Chuyên đề XU HƯỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP.HCM TRUNG TÂM THÔNG TIN VÀ THỐNG KÊ KH & CN  BÁO CÁO PHÂN TÍCH XU HƯỚNG CƠNG NGHỆ Chun đề: XU HƯỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Biên soạn: Trung tâm Thông tin Thống kê Khoa học Công nghệ Với cộng tác của:  PGS.TS Trần Ngọc Đảm - Phòng nghiên cứu Năng lượng Môi trường CES Plasma, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (CES Plasma-UTE) TP.Hồ Chí Minh, 07/2017 -1- MỤC LỤC I TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải giới Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải Việt Nam II PHÂN TÍCH XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU SÁNG CHẾ QUỐC TẾ 10 Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế công nghệ xử lý nước thải theo hướng nghiên cứu 10 Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma xử lý nước thải theo thời gian 12 Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma xử lý nước thải quốc gia 13 Giới thiệu số sáng chế: 15 III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ CHUYỂN GIAO “HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA (CESC)” CỦA PHỊNG NGHIÊN CỨU NĂNG LƯỢNG VÀ MƠI TRƯỜNG CES PLASMA - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH 19 Nghiên cứu “Hệ thống xử lý nước thải cơng nghệ Plasma (CESC) Phòng Nghiên cứu Năng lượng Môi trường CES Plasma – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM – Giới thiệu Thiết kế trình hoạt động hệ thống xử lý nước thải Trung tâm bảo hành sửa chữa Ô tô Gia Lai 19 1.1 Đặc trưng nguồn nước thải: 19 1.2 Giá trị giới hạn nước thải trước sau xử lý 19 1.3 Quá trình hoạt động hệ thống xử lý nước thải Trung tâm bảo hành sửa chữa Ơ tơ Gia Lai 20 Nghiên cứu thiết kế, xây dựng hệ thống xử lý nước thải cơng nghệ Plasma cho phòng phân tích thí nghiệm 23 2.1 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống xử lý nước thải ứng dụng cơng nghệ Plasma cho phòng thí nghiệm 24 2.2 Vận hành thử nghiệm báo cáo kết 25 2.3 Kết luận 28 Nghiên cứu xây dựng mơ hình xử lý nước thải sinh hoạt nguồn công nghệ plasma cho khu du lịch Sầm Sơn 29 2.1 Đặt vấn đề 29 2.2 Kết dự án - Hệ thống xử lý nước thải công nghệ plasma cho khách sạn Sầm Sơn 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 36 -2- XU HƯỚNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI *********************** I TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải giới Nước thải có hàm lượng chất hữu cao (từ 50 đến 55%), chứa nhiều vi sinh vật, có số vi sinh vật gây bệnh như: tổng số coliform từ 106 đến 109 MPN/100ml, fecal coliform từ 104 đến 107 MPN/100ml Theo chuyên gia môi trường tổ chức hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) Vietnam, ông Yutaka Matsuzawa: Nước thải tác nhân gây ô nhiễm môi trường đáng sợ Để giải vấn đề ô nhiễm, giới, đặc biệt nước phát triển, mơ hình xử lý nước thải tập trung không tập trung nghiên cứu, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường, đặc biệt với nước thải vùng dân cư không tập trung nơi chật hẹp không gian không phù hợp cho việc lắp đặt hệ thống xử lý cồng kềnh (tập trung) mật độ dân số cao để tái tạo nguồn nước Nhiều nghiên cứu (DWP, 2005) hình thức xử lý nước thải nguồn có nhiều ưu điểm khắc phục hạn chế mơ hình xử lý nước thải tập trung như: Có thể sử dụng công nghệ cách linh hoạt, phù hợp với điều kiện cụ thể, nhờ phát huy cao hiệu q trình xử lý; Có thể áp dụng riêng rẽ với hộ gia đình, cụm dân cư kết hợp với khu công sở (trường học, bệnh viện…) để đảm bảo tính liên tục vận hành; Hơn nữa, mơ hình dựa nguyên tắc người sử dụng đầu tư vốn, giảm gánh nặng đầu tư ban đầu cho bên tham gia tránh nguồn vốn đầu tư lớn ban đầu; Nếu cải tiến cơng nghệ kết hợp với rác thải hữu (organic waste) xử lý cho phép để tái sử dụng biogas, lượng, nhiệt, nước “sạch”, nhờ tạo nguồn thu nhập định cho nhà đầu tư hỗ trợ chi phí vận hành Hiện giới có hệ thống xử lý nước thải đầu nguồn phổ biến sau: Hệ thống xử lý nước nguồn điển hình giới Công nghệ JOHKASOU Nhật Bản, xử lý hiếu khí, yếm khí kết hợp màng lọc sinh học (ứng dụng cho xử lý tập trung với công suất lớn, áp dụng xử lý nước thải KCN Bắc Thăng Long) Hệ thống kết hợp nhiều bồn bể quy trình cơng nghệ tạo nhiều bùn Hệ thống có nhiều ưu điểm như: tiết kiệm lượng, hiệu cao dể dàng tự động điều khiển Tuy nhiên hệ thống số nhược điểm là: chi phí đầu tư lớn, chiếm nhiều diện tích, yêu cầu nồng độ lưu lượng nước đầu vào chặt chẽ -3- Sơ đồ hệ thống xử lý nước công nghệ JOHKASOU Nhật Bản Tại Nhật, từ cuối kỷ 20, nhờ áp dụng mô hình xử lý nước thải nguồn với cơng nghệ Johkasou mà tình trạng nhiễm mơi trường nước nghiêm trọng thập niên 50, 60 hoàn toàn kiểm sốt Từ năm 2001, cơng nghệ cải tiến xử lý nước thải đen (nhà vệ sinh) nước thải xám (tắm giặt) nhờ màng lọc sinh học Hiện có khoảng 23% dân số Nhật sử dụng mơ hình Hệ thống xử lý chọn lựa thứ hai công nghệ Bio-Sac Hàn Quốc Hệ thống kết hợp cơng nghệ kị khí, yếm khí chất bám dính nên giảm thời gian lưu nước, nhỏ gọn, ảnh hưởng nguồn nước đầu vào giá thành hợp lý -4- Sơ đồ hệ thống xử lý nước công nghệ Bio-Sac Hàn Quốc Tại Đức, Switzerland nhiều nước châu Âu, mơ hình xử lý nước thải nguồn với nhiều quy trình khác ưu tiên chọn lựa, đặc biệt cho vùng dân cư không tập trung Tại nhiều bang Mỹ, hình thức xử lý nước thải nguồn ưu tiên triển khai, áp dụng Theo thống kê có tới 75 triệu hộ gia đình quốc gia lắp đặt hệ thống xử lý nước thải gia với nhiều công nghệ khác Như vậy, xử lý nước thải nguồn không mang lại hiệu kinh tế, hiệu suất xử lý cao mà có ý nghĩa quan trọng giáo dục ý thức bảo vệ mơi trường tồn xã hội Hiện mơ hình triển khai, áp dụng nhiều nước phát triển với nhiều công nghệ khác Giải pháp công nghệ cho xử lý nước thải nước phát triển đạt đến mức độ cao (WATER OFFICE 2012 and STOLPE 2013); ERHARDT 2009) Rất nhiều giải pháp công nghệ nghiên cứu, cải tiến để đáp ứng tiêu chí điều kiện xử lý khác (ERHARDT 2009) Trong nước phát triển vấn đề để ngõ để triển khai thành cơng phải cần nhiều nghiên cứu, dự án thí điểm Mặc dù quy trình xử lý nước thải áp dụng giới đa dạng giải pháp công nghệ dựa nguyên tắc: Hóa học, sinh học công nghệ màng lọc giải pháp công nghệ Plasma nghiên cứu ứng dụng việc xử lý nước thải Plasma dạng thứ vật chất, kích hoạt tạo ion, ozon có khả diệt khuẩn, làm nước thải Đối với nước phát triển, thuật ngữ Plasma lần sử dụng để mơ tả khí ion hóa nhà hóa học người Mỹ Irving Langmuir ơng giành giải thưởng Nobel hóa học vào năm 1927 Nhưng công nghệ plasma thật bắt đầu phát triển từ năm cuối kỉ XX bùng nổ vào năm đầu kỉ XXI cơng nghệ Plasma có mặt hầu hết ứng dụng cơng nghệ cao (hightechnology) Một ví dụ điển hình nhiệt phân rác thải thành điện công nghệ plasma nhiệt độ cao (high-temperature plasma) -5- NASA, công ty công nghệ cao tiếng Mỹ General Electric, Westinghouse, Alter NRG… ứng dụng, chế tạo thiết bị Ứng dụng công nghệ plasma thực trình sử dụng điện để tạo xung hồ quang nhiệt độ cực cao (7.0000C - 9.0000C) nhằm biến loại chất thải thành khí phân tử, nguyên tố (gọi khí tổng hợp), nước chất xỉ thiết bị đặc biệt, gọi thiết bị chuyển đổi plasma Còn plasma nhiệt độ thấp (low-temperature plasma) sử dụng trình chế tạo vật liệu bao gồm việc cấy (etching) mơ hình phức tạp dùng cho linh kiện vi điện tử vi quang, dùng công nghệ lắng đọng lĩnh vực tạo ma sát, từ, quang, chất dẫn điện, chất cách điện, chất polyme, màng mỏng xúc tác [1] Việc ứng dụng công nghệ plasma nguội lĩnh vực xử lý nước thải số tổ chức nước nghiên cứu nghiên cứu đại học Zhejiang Trung Quốc, hay nghiên cứu tiến sĩ người Nhật – Anto Tri Sugiarto bước đầu thành công vào năm 2004 với hiệu suất xử lý nước thải lên đến 90% Plasma số nghiên cứu đánh giá bước đột phá cải tiến công nghệ, không cho xử lý nước thải mà cho số mục đích khác So với cơng nghệ sinh học, màng lọc hay hóa học cơng nghệ plasma có nhiều ưu điểm: - Chuyển đổi cacbon gần 100% (ở tỷ lệ tối ưu C: O buồng phản ứng), - Sản phẩm công nghệ xỉ thủy tinh đông lạnh, - Hỗ trợ nguyên tắc "3Rs" - reduce, reuse, recycle – quản lý chất thải nghĩa giảm - tái sử dụng - tái chế, - Giảm đáng kể giá trị phát thải tới giá trị giới hạn ảnh hưởng đến mơi trường (phân tích liệu đưa tài liệu khoa học) Hiện nhà khoa học nghiên cứu cải tiến cơng nghệ để ngồi làm nước, có khả crack BOD, COD khử Nitơ… Khi hướng nghiên cứu thành công bước đột phá lớn lĩnh vực xử lý nước thải Mặc dù có nhiều ưu thế, việc xã hội hóa trách nhiệm xử lý nước thải bảo vệ môi trường thông qua mơ hình xử lý nước thải phi tập trung/tại nguồn nhiều rào cản, đặc biệt nước phát triển Ở hầu phát triển, mơ hình xử lý tập trung ưu tiên lựa chọn nhiên chuyên gia cảnh báo “ Mơ hình tập trung phần giải pháp chắn giải pháp bền vững” Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước thải Việt Nam Theo hội Bảo vệ thiên nhiên môi trường Việt Nam, nước thải chiếm khoảng 80% tổng số nước thải thành phố mà 6% xử lý Ơng Yutaka Matsuzawa, chun gia mơi trường tổ chức hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) Việt Nam, khẳng định nguồn nước thải hiểm họa môi trường hàng đầu -6- Việt Nam Một báo cáo toàn cầu tổ chức Y tế giới (WHO) công bố (2010) cho thấy, năm Việt Nam có 20.000 người tử vong điều kiện nước nghèo nàn Theo Bộ Y tế, 80% bệnh truyền nhiễm nước ta liên quan đến nguồn nước Mặc dù mơ hình xử lý nước thải nguồn áp dụng triển khai rộng rãi thành công nhiều quốc gia, Việt Nam bắt đầu “để mắt” tới Trên thị trường Việt Nam nay, hệ thống xử lý nước thải chủ yếu dùng phương pháp vi sinh, oxy hóa bậc cao hay kết hợp hóa lý, hóa sinh Tuy nhiên phương pháp có hiệu kinh tế thấp hệ thống phức tạp, nhiều buồng bể, chiếm nhiều diện tích xây dựng, gây ảnh hưởng thứ cấp khó thay đổi lưu lượng xử lý Công nghệ xử lý nước thải thông dụng dùng công nghệ buồng MBR, kết hợp vi sinh màng lọc (Membrane bioreactor-MBR), công nghệ lọc nano Nhược điểm hai phương pháp màng lọc bị tắt sau thời gian sử dụng, chi phí cao, vận hành tốn nhiều lượng phải xử lý màng bẩn sau sử dụng Sau số ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt nguồn phổ biến Việt nam: Bể tự hoại BASTAF: Bể tự hoại cải tiến với vách ngăn mỏng dòng hướng lên ngăn lọc kỵ khí (bể BASTAF), nghiên cứu phát triển Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị khu công nghiệp (CEETIA) thuộc Trường Đại học Xây dựng Hà Nội Mơ hình triển khai áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải từ hộ hay nhóm hộ gia đình, khu chung cư cao tầng, trường học, văn phòng làm việc, v.v Bể BASTAF áp dụng để xử lý số loại nước thải có tỷ lệ chất hữu cao nước thải bệnh viện, xí nghiệp cơng nghiệp thực phẩm, làng nghề chế biến nông sản, thực phẩm v.v - BASTAF bể phản ứng kỵ khí với vách ngăn mỏng ngăn lọc kỵ khí dòng hướng lên, đóng vai trò quan trọng việc tránh rửa trôi chất rắn khỏi bể - Ưu điểm công nghệ BASTAF vận hành đơn giản, chi phí vận hành thấp, yêu cầu kỹ thuật lắp đặt vận hành đơn giản - Nhược điểm cơng nghệ BASTAF khơng kiểm sốt pH đầu vào Trong trường hợp đột biến, lượng nước thải q trình tắm, giặt lớn có nhiều xà phòng, hóa chất Sẽ gây ức chế hoạt động vi sinh vật, làm giảm hiệu trình xử lý, gây tắc bể - BASTAF thích hợp dùng cho hộ gia đình, dùng cho Khu đô thị nhỏ với yêu cầu nước thải đầu đạt TCVN 5945:2005 mức C trước vào hệ thống xử lý tập trung - Để đạt TCVN 5945:2005 mức B, đầu BASTAF tiếp tục qua bãi lọc trồng cây, mơ hình Bastaf + bãi lọc trồng bậc cho phép đạt mức B, TCVN 5945:1995, hay TCVN 6772:2000 mức II Để áp dụng mô hình cho Khu thị cần phải có quỹ đất lớn - Trong trình hoạt động BASTAF sinh mùi hơi, khó chịu -7- Cụm thiết bị hợp khối V69: Chức thiết bị xử lý khối kiểu V-69 xử lý sinh học hiếu khí, lắng bậc kiểu lamen khử trùng nước thải - Ưu điểm thiết bị tăng khả tiếp xúc nước thải với vi sinh vật oxy có nước nhờ lớp đệm vi sinh có độ rỗng cao, bề mặt riêng lớn; q trình trao đổi chất oxy hóa đạt hiệu cao Cơng nghệ khơng tạo nhiều bùn, chí phí vận hành hệ thống thấp, dễ vận hành tự động hóa, tiết kiệm diện tích xây dựng dễ dàng mở rộng quy mô cần - Nhược điểm chi phí đầu tư lớn, đòi hỏi lực người vận hành cao Cụm thiết bị hợp khối Cn2000 (Đệm vi sinh chế tạo từ vật liệu nhựa vật liệu hữu cơ): Ứng dụng cho xử lý nước thải nhiễm chất hữu khó phân huỷ - Ưu điểm công nghệ bao gồm đầy đủ quy trình xử lý hóa lý, hóa học sinh học Các thiết bị chế tạo theo nguyên lý modul, hợp khối, tự động, gọn nhẹ chiếm không gian diện tích, phù hợp với điều kiện sở Lắp đặt thiết bị đơn giản, gọn nhẹ thuận tiện Công suất xử lý tối đa thiết bị hợp khối 120 -150m3/ngày.đêm, tùy thuộc vào tổng lưu lượng nước thải mà có số modul thiết bị hợp khối - Hiệu xử lý cao, chi phí vận hành thấp - Nhược điểm cơng nghệ đòi hỏi lực vận hành cao chi phí đầu tư lớn Cụm thiết bị hợp khối Series QST: - Ưu điểm khơng có bùn q trình xử lý, khơng ảnh hưởng tới mơi trường xung quanh, tự vận hành thùng chứa hệ thống hoàn toàn đơn giản, tuổi thọ vận hành lâu, hệ thống thiết bị xếp xác định theo không gian thực tế, không cần tuân thủ theo sơ đồ xếp tiêu chuẩn - Nhược điểm chi phí đầu tư lớn, khó khăn việc bảo dưỡng thay Đối với công suất thiết kế phải lắp đặt modul để trường hợp có cố hệ nước hoạt động bình thường, tránh gây tắc Chỉ thích hợp xử lý nước thải với quy mơ nhỏ Phương pháp xử lý nước thải đại Hệ thống xử lý nước thải công nghệ Plasma, công nghệ xanh, sạch, thân thiện với mơi trường, Phòng Nghiên cứu Năng lượng Môi trường - Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM thiết kế chế tạo Kết trình xử lý chứng minh rằng, công nghệ xử lý nước thải Plasma vượt trội so với công nghệ xử lý -8- - Ưu điểm công nghệ Plasma nâng cao hiệu suất xử lý nước thải chứa hợp chất hữu độc hại, khó phân hủy với chi phí chế tạo, vận hành thấp Không gian lắp đặt gọn Ứng dụng: Hiện nay, Việt Nam, công nghệ plasma nghiên cứu áp dụng xử lý nước thải ngành Cơ khí, hóa chất y tế -9- II PHÂN TÍCH XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ PLASMA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU SÁNG CHẾ QUỐC TẾ Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế công nghệ xử lý nước thải theo hướng nghiên cứu Theo nguồn sở liệu sáng chế Derwent Innovation, từ 30.887 sáng chế nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải, đưa vào bảng phân loại sáng chế quốc tế IPC (International Patent Classification), nhận thấy có hướng nghiên cứu lớn: Tình hình nộp đơn đăng ký sáng chế công nghệ xử lý nước thải theo hướng nghiên cứu - Xử lý nước thải phương pháp học, chiếm 27% tổng số sáng chế Phương pháp thường thực giai đoạn đầu q trình xử lý, nhằm loại bỏ chất khơng hòa tan, cặn nặng, điều hòa lưu lượng nồng độ chất ô nhiễm nước thải, nâng cao chất lượng hiệu bước xử lý Phương pháp xử lý học loại bỏ đến 60% tạp chất không tan giảm chất nhiễm có khả phân huỷ sinh học BOD đến 20% - Xử lý nước thải phương pháp sinh học, chiếm 15% tổng số sáng chế Bản chất phương pháp xử lý nước thải công nghệ sinh học phân huỷ chất ô nhiễm hữu nhờ vi sinh vật Tuỳ thuộc vào chất cung cấp khơng khí, phương pháp phân huỷ sinh học chia làm loại: xử lý hiếu khí kỵ khí Ở điều kiện xử lý định, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hoá là: chế độ thuỷ động, hàm lượng oxy nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng nguyên tố vi lượng - 10 - Sau xử lý Plasma nước gom bể trung gian sau bơm bơm lên bể keo tụ tạo thông qua cụm bơm nước thải thả chìm Tại hạt keo dính kết hạt cặn lơ lửng có nước, tạo thành bơng cặn lớn có trọng lượng đáng kể Quá trình diễn đơn gian với q trình keo tu-tạo bơng truyền thống thành phần nước thải chuyển hóa dạng đơn chất dễ phản ứng rút ngắn thời gian xử lý giảm kích thước bể phản ứng Các cặn tạo thành dễ dàng lắng xuống bể lắng chuyển sang công đoạn xử lý bùn Nước thải tiếp tục tự chảy sang bể tập trung Tại nước thải khử trùng ozone Sau khử trùng nước thải bơm qua cột lọc để xử lý tinh triệt để, chất rắn không tan tan giữ lại nước qua lớp vật liệu lọc, nước trở nên Giai đoạn xử lý bùn rác thải: Rác thải sinh từ trình xử lý học chuyên chở xe trở rác chuyên dụng định kỳ hàng tuần Do trình xử lý có lượng bùn sinh ra, nguồn nước thải đầu vào mà có hàm lượng chất gây nhiễm lớn lượng bùn sinh nhiều, để xử lý triệt để nguồn gây nhiễm việc xử lý triệt để lượng bùn cần thiết Bùn sinh từ trình lắng gom lại bể chứa bùn Sau định kỳ hút hết xử lý qua máy ép bùn chỗ đăng ký xử lý với đơn vị xử lý môi trường Nghiên cứu thiết kế, xây dựng hệ thống xử lý nước thải cơng nghệ Plasma cho phòng phân tích thí nghiệm Trên địa bàn tỉnh Đồng Tháp có nhiều phòng phân tích thí nghiệm từ trường học, sở y tế, trung tâm kỹ thuật, trung tâm quan trắc, phục vụ công tác quản lý nhà nước đáp ứng nhu cầu ngày cao khách hàng Các tiêu phân tích đa dạng, bao gồm tiêu hóa lý, vi sinh mẫu thực phẩm, dược phẩm, đất, nước, khơng khí, phân bón Lượng nước thải phát sinh từ phòng phân tích thí nghiệm lâu dài không xử lý ảnh hưởng đến đời sống người mơi trường xung quanh Vì vậy, cần thiết phải có thiết bị xử lý để đảm bảo lượng nước thải đạt Quy chuẩn cho phép trước cho môi trường Hiện nay, hệ thống xử lý nước thải thị trường phải qua nhiều giai đoạn để xử lý như: xử lý sinh học, phản ứng màng sinh học, xử lý hóa chất, trao đổi ion, lọc xử lý bùn công nghệ cổ điển Liên Bang Nga, Medeleev, hệ - 23 - thống sử dụng kết hợp hóa, lý học Nhược điểm phương pháp xử lý nước thải cổ điển kết hợp nhiều phương pháp xử lý nhiều công đoạn nên hệ thống xử lý phức tạp, chiếm nhiều diện tích, tốn khơng thích hợp cho phòng phân tích thí nghiệm Xử lý nước thải phòng thí nghiệm cơng nghệ plasma, công nghệ xử lý cần thiết để thay nhằm nâng cao hiệu suất, kinh tế, nhỏ gọn (diện tích sử dụng cho hệ thống khoảng 2m2) thân thiện với môi trường 2.1 Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống xử lý nước thải ứng dụng cơng nghệ Plasma cho phòng thí nghiệm Chúng tơi nhận thấy q trình xử lý nước thải cơng nghệ Plasma thích hợp với điều kiện Trung tâm Kỹ thuật thí nghiệm Ứng dụng khoa học công nghệ Đồng Tháp đề xuất quy trình xử lý nước thải sau: Nước thải Bồn thu gom nước thải Plasma Lắng Nước Nguồn tiếp nhận Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải cho Phòng phân tích thí nghiệm Việc thiết kế gia công hệ thống xử lý công nghệ Plasma dựa nguyên lý chế tạo máy, thực đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mỹ thuật Các phận thiết kế, gia công hệ thống xử lý công nghệ Plasma bao gồm: - buồng phản ứng Plasma, khung hệ thống, đế buồng Plasma bảng điều khiển chương trình PLC - 24 - Mục tiêu quan trọng thiết kế, gia công hệ thống xử lý hướng đến tạo sản phẩm có độ bền cao, thiết kế nhỏ gọn, tiêu thụ điện có hiệu xử lý cao Các vật liệu sử dụng thiết kế, gia cơng hệ thống có độ bền cao như: Inox 304, Pyrex nhôm Nhiều phương án thiết kế, chế tạo thiết lập Các phương án phụ thuộc vào hình dáng hình học, quy trình xử lý, nguyên vật liệu Mỗi phương án phân tích, đánh giá ưu nhược điểm mặt kỹ thuật, kinh tế, xã hội, vận hành Cuối phương án tối ưu dựa tiêu chí hiệu suất xử lý, tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường chọn để đưa vào thiết kế 2.2 Vận hành thử nghiệm báo cáo kết * Lắp đặt, thi công vận hành hệ thống xử lý nước thải cho Phòng phân tích thí nghiệm Hệ thống xử lý sau thiết kế, thí nghiệm Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Tái tạo, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM vận chuyển Trung tâm Kỹ thuật thí nghiệm Ứng dụng khoa học công nghệ Đồng Tháp Tại hệ thống lắp đặt khu vực đất trống (kích thước 1,55m x 10m) góc phải theo hướng vào Trung tâm Kỹ thuật thí nghiệm Ứng dụng khoa học công nghệ Đồng Tháp, gần bồn thu gom để thuận tiện tiết kiệm chi phí dẫn nước từ bồn thu gom vào đơn vị xử lý phía sau Hệ thống sau lắp ráp hoàn chỉnh - 25 - Nút điều khiển chức máy * Hiệu hệ thống xử lý nước thải cho Phòng phân tích thí nghiệm Hệ thống xử lý nước thải lắp đặt Trung tâm Kỹ thuật thí nghiệm Ứng dụng khoa học công nghệ Đồng Tháp vào thời điểm tháng 03/2016 Để đánh giá hiệu hệ thống xử lý, tiến hành lấy mẫu nước thải phân tích thời điểm sau hệ thống hoạt động Kết đánh giá hiệu hệ thống xử lý nước thải Chỉ tiêu 45 6,8 34 23,6 40,3 12,56 3,24 2,6 0,0471 0,0078 Hiệu suất xử lý (%) 47,1 12,8 80,3 90 90,4 44,1 41,7 79,2 48,6 23,5 QCVN 40:2011 Cột A 50 6-9 50 30 75 20 0,05 0,1 0,0048 0,0036 25 0,005 mg/l 0,0012 0,0008 33,3 0,05 Crom VI: 0,05 mg/l 0,0921 0,0593 35,6 Đơn vị Đầu vào Đầu Độ màu pH TSS BOD5 COD Tổng Nitơ N-NH4+ Tổng Phospho Asen (As) Chì (Pb) Thủy ngân 11 (Hg) 12 Cadimi (Cd) Pt/Co -mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 85 7,8 173 235,2 420,3 22,48 5,56 12,5 0,0916 0,0102 mg/l 13 Crom (Cr) TT 10 14 Đồng (Cu) 15 Kẽm 16 Niken mg/l mg/l mg/l 0,0182 0,0099 0,0065 - 26 - 0,0151 0,0056 0,0062 17 43,4 4,6 Crom III: 0,2 0,2 0,085 0,82 0,017 79,1 Hiệu suất xử lý (%) 75,1 9,9 55,3 10,4 QCVN 40:2011 Cột A 0,5 0,07 500 KPH KPH KXĐ 0,3 mg/l KPH KPH KXĐ mg/l 0,34 0,2 41,2 mg/l 0,787 KPH 100 0,2 MPN/100ml 62