Luận văn thạc sĩ về thiết kế và chế tạo hệ thống xử lý nước thải y tế công suất 5m3/ngày sử dụng công nghệ plasma

• Tác giả: Nguyễn Đức Long
• Người hướng dẫn: Ts. Trần Ngọc Đảm
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ môi trường
• Đề tài: Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Y Tế Công Suất 05 M3/Ngày Bằng Công Nghệ Plasma
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố
• 1.1.1. Tổng quan
• 1.1.2. Các kết quả trong nước và ngoài nước đã công bố
• 1.1.2.1. Các ứng dụng của công nghệ Plasma trên thế giới
• 1.1.2.2. Một số khái niệm về chất thải y tế và các thông số có trong nước thải
• 1.1.2.3. Nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải y tế Biofast-M
• 1.1.2.4. Nghiên cứu công nghệ plasma của đại học Zhejiang
• 1.1.2.5. Nghiên cứu công nghệ plasma
• 1.1.2.6. Nghiên cứu công nghệ plasma của ĐHSPKT TPHCM
• 1.2. Mục tiêu, khách thể và đối tượng nghiên cứu
• 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.2.2. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
• 1.2.3. Nhiệm vụ của đề tài và phạm vi nghiên cứu
• 1.2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.2.4.1. Cơ sở phương pháp luận
• 1.2.4.2. Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 1.3. Năng lượng ion hóa
• 1.3.1. Sự tương tác giữa các hạt trong plasma
• 1.3.1.1. Tiết diện hiệu dụng
• 1.3.1.2. Khoảng đường tự do trung bình
• 1.3.1.3. Tần số va chạm
• 1.3.1.4. Va chạm đàn hồi
• 1.3.1.5. Va chạm không đàn hồi
• 1.3.1.5.1. Va chạm không đàn hồi loại 1
• 1.3.1.5.2. Va chạm không đàn hồi loại 2
• 1.3.2. Quá trình tạo chất oxi hóa
• 1.3.2.1. Tạo gốc *OH có mức oxi hóa mạnh
• 1.3.2.2. Quá trình Oxy hóa
• 1.3.2.2.1. Oxy hóa vòng benzene bằng OH*
• 1.3.2.2.2. Oxy hóa vòng benzene bằng Ozon
• 1.4. PHƯƠNG HƯỚNG VÀ GIẢI PHÁP
• 1.4.1. Yêu cầu đề tài, phương pháp xác định và thông số thiết kế
• 1.4.1.1. Yêu cầu đề tài và phương pháp xác định
• 1.4.1.1.1. Yêu cầu đề tài
• 1.4.1.1.2. Phương pháp xác định
• 1.4.1.2. Thông số thiết kế
• 1.4.1.2.1. Quy trình xử lý
• 1.4.1.2.2. Thông số thiết kế của buồng plasma
• 1.4.1.2.3. Nguyên lý làm việc của buồng plasma
• 1.4.2. Phương hướng và giải pháp thực hiện
• 1.4.3. Phân tích và lựa chọn phương án
• 1.4.4. Trình tự công việc tiên hành
• 1.5. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
• 1.5.1. Chọn vật liệu cho hệ thống
• 1.5.2. Tính toán cho hệ thống
• 1.5.2.1. Tổng quan hệ thống
• 1.5.2.2. Phần khung của hệ thống
• 1.5.2.2.1. Yêu cầu của khung
• 1.5.2.2.2. Kích thước
• 1.5.2.2.3. Tính toán độ bền khung
• 1.5.2.3. Lưu lượng nước qua hệ thống
• 1.5.2.4. Tính công suất bơm nước
• 1.5.2.5. Khoảng cách giữa hai điện cực
• 1.5.2.6. Nhiệt độ tại buồng Plasma
• 1.5.2.7. Bộ nguồn Plasma
• 1.5.2.7.1. Mạch điều chế độ rộng xung
• 1.5.2.7.2. Mạch điều chỉnh tần số và điện áp
• 1.5.2.8. Lập trình PLC cho hệ thống
• 1.6. Thiết bị thí nghiệm
• 1.7. Tiến hành thí nghiệm
• 1.7.1. Ảnh hưởng của điện áp nguồn plasma đến kết quả xử lý nồng độ các chất BOD5, COD, Nitrat, Phosphat và Coliforms
• 1.7.2. Ảnh hưởng của dòng điện nguồn plasma đến kết quả xử lý nồng độ các chất BOD5, COD, Nitrat, Phosphat và Coliforms
• 1.7.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến kết quả xử lý nồng độ các chất BOD5, COD, Nitrat, Phosphat và Coliforms
• 2. CHẾ TẠO, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ
• 2.1. Chế tạo, thử nghiệm
• 2.2. Bộ nguồn hệ thống
• 2.2.1. Bộ nguồn phát Plasma
• 2.2.2. Bộ PLC S7 300 và biến áp vô cấp đầu vào
• 2.3. Chạy thử nghiệm
• 2.3.1. Khách quan
• 2.3.2. Một số kết quả đạt được sau thử nghiệm
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải y tế công suất 5m3 ngày bằng công nghệ plasma

Hệ thống xử lý nước thải y tế là một phần quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường. Nước thải y tế chứa nhiều chất độc hại, vi sinh vật và hóa chất nguy hiểm. Việc xử lý hiệu quả nước thải này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn đảm bảo an toàn cho nguồn nước tiếp nhận. Công nghệ plasma đã được nghiên cứu và ứng dụng để xử lý nước thải y tế với hiệu suất cao và chi phí thấp.

1.1. Đặc điểm và thành phần của nước thải y tế

Nước thải y tế thường chứa các vi sinh vật, kim loại nặng, hóa chất độc hại và các chất phóng xạ. Theo thống kê, tổng lượng nước thải y tế phát sinh tại các cơ sở khám chữa bệnh lên tới 150.000 m3/ngày. Việc xử lý nước thải này là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

1.2. Tầm quan trọng của công nghệ plasma trong xử lý nước thải

Công nghệ plasma mang lại nhiều lợi ích trong việc xử lý nước thải y tế. Nó giúp phá vỡ các liên kết hóa học của chất ô nhiễm, tiêu diệt vi khuẩn và nấm mốc, đồng thời giảm thiểu chi phí vận hành. Hệ thống này hoạt động hiệu quả ở nhiệt độ thấp và áp suất khí quyển.

II. Vấn đề và thách thức trong xử lý nước thải y tế hiện nay

Xử lý nước thải y tế hiện đang đối mặt với nhiều thách thức. Các phương pháp truyền thống thường có chi phí cao, hiệu suất thấp và yêu cầu diện tích lớn. Hệ thống xử lý phức tạp và tốn nhiều hóa chất, dẫn đến việc khó khăn trong việc duy trì và vận hành.

2.1. Những hạn chế của các phương pháp xử lý truyền thống

Các phương pháp như vi sinh, hóa lý và hóa sinh thường không đạt hiệu suất cao trong việc xử lý nước thải y tế. Chúng yêu cầu nhiều hóa chất và có chi phí duy trì lớn, gây khó khăn cho các cơ sở y tế.

2.2. Tác động của nước thải y tế đến môi trường

Nước thải y tế nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Việc phát sinh các chất độc hại từ nước thải y tế là một vấn đề nghiêm trọng cần được giải quyết.

III. Phương pháp xử lý nước thải y tế bằng công nghệ plasma

Công nghệ plasma là một giải pháp hiệu quả cho việc xử lý nước thải y tế. Hệ thống này hoạt động dựa trên nguyên lý oxy hóa bậc cao, giúp phá vỡ các liên kết hóa học của chất ô nhiễm và tiêu diệt vi khuẩn. Quá trình này diễn ra nhanh chóng và hiệu quả, với thời gian xử lý chỉ khoảng 0.12 giây.

3.1. Nguyên lý hoạt động của công nghệ plasma

Công nghệ plasma tạo ra các gốc oxy hóa mạnh như HO*, O*, H*, O3, H2O2 và tia UV. Những gốc này giúp phá vỡ các liên kết ion và liên kết cộng hóa trị của chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải.

3.2. Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bằng plasma

Hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ plasma được thiết kế với chi phí thấp và hiệu suất cao. Hệ thống này có thể xử lý nước thải với công suất 5m3/ngày, đáp ứng nhu cầu của các cơ sở y tế.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của hệ thống

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống xử lý nước thải y tế bằng công nghệ plasma đạt hiệu suất xử lý cao. Các chỉ tiêu như BOD5, COD, nitrat, phosphat và coliforms đều giảm đáng kể sau khi xử lý. Hệ thống này đã được áp dụng tại nhiều cơ sở y tế và cho thấy hiệu quả rõ rệt.

4.1. Hiệu suất xử lý của hệ thống

Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu suất xử lý BOD5 đạt 54%, COD 51%, nitrat 50%, phosphat 60% và coliforms 99,9%. Điều này chứng tỏ công nghệ plasma là một giải pháp hiệu quả cho việc xử lý nước thải y tế.

4.2. Ứng dụng thực tiễn tại các cơ sở y tế

Hệ thống đã được triển khai tại các phòng khám đa khoa Long Bình, Y Đức và Sài Gòn Lab. Kết quả cho thấy nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn loại B QCVN 28:2010, đảm bảo an toàn cho môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của công nghệ plasma

Công nghệ plasma đang mở ra nhiều triển vọng trong việc xử lý nước thải y tế. Với những ưu điểm vượt trội về hiệu suất và chi phí, công nghệ này có thể được áp dụng rộng rãi trong tương lai. Việc nghiên cứu và phát triển thêm các giải pháp xử lý nước thải xanh sạch sẽ góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

5.1. Tương lai của công nghệ xử lý nước thải

Công nghệ plasma có tiềm năng lớn trong việc xử lý nước thải y tế và có thể được phát triển thêm để nâng cao hiệu suất và giảm chi phí. Nghiên cứu thêm về công nghệ này sẽ giúp cải thiện chất lượng nước thải sau xử lý.

5.2. Đóng góp của công nghệ plasma vào bảo vệ môi trường

Việc áp dụng công nghệ plasma trong xử lý nước thải y tế không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển bền vững và bảo vệ môi trường sống.