https://app.box.com/s/k9blxsijijdmghwcpi96s1m37plklp2d

1. C U Ộ C T H I K H O A H Ọ C K Ỹ
T H U Ậ T C Ấ P T Ỉ N H
Ths Nguyễn Thanh Tú
eBook Collection
CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2022 - 2023 BÁO CÁO KẾT QUẢ
NGHIÊN CỨU DỰ ÁN “Bể lọc nước tiết kiệm và
thân thiện với môi trường dùng cho nước giếng
khoan trên địa bàn thành phố Gia Nghĩa”
WORD VERSION | 2023 EDITION
ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL
TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM
Hỗ trợ trực tuyến
Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon
Mobi/Zalo 0905779594
Tài liệu chuẩn tham khảo
Phát triển kênh bởi
Ths Nguyễn Thanh Tú
Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật :
Nguyen Thanh Tu Group
vectorstock.com/2358396

2. 1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH ĐẮK NÔNG
CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẤP TỈNH
DÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC, NĂM HỌC 2022 - 2023
BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU DỰ ÁN
“Bể lọc nước tiết kiệm và thân thiện với môi trường dùng cho nước giếng
khoan trên địa bàn thành phố Gia Nghĩa”
LĨNH VỰC DỰ THI: KỸ THUẬT VẬT LÍ
Học sinh thực hiện: Lại Quyết Thắng và Lưu Duy Hưng
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Khuyên
Đắk Nông, tháng 12 năm 2022
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

3. 2
MỤC LỤC
I. Lý do chọn đề tài...............................................……………………………….1
II. Giả thuyết khoa học.......................................................................................... 4
III. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu .................................................................... 4
1. Phân tích......................................................................................................... 4
2. Phạm vi của đề tài và phương hướng mở rộng.............................................. 5
IV. Thiết kế và phương pháp nghiên cứu.............................................................. 5
1. Tiến trình........................................................................................................ 5
2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 5
3. Rủi ro và an toàn............................................................................................ 6
V. Phân tích dữ liệu............................................................................................... 6
1. Xây dựng phương án...................................................................................... 6
2. Sơ đồ bể lọc ................................................................................................. 10
3. Cách tính số liệu phù hợp cho bể lọc........................................................... 11
4. Các khái niệm về vật liệu học...................................................................... 11
5. Hoạt động của bể lọc……………………………………………………....19
6. Giá thành làm 1 bể lọc đơn giản..………………………………………..21
VI. Kết luận......................................................................................................... 21
V. Tài liệu tham khảo.......................................................................................... 22
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

4. 3
I. Lý do chọn đề tài:
Ngày nay ô nhiễm môi trường trở thành một vấn đề trọng tâm của toàn xã
hội và được con người hết sức quan tâm. Đặc biệt là vấn đề ô nhiễm nguồn nước
và vấn nạn của rác thải nhựa. Vì vậy việc tạo ra nguồn nước sạch để đảm bảo
chất lượng cuộc sống cho người dân và hạn chế tối đa việc thải rác thải nhựa ra
ngoài môi trường là điều vô cùng cấp thiết. Bởi đây là một trong những giải
pháp quan trọng để đảm bảo cuộc sống của con người và bảo vệ môi trường.
Theo tài liệu địa chất và khảo sát của Tập đoàn Công nghiệp Than –
Khoáng sản Việt Nam, vùng đất hẹp nằm trên dải địa hình đặc thù trải dài từ
Đắk Song ở phía bắc đến ranh giới tỉnh Bình Phước ở phía nam nằm hoàn toàn
trên các mỏ kim loại nặng, nhiều nhất là quặng bôxít với trữ lượng khoảng 5,4 tỉ
tấn. Mỏ bôxít phân bố đều khắp, độ sâu từ 1 – 7 mét, độ dày vỉa quặng hàng
chục mét. Vì vậy nó sẽ có ảnh hưởng ít nhiều đến chất lượng nguồn nước ngầm
ở dải đất này nói chung và thành phố Gia Ngĩa nói riêng.
Ở trên địa bàn thành phố Gia Nghĩa em thấy nguồn nước giếng khoan bị ô
nhiễm khá nặng,độ cứng của nước rất cao (thể hiện là các ấm nước sau khi nấu 1
thời gian thì bị một lớp chất màu trắng bám vào bề mặt của ấm như một lớp bột
bám vào), còn nguồn nước mặt thì bị ô nhiễm từ thuốc bảo vệ thực vật do người
dân làm lương làm rẫy thải ra, rồi nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình thải trực
tiếp ra sông hồ,nước thải từ các nhà máy . ….nguồn nước mưa thì bị ô nhiễm
bởi khói bụi do các nhà máy ,khí thải của xe cộ . Từ những hoạt động của con
người và đặc điểm địa lí làm cho những nguồn nước tự nhiên trên địa bàn ngày
càng bị ô nhiễm . Và vì vậy mà người dân muốn sử dụng nguồn nước sạch thì đa
sô đều mua máy lọc nước bán trên thị trường về để sử dụng, nhưng rất ít người
để ý rằng cứ sau 6 tháng sử dụng thì phải thay lõi lọc nhưng những lõi lọc bỏ đi
ấy thì xử lí thế nào và gây ô nhiễm môi trường ra sao thì không mấy ai để ý,
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

5. 4
ngoài ra do chi phí để mua máy lọc nước cũng khá cao nên nhiều hộ gia đình
vẫn không mua được máy để dùng vì vậy mà còn rất nhiều hộ gia đình vẫn phải
dùng nước sinh hoạt chưa đảm bảo chất lượng nước sạch như dùng nước giếng
khoan hay nước mặt trực tiếp .Vì vậy để mọi người dân đều có thể tiếp cận được
với nguồn nước sạch mà không phải tốn quá nhiều chi phí và hạn chế được việc
thải các lõi lọc đã qua sử dụng ra ngoài môi trường nên chúng em tiến hành
nghiên cứu đề tài: “Bể lọc nước tiết kiệm và thân thiện với môi trường dùng cho
nước giếng khoan trên địa bàn thành phố Gia Nghĩa”.
II. Giả thuyết khoa học:
Dựa vào hiện tượng dính ướt các cặn bẩn,hóa chất, chất hữu cơ, kim loại,
dầu nhớt..... và không dính ướt nước của các vật liệu lọc nước là than hoạt tính
và cát ,sỏi ,đá thì có lọc được nước ô nhiễm để thành nước sinh hoạt không?
Dưới tác dụng cơ học và nhiệt có thể tái sử dụng vật liệu lọc được không
và thời gian sử dụng là bao lâu?
III. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu:
1. Phân tích
- Trước tiên chúng ta phải xác định rõ mục đích và yêu cầu của bài toán
Mục đích:
Bể lọc lọc được cặn bẩn, tạp chất, bùn đất, giảm độ cứng, độc tố kim
loại nặng, hóa chất, … gây hại.
Khử màu,khử mùi tanh hôi do nước nhiễm nhiễm phèn, nhiễm chì….
Dễ dàng lắp đặt.
Tiết kiệm chi phí từ đó để nhiều hộ gia đình có thể lắp đặt để được
sử dụng nước sạch.
Không tạo ra rác thải nhựa gây ô nhiễm môi trường
Thời gian sử dụng lâu
Yêu cầu:
- Bể lọc hoạt động tốt, nước được lọc sạch theo tiêu chuẩn nước sạch của
Bộ y tế.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

6. 5
- Có khả năng đưa vào ứng dụng trong thực tế.
- Vật liệu lọc khi hết thời gian sử dụng có thể biến thành phân bón để bón
cho cây trồng, tránh trường hợp tạo ra rác thải gây ô nhiễm môi trường.
- Tái sử dụng được các vỏ bình nhựa bỏ đi để làm vỏ bể lọc (lựa chọn vỏ
bình có kích thước phù hợp với yêu cầu lượng nước cần dùng).
Với thực tế bài toán này nên chúng em thiết kế 2 thành phần cơ bản:
- Bể lọc
- Hệ thống sục rửa để tái sử dụng vật liệu lọc.
2. Phạm vi của đề tài và phương hướng mở rộng:
Vì kiến thức còn hạn hẹp nên chúng em chỉ sử dụng đa số những vật liệu
lọc có sẵn trong tự nhiên như cát, đá ,sỏi và một số vật liệu mua trên thị trường
như than hoạt tính,cát mangan, hạt AC cho bể lọc nước giếng khoan trên địa bàn
thành phố Gia Nghĩa.
Hướng mở rộng:
Thiết kế bể lọc cho nhiều nguồn nước khác nhau như nước mưa, nước
mặt….
Xây dựng những bể lọc đơn giản,tiện lợi, hiệu quả, tiết kiệm và không
gây ô nhiễm môi trường.
Việc hiểu hệ thống lọc nước giúp việc lắp đặt và thay thế vật tư
cũng như khắc phục sự cố dễ dàng.
Có nhiều lựa chọn vật liệu lọc, phù hợp với kinh tế của gia đình.
Có thể dễ dàng sửa đổi, nâng cấp để bể đạt hiệu suất tốt nhất .
IV. Thiết kế và phương pháp nghiên cứu:
1. Tiến trình
- Thu thập số liệu về kết quả phân tích mẫu nước giếng khoan ở Gia
Nghĩa.
- Xây dựng Sơ đồ khối của bể lọc.
- Tìm hiểu các vật liệu lọc phù hợp với nguồn nước cần lọc.
- Làm sản phẩm
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

7. 6
- Thử nghiệm
- Kết luận
- Viết báo cáo
2. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp thu thập số liệu : thu thập số liệu về nước trên địa bàn
- Phương pháp lí luận : Nghiên cứu các tài liệu về định nghĩa, cấu tạo và công
dụng của các vật liệu lọc.
- Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thực nghiệm lọc nước giêng khoan.
Phân tích kết quả thu được, đối chiếu với mục đích nghiên cứu và rút ra kết luận của
đề tài.
3. Rủi ro và an toàn:
3.1. Nước sau lọc chỉ phù hợp cho sinh hoạt, không dùng để uống
trực tiếp.
3.2. Hệ thống lọc dựa trên ứng dụng của hiện tượng dính ướt và
không dính ướt của nước nên nước qua hệ thống lọc phải chảy khá chậm
nên mất nhiều thời gian.( 1 giờ lọc được khoảng 5 lít nước đối với bể thực
nghiệm của chúng em).
3.3. Để nước được lọc sạch ta luôn phải giữ được mức nước ổn
định trong bể lọc và độ tĩnh của nước trong bể để nước có đủ thời gian
tiếp xúc với các vật liệu lọc trong quá trình làm sạch nước của vật liệu
lọc.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

8. 7
3.4. Hệ thống bể lọc hơi cồng kềnh,hơi nặng nên gây khó khan cho
việc di chuyển và tốn diện tích đặt bể.
3.5. Hệ thống bể lọc đều dùng các vật liệu thân thiện và an toàn
nên hạn chế tối đa việc gây ra rủi ro khi tiến hành thực nghiệm.
V. Phân tích dữ liệu:
1. Xây dựng phương án:
Hầu hết nguồn nước giếng khoan, giếng ngầm ở Gia Nghĩa hiện nay
đều bị ô nhiễm. Mức độ và loại ô nhiễm phụ thuộc vào các vùng khác
nhau. Vì vậy, nước giếng cần phải được xử lý trước khi sử dụng.
Để khắc phục nguồn nước giếng ngầm sinh hoạt cần trang bị toàn
diện thiết bị lọc nước sinh hoạt gia đình. Tuy nhiên, giá thành của các
thiết bị này khá đắt, phải tốn một lượng lớn nước thải khi lọc nước , và
những lõi lọc đã qua sử dụng thải vào môi trường gây ô nhiễm môi
trường vì vậy để khắc phục những vấn đề này nên chúng em đưa ra giải
pháp thay thế thiết bị lọc bằng cách xây bể lọc nước giếng khoan đơn
giản tại nhà.
Bảng phân tích mẫu nước trên địa bàn Gia Nghĩa
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

9. 8
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

10. 9
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

11. 10
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

12. 11
2. Sơ đồ khối bể lọc:
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

13. 12
3. Cách tính số liệu phù hợp cho bể lọc:
- Lớp cát nhỏ có độ dày 15cm
- Lớp cát lớn độ dày 15cm
- Lớp sỏi có độ dày 15cm
- Lớp than hoạt tính có độ dày 15cm
- Lớp cát mangan có độ dày 15cm
- Lớp hạt AC có độ dày 15cm
Đây là độ dày tối thiểu của các lớp vật liệu trong bể lọc.
- Cách tính thể tích vật liệu lọc tương ứng: V = S.h
– S là diện tích mặt bể
– h độ cao ( độ dày) của lớp vật liệu
– m =V. D ; D khối lượng riêng của vật liệu
– D sỏi ,cát là 0,7 lít /1kg
– D cát mangan 1lít/1kg
– D than hoạt tính 1,5 lít /1kg
– D hạt AC 1,4 lít /1kg
4. Các khái niệm về vật liệu lọc:
4.1. Khái niện vật liệu lọc nước là các loại vật chất khác nhau có tác
dụng làm sạch nguồn nước sinh hoạt, nước thải,… Trong các nguồn nước sinh
hoạt thường có chứa các loại kim loại nặng,các chất hữu cơ, vi khuẩn, vi sinh
vật có hại mà mắt thường không nhìn thấy được. Vì vậy, sử dụng vật liệu lọc
giúp làm sạch nguồn nước, loại sạch bụi bẩn,giảm độ cứng của nước,lọc kim
loại nặng, chất hóa học còn tồn dư…..để bảo vệ sức khỏe.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

14. 13
Các phương pháp làm sạch nước thủ công như lắng phèn, đun sôi tuy
được sử dụng rộng rãi nhưng thực tế hiệu quả lọc sạch lại không cao. Vì vậy, để
làm sạch nguồn nước tối đa, chúng ta nên sử dụng những vật liệu lọc chuyên
dụng, có tính làm sạch cao, đã được kiểm nghiệm có hiệu quả.
4.2. Than hoạt tính
Than hoạt tính (hay còn được gọi là carbon hoạt tính, tên tiếng Anh
là Activated Carbon) là một dạng carbon có độ xốp cao, rất nhiều vết nứt, lỗ
rỗng nhỏ đến kích thước phân tử. Và đặc biệt là các ống mao quản nhỏ này của
than hoạt tính lại không dính ướt nước mà chỉ dính ướt các kim loại nặng,dầu
nhớt,cặn bẩn, các chất hữu cơ…. trong nước vì vậy mà nước sạch dễ dàng được
lọc qua các ống mao quản nhỏ của than hoạt tính.
Than hoạt tính được tạo ra từ việc đốt các nhiên liệu giàu cacbon như gỗ,
than đá,than bùn, gáo dừa, tre, trấu, mùn cưa… ở nhiệt độ cao từ 600 đến 900 độ
C trong điều kiện yếm khí.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

15. 14
Bề mặt của than hoạt tính
4.2.1. Cấu tạo của than hoạt tính
Về mặt hóa học gồm chủ yếu là nguyên tố carbon ở dạng vô định hình
(bột), một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit. Ngoài carbon thì phần còn lại
thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát). Than hoạt tính có
diện tích bề mặt ngoài rất lớn nên được ứng dụng như một chất lý tưởng để lọc
hút nhiều loại hóa chất.
Diện tích bề mặt của than hoạt tính nếu tính ra đơn vị khối lượng thì là từ
500 đến 2500 m2
/g (lấy một ví dụ cụ thể để so sánh thì một sân quần vợt có diện
tích rộng khoảng chừng 260 m²). Bề mặt riêng rất lớn này là hệ quả của cấu trúc
xơ rỗng mà chủ yếu là do thừa hưởng từ nguyên liệu hữu cơ, qua quá
trình chưng khô (sấy) ở nhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí. Phần lớn các vết
rỗng - nứt vi mạch, đều có tính hấp thụ rất mạnh và chúng đóng vai trò các rãnh
chuyển tải (kẽ nối). Than hoạt tính thường được tự nâng cấp (ví dụ, tự rửa tro
hoặc các hóa chất tráng mặt), để lưu giữ lại được những thuộc tính lọc hút, để có
thể thấm hút được các thành phần đặc biệt như kim loại nặng.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

16. 15
Thuộc tính làm tăng ý nghĩa của than hoạt tính còn ở phương diện nó là
chất không độc (kể cả một khi đã ăn phải nó).
4.2.2. Từ cấu tạo và đặc tính dính ướt kim loại,chất hữu cơ mà không
dính ướt nước nên than hoạt tính có các công dụng chính và lợi ích mang lại
sau:
- Hấp phụ và loại bỏ hầu hết các chất ô nhiễm hữu cơ, đồng, chì, clo…
dư trong nước.
- Loại bỏ các chất ô nhiễm từ thuốc trừ sâu.
- Khử màu, mùi trong nước.
- Được sử dụng rộng rãi phổ biến, thân thiện với môi trường.
- Giá thành rẻ, phù hợp với hầu hết mọi nguồn nước và yêu cầu.
4.3. Hạt lọc AC (hay hạt ODM ):
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

17. 16
4.3.1 Cấu tạo hạt AC : ODM là vật liệu lọc đa năng dùng trong hệ thống
lọc nước đầu nguồn. ODM có thành phần chính là oxit silic với xấp xỉ 80%;
sau đó là tới sắt oxit (tối đa 5%), nhôm oxit (tối đa 4%), natri oxit & kali
oxit (tối đa 3%), magie & canci oxit (tối đa 4%) và được hoạt hóa ở nhiệt
độ cao lên tới 14000
C . Tạo ra các lỗ rỗng li ti giúp hạt lọc AC có khả năng hấp
thụ đa dạng các chất ô nhiễm như sắt , asen , mangan ..... thành phần chất
trong hạt AC giúp ổn định pH; giảm hàm lượng nitrogen (nitrit, nitrat,
amoni).
Kích thước của hạt lọc đa năng AC cỡ khoảng 0.8 – 2mm.
Cấu tạo của vật liệu lọc đa năng ODM đồng nhất từ trong ra ngoài.
Tỷ trọng của hạt cũng tương đối nhẹ so với các vật liệu lọc nước khác
cùng loại. Cụ thể tỷ trọng của hạt odm là 450 – 480 (kg/m3
).
4.3.2 Tính chất của hạt AC:
- Hạt ODM vốn là một chất hấp thụ, nó đóng vai trò như một chất
xúc tác khi khử sắt, mangan, đồng, chì, kẽm, canci,…
- Hạt không cần tái sinh với thời gian sử dụng tối thiểu 5 năm.
- Hạt ODM không trực tiếp tham gia phản ứng hóa học nên đảm
bảo chất lượng nước.
- Hạt gần như không bị hao mòn trong quá trình sử dụng. Do đó,
người dùng sẽ tiết kiệm được chi phí và nâng cao hiệu quả lọc.
- Thao tác sử dụng và vật hành của hạt lọc nước ODM cũng khá
đơn giản, dễ dàng.
- Hạt có khả năng kết hợp nhiều công đoạn xử lý trong cùng một
thiết bị.
- Vật liệu lọc nước ODM có thể cho vào bể lọc đang sử dụng mà
không làm thay đổi kết cấu của bể lọc.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

18. 17
4.4. Cát mamgan: Cát mangan là loại vật liệu lọc nước không thể thiếu
trong dây chuyền lọc nước hiện nay. Nguồn gốc của nó vốn dĩ là một loại quặng
có tỷ trọng nhẹ, kích thước nhỏ và có lớp vỏ bọc bên ngoài. Chúng tồn tại dưới
dạng hạt thô, cứng, chịu được ăn mòn và không tan trong nước. Chúng có màu
vàng nâu, nâu đất hoặc màu nâu đen.
4.4.1. Cấu tạo: Thành phần chính của cát mangan là Mn(OH)4 và
KmnO4, đóng vai trò là chất xúc tác dùng để khử sắt, mangan và hydrgen sunfit.
Với 55% là MnO2, chúng có tác dụng tăng khả năng tiếp xúc và oxy hóa kim
loại như Fe. Với những đặc trưng này, loại cát này sử dụng nhiều trong xử lý
nước sinh hoạt nhiễm sắt, mangan, flo và hydrgen sunfit.
Thời gian sử dụng cát mangan thường là 2 – 4 năm tùy thuộc vào từng
chất lượng nguồn nước. Vì nó không tham gia trực tiếp vào các phản ứng hóa
học nên nó không làm suy giảm chất lượng nước trong quá trình xử lý.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

19. 18
Cát mangan được khai thác bằng 2 cách: lộ thiên và hầm lò tùy thuộc theo
địa chất, địa hình của mỏ quặng. Sau khi khai thác, chúng được tập kết về
xưởng, nhờ việc nghiền và tuyển ướt bằng nam châm sẽ cho ra nguồn cát thô.
4.4.2. Tính chất: Với đặc trưng tạo ra kết tủa bám vào máy lọc nước, bể
lọc nước, cát mangan được sử dụng rộng rãi đối với nước nhiễm phèn vì hiệu
quả rất cao. Đặc biệt, nó có thể loại bỏ nhiều kim loại nặng và asen trong nước
với những ưu điểm quan trọng dưới đây:
• Cát mangan thường dùng để lọc nước giếng khoan, khử mùi nước
nhiễm sắt, mangan, hydrogen sunfit, asen, khử mùi tanh bằng cách oxy
hóa trên bề mặt cát, kết tủa và lọc tầng hạt.
• Khả năng khử sắt trong khoảng pH rộng và ổn định.
• Giảm hàm lượng sắt, Nitrogen, photphat, asen và flo.
• Giúp giảm nhiều hợp chất hữu cơ, khử kim loại nặng.
• Khử được các chất phóng xạ, hấp thụ và giảm hàm lượng dầu đáng kể.
• Có tuổi thọ sử dụng cao, sử dụng đơn giản và giá thành hợp lý.
• Có thể thay cho các loại vật liệu lọc khác mà không cần thay đổi cấu
trúc bể lọc.
• Cát mangan dễ dàng được làn sạch bằng cách rửa ngược.
4.5 Sỏi đỡ:
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

20. 19
Sỏi đỡ có thành phần chủ yếu là oxit silic (SiO2): 99,4%, (Al2O3): 0,1%,
(Fe2O3): < 0,1%, còn lại là một số tạp chất khác.
Sỏi lọc nước (sỏi đỡ, sỏi thạch anh) là một trong những vật liệu lọc nước phổ
biến hiện nay. Vật liệu này có công dụng lọc và ngăn chặn các cặn bẩn lơ lửng
có kích thước nhỏ, không thể kết tủa tự nhiên được trong nguồn nước. Nó
thường được sử dụng làm vật liệu đỡ cùng các vật liệu khác trong quá trình lọc,
giúp nước trong hệ thống lọc lưu thông dễ dàng hơn.
Ưu điểm của sỏi thạch anh
Cát sỏi lọc nước là vật liệu tồn tại sẵn trong tự nhiên nên chi phí khai thác
và sản xuất rẻ.
Sỏi thạch anh có độ cứng cao nên không bị bào mòn, tuổi thọ cao.
Sỏi thạch anh không làm ảnh hưởng, thay đổi tính chất lý hóa của nước vì
nó không tham gia phản ứng với các tác nhân hóa học có trong nước.
Không bị hòa tan và có độ cứng nên phù hợp để làm lớp lót đáy của hệ
thống làm mềm nước.
Sỏi thạch anh dễ dàng kết hợp với một số vật liệu lọc khác như: cát
mangan, than hoạt tính, hạt cation,… để tăng hiệu quả xử lý của hệ thống xử
lý nước.
4.6. Cát thạch anh:
Cát thạch anh là vật liệu lọc thông dụng rất phổ biến,dễ kiếm nhất trong
một hệ thống lọc nước. Công thức hóa học của cát thạch anh với thành phần hợp
chất chính là SiO2 ( silic dioxit). Loại vật liệu này có kích thước nhỏ, góc cạnh
phù hợp với công dụng giữ lại các chất lơ lửng, phù du, phù sa. Cát lọc còn có
đặc điểm quan trọng không tan trong nước, không sinh ra các chất độc hại. Cát
lọc nước thạch anh có thành phần tỷ lệ thành phần hạt và cấu tạo không giống
các loại cát khác mặc dù giống cát vàng hay dùng trong xây dựng nhưng về tác
dụng lọc nước thì ưu việt hơn rất nhiều, giữ lại cặn bẩn tốt hơn, không bị tắc như
cát vàng Cát còn có tác dụng làm giảm quá trình thẩm thấu nước để nước có đủ
thời gian thoát nước qua các tầng vật liệu lọc.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

21. 20
Ưu điểm của cát trong hệ thống lọc:
Cát thạch anh có tác dụng giữ lại kết tủa dạng bông, có độ nhớt cao, khó
tách, lọc. Các kết tủa của sắt, mangan sẽ dễ dàng bị loại bỏ sau khi nước đi qua
tầng cát này. Đặc biệt, cát thạch anh còn tạo ra lớp màng lọc giúp hỗ trợ quá
trình hấp phụ Asen đối với nguồn nước bị nhiễm Asen.Hiệu quả lọc khá cao:
loại bỏ các tạp chất, cặn bẩn, chất lơ lửng,..
Chí phí, gía thành rẻ.
Thời gian sử dụng khá lâu và dễ dàng vệ sinh, sau môt thời gian dùng, có
thể đem ra rửa rồi sử dụng lại.
5. Hoạt động của bể lọc:
5.1. Lớp Sỏi:
Sỏi là một vật liệu lọc hữu hiệu. Vai trò của sỏi trong các cột lọc thô đầu
nguồn là giữ lại các chất bẩn trong nước, giúp nước trong cột lọc lưu thông dễ
dàng hơn.
5.2 Lớp cát thạch anh:
Cát thạch anh,cát vàng có vai trò giữ lại kết tủa dạng bông trong nước, có
độ nhớt cao, khó lọc, tách. Nhờ vật liệu lọc này, các kết tủa của sắt, mangan sẽ
dễ dàng bị loại bỏ. Đặc biệt, cát thạch anh còn có lớp màng lọc giúp hỗ trợ hấp
thụ Asen, hữu dụng cho những nguồn nước bị nhiễm Asen.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

22. 21
5.3. Lớp cát mangan:
Cát mangan là vật liệu lọc có tác dụng khử sắt, cân bằng độ pH trong
nước. Ngoài ra, chúng còn có tác dụng loại bỏ váng dầu, chất hữu cơ có trong
nước sinh hoạt.
5.4. Than hoạt tính:
Than hoạt tính là một vật dụng vô cùng tuyệt vời.. Các chất hóa học, vật
liệu hòa tan, vi khuẩn, chất gây màu, gây mùi đều bị giữ lại khi đi qua lớp than
hoạt tính.
5.5. Lớp hạt AC:
Hạt ODM vốn là một chất hấp thụ, nó đóng vai trò như một chất xúc tác
khi khử sắt, mangan, đồng, chì, kẽm, canxi,…
5.6. Lớp đá to trên cùng nhằm giảm độ động của nước chảy vào bể . Vì
chất lượng của nước lọc phụ thuộc rất lớn vào độ tĩn của nước, nước càng tĩnh
thì chất lượng lọc càng cao.
5.7. Hệ thống sục khí dung để cung cấp ô xi giúp tăng khả năng hấp thụ
kim loại của hạt AC và cát mangan và đồng thời góp phần làm tăng hiệu quả của
quá trình sục rửa bể lọc,từ đó góp phần làm tăng thời gian sử dụng vật liệu lọc.
5.8. Hệ thống sục ngược dùng để vệ sinh vật liệu lọc sau khi bể tới thời
hạn sục rửa. Thời gian sục rửa là khoảng từ 3 đến 6 tháng.
* Lưu ý:
Sau khi than hoạt tính,hạt AC, cát mangan được bão hòa, ta rửa sach rồi
mang chúng ra phơi nắng thì những vật liệu này có thể tái sử dụng lại với hiệu
quả lọc lên đến 80%. Vì phơi nắng sẽ làm bay hơi nước trong các hạt vật liệu,
nhiệt độ cao có thể phân hủy một phần chất hữu cơ thành tạo thành các phân tử
nhỏ, thoát ra khỏi lỗ xốp nhỏ của vật liệu.
5.9 Hệ thống phao cơ: gồn 2 phao, một phao được gắn trên mặt bể lọc
nhằm để duy trì mực nước ổn định trong bể lọc và tránh lãng phí nước tràn ra
khỏi bể khi bơm nước vào bể lọc, phao còn lại để gắn vào bể chứa với mục đích
để đảm bảo khi nào cũng có nước lọc sạch trong bình chứa và tránh được trường
họp lượng nước đã qua lọc đầy tràn ra ngoài bể gây lãng phí nguồn nước.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

23. 22
6. Giá thành làm 1 bể lọc đơn giản:
Tên vật liệu cần mua Số lượng Đơn vị Giá thành Thành tiền
Than hoạt tính 6 kg 25000 150000
Cát mangan 5 kg 25000 125000
Hạt AC 6 kg 35000 210000
Phao cơ 2 cái 30000 60000
Khóa 27 3 cái 25000 75000
Máy sục khí 1 cái 70000 70000
Tổng tiền 690000
Tổng giá thành rẻ hơn rất nhiều so với các thiết bị có bán trên thị trường.
VI. Kết luận:
Chúng em đã cố gắng hoàn thành đề tài đúng thời gian quy định. Trong đề
tài, chúng em đã thực hiện được những công việc sau:
- Giới thiệu và phân tích mẫu nước giếng khoan trên địa bàn thành phố
Gia Nghĩa.
- Giới thiệu các loại vật liệu lọc: than hoạt tính , cát mangan, hạt AC, cát
thạch anh, sỏi.
- Thiết kế sơ đồ bể lọc.
- Thử nghiệm bể lọc
- Phân tích mẫu nước lấy từ bể lọc.
Bể lọc đã đảm bảo được những mục tiêu và kết quả mong đợi đặt ra ở kế
hoạch nghiên cứu là:
- Bể lọc đã lọc được cặn bẩn, giảm độ cứng của nước, một số tạp chất
trong nước giếng khoan, cho sản phẩm nước sạch phù hợp với tiêu chuẩn về
nước sạch của Bộ y tế.
- Cấu tạo đơn giản nên rất dễ xây dựng, sửa chữa và sử dụng.
- Chi phí làm bể lọc rẻ hơn rất nhiều so với việc mua máy lọc nước trên
thị trường.
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

24. 23
- Hệ thống bể lọc không tạo ra rác thải gây ô nhiễm môi trường, không có
nước thải trong quá trình lọc nên không gây lẵng phí nguồn nước giống như máy
lọc nước.
- Hệ thống lọc không phụ thuộc quá nhiều vào việc dùng điện.
- Nhờ hệ thống sục rửa và sục khí vật liệu lọc được làm sạch định kì nên
tăng thời gian sử dụng vật liệu lọc.
- Các vật liệu lọc khi hết thời gian sử dụng ta có thể biến chúng thành
phân bón để bón cho cây trồng vì vậy không tạo ra rác thải gây ô nhiễm môi
trường như các lõi lọc trong các bình lọc.
- Hệ thống bể lọc dễ làm và cơ động nên phù hợp khi thực hiện ở nhiều
địa điểm, với nhiều điều kiện.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện nhưng kết quả đạt được
chưa như mong muốn. Vì vậy với kiến thức vừa học chúng em xin cố gắn tìm
nguyên nhân và cách khắc phục.
VII. Tài liệu tham khảo:
- Sách giáo khoa vật lý 10, 11 của nhà suất bản GDVN (2014) và 1 số
trang web sau
1. https://www.thietbimoitruongvn.com/vat-lieu-loc-nuoc
2. https://aqualife.com.vn/
3. https://scitechwater.vn/
4. https://sawa.vn/
5. 1195751-dac-diem-dia-chat-thuy-van-tinh-dak-nong-pdf.htm
6. Website sáng tạo việt.vn
7. Trang website wikipedia- Bách khoa toàn thư mở.
8. Http:// youtube.com
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

25. 24
TỜ KHAI DÀNH CHO HỌC SINH (1A)
(Bắt buộc đối với mọi dự án)
1) a. Họ và tên học sinh/nhóm trưởng: Lại Quyết Thắng Lớp: 10A3
Email: laithangpro@gmail.com Điện thoại: 0948741107
b. Thành viên trong nhóm: Lưu Duy Hưng Lớp: 10A3
Email: becoreno48@gmail.com Điện thoại: 0816754748
2) Tên dự án: BỂ LỌC NƯỚC TIẾT KIỆM VÀ THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG CHO
NƯỚC GIẾNG KHOAN TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ GIA NGHĨA.
3) Trường: THPT Gia Nghĩa Điện thoại: 02613546874
Địa chỉ: Tổ 2 – Phường Nghĩa Tân
Huyện: ………………………………Tỉnh/Thành phố: Gia Nghĩa – Đăk Nông
4) Người bảo trợ: Nguyễn Thị Khuyên
Điện thoại/email 0388353747/ khuyenly.thptgianghia@gmail.com
5) Dự án này có tiếp tục từ năm trước không? Có Không
Nếu có:
a) Đính kèm Tóm tắt và Kế hoạch nghiên cứu của năm trước
b) Giải thích sự khác và mới của dự án này so với năm trước trong Phiếu dự án
tiếp tục
6) Năm nay, thí nghiệm/thu thập số liệu trong khoảng thời gian: (Phải nêu rõ ngày/tháng/năm)
Ngày bắt đầu:………………………………… Ngày kết thúc:
……………………………….
7) Bạn sẽ tiến hành thí nghiệm ở đâu? (Đánh dấu tất cả những nơi thích hợp)
Cơ quan nghiên cứu Trường học Thực địa Ở nhà Nơi
khác……
8) Liêt kê tên và địa chỉ của tất cả những nơi làm việc ngoài nhà trường:
a) Tên đơn vị:
………………………………………………….……………………………….
Địa chỉ:
……………………………………………………………………………………..
Điện thoại:
………………………………………………………………………………….
b) Tên đơn vị:
………………………………………………………………………………….
Địa chỉ:
……………………………………………………………………………………..
Điện thoại:
………………………………………………………………………………….
9) Kế hoạch nghiên cứu kèm theo
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L

26. 25
10) Bản tóm tắt dự án sau khi thí nghiệm kèm theo
Gia Nghĩa, Ngày 22 tháng 12 năm
2022
Nhóm trưởng
(Ký, ghi rõ họ tên)
Lại Quyết Thắng
D
Ạ
Y
K
È
M
Q
U
Y
N
H
Ơ
N
O
F
F
I
C
I
A
L