Chương 5
LỌC NƯỚC
Khái niệm chung
 Lọc nước là giai ñoạn làm trong nước
triệt ñể trong dây chuyền công nghệ xử lý
nước cấp
 Quá trình lọc: là cho nước ñi qua lớp vật
liệu lọc với một chiều dày nhất ñịnh ñủ ñể
giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở
của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và VSV
trong nước
 Hàm lượng cặn sau lọc: ≤ 3 mg/l
Khái niệm chung
 Sau 1 thời gian lọc => hiệu quả lọc giảm
=> rửa lọc.
 Quá trình lọc ñược ñặc trưng bởi:
- Tốc ñộ lọc: Là lượng nước qua một ñơn
vị diện tích bề mặt của bể lọc trong 1 ñơn
vị thời gian
- Chu kỳ lọc: Khoảng thời gian giữa hai lần
rửa bể lọc
PHÂN LOẠI BỂ LỌC
 Phân loại theo tốc ñộ lọc
- Bể lọc chậm: tốc ñộ lọc 0,1 – 0,5 m/h
- Bể lọc nhanh: tốc ñộ lọc 2 - 15 m/h
- Bể lọc cao tốc: tốc ñộ lọc > 25m/h
 Phân loại theo chế ñộ dòng chảy:
- Bể lọc trọng lực: bể lọc hở, không áp
- Bể lọc áp lực: Bể lọc kín, quá trình lọc xảy
ra nhờ áp lực nước phía trên vật liệu lọc.
PHÂN LOẠI BỂ LỌC

 Phân loại theo chiều dòng nước:
- Bể lọc xuôi
- Bể lọc ngược
- Bể lọc hai chiều
 Phân loại theo số lượng lớp vật liệu
- Bể lọc 1 lớp
- Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc
PHÂN LOẠI BỂ LỌC
 Phân loại theo cỡ hạt vật liệu lọc:
- Bể lọc có cỡ hạt nhỏ: d < 0,4mm
- Bể lọc có cỡ hạt vừa: d = 0,4 – 0,8 mm
- Bể lọc có cỡ hạt thô: d > 0,8 mm
 Phân loại theo cấu tạo lớp vật liệu lọc
- Bể lọc có vật liệu dạng hạt
- Bể lọc lưới
- Bể lọc có màng lọc
VẬT LIỆU LỌC
 ðường kính tương ñương của hạt VLL xác ñịnh
theo công thức:
Trong ñó: P
i
là tỉ lệ theo phần trăm số hạt còn lại
trên sàng có ñường kính ≥ kích thước mắt sàng
tương ứng d
i
- Hệ số không ñồng nhất về kích thước hạt:
d80, d10 là kích thước sàng ñể lọt qua 80% và 10 %
số hạt
1
1 0 0

t d
i
i
n
i
d
p
d
=
=
∑
8 0
1 0
d
k
d
=
VẬT LIỆU LỌC
 ðộ bền cơ học:
- Lấy 100g lọt qua rây cỡ 1mm và còn lại
trên rây 0,5mm ñã ñược sấy khô, cho vào
bình thuỷ tinh có 150ml nước cất 

 lắc
ñều trong 24 h

 lấy vật liệu lọc ra 

 sấy
khô ở t

o
= 105
o
C ñến trọng lượng không
ñổi
+ ðộ bào mòn: % trọng lượng hạt của mẫu
thử qua rây cỡ 0,25mm. (TC: ≤ 4%)
+ ðộ vỡ vụn: % trọng lượng hạt của mẫu
thử qua rây cỡ 0,5mm nhưng nằm trên
rây cỡ 0,25mm (TC: ≤ 0.5 %)
 ðộ bền hoá học
- Lấy 3 bình thí nghiệm, cho vào mỗi bình 10g vật
liệu lọc cần thử ñã rửa sạch và sấy khô ở 60
o
C,
sau ñó rót vào mỗi bình 500ml nước cất.
bình 1: + 250mg NaCl, bình 2: + 100mg HCl, bình 3:
+ 100mg NaOH.
+ Cứ sau 4giờ lắc các bình thí nghiệm một lần.
+ Sau 24giờ ñem lọc qua giấy lọc
+ Phân các chỉ tiêu: cặn hoà tan, ñộ oxy hoá, nồng
ñộ H
2
S.
(TC:Hàm lượng cặn hoà tan ≤ 20mg/l. ðộ oxy hoá
≤10mg/l. Hàm lượng acid Silicxic ≤ 10mg/l)
VẬT LIỆU LỌC
 Vật liệu: cát thạch anh tự nhiên, cát thạch
anh nghiền, ñá hoa nghiền, polime…
 Yêu cầu:

- ðảm bảo thành phần hạt theo yêu cầu
phân loại
- ðảm bảo mức ñồng nhất về kích thước hạt
- ðảm bảo ñộ bền cơ học
- ðảm bảo ñộ bền hoá học ñối với nước lọc
- Rẻ, thuận tiện trong khai thác, vận chuyển
Lý thuyết cơ bản của quá trình lọc nước
Khi lọc nước có chứa cặn bẩn qua lớp vật liệu lọc, có thể xảy
ra các quá trình:
- Cặn bẩn chứa trong nước lắng ñọng thành màng mỏng
trên bề mặt lớp vật liệu lọc => hình thành lớp lọc phụ có ñộ
rỗng bé => giúp giữ các cặn bé phân tán trong nước =>
tăng hiệu quả lọc
+ màng dày lên => tổn thất thủy lực tăng => hiệu quả lọc giảm
=> phải rửa lọc
+ màng thường ñược tạo nên ở lớp cát của bể lọc chậm
+ khi lọc nước chứa cặn bẩn không nén ñược qua lớp màng
lọc, tốc ñộ tăng tổn thất tỉ lệ bậc nhất với hàm lượng cặn
có trong nước và tỉ lệ bậc 2 với tốc ñộ lọc.
- Cặn bẩn chứa tronng nước lắng ñọng trong các lỗ rỗng
của lớp vật liệu lọc
- Một phần cặn lắng ñọng trên bề mặt tạo thành màng lọc
còn một phần khác thì lắng ñọng trong các lỗ rỗng của lớp
vật liệu lọc.
Hiệu quả lọc nước của mỗi lớp lọc nguyên tố là
kết quả của hai quá trình ngược nhau:
+ cặn bẩn tách ra khỏi nước và gắn lên bề mặt của
hạt dưới tác dụng của lực dính kết
+ tách các hạt cặn bẩn ra khỏi lớp hạt vật liệu lọc
vào nước dưới tác dụng của lực thủy ñộng

- Thời gian làm việc mà lớp vật liệu lọc có chiều
dày L ñảm bảo lọc nước ñến ñộ trong quy ñịnh
gọi là thi gian bo v ca lp vt liu lc
t
bv
= t
gh
quy chuẩn: t
bv
= 1,2t
gh
VẤN ðỀ CHỌN THỜI GIAN CỦA CHU KỲ LỌC
Khi tính toán công nghệ bể lọc thường gặp 2 trường
hợp:
- Khi cải tạo và nâng cấp nhà máy:
+ thông số biết trước: chất lượng nước thô, chiều
cao lớp lọc, vận lốc lọc
+ yêu cầu: tính toán chọn ñường kính và cấp phối
hạt lọc thõa mãn yêu cầu của chu kỳ lọc
- Khi xây dựng nhà máy mới:
+ thông số biết trước: chất lượng nước thô, chiều
cao lớp lọc ñường kính và cấp phối hạt
+ Yêu cầu: tính toán tốc ñộ lọc thõa mãn thời gian
yêu cầu của chu kỳ lọc
chú ý: cả 2 trường hợp ñều phải chọn trước thời
gian chu kỳ lọc
Căn cứ ñể chọn thời gian chu kỳ lọc:
- số bể lọc và thời gian rửa lọc
- nếu thời gian rửa các bể lọc kéo dài liên tục
trong suốt ca ngày thì các bể còn lại phải làm

việc ở chế ñộ tăng cường: V
tc
= V
tt
.n/(n-1)
- khi rửa bể xong, 20 phút ñầu làm việc trở lại của
bể lọc hiệu quả lọc không cao.
⇒ biện pháp xử lý như sau:
+ cách 1: xả lượng nước lọc ñầu không ñạt tiêu
chuẩn
+ cách 2: giảm tốc ñộ xuống bằng ½ tốc ñộ bình
thường trong vòng 30p-1h
+ cách 3: kéo dài chu kỳ lọc từ 2- 3 ngày ñể pha
loãng nồng ñộ cặn
Rửa lọc
 Sau một chu kỳ làm việc ñến thời ñiểm tổn thất
áp lực trong lớp vật liệu lọc ñạt ñến trị số giới
hạn hay chất lượng nước lọc xấu ñi => rửa lọc
 Mục ñích của quá trình rửa lọc:
 Tách cặn bám ra khỏi bề mặt hạt cát lọc bằng
lực ma sát và lực cắt do dòng nước với cường
ñộ lớn ñi qua bề mặt
 Làm giãn nở lớp lọc ñể tăng thể tích các khe
rỗng
 Tạo ñiều kiện thuận lợi cho các hạt cặn ñã tách
ra khỏi bề mặt hạt cát chuyển ñộng ñi lên cùng
nước => dẫn ra ngoài.
Các phương pháp rửa lọc
 Rửa bằng nước thuần túy
 Rửa lọc bằng gió trước nước sau

 Rửa lọc bằng gió nước kết hợp ñồng thời
trong thời gian ñầu sau ñó rửa bằng nước
thuần túy
Cấp nước rửa lọc
Có 3 cách cấp nước rửa lọc:
 Cách 1: Lấy từ mạng lưới phân phối, ngay
sau trạm bơm nước sạch
 Cách 2: ðặt bơm rửa lọc riêng, trong trạm
bơm nước sạch hay trong hành lang bể
lọc ñể cấp nước rửa.
 Cách 3: xây dựng một ñài nước riêng
trong nhà máy nước, kết hợp cấp nước
rửa lọc và cấp nước cho các nhu cầu
khác trong nhà máy.
BỂ LỌC CHẬM
1. ðường dẫn nước vào
bể;
2. Cát lọc;
3. Lớp vật liệu ñỡ
4. Máng phân phối;
5. Máng thu nước rửa
6. Tháo nước rửa bể;
7. Hệ thống thu nước sau
lọc
8. Xả khô bể
BỂ LỌC CHẬM
 Cấu tạo:
1.300Tổng cộng
800
50

100
100
100
150
0.3 – 1
1-2
2-5
5-10
10-20
20-40
Cát thạch anh
Cát thạch anh
Sỏi hoặc ñá dăm
Sỏi hoặc ñá dăm
Sỏi hoặc ñá dăm
Sỏi hoặc ñá dăm
1
2
3
4
5
6
Chiều dày
(mm)
Cỡ hạt (mm)Tên lớp vật liệu lọc và
lớp ñỡ
Số TT
BỂ LỌC CHẬM
 Ưu ñiểm:
+ Khi cho nước qua bể lọc với vận tốc nhỏ

(0,1-0,3m/h), trên bề mặt cát dần dần hình
thành màng lọc 

 hiệu quả xử lý cao (95-
99% cặn bẩn và vi trùng có trong nước bị
giữ lại trên màng lọc
+ Xử lý nước không dùng phèn do ñó
không ñòi hỏi sử dụng nhiều máy móc,
thiết bị phức tạp
+ Quản lý, vận hành ñơn giản
BỂ LỌC CHẬM
 Nhược ñiểm:
+ Diện tích lớn do tốc ñộ lọc chậm
+ Khó tự ñộng hoá và cơ giới hoá, phải quản lý
bằng thủ công nặng nhọc
 Áp dụng
+ Dùng cho trạm có công suất nhỏ Q ≤
1000m
3
/ngñ, hàm lượng cặn ≤ 50mg/l, ñộ màu
≤ 50
o
.
+ Khi phục hồi không lấy cát ra (xới bằng cơ khí
và rửa bằng nước) có thể áp dụng cho n/m có
Q ≤ 30.000m
3
/ngñ, hàm lượng cặn ≤ 700mg/l,
ñộ màu ñến50
o

BỂ LỌC CHẬM
 Rửa bể lọc:
Rửa bằng thủ công
Rửa bằng bán cơ giới
 Quản lý vận hành
Trước khi cho bể vào làm việc, phải ñưa nước
vào bể qua ống thu nước ở dưới và dâng dần lên
nhằm dồn hết không khí ra khỏi lớp cát lọc
⇒ Khi mực nước dâng lên trên mặt cát lọc từ 20-
30cm thì ngừng lại và mở van cho nước nguồn
vào bể ñến ngang cao ñộ thiết kế.
⇒ Mở van ñiều chỉnh tốc ñộ lọc và ñiều chỉnh cho bể
lọc làm việc ñúng tốc ñộ tính toán
Tính toán bể lọc chậm
 Diện tích bề mặt bể lọc chậm:
Trong ñó:
Q: lưu lượng nước xử lý (m
3
/h)
v: tốc ñộ lọc (m/h)
 Số bể lọc:
Trong ñó:
N: Số bể lọc
V
t/c
: Tốc ñộ làm việc tăng cường
2)
(
Q
F m

v
=
/
( ).
1
t c
N
v v
N
≤
−
Bảng: tốc ñộ lọc trong bể lọc chậm
0,4
0,4 0,4
0,4 –
––
– 0,5
0,50,5
0,5
0,3
0,3 0,3
0,3 –
––
– 0,4
0,40,4
0,4
0,6
0,60,6
0,6
0,3

0,3 0,3
0,3 -

- 0,4
0,40,4
0,4
0,2
0,2 0,2
0,2 –
––
– 0,3
0,30,3
0,3
0,5
0,50,5
0,5
≤ 25
> 25
> 25> 25
> 25
Khi xử lý nước
ngầm
Khi làm việc
tăng cường
Khi làm việc
bình thường
T
TT
Tốc ñộ lọc (m/h)SS
SS SS

SS c
cc
của nước
nguồn ñưa
vào bể (mg/l)
 Chiều cao toàn phần của bể lọc:
H = h
t
+ h
ñ
+ h
c
+ h
n
+ h
p
(m)
Trong ñó:
h
t
: Chiều dày lớp sàn thu nước lọc (0,3 – 0,5
m)
h
d
: chiều dày lớp sỏi ñỡ
h
c
: chiều dày lớp cát lọc
h
n

: chiều cao lớp nước (0,8 – 1,8m)
h
p
: chiều cao dự phòng (0,3 – 0,5m)