Nghiên cứu, thiết kế hệ thống lọc nước uống trực tiếp tại tòa nhà C trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội với công suất 3000lngđ

LỜI CAM KẾT
Tôi xin cam kết rằng tất cả quá trình làm đồ án đều theo hướng dẫn của TS. Lê
Ngọc Thuấn.
Mọi kết quả trong đồ án đều trung thực, khách quan và phù hợp với thực tiễn
Việt Nam. Các kết quả thực hiện được chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên
cứu nào khác.
Mọi sao chép trích dẫn đều có căn cứ tài liệu đầy đủ, không sao chép gian lận vi
phạm quy chế đào tạo, nếu vi phạm thì tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước hội
đồng và nhà trường.


MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH


DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
VLL

: Vật liệu lọc

GAC

: Granular Activated Carbon – than hoạt tính dạng hạt

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

KPH

: Không phát hiện

KPL

: Không pha loãng

TDS

: Total dissolved solids – Tổng lượng chất rắn hòa tan


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Nước uống luôn luôn là một thức uống quan trọng và duy trì cuộc sống cho con
người và là điều kiện cần thiết cho sự sống còn của tất cả các sinh vật trên địa cầu này.
Nước chiếm khoảng 70% khối lượng của cơ thể con người và là một thành phần quan
trọng của quá trình trao đổi chất, một dung môi cho nhiều chất hòa tan của cơ thể. Con
người cần uống 2,0 lít mỗi ngày (tức khoảng 8 ly cốc nước) để tốt cho sức khỏe. Việc
xử lý nước cấp thành nước uống trực tiếp cho con người đang là vấn đề quan trọng cần
được rất nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học, nhà nghiên cứu để công nghệ lọc
nước uống trực tiếp ngày càng hiện đại và có giá thành thấp. Ở Việt Nam nói chung và
thành phố Hà Nội nói riêng công nghệ chủ yếu để lọc nước là công nghệ RO, phục vụ

cho các gia đình, nhà máy, công xưởng và trường học.
Hiện nay, trên địa bàn thành phố Hà Nội có trên 50 trường đại học với số lượng
sinh viên khoảng 10000 sinh viên/1 trường, việc cung cấp nước uống trực tiếp cho sinh
viên tại trường tốn không ít chi phí. Một số trường mua trực tiếp công nghệ ngoài về
lắp đặt gặp không ít những hạn chế như công suất không đủ cho sinh viên dùng, chi phí
cao lại không đạt chuẩn chất lượng đầu ra. Trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường
Hà Nội là một trong những trường trọng điểm của quốc gia với lượng sinh viên lên đến
10000 sinh viên. Tuy nhiên, trường chưa có hệ thống lọc nước cho sinh viên và cán bộ
nhà trường để phục vụ nhu cầu thiết yếu của sinh viên và cán bộ nhà trường.
Vì vậy, tôi xin đề xuất đề tài: “ Nghiên cứu, thiết kế hệ thống lọc nước uống
trực tiếp tại tòa nhà C trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội với công
suất 3000l/ngđ” làm đề tài tốt nghiệp và đánh giá được khả năng áp dụng vào thực tế
của hệ thống lọc thông qua tính toán chi tiết các công trình của hệ thống.
2. Tính cấp thiết của đề tài

Hiện tại chưa có hệ thống lọc nước tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi
trường Hà Nội. Trong tương lai, lượng sinh viên vào trường có xu hướng tăng, nhu cầu
sử dụng nước uống trong toàn trường cũng tăng lên đáng kể. Do vậy cần thiết phải
nghiên cứu, thiết kế hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên và cán bộ nhà
trường.


Với các dây chuyền công nghệ hiện đại thì yêu cầu chất lượng nước đầu ra đảm
bảo QCVN 6-1:2010/BYT nhưng tốn rất nhiều chi phí. Vì vậy, tôi đã lên ý tưởng
nghiên cứu một cách đầy đủ hơn về hệ thống lọc nước RO. Hệ thống lọc nước RO là
công trình đa năng, có hiệu quả cao, đồng thời đáp ứng được yêu cầu về chất lượng
nước đầu ra cũng như tiết kiệm được chi phí đầu tư.
3. Các phương pháp nghiên cứu

-

Thu thập số liệu, tính toán, thiết kế.
Phân tích trong phòng thí nghiệm.
Phân tích, thống kê, xử lý số liệu và tổng hợp kết quả.


LỜI CẢM ƠN
Trong bốn năm học tập và khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, tôi luôn
nhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, người thân và
bạn bè. Với những kiến thức thầy cô truyền đạt, sự động viên của bạn bè và gia đình đã
giúp đỡ tôi rất nhiều để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giảng viên Khoa Môi trường của
trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi thực
hiện nghiên cứu này.
Xin đặc biệt cảm ơn TS.Lê Ngọc Thuấn đã giành nhiều thời gian hướng dẫn, tận
tình giúp đỡ và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế cho tôi trong quá trình học tập
cũng như thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả những người thân bên cạnh và
các bạn sinh viên lớp ĐH2CM2 đã ủng hộ, động viên và giúp đỡ để hoàn thành tốt đồ
án tốt nghiệp.
Cuối cùng, xin được gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, anh chị, tất cả mọi người
trong gia đình luôn là nguồn động viên, là điểm tựa vững chắc, đã hỗ trợ và giúp bản
thân tôi có đủ nghị lực để vượt qua khó khăn và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.
Dù đã rất cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận
được sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về đồ án tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn!


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG
1.1

Hiện trạng chất lượng nước cấp tại phường Phú Diễn- Bắc Từ Liêm- Hà Nội

Nước sạch là yếu tố không thể thiếu và không thể thay thế được trong sinh hoạt
hàng ngày của con người, là nguồn thiết yếu nuôi con người và các sinh vật trên trái
đất.
Hiện nay, tại thành phố Hà Nội tổng công suất cấp nước trên toàn thành phố đạt
880.000m3/ngày đêm, trong đó công ty Nước sạch Hà Nội cấp 600.000m 3/ngày đêm,
công ty cổ phần cấp nước Sơn Tây 20.000m 3/ngày đêm, công ty Nước sạch Hà Đông
40.000m3/ngày đêm và công ty cổ phần Nước sạch Viwaco 220.000m 3/ngày đêm. Với
công suất như vậy việc cung cấp nước sạch cho dân cư trong thành phố đang gặp nhiều
khó khan do đáp ứng không đủ nhu cầu. Trong khi đó, tại phường Phú Diễn - một
phường trực thuộc quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội, có diện tích là 252,20 ha và dân số là
27062 người (2013) được cấp nước sạch cho dân cư tới 95%. Công suất cấp cho khu
vực phường Phú Diễn bao gồm các trường học, bệnh viện có trên địa bàn phường
khoảng 5000m3/ ngày đêm.
Hiện trạng chất lượng nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi
Trường Hà Nội
1.2.1 Sơ lược về trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

1.2

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội trụ sở chính tại: Số 41A,
đường Phú Diễn, phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội thành lập theo Quyết
định số 1583/QĐ-TT ngày 23 tháng 08 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ trên cơ sở
nâng cấp Trường Cao đẳng Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Nhà trường có truyền thống đào tạo hơn 60 năm. Trường Đại học Tài nguyên và
Môi trường Hà Nội là cơ sở giáo dục đại học công lập thuộc hệ thống giáo dục quốc
dân, trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, chịu sự quản lý quản lý Nhà nước về
giáo dục và đào tạo của Bộ Giáo dục và đào tạo, có tư cách pháp nhân, có con dấu và

tài khoản riêng.
Đến nay, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã trở thành cơ sở
đào tạo đa ngành thuộc lĩnh vực tài nguyên và môi trường: Môi trường, Khí tượng và
Thủy văn, Đo đạc và Bản đồ, Quản lý đất đai, Tài nguyên nước, Địa chất khoáng sản,


Khoa học biển, Biến đổi khí hậu, Kinh tế tài nguyên và môi trường,… Nhà trường có
nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực phục vụ công tác quản lý, thực hiện nhiệm vụ chuyên
môn thuộc lĩnh vực tài nguyên và môi trường có trình độ Cao đẳng, Đại học và sau đại
học; bồi dưỡng thường xuyên và chuẩn hóa cán bộ làm công tác quản lý tài nguyên và
môi trường; nghiên cứu ứng dụng, chuyển giao công nghệ trên các lĩnh vực tài nguyên
và môi trường.
Mục tiêu thành lập Trường nhằm trở thành trung tâm đào tạo nguồn nhân lực
chất lượng cao phục vụ cho quản lý Nhà nước về lĩnh vực tài nguyên và môi trường từ
Trung ương, địa phương, các doanh nghiệp đến cộng đồng.
1.2.2

Sơ lược về nước cấp tại trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội

Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội gồm 3 khu nhà chính: khu
nhà hành chính( tòa nhà C 5 tầng), khu giảng đường( tòa nhà A 10 tầng, dãy nhà cấp 4
và dãy nhà 4 tầng), khu kí túc xá sinh viên.
Cấp nước tòa nhà C: trên tầng thượng tòa nhà có 2 bể 1.5m 3 cung cấp nước sạch
cho tòa chủ yếu phục vụ sinh hoạt cán bộ và giảng viên trường, nguồn nước này được
lấy từ đường ống cấp nước của khu vực phường Phú Diễn.
Cấp nước tòa nhà A: trên tầng thượng tòa nhà có 2 bể 5 m 3 cung cấp nước sạch
cho tòa nhà chủ yếu phục vụ sinh hoạt cho khoảng 2000 sinh viên/1 ca học, nguồn
nước này được lấy từ nước giếng khoan trong khu vực trường với công suất khoảng 80
m3/ngày đêm đã qua xử lý.
Cấp nước khu vực dãy nhà cấp 4và dãy nhà 4 tầng: nước sạch phục vụ chủ yếu

cho khoảng 500 sinh viên/1 ca học, nguồn nước được lấy từ nước giếng khoan đã qua
xử lý và được thu hồi tại bể chứa vườn khí tượng của khu nhà cấp 4.
Cấp nước cho khu vực ký túc xá: gồm dãy nhà A1 có 4 tầng, dãy nhà A2 có 3
tầng, mỗi tầng có 8 phòng và mỗi phòng có 8 người. Mỗi phòng đều có nhà vệ sinh
riêng. Số sinh viên dự tính khoảng 450 sinh viên. Nguồn nước được lấy từ nước giếng
khoan đã qua xử lý và được thu hồi tại bể chứa vườn khí tượng của khu nhà cấp 4.
1.3

Công nghệ xử lý nước uống trực tiếp hiện nay

Các phương pháp xử lý nước uống trực tiếp hiện nay tập trung vào 3 quá trình
chính là lọc thô, khử khuẩn và lọc tinh, các công nghệ phổ biến tại Việt Nam:
1.3.1

Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ RO


 Nguyên lý hoạt động:

Hình 1.1: Hệ thống lọc RO gia đình
Nước cấp cho hệ thống được bơm từ bể chứa nước sạch khi đi qua lõi số 1
(được làm từ sợi thô PP) có công dụng ngăn chặn bất bẩn: bùn, rỉ sét, lọc nước phèn…
có trong nước.
Sau đó hệ thống sẽ tự động hút từ cột lọc số 1 lên cột lọc số 2. Trong cột lọc số
2 có chứa than hoạt tính dạng hạt có tác dụng trong việc hấp thụ chất hữu cơ, chứa
thành phẩn Cation khử độ cứng của nước nhằm bảo vệ màng mang lại nguồn nước
trong lành và có vị ngọt tự nhiên.
Tiếp đến nước sẽ tự động đẩy sang cột lọc số 3. Tại đây cột lọc này có than hoạt
tính có tác dụng hấp thụ mùi vị chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, chất diệt côn trùng, kim loại
nặng, Clo có trong nước. Không những thế nó còn có chức năng ngăn chặn bùn đất rì

sét hay những tạp chất có khích thước lớn hơn 5 micron.


Khi nước đã qua cột lọc số 3 thì sẽ tiếp tục đẩy sang màng lọc. Tại đây nước sẽ
được chia ra làm 2 phần là nước tinh khiết sẽ được lọc qua màng còn lại sẽ được dẫn
qua van thải và thải ra ngoài. Màng lọc được sản xuất tại Mỹ hoạt động theo cơ chế
thẩm thấu ngược, chịu được áp lực cao và có khe hở cực nhỏ (0.0001 Micron) có công
dụng loại bỏ hoàn toàn các chất rắn, khí hòa tan trong nước, các ion kim loại, kim lại
nặng, vi sinh vật, vi khuẩn, các chất hữu cơ làm cho nước trở lên hoàn toàn tinh khiết
nhưng không làm thay đổi tính lý hóa của nước. Do đó, nó được coi là thành phần quan
trọng nhất của hệ thống hay còn gọi là trái tim của hệ thống lọc.
Qua quá trình lọc nước đã được dẫn đến lõi lọc Cacbon CL-T33. Lõi lọc nước
Cacbon CL-T33 có thành phẩn chính là cacbon có tác dụng diệt khuẩn, hấp thụ màu,
làm mền nước, làm cân bằng độ PH trong nước tinh khiết.
 Cấu tạo:

-

Lõi lọc số 1 có tác dụng loại vỏ bùn đất rỉ sét, kim loại nặng, lọc phèn, tạp chất có
trong nước… có kích thước ≥ 5µm

-

Lõi lọc số 2 có tác dụng hấp thụ chất hữu cơ, chất tẩy rửa, khí clo, kim loại nặng hay
các tạp chất độc hại có trong nước.

-

Lõi lọc số 3 có tác dụng làm mềm nước và loại vỏ bùn đất rỉ sét, kim loại nặng, tạp
chất khô… có kích thước ≥ 1µm

-

Lõi lọc số 4 (Màng lọc RO): Loại bỏ hoàn toàn chất rắn, Ion kim loại nặng, vi khuẩn,
vi rút, các chất hữu cơ… làm cho nước trở nên hoàn toàn tinh khiết nhưng không làm
thay đổi tính lý – hoá của nó.

-

Lõi lọc số 5 có tác dụng khử mùi, tạo khoáng, tạo vị ngọt, diệt khuẩn… làm cân bằng
độ pH trong nước tinh khiết.
1.3.2 Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ NANO
 Nguyên lý hoạt động:

Nước cấp cho hệ thống được bơm từ bể chứa nước sạch khi đi qua lõi số 1 và 2
bằng sợi bông ép thành khối đường kính 67 mm, 5 micron có công dụng ngăn chặn bất
bẩn: bùn, rỉ sét, lọc nước phèn… có trong nước.
Sau đó hệ thống sẽ tự động chảy từ cột lọc số 2 lên cột lọc số 3. Trong cột lọc số
3 có chứa than hoạt tính dạng hạt có tác dụng trong việc hấp thụ chất hữu cơ, chứa


thành phẩn Cation khử độ cứng của nước nhằm bảo vệ màng mang lại nguồn nước
trong lành và có vị ngọt tự nhiên.
Tiếp đến nước sẽ tự động đẩy sang cột lọc số 4. Tại đây cột lọc này có than hoạt
tính có tác dụng hấp thụ mùi vị chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, chất diệt côn trùng, kim loại
nặng, Clo có trong nước. Không những thế bên ngoài bao bọc lớp Nano silver với các
kết cấu Nanometer dầy đặc có nhiệm vụ lọc và diệt vi khuẩn bằng nguyên tử bạc(Ag).
Sau đó nước được chảy đến cột lọc số 5 gồm các hạt Cation và đá khoáng có
nhiệm vụ làm mềm nước và cân bằng độ pH trong nước.
Cấu tạo:



Hiện nay hệ thống lọc nước Nano đã xuất hiện tại Việt Nam với nguồn gốc chủ
yếu là xuất xứ tại Nga, được hoạt động với cơ chế bao gồm 5 cấp lọc chính:
Cấp lọc số 1 : Bằng sợi bông ép thành khối đường kính 67 mm, 5 micron.

-

Cấp lọc số 2 : Bằng sợi bông ép thành khối đường kính 65 mm, 3 micron.

-

Cấp lọc số 3 : Than hoạt tính được ép thành khối bằng công nghệ cao, bên ngoài được
bao bọc lớp màng sợi tráng bạc diệt khuẩn.

-

Cấp lọc số 4 (Màng Nano Silver): Than hoạt tính được ép thành khối, bên ngoài bao
bọc lớp Nano silver với các kết cấu Nanometer dầy đặc. Chức năng chính là loại bỏ
100% vi khuẩn và các kim loại nặng, loại bỏ thuốc trừ sâu, hủy bỏ các chất ô nhiễm
hữu cơ, vi khuẩn, vi rút các loại.

-

Cấp lọc số 5 (Lõi Cation): Hạt Cation và đá khoáng. Chức năng: Làm mềm nước và
cân bằng độ pH trong nước.
1.3.3

Hệ thống xử lý nước uống trực tiếp bằng công nghệ UF

Màng lọc UF( Ultra Filtration) hay còn gọi là màng siêu lọc sợi rỗng thẩm thấu,
mỗi sợi màng có dạng hình ống, màu trắng, khi lọc cho phép nước đi từ ngoài vào
trong lòng ống nhờ áp lực dòng chảy của nước, khi ta bịt một đầu ống lại hoặc uốn ống
theo hình chữ (U). Dưới áp lực dòng chảy của nước sẽ thấm qua các mao dẫn có kích
thước khoảng từ 0,1~0,001micromet(µm).
 Công dụng của màng siêu lọc UF


Với kích thước từ 0,1~0,001micron (µm) màng lọc UF có thể lọc sạch các tạp
chất có kích thước nhỏ hơn cả vi khuẩn, loại bỏ dầu, mỡ, hydroxit kim loại, chất keo,
nhũ tương, chất rắn lơ lửng,và hầu hết các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khác
như (phấn hoa, tảo, kí sinh trùng, virut, và vi trùng gây bệnh…)và đặc biệt là có thể
triệt tiêu được vi khuẩn tới 99.9% dường như không còn vi khuẩn. Các phân tử có kích
thước lớn hơn như các loại tạp chất, virus, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra
ngoài. qua tất cả các bước lọc khắt khe nhất từ các lõi lọc, cấp lọc và màng siêu lọc UF
đã cho ra một nguồn nước siêu tinh khiết đảm bảo sức khỏe tối ưu cho mọi người sư
dụng.
 Cấu tạo và chức năng của màng siêu lọc UF

Hình 1.2: Màng siêu lọc UF


Màng lọc Ultrafiltration có thể hoạt động theo 2 nguyên lý:

Từ ngoài vào trong: Lớp lọc nằm bên ngoài màng. Dòng nước có chất ô nhiễm
được đẩy vào từ bên ngoài vào trong màng lọc tất cả các chất độc hại được dữ lại bên
ngoài màng lọc. chỉ duy nhất Nước sạch nguyên khoáng ,nước tinh khiết sau lọc được
thu ở bên trong màng lọc.
Từ trong ra ngoài: Lớp lọc nằm bên trong màng. Dòng nước có chất ô nhiễm

được thấm vào từ bên trong màng lọc. Nước sạch sau lọc được thu ở bên ngoài màng
lọc
Cấu tạo của màng lọc UF là: các tạp chất không thấm qua màng sẽ được giữ lại
bên ngoai màng lọc trong lòng ống và được tống ra ngoài khi mở đầu bịt của ống ra.
Điều này cho phép tạo khả năng tự xả bẩn của màng UF bằng cách lắp van tự động xả
thải Một theo thời gian làm việc của màng.




Nguyên lý hoạt động

UltraFiltration(UF) là một công nghệ lọc dùng áp suất thấp để loại bỏ những
phân tử có kích thuớc lớn ra khỏi nguồn nước. Dưới một áp suất 1.5~3kgf/cm², nước
tinh, muối khoáng và các phân tử ion nhỏ hơn lỗ lọc (0.1- 0.001 micron) sẽ “chui” qua
màng dễ dàng để tạo ra một nguồn nước tinh khiết.
Đặc điểm chính: Màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp
hợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, cung cấp nguồn nước ăn
uống hàng ngày vô hạn cho người dùng. chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng
UF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Màng UF tạo
nên một rào cản chắc chắn ngăn cản các vi sinh vật, bào tử và loại bỏ màu, chất hữu cơ
(trong nguồn nước tự nhiên thường xuất hiện các chất tiết ra từ vỏ cây, các chất mùn,
bùn, gỉ sắt các độc tố và vi khuẩn có hại…vv).

1.4

So sánh 3 công nghệ RO, NANO và UF

Hình 1.3: So sánh 3 công nghệ RO, NANO, UF
1.4.1

Công nghệ lọc nước RO: (Màng lọc thẩm thấu ngược)
Công nghệ máy lọc nước Ro thực tế là màng lọc thẩm thấu ngược, xuất hiện
trên thế giới và có mặt trên thị trường Việt Nam từ rất lâu.
Công nghệ RO (thẩm thấu ngược) là công nghệ lọc nước tiên tiến và triệt để
nhất hiện nay. Vì các khe hở màng lọc RO có kích cỡ 0,001 micromet, giống như cơ
chế hoạt động của thận người, ngăn tất cả các loại chất, vi khuẩn, virus,... và thải ra


ngoài. Công nghệ này sẽ cho ra sản phẩm nước hoàn toàn nguyên chất (nước tinh
khiết)
 Yếu điểm:

Công nghệ lọc RO sẽ cho ra nước tinh khiết, đồng thời cũng loại bỏ hoàn toàn
khoáng chất có trong nước (uống nước tinh khiết trong thời gian dài làm cho cơ thể
thiếu đi 1 số khoáng chất cần thiết)
Tốn nhiều nước, vì việc cho ra nước tinh khiết đồng nghĩa với việc phải loại bổ
một luợng nước thải tương đương.
 Cách khắc phục:

Công nghệ mới của hệ thống lọc nước RO đã có thêm chức năng bổ sung
khoáng chất có lợi cho cơ thể, cụ thể là bổ sung thêm trụ lọc tinh và tạo khoáng ở bước
lọc cuối cùng.
Lượng nước thải ra có thể tái sử dụng vào những việc như: tưới cây, giặt đồ, vệ
sinh nhà cửa...
1.4.2

Công nghệ lọc nước UF: (Màng Siêu lọc)
Màng lọc UF (UltraFiltration) hay còn gọi là màng siêu lọc, là một công nghệ
lọc dùng màng áp suất thấp để loại bỏ những phân tử có kích thuớc lớn ra khỏi nguồn

nước. Dưới một áp suất không quá 2,5 bars, nước, muối khoáng và các phân tử/ ion
nhỏ hơn lỗ lọc (0.1- 0.005 micron) sẽ “chui” qua màng dễ dàng. Các phân tử lớn hơn,
các loại virus, vi khuẩn gây hại sẽ bị ngăn lại.
 Yếu điểm:

Những chất khoáng còn lại trong nước có thể sẽ không có lợi cho cơ thể.
 Cách khắc phục:

Cần xác định rõ nguồn nước đầu vào, các chỉ tiêu lý hóa cần phải đạt tiêu chuẩn
nguồn nước sinh hoạt của bộ y tế (Nước cấp)
1.4.3

Công nghệ lọc nước Nano


Mới xuất hiện trên thị trường kinh doanh mặc dù công nghệ có từ những năm
80.
Công nghệ Nano có các khe hở to hơn RO nhưng nhỏ hơn UF. Như vậy cũng sẽ
lọc được vi khuẩn, virus nhưng không loại bỏ hoàn toàn hàm lượng chất khoáng. Tuy
nhiên, các chất còn lại đó sẽ có lợi hoàn toàn hay không, thì chưa có câu trả lời vì còn
phụ thuộc vào nguồn nước đầu vào.
 Yếu điểm:

Công nghệ Nano không qua hệ thống xử lý thô sẽ dễ gây tắc màng, những chất
khoáng còn lại trong nước có thể sẽ không có lợi cho cơ thể, giá thành cao.
 Cách khắc phục:

Với công nghệ lọc của máy lọc nước Nano, người sử dụng phải xác định trước
nguồn nước để dùng Nano hiệu quả hơn.
Kết luận: Qua tìm hiểu và so sánh thì công nghệ lọc nước RO là hệ thống tối ưu

nhất, vì vậy tôi chọn hệ thống RO cho nghiên cứu đề tài tốt nghiệp.

1.5
1.5.1

Các công trình xử lý nước uống trực tiếp tại các trường học hiện nay

Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho sinh viên trường Đại học Xây Dựng
Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Xây dựng đang thực
hiện Dự án nghiên cứu, phối hợp với Trường Đại học Tổng hợp Seoul, Hàn Quốc
(SNU) và Công ty Eco-Protect, Hàn Quốc, triển khai mô hình pilot trình diễn công
nghệ xử lý nước mới, Ozone hóa (Dự án H.O.P.S – High-density Ozone Water
Production System). Để đánh giá công nghệ, đồng thời để đáp ứng nhu cầu nước uống
trong mùa hè nóng nực cho cán bộ và sinh viên Trường Đại học Xây dựng, một hệ
thống pilot xử lý nước mưa thành nước uống trực tiếp, công suất 5m 3/h, đã được lắp
đặt tại sảnh tầng 1 Nhà Thí nghiệm Trường Đại học Xây Dựng và đang hoạt động rất
hiệu quả.


Hình 1.4: Hệ thống lọc tại trường ĐH Xây Dựng
1.5.2

Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho 6 trường cho học sinh vùng sâu, vùng xa
trên địa bàn tỉnh Bình Phước
Tỉnh đoàn phối hợp Sở Tài nguyên - môi trường lắp đặt 6 hệ thống nước lọc cho
6 đơn vị trường học ở vùng sâu, xa trên địa bàn tỉnh. Kinh phí của mỗi công trình
khoảng 34 triệu đồng. Công suất lọc nước của mỗi hệ thống dao động từ 15-30 lít/giờ.
Theo kết quả kiểm nghiệm của Viện Pasteur thành phố Hồ Chí Minh, 13 chỉ tiêu về
hóa, lý, vi sinh đều đạt chuẩn cho phép của nước uống tinh khiết. Đơn vị thi công công
trình nước sạch cho biết, nguyên lý hoạt động của hệ thống nước lọc được lắp đặt theo

quy trình xử lý RO100. Cả quy trình phải trải qua 3 hệ thống lọc, hệ thống cuối cùng
được xử lý bằng tia cực tím nên chất lượng nước sau khi lọc được đảm bảo theo tiêu
chuẩn nước uống tinh khiết.

Hình 1.5: Hệ thống lọc của trường


1.5.3

Công trình xử lý nước uống trực tiếp cho học sinh trường tiểu học Nguyễn Trung
Trực -xã Mỹ Hòa Hưng- TP. Long Xuyên
Tại Trường tiểu học Nguyễn Trung Trực (xã Mỹ Hòa Hưng, TP. Long Xuyên),
trung tâm vừa bàn giao máy lọc nước uống cho học sinh theo công nghệ RO, công suất
100 lít/giờ, phục vụ cho hơn 500 học sinh của trường có nguồn nước uống đảm bảo vệ
sinh an toàn vệ sinh thực phẩm. Tổng kinh phí 55 triệu đồng, từ nguồn sự nghiệp khoa
học và công nghệ tỉnh hỗ trợ. Giải thích quy trình lọc, Trưởng Phòng tư vấn khoa học
công nghệ-Trung tâm Ứng dụng tiến bộ Khoa học và Công nghệ tỉnh Trần Phú Vinh
cho biết: “Nước cấp được lọc sơ bộ qua các cột lọc PP (Polypropylene), than hoạt tính,
trao đổi ion để lọc cặn, chất hữu cơ và làm giảm độ cứng.
Sau đó được đưa vào bồn chứa rồi tiếp tục lọc qua hệ thống thẩm thấu ngược
(RO) để loại bỏ triệt để cặn các kim loại nặng, Chlorua, mùi và màu, virút, vi khuẩn,
asen (thạch tín), các chất rắn hoà tan (TDS), Nitrate/Nitrite… Nước sau khi lọc qua hệ
thống RO được trữ trong bình chứa và khử trùng bằng UV và được làm ngọt bằng lõi
lọc T33 trước khi uống trực tiếp. Nước uống sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 61:2010/BYT (quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với nước khoáng thiên nhiên và nước
uống đóng chai).

Hình 1.6: Hệ thống lọc của trường tiểu học Nguyễn Trung Trực


1.5.4

Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Giao Thông Vận Tải
Tại trường đại học Giao Thông Vận Tải hệ thống lọc không được tập trung,
trường đưa ra dự án lắp đặt máy lọc nước theo từng tầng, phục vụ cho khoảng 3000
sinh viên/ 1 ca học. Hệ thống lọc nước của trường được lắp đặt thêm hệ thống làm lạnh
và hệ thống đun nóng nước nhằm phục vụ những ngày nắng nóng và những ngày mùa
đông.

Hình 1.7: Hệ thống lọc nước của trường ĐH Giao Thông Vận Tải
1.5.5

Hệ thống lọc nước uống trực tiếp cho sinh viên trường đại học Sư phạm- Đại học
Quốc Gia Hà Nội
Trường đại học Sư phạm đầu tư hệ thống lọc nước với công suất 75lít/giờ. Với
hệ thống này cung cấp cho khoảng 1500 sinh viên/1 ca học. Hệ thống lọc sử dụng công
nghệ RO 9 cấp lọc.


Hình 1.8: Hệ thống lọc của trường ĐH Sư phạm


CHƯƠNG II: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ
Hiện nay, với 3 công nghệ lọc nước là RO, NANO, UF sau khi so sánh ưu
nhược điểm của 3 công nghệ và dựa trên kinh nghiệm thực tế ta nên chọn công nghệ
RO với ưu điểm vượt trội như:
-

-

2.1

Lọc nước đầu ra là dạng nước tinh khiết có thể uống được ngay mà không cần
phải đun sôi. Các nguồn nước đầu vào có thể nhiễm bẩn nhưng sau khi qua hệ
thống lọc nước sẽ đều cho ra nước tinh khiết với tất cả những chất bẩn, chất độc
hại bị loại bỏ hoàn toàn, mang lại sự an tâm cao cho người sử dụng.
Có những lọc có chức năng tạo vị ngọt cho nước, tách nhóm phần tử nước và
tăng oxy cho nước.
Một số lõi bổ sung các khoáng chất cơ bản cho nước. Sau khi đã có nước tinh
khiết sau quá trình lọc cơ bản, các máy lọc nước RO có thể bổ sung những
khoáng chất cần thiết khác nhau cần thiết cho cơ thể.

Đề xuất sơ đồ công nghệ phương án 1
2.1.1

Kết quả phân tích mẫu nước đầu vào

Dựa vào hiện trạng sử dụng nước và hiện trạng cấp nước tại khu vực Phường
Phú Diễn cụ thể hơn là trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội xác định
được những chỉ tiêu cần phân tích như sau:





Mẫu phân tích: Nước máy cấp cho tòa nhà C
Chỉ tiêu về kim loại: As, Pb, Cd, Hg, Fe, Mn, Cr, TDS.
Chỉ tiêu về vi sinh: E.coli, Coliform.
Chỉ tiêu về hóa học: Clo (Cl)
Độ cứng của nước theo CaCO3.
Các chỉ tiêu phân tích được so sánh với QCVN 6-1:2010/BYT Quy chuẩn kỹ

thuật đối với nước khoáng thiên nhiên và nước uống đóng chai.
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu kim loại (PHỤ LỤC 2)
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vi sinh (PHỤ LỤC 2)
Phương pháp phân tích chỉ tiêu clo (PHỤ LỤC 2)
Phương pháp phân tích độ cứng theo CaCO3 (PHỤ LỤC 2)


Bảng 2.1: Bảng tổng hợp kết quả phân tích mẫu nước máy cấp cho tòa nhà C
TT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Kết quả
Nhà C

Phương pháp
phân tích

QCVN 61:2010/ BYT

1

As

mg/l

0,01

TCVN 6665:2011

0,01

2

Pb

mg/l

0,003

TCVN 6665:2011

0,01

3

Cd

mg/l

<0,001

TCVN 6665:2011

0,003

4

Hg

mg/l

<0,001

TCVN 6665:2011

0,001

5

Cr

mg/l

<0,001

TCVN 6665:2011

0,05

6

Mn

mg/l

0,002

TCVN 6665:2011

0,4

7

Fe

mg/l

0,005

TCVN 6665:2011

0,3

8

Clo

mg/l

50

TCVN 62253:2011

5

9

E.coli

CFU/ml

KPH

TCVN 6187 – 1:
2009

KPH

10

Coliform

CFU/ml

KPH

TCVN 6187 – 1:
2009

KPH

11

CaCO3

mg/l

50

TCVN 6224-1996

5

12

TDS

mg/l

1200

-

1000

Kết luận: Để nước ra đạt QCVN 6-1:2010/BYT ta cần xử lý độ cứng, TDS và Clo.
2.1.1


2.1.2

Sơ đồ công nghệ phương án 1

Dựa trên chất lượng nước đầu vào của tòa nhà C tôi xin đề xuất dây chuyền
công nghệ xử lý như sau:
Nước máy(tòa
nhà C)

Bơm áp

Cột lọc 1

Cột lọc 2
Hệ thống
lọc RO

Cột lọc 3

Cột lọc 4
Nước thải
được thu gom
và sử dụng
cho mục đích
sinh hoạt khác

Cột lọc 5(RO)

Lõi lọc T33

Bồn chứa

Lõi lọc khử trùng
Sử dụng

Bơm
tăng
áp

Hình 2.9: Sơ đồ công nghệ hệ thống lọc tòa nhà C
2.1.3

Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương án 1

Nước máy cấp cho tòa nhà 5 tầng có 2 bể 1.5m 3 đặt tại tầng thượng của tòa nhà.
Tại đây nước được bơm trực tiếp sang hệ thống lọc.
Nước được bơm vào cột lọc 1, cột lọc được cấu tạo bằng cát thạch anh, vật liệu
lọc này chủ yếu lọc các chất huyền phù, các dạng rỉ xét, bùn đất hay các vật chất lơ
lửng trong nước, đồng thời cũng ngăn cản bớt các yếu tố vi sinh tràn vào bên trong hệ
thống.
Tiếp theo nước tự chảy sang cột lọc 2, cột lọc này được cấu tạo bởi một vỏ
composite, chứa bên trong là than gáo dừa được hoạt hóa. Than hoạt tính có tính có cấu
trúc xốp rỗng. Các vết rỗng - nứt vi mạch, đều có tính hấp thụ rất mạnh. Do lõi của cột
lọc này chứa than hoạt tính nên có khả năng hấp thụ mạnh các loại chất nhờn, mùi và
hữu cơ hòa tan, có tính “ưa nhờn ghét nước”. Than hoạt tính còn chứng tỏ được hiệu
quả trong việc xử lý chất phóng xạ, asen và amoni.
Sau đó nước chảy sáng cột lọc 3, cột lọc này được cấu tạo bằng hạt nhựa làm
mềm nước, nhựa sử dụng là nhựa HCR – S để loại bỏ các ion Ca 2+, Mg2+ và các ion
khác. Phần nước bẩn chứa các ion gây cứng được thải bỏ ra cống xả.
Nước mềm trước khi vào RO được lọc sơ bộ qua thiết bị lọc tinh (tránh làm tắc
nghẽn màng RO) hay còn gọi là cột lọc an toàn, ở đây các hạt cặn có kích thước lớn
µ

µ

hơn 5 m sẽ được giữ lại bằng các lõi lọc 5 m. Từ cột lọc an toàn nước được bơm
sang cột lọc số 5 là mang RO, RO là thiết bị lọc thẩm thấu ngược có nhiệm vụ chủ yếu
là khử TDS tạo sự tinh khiết cho nước. Nước qua RO đạt tiêu chuẩn lý hóa về chất

lượng nước uống đóng chai.
Nước chảy từ cột lọc 5 sang cột lọc số 6, do màng RO loại bỏ đến 90% các kim
loại nặng nên các khoáng chất trong nước cũng giảm đáng kể. Nên cần thiết cột lọc số
6 để bổ sung lại các khoáng chất đã mất và tăng pH cho nước. Cột lọc này được cấu tạo
bởi than hoạt tính T33. Sau đó nước được chảy vào bồn chứa nước 1.5 m 3. Trước khi
cấp cho sinh viên và cán bộ nhà trường sử dụng nước được khử trùng bằng bộ khử
trùng đặt sau bồn chứa nước để đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh sau đó. Nước được cấp
cho sinh viên và cán bộ nhà trường đã hoàn toàn tinh khiết, đảm bảo được tối đa chất
lượng nước đầu ra.