LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ LỌC TRAO ĐỔI ION VÀ PLASMA

1. PHẦN MỞ ĐẦU

   1. Lý do chọn đề tài:

   v  Thực trạng nguồn nước ở Việt Nam:

   Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại.

   Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải.

   Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức khoẻ con người.

   v  Thực trạng nguồn nước uống đóng chai ở Việt Nam :

   Tại Việt Nam, trong những năm gần đây, do ảnh hưởng của quá trình biến đổi khí hậu và quá trình công nghiệp hóa, dẫn đến nguồn nước sạch ở nhiều khu dân cư, đô thị, khu công nghiệp, làng nghề… bị cạn kiệt và ô nhiễm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh hoạt và sức khỏe của người dân. Từ đó nước uống đóng chai ra đời, được người tiêu dùng ưa chuộng vì tính tiện lợi và an toàn trong sử dụng của sản phẩm này.

   Những năm qua để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, hàng loạt các nhà máy, cơ sở sản xuất nước uống đóng chai ra đời cung cấp cho thị trường nhiều sản phẩm nước uống đóng chai đa dạng về chủng loại, phong phú về mẫu mã. Tuy nhiên, một số sơ sở sản xuất vì chạy theo lợi nhuận đã không tuân thủ quy trình, các công đoạn đảm bảo an toàn thực phẩm cho nên tình trạng ô nhiễm vi sinh vật trong nước uống đóng chai còn khá cao.

               Hiện nay trên thị trường có hai phương pháp xử lý nước uống đóng chai phổ biến : phương pháp tinh lọc thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis – RO), phương pháp lọc nước theo công nghệ Nano. Tuy nhiên nhược điểm của các phương pháp này là thường có chi phí đầu tư lớn, hệ thống phức tạp chiếm nhiều diện tích xây dựng, chi phí duy trì cao, hiệu suất thấp… Vì vậy việc tìm ra một phương pháp mới, xanh sạch và hiệu quả như công nghệ lọc trao đổi ion kết hợp với plasma là hết sức cần thiết. Với mong muốn đóng góp một phần công sức vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng thì người hướng dẫn và học viên thực hiện đề tài này hy vọng rằng sẽ thiết kế và chế tạo được hệ thống xử lý nước uống đóng chai cho các cơ sở sản xuất, các nhà máy, công ty… bằng công nghệ lọc trao đổi ion kết hợp plasma với yêu cầu đặt ra là nâng cao hiệu suất xử lý, tiết kiệm năng lượng, hạn chế đến tối thiểu diện tích xây dựng, chi phí đầu tư xây dựng, duy trì, bảo dưỡng thấp, không sử dụng hóa chất, nước uống đóng chai đạt tiêu chuẩn theo QCVN 6-1:2010/BYT.

   2. Mục đích, khách thể và đối tượng nghiên cứu:

   2.1.  Mục đích nghiên cứu:

               Hiện nay vấn đề ô nhiễm nguồn nước và thực trạng nguồn nước uống ở Việt Nam đã và đang trong tình trạng báo động. Với việc lựa chọn một phương pháp xử lý nước uống phù hợp còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố như: đặc điểm, thành phần của nguồn nước thủy cục, công suất, diện tích, chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành, bảo dưỡng…Dựa trên các đặc điểm khách quan cho thấy các phương pháp xử lý nước uống đóng chai hiện nay đã không còn phù hợp. Với mong muốn đóng góp vào việc bảo vệ môi trường sống của con người, nâng cao chất lượng cuộc sống và bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng thì người hướng dẫn và học viên thực hiện đề tài này với hy vọng rằng sẽ thiết kế và chế tạo được hệ thống xử lý nước uống đóng chai cho các cơ sở sản xuất nước uống… bằng công nghệ plasma với yêu cầu đặt ra là nâng cao công suất xử lý, tiết kiệm năng lượng, hạn chế đến tối thiểu diện tích xây dựng, chi phí đầu tư xây dựng, duy trì, bảo dưỡng thấp, nước uống đạt tiêu chuẩn QCVN 6-1:2010/BYT.

   2.2 Khách thể và đối tượng nghiên cứu:

   Khách thể và đối tượng nghiên cứu của đề tài là thực trạng nguồn nước uống đóng chai hiện nay đang sử dụng các công nghệ cũ để xử lý nước dẫn đến tình trạng nước uống sau xử lý không đạt yêu cầu theo QCVN 6-1:2010/BYT, điều này gây nguy hại đến sức khỏe con người và cộng đồng.

   Nghiên cứu công nghệ lọc trao đổi ion, công nghệ plasma, và sự kết hợp hai công nghệ đến hiệu suất xử lý các chất theo QCVN 6-1:2010/BYT có trong nước uống.

   3. Giả thiết nghiên cứu:

   Nước đầu nguồn chứa các hợp chất hữu cơ và kim loại nặng sau khi qua lọc và trao đổi ion thì sẽ cho ra nước mềm.

   Vùng plasma có chứa các chất oxy hóa rất mạnh như HO^*, O^*, H^*, O₃, H₂O₂, sóng sung kích (shockware), tia cực tím (UV) và hiện tượng phá vỡ lên kết hóa học (vòng benzen) bởi các va chạm mạnh của các hạt mang điện (electron và ion) sẽ làm phá vỡ các thành phần hóa học độc hại và diệt vi khuẩn có trong nước.

               Điện áp, dòng điện, và thời gian xử lý càng tăng thì số lượng vi khuẩn có trong nước càng giảm.

   4. Nhiệm vụ nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:

               Công việc chính của luận văn này là nghiên cứu thực trạng nguồn nước uống đóng chai ở các cơ sở sản xuất trên địa bàn Tp. Hồ Chí Minh và tỉnh Đồng Nai và giới thiệu tổng quan về một số công nghệ xử lý nước uống đóng chai hiện nay, trên cở sở đó phân tích các ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý này sau đó đề xuất công nghệ xử lý mới – công nghệ lọc trao đổi ion và Plasma. Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ plasma, động lực học plasma, quá trình ion hóa và oxy hóa và phân hủy các tạp chất vô cơ, hữu cơ có trong nước thủy cục, chế tạo buồng plasma, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Xây dựng mô hình thực nghiệm, lấy mẫu nước thủy cục và tiến hành xử lý. Trên cở sở kết quả xử lý, đánh giá sự ảnh hưởng của điện áp, dòng điện, thời gian xử lý, tính toán các thông số cơ bản để thiết kế và chế tạo hệ thống, tính kinh tế cho hệ thống đã chọn và lắp đặt hệ thống tại một cơ sở sản xuất cụ thể.

   5. Phương pháp nghiên cứu:

   5.1.  Cơ sở phương pháp luận:

   Cơ sở của việc nghiên cứu đề tài là dựa trên những thành công của công nghệ lọc dựa trên công nghệ lọc hấp phụ trao đổi ion, hạt lọc không hấp thụ toàn bộ các vi chất trong nước mà xử lý một cách mềm dẻo giúp loại bỏ tạp chất, kim loại nặng, khử mùi Clo có trong nguồn nước thủy cục và từ việc dùng công nghệ plasma để xử lý nước thải. Plasma xảy ra tạo ra những chất oxy hóa rất mạnh như HO^*, O^*, H^*, O₃, H₂O₂ đồng thời tạo ra hiện tượng sóng xung kích (shockware), tia cực tím (UV) và hiện tượng phá vỡ lên kết hóa học (vòng benzen) bởi các va chạm mạnh của các hạt mang điện (electron). Tất cả các thành phần trên, chất oxy hóa mạnh, hiện tượng vật lý và động lực học của các hạt mang điện làm phá vỡ các thành phần hóa học độc hại.

   5.2.  Các phương pháp nghiên cứu cụ thể:

               Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu.

               Phương pháp phân tích đánh giá.

               Phương pháp thử nghiệm nhiều lần.

               Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia.   

   6. Tóm tắt:

   6.1.  Quy trình xử lý nước uống đóng chai bằng công nghệ lọc trao đổi ion kết hợp plasma: 

   Hình 1:  Quy trình xử lý nước uống đóng chai bằng công nghệ lọc trao đổi ion kết hợp plasma

   Hình 1 mô tả quy trình xử lý nước uống đóng chai bằng công nghệ plasma. Trong đó, nước đầu nguồn từ bể chứa (1) được bơm liên tục nhờ máy bơm (2) qua lọc than hoạt tính (3) với mục đích hấp thụ mạnh các loại chất nhờn, mùi và hữu cơ hòa tan. Than hoạt tính còn chứng tỏ được hiệu quả trong việc xử lý chất phóng xạ, asen và amoni. Nước sau khi được xử lý qua than hoạt tính sẽ tiếp tục được xử lý tiếp qua hệ thống làm mềm và trao đổi ion (4). Sau khi nước được làm mềm và trao đổi ion sẽ được đưa lên buồng điều áp (5) sau đó được điều chỉnh và ổn định lưu lượng nhờ đi qua van tiết lưu (6) trước khi đi vào buồng plasma (7). Plasma được tạo ra trong buồng nhờ nối với điện áp cao 10 - 40KV và tần số cao 20 - 65KHz từ mạch điều khiển dòng plasma (16) gồm bộ nguồn plasma và hệ thống điều khiển dòng plasma. Sau khi xử lý plasma xong, nước được đưa vào bồn chứa (8). Buồng plasma (7) gồm nhiều mô đun xử lý plasma đơn đặt song song nhau như hình cắt (I-I). Trong đó, mỗi một mô đun xử lý gồm hai ống có đường kính khác nhau(13,15), ống trong cao hơn ống ngoài, đặt đứng đồng trục nhau và điện cực (14) dọc thành ống và ôm sát thành ống ngoài. Nước được bơm vào ống trong(15) theo hướng từ dưới lên trên và chảy tràn ra ngoài thành ốngvà được nối với cực âm của nguồn plasma. Ống bên ngoài đóng vai trò là chất cách điện. Điện cực ngoài được nối với cực dương của nguồn plasma. Khi nước đi tới vùng của điện cực thì sẽ xảy ra sự phóng điện giữa hai điện cực, một điện cực là nước và một điện cực nhôm. Khoảng trống giữa hai điện cực là vùng tạo ra môi trường plasma. Trước khi qua phần chiết rót (12) nước sẽ qua buồng xử lý bằng tia cực tím (10) với mục đích chống nhiễm khuẩn sau xử lý, sau đó nước sẽ qua bộ phận lọc tinh (11) 0,2 µm để loại bỏ xác vi khuẩn (nếu có). Với định hướng thiết kế hệ thống xử lý nước uống đóng chai cho cơ sở sản xuất nhỏ lẻ nên  hệ thống được thiết kế với các thông số như bảng 1. Hệ thống xử lý hoàn thiện với lưu lượng 07 m³/ngày.

   Bảng 1 :Thông số của hệ thống xử lý nước uống đóng chai

   Lưu lượng xử lý: 01 - 07 m3/ngày	Công suất: P = 4.5 KW/h
   Nhiệt độ: 300 C – 400 C	Điện áp sử dụng: 220 V
   Kích thước: 4.0 x 2.0 x 2.5 m	Vật liệu: INOX
   Khối lượng: 200 Kg

    

   Sau khi đã xác định được quy trình xử lý, ta nhận thấy rằng phần quan trọng nhất là thiết kế bộ phận buồng plasma, cụ thể là các ống của buồng Plasma.

   6.2.  Thiết kế buồng plasma:

   6.2.1.      Thông số thiết kế:

                    -          Lưu lượng 07 m³/ngày.

                    -          Điện áp đầu vào: 220V

                    -          Điện áp đầu ra: 0 ÷ 40 KV

                    -          Tần số: 20 ÷ 65 KHz

                    -          Cường độ dòng điện: 0 ÷ 10 A

                    -          Nhiệt độ: 30⁰C – 40⁰C

   6.2.2.      Phương án thiết kế buồng plasma:

               Sau khi đưa ra nhiều phương án thiết kế buồng plasma và phân tích ưu nhược điểm của các phương án, cuối cùng ta chọn phương án thiết kế buồng plasma như hình 2.

    

   Hình 2: Phương án thiết kế buồng plasma

   Buồng xử lý plasma được thiết kế dựa trên các tiêu chí sau:

   o   Đảm bảo lưu lượng xử lý

   o   Độ an toàn cao

   o   Dễ dàng tháo lắp, điều chỉnh

   o   Giá thành thấp

   Để đáp ứng lưu lượng xử lý, buồng Plasma được thiết kế dạng module. Mỗi module xử lý plasma có cấu tạo và vai trò như nhau trong buồng xử lý plasma. Mỗi module với khả năng xử lý được một lưu lượng xác định nên có thể dễ dàng lựa chọn số lượng module để đáp ứng lưu lượng xử lý của toàn bộ hệ thống.

   Mỗi module có cấu tạo gồm hai ống thủy tinh thạch anh và ống inox hình trụ đặt đồng trục với khoảng cách giữa hai ống sao cho nhỏ nhất. Mục đích của ý đồ thiết kế này chính là đảm bảo năng lượng tổn hao là nhỏ nhất do hạn chế việc ion hóa không khí tồn tại giữa hai điện cực.

   Một thành phần quan trọng trong buồng xử lý plasma đó là biến áp cao áp. Với điện áp đầu ra của biến áp từ 0 - 40kV nên có thể gây ra phóng điện hồ quang dẫn tới cháy nổ hệ thống. Việc truyền tải dòng điện cao áp này cũng phải hết sức được chú ý. Biến áp cao áp cũng là một nguồn phát điện trường rất mạnh do đó có thể gây nhiễu tới bất cứ hệ thống điện điều khiển nào. Do đó việc bố trí biến áp cao áp ngay trong buồng xử lý plasma được tính tới. Bằng việc bố trí vị trí gần module xử lý plasma nên có thể rút ngắn quãng đường truyền tải, nâng cao độ an toàn cho hệ thống đồng thời việc đặt trong một không gian cách ly về điện trường nên có thể tránh nhiễu cho các thiết bị điều khiển đặt gần.

   Một yêu cầu kỹ thuật quan trọng trong hệ thống xử lý plasma này đó là độ chênh cột áp giữa các module xử lý plasma. Chính sự bất cân bằng hay độ chênh cột áp quá lớn giữa các module buồng plasma dẫn tới sự bất ổn định của hệ thống. Để giải quyết yêu cầu này, các module xử lý plasma được bố trí theo hàng với khoảng cách các module bằng nhau. Điều này có nghĩa là độ chênh cột áp giữa hai module kế tiếp nhau là một hằng số. Do đó việc canh chỉnh độ chênh cột áp giữa các module sẽ đơn giản hơn.

   6.3.  Tính toán và thiết kế hệ thống:

   6.3.1.      Chọn vật liệu cho hệ thống:

   Qua phương pháp thực nghiệm nhiều lần đã cho ta kết quả chọn vật liệu như sau:

   Ống inox nhỏ Ø = 13 mm: do tia Plasma không bắn xuyên qua và tiếp xúc trực tiếp với nước nên ta chọn thép không gỉ (inox 304).

   Ống thủy tinh lớn Ø = 25 mm: do ống thủy tinh được gắn điện cực bao quanh và tia Plasma mang năng lượng lớn bắn xuyên qua nên yêu cầu phải chịu được nhiệt độ và cách điện nên ta chọn vật liệu là thủy tinh thạch anh.

   Các chi tiết bằng kim loại còn lại ta chọn thép không gỉ (Inox 201 và 304) để tránh bị gỉ sét khi tiếp xúc với nước.

   Các chi tiết đường ống làm bằng nhựa PVC.

   6.3.2.      Tổng quan hệ thống:

               Hình 2 cho thấy hệ thống được thiết kế gồm 3 tầng, tầng 1 là buồng điều áp, tầng 2 là buồng plasma, tầng 3 là hệ thống điều khiển và bồn chứa.

    

   Hình 3: Tổng quan toàn bộ hệ thống

   6.3.3.      Khung hệ thống:

   Phần khung của hệ thống cần đáp ứng các yêu cầu sau:

             -            Đủ cứng vững để đỡ được buồng Plasma và buồng điều áp.

             -            Chịu được lực va đập từ mọi hướng mà không làm tác động đến các thiết bị bên trong.

        6.3.3.1.  Kích thước:

   Hình 4: Thiết kế phần khung của buồng Plasma

   Phần khung chế tạo bằng thép không gỉ 201 với kích thước 1200x520x800 mm. Phần khung gồm các thanh thép hộp 20x20 mm có kích thước như bản vẽ được hàn với nhau.

        6.3.3.2.  Tính toán độ bền khung:

   Kết cấu chịu lực ở buồng Plasma gồm 1 dầm được hàn cố định với khung.

    

    

   Hình 5: Chuyển vị trên dầm

    

   Hình 6: Ứng suất trên dầm

   Sau khi tính toán độ bền khung và so sánh với kết quả mô phỏng với phần mềm SolidWork ta được kết quả như bảng 2.

   Bảng 2: So sánh kết quả tính toán và mô phỏng

   Chỉ tiêu	Tính toán	Mô phỏng
   Lực cắt	600 N	549 N
   Chuyển vị	mm	4 mm

   Từ kết quả tính toán cũng như mô phỏng khi so sánh thì mô hình đủ bền, có thể tối ưu hóa thêm về mặt kết cấu để giảm vật liệu.

   6.3.4.      Lưu lượng nước qua hệ thống:

   Thực hiện làm thí nghiệm nhiều lần bằng cách thay đổi lưu lượng nước qua hệ thống và đo đạt kết quả thí nghiệm thì nhận thấy với lưu lượng 0,7 lít/phút/ống  thì thí nghiệm cho kết quả tốt nhất => lưu lượng qua cả hệ thống (gồm 10 bộ ống): Q = 0.7 x 60 x 18 x 10 = 7560 lít/18h => đáp ứng yêu cầu 07 m³/ngày.

   6.3.5.      Công suất máy bơm:

   Công suất của máy bơm:

   Trong đó:  

   Q: Lưu lượng nước. Q = 0,42 m³/h

   r_g : Khối lượng riêng của nước, r_g ~ 1000 kg/m³

   : Hiệu suất của máy bơm, = 0,8

   g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s²

   H: Cột áp của bơm, H = 2,2 m

   Þ N = 3,15x 10^-3 KW = 3,15 W

   Công suất thực của máy bơm: 

   N^’ = 1,5 N = 1,5 3.15 = 4.725 W

               Vì nước phải đi qua cột lọc than hoạt tính và cột trao đổi ion nên lưu lượng và áp suất bị giảm đáng kể do đó ta phải chọn bơm cao áp có công suất cao 200W.

    

   6.3.6.      Khoảng cách giữa hai điện cực:

   Để quá trình phóng điện xảy ra thì cường độ điện trường phải đủ mạnh để làm ion hóa chất khí, biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và electron tự do.

   Ta có công thức tính cường độ điện trường:

   Trong đó:

   q: độ lớn điện tích.

   : độ điện thẩm chân không.

   : hằng số điện môi của môi trường.

   r: khoảng cách từ điện tích đến điểm ta xét.

   Với cường độ điện trường này, một điện tích khác nằm trong nó sẽ chịu lực điện tỷ lệ với tích hai điện tích và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách.

   Bảng 3 : Điều kiện để tạo ra tia lửa điện

   Hiệu điện thế U (V)	Khoảng cách giữa hai cực (mm)
   	Cực phẳng	Mũi nhọn
   20.000	6.1	15.5
   40.000	13.7	45.5
   100.000	36.7	220
   200.000	75.3	410
   300.000	114	600

   Bộ ống xử lý gồm một ống inox và một ống thủy tinh thạch anh đặt đồng trục Ø = 25 mm (dày 2 mm) và Ø = 13 mm   => khoảng cách giữa hai điện cực:

    

    

   6.3.7.      Bộ nguồn plasma:

   6.3.7.1       Mạch điều chế độ rộng xung:

   Hình 7: Mạch điều chỉnh độ rộng xung

        6.3.7.2.  Mạch điều chỉnh tần số và điện áp:

   Hình 8: Mạch hiệu chỉnh tần số và điện áp

   6.4. Tiến hành thí nghiệm:

   6.4.1.      Thiết bị thí nghiệm:

                

   Hình 9: Mạch tạo dòng Plasma

   Hình 10 : Biến áp vô cấp

   Hình 11 : Biến áp cao áp flyback

   Hình 12 : Mô hình thí nghiệm

    

    

   6.4.2.      Tiến hành thí nghiệm:

               Các chỉ tiêu cần thí nghiệm như trong bảng 1.1 và bảng 1.2.   

   Tiến hành thí nghiệm nước được bơm từ bồn chứa qua cột lọc than hoạt tính  và cột lọc trao đổi ion. Sau đó nước tiếp tục qua buồng Plasma để xử lí tiếp với lưu lượng 0.7l/phút/ống, kích hoạt mạch tạo dòng Plasma, điện áp đầu vào 110 ÷ 220V, tần số 20 ÷ 65 KHz, dòng thay đổi từ 1 – 4A và thay đổi thời gian xử lý. Các mẫu được lấy 2 mẫu/lần và được bảo quản trước khi đưa đi phân tích bởi viện Pasteur, trung tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng 3 (Quatest 3) và trung tâm Y tế dự phòng tỉnh Đồng Nai theo tiêu chuẩn QCVN 6:1-2010/BYT.

   6.4.2.1.Sự ảnh hưởng của điện áp đầu ra đến kết quả xử lý:

   v  Phương pháp thí nghiệm :

   Tiến hành thí nghiệm với lưu lượng 0.7l/phút/ống, chọn tần số, độ rộng xung sao cho plasma phát tốt nhất và giữ giá trị tại đó.

   Tiến hành lấy mẫu đi xét nghiệm và đánh giá kết quả.

   v  Kết quả thí nghiệm :

   Hình 13thể hiện sự ảnh hưởng của điện áp đầu ra đến kết quả xử lý E.coli & Coliforms tổng số, trực khuẩn mủ xanh, bào tử vi khuẩn và khuẩn đường ruộtvới lưu lượng xử lý là 0.7l/phút/ống, dòng điện 1A. Khi bắt đầu phóng tia Plasma lúc này điện áp đang là 10 kV, số lượng vi khuẩn E.coli & Coliforms tổng số, bào tử vi khuẩn,  khuẩn đường ruột giảm nhanh, tuy nhiên với vi khuẩn mủ xanh thì số lượng giảm chưa đáng kể. Nhưng khi tăng điện áp từ 10 – 20 kV thì vi khuẩn mủ xanh giảm từ 140 → 5. Tiếp tục tăng điện áp lên 22 kV thì nhận thấy số lượng vi khuẩn mủ xanh không đổi. Kết thúc thí nghiệm. Tuy nhiên với kết quả như vậy vẫn chưa đạt theo tiêu chuẩn QCVN 6:1-2010/BYT. Từ kết quả trên ta có thể thấy rằng điện áp đầu ra ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xử lý, vì khi điện áp tăng, quá trình oxy hóa xảy ra mạnh hơn do điện trường lớn kéo theo nồng độ các chất oxy hóa trong môi trường nước lớn hơn kết quả là quá trình xử lý  nhanh hơn.

    

   Hình 13: Ảnh hưởng của điện áp đầu ra đến kết quả xử lý

         6.4.2.2.  Sự ảnh hưởng của dòng điện đến kết quả xử lý :

   Tiến hành thí nghiệm với lưu lượng được giữ nguyên 0.7l/phút/ống, điện áp đầu vào 220V, điện áp đầu ra 20 kV và thay đổi dòng điện từ 1 – 4 A. Chọn tần số, độ rộng xung sao cho plasma phát tốt nhất và giữ giá trị tại đó.

   Hình14thểhiện sự ảnh hưởng của dòng điện đến kết quả xử lý E.coli & Coliforms tổng số, trực khuẩn mủ xanh, bào tử vi khuẩn và khuẩn đường ruột. Khi bắt đầu phóng tia Plasma lúc này dòng điện 1A, số lượng vi khuẩn E.coli & Coliforms tổng số, bào tử vi khuẩn, khuẩn đường ruột giảm nhanh tuy nhiên với vi khuẩn mủ xanh thì số lượng có giảm nhưng chưa đáng kể. Nhưng khi tăng dòng điện từ 1 – 2A thì vi khuẩn mủ xanh giảm từ 140 → 3. Tiếp tục tăng dòng điện lên 2,2A thì nhận thấy số lượng vi khuẩn mủ xanh không đổi. Kết thúc thí nghiệm. Tuy nhiên với kết quả như vậy vẫn chưa đạt theo tiêu chuẩn QCVN 6:1-2010/BYT. Từ kết quả trên ta có thể thấy rằng dòng điện cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình xử lý, vì khi tăng dòng điện dẫn đến tốc độ di chuyển của các hạt nguyên tử trong môi trường plasma lớn nên quá trình oxy hóa xảy ra nhanh do đó quá trình xử lý cũng nhanh hơn.

    

   Hình 14 : Ảnh hưởng của dòng điện đến kết quả xử lý

   6.4.2.3 Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến kết quả xử lý :

   Tiến hành thí nghiệm với lưu lượng được giữ nguyên 0.7l/phút/ống, điện áp đầu vào 220V, điện áp đầu ra 20 kV, dòng điện 2A và thay đổi thời gian xử lý từ 0,04 – 0,14s. Chọn tần số, độ rộng xung sao cho plasma phát tốt nhất và giữ giá trị tại đó.

               Hình 15 là ảnh hưởng của thời gian xử lý đến kết quả xử lý E.coli & Coliforms tổng số, trực khuẩn mủ xanh, bào tử vi khuẩn và khuẩn đường ruột. Ứng với thời gian xử lý là 0,04s thì số lượng vi khuẩn E.coli & Coliforms, bào tử vi khuẩn, khuẩn đường ruột giảm nhanh tuy nhiên vi khuẩn mủ xanh số lượng giảm chưa đáng kể nhưng khi kéo dài thời gian xử lý lên 0,14s thì tất cả vi khuẩn bị tiêu diệt hoàn toàn. Từ đó ta thấy, ngoài sự ảnh hưởng của điện áp và dòng điện thì thời gian xử lý cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến kết quả xử lý. Tương ứng với cùng mức năng lượng xử lý, thời gian xử lý càng lâu thì kết quả xử lý càng tốt.