Đánh giá hiệu suất lọc của thiết bị lọc R.O cải tiến đối với một số nguồn nước mặt trong tự nhiên

Nội dung text: Đánh giá hiệu suất lọc của thiết bị lọc R.O cải tiến đối với một số nguồn nước mặt trong tự nhiên

1. TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 6-2014 ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT LỌC CỦA THIẾT BỊ LỌC R.O CẢI TIẾN ĐỐI VỚI MỘT SỐ NGUỒN NƢỚC MẶT TRONG TỰ NHIÊN Nguyễn Minh Tuấn*; Trần Thế Tăng**; Nguyễn Minh Chính* TÓM TẮT Nghiên cứu cải tiến máy lọc nước R.O, bao gồm rút gọn kích thước, giảm bớt lõi lọc, có thể mang vác trong điều kiện dã ngoại, công suất phù hợp, đáp ứng nhu cầu nước dùng trong pha chế. Một số mẫu nước khác nhau trong tự nhiên được lọc qua máy lọc nước R.O cải tiến đều đạt các chỉ tiêu về màu sắc, độ đục, amoni, chất khử, kim loại nặng, coliform, feacalcoliform theo quy chuẩn kỹ thuật về nước sạch của Bộ Y tế. Có thể sử dụng nước từ thiết bị lọc R.O cải tiến để điều chế nước cất làm dung môi pha chế thuốc trong điều kiện dã chiến từ nhiều nguồn nước trong tự nhiên. * Từ khóa: Máy lọc nước R.O cải tiến; Nguồn nước. INNOVATING R.O FILTER TO MAKE CLEAN WATER FOR MEDICINE MAKING UP FROM SOME NATURAL WATER SUMMARY Study to innovate commonly used RO water filtering machine included downsizing, lessening filter cores, enabling the machine to be portable in field conditions and to have capacity suitable with water demand for medicine making up. After being filtered through R.O water filter, various sources of natural water meet such standards as color, opacity, ammoniac, turbidity, reductant, heavy metals, coliform, feacalcoliform as per the technical specifications on clean water by the Ministry of Public Health. Water filtered by RO machine can be used to make distilled water to work as solvent for medicine making up in field conditions, or solvent to make up outside applied medicine, swallowing medicine. * Key words: Innovated R.O water filter; Water source. ĐẶT VẤN ĐỀ Do điều kiện hoạt động quân sự, các tuyến và cơ sở y tế gần khu vực chiến sự Pha chế dung dịch tiêm truyền (DDTT) thường xuyên phải di chuyển và bố trí tại trong điều kiện dã ngoại (ĐKDN), là một những vị trí trọng yếu, điều kiện sinh hoạt hoạt động chuyên môn không thể thiếu, khó khăn, nhất là nguồn nước. Trong khi nhằm đáp ứng nhu cầu dịch truyền tại chỗ đó, mức độ ô nhiễm nước tại Việt Nam trong chiến tranh. đang ngày càng gia tăng, gây ảnh hưởng * Học viện Quân y ** Cục Quân y Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Minh Tuấn (nguyenmtuan63@gmail.com) Ngày nhận bài: 16/06/2014; Ngày phản biện đánh giá bài báo: 04/08/2014 Ngày bài báo được đăng: 11/08/2014 19
2. TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 6-2014 cho sức khỏe con người từ chất thải sinh - Thiết bị đo độ đục, hoá chất, thuốc thử, hoạt, hóa chất trong sản xuất nông nghiệp, môi trường nuôi cấy vi sinh vật, dụng cụ rác thải công nghiệp và làng nghề. đạt tiêu chuẩn PA. Trong những năm gần đây, thiết bị lọc 2. Phƣơng pháp nghiên cứu. R.O (reverse osmosis) đang được dùng phổ * Thống kê, phân tích, lựa chọn cải tiến biến trong các gia đình, cơ quan, trường học, thiết bị lọc R.O: doanh nghiệp để đáp ứng nhu cầu nước - Thu gọn kích thước vỏ máy, loại bỏ sạch trong sinh hoạt, trong sản xuất, do khả những chi tiết không cần thiết để có một năng loại bỏ các chất có hại, vi sinh vật thiết bị lọc R.O cải tiến với kích thước và của thiết bị lọc R.O. Hiện chưa có nghiên khối lượng phù hợp. cứu cải tiến thiết bị này để xử lý các nguồn - Lựa chọn các lõi lọc phù hợp với mục nước trong tự nhiên, phục vụ cho việc đích sử dụng trong ĐKDN. pha chế thuốc ở những cơ sở y tế khi có Kết quả cần đạt: kích thước, khối lượng, chiến tranh. số lượng lõi lọc của thiết bị R.O cải tiến. * Đánh giá chất lượng nước lọc qua thiết VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP bị R.O cải tiến theo phương pháp của Viện NGHIÊN CỨU Y học Dự phòng Quân đội về các chỉ tiêu: 1. Vật liệu nghiên cứu. - Cảm quan: màu sắc; mùi vị. - Thiết bị lọc R.O công suất 20 lít/giờ - Vật lý, hóa học: độ đục; pH; hàm lượng đang có trên thị trường, nguồn nước mặt 2- + - nitrit (NO ); amoni (NH4 ); clorid (Cl ); sắt; (giếng, ao, hồ) tự nhiên tại xã Hoà Sơn độ cứng; các chất hữu cơ (độ ô xy hóa - (Lương Sơn - Hoà Bình) và xã Chí Đám OXH); kim loại nặng. (Đoan Hùng - Phú Thọ). - Vi sinh vật: coliform, feacal coliform. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 1. Kết quả nghiên cứu cải tiến thiết bị lọc R.O. Bảng 1: Kết quả nghiên cứu cải tiến kích thước, khối lượng thiết bị lọc R.O. Kích thước Khối lượng Công suất Bình Tiêu thụ (cm) (kg) lọc (l/h) chứa điện Máy lọc R.O đang có (n = 20) 34 x 45,1x 96,7 23,96 20 Có 24 w Máy lọc R.O cải tiến 25 x 35 x 58 11,0 20 Không 24 w - Kích thước thiết bị lọc R.O cải tiến đã rút gọn chiều dài 10 cm (35/45 cm), chiều rộng 8 cm (25/33 cm), chiều cao 47 cm (58/115 cm). - Khối lượng thiết bị lọc R.O cải tiến bằng 44,9% (11 kg/23,96 kg) so với máy lọc nước R.O cùng công suất đang có, do đã thu gọn kích thước, không dùng bình chứa nước, giảm số lượng lõi lọc. 20
3. TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 6-2014 Việc thu gọn kích thước, giảm khối lượng những giảm khối lượng của máy, mà còn của máy giúp việc đóng gói, di chuyển tiết kiệm kinh phí sản xuất. thuận tiện, có thể mang vác trên địa hình Như vậy, nghiên cứu thu gọn kích thước khó khăn, không có phương tiện cơ giới. bên ngoài, bỏ bớt thiết bị không cần thiết, lựa chọn lõi lọc phù hợp, công suất thích Thiết bị lọc R.O có công suất 20 lít/giờ, hợp với nhu cầu sử dụng nước đã có được có thể lọc được 350 - 400 lít nước/24 giờ, một thiết bị lọc R.O cải tiến phù hợp cho đáp ứng đủ nhu cầu nước phục vụ pha tuyến y tế cơ sở. chế ở trạm quân y, đội điều trị và các đơn vị tương đương. Thiết bị lọc R.O tiêu thụ điện năng thấp (24w), cả 2 nguồn điện (AC/DC) đều dùng được. Với một ắc quy 24V/1,2A, thiết bị đã lọc được > 400 lít nước sạch từ nước giếng khoan mới hết điện. Bảng 2: Lựa chọn lõi lọc cho thiết bị R.O cải tiến. 1 2 3 4 5 6 7 Thiết bị lọc R.O đang có x x x x x x x Thiết bị lọc R.O cải tiến 0 x x x 0 0 0 (Ghi chú: x: chọn; o: không chọn). Thiết bị R.O cải tiến chỉ lựa chọn 3/7 lõi lọc lắp trong máy lọc nước R.O đang có trên thị trường, đó là lõi số 2, lõi số 3 và số 4: - Các lõi lọc số 2, 3 được lựa chọn để loại trừ cặn cơ học, có kích thước lớn (≥ 1 mcm), màu, mùi vị, một số hóa chất, vi sinh vật trong nước làm cho nước trở nên sạch hơn trước khi qua màng R.O. - Lõi số 4 bắt buộc phải có tất cả các thiết bị lọc R.O, vì đây chính là màng R.O, quyết định chất lượng nước. - Các lõi lọc 5, 6, 7 không chọn để lắp, vì đây là những thiết bị có vai trò tạo khoáng, sát khuẩn nước, mà mục tiêu chỉ cần tạo ra nước sạch, nước này còn phải trải qua quá trình cất mới dùng để pha chế thuốc. Giảm bớt các lõi lọc này không 21
4. TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 6-2014 Hình 1: Nhìn bên ngoài thiết bị lọc R.O. (Bên trái: thiết bị đang bán trên thị trường; bên phải: thiết bị cải tiến). Hình 2: Cấu tạo bên trong thiết bị lọc R.O công suất 20 lít/giờ. (Bên trái: thiết bị đang có trên thị trường; bên phải: thiết bị cải tiến). 2. Hiệu suất lọc của thiết bị lọc R.O cải tiến. Bảng 3: So sánh thay đổi các chỉ tiêu cảm quan, vật lý, hóa học trong nước trước và sau khi qua thiết bị lọc R.O cải tiến (n = 21). C h Ø Đ¬ n T r • í c Sau K Õ t Màu Không màu Đạt yêu cầu Mùi, vị Không mùi Đạt yêu cầu Độ đục NTU 3,30 ± 1,69 1,08 ± 0,37 t = 5,80 > tα/2 = 3,85; p = 0,001 pH 6,957 ± 0,166 6,952 ± 0,116 Ít thay đổi Amoni mg/l 1,59 ± 1,49 0,58 ± 0,17 t = 5,80 > tα/2 = 3,85; p = 0,05 Nitrit mg/l 0,36 ± 0,41 0,09 ± 0,10 t = 2,77 > tα/2 = 2,09; p = 0,05 Sắt mg/l 0,12 ± 0,09 0,07 ± 0,079 t = 2,70 > tα/2 = 2,08; p = 0,05 Độ cứng mg/l 138,10 ± 45,06 62,71 ± 26,65 t = 5,83 > tα/2 = 3,85; p = 0,001 22
5. TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 6-2014 Clorid mg/l 25,70 ± 16,96 9,74 ± 6,94 t = 3,47 > tα/2 = 2,08; p = 0,05 Độ OXH mg/l 3,61 ± 2,09 1,36 ± 0,33 t = 4,57 > tα/2 = 3,85; p = 0,001 - Sau khi lọc qua thiết bị R.O cải tiến, màu sắc, mùi vị của nước đạt quy chuẩn nước sạch về mặt cảm quan. - Các chỉ tiêu lý, hóa học khác (độ đục, amoni, nitrit, sắt, độ cứng, độ OXH) đều thay đổi có ý nghĩa thống kê so với trước và sau khi lọc qua R.O. Kết quả này phù hợp với công bố của các doanh nghiệp sản xuất, kinh doanh thiết bị lọc nước R.O về khả năng loại bỏ tạp chất có trong nước. Có 3 chỉ tiêu của một số nguồn nước trước khi lọc qua thiết bị R.O cải tiến cao hơn quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước sinh hoạt của Bộ Y tế (QCVN 01: 2009/BYT) là độ đục, amoni, độ OXH, sau khi lọc đã đạt và thấp hơn quy định của QCVN (độ đục 1,08/2; amoni 0,58/3,00; độ OXH 1,36/2). Đây đều là những chỉ tiêu khó loại trừ khi tiến hành điều chế nước cất. Nước đục có thể làm trong nước bằng cách để lắng tự nhiên hoặc dùng phèn chua, nhưng các tạp chất hữu cơ và amoni khó hơn nhiều, vì chúng đều bị phân hủy bởi nhiệt, bay theo hơi nước và khi gặp lạnh hòa tan trở lại vào nước cất, làm cho nước cất không đạt. Thiết bị R.O cũng không loại trừ tuyệt đối các chất hữu cơ, amoni, nhưng với lượng tồn tại trong nước ở mức độ cho phép, việc loại trừ khi điều chế nước cất dễ hơn nhiều. Bảng 4: So sánh thay đổi các chỉ tiêu sinh vật trong nước trước và sau khi qua thiết bị lọc R.O cải tiến. ChØ Đ¬ n T r •c í S a u q u a Coliform Mẫu nước có Coliform 15 0 Feacal coliform Mẫu nước có Feacal coliform 13 0 Các mẫu nước có Coliform, Feacal coliform trước khi lọc, sau khi lọc qua R.O đều bị loại bỏ hết. Vi sinh vật tồn tại trong nước sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng nước cất, nhất là vi khuẩn sinh ra nội độc tố, một chất không được phép có trong nước cất pha tiêm. Nếu xử lý nước bằng kỹ thuật thường quy (phèn chua, thuốc tím) không đảm bảo loại trừ hoàn toàn. Bảng 5: Kết quả đánh giá chất lượng nước theo khối lượng nước được lọc qua thiết bị R.O cải tiến. Đơn vị: lít K h è i l • î n g l ä c 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000 X ± SD TT Màu Không Không Không Không Không Không Không Không Không Không Mùi, vị Không Không Không Không Không Không Không Không Không Không 1,5 ± 0,52; Độ đục 2 2 2 1 1 1 2 2 1 1 t = 0 < tα/2 = 32,26; p = 0,05 6,94 ± 0,23; pH 6,8 7,2 6,6 7,2 7,2 7,0 7,0 6,6 6,8 7,0 t = 1,21 < tα/2 = 2,10; p = 0,05 0,37±0,12; Amoni 0,50 0,45 0,25 0,30 0,35 0,55 0,45 0,25 0,35 0,20 t = 0,13 < tα/2 = 2,26; p = 0,05 0,32 ± 0,07; Nitrit 0,40 0,25 0,45 0,35 0,40 0,30 0,25 0,25 0,25 0,30 t = 0 < tα/2 = 2,10; 23
6. TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 6-2014 p = 0,05 0,18 ± 0,062; Sắt 0,10 0,15 0,25 0,10 0,15 0,20 0,15 0,25 0,20 0,25 t = 1,50 < tα/2 =2,26; p = 0,05 70,90 ± 7,70; Độ cứng 76 86 74 65 68 76 66 58 72 68 t = 5,80 > tα/2 = 4,78; p = 0,001 26,67±5,42; Clorid 23,8 20,4 28,60 36,20 22,70 20,50 22,70 30,60 28,80 32,40 t = 6,20 > tα/2 = 2,26; p = 0,05 1,74 ± 0,23; Độ OXH 1,96 1,60 1,96 1,92 1,44 1,60 1,60 1,96 1,92 1,40 t = 0,05 < tα/2 = 4,78; p = 0,001 Các chỉ tiêu độ đục, pH, amoni, nitrit, sắt không biến đổi khác biệt khi thiết bị R.O cải tiến lọc được 4.000 lít nước. Các chỉ tiêu độ cứng và clorid thay đổi có khác biệt, đạt yêu cầu QCVN - 01. Những kết quả này hoàn toàn phù hợp với công bố về khả năng lọc sạch nước của các cơ sở chế tạo màng R.O và sản xuất thiết bị lọc R.O trong và ngoài nước. KẾT LUẬN Thông tư số: 04/2009/TT - BYT, ngày 17/6/2009 của Bộ trưởng Bộ Y tế. 2009. * Kết quả nghiên cứu cải tiến thiết bị R.O: 2. Bộ Quốc phòng, Cục Quân y, Viện Y học Đã thu gọn về kích thước, giảm khối Dự phòng Quân đội. Phương pháp lấy mẫu lượng, công suất, lựa chọn lõi lọc phù hợp nước để xét nghiệm một số chỉ tiêu và lấy mẫu với yêu cầu chất lượng nước, phục vụ pha nước. 2008. chế thuốc trong ĐKDN. 3. Bộ môn Vệ sinh - Y học dự phòng Quân sự, Học viện Quân y. Giáo trình thực hành vệ * Kết quả đánh giá chất lượng nước của sinh học chung và vệ sinh học quân sự, 1993, thiết bị R.O cải tiến: tr.79-131. Nước sau khi lọc qua thiết bị R.O cải 4. Lê Trung & CS. Thường quy kỹ thuật. tiến vẫn đạt yêu cầu về cảm quan, các chỉ NXB Y học. 2001, tr.573-667. tiêu vật lý, hoá học, vi sinh vật theo Quy 5. Anne Marie Helmenstine. What is reverse chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN-01 về nước osmosis and how does it work?. 2011/08/10. ăn uống của Bộ Y tế. 6. John Lindquist. University of Wisconsin - Madison, Departement of Bacteriology. The Most TÀI LIỆU THAM KHẢO Proable Number Method, on 07/15/2008. 1. Bộ Y tế - QCVN 01: 2009/BYT. Quy chuẩn 7. WHO, Geneve. Guidelines for dringking kỹ thuật quốc gia nước sinh hoạt. Ban hành theo water quality. 1996. 24