Tóm tắt Luận án Nghiên cứu áp dụng công nghệ tuyến nổi áp lực trong xử lý nước cấp với nguồn nước mặt khu vực đồng bằng bắc bộ

1 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG 
_________________________________ 
Nguyễn Mạnh Hùng 
NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TUYẾN NỔI 
ÁP LỰC TRONG XỬ LÝ NƯỚC CẤP VỚI NGUỒN 
NƯỚC MẶT KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng 
Mã số: 62.58.02.10 
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT 
Hà Nội - Năm 2015 
2 
Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Xây dựng 
Người hướng dẫn khoa học 1. PGS.TS. Nguyễn Việt Anh 
Người hướng dẫn khoa học 2. TS. Phạm Tuấn Hùng 
Phản biện 1: PGS.TS. Mai Liên Hương 
Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Dung 
Phản biện 3: GS. TS. Dương Thanh Lượng 
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp 
trường họp tại Trường Đại học Xây dựng 
Vào hồi .... giờ ..... ngày .... tháng .... năm 2015 
Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc gia và Thư viện 
Trường Đại học Xây dựng. 
1 
MỞ ĐẦU 
1. Tính cấp thiết của đề tài luận án 
Nguồn nước mặt cấp cho sinh hoạt của các tỉnh thuộc đồng bằng Bắc 
Bộ (ĐBBB) chủ yếu từ hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình. Tuy 
nhiên, chất lượng nguồn nước ngày càng có nguy cơ bị ô nhiễm do 
phải tiếp nhận nhiều nguồn thải khác nhau. Trong khi đó, nhu cầu 
dùng nước của vùng ĐBBB ngày càng tăng. Do vậy, cần phải tìm 
kiếm áp dụng các công nghệ xử lý nước phù hợp đảm đáp ứng yêu cầu 
ngày càng cao về chất lượng của người tiêu dùng. 
Công nghệ xử lý nước mặt hiện nay chủ yếu đều áp dụng công nghệ 
lắng truyền thống. Với công nghệ này chỉ loại bỏ được phần lớn hàm 
lượng cặn vô cơ, một phần cặn hữu cơ và hầu như không lắng được 
cặn nhẹ, dẫn đến chất lượng nước sau xử lý có thể không đảm bảo an 
toàn. Mặt khác, nếu quá trình keo tụ và lắng không hiệu quả, thì bể lọc 
sẽ phải làm việc với tải trọng chất bẩn cao, dẫn đến phải rửa lọc nhiều. 
Chính vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng các công nghệ mới để nâng cao 
chất lượng nước sau xử lý, tiết kiệm chi phí xây dựng và vận hành là 
rất cần thiết. Những khó khăn và nguy cơ đang đối mặt tại các NMN 
trong khu vực như đã trình bày ở trên có thể giải quyết được bằng một 
số công nghệ mới, trong đó có công nghệ tuyển nổi áp lực (DAF). 
Từ các kết quả nghiên cứu và áp dụng ở trên Thế giới cho thấy công 
nghệ DAF có hiệu quả cao trong việc loại bỏ các cặn bẩn có kích 
thước nhỏ không thể lắng trong các bể lắng nhưng có thể dính bám và 
nổi theo các bọt khí. Những ưu điểm của công nghệ DAF cho thấy 
tiềm năng áp dụng trong lĩnh vực xử lý nước mặt ở Việt Nam. 
1. Mục tiêu nghiên cứu 
Đánh giá khả năng áp dụng công nghệ DAF trong xử lý nước cấp cho 
sinh hoạt đối với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB. 
Nghiên cứu làm chủ công nghệ DAF để áp dụng trong xử lý nước cấp 
cho sinh hoạt với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB. 
Đề xuất dây chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ DAF với nguồn 
nước mặt của vùng ĐBBB và xác định các thông số kỹ thuật chủ yếu 
của công nghệ DAF. 
 2 
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 
Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu áp dụng công nghệ DAF để áp 
dụng trong dây chuyền xử lý nước mặt. 
Phạm vi nghiên cứu: Nguồn nước mặt từ hệ thống sông Hồng – Thái 
Bình của vùng ĐBBB. 
4. Nội dung nghiên cứu 
Nghiên cứu tổng quan: Nghiên cứu tổng quan về tình hình nghiên cứu 
và áp dụng công nghệ DAF ở trên Thế giới và Việt Nam, để tổng hợp 
và kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có nhằm áp dụng để nghiên cứu 
đề tài luận án. 
Nguyên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về công nghệ DAF 
để hiểu được bản chất cơ chế hoạt động và các yếu tổ ảnh hưởng đến 
quá trình tuyển nổi. 
Nghiên cứu thực nghiệm: Trên cơ sở kế thừa những nghiên cứu có 
trước và cơ sở lý thuyết về DAF, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để 
kiểm chứng và xác định các thông số làm việc của DAF với nguồn 
nước mặt vùng ĐBBB. 
Đề xuất các thông số kỹ thuật chủ yếu của dây chuyền xử lý nước mặt 
áp dụng công nghệ DAF. Xác định các chỉ tiêu kinh tế của nhà máy 
nước áp dụng công nghệ DAF. 
5. Phương pháp nghiên cứu 
Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng để thực hiện bao gồm: 
- Phương pháp phân tích, tổng hợp. 
- Phương pháp kế thừa. 
- Phương pháp điều tra và thu thập số liệu. 
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. 
- Phương pháp mô hình hóa. 
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. 
- Phương pháp chuyên gia. 
 3 
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu 
Việc áp dụng công nghệ DAF mở ra hướng đi mới trong lĩnh vực xử 
lý nước mặt cấp cho sinh hoạt và công nghiệp ở Việt Nam, cho phép 
đạt hiệu quả xử lý cao, chất lượng nước sau xử lý đảm bảo đáp ứng 
các tiêu chuẩn về cấp nước cho sinh hoạt và công nghiệp. 
Dây chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ DAF cho phép loại bỏ bể 
lắng cồng kềnh khó lắng các loại cặn nhẹ, do vậy sẽ giảm được diện 
tích đất xây dựng NMN. Nâng cao chất lượng nước trước khi vào bể 
lọc, nhờ vậy kéo dài được chu kỳ lọc và giảm được chi phí rửa lọc. Độ 
ẩm của cặn sau tuyển nổi (93-94%) nhỏ hơn so với độ ẩm của cặn sau 
lắng (97-98%), do vậy công trình xử lý bùn cặn của công nghệ DAF 
nhỏ hơn so với công nghệ lắng truyền thống. 
Công nghệ DAF có hiệu quả xử lý cao hơn so với lắng truyền thống, 
điều đó khẳng định hướng nghiên cứu của đề tài là hoàn toàn phù hợp. 
Vì vậy, công nghệ DAF rất cần được áp dụng trong thực tiễn, nhằm 
đảm bảo chất lượng nước sau xử lý và đáp ứng được yêu cầu ngày 
càng cao của người tiêu dùng. 
7. Những đóng góp mới của luận án 
Lần đầu tiên ở Việt Nam, nghiên cứu đã khẳng định công nghệ DAF 
hoàn toàn áp dụng được đối với nguồn nước mặt của ĐBBB. Bể tuyển 
nổi thay thế được bể lắng đối với NMN cải tạo và xây mới. Bằng việc 
nghiên cứu tổng quan, nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực 
nghiệm, đã làm chủ được công nghệ DAF để áp dụng trong xử lý 
nước cấp cho sinh hoạt với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB. 
Đã đề xuất dây chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ DAF để xử lý 
nước cấp với nguồn nước mặt của ĐBBB cụ thể là: Với độ đục nước 
nguồn < 350 NTU, sử dụng dây chuyền: Keo tụ – Tuyển nổi – Lọc 
nhanh – Khử trùng. Với độ đục nước nguồn > 350 NTU, phải bổ sung 
thêm bể sơ lắng. 
Đã đề xuất các thông số kỹ thuật chủ yếu của công nghệ DAF để xử lý 
nguồn nước mặt vùng ĐBBB phù hợp với điều kiện Việt Nam, cụ thể 
là: i) Thời gian phản ứng tạo bông cặn Tf =10-18 phút; ii) Tỷ lệ nước 
tuần hoàn R = 10-20%, phải tăng tỷ lệ tuần hoàn R lên 20-25% khi độ 
đục của nước thô cao; iii) Áp suất bão hòa Pbh = 4,5-5,0 bar ; iv) Thời 
 4 
gian tiếp xúc Tcz = 1,0-2,0 phút; v) Tải trọng thủy lực trong vùng tách 
cặn Vsz= 5-12 m3/m2.h; và một số các thông số khác có liên quan. 
Chương 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 
1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NƯỚC CỦA KHU VỰC 
1.1.1 Hệ thống sông của vùng Đồng bằng Bắc Bộ 
Vùng ĐBBB được hình thành bởi hệ thống sông Hồng và sông Thái 
Bình. Do hệ thống sông Thái Bình có nối với sông Hồng bởi sông 
Đuống ở Thượng Lưu và sông Luộc ở hạ lưu, vì vậy thường gọi là hệ 
thống sông Hồng – Thái Bình. Hệ thống này giúp phân nước sông 
Hồng khi mùa lũ. Các sông thuộc hệ thống sông Hồng và sông Thái 
Bình được mô tả trong hình 1.1 dưới đây. 
Hình 1.1: Hệ thống sông của vùng đồng bằng Bắc Bộ 
1.1.2 Đánh giá chung về chất lượng nước 
Chất lượng nước sông của vùng ĐBBB nói chung thường dao động 
theo mùa và theo vùng địa lý. Đặc điểm chung của chất lượng nước 
 5 
các sông vùng ĐBBB là độ pH tương đối ổn định, hàm lượng cặn và 
độ đục biến động theo mùa, độ đục cao nhất xuất hiện trong các tháng 
mùa lũ. 
Nhìn chung chất lượng nước hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình, 
tương đối tốt, đáp ứng tiêu chuẩn nước thô dùng để xử lý sử dụng cho 
mục đích sinh hoạt. Tuy nhiên, ở một số khu vực gần các khu công 
nghiệp, khu đô thị, các khu đông dân cư, nguồn nước sông có nguy cơ 
bị nhiễm bẩn bởi các nguồn nước thải và chất thải không qua xử lý. 
1.2. TỔNG QUAN VỀ TUYỂN NỔI ÁP LỰC 
1.2.2. Khái niệm về tuyển nổi áp lực 
Sơ đồ dây chuyền công 
nghệ tuyển nổi áp lực 
được mô tả trong hình 1.2, 
bao gồm bốn giai đoạn: i) 
Giai đoạn keo tụ và tạo 
bông; ii) Giai đoạn hình 
thành bọt khí; iii) Giai 
đoạn tiếp xúc ; iv) Giai 
đoạn tách cặn. 
Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ DAF 
Các giai đoạn xử lý của công nghệ tuyển nổi áp lực như sau: 
- Giai đoạn keo tụ và tạo bông: Quá trình keo tụ và tạo bông cặn 
nhằm tạo ra các tác nhân có khả năng dính bám các chất làm bẩn nước 
ở dạng hòa tan và hoặc lửng thành các bông cặn có kích thước lớn. 
Nước chứa các phần tử cặn hoặc các bông cặn chảy vào bể tuyển nổi 
và được dính bám vào các bọt khí trong vùng tiếp xúc. Quá trình keo 
tụ và tạo bông cho tuyển nổi tương tự như lắng. Đối với trình lắng, 
kích thước bông cặn càng to thì càng dễ lắng, ngược lại đối với tuyển 
nổi thì lại cần bông cặn kích thước nhỏ. 
- Giai đoạn hình thành bọt khí: Không khí có áp suất cao được hoà tan 
vào dòng nước tuần hoàn trong bình bão hoà. Dòng nước tuần hoàn 
được lấy từ phía sau bể tuyển nổi, không khí được cấp từ máy nén khí. 
Dòng nước tuần hoàn bão hòa khí được đưa vào ngăn tiếp xúc của bể 
tuyển nổi thông qua các vòi phun và hình thành các bọt khí kích thước 
rất nhỏ db = 10-100 µm trong vùng tiếp xúc. 
 6 
- Giai đoạn tiếp xúc: Vùng tiếp xúc được đặt ở phía đầu bể tuyển nổi, 
tại đây các bọt khí được hình thành tiếp xúc và dính bám các bông cặn 
với bọt khí và hình thành tổ hợp bông cặn - bọt khí. 
- Giai đoạn tách cặn: Các bọt khí và tổ hợp bông cặn- bọt khí, được 
chảy sang vùng tách cặn của bể tuyển nổi. Tại đây, bọt khí tự do và tổ 
hợp bông cặn – bọt khí được nổi lên bề mặt tạo thành lớp váng nổi. 
Theo thời gian, lớp váng nổi càng dày đặc như là một lớp bùn và được 
gạt vào ngăn thu bùn, nước trong được thu ở phía dưới đáy bể. 
1.2.2. Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ tuyển nổi áp 
lực ở trên Thế giới 
1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu và phát triển 
Công nghệ DAF lần đầu tiên được nghiên cứu áp dụng trong xử lý 
nước cấp ở Phần Lan vào những năm 1920. Bể tuyển nổi thời đó có 
hình dạng bể dài, nông, tải trọng thuỷ lực Vzs < 5m3/m2.h, và đạt hiệu 
suất thấp nên không tìm thấy nhiều ứng dụng, trừ lĩnh vực xử lý nước 
thải của công nghiệp giấy. 
Những năm 1960, các chuyên gia Thụy Điển, sau đó là Phần Lan tiến 
hành nghiên cứu và cải tiến các bể tuyển nổi để áp dụng trong xử lý 
nước cấp. Trong những năm 1970-1990, khá nhiều NMN áp dụng 
công nghệ DAF đã được xây dựng ở Bắc Âu và Anh quốc. Từ đó trở 
đi, công nghệ DAF đã được phổ biến rộng rãi trên Thế giới như một 
giải pháp thay thế bể lắng truyền thống. 
Giai đoạn những năm 1960 - 1970 là giai đoạn có nhiều nghiên cứu về 
DAF, đóng góp cho sự phổ biến nhanh của công nghệ này trong công 
nghiệp. Một số nghiên cứu điển hình về tạo bọt khí, tính chất của bọt, 
ảnh hưởng của kích thước bọt đến hiệu suất xử lý, keo tụ và tạo bông, 
về sự va chạm và dính bám của bọt khí vào bông cặn được thực hiện. 
Nhiều nhà máy xử lý nước áp dụng công nghệ DAF với quy mô công 
suất vừa và lớn đã được xây dựng ở khắp nơi trên Thế giới. 
1.2.2.2. Tình hình áp dụng trong lĩnh vực xử lý nước cấp 
Trên Thế giới, công nghệ DAF được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực 
xử lý nước cấp, nước thải và xử lý bùn cặn cùng với sự phát triển của 
công nghệ và kỹ thuật trong lĩnh vực cấp thoát nước. Trong lĩnh vực 
 7 
xử lý nước cấp các công ty chuyên về xử lý nước như hãng Leopold, 
Degrémont (Pháp), GHD, KWI (Úc), ETS, Envirowise (Mỹ), AJM 
Environ DAF, Australia, vv... đều đã và đang áp dụng công nghệ 
DAF. 
Tại Mỹ, công nghệ DAF lần đầu tiên được áp dụng ở Lenox, bang 
Massachusets vào những năm 1980. Đến nay, khoảng trên 100 nhà 
máy nước sử dụng DAF ở Mỹ, với công suất từ nhỏ( <3800 m3/ngày) 
đến lớn (vài trăm ngàn m3/ngày). Nhà máy xử lý nước sử dụng công 
nghệ DAF cấp nước cho khu vực Croton, New York, được đưa vào sử 
dụng năm 2012, có công suất lên tới 1,1 triệu m3/ngày. 
1.2.3 Tình hình nghiên cứu và áp dụng ở Viêt Nam 
Một số nghiên cứu về việc áp dụng công nghệ DAF trong lĩnh vực xử 
lý nước cấp, cụ thể như sau: 
- Đề tài nghiên cứu phát triển công nghệ DAF để xử lý nước và bùn 
cặn trong xử lý nước cấp đô thị với nguồn nước mặt ở Hà Nội 
(PGS.TS. Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Mạnh Hùng và nnk, Viện Khoa 
học và Kỹ thuật Môi trường, 2008) do Sở Khoa học và Công nghệ Hà 
Nội quản lý. 
- Đề tài nghiên cứu áp dụng công nghệ DAF để xử lý nước cấp cho 
sinh hoạt với nguồn nước mặt của các tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu 
Long (PGS.TS. Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Mạnh Hùng và nnk, Hội 
Môi trường Xây dựng Việt Nam, 2013), do Bộ Xây dựng quản lý. 
- Luận án cũng đã kế thừa kết quả nghiên cứu của hai đề tài trên của 
nhóm nghiên cứu mà tác giả là nghiên cứu chính, để áp dụng nghiên 
cứu cho đề tài của luận án, cụ thể là: Nghiên cứu tổng quan về tuyển 
nổi áp lực; Nghiên cứu cụ thể về mô hình thí nghiệm tuyển nổi áp lực 
cũng như vòi phun và thùng bão hòa khí; Nội dung nghiên cứu thực 
nghiệm của NMN Thái Bình được kế thừa như một nội dung của đề 
tài nghiên cứu của Luận án. Từ đó phát triển các nội dung nghiên cứu 
tiếp theo với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB. 
- Năm 2010, Công ty TNHH một thành viên Xây dựng và Cấp nước 
Thừa Thiên Huế (HueWACO) đã tiếp cận và nhập khẩu trọn bộ công 
nghệ DAF kết hợp bể lọc (In Filter DAF) của nước ngoài để áp dụng 
tại NMN Sông Nông, huyện Phú Lộc và NMN Điền Môn, huyện 
 8 
Quảng Điền. Sau khi được chuyển giao công nghệ, Công ty 
HueWACO đã phát triển thành đề tài Nghiên cứu công nghệ In Filter 
DAF cho NMN di động. Về thực chất, đề tài này chỉ đơn thuần là ứng 
dụng công nghệ nhập khẩu của Mỹ vào một nguồn nước cụ thể có quy 
mô công suất cụ thể ở Huế. Do vậy, cơ sở khoa học và tự chủ về công 
nghệ thiết bị và khả năng nhân rộng còn hạn chế. 
1.3 NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI VÀ HƯỚNG GIẢI 
QUYẾT 
1.3.1 Những vấn đề còn tồn tại 
Ở Việt Nam hiện nay công nghệ tuyển nổi nói chung và DAF nói riêng 
bước đầu được áp dụng trong lĩnh vực xử lý nước thải công nghiệp. 
Việc áp dụng công nghệ tuyển nổi trong lĩnh vực xử lý nước cấp, cũng 
như xử lý bùn cặn đang trong giai đoạn nghiên cứu. 
Việc áp dụng công nghệ DAF trong lĩnh vực xử lý nước cấp với 
nguồn nước mặt khu vực phía Bắc bước đầu đã được viện khoa học và 
kỹ thuật môi trường (IESE), trường Đại học Xây dựng (ĐHXD) 
nghiên cứu. Nội dung của đề tài là nghiên cứu phát triển công nghệ và 
thiết bị xử lý nước cấp và nước rửa lọc, bùn cặn từ trạm xử lý nước 
bằng công nghệ DAF với nguồn mặt có độ đục cao như sông Hồng và 
sông Trà Lý và chưa có nghiên cứu rộng với nguồn nước mặt của 
vùng ĐBBB. 
Mặc dù trên Thế giới đã nghiên cứu và áp dụng rộng rãi công nghệ 
DAF trong xử lý nước cấp, nhưng họ đều có những bí quyết công 
nghệ riêng và đã được đăng ký bản quyền. Vì vậy, muốn áp dụng công 
nghệ DAF được ở Việt Nam thì phải nhập khẩu dây chuyền công nghệ 
và thiết bị với chi phí rất cao và việc chuyển giao công nghệ cũng khó 
khăn do có sự khác biệt về trình độ công nghệ và vận hành. 
Mặt khác, thông tin về công nghệ DAF trong các tài liệu về xử lý 
nước được đề cập rất sơ lược. Chưa có nghiên cứu cụ thể để áp dụng 
công nghệ  ... ể 
tuyển nổi <2.5 NTU. Vì vậy, tải trọng chất bẩn vào bể lọc giảm, nhờ 
đó thời gian làm việc của bể lọc tăng. Điều này khẳng định thêm một 
ưu thế quan trọng của công nghệ DAF. 
Chất lượng nước sau tuyển nổi áp lực tương ứng với các thông số làm 
việc của công nghệ DAF có thể so sánh tương đương với các kết quả 
đã nghiên cứu đã công bố ở trên Thế giới và các nghiên cứu về công 
nghệ tuyển nổi của ở Việt Nam. 
Bằng việc nghiên cứu thực nghiệm ngoài hiện trường có đủ những 
thông tin cần thiết cũng như hiểu được bản chất, làm chủ được dây 
chuyền công nghệ về việc xử lý nước bằng DAF. Điều này đủ cơ sở 
đề xuất các thông số thiết kế chính của dây chuyền công nghệ xử lý 
nước áp dụng công nghệ DAF cho nguồn nước mặt của vùng ĐBBB, 
phù hợp với điều kiện Việt Nam. 
Chương 4. ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ TUYỂN 
NỔI ÁP LỰC VÀ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHỦ YẾU 
4.1 ĐỀ XUẤT DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC 
MẶT ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TUYỂN NỔI ÁP LỰC 
4.1.1 Đề xuất dây chuyền công nghệ 
Dây chuyền công nghệ: Với độ đục nước nguồn < 350NTU, dây 
chuyền công nghệ: Keo tụ – Tuyển nổi – Lọc nhanh – Khử trùng; Với 
 18
độ đục nước nguồn > 350 NTU phải bổ sung thêm bể sơ lắng. Dây 
chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ DAF được đề xuất trong hình 
vẽ 4.1 dưới đây. 
Hình 4.1: Sơ đồ dây chuyền xử lý nước áp dụng công nghệ tuyển nổi 
4.1.2 Đối tượng áp dụng 
Đối với nguồn nước có độ đục thấp khoảng <10 NTU, công nghệ 
DAF hoạt động hiệu quả cao với tỷ lệ dòng tuần hoàn R = 9-11% , độ 
đục sau bể tuyển nổi từ 0.8-1.5 NTU. 
Đối với nguồn nước có độ đục từ 10-50 NTU, công nghệ DAF hoạt 
động hiệu quả với tỷ lệ dòng tuần hoàn R = 10-14%, độ đục sau bể 
tuyển nổi từ 1.0-1.8 NTU. 
Đối với nguồn nước có độ đục từ 50-100 NTU, công nghệ DAF hoạt 
động hiệu qủa với tỷ lệ dòng tuần hoàn R = 12-15%, độ đục sau bể 
tuyển nổi từ 1.3-1.8 NTU. 
Đối với nguồn nước có độ đục từ 100-200 NTU, công nghệ DAF hoạt 
động hiệu quả với yêu cầu tỉ lệ dòng tuần hoàn R = 15-20%, độ đục 
sau bể tuyển nổi từ 1.5-2.5 NTU. 
Đối với độ đục từ 200-350 NTU, công nghệ DAF hoạt động tương đối 
hiệu quả và tỉ lệ dòng tuần hoàn R = 20-25%, độ đục sau bể tuyển nổi 
từ 2-3 NTU. Muốn giảm độ đục xuống thấp hơn giá trị này phải tiếp 
tục tăng tỷ lệ dòng tuần hoàn. 
 19
Hình 4.2: Đối tượng áp dụng công nghệ tuyển nổi áp lực với nguồn 
nước thô có độ đục khác nhau 
Với độ đục >350NTU, phải bố trí bể sơ lắng để nâng cao hiệu suất xử 
lí và giảm chi phí hóa chất, chi phí xử lí bùn cặn. 
4.2 ĐỀ XUẤT CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHỦ YẾU 
4.2.1 Quá trình keo tụ và tạo bông 
Các thông số kỹ thuật chủ yếu của quá trình keo tụ và tạo bông như: 
Thời gian trộn hóa chất keo tụ vào nước; cường độ khuấy trộn của bể 
trộn và bể phản ứng; và số giai đoạn phản ứng cho tuyển nổi tương tự 
như lắng. 
Khác biệt của quá trình keo tụ và tạo bông trước tuyển nổi và lắng 
chính là thời gian phản ứng. Thời gian phản ứng trước tuyển nổi nhỏ 
hơn so với lắng để tạo bông cặn có kích thước df < 100µm thông 
thường df = 25-50µm. Thời gian phản ứng Tf = 10-15 phút. 
4.2.2 Quá trình tạo bọt khí 
Các thông số kỹ thuật chủ yếu của quá trình tạo bọt khí bao gồm: i) tỷ 
lệ dòng nước tuần hoàn; ii) Áp suất thùng bão hòa (P); iii) Thời gian 
bão hòa (Tbh). 
- Tỷ lệ nước tuần hoàn R = 10-15%, đối với nguồn nước có độ đục 
<100 NTU, tỷ lệ nước tuần hoàn R = 15-20% đối với nguồn nước có 
 20
độ đục từ 100-200 NTU. Đối với nguồn nước có độ đục từ 200-350 
NTU, tỷ lệ nước tuần hoàn R = 20-30%. 
- Áp suất làm việc của thùng bão hòa: Không khí có áp suất cao từ 
máy nén khí cấp vào thùng bão hòa và hòa tan với dòng nước tuần 
hoàn để tạo bọt khí kích thước nhỏ. Áp suất trong thùng bão hoà Pbh = 
4,2-5,0 bar, áp suất bão hòa làm việc hiệu quả Pbh = 4.5-5.0 bar. 
- Thời gian lưu nước trong thùng bão hòa Tbh = 0,5 - 2 phút, thông 
thường 1,5 phút. Lượng khí cấp vào nước 6-12 g air/m3. 
4.2.3 Quá trình tiếp xúc 
Các thông số kỹ thuật chủ yếu của quá trình tiếp xúc bao gồm: i) Kích 
thước bọt khí (db); ii) Thời gian tiếp xúc (Tcz); iii) Nồng độ bọt khí. 
Kích thước bọt khí: Kích thước bọt khí (db) càng nhỏ thì hiệu suất xử 
lý càng lớn. Kích thước Rmin của bọt khí phụ thuộc áp suất làm việc 
của thùng bão hòa và lực căng bề mặt khí – nước. Kích thước bọt khí 
trong vùng tiếp xúc db = 10-100µm, trung bình db = 60µm. 
Thời gian tiếp xúc: Việc tăng thời gian lưu nước trong vùng tiếp xúc 
(Tcz) làm tăng hiệu suất vùng tiếp xúc. Thời gian này được xác định 
bằng việc xác định kích thước vùng tiếp xúc ứng với lưu lượng thiết 
kế. Thời gian lưu nước trong vùng tiếp xúc thườngTcz = 1-2.5 phút, tải 
trọng thủy lực trong vùng tiếp xúc Vsz = 100-200 m3/m2.h. 
Nồng độ bọt khí trong vùng tiếp xúc. Nồng độ bọt khí có thể thay đổi 
nhờ việc thay đổi áp suất bão hòa hoặc thay đổi tỷ lệ tuần hoàn. Tuy 
nhiên, áp suất bão hòa không thay đổi nhiều, nên cách chủ yếu để thay 
đổi nồng độ không khí trong vùng tiếp xúc là tăng hay giảm tỷ lệ nước 
tuần hoàn (R). 
4.2.4 Quá trình tách cặn 
Các thông số kỹ thuật chủ yếu của quá trình của quá trình tách cặn 
bao gồm: i) Tải trọng thủy lực (Vsz); ii) Tỷ lệ chiều dài và chiều rộng 
bể; iii) Chiều sâu bể. 
- Tải trọng thủy lực: Vận tốc dâng của bọt khí vb và vận tốc của tổ hợp 
bọt khí – bông cặn vfb lớn hơn vận tốc đi xuống của dòng nước thì 
mới tách được tổ hợp bông cặn - bọt khí. Vận tốc đi xuống của dòng 
 21
nước chính là tải trọng thuỷ lực (Vsz) của vùng tách cặn. Tải trọng 
thuỷ lực của vùng tách cặn Vsz = 5-12 m3/m2.h. Vận tốc dâng của bọt 
khí và tổ hợp bọt khí – bông cặn như đã nói ở phần trên là 
20 m3/m2.h 
lớn hơn tải trọng thuỷ lực sẽ được nổi trên mặt nước. 
- Tỷ lệ chiều dài (Ls)và chiều rộng (Ws) của vùng tách cặn Ls/Ws nên 
≤ 4 thông thường = 2, chiều sâu bể Hs = 2.0-3.5m. 
4.3 ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 
4.3.1 Nguyên tắc chung 
Các chỉ tiêu kinh tế của NMN áp dụng công nghệ DAF được tính 
toán với các quy mô công suất điển hình từ 2000 m3/ngày - 100.000 
m3/ngày. Việc tính toán các chỉ tiêu kinh tế được thực hiện bằng việc 
xác định chi phí đầu tư xây dựng và chi phí vận hành bảo dưỡng. 
Để việc thuận tiện trong việc phân tích các chỉ tiêu kinh tế, có tính 
thêm chi phí vận hành bảo dưỡng của NMN áp dụng công nghệ lắng 
để so sánh và đối chứng. 
NMN áp dụng công nghệ DAF và NMN áp dụng công nghệ lắng 
truyền thống khác nhau ở các hạng mục: Bể phản ứng – Lắng – Lọc 
(công nghệ lắng) và Bể phản ứng – Tuyển nổi – Lọc (công nghệ 
DAF). Các hạng mục khác của NMN đều giống nhau như: Trạm bơm, 
bể chứa, nhà hóa chất và các công trình phụ trợ khác. 
Công trình xử lý bùn cặn của công nghệ DAF nhỏ hơn so với công 
nghệ lắng truyền thống, do độ ẩm của cặn sau tuyển nổi (93-94%) 
nhỏ hơn so với độ ẩm của cặn sau lắng (97-98%). 
4.3.2 Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế 
Suất đầu tư xây dựng NMN áp dụng công nghệ DAF nhỏ hơn 0.9-0.95 
lần so với NMN áp dụng công nghệ lắng vì những lý do sau: i) Bể 
phản ứng – tuyển nổi có kích thước nhỏ hơn bể phản ứng – lắng do 
thời gian phản ứng nhỏ hơn và tải trọng thủy lực của bể tuyển nổi lớn 
hơn bể lắng. Vì vậy, chi phí xây dựng cụm bể phản ứng – tuyển nổi 
nhỏ hơn 0.65-0.75 lần so với xây dựng cụm bể phản ứng lắng; ii) Chi 
phí xử lý bùn cặn của công nghệ DAF nhỏ hơn 0.9 lần so với công 
 22
nghệ lắng truyền thống, do độ ẩm của cặn sau tuyển nổi (93-95%) nhỏ 
hơn so với độ ẩm của cặn sau lắng (97-99%). 
Chi phí vận hành và bảo dưỡng của NMN áp dụng công nghệ DAF 
lớn hơn 1,03-1,06 lần so với NMN áp dụng công nghệ lắng vì những 
lý do sau: i) Chu kỳ lọc của bể lọc sau bể tuyển nổi cũng được kéo dài 
hơn so với bể lọc sau bể lắng từ 1,3-1,8 lần. Do vậy, chi phí điện năng 
để rửa bể lọc của công nghệ DAF tiết kiệm được 0,03-0,05kw/m3 so 
với công nghệ lắng truyền thống; ii) Chi phí vận hành của công trình 
của công trình xử lý bùn cặn của công nghệ DAF nhỏ hơn 0,85-0,9 lần 
so với công nghệ lắng , do độ ẩm của cặn sau tuyển nổi (93-94%) nhỏ 
hơn so với độ ẩm của cặn sau lắng (97-98%). 
4.4 BÀN LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 
Quá trình keo tụ là một trong các yếu tố quan trọng đối với công nghệ 
DAF. Để hình thành bông cặn nhỏ tạo điều kiện thuận lợi cho việc 
dính bám bọt khí vào bông cặn , thời gian phản ứng Tf = 10-18 phút, 
trong khi đó đối với lắng thời gian phản ứng Tf = 15-25 phút. 
Áp suất bão hòa (Pbh) và tỷ lệ dòng nước tuần hoàn (R) cũng là yếu tố 
quan trọng để tạo ra bọt khí có kích thước nhỏ và nồng độ bọt khí 
trong vùng tiếp xúc, từ đó làm tăng hiệu quả xử lý của bể tuyển nổi . 
Áp suất bão hòa thông thường Pbh = 4,2-5,0 bar, áp suất bão hòa làm 
việc hiệu quả Pbh = 4.5-5.0 bar . Tỷ lệ nước tuần hoàn R = 10-20 %, 
đối với nguồn nước có độ đục <200 NTU. Đối với nguồn nước có độ 
đục từ 200-350 NTU, tỷ lệ nước tuần hoàn R = 20-30%. 
Thời gian lưu nước trong vùng tiếp xúc (Tcz) có ảnh hưởng lớn đến 
hiệu suất làm việc của vùng tiếp xúc. Thời gian lưu nước trong vùng 
tiếp xúc Tcz = 1-3 phút, tải trọng thủy lực của vùng tiếp xúc Vcz = 100-
200 m3/m2.h. Vận tốc dâng của tổ hợp bọt khí – bông cặn Vfb phải lớn 
hơn vận tốc đi xuống của dòng nước thì mới tách được tổ hợp bông 
cặn - bọt khí. Vận tốc đi xuống của dòng nước chính là tải trọng thuỷ 
lực (Vsz) của vùng tách cặn. Tải trọng thuỷ lực của vùng tách cặn Vsz
= 5-12 m3/m2.h. 
Chất lượng nước sau tuyển nổi áp lực của nghiên cứu này có thể so 
sánh tương đương với các kết quả đã nghiên cứu đã công bố ở trên 
Thế giới và Việt Nam. Công nghệ DAF có hiệu quả xử lý cao hơn so 
 23
với lắng truyền thống, độ đục của nước sau bể lắng thông thường từ 2-
5 NTU, trong khi độ đục của nước sau bể tuyển nổi <2.5 NTU, do đó 
làm giảm tải trọng chất bẩn vào bể lọc và tăng chu kỳ lọc của bể lọc. 
Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi so sánh trạm xử lý nước với công 
nghệ DAF cũng có nhiều ưu điểm so với công nghệ lắng truyền thống. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 
Kết luận 
Công nghệ DAF đã được áp dụng phổ biến trong lĩnh vực xử lý nước 
cấp và nước thải ở trên Thế giới. Tại Việt Nam, công nghệ DAF mới 
được áp dụng để xử lý nước thải công nghiệp và bắt đầu được nghiên 
cứu ứng dụng để xử lý nước cấp cho sinh hoạt. Vì vậy, việc nghiên 
cứu để áp dụng công nghệ DAF trong xử lý nước cấp với nguồn 
nước mặt vùng ĐBBB là rất cần thiết. 
Nghiên cứu của đề tài đã đánh giá và khẳng định công nghệ DAF 
hoàn toàn áp dụng được đối với nguồn nước mặt vùng ĐBBB. Bể 
tuyển nổi thay thế được bể lắng trong dây chuyền công nghệ xử lý 
nước. 
Kết hợp nghiên cứu tổng quan, nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu 
thực nghiệm, tác giả đã làm chủ được công nghệ DAF để áp dụng 
trong xử lý nước cấp cho sinh hoạt với nguồn nước mặt vùng ĐBBB 
phù hợp với điều kiện Việt Nam. 
Đã đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước áp dụng công nghệ DAF 
với nguồn nước mặt vùng ĐBBB, cụ thể như sau: Với độ đục nước 
nguồn < 350 NTU, dây chuyền công nghệ: Keo tụ – Tuyển nổi – Lọc 
nhanh – Khử trùng; Với độ đục nước nguồn > 350 NTU phải bổ sung 
thêm bể sơ lắng. Tùy theo độ đục của nguồn nước mặt trong vùng 
ĐBBB, đã đưa ra được dây chuyền xử lý nước bằng công nghệ DAF. 
Đã đề xuất các thông số kỹ thuật chủ yếu của các công trình trong dây 
chuyền xử lý nước bằng công nghệ DAF. Cụ thể là: i) Thời gian phản 
ứng tạo bông cặn Tf =10-18 phút; ii) Tỷ lệ nước tuần hoàn R = 10-
20%, phải tăng tỷ lệ tuần hoàn R lên 20-25% khi độ đục của nước thô 
cao; iii) Áp suất bão hòa Pbh = 4,5-5,0 bar ; iv) Thời gian tiếp xúc Tcz 
= 1,0-2,0 phút; v) Tải trọng thủy lực trong vùng tách cặn Vsz = 5-12 
 24
m3/m2.h; và các thông số khác có liên quan đến quá trình tuyển nổi áp 
lực. 
Đã tính toán các chỉ tiêu kinh tế của công nghệ DAF và so sánh với 
công nghệ lắng truyền thống, cụ thể là: Suất đầu tư xây dựng NMN áp 
dụng công nghệ DAF nhỏ hơn 0.9-0.95 lần so với NMN áp dụng công 
nghệ lắng truyền thống, tuy nhiên chi phí vận hành và bảo dưỡng của 
NMN áp dụng công nghệ DAF lớn hơn 1,02-1,06 lần so với NMN áp 
dụng công nghệ lắng truyền thống. 
Từ các nghiên cứu đã có ở trên Thế giới và kết quả nghiên cứu của đề 
tài cũng đã khẳng định bể tuyển nổi làm việc hiệu quả hơn bể lắng. 
Công nghệ DAF có hiệu quả xử lý cao hơn so với lắng truyền thống, 
độ đục của nước sau bể lắng thông thường từ 2-5 NTU, trong khi độ 
đục của nước sau bể tuyển nổi <2.5 NTU. Vì vậy, giảm tải trọng chất 
bẩn vào bể lọc, làm tăng chu kỳ lọc của bể lọc từ 1,3-1.8 lần. 
Kiến nghị 
Công nghệ DAF là một trong các công nghệ xử lý nước tiên tiến, cho 
phép nâng cao chất lượng nước sau xử lý. Chính vì vậy, cần tiếp tục 
được nghiên cứu và kiểm chứng ở các công trình thực tế để hoàn thiện 
các thông số thiết kế và vận hành, tiến tới đưa vào trong tiêu chuẩn 
thiết kế làm cơ sở cho việc lập dự án và thiết kế các công trình xử lý 
nước mặt áp dụng công nghệ DAF ở Việt Nam. 
Phạm vi nghiên cứu của luận án mới dừng lại ở quy mô phòng thí 
nghiệm và trên mô hình thí nghiệm ngoài hiện trường. Do vậy, cần 
được nghiên cứu áp dụng thí điểm ở công trình sản xuất thực tế với 
quy mô khác nhau, để đánh giá chất lượng nước sau xử lý và các chỉ 
tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ này, từ đó áp dụng rộng rãi trong 
xử lý nước. 
Công nghệ DAF cần được phổ biến áp dụng trong thực tiễn để xử lý 
nước cấp cho sinh hoạt với nguồn nước mặt của vùng ĐBBB và các 
khu vực khác, nhằm đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đáp ứng được 
yêu cầu ngày càng cao của người sử dụng. 
 25
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ 
DÙNG LÀM TÀI LIỆU THAM KHẢO CHO LUẬN ÁN 
[1]. Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Mạnh Hùng và nhóm nghiên cứu 
(2008), Báo cáo tổng hợp, đề tài Nghiên cứu phát triển công 
nghệ tuyển nổi áp lực để xử lý nước và bùn cặn trong xử lý 
nước cấp đô thị với nguồn nước mặt ở Hà nội. Sở Khoa học và 
Công nghệ Hà Nội, Hà Nội. 
[2]. Nguyễn Việt Anh và nhóm nghiên cứu (2014), Báo cáo tổng 
hợp đề tài: Nghiên cứu phát triển công nghệ tuyển nổi áp lực để 
xử lý nước cấp cho sinh hoạt với nguồn nước mặt của các tỉnh 
thuộc Đồng bằng sông Cửu Long, Bộ Xây dựng, Hà Nội. 
[3]. Nguyen Viet Anh, Nguyen Manh Hung, Vu thi Minh Thanh, 
Pham Minh Tu, Vu Bao Lan (2007), “Dissolved air flotation – a 
promising solution to improve water quality and sludge 
treatment performance in Viet nam”, Proceedings of the 5th 
International Conference on Flotation, Seoul – Korea, pp 181-
182. 
[4]. Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Mạnh Hùng, Vũ Thị Minh Thanh 
(2013), “Kết quả nghiên cứu công nghệ mới xử lý nước cấp – 
Tuyển nổi áp lực”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, 
số15/3-2013, tr. 49-57. 
[5]. Nguyễn Mạnh Hùng, Nguyễn Việt Anh (2014), “Nghiên cứu áp 
dụng công nghệ tuyển nổi áp lực trong xử lý nước cấp với 
nguồn nước mặt khu vực đồng bằng Bắc Bộ”, Tạp chí Cấp 
thoát nước, số 5(97)/2014, tr. 34-40. 
[6]. Nguyễn Mạnh Hùng, Nguyễn Việt Anh (2014), “Nghiên cứu 
đánh giá khả năng áp dụng công nghệ tuyển nổi áp lực để xử lý 
nước mặt phù hợp với điều kiện Việt Nam”, Tạp chí Xây dựng, 
số 11/2014, tr. 113-116.