Ý TƯỞNG THIẾT bị lọc tự rữa

Ý TƯỞNG THIẾT BỊ LỌC TỰ RỮA
1. Nêu ý tưởng

Hiện nay trên thị trường đã có một số thiết bị lọc tự rữa tuy nhiên khá cồng kềnh,
và có chi phí lắp đặt khá cao đồng thời tương đối phức tạp để bảo hành, bảo trì. Chính vì
thế ý tưởng này là nhằm:
Giảm thể tích chiếm chỗ cũng như diện tích mặt bằng
Giảm chi phí chế tạo cũng như lắp đặt
Vận hành đơn giản, dễ bảo trì, sửa chữa
2. Ý nghĩa thực tiễn
- Thiết bị được thiết kế đơn giản dạng modun, có thể hoạt động riêng lẻ để xử lý
nguồn nước có mật độ ô nhiễm thấp (chủ yếu là nước nhiễm cặn) hoặc có thể
kết hợp vào một hệ thống xử lý nước (ô nhiễm cao), thay thế cho bể lọc truyền
thống (phải rữa lọc thủ công và không đảm bảo).
- Có thể áp dụng cho hộ gia đình, đặt biệt vì kết cấu đơn giản, dễ vận hành và
sửa chữa nên có thể áp dụng cho những vùng xa xôi hẻo lánh, những khu vực
mà hệ thống cung cấp nước sinh hoạt chưa thể vươn tới được.
- Có tiềm năng nâng cấp rất lớn, có thể trở thành sản phẩm thương mại.
3. Cơ sở Công nghệ
-

Bể lọc được ứng dụng để tách các tạp chất phân tán có kích thước nhỏ khỏi nước
thải mà các bể lắng không thể loại chúng được, là quá trình tách các hạt lắng ra khỏi pha
lỏng hoặc pha khí bằng cách cho dòng khí hoặc lỏng có chứa hạt chất rắn chảy qua lớp
ngăn xốp, các hạt rắn sẽ bị giữ lại. Lọc có thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh
của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách ngăn hay áp suất thấp sau vách ngăn.
Quá trình lọc gồm các giai đoạn sau:
-

Duy chuyển các hạt tới bề mặt các chất tạo thành lớp lọc;
Gắn chặc các hạt vào bề mặt;

Tách các hạt bám dính ra khỏi bề mặt.
o Lọc qua màng lớp bã được tạo thành trên bề mặt vật liệu lọc: các hạt có
kích thước lớn hơn kích thước mao quản lớp vật liệu lọc bị giữ lại, tạo
thành lớp bã và cũng trở thành như lớp vật liệu lọc. (đặc trưng cho bể
lọc chậm)
o Lọc không tạo thành lớp màng các tạp chất: quá trình lọc xảy ra trong
bề mặt lớp vật liệu lọc dày, các hạt tạp chất bị giữ lại trên các hạt của
vật liệu lọc bằng lực bám dính. Đại lượng bám dính phụ thuột vào các


yếu tố: độ lớn, hình dạng hạt, độ nhám bề mặt, thành phần hóa học, tốc
độ dòng chảy, nhiệt độ chất lỏng,…
Khi số hạt tới bề mặt lọc trong một đơn vị thời gian bằng số hạt rời khỏi bề mặt
đó, sự bảo hòa xảy ra và lớp lọc không còn khả năng lọc nữa.
Rửa lọc là quá trình tạo dòng chảy ngược lại so với quá trình lọc, mục đích nhầm
đẩy các chất cặn, bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc, trả lại khả năng lọc cho hệ thống lọc.
4. Phát thảo ý tưởng
a. Sơ đồ công nghệ

1

10
7

2

8
6

3

5
9

4


Hình 1: Quá trình lọc
b. Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Quá trình lọc: Nước cần lọc được hệ thống bơm lên khoang chưa nước cần lọc 1
ở trên cùng, nước sẽ tự chảy theo ống 2 xuống khoang chứa nước cần lọc 3 ở bên dưới
để bắt đầu quá trình lọc, nước sau khi lọc từ khoang chứa nước sau lọc 4 thông qua ống
5 chảy ngược lên khoang chứa nước sau lọc 6 từ đó chảy ra ngoài bể chứa nước sạch
theo đường 7
Quá trình tự rửa: Trong quá trình lọc, tạp chất không ngừng tăng lên dẫn đến tổn
thất áp lực cũng tăng lên theo, do đó mực nước trong ống nước rửa lọc 8 không ngừng
lên cao, khi mực nước lên đến đỉnh ống, tổn thất áp lực lên đến 1,5 – 2m thì nước chảy
xuống bể chứa nước rửa lọc 9, ống hút khí 10 cũng không ngừng giảm, từ đó chân
không của ống nước rửa lọc 8 (ống xi phông) tăng, lúc này mực nước trong ống xi
phông tăng lên rất nhanh và lên đến đỉnh ống, lúc này ống 8 được thoát hết khí và hình
thành xi phông.
Sau khi ống xi phông hình thành, áp lực trên bề mặt vật liệu lọc giảm, nước sạch ở
khoang chứa nước sau lọc 6 theo ống 5 chảy vào khoang chứa nước sau lọc 4 rồi chảy
qua lớp vật liệu lọc lên phía trên khoang chứa nước cần lọc 3 và chảy ra ngoài theo ống
nước rữa lọc 8 và hình thành sự tự rửa vật liệu.
Nước rửa lọc qua ống xi phông như trong sơ đồ được đưa vào bể lắng 9 để lắng
cặn rửa lọc, phần nước trong được tái sử dụng.
Trên thực tế nếu không cần thiết có thể xả bỏ lượng nước rửa lọc này hoặc trong
hệ thống xử lý có thể cho lượng nước rửa lọc này tuần hoàn về bể điều hòa để xử lý lại.

Khi rửa lọc, nước trong khoang 6 hạ thấp đến vị trí cuối ống hút khí 10, lúc đó
không khí qua ống 10 vào ống 8 làm phá vỡ chân không, quá trình rửa lọc ngưng và lại
bắt đầu quá trình lọc tiếp theo.
Trong thời gian rửa lọc để tránh nước từ khoang chứa nước cần lọc 1 chảy theo
hướng nước rửa có thể dùng động cơ hay thủy lực để khống chế nước chảy vào bể lọc.
Khi rửa hệ thống tự động ngừng cấp nước nguồn vào khoang nước cần lọc 1, kết thúc
quá trình rửa lọc hệ thông tự mở quan cho nước vào khoang nước cần lọc 1.


Hình 2: Quá trình tự rửa