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

á trị đặc trƣng của tỷ số BOD/COD trong nƣớc thải đã 
qua xử lý sinh học (mà hầu hết các trạm xử lý nƣớc thải bệnh viện đều có) là 
0,2 đến 0,35. Mặt khác, cũng theo Từ Hải Bằng [116], hàm lƣợng COD trong 
nƣớc thải sau xử lý (không khử trùng) của các trạm xử lý nƣớc thải đƣợc khảo 
sát không vƣợt quá 250 mg/L. Vì vậy, việc đánh giá ảnh hƣởng của hàm 
lƣợng COD trong nƣớc thải lên hiệu lực khử trùng của supowa có thể tiến 
hành đồng thời với thí nghiệm ảnh hƣởng của hàm lƣợng BOD bằng cách xác 
định cả 2 giá trị BOD và COD trong tất cả các thí nghiệm. 
+ Lựa chọn giá trị pH: Do nƣớc thải bệnh viện có giá trị pH không dao động 
nhiều (từ 6,0 ÷ 8,0) nên các giá trị pH đƣợc lựa chọn cho các nghiên cứu dƣới 
đây là: 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0. 
59 
2.3.3. So sánh sự tạo thành THMs khi dùng supowa với các chất khử trùng 
khác 
Nƣớc sông Hồng có nồng độ THMs thấp hơn MDL đã đƣợc keo tụ 
bằng PAC, đề lắng trong vòng 24 giờ và lọc qua giấy lọc. Các tiền chất tạo 
THMs: axit humic tinh khiết P.A. đƣợc pha trong nƣớc cất ở nồng độ 1g/L; 
NaBr P.A. (Mecrk) đƣợc pha trong nƣớc cất ở nồng độ 100mg/L. Nồng độ 
các tiền chất đƣợc đƣa vào nƣớc nền: axit humic 20mg/L và NaBr 20mg/L. 
Thực hiện khử trùng nƣớc bằng các tác nhân cần thử nghiệm và để lƣu trong 
vòng 2 giờ ở nhiệt độ phòng. Mẫu nƣớc dùng để thí nghiệm khảo sát pH đƣợc 
điều chỉnh pH bằng dung dịch axit HCl 1% và NaOH 0,1 M. Sau đó cho chất 
khử trùng vào mẫu thử nghiệm và để trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng. Khử các 
chất khử trùng còn dƣ bằng cách thêm natri thiosunfat 0,1N. Mẫu nƣớc dùng 
để thí nghiệm khảo sát nhiệt độ đƣợc đặt trong tủ điều nhiệt đến nhiệt độ cần 
thiết. Sau đó cho chất khử trùng vào mẫu thử nghiệm và để trong 2 giờ ở cùng 
nhiệt độ. Khử các chất khử trùng còn dƣ bằng cách thêm natri thiosunfat 
0,1N. 
2.3.4. Nghiên cứu ứng dụng dung dịch siêu oxy hóa để khử trùng nước 
thải bệnh viện 
Bƣớc 1: Thử nghiệm khử trùng trên mẫu nƣớc thải giả định có các 
thông số cần nghiên cứu tƣơng đƣơng với nƣớc thải thực tế: có thể xác định 
đƣợc chế độ khử trùng tối ƣu trong điều kiện loại trừ các ảnh hƣởng phức tạp 
khác tới hiệu lực khử trùng. Chế độ này đƣợc coi là chế độ cơ bản, dùng để 
tham chiếu áp dụng ra thực tế khử trùng nƣớc thải của nhiều bệnh viện khác 
nhau (có các chuyên khoa khác nhau, tính chất nƣớc thải khác nhau). 
Thí nghiệm đƣợc thực hiện trong phòng thí nghiệm, ở nhiệt độ 26oC. 
Bƣớc 2: Áp dụng chế độ tối ƣu đã thử nghiệm trong phòng thí nghiệm 
vào hệ thống xử lý nƣớc thải thực tế của bệnh viện, xác định số lƣợng vi 
khuẩn còn sống trƣớc và sau khử trùng. Xây dựng quy trình khử trùng nƣớc 
thải bệnh viện bằng supowa (anolit) điều chế tại chỗ. Tiêu chí thử nghiệm: giữ 
nguyên hiện trạng toàn bộ hệ thống xử lý, chỉ thay đổi chất khử trùng. 
60 
Mẫu nƣớc thải thực tế đƣợc lấy tại trạm xử lý nƣớc thải của Bệnh viện 
Hữu nghị và Bện viên Quân y 354. Vị trí lấy mẫu: sau tất cả các khâu xử lý, 
nhƣng trƣớc khử trùng. Nƣớc thải đƣợc đem về phòng thí nghiệm của Viện 
Sức khỏe nghề nghiệp và môi trƣờng để đƣợc tiếp tục bổ sung các vi sinh vật 
và cho tiếp xúc với dung dịch siêu oxy hóa theo yêu cầu của thí nghiệm. 
2.4. Vật liệu sử dụng 
- Chất khử trùng: 
+ Dung dịch siêu oxy hóa đƣợc sản xuất trên cơ sở buồng điện hóa MB11 của 
Nga. Định lƣợng nồng độ chất oxy hóa trong dung dịch ban đầu rồi pha loãng 
đến nồng độ cần thiết đối với từng thí nghiệm, định lƣợng lại nồng độ chất 
oxy hóa trƣớc khi thực hiện các thí nghiệm. Các chỉ số chất lƣợng nhƣ sau: 
pH = 6,5÷7,5; ORP ≥ 900 mV; TDS = 1,0 ± 0,1 g/L; Nồng độ chất oxy hóa ≥ 
500 mg/L. 
+ Dung dịch natri hypochlorit: đƣợc sản xuất từ thiết bị Waterchlo bằng 
phƣơng pháp điện phân dung dịch muối NaCl 20% tinh khiết kỹ thuật 
(≥98%), có các chỉ số chất lƣợng nhƣ sau: pH ~ 9,5; ORP ~ 750mV; TDS ~ 
20.000 mg/L; Nồng độ chất oxy hóa ~ 4000 mg/L; 
- Các chủng vi khuẩn quốc tế: 
 + Vi khuẩn Coliform: chủng Enterobacter aerogenes ATCC 35029 
(Microbiologics); 
+ Vi khuẩn E.coli ATCC 25922 (Microbiologics); 
+ Vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus ATCC 17082 (Microbiologics); 
+ Vi khuẩn Shigella sonnei ATCC 25931(Microbiologics); 
+ Vi khuẩn Salmonella enterica NCTC 5188. 
- Dung dịch Na2S2O3 0,1N (Merk, Đức) để khử clo dƣ; 
- (NH4)2SO4 (Merk, Đức): thử nghiệm ảnh hƣởng của NH4
+
; 
61 
- D-glucoza khan (C6H12O6), axit L-glutamic (C5H9NO4): thử nghiệm ảnh 
hƣởng của BOD5; 
- Dung dịch HCl p.a. (TQ) đậm đặc 37% và NaOH p.a. (TQ) đƣợc pha thành 
dung dịch 40% dùng để điều chỉnh pH các dung dịch thí nghiệm; 
- Nƣớc cất 2 lần; 
- Nƣớc muối NaCl 0,9% của hãng Braun; 
- Muối NaCl tinh khiết 99,9% của Thailand có các thông số sau: 
Độ ẩm tính theo khối lƣợng: 0.01% 
Hàm lƣợng tạp chất không tan trong nƣớc tính theo khối lƣợng: KPH 
Hàm lƣợng canxi: 2mg/100g 
Hàm lƣợng iot: KPH 
Hàm lƣợng muối ăn (Nacl) tính theo khối lƣợng: 99.97% 
Hàm lƣợng tro tổng tính theo khối lƣợng: 99.9% 
- Nƣớc nguyên liệu sử dụng trong vận hành thiết bị sản xuất dung dịch siêu 
oxy hóa là nƣớc máy thành phố có các thành phần chính sau: 
pH: 6,88; Độ cứng (theo CaCO3): 65 mg/L; Chất rắn hòa tan (TDS): 124 
mg/L; Hàm lƣợng Amoni: 0,16 mg/L; Hàm lƣợng Sắt: 0,14 mg/L; Hàm lƣợng 
Mangan: 0,12 mg/L; Hàm lƣợng Asen: <0,005 mg/L; Chỉ số Pecmanganat: 
<0,5 mg/L 
- Clo khí: đƣợc điều chế bằng điện phân dung dịch muối NaCl (Thái lan) tinh 
khiết (>99%) 20% nhờ buồng phản ứng điện hóa có màng ngăn FEM-7 
(Nga); 
- Ozon: Khí ozone sinh ra từ thiết bị phát khí ozone model VMUS-DG của 
hãng AZCO (Canada); 
2.5. Kỹ thuật sử dụng 
- Đo nhiệt độ của buồng phản ứng điện hóa MB-11 bằng cách áp đầu dò 
nhiệt độ lên thành bên ngoài của buồng catốt. Bộ đo nhiệt độ chỉ thị hiện số 
chính xác tới 1oC. 
62 
- Đo pH và thế oxy hóa khử ORP: Giá trị pH và thế oxy hóa khử (ORP) 
của dung dịch supowa đƣợc đo bằng máy đo HACH SenSion-156 (Mỹ). 
- Xác định nồng độ khoáng chất (tính theo hàm lƣợng chất rắn tan TDS): 
Nồng độ khoáng chất đƣợc đo bằng máy đo TDS chuyên dụng của HACH 
(Mỹ) với khoảng đo từ 0-1999 mg/L với độ chính xác 1 mg/L. 
- Xác định nồng độ chất oxy hóa đồng thời bằng cả hai phƣơng pháp: phổ 
trắc quang với thuốc thử DPD của hãng HACH (Mỹ) và chuẩn độ iod theo 
SMEWW 4500- Cl B, với chất chuẩn là Na2S2O3. 
- Lƣu lƣợng sản phẩm đƣợc xác định lƣu lƣợng kế và bằng cách hứng 
dung dịch vào ống đo độ trong thời gian 1 phút, lấy giá trị đó nhân với 60 để 
đƣợc giá trị tính L/h. 
- Đo điện áp: Đồng hồ vạn năng 15B của hãng Flucke (Mỹ); 
- Đo dòng điện: Kìm kẹp dòng 336 của hãng Flucke (Mỹ); 
- Nguồn vi khuẩn là các chủng ATCC, NCTC tiêu chuẩn quốc tế đƣợc 
cung cấp từ các hãng của Mỹ, Pháp, đƣợc nhân giống trong các môi trƣờng 
đặc hiệu của hãng MERCK theo hƣớng dẫn của nhà cung cấp; 
- Kỹ thuật nhân giống vi khuẩn đƣợc thực hiện theo hƣớng dẫn trong tài 
liệu: Công nghệ vi sinh (Trần Thị Thanh, 2003): Cấy vi khuẩn giống đông 
khô trong môi trƣờng thạch trên đĩa petri và nuôi ủ ở 370C trong 48 giờ. Thu 
sinh khối, định lƣợng mật độ vi khuẩn. Sau đó pha loãng đến mật độ cần thí 
nghiệm; 
- Phƣơng pháp xác định vi khuẩn: xác định coliforms bằng phƣơng pháp 
đếm khuẩn lạc trên đĩa thạch, phƣơng pháp màng lọc theo TCVN 6187-
1:2009 (ngƣỡng phát hiện: 1 CFU/250 mL) và PP đổ ống theo TCVN 6187-
2:2009 (ngƣỡng phát hiện: 3 MPN/100 mL). Xác định Vibrio cholerae 
(ngƣỡng phát hiện: 8 vi khuẩn/100 mL), Salmonella (ngƣỡng phát hiện: 11 vi 
khuẩn/100 mL), Shigella (ngƣỡng phát hiện: 10 vi khuẩn/100 mL) theo 
SMEWW 9260; 
- Chuẩn bị dung dịch NH4
+
: pha 3670 mg (NH4)2SO4 trong 1000 mL nƣớc 
cất, ta đã có dung dịch NH4
+
 nồng độ 1000 mg/L. Từ nồng độ này pha loãng 
để đƣợc nồng độ thích hợp sao cho khi thêm 9,4 mL dung dịch đã chuẩn bị 
63 
vào 0,6 mL dung dịch nghiên cứu khác thì đƣợc 10 mL hỗn dịch có hàm 
lƣợng NH4
+
 cần khảo sát; Xác định NH4
+
 theo TCVN 6179-1:1996; 
- Chuẩn bị dung dịch BOD/COD: Sấy một lƣợng nhỏ D-glucoza khan 
(C6H12O6) và một lƣợng nhỏ axit L-glutamic (C5H9NO4) ở nhiệt độ (105 ± 5) 
C trong 1 giờ. Cân mỗi thứ (150 ± 1) mg, hòa trong nƣớc và pha thành 1000 
ml, lắc đều. Về lý thuyết nhu cầu oxy của dung dịch này là 307 mg/L oxy, 
BOD5 thực nghiệm là (210 ± 20) mg/L oxy. Từ nồng độ này pha loãng để 
đƣợc nồng độ thích hợp sao cho khi thêm 9,4 mL dung dịch đã chuẩn bị vào 
0,6 mL dung dịch nghiên cứu khác thì đƣợc 10 mL hỗn dịch có hàm lƣợng 
BOD5 thực nghiệm cần khảo sát; xác định BOD5 theo TCVN 6001-1:2008; 
Xác định COD theo TCVN 6491:1999 (xác định nhu cầu oxy hóa học). 
- Chuẩn bị dung dịch siêu oxy hóa: dung dịch siêu oxy hóa đƣợc sản xuất 
từ thiết bị điều chế dung dịch siêu oxy hóa supowa trên cơ sở buồng điện hóa 
MB11 của Nga. Định lƣợng nồng độ chất oxy hóa trong dung dịch ban đầu 
rồi pha loãng đến nồng độ cần thiết đối với từng thí nghiệm, định lƣợng lại 
nồng độ chất oxy hóa trƣớc khi thực hiện các thí nghiệm. 
- Cách thức tạo mẫu hỗn hợp: 
+ Chuẩn bị chủng vi khuẩn thử nghiệm: Sử dụng 04 chủng vi khuẩn 
(chủng VK) chuẩn: E.coli : ATCC 25922 – France; Salmonella typhi : ATTC 
25931 - Mỹ; Shigella flexneri: NCTC 5188 – Anh; Vibrio parahaemolitycus : ATCC 
17082 - Mỹ. Pha 20 ml chủng mỗi loại vi khuẩn đạt mật độ VK thử nghiệm khoảng 
10
8 Vi khuẩn/ 100mL (đối với Salmonella, Shigella, Vibrio parahaemolitycus) và 
10
8 MPN/100mL (đối với E. coli/Coliform). 
+ Chuẩn bị mẫu nƣớc thử nghiệm: Mẫu 1 (kí hiệu M1): Mẫu nƣớc đƣợc pha 
chế có thành phần BOD/COD/NH4
+
 hàm lƣợng tƣơng ứng khoảng 50/70/10 (±30%) 
mg/L, thể tích 1900 mL; Mẫu 2 (ký hiệu M2): Mẫu nƣớc thải bệnh viện Hữu nghị 
(sau hệ thống xử lý, trƣớc khử trùng) thể tích 1900 mL. 
Lần lƣợt pha 20 mL mỗi chủng VK nồng độ đã chuẩn bị ở trên vào 1900 mL 
của 2 mẫu nƣớc, lắc trộn đều đƣợc 1980 mL mẫu có mật độ vi khuẩn thử nghiệm 
khoảng 106 Vi khuẩn/100ml (đối với Salmonella, Shigella, Vibrio parahaemolitycus) 
và 106 MPN/100mL (đối với Coliform). 
64 
Tách 500 mL của mỗi mẫu trên để xác định lại pH, hàm lƣợng 
BOD/COD/NH4
+
 và mật độ vi khuẩn sống trong cả hai mẫu nƣớc. Thể tích mỗi mẫu 
còn 1480 mL. 
- Chuẩn bị dung dịch anolit perox: dung dịch anolit perox đƣợc sản xuất 
từ thiết bị Stel-Perox do Viện Công nghệ môi trƣờng thiết kế lắp đặt trên cơ 
sở buồng điện hóa FEM-3 của Nga có các thông số nhƣ bảng 2.1. 
Bảng 2. 1. Các thông số cơ bản của anolit perox 
Dung 
dịch 
HHĐH 
[Na2CO3], 
g/L 
(nồng độ 
ban 
đầu) 
Công 
suất 
(L/h) 
TDS 
(mg/L) 
pH Thế oxy 
hóa 
[Chât 
oxy 
hóa] 
(mg/L) 
Anolit 
Catolit 
12 
H2O 
20 ÷ 22 
58 ÷ 60 
620 ÷ 750 
- 
6,6 ÷ 6,7 
9 ÷ 10 
+700 ÷ +800 
+250 ÷ +350 
60 ÷ 65 
- 
- Phƣơng pháp phân tích THMs: Phân tích 4 trihalomethane gồm 
chloroform, bromoform, bromodichloromethane và dibromochloromethane 
bằng phƣơng pháp sắc ký khí/detector khối phổ (GC/MS) sử dụng kỹ thuật 
không gian hơi (Headspace). Thiết bị sử dụng: hệ thống máy sắc ký khí 
GC/MS Shimadzu QP2010 và hệ bơm mẫu tự động AOC -5000 có bộ bơm 
mẫu không gian hơi. Lƣợng mẫu nƣớc cho mỗi lần phân tích: 10ml, bổ sung 
thêm 2 g NaCl để tăng tốc độ chuyển pha. Cho mẫu vào bộ bơm mẫu không 
gian hơi AOC -5000, khi đó mẫu đƣợc lắc và gia nhiệt tại nhiệt độ 800C trong 
thời gian 30 phút, sau đó 2 ml không gian hơi trong lọ mẫu đƣợc bơm vào hệ 
thống sắc ký khí. Nồng độ THMs đƣợc xác định dựa vào đƣờng chuẩn đƣợc 
xây dựng từ các chất chuẩn gốc. Phƣơng pháp có giới hạn phát hiện (MDL) từ 
0,2 -0,3 µg/L, giới hạn định lƣợng (MQL) là 1 µg/L. 
- Lấy mẫu và bảo quản mẫu nƣớc theo TCVN 5993 – 1995. Chất lƣợng 
nƣớc. Lấy mẫu, hƣớng dẫn bảo quản và xử lý mẫu. 
- Tất cả các mẫu thử nghiệm đều đƣợc thực hiện lặp lại 3 lần. 
65 
CHƢƠNG III. 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 
Sơ đồ điều chế dung dịch siêu oxy hóa theo sơ đồ quay vòng catolit đƣợc 
thiết lập nhƣ sau: 
Hình 3.1. Sơ đồ điều chế dung dịch siêu oxy hóa với dòng catolit quay vòng 
Sơ đồ này xây dựng theo sơ đồ của nhà cung cấp buồng điện hóa MB-11 
có quay vòng catolit. Một số biện pháp kỹ thuật phức tạp trong sơ đồ của Nga 
(hình 2.1) nhƣ: buồng ổn định áp suất khí đầu ra, hệ thống làm nguội dung 
dịch catolit, lối thông khí ra môi trƣờng...không đƣợc sử dụng trong sơ đồ 
hình 3.1. Tất cả các đƣờng cấp dung dịch vào hệ thống đều sử dụng bơm định 
lƣợng (B1, B2, B3) để đảm bảo ổn định lƣu lƣợng và áp lực dòng dung dịch 
vào hệ thống. 
Đầu tiên, nƣớc đƣợc dẫn vào buồng chia catolit để trộn với catolit rồi mới 
cấp vào ngăn catốt. Sơ đồ đƣợc thêm các bơm định lƣợng để đảm bảo sự ổn 
66 
định về lƣu lƣợng và áp lực nguồn cấp dung dịch (dung dịch muối, nƣớc, tuần 
hoàn catolit). Cách này sẽ làm tăng độ dẫn của dung dịch cấp vào catốt, tạo 
điều kiện thuận lợi cho quá trình điện phân kể cả khi điện áp cấp vào điện cực 
tƣơng đối thấp. 
Dòng nƣớc cấp đã đƣợc làm mềm bằng trao đổi ion đƣợc dẫn vào buồng 
chia catolit (BCC) qua bơm định lƣợng B3.Từ đó một phần nƣớc đi vào 
khoang catốt (C) qua bơm định lƣợng B2, nhờ lực đẩy lên của các vi bọt khí 
hydro hình thành trên bề mặt catốt trong quá trình điện phân (xem hƣớng mũi 
tên trên hình vẽ) sẽ tham gia vào chu trình chuyển động tuần hoàn của catolit. 
Cùng lúc, dung dịch muối có nồng độ 50 g/L đƣợc đƣa vào khoang anốt 
(A) của môđun điện hóa MB-11 với lƣu lƣợng nhỏ hơn 50 lần lƣu lƣợng 
catolit đƣợc lấy ra từ khoảng giữa buồng chia catolit, sao cho sau khi đƣợc 
trộn với dòng catolit có thể thu nhận dung dịch supowa trung tính với TDS 
không vƣợt quá 1 g/L. Điều này rất quan trọng, bởi vì độ khoáng hóa càng 
nhỏ thì thời gian sống của các chất oxy hóa giả bền càng đƣợc kéo dài nhờ có 
lớp vỏ hydrat vững chắc bao quanh. 
Sản phẩm nƣớc siêu oxy hoá supowa thu đƣợc với lƣu lƣợng 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 lƣợng tƣơng đƣơng với sản phẩm thu đƣợc từ 
thiết bị STEL-ANK-PRO-01 của công ty Delphin (Nga). 
3.1.1.2. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào lưu lượng dòng catolit 
Trong sơ đồ hình 3.2 và hình 3.3, lƣợng nƣớc cấp vào khoang catốt 
thay đổi từ 12 - 27 L/h). 
67 
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng dòng catolit quay vòng đối với nồng độ 
các chất oxy hóa và độ khoáng hóa trong dung dịch siêu oxy hóa 
Do vận hành theo chế độ quay vòng catolit (hình 3.1) nên nhiệt độ tại 
catốt tăng dần và tại lƣu lƣợng 12 L/h nhiệt độ cân bằng tại catốt là 45oC và 
chỉ giảm xuống 37oC khi lƣu lƣợng dòng catolit đạt 27 L/h (xem hình 3.2). 
Tuy nhiên có thể dễ dàng nhận ra rằng lƣu lƣợng catolit càng lớn nồng độ 
catolit càng loãng do đó phải sử dụng khối lƣợng catolit lớn để trung hòa 
anolit tới pH trung tính. Điều đó có nghĩa là không thể thu nhận dung dịch 
siêu oxy hóa với nồng độ cao tối đa: hình 3.2 cho thấy nồng độ các chất oxy 
hóa và TDS đều giảm nhanh khi lƣu lƣợng catolit tăng. 
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
13 15 18 20 23 25 28
N
ồ
n
g
 đ
ộ
 (
m
g
/L
) 
Lƣu lƣợng Catolit (L/h) 
Độ khoáng hoá 
Nồng độ chất oxy 
hoá 
68 
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của lƣu lƣợng dòng catolit quay vòng 
đối với nhiệt độ buồng điện hóa hoạt hóa 
Số liệu thực nghiệm dẫn ra trên hình 3.2 và 3.3 cho thấy, đối với chế độ 
quay vòng catolit, để dung dịch siêu oxy hóa đạt đƣợc nồng độ clo hoạt tính 
500 mg/L và TDS ≤ 1000 mg/L lƣu lƣợng dòng catolit phải là 20 – 25 L/h. 
Tuy nhiên trong trƣờng hợp đó, nhiệt độ catốt vẫn còn tƣơng đối cao, khoảng 
40
oC. Các thông số sản phẩm đáp ứng đƣợc các yêu cầu đặt ra theo hƣớng 
dẫn của nhà sản xuất, tuy nhiên, nhiệt độ catốt cao trên 40oC là một bất lợi do 
có thể sẽ ảnh hƣởng tới chất lƣợng sản phẩm, giảm tuổi thọ điện cực và các 
chi tiết liên quan. 
3.1.1.3. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào điện thế cấp cho mô đun 
điện hóa MB-11 
Khi thay đổi điện thế trên buồng điện hóa MB-11 từ 6,2 V đến 7,0 V ta 
thấy nồng độ chất oxy hóa của supowa tăng dần và đạt tới giá trị > 0,5 g/L tại 
giá trị điện thế 6,6 V trong khi nồng độ khoáng của dung dịch supowa giảm 
xuống dƣới 1 g/L khi điện thế đạt giá trị khoảng 6,8 V (hình 3.4a). V (hình 
3.4a). 
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
13 15 18 20 23 25 28
N
h
iệ
t 
đ
ộ
 (
o
C
) 
Lưu lượng Catolit (l/h) 
69 
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 
Nhƣ vậy, 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. Hình 3.4a còn cho thấy khi tăng điện áp điện cực thì tốc độ 
tăng nồng độ các chất oxy hóa diễn ra nhanh hơn tốc độ giảm TDS của dung 
dịch siêu oxy hóa, bởi vì khi điện áp điện phân tăng thì lƣợng Na+ từ khoang 
anôt đƣợc vận chuyển sang khoang catốt nhiều hơn. 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 nƣớc, 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 đƣợc chọn nằm trong khoảng từ 6,6 đến 6,8 V. Giá trị này nằm trong 
khoảng hƣớng dẫn của nhà sản xuất (6 ÷ 8 V) ở ngƣỡng thấp. Điều này rất có 
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2
N
ồ
n
g
 đ
ộ
 (
m
g
/l
) 
Điện thê (V) 
TDS
Nồng độ chất OXH 
7
7,1
7,2
7,3
7,4
7,5
7,6
7,7
7,8
7,9
6 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2
N
ă
n
g
 s
u
ấ
t 
ch
ất
 o
xy
 h
ó
a 
(g
/h
) 
Điện thê (V) 
(a) 
(b) 
70 
giá trị vì để đạt đƣợc các thông số sản phẩm nhƣ nhau thì sử dụng điện áp 
càng thấp sẽ càng tiết kiệm đƣợc chi phí điện năng. 
3.1.1.4. Sự phụ thuộc của thông số supowa vào chế độ cấp dung dịch muối 
Lƣợng muối tiêu hao có ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng sản phẩm. 
Lƣợng muối tiêu hao cao cho phép tăng nồng độ chất oxy hóa, nhƣng hàm 
lƣợng TDS trong sản phẩm cũng tăng theo (hình 3.5), dẫn đến làm suy giảm 
tính chất siêu oxy hóa của dung dịch anolit. Thay đổi lƣợng muối cấp vào 
buồng điện hóa bằng cách chỉnh nhịp bơm của máy bơm định lƣợng, khoảng 
thay đổi từ 2 đến 18 nhịp/phút, mỗi bƣớc thay đổi 2 nhịp. 
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của chế độ cấp muối lên chất lƣợng 
dung dịch siêu oxy hóa 
Hình 3.5 cho thấy khi tăng dần liều lƣợng cấp NaCl nồng độ các chất 
oxy hóa tăng dần và đạt giá trị trên 0,5 g/L (tƣơng ứng cấp 18 g muối/h), 
trong khi độ khoáng hóa tăng theo nhƣng với tốc độ nhanh hơn nhiều, bởi vì 
trong trƣờng hợp đó phần lớn các phân tử NaCl không kịp phản ứng hoạt hóa 
điện hóa mà đi thẳng vào sản phẩm anolit, dẫn đến hệ số chuyển hóa muối 
giảm và TDS tăng. 
Sự tăng không đồng bộ của nồng độ chất oxy hóa và TDS trong dung 
dich anolit dẫn đến năng suất điều chế supowa tăng chậm khi tăng liều lƣợng 
cấp NaCl (hình 3.6). 
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1,7
1,9
0 5 10 15 20 25 30 35 40
N
ồ
n
g 
đ
ộ
 (
g/
L)
Lượng muối tiêu hao (g/h) 
TDS
Nồng độ chất oxy hóa 
71 
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của chế độ cấp muối lên năng suất 
sản xuất chất oxy hóa 
 Các kết quả trên cho thấy liều lƣợng muối cấp phù hợp nằm trong 
khoảng từ 18 ÷ 24 g/h. 
3.1.1.5. Vận hành ở chế độ tối ưu 
Với sơ đồ điều chế dung dịch siêu oxy hóa có độ khoáng hóa thấp quay 
vòng catolit, chế độ vận hành tối ƣu đạt đƣợc trình bày ở bảng 3.1. 
Bảng 3. 1. Chế độ vận hành tối ƣu của sơ đồ quay vòng catolit 
Thông số Đơn vị Giá trị đạt 
đƣợc 
Hàm lƣợng 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 
Lƣu lƣợng dòng catolit L/h 20÷25 
Liều lƣợng muối cấp vào buồng điện 
hóa 
g/h 18÷24 
Lƣợng điện năng tiêu hao để sản xuất 
ra 1 đơn vị chất oxy hóa trong sản 
phẩm 
W.h/g 7,0 ÷ 7,2 
Lƣợng muối tiêu hao để sản xuất ra 1 
đơn vị chất oxy hóa tr