Tóm tắt Luận án Nghiên cứu cải tiến quy trình điều chế dung dịch siêu oxy hóa và ứng dụng trong khử trùng nước thải bệnh viện

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ...*** NGUYỄN THỊ THANH HẢI NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH SIÊU OXY HÓA VÀ ỨNG DỤNG TRONG KHỬ TRÙNG NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 62 52 03 20 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Hà Nội – 2018 2 Công trình đƣợc hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Nguyễn Hoài Châu Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2: PGS. TSKH. Ngô Quốc Bƣu Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: . Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi giờ ..’, ngày tháng năm 201. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ - Thư viện Quốc gia Việt Nam 3 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận án Hiện tượng hoạt hóa điện hóa (HHĐH) được nhóm các nhà khoa học Nga đứng đầu là Bakhir V.M. phát hiện năm 1975, sau đó liên tục được nghiên cứu phát triển tại Nga và nhiều nước khác, nay đã trở thành một ngành công nghệ nổi bật trong lĩnh vực điện hóa được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành sản xuất và đời sống trên thế giới. Ở Việt Nam, các nhà khoa học của viện CNMT cũng đã tiếp cận được với thiết bị sản xuất dung dịch HHĐH siêu oxy hóa sử dụng MB-11 từ năm 2011. Tuy nhiên, sau khi thử nghiệm vận hành trong điều kiện thực tế Việt Nam, thiết bị này đã bộc lộ một số nhược điểm không phù hợp: nhiệt độ buồng điện hóa tăng cao, nhanh đóng cặn buồng điện hóa,dẫn đến thiết bị làm việc không ổn định, gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và tuổi thọ thiết bị. Nhu cầu hoàn thiện công nghệ sản xuất dung dịch HHĐH dùng MB-11 trở thành cấp bách từ năm 2011 và nhóm nhà khoa học của Viện CNMT trong đó tác giả của Luận án này đóng vai trò chính đã tìm ra hướng giải quyết là thay đổi sơ đồ thủy lực của thiết bị được nhập từ Nga. Việc thiết kế và chế tạo thiết bị thử nghiệm sử dụng môđun MB-11 thành công sẽ mở ra khả năng mới giải quyết được các khó khăn trong khử trùng nước thải bệnh viện là đối tượng nghiên cứu của Viện CNMT từ 15 năm nay. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ điều chế dung dịch siêu oxy hóa, từ đó chế tạo thiết bị cho phù hợp với điều kiện Việt Nam và ứng dụng dung dịch này khử trùng nước thải bệnh viện. 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án - Hoàn thiện công nghệ điều chế dung dịch siêu oxy hóa cho phù hợp hơn với điều kiên thực tế ở Việt Nam; - Ứng dụng dung dịch siêu oxy hóa để khử trùng nước thải bệnh viện. 4. Những đóng góp mới của luận án Luận án đã nghiên cứu và thiết lập thành công sơ đồ thủy lực mới của hệ thiết bị sản xuất dung dịch siêu oxy hóa supowa công suất 500 ± 5 g chất oxy hóa/ngày tại Việt Nam trên cơ sở áp dụng chế độ không quay vòng catolit thông qua việc xác lập mối liên hệ giữa số vòng quay catolit và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dung dịch và tuổi thọ thiết bị. Nhờ vậy đã giảm được nhiệt độ của catot trong quá trình vận hành xuống dưới 39oC, góp phần làm tăng tuổi thọ và khả năng hoạt động ổn định của thiết bị trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, đáp ứng được yêu cầu của các trạm xử lý nước thải bệnh viện quy 4 mô nhỏ (hoặc Trung tâm y tế) công suất 150 giường bệnh. Ngoài ra, kết quả của luận án đã chứng minh cho khả năng có thể nội địa hóa thiết bị sản xuất dung dịch siêu oxy hóa ngoại trừ việc nhập khẩu mô đun hoạt hóa điện hóa. Các kết quả của luận án đã mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng công nghệ cao để khử trùng nước ăn uống và nước thải theo hướng an toàn cho con người, thân thiện với môi trường và giảm thiểu rõ rệt nguy cơ bị nhiễm độc khí clo cho công nhân trực tiếp vận hành. Các nhiệm vụ cụ thể hơn đã được đặt ra nhằm đưa dung dịch siêu oxy hóa vào ứng dụng với giá thành hạ, mức độ tiện dụng cao, an toàn khi sử dụng, phục vụ tốt cho công tác khử trùng nước thải bệnh viện, góp phần hạn chế sự phát tán mầm bệnh từ các cơ sở y tế. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Dung dịch siêu oxy hóa và đặc tính của nó 1.1.1. Giới thiệu về dung dịch siêu oxy hóa 1.1.1.1. Dung dịch hoạt hóa điện hóa (HHĐH) HHĐH là tổ hợp các tác động điện hóa lên dung dịch nước chứa các ion và phân tử của các chất tan tại vùng không gian sát bề mặt điện cực (anốt hoặc catốt) trong một buồng phản ứng điện hóa dòng chảy có màng ngăn, trong điều kiện chuyển điện tích không cân bằng qua giới hạn “điện cực - dung dịch” với kết quả là các thành phần của dung dịch được đưa lên trạng thái kích thích giả bền để sau khi ngừng kích thích sẽ tắt dần về trạng thái cân bằng nhiệt động học [19]. Dung dịch siêu oxy hóa (supowa) là dung dịch HHĐH có hoạt tính oxy hóa cao trong khi độ khoáng hóa cực thấp [22]. Đặc trưng của dung dịch siêu oxy hóa so sánh với dung dịch HHĐH thông thường (dung dịch oxy hóa) được thể hiện trong bảng 1.1. Bảng 1.1. Đặc trưng của dung dịch HHĐH thông thường (dung dịch oxy hóa) và dung dịch siêu oxy hóa STT Các thông số kỹ thuật DD HHĐH DD siêu oxy hóa 1 Nồng độ khoáng (tổng lượng chất tan- mg/L) ~4500 ÷ 5000 ~ 1000 ÷ 1500 2 Nồng độ chất oxy hóa tối ưu, mg/L ~300 ~500 3 Thế oxy hóa khử (mV) > 800 > 800 4 pH 6,5 ÷ 7,5 6,5 ÷ 7,5 Dung dịch siêu oxy hóa nghiên cứu trong các nội dung tiếp sau đây được tạo ra trên cơ sở sử dụng mô đun MB- 11 (một mô đun cải tiến của công nghệ Hình 1.4. Mô đun buồng điện hóa MB-11 5 HHĐH có kết cấu và đặc tính kỹ thuật khác biệt ít nhiều so với mô đun kiểu cũ, cụ thể là có lớp phủ anốt bền vững hơn, điện áp phân cực cao hơn ( 3V), cho phép hoạt hóa các dung dịch với độ khoáng hóa thấp hơn nhiều). Thành phần của supowa sẽ bao gồm hàng loạt các chất oxy hóa hoạt tính cao như: HClO, ClO-, Cl, HO, HO2  , H2O2, O3, 1 O2, O  , Cl2, HCl, ClO2, O3...[21]. Tất cả những chất này đều có thể hiện diện trong môi trường bên trong cơ thể sống của động vật bậc cao, do vậy supowa có phổ tác động rộng đối với vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, virut, nấm, nhưng không làm tổn hại đến các tế bào mô của người và các động vật bậc cao khác. Sự khác biệt đó là do cấu trúc của các loại tế bào khác nhau [25]. Ngoài các nhà khoa học người Nga, trên thế giới đã có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về dung dịch siêu oxy hóa, thực chất là các dung dịch HHĐH có các tên thương mại khác nhau như Sterilox®, Sterisol®, Medilox®, Dermacyn ® , Microcyn ® , Varul ® , Esterilife ® và Estericide® QX, Mỗi loại đều có các thành phần khác nhau [30]. Đa số các ý kiến đều cho rằng nước siêu oxy hóa có tiềm năng rất lớn trong việc khử trùng trong mọi lĩnh vực của đời sống, tuy nhiên cần phải có các nghiên cứu chuyên sâu về các ứng dụng trong từng lĩnh vực. 1.1.2. Một số phương pháp điều chế dung dịchHHĐH 1.1.2.1. Nguyên lý của công nghệ điều chế anolit Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý của FEM- 3 điều chế dung dịch HHĐH anolit ANK[Error! Reference source not found.] Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của MB-11 điều chế dung dịch supowa theo công nghệ hấp thụ hỗn hợp khí ướt [21]. Khi sử dụng công nghệ hấp thụ hỗn hợp các chất oxy hóa dưới dạng khí (sau đây được gọi tắt là hỗn hợp khí ướt, hình 1.6) dùng mô-đun MB-11, nước sạch được cấp vào ngăn catốt đồng thời với việc đưa dung dịch NaCl vào ngăn anốt. Trong điều kiện áp suất xuyên màng PA (khoang anốt) lớn hơn áp suất xuyên màng PC (khoang catốt) các ion Na + cùng với một số phân tử H2O sẽ đi từ khoang anốt sang khoang catốt để tạo catolit. Sau khi dung dịch catolit đi qua khoang tách khí để xả khí H2 và các hydroxit kim loại nặng, nó được dẫn ra để hấp thụ hỗn hợp khí ướt bao gồm Cl2, HOCl, HCl, ClO2, O3... và cuốn theo cả các hạt nước trong ngăn anốt [19]. 6 1.1.2.2. Một số sơ đồ công nghệ điều chế supowa đã được ứng dụng 1.1.3. Tình hình nghiên cứu nước siêu oxy hóa trong nước Tại Việt Nam, từ năm 2000, ở Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia (nay là viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã hình thành nhóm nghiên cứu chế tạo thiết bị sản xuất anolit theo sơ đồ công nghệ của STEL-10H-120-01, trên cơ sở sử dụng mô-đun PEM-3 nhập từ Nga. Các nhà khoa học ở viện Công nghệ môi trường (viện CNMT)đã tiến hành các nghiên cứu và thiết kế chế tạo các thiết bị HHĐH chủ yếu nhằm mục đích tìm ra những sự khác biệt về sơ đồ lắp đặt thiết bị, về các tính chất giả bền của các dung dịch HHĐH cũng như các đặc trưng khử trùng của chúng trong điều kiện cụ thể tại Việt Nam để nâng cao hiệu quả ứng dụng công nghệ HHĐH tại nước ta. Trên cơ sở sử dụng các môđun FEM-3 nhập khẩu từ LB Nga,viện CNMT đã chế tạo thành công các thiết bị HHĐH kiểu STEL-ANK “kinh điển” với tên gọi là ECAWA có công suất từ 20 ÷ 500 L/h, thế oxy hóa khử ORP 800 ÷900 mV và nồng độ chất oxy hóa 300 ÷350 mg/L. Hình 1.8. Sơ đồ quy trình công nghệ cải tiến cho phép điều chế anolit ANK có hàm lượng các chất oxy hóa cao trên thiết bị cải tiến STEL-30-ECO-C Hình 1.9. Một số sơ đồ điều chế anolit của Nga [62] NaCl 10-20 g/L 7 Từ năm 2002 đến nay, ECAWA đã được sử dụng ở nhiều địa phương trên khắp đất nước để khử trùng trong y tế [23,40], xử lý ô nhiễm nước và môi trường [23, 100], sản xuất tôm giống [101], chế biến thuỷ sản [100,102], chăn nuôi [103] và giết mổ gia cầm [104]. Từ năm 2011, viện CNMT đã tiếp nhận cácthiết bị STEL thế hệ 2 và 3 do phía đối tác Nga chuyển giao [23] để nghiên cứu và đánh giá. Sau một thời gian thử nghiệm tại thực tiễn Việt Nam, các thiết bị này đã bộc lộ những nhược điểm cần phải khắc phục: hoạt động không ổn định, thường xuyên có hiện tượng bít tắc màng, đóng cặn trên điện cực, nhiệt độ buồng điện hóa tăng cao, gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và tuổi thọ thiết bị. 1.2. Nƣớc thải bệnh viện và đặc trƣng ô nhiễm Nước thải bệnh viện ngoài các thành phần ô nhiễm thông thường còn chứa những tác nhân gây bệnh như: vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh gây bệnh, trứng giun, đặc biệt là nước thải của các bệnh viện truyền nhiễm, lao và các cơ sở lây nhiễm khác. Những loại vi khuẩn đặc thù để đánh giá chất lượng nước thải bệnh viện là: Vibrio cholerae, coliforms, Salmonella, Shigella..., trong đó coliforms được coi là một chỉ điểm vệ sinh. Các chủng này thường kháng với nhiều loại kháng sinh. 1.3. Các phƣơng pháp khử trùng nƣớc thải bệnh viện Các phương pháp khử trùng nước thải bệnh viện được sử dụng hiện nay chủ yếu là khử trùng bằng các hợp chất chứa clo, bằng ozon và bằng tia cực tím. Trong đó, phổ biến là sử dụng các hợp chất chứa clo. Các phương pháp này có nhược điểm hoặc là có tính ăn mòn cao, tạo ra sản phẩm phụ độc hại, hiệu quả khử trùng kém, hoặc là không an toàn đối với người sản xuất và người sử dụng. Phương pháp khử trùng nước thải bằng dung dịch hoạt hóa điện hóa, một giải pháp nâng cao hiệu quả tác dụng của phương tiện khử trùng có chứa clo, tuy đã có những nghiên cứu ban đầu khẳng định về hoạt lực khử trùng mạnh mẽ và tính an toàn, thân thiện môi trường, nhưng chưa có nghiên cứu cụ thể và toàn diện về khử trùng nước thải y tế nhằm đưa ra giải pháp hoặc quy trình chung áp dụng cho một trạm xử lý nước thải y tế. Tóm lại, trên cơ sở kết quả cải tiến các sơ đồ công nghệ điều chế dung dịch siêu oxy hóa cho phù hợp hơn với điều kiện sản xuất tại Việt Nam, luận án này đề xuất ứng dụng dung dịch siêu oxy hóa để khử trùng nước thải y tế nhằm giải quyết các tồn tại của các phương pháp khử trùng nước thải truyền thống và mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng công nghệ cao để khử trùng nước nói chung và nước thải nói riêng theo hướng an toàn cho con người, thân thiện với môi trường. 8 CHƢƠNG 2. ĐIỀU KIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu + Dung dịch siêu oxy hóa có nồng độ khoáng thấp, bao gồm cải tiến quy trình công nghệ điều chế dung dịch, chế tạo và hoàn thiện thiết bị điều chế nước siêu oxy hóa có nồng độ khoáng thấp; + Nước thải bệnh viện của bệnh viện Hữu Nghị và bệnh viện Quân Y 354. 2.2. Phƣơng pháp hoàn thiện công nghệ điều chế dung dịch siêu oxy hóa 2.2.1. Phương pháp khảo sát các tính năng chủ yếu của công nghệ hấp thụ hỗn hợp khí ướt để điều chế dung dịch siêu oxy hóa 2.2.1.1. Xây dựng sơ đồ thử nghiệm điều chế dung dịch siêu oxy hóa 2.2.1.2. Các điều kiện vận hành 2.2.1.3. Các thông số cần đạt khi vận hành 2.2.2. Nghiên cứu khả năng lưu trữ và sự hao tổn chất oxy hóa trong quá trình lưu trữ của nước siêu oxy hóa 2.2.3. Chế tạo thiết bị sản xuất dung dịch siêu oxy hóa 2.2.3.1. Yêu cầu của thiết bị 2.2.3.2. Lựa chọn sơ đồ công nghệ của thiết bị và các chi tiết liên quan 2.2.3.3. Thiết kế, chế tạo và vận hành thử nghiệm 2.2.3.4. Hoàn thiện thiết bị, thiết lập qui trình vận hành để đạt được các thông số cơ bản của dung dịch supowa 2.2.4. Các phương pháp xác định thông số của dung dịch siêu oxy hóa 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ứng dụng dung dịch siêu oxy hóa để khử trùng nƣớc thải bệnh viện 2.3.1. Phương pháp đánh giá hiệu lực khử trùng của dung dịch siêu oxy hóa 2.3.2. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của giá trị pH, amoni, COD và BOD5 trong nước thải đến hiệu lực khử trùng của dung dịch siêu oxy hóa 2.3.3. So sánh sự tạo thành THMs khi dùng supowa với các chất khử trùng khác 2.3.4. Nghiên cứu ứng dụng nước siêu oxy hóa để khử trùng nước thải bệnh viện 2.4. Vật liệu sử dụng - Các chất khử trùng; - Các chủng vi khuẩn quốc tế; - Vật tư, hóa chất khác. 2.5. Kỹ thuật sử dụng: Tất cả các phép đo, kỹ thuật nhân giống, phương pháp xác định các chỉ tiêu, chuẩn bị các dung dịch thí nghiệm, lấy mẫu, đều tuân theo các tài liệu hướng dẫn chuẩn quốc tế và TCVN hiện hành 9 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Điều chế dung dịch siêu oxy hóa 3.1.1. Điều chế dung dịch siêu oxy hóa có độ khoáng hóa thấp sử dụng phương pháp quay vòng catolit 3.1.1.1. Thiết lập sơ đồ và quy trình điều chế Sản phẩm nước siêu oxy hoá supowa thu được với lưu lượng 15 L/h có nồng độ các chất oxy hóa xấp xỉ 500 mg/L, ORP~905mV, pH trung tính và TDS xấp xỉ 1000 mg/L, chất lượng tương đương với sản phẩm thu được từ thiết bị STEL-ANK- PRO-01 của công ty Delphin (Nga). Hình 3.1. Sơ đồ điều chế dung dịch siêu oxy hóa với dòng catolit quay vòng 3.1.1.2. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào lưu lượng dòng catolit Lưu lượng catolit càng lớn thì nồng độ các chất oxy hóa, tổng nồng độ khoáng (TDS) của supowa và nhiệt độ của buồng phản ứng càng giảm. Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng lưu lượng catolit sẽ làm giảm nồng độ các chất oxy hóa của supowa xuống dưới 500 mg/L. Vì vậy, lưu lượng catolit nên được chọn là từ 20 L/h đến 25 L/h. Hình 3.2. Ảnh hưởng của lưu lượng dòng catolit quay vòng đối với nồng độ các chất oxy hóa và độ khoáng hóa trong dung dịch siêu oxy hóa Hình 3.3. Ảnh hưởng của lưu lượng dòng catolit quay vòng đối với nhiệt độ buồng điện hóa hoạt hóa 10 3.1.1.3. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào điện thế cấp cho mô đun điện hóa MB-11 Việc tăng điện thế cho buồng điện hóa đã tạo thuận lợi để đạt mục tiêu tăng hoạt chất oxy hóa và giảm nồng độ khoáng do làm tăng hệ số chuyển hóa muối. Tuy nhiên năng suất supowa (hình 3.4b) chỉ tăng tuyến tính đến khoảng 6,6 V ÷ 6,8 V, còn sau đó mức độ tăng chậm lại do sự cạnh tranh của phản ứng điện phân nước, làm tăng chi phí điện năng. Đồng thời điện áp tăng cũng làm cho nhiệt độ buồng điện hóa tăng theo dẫn đến giảm tuổi thọ điện cực. Vì vậy giá trị điện thế hợp lý được chọn nằm trong khoảng từ 6,6 đến 6,8 V. Giá trị này nằm trong khoảng hướng dẫn của nhà sản xuất (6 ÷ 8 V) ở ngưỡng thấp. Điều này rất có giá trị vì để đạt được các thông số sản phẩm như nhau thì sử dụng điện áp càng thấp sẽ càng tiết kiệm được chi phí điện năng. 3.1.1.4. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào chế độ cấp dung dịch muối Lượng muối tiêu hao có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm. Lượng muối tiêu hao cao cho phép tăng nồng độ chất oxy hóa, nhưng hàm lượng TDS trong sản phẩm cũng tăng theo, dẫn đến làm suy giảm tính chất siêu oxy hóa của dung dịch anolit. Các kết quả cho thấy liều lượng muối cấp phù hợp nằm trong khoảng từ 18 ÷ 24 g/h. Hình 3.4. Sự phụ thuộc của nồng độ chất oxy hóa (OXH) (a) và năng suất sản xuất chất oxy hóa (b) vào điện thế điện phân Hình 3.5. Ảnh hưởng của chế độ cấp muối lên chất lượng dung dịch siêu oxy hóa Hình 3.6. Ảnh hưởng của chế độ cấp muối lên năng suất sản xuất chất oxy hóa (a) (b) 11 3.1.1.5. Vận hành ở chế độ tối ưu: thể hiện trên bảng 3.1 Bảng 3. 1. Chế độ vận hành tối ưu của sơ đồ quay vòng catolit Thông số Đơn vị Giá trị đạt đƣợc Hàm lượng chất oxy hóa trong sản phẩm mg/L  500 Năng suất chất oxy hóa g/h ≤ 7,5 pH sản phẩm 6,5÷7,5 Điện áp sử dụng UDC V 6,6÷6,8 Lưu lượng dòng catolit L/h 20÷25 Liều lượng muối cấp vào buồng điện hóa g/h 18÷24 Lượng điện năng tiêu hao để sản xuất ra 1 đơn vị chất oxy hóa trong sản phẩm W.h/g 7,0 ÷ 7,2 Lượng muối tiêu hao để sản xuất ra 1 đơn vị chất oxy hóa trong sản phẩm g/g 2,26 ÷ 2,91 Nhiệt độ buồng catốt OC 39 - 40 Có thể thấy phương pháp điều chế dung dịch siêu oxy hóa có độ khoáng hóa thấp bằng sơ đồ không quay vòng catolit có thể sử dụng điện áp thấp (6,7÷6,8V) đã có thể cho ra sản phẩm có chất lượng như yêu cầu. Điều kiện vận hành và các thông số sản phẩm đạt được tương đương với các thiết bị cùng loại do Nga sản xuất. Tuy nhiên, nhiệt độ buồng điện hóa (đo phía ngoài buồng) tăng nhanh lên mức cao (39o÷40oC) trong thời gian ngắn. Trong vòng 72 giờ vận hành đã phát hiện thấy sự sụt giảm hàm lượng chất oxy hóa trong sản phẩm do sự đóng cặn các kết tủa hydroxit kim loại làm bít tắc màng. Thực tiễn vận hành thiết bị đã cho thấy chế độ quay vòng catolit làm tăng nhiệt độ, pH và độ dẫn của catolit. Ba đại lượng này phụ thuộc vào một số yếu tố có thể mô tả như sau: toC, EC, pH = f(n) trong đó t o C – nhiệt độ buồng điện phân (trên bề mặt ca tốt); EC – độ dẫn điện của dung dịch catolit pH – độ pH của dung dịch catolit n – số vòng quay catolit Tuy nhiên, sự phụ thuộc vào số vòng quay catolit được thể hiện rõ ràng nhất là độ dẫn điện của dung dịch catolit. Hàm liên hệ giữa độ dẫn điện của dung dịch catolit và số chu kỳ quay vòng catolit là: y = 0,4773x + 350,79 (3.1) (với R2 = 0,7603). Số vòng quay catolit càng lớn, độ dẫn điện (hay TDS) của dung dịch catolit càng lớn, hàm lượng khoáng trong catolit càng cao, khả năng tạo cặn bám trên điện cực và màng ngăn càng nhiều. Nói cách khác, để giảm được những hiệu ứng tiêu cực này thì cần phải giảm tối đa số vòng quay catolit. 12 Một cải tiến quy trình điều chế đã được thực hiện, trong đó catolit không quay vòng mà được đưa vào buồng tách khí, trích một phần đưa vào đường ra supowa để điều chỉnh pH, phần còn lại được xả thẳng ra ngoài. Sơ đồ này được kỳ vọng sẽ tránh được hiện tượng đóng cặn do hình thành các cặn cacbonat và muối khó tan của các kim loại trong khoang catốt và sự tăng nhiệt độ quá cao của buồng phản ứng điện hóa khi vận hành. 3.1.2. Điều chế dung dịch siêu oxy hóa theo phương pháp không quay vòng catolit 3.1.2.1. Thiết lập sơ đồ và quy trình điều chế Nước siêu oxy hoá supowa thu được với lưu lượng 16 L/h có nồng độ các chất oxy hóa xấp xỉ 500 mg/L, ORP~910mV, pH trung tính và TDS ~ 950 mg/L. Các thông số của sản phẩm supowa được điều chế bằng sơ đồ không quay vòng catolit tương đương với sản phẩm supowa được điều chế bằng sơ đồ quay vòng catolit và cũng tương đương với sản phẩm điều chế bằng sơ đồ do nhà sản xuất (công ty Delphin - Nga) cung cấp. Hình 3.9. Sơ đồ điều chế dung dịch siêu oxy hóa với dòng catolit không quay vòng 3.1.2.2. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào lưu lượng dòng catolit Lư