Thiết bị liên hợp ôxy-ozon khử khuẩn, nấm mốc quy mô công nghiệp

Máy phát ozon của BKIDT

Thiết kế chế tạo thiết bị liên hợp ôxy-ozon công suất lớn là giải pháp hiệu quả cao và an toàn nhằm ứng dụng khử khuẩn, nấm mốc trong môi trường nước và không khí quy mô công nghiệp.

Đề tài, do nhóm kỹ sư thuộc Công ty cổ phần Công nghiệp và Dịch vụ Khoa học kỹ thuật Bách khoa (BKIDT) thực hiện, đã nhận giải nhì Giải thưởng Sáng tạo Khoa học công nghệ Việt Nam - Vifotec năm 2018 trong lĩnh vực công nghệ vật liệu.

Tính sáng tạo của đề tài

Lần đầu tiên ở Việt Nam, nhóm kỹ sư BKIDT đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy phát ôxy bằng phương pháp hấp phụ nitơ (PSA) công suất 5-15 lít/giờ, ôxy dùng làm khí dưỡng (khí đầu vào) cho các máy phát ozon làm tăng hiệu suất phát ozon và tăng độ sạch của ozon.

Ngoài ra, ôxy chế tạo bằng phương pháp hấp phụ nitơ có thể dùng trong các bệnh viện và các mục tiêu khác.

Nhóm tác giả cũng thiết kế, chế tạo thành công máy phát ozon công suất lớn (50-200 gam ozon/giờ) ứng dụng trong các quy trình công nghiệp.

Bên cạnh đó, nhóm tác giả còn xây dựng quy trình khử khuẩn, nấm mốc trong nước bằng ozon và áp dụng để vệ sinh các bể bơi công cộng, tháp làm lạnh hoặc các trang trại nuôi trồng thủy sản; xây dựng quy trình khử khuẩn, nấm mốc trong không khí bằng ozon để áp dụng trong việc bảo quản, chế biến thực phẩm, nhà máy dược phẩm... làm tăng mức độ an toàn thực phẩm và thuốc cho cộng đồng.

Đề tài đã đề xuất rất nhiều giải pháp kỹ thuật (vấn đề cách điện, kỹ thuật làm mát bằng cả nước và không khí, vấn đề chống phá hủy ozon, tăng độ bền của máy, vấn đề đo lường ozon...)

Mặt khác, đề tài áp dụng hợp lý các vật liệu tiên tiến để tăng độ bền và hiệu suất các thiết bị ozon, cụ thể là sử dụng vật liệu nano xeolit hấp phụ trong máy phát ôxy, sử dụng thạch anh thay thủy tinh, sử dụng các vật liệu polime và thép austenit, ferit, teflon kháng ozon, sử dụng keo graphit dẫn điện, sử dụng epôxy cách điện...).

Đề tài cũng đưa ra các thông số đánh giá độ ô nhiễm vi sinh của nước, không khí bằng cách phân tích quá trình phân hủy ozon, bởi ozon là chất ôxy hóa mạnh, rất thân thiện môi trường do ozon tự hủy và có chu kỳ bán rã ngắn (2O3 đến 3O2).

Kỹ sư Lê Cao Cường, Chủ nhiệm đề tài, cho biết: "Trong quá trình 10 năm nghiên cứu, tôi và các cộng sự đã thiết kế chế tạo hoàn chỉnh thiết bị tách ôxy trong không khí bằng phương pháp áp suất-hấp phụ (PSA) sử dụng vật liệu tiên tiến Nano Zeolit. Ngoài ra, chúng tôi đã chế tạo thành công các loại mạch công suất, biến áp cao áp và ống phát ozon công suất từ 3-200 g/giờ sử dụng những vật liệu tiên tiến kháng ozon."

"Đối với ống phát ozon 50-200g sử dụng giải pháp kỹ thuật “nhiều trong một," mục đích của chúng tôi là thu nhỏ kích thước ống phát ozon, mở rộng không gian (diện tích) phóng điện hào quang nhờ đó tăng công suất phát ozon. Một đường nước làm mát toàn bộ các ống phát nhỏ làm cho thiết kế nhỏ gọn mà vẫn tạo ra công suất lớn," kỹ sư Lê Cao Cường cho biết.

Hiệu quả kinh tế-xã hội

Theo giáo sư, tiến sỹ Nguyễn Hoàng Nghị (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội), trong những năm 2002-2015, nhiều đơn vị trong nước (trong đó có Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) đã nghiên cứu công nghệ ozon, sản xuất và ứng dụng thành công loại máy tạo khí ozon nhưng công suất còn nhỏ. Vì vậy, sản phẩm chỉ dùng cho các hộ gia đình, các bếp ăn tập thể, các cơ sở sản xuất nước sạch đóng chai công suất nhỏ... chứ chưa đưa vào áp dụng để xử lý những bài toán quy mô công nghiệp.

Công nghệ được triển khai trong đề tài này là công nghệ mang tính hoàn thiện, công nghệ công nghiệp với sự kết hợp đầu vào là khí ôxy được làm giàu lên tới hơn 90%.

"Đây là mô hình sản xuất máy ozon công nghiệp được áp dụng ở nhiều nước tiên tiến. Tuy nhiên, các hệ thống ozon công suất lớn của nước ngoài có giá thành rất cao. Nếu chúng ta làm chủ, hoàn thiện được công nghệ và thực hiện sản xuất trong nước thì chúng ta sẽ cạnh tranh được giá thành của máy ngoại nhập (giảm tới 50% giá thành). Ngoài ra, hệ thống do chúng ta sản xuất còn thích ứng được với khí hậu khắc nghiệt của Việt Nam. Chính vì thế, sản phẩm của đề tài đã được các công ty, tập đoàn lớn trong nước tin dùng và đánh giá cao, có thể kể đến như Vingroup, FLC, Traphaco, Hanvet, Merap...," giáo sư, tiến sỹ Nguyễn Hoàng Nghị nhấn mạnh.

Đại điện Tập đoàn Vingroup cho rằng đề tài có ý nghĩa thực tiễn, thiết kế thành công máy liên hiệp ôxy-ozon công suất lớn tạo thêm một phương pháp diệt khuẩn hiệu quả và thân thiện môi trường cho cả môi trường nước và không khí với công suất đủ lớn (100gam - 200gam/h) phục vụ các mục tiêu khử khuẩn cho các công trình công cộng như bể bơi, ao nuôi thủy sản, các xí nghiệp dược phẩm.

Quy mô sản xuất của đề tài là đáng kể để nghiên cứu các quá trình ozon hóa và khử khuẩn nấm mốc. Các kết quả đã được gửi tới các tạp chí khoa học. Kết quả nghiên cứu, ứng dụng và triển khai của đơn vị cũng thể hiện rõ tính cấp thiết và hiệu quả kinh tế xã hội.

Đánh giá cao đề tài, tiến sỹ Trần Danh Lợi, Phó Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, cho rằng nhóm nghiên cứu không chỉ nghiên cứu công nghệ sản xuất máy ozon công suất cao mà còn hoàn thiện công nghệ xử lý nước bằng khí ozon quy mô công nghiệp ở Việt Nam nhằm cung cấp cho thị trường sản phẩm thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe người sử dụng.

Hơn nữa, đề tài còn đưa đến những ứng dụng mang tính thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu và công nghệ xử lý nước trong tương lai gần./.

Lý Thanh Hương (TTXVN/Vietnam+)