Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hoá điện hoá để thay thế hoá chất sát trùng trong trại sản xuất tôm giống

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHE KHANH HOA PHAN VIEN KHOA HOC VAT LIEU TAI NHA TRANG SỐ THỦY SẢN KHANH HOA BAO CÁO KÉT QUÁ THỰC HIỆN ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG DUNG DỊCH HOẠT HÓA ĐIỆN HÓA ĐỂ THAY THE CAC HOA CHAT SAT TRUNG TRONG TRAI SAN XUAT Ngày 20 thang 06 nam 2005 Chủ nhiệm để tài TOM GIONG Neay 27 thing & nam 2005 Nha Trạng Phân viện Khoa họ: Ngày - tháng ` năm 2005 Sở Khoa học Cong nghé ¬ 5456 AIRF OS MỤC LỤC ĐANH SÁCH CÁN BỘ THAM GIÁ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI MODAU Cr TONG QUAN TL Một số đặc điểm dung dịch hoạt hoá điện hố Cácnghiễn cửu ngồi nước 112 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 HIL1 Nội dung nghiền cứu 1.2 Phương pháp nghiên cứu 15 15 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Iv.1 18 Lắp đặt thiết bị hoạt hoá điện hoá ECAWA xác 18 định thông số kỹ thuật dung dich anolyte: TV.2 Kết xây dựng quy trình khử trùng nước cấp IV.3 Sử dụng anolyte thay thể kháng sinh số giai đoạn sản xuất tôm giềng 1V Ứng dung anolyte xử lý nước thải IV.§ Khử trùng dụng cụ nuôi tôm IV,6 Tắm cho tôm bố mẹ khử trùng thức ăn SO SÁNH HIỆU QUÁ KINH TẾ GIỮA PHƯƠNG PHAP KHỪTRÙNG VI QUY TRINH SU DUNG ANOLYTE XUAT TOM GIONG KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO R6 Trang TRONG TRAI SAN PHU LUC 1: Một số hình ảnh nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa trại sẵn xuất tơm giống PHỤ LỤC 2: số kết nghiên cứu hiệu khử trùng anolyte nước kết phân tích 19 23 31 me 36 39 41 49 30 32 $6 LDANH SACH CAN BO THAM GIA THUC HIỆN ĐỀ TÀI: STT Họ tên |CN Phạm Đức Thịnh Cơ quan PVKHVL tai Nha Trang | KTV Nguyễn Văn Thái PVKHVL Nha Trang | Ths Trin Thi Thanh Van PVKHVL tai Nha Trang | CN Nguyén Thanh Hing PVKHVL Nha Trang | CN Hoang Văn Tình Cơng ty TNHH Hải Tiến | KS Lê Thị ánh Tuyết Công ty TNHH Hải Tiến | KS Nguyễn Thị Thu Hằng Cơng ty TNHH Hải Tiến |TS Nguyễn Hồi Châu Trung tâm phát triển công fem Neue Viaits nghệ cao Trung tâm phát triển cơng nghệ cao 1Ơ |KS Trình VănLiễn sng panes ag EY thuật ni trồng Thủy sản MƠ ĐẦU ác sở sản xuất tơm giống hàng ngày sử dụng số lượng lớn hóa chất trùng tẩy rửa để làm nước, dụng cụ sẵn xuất vệ sinh người lao động Để đạt yêu cầu an toàn vi sinh cho môi trường nuôi trồng, thông thường người ta sử dụng lượng dư rnức hóa chất sát trùng, làm cho môi trường khu vực sản xuất xung quanh (đất, nước khơng khí) bị ð nhiễm nặng Điều có hại cho sức khỏe công nhân các sở sân xuất tôm giống, người hàng ngày phải làm việc liên tục nhiều môi trường hồa chất nêu Sân xuất tôm giống khâu quan trọng ngành nuôi trồng chế biến hải sản xuất Hàng năm ngành đem lại doanh thu ngoại tệ tỷ USD nguồn thu nhập hàng triệu lao động sống ven biển Tuy nhiên phát triển tự phát, chưa quản lý ngành đem lại hậu lớn cho môi trường sức khoŠ cộng đồng: năm hàng chục nghìn hóa chất sát trùng sử đụng thải môi trường nuôi khơng có kiểm sốt chặt chẽ gây tai họa tiểm ẩn cho tương lai Theo số liện cũa Bộ Thủy sản cửa Thành phố Hồ Chí Minh tháng đầu năm 2002 nhập tới 4.882 hoá chất xử lý môi trường, 28 thuốc trị bệnh tôm 11 chế phẩm sinh học dùng cho thuỷ sản Qua việc khảo sắt nhiều sở nuôi tôm giống chúng tơi nhận thấy quy trình xử lý nước cấp áp dụng phổ biến có số nhược điểm Do nước đầu vào bị ö nhiễm "iu cao có nhiều khuẩn gây bệnh cho tôm nên giai đoạn khử trùng sơ đầu tiền người ta phải đưa vào lượng lớn hoá chất sát trùng chế phẩm chứa cio hoạt tính, thơng thường có hàm lượng lên tới 50 đến 8O mạ/I Tiếp theo, để khử clo hoạt tính cồn dư người ta lại phải sục khí bể nước liên tục khoảng 60 đến 72 nước trở lên hết mùi clo Sau nước lọc qua bể cát đưa vào sử dụng để nuôi tôm bố mẹ ấu trùng Quy trình xử lý địi hỏi nhiều thời gian trại tơm giống cần có bể chứa nước lớn nhiều làm ảnh hưởng tới tính chủ động việc cấp nước Nếu xây dựng quy tình cấp nước mới, rút ngắn thời gian xứ lý nước đầu vào việc cấp nước cho bể nuôi tôm thuận lợi nhiều Có thể nhận thấy quy trình xử lý nước cấp hành đòi héi chi phi hod chất điện cao Tuyệt đại đa số trại sản xuất tôm giống nước ta không khử trùng nước thải trước đưa môi trường Điều làm cho bệnh dịch tơm có điều kiện lây lan nhanh chóng diện rộng Mật khác khử trùng nước thải chế phẩm chứa clo hoạt tính có khả gây bại cho môi trường lượng cio dư không kiểm sốt chặt chẽ Do vay nhu cầu tìm chất khử trùng nước thải mà khơng có dư lượng hố chất sát trùng gây hại cho mơi trường điều cấp thiết khu vực nuôi tơm giống mà cịn khu vực ni tơm thịt Chính lý trên, việc nghiên cứu tìm biện pháp làm giảm thiểu đáng kể lượng hóa chất dùng để sát trùng bảo đảm chất lượng giống nhiệm vụ cấp bách có tác dụng to lớn việc bảo vệ sức khỏe cho công nhân để bảo vệ môi trường khu vực nuôi trồng thủy sản Được đồng ý Sở Thủy sản Khánh Hòa, Sở Khoa học Cơng nghệ Khánh Hịa cho 'phép chúng Tơi thực hiên để tài: “Nghiên cứu ứng dụng dung dịch hoạt hóa điện hóa để thay hóa chất sắt trùng trại sân xuất tôm giống” Với nội dung chủ yếu: Sử dụng dung dịch hoạt hóa điện-hóa thay hóa chất sát trùng công đoạn: ~_ Khử trùng nước cấp ~_ Khử trùng nước thải ~ _ Khử trùng bẻ mặt bể sản xuất tôm giống ~ _ Vệ sinh đụng cụ sàn nhà, khơng khí trại sản xuất tơm giống - Tam tom b6 me - Thay thé khéng sinh việc phịng trị số bệnh tơm giống Để thực thành công để tài trình nghiên cứu chúng tơi ln nhận quan tâm đạo nhiệt tình Sở Thủy sẵn Khánh Hịa, Sở Khoa học Cơng nghệ Khánh Hịa, Sở Tài Chính Khánh Hịa Sự cộng tác có hiệu Công ty TNHH Hải Tiến, Trung tâm Phát Triển Công nghệ cao, Trung tâm nghiên cứu nuôi trồng Thủy sản - Trường Đại học Thủy sản số chủ trai sản xuất tôm giống Nha Trang, Khánh Hịa Bình Thuận *_ Nhân cho phép chúng tơi bày tơ lịng cảm ơn sáu sắc đơn vị trên, IL TONG QUAN U.1 Vai nét vé dung dịch hoạt hố điện hố (DDHHĐH) Cơng nghệ hoạt hóa nước phương pháp điện hỏa khởi đầu cơng trình nghiên cứu phương pháp điện hóa xử lý dung địch khoan kỳ sư Bakhir V.M (người Nga) Cho đến hoạt hóa điện hóa trở thành nhánh khoa học kỹ nghệ đại, có nhiều ứng dụng lĩnh vực khác đời sống sản xuất, nghiên cứu hoàn thiện ứng đụng nhiều nước công nghiệp phát triển Dung dich anolyte tung tinh (ANK) duge sit dụng dung dịch hoạt hố đa hồn hảo với tính chuyên dụng để chống nhiễm khuẩn, xử lý tẩy trùng sơ tiệt trùng y tế, khử trùng nước uống, tẩy trờng nước bể bơi, nước thải sinh hoạt công nghiệp, chống nhiễm khuẩn tẩy rừa công nghiệp thực phẩm, chan nuôi trồng, trọt Trong 10 năm gắn Lién bang Nga nước công nghiệp phát triển khác Mỹ, Anh, Nhat, Hàn quốc đẩy mạnh nghiên cứu chế tạo thiết bị sản xuất " nước hoạt hố " phát triển ứng dụng đời sống sản xuất Ở Nga có 25.000 thiết bị điện hố hàng ngày sản xuất ” nước hoạt hoá " phục vụ cho việc khử trùng cấc công việc y tế, công nghiệp thực phẩm xử lý nước Hãng Samsung Hàn quốc mua quyền Nga để lắp dat dây chuyển sản xuất tháng khoảng 5.000 thiết bị cung cấp cho thị trường Châu Á Trong nước, việc nghiên cứu ứng dụng DDHHĐH để khử trùng y tế, chế biến thuỷ sản thực từ năm 2001, nấm 2002 sử dụng DDHHĐH để bảo quản vải, long, nho Trong chãn nuôi gà, heo DDHHĐH bước đầu sử dụng phòng ngừa bệnh đường ruột đạt kết tốt Dụng địch hoạt hoá điện hoá điều chế thiết bị điện hoá đặc biệt mà phận quan trọng bình phản ứmg điện hố PEM-3 có sơ đồ hình Khi cho đồng điện chiều chạy qua hai điện cực trơ (khơng tham gia phản ứng hố học) bình điện phân dịng nước muối lỗng chảy liên tục qua buồng phản ứng anôt catét ngăn cách màng ngăn gốm ta dung địch hoạt hố điện hố Anolyte có khả sắt khuẩn mạnh Catolyte có khả tây rửa tốt ung ánh nu sước vận Hình Sơ đỗ hoạt động buồng phản ứng điện hoá PEM Trong số Anolyte điều chế theo cơng nghệ khác nhau, Anolyte ANK (trung tính) có đặc tính nỗi trội thích hợp img dung cho lĩnh vực nuôi trồng thuỷ sản Sơ đồ điều chế Anolyte ANK trình bày hình Hình Sơ đỗ lưu dẫn thiết bị sản xuất dung địch ANK, W- Nước muỗi vào ; S - Buằng tách khí chia dàng ; V- Van diéu chink Khi buồng phản ứng điện hóa có phản ứng xây ra: 2cr-2e > Ch 2HO-4e + 4H + 0, Ch +O © HClO + HCI HCl + NaQH + NaCl +H,0 Cr +20H-2e > ClO +0 3OH -2e => HO - e > OH- se HOZ +HịO HO; HO’ OH +0H' > HCIO +H,O, clo +H0, HO —> + HCI+O; + HO 'O+C+HO Các chất gạch chân chất có thành phần Anolyte ANK Anolyte ANK chất sót khuẩn hiệu nhiều phương diện: Phổ kháng khuẩn rộng, kết hợp tốt vơi chất kháng khuẩn khác, không gây nhờn thuốc, không độc hại, giá thành tẻ, Dung dịch hoạt hóa điện hóa (HHBH) ta sân phẩm q trình điện phân dung dich muối NaC] lỗng từ hai ngần buỗng phản ứng điện hóa kiểu dịng chảy có mang ngăn Trong q trình vi thể tích dung địch tiếp xúc với điện trường cường độ siêu cao (khoảng - triệu vôn/ em) bề mặt diện cực đơn cực hoàn toàn khơng có khuấy trộn với dung dịch điện cực có dấu trái ngược Kết dung dịch đưa vào trang thái không cân nhiệt động học loạt hop chất giả bền có hoạt tính hóa học cao cách dị thường tạo Dung dịch xử lý buông catốt (gọi Catholyte) thể tính tẩy rửa, dung địch xử lý buồng anốt (gọi Anolyte) thể tính khử trùng đặc biệt cao nhờ biện diện tác nhân ôxy hỏa cực mạnh hình thành trình HHĐH đơn nguyên tử đơn phân tử ôxy, axit hypoeloro, ion hypoclorit, didxit elo, ôzon, Oxy gid, gốc tự OH”, HO;” vav Ngoại trừ H;O;, CÌO; CIO, hợp chất tổn i ede dung dich điện hóa bình thường Các dung dich Anoyte va Catholyte chi thé tính chất HHĐH thời gian hễi phục trạng thái bền (khoảng 48 giờ), nghĩa thời gian mà hợp chất giả bền phát tán phần lượng tích góp q trình hoạt hóa để trở trạng thái cân với entropy tăng dần Sau trình phục hỗi kết thúc chất HHĐH trở lại trạng thái cân với khả ơxy hóa tương đương chất ơxy hóa điều chế phương pháp điện hóa bình thường Đặc hiệu trùng anolyte Từ kết áp dụng thực tiễn thu lĩnh vực khử trùng Anolyte hang chục năm qua giới nhà khoa học khẳng định chế phẩm Anolyte với nồng độ cio hoạt tính khác tiêu diét tất lồi ví sinh vật thử nghiệm đẫn đưới đây: Các loài vi khuẩm: Siaphyloccocus qareus (nhạy cảm methicilin khẳng metiicilinJ, S.choleraesuis, S.epidermis, S, tiphimurium, Pseudomonas, aeruginosa, Echerichia coli, Helicobacter pylori, Salmonella enteritidis, Samonella clublin, Vibrio choleravin, Proteus vulgaris, Proteus inirabitis (vi khuẩn hình que gram âm, gây nhiễm trùng đường tiêu hỏa), Enterococcus hirae, Legionella preumophyla, Serratia marcencens, Burkholderia cepacia, Listeria (hiéu kht, gram dương, kỷ sinh động vất mẫu nóng, gây viêm não), Shigella (gâu bệnh kiết by), Neuseria, Corinebacterium, Acinetobacter, Kleb pneumoniae, Str faecalis Nhém vi khudin hiéu gam dong: Lmonoeytogenes, Mycobacterium 66 (BCG), Mitubercutosis, Mavium intracellulare, M.smegmatis, M.xenopi, M.chelonel Các loài nằm: Trichophyton mentagrphytes, Aspergilus niger, Candida albicans Các loài virus: Adenovirus typ 3, Coxsackievirus A2, Herpes simplex, Poliovirus tip 2, Hepatitis B IH 1, Bacteriophage Streptococus, Bacteriophage T», Các loài bảo tử: Bacllius subiilib, B.subtilis varemger, C.sporogenes, C.dificile 1.amliwaeis, B.cereus, B.stearothermophilis Anolyte với nồng độ clo họat động tương đối thấp dễ dàng tiêu diệt lồi khn virus, nắm, bào tử va đơn bào, đồng thời không làm tổn thương tế bảo người động vật Diễu xảy nhờ vào khác biệt cấu trúc loại tế bảo dong vat bac cao tế bảo sinh vật bậc thấp Các tế bảo động vật bậc cao trình phát triên sản sinh sử dụng hàng loạt chất ơxy hóa manh nhu HCIO, C10’, CIO;, O;, HO, HO;`, HO”, Ö°, O;ˆ tường đương chất ơxy hóa từm thấy Anolyte Các tế bảo sinh đường (somatic) động vật có hệ thống bảo vệ chống lại tác động độc hại chất ơxy hóa Đặc tính chống ơxy hóa tế bảo sinh đưỡng động vật liên quan trực tiếp đến điện lớp vỏ bọc lớp lipoprotein có chuỗi di-en -C=Ccho điện tử Các vi sinh vật đoạn đời minh khơng sản sinh chất ơxy hóa khơng có hệ thống bảo vệ chống ơxy hóa, dung dich hoạt hóa điện hóa trở nên độc hại chúng Khả hydrat hóa cao dung dịch HHĐH (do thể hóa cao:của phần tử đỏ) làm tầng khả thẩm thấu tế bào, tạo điều kiện thuận lợi cho trình chuyển thẩm thấu chất ơxy hóa vào bên tế bào Mặt khác, dịch chuyển thấm thấu chất oxy hoá qua màng tế bào VSV diễn dễ dàng nhiễu so với trường hợp qua màng tế bào động vật khác đáng kể vẻ chênh lệch áp suất thẩm thấu 10 chúng, Đồng thời vi bọt khí tích điện sinh q rình HHĐH làm tăng tốc độ chuyển chất oxy hoá qua màng vào lế bảo VSV Các đặc tỉnh nỗi trội Anolyte ANK: *) Khả sát khuẩn mạnh: Dù HCIO chất oxy hoá mạnh day CIO”