Tên 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
Ngành:
Kỹ thuật môi trường
Tóm tắt nội dung tài liệu:
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" của Nguyễn Thị Thanh Hải, chuyên ngành Kỹ thuật môi trường, trình bày kết quả nghiên cứu nhằm hoàn thiện công nghệ sản xuất dung dịch siêu oxy hóa (supowa) và ứng dụng trong xử lý nước thải bệnh viện tại Việt Nam. Công trình được thực hiện trên cơ sở cải tiến thiết bị sản xuất dung dịch hoạt hóa điện hóa (HHĐH) MB-11 nhập khẩu từ Nga. Các thiết bị này trước đây bộc lộ nhược điểm như nhiệt độ buồng điện hóa tăng cao và dễ đóng cặn, dẫn đến hoạt động không ổn định và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cùng tuổi thọ thiết bị trong điều kiện thực tế Việt Nam. Luận án đã nghiên cứu và thiết lập thành công sơ đồ thủy lực mới của hệ thiết bị sản xuất dung dịch supowa công suất 500 ± 5 g chất oxy hóa/ngày, áp dụng chế độ không quay vòng catolit. Phương pháp này giúp giảm nhiệt độ catot trong quá trình vận hành xuống dưới 39°C, góp phần tăng tuổi thọ và khả năng hoạt động ổn định của thiết bị trong điều kiện khí hậu nhiệt đới.
Dung dịch HHĐH siêu oxy hóa thu được có các đặc trưng ưu việt như ORP trong khoảng 900 mV, pH trung tính, TDS ~ 950 mg/L và nồng độ chất oxy hóa xấp xỉ 510 mg/L. Luận án chứng minh dung dịch này có thể được sử dụng để khử trùng nước thải bệnh viện đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường theo QCVN 28:2010/BTNMT đối với các chỉ tiêu vi sinh. Hoạt lực khử trùng của supowa mạnh hơn so với các hóa chất khử trùng chứa clo khác như natri hypoclorit và cloramine B. Đặc biệt, việc sử dụng supowa giúp giảm thiểu sự tạo thành trihalomethane (THMs) từ 40% đến 50% so với việc dùng clo khí hoặc NaOCl. Lượng dùng tối ưu của dung dịch supowa cho nước thải bệnh viện (với các hàm lượng NH4+ ~ 10 mg/L, BOD ~ 50 mg/L, COD ~ 100 mg/L, mật độ vi khuẩn coliform 106 MPN/100mL, Salmonella 106 vi khuẩn/100mL, Shigella 106 vi khuẩn/100mL và Vibrio cholera 106 vi khuẩn/100mL) là từ 1,5 ÷ 2 g/m³ (tương đương 3 ÷ 4 L/m³) với thời gian tiếp xúc 15 phút. Các kết quả này mở ra hướng đi mới trong ứng dụng công nghệ cao để khử trùng nước an toàn cho con người, thân thiện môi trường, giảm thiểu nguy cơ nhiễm độc khí clo và có tiềm năng nội địa hóa thiết bị.
Mục lục chi tiết:
MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của luận án
- 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
- 3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
- 4. Những đóng góp mới của luận án
CHƯƠNG 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)
- 1.1.2. Một số phương pháp điều chế dung dịchHHĐH
- 1.1.2.1. Nguyên lý của công nghệ điều chế anolit
- 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
- 1.2. Nước thải bệnh viện và đặc trưng ô nhiễm
- 1.3. Các phương pháp khử trùng nước thải bệnh viện
CHƯƠNG 2. ĐIỀU KIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
- 2.1. Đối tượng nghiên cứu
- 2.2. Phương 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. Phương pháp nghiên cứu ứng dụng dung dịch siêu oxy hóa để khử trùng nước 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
- 2.5. Kỹ thuật sử dụng
CHƯƠNG 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
- 3.1.1.2. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào lưu lượng dòng catolit
- 3.1.1.3. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào điện thế cấp cho mô đun điện hóa MB-11
- 3.1.1.4. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào chế độ cấp dung dịch muối
- 3.1.1.5. Vận hành ở chế độ tối ưu: thể hiện trên bảng 3.1
- 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
- 3.1.2.2. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào lưu lượng dòng catolit
- 3.1.2.3. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào điện thế điện phân
- 3.1.2.4. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào chế độ cấp dung dịch muối NaCl
- 3.1.2.5. Điều chỉnh pH của supowa
- 3.1.2.1. Vận hành hệ thống thiết bị SUPOWA ở chế độ tối ưu:
- 3.1.3. Nghiên cứu khả năng lưu trữ và sự thay đổi chất lượng dung dịch siêu oxy hóa trong quá trình lưu trữ
- 3.1.4. Nhận xét chung
- 3.2. Nghiên cứu cải tiến thiết bị điều chế dung dịch siêu oxy hóa
- 3.2.1. Thiết kế công nghệ
- 3.2.1.1. Sơ đồ điều chế: thể hiện trong hình 3.8
- 3.2.1.2. Công suất thiết bị:
- 3.2.1.3. Sơ đồ dòng chảy của các buồng điện hóa: hình 3.19
- 3.2.1.4. Sơ đồ cấp điện cho 4 buồng điện hóa: thể hiện trong hình 3.20
- 3.2.2. Chế tạo thiết bị
- 3.2.3. Thử nghiệm thiết bị
- 3.2.4. Nhận xét chung
- 3.3. Nghiên cứu ứng dụng dung dịch siêu oxy hóa khử trùng nước thải bệnh viện
- 3.3.1. Hiệu lực khử trùng của dung dịch siêu oxy hóa trên một số chủng vi sinh gây bệnh thường có trong nước thải bệnh viện
- 3.3.1.1. Sự phụ thuộc của hiệu lực khử trùng của dung dịch siêu oxy hóa vào nồng độ các chất oxy hóa và thời gian tiếp xúc
- 3.3.1.2. Sự phụ thuộc của hiệu lực khử trùng của nước siêu oxy hóa vào pH dung dịch:
- 3.3.1.3. Sự phụ thuộc của hiệu lực khử trùng của nước siêu oxy hóa vào hàm lượng amoni có trong hỗn hợp cần khử trùng
- 3.3.1.4. Sự phụ thuộc của hiệu lực khử trùng của nước siêu oxy hóa vào giá trị BOD5 có trong hỗn hợp cần khử trùng
- 3.3.1.5. Thử nghiệm trên mẫu hỗn hợp
- 3.3.2. Ứng dụng supowa để khử trùng nước thải bệnh viện
- 3.3.2.1. Nghiên cứu khả năng tạo thành trihalomethane của dung dịch supowa trong quá trình khử trùng nước
- 3.3.2.2. Thử nghiệm trực tiếp trên mẫu nước thải của Bệnh viện
- 3.3.2.3. Thử nghiệm trực tiếp tại trạm xử lý nước thải của Bệnh viện
- 3.3.2.4. Xây dựng quy trình công nghệ khử trùng nước thải bệnh viện sử dụng nước siêu oxy hóa
KẾT LUẬN CHUNG
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ