Ứng dụng plasma lạnh để xử lý nước: tổng hợp tài liệu

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 1 21 
ỨNG DỤNG PLASMA LẠNH ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC: TỔNG HỢP TÀI LIỆU 
THE USE OF COLD PLASMA FOR WATER TREATMENT - A REVIEW 
Nguyễn Văn Dũng, Đặng Huỳnh Giao 
 Trường Đại học Cần Thơ; nvdung@ctu.edu.vn 
Tóm tắt - Công nghệ plasma lạnh đã được nghiên cứu và ứng 
dụng thành công trong lĩnh vực xử lý nước trên thế giới và gần đây 
công nghệ này đã thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học 
ở Việt Nam. Plasma lạnh thông thường được tạo ra do sự phóng 
điện ở điện áp cao. Phóng điện màn chắn và phóng điện vầng 
quang là hai phương pháp khả thi nhất có thể ứng dụng vào thực 
tế. Công nghệ plasma lạnh cho thấy có khả năng diệt khuẩn cao, 
phân rã hợp chất hữu cơ và xử lý kim loại nặng. Bài báo này tổng 
hợp các phương pháp tạo plasma lạnh, sự tương tác giữa plasma 
và nước cần xử lý, và các kết quả nghiên cứu cũng như tác động 
phụ của công nghệ này. Ngoài ra, bài báo cũng giới thiệu mô hình 
sẽ được nghiên cứu và phát triển. 
Abstract - Cold plasma for water treatment has been studied and 
successfully applied to water treatment in the world and has 
attracted scientists in Vietnam in recent years. Cold plasma is 
normally generated with electric discharges in high voltage. 
Dielectric barrier discharges and pulsed corona discharges are the 
most feasible methods. Cold plasma technology has shown to 
efficiently destroy bacteria, decompose organic compound and 
deal with heavy metals. This paper reviews the methods of 
generating cold plasma, interaction between cold plasma and 
water, research achievements as well as unexpected impacts. 
In addition, this paper also introduces an experimental model being 
studied and developed in the near future. 
Từ khóa - plasma lạnh; xử lý nước; cao áp; phóng điện màn chắn; 
phóng điện vầng quang 
Key words - cold plasma; water treatment; high voltage; dielectric 
barrier discharges; pulsed corona discharges 
1. Đặt vấn đề 
Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) gồm 13 tỉnh và 
thành phố với tổng số dân gần 18 triệu người, chiếm 20% 
dân số cả nước, trong đó khoảng 80% dân số sống ở nông 
thôn. Hiện nay, tại một số vùng nông thôn của ĐBSCL 
không có nước sinh hoạt đạt quy chuẩn nước sạch. Tỉ lệ 
người dân chưa có nước sinh hoạt đạt QCVN02:2009/BYT 
chiếm khoảng 63% 1. Đa phần các hộ dân sử dụng trực 
tiếp nguồn nước mặt bị ô nhiễm từ sông và kênh rạch làm 
nước sinh hoạt sau khi xử lý sơ bộ bằng phèn. Ngoài ra, ở 
các tỉnh như Bạc Liêu, Cà Mau, Trà Vinh và Sóc Trăng, 
người dân nông thôn chủ yếu sử dụng nước ngầm. Nguồn 
nước này thường được sử dụng trực tiếp hoặc chỉ qua xử lý 
lọc đơn giản nên hầu hết chỉ đạt tiêu chuẩn hợp vệ sinh. 
Kết quả quan trắc cho thấy nguồn nước mặt trên các sông 
Tiền và sông Hậu bị nhiễm bẩn chất hữu cơ và vi sinh như 
BOD, COD, Coliform, E. coli, H2S, NH4. Ngoài ra, nước 
ngầm ở một số tỉnh thuộc ĐBSCL bị ô nhiễm chất hữu cơ 
(NO3-, NH4+), kim loại nặng (Fe, As) và vi sinh (Coliform, 
E. Coli). ĐBSCL là vùng trọng điểm của cả nước về sản 
xuất thủy sản. Các tỉnh ở ĐBSCL hiện đang phát triển 
mạnh nuôi thủy sản với các hình thức thâm canh và bán 
thâm canh. Tuy nhiên có đến gần 60% số hộ dân không xử 
lý nước trước khi cấp vào bể/ao nuôi 2. Đây chính là điều 
kiện để mầm bệnh phát triển và lây lan. 
Công nghệ plasma lạnh với ưu điểm nổi bật là công 
nghệ xanh và thân thiện môi trường đã được nghiên cứu từ 
lâu trên thế giới 3-10 và đã bắt đầu được nghiên cứu ở 
nước ta trong thời gian gần đây 11-13. Plasma lạnh cho 
thấy khả năng diệt khuẩn hiệu quả cũng như khả năng phân 
rã hợp chất hữu cơ và xử lý kim loại nặng 5, 7, 8, 10-13. 
Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các hệ thống xử lý kết 
hợp plasma lạnh với các công nghệ khác như keo tụ - tạo 
bông và lọc cơ học để xử lý nước sông hoặc nước ngầm 
thành nước sinh hoạt hoặc nước cấp nuôi trồng thủy sản có 
ý nghĩa rất thiết thực trong việc nâng cao chất lượng cuộc 
sống của người dân, cũng như phát triển nuôi trồng thủy 
sản theo hướng bền vững của vùng ĐBSCL. Bên cạnh yếu 
tố kỹ thuật, giá thành thiết bị cũng là một yếu tố quan trọng 
quyết định loại công nghệ plasma lạnh sẽ được nghiên cứu 
và phát triển để phù hợp với điều kiện kinh tế của người 
dân vùng nông thôn. 
Nghiên cứu này sẽ tổng kết các kết quả đã đạt được 
trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ plasma lạnh trong xử 
lý nước trên thế giới và ở nước ta. Từ đó giới thiệu mô hình 
xử lý nước bằng công nghệ plasma lạnh sẽ được nghiên 
cứu và phát triển. 
2. Công nghệ tạo plasma lạnh và kết quả nghiên cứu 
Plasma lạnh có thể được tạo ra từ phóng điện màn chắn, 
phóng điện ở áp suất thấp, phóng điện vầng quang, phóng 
điện cảm ứng ở tần số vô tuyến và phóng điện vi sóng  
14. Tuy nhiên, bài báo này chỉ tập trung vào các kết quả 
nghiên cứu từ 02 phương pháp tạo plasma lạnh có khả năng 
ứng dụng vào thực tế nhất. 
2.1. Phương pháp phóng điện màn chắn 
Phóng điện màn chắn thường được tạo ra từ hệ thống 
hai điện cực trụ đồng trục bị ngăn cách bởi lớp cách điện 
như Hình 1. Mô hình xử lý nước bằng công nghệ phóng 
điện màn chắn điển hình sử dụng hệ thống điện cực trụ 
đồng trục được trình bày trong nghiên cứu 4 như Hình 2. 
Các thiết bị phóng điện màn chắn hoạt động ở điện áp 
10 - 20 kV với dãy tần số rộng (0,5 - 500 kHz) 9. Plasma 
lạnh được tạo thành trong khe hở điện cực do sự phóng điện 
đồng thời của các tia lửa điện có kích thước nhỏ. Các thông 
số của tia lửa điện trong khe điện cực có màn chắn ở áp 
suất khí quyển được trình bày ở Bảng 1. 
Hình 1. Hệ thống điện cực trụ 
Plasma
Cao áp
(b)
Màn chắn 
cách điện
22 Nguyễn Văn Dũng, Đặng Huỳnh Giao 
Hình 2. Mô hình hệ thống xử lý nước điển hình bằng 
công nghệ phóng điện màn chắn 4 
Khi plasma hình thành, ghi nhận được sự tồn tại của 
ozone, tia cực tím (UV) và các phần tử oxy hóa mạnh khác 
bao gồm cả gốc hydroxyl tự do (•OH) 4, 9. Tùy theo giá 
trị điện áp, lưu lượng nước qua hệ thống và thời gian xử lý, 
nồng độ ozone trong nước có thể đạt đến 10 mg/L 4. 
Bảng 1. Các thông số của tia lửa điện trong hệ thống điện cực 
có màn chắn 9 
TT Thông số Giá trị 
1 
Thời gian phóng 
điện 
10-9 - 10-8 s 
2 Bán kính tia lửa 10-4 m 
3 Biên độ dòng 
điện 
0,1 A 
4 Mật độ dòng điện 10
6 - 107 A/m2 
5 Tổng điện tích 10-10 - 10-9 C 
6 Mật độ điện tử 1020 - 1021 m-3 
7 
Năng lượng trung 
bình của điện tử 1 - 10 eV 
8 Nhiệt độ tia lửa Xấp xỉ nhiệt độ trung bình của 
khe hở điện cực 
Sự tương tác giữa plasma lạnh và nước cần xử lý được 
trình bày ở Hình 3. Kết quả của sự tương tác này là hình 
thành nên O3 và UV trong khe không khí cũng như O, O3 
và •OH trong môi trường nước. Quá trình hình thành các 
thành phần oxy hóa rất mạnh này (O, O3 và •OH) được trình 
bày qua các phương trình bên dưới. 
Hình 3. Tác động của plasma đến nước 
- Quá trình hình thành ozone dưới tác động của tia lửa điện: 
OOhfO +→+2 (1) 
 32 OOO →+ (2) 
- Quá trình hình thành hydroxyl tự do khi ozone hòa tan 
trong nước: 
 OHOOHO •
−•− +→+ 33 (3) 
 23 OOO +→
−•−• (4) 
−•−• + + OHOHOHO 2 (5) 
- Quá trình hình thành hydroxyl tự do khi các điện tử 
năng lượng va đập vào phân tử hơi nước: 
−••− ++→+ eHOHOHe 2 (6) 
- Quá trình hình thành hydroxyl tự do khi các oxy 
nguyên tử phản ứng với phân tử hơi nước: 
 OHOHOHO •• +→+ 2 (7) 
Plasma lạnh có khả năng diệt E. coli cao. Sau thời gian 
xử lý khoảng 90 s, toàn bộ E. coli trong 10 ml nước có nồng 
độ 3 105 cfu/ml bị bất hoạt 8. Nguyên lý diệt khuẩn của 
plasma lạnh là tổng hợp của nguyên lý diệt khuẩn bằng UV 
và nguyên lý diệt khuẩn bằng chất oxy hóa bậc cao như 
 (O, O3, •OH). Đặc biệt một số loại vi khuẩn chỉ có thể bị 
tiêu diệt khi chịu tác động đồng thời của UV và các chất oxy 
hóa bậc cao. Plasma lạnh còn có khả năng phân rã các hợp 
chất hữu cơ được biểu hiện thông qua việc hàm lượng COD 
và BOD5 đo được trong nước sau xử lý giảm rất mạnh, cũng 
như sự đổi màu của nước sau khi xử lý 4. Ngoài ra, plasma 
lạnh có thể phân rã dư lượng thuốc kháng sinh sulfadiazine 
được sử dụng trong chăn nuôi gia súc với hàm lượng 
10 mg/L trong vòng 30 phút 5 và phân hủy hiệu quả các 
chất ô nhiễm có nguồn gốc từ thuốc nhuộm 15. Hơn nữa, 
plasma lạnh còn có khả năng phân hủy đến 98% các phân tử 
dầu mỏ và các chất hoạt động bề mặt cũng như giảm mạnh 
hàm lượng kim loại nặng như Pb, Cd, Fe và Mn 3. 
Tại nước ta, nghiên cứu về ứng dụng của plasma lạnh 
để xử lý nước chỉ mới bắt đầu trong những năm gần đây, 
với số lượng công trình nghiên cứu rất hạn chế 11-13. 
Plasma lạnh đã được nghiên cứu để xử lý nước thải y tế và 
nước uống đóng chai 11, 12. Đối với hệ thống xử lý nước 
thải y tế, kết quả khảo sát chỉ ra rằng, hiệu suất xử lý BOD5 
là 54%, COD là 51%, nitrate là 50%, phosphate là 60%, 
coliform là 99,9%, với điện áp 30 kV, dòng điện 4 A và lưu 
lượng là 500 ml/phút 11. Đối với hệ thống nước đóng 
chai, plasma lạnh tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn với lưu 
lượng nước 0,7 lít/phút/module, điện áp 20 kV và dòng 
điện 2 A 12. Ngoài ra công nghệ plasma lạnh đã được bắt 
đầu nghiên cứu đối với lĩnh vực xử lý nước cấp 13. Kết 
quả cho thấy, plasma lạnh diệt khuẩn hiệu quả trong nước 
sông và nước ngầm và có khả năng phân rã hợp chất thuốc 
bảo vệ thực vật trong nước thải thuốc bảo vệ thực vật 13. 
2.2. Phương pháp phóng điện vầng quang 
Phương pháp này đã được trình bày trong các nghiên 
cứu 6, 7, 10. Nguyên lý chung của phương pháp tạo 
plasma lạnh theo công nghệ này là tạo điện trường rất 
không đều giữa các điện cực. Không khí xung quanh các 
Nước vào
Nước ra
Ống thủy tinh cách 
điệnPlasma
Nguồn cao 
áp
Nước 
chảy tràn
Buồng 
plasma
Nắp cách 
điện
Bơm 
nước
Điện cực trong 
Điện cực 
ngoài 
Thùng 
chứa
Van xả
Thùng chứa
O3
H2O (hơi)
H2O
O3
Nước
e-
 •OH
Tia lửa điện
Cao áp
Nối đất
Màn chắn thủy 
tinh
Vùng plasma
UV
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 1 23 
điện cực có điện thế rất lớn bị phóng điện vầng quang tạo 
môi trường plasma lạnh. Để tạo ra vầng quang trong thể 
tích không gian lớn đòi hỏi điện áp rất cao giữa các điện 
cực (25 - 30 kV). Ngoài ra sóng xung điện áp phải có độ 
rộng rất nhỏ từ vài chục đến vài trăm ns. Nước được cung 
cấp vào buồng plasma dưới dạng phun sương giữa các điện 
cực 7, 10 hoặc màng nước chảy trên bề mặt điện cực 
ngoài 6. Mô hình nguyên lý của công nghệ phóng điện 
vầng quang xung điển hình được trình bày ở Hình 4. 
Tương tác giữa plasma lạnh và các giọt nước sẽ tiêu diệt 
được vi khuẩn và phân rã các hợp chất hóa học hữu cơ trong 
nước (Hình 5). Do toàn bộ diện tích bề mặt giọt nước bị 
bao phủ bởi plasma nên hiệu quả tác động giữa plasma và 
nước sẽ rất cao. Kết quả là hiệu quả xử lý nước của plasma 
lạnh được tạo ra nhờ phóng điện vầng quang xung cao hơn 
so với các phương pháp khác 15. 
Plasma lạnh tạo ra từ phóng điện vầng quang xung có 
hiệu quả cao trong việc phân rã hợp chất tạo màu thực 
phẩm indigo carmine 6, 7, phenol 10 và các thành phần 
dược phẩm trong nước 10. Dung dịch chứa indigo 
carmine với hàm lượng 20 mg/L bị khử màu sau 8 phút xử 
lý ở tần số xung là 50 Hz 6. Hiệu suất năng lượng khử 
màu thay đổi từ 120 - 200 J/mg khi tần số xung tăng từ 
10 - 50 Hz. Khi oxy được bơm vào buồng plasma thì hiệu 
suất năng lượng tăng lên rất cao, đạt giá trị 5,6 J/mg. Khi 
được phun sương, chất tạo màu indigo carmine với nồng độ 
trong dung dịch như trên (20mg/L) bị phân rã hoàn toàn sau 
60 phút xử lý 7. Sau thời gian xử lý khoảng 20 phút, tỉ lệ 
khử màu đạt khoảng 70%. Hiệu quả năng lượng khử màu 
đạt giá trị 9 J/mg và 360 J/mg đối với liên kết chromogenic 
và liên kết không bão hòa của phân tử màu 7. Hiệu quả 
phân rã phenol đã được trình bày chi tiết trong nghiên cứu 
10. Khi buồng plasma hoạt động trong môi trường không 
khí, năng lượng tiêu thụ khi xử lý phenol đạt 55 g/kWh với 
tần số xung là 840 Hz và giảm xuống 88 g/kWh khi tần số 
là 100 Hz. Khi nồng độ oxy trong buồng plasma tăng lên, 
ghi nhận được hiệu quả xử lý cũng tăng lên. 
Hình 4. Mô hình hệ thống xử lý nước điển hình bằng 
 công nghệ phóng điện vầng quang 10 
Hình 5. Tác động của plasma đến nước trong 
công nghệ phóng điện vầng quang 10 
3. Thảo luận 
3.1. Hiệu quả xử lý nước 
Từ các kết quả trình bày ở trên, nhận thấy công nghệ 
phóng điện màn chắn diệt khuẩn rất hiệu quả và có khả 
năng xử lý kim loại nặng. Tuy nhiên hiệu quả xử lý các chỉ 
tiêu này của công nghệ phóng điện vầng quang không được 
đề cập trong các nghiên cứu đã tổng hợp. 
Cả công nghệ phóng điện màn chắn và công nghệ 
phóng điện vầng quang đều có hiệu quả cao khi sử dụng để 
phân rã hợp chất hữu cơ. Để so sánh hiệu quả phân rã hợp 
chất hữu cơ giữa các công nghệ với nhau, chỉ số hiệu suất 
năng lượng tương đối (REE) được đề xuất tại nghiên cứu 
14. REE càng lớn, hiệu suất phân rã hợp chất hữu cơ càng 
cao. Kết quả được tóm tắt trong Bảng 2. Từ Bảng 2, thấy 
rằng hiệu quả phân rã hợp chất hữu cơ sẽ giảm theo thứ tự 
như sau: (1) điện áp xung > điện áp DC hoặc AC; (2) phóng 
điện vầng quang xung > phóng điện xung có màn chắn > 
phóng điện DC; (3) Plasma trong khí oxy > plasma trong 
không khí > plasma trong dung dịch; (4) nước được phun 
sương > màng nước > lớp nước. Như vậy phóng điện vầng 
quang xung trong không khí kết hợp với nước được phun 
sương sẽ cho hiệu quả xử lý cao nhất. Tuy nhiên công nghệ 
phóng điện vầng quang xung chỉ hoạt động hiệu quả đối 
với xung cao áp có biên độ rất lớn (25 - 30 kV) và độ rộng 
xung rất nhỏ (10 - 100 ns) 6, 7, 10. Bộ nguồn xung kiểu 
này hiện không có trên thị trường trong nước nên phải nhập 
khẩu và có giá thành rất đắt. Mặc dù có hiệu suất xử lý thấp 
hơn công nghệ phóng điện vầng quang xung, phóng điện 
màn chắn hoạt động hiệu quả với bộ nguồn xung cao áp có 
dạng sóng gần sin với tần số cao (20 - 30 kHz) và biên độ 
điện áp có giá trị từ 10 kV đến 20 kV. Bộ nguồn xung tần 
số cao kiểu này hiện sẵn có trên thị trường với giá thành 
thấp nên thích hợp để phát triển các hệ thống xử lý nước 
bằng plasma lạnh theo kiểu phóng điện màn chắn có quy 
mô hộ gia đình với giá thành phù hợp nhu cầu người dân. 
3.2. Tác động phụ 
Mặc dù có hiệu quả cao trong diệt khuẩn và phân rã hợp 
chất hóa học trong nước như trình bày ở phần trên, nhưng 
công nghệ phóng điện màn chắn vẫn gây ra tác động không 
mong muốn đối với nước sau khi xử lý, đó là làm giảm độ 
Bơm 
nước
Máy phát 
xung cao 
áp
Bể chứa 
nước
Buồng 
phản ứng 
plasma
Nước đầu vào được 
phun sương
Buồng 
plasma
Điện cực
Xung 
cao áp
Vùng 
plasma
Điện cực
Nước sau xử lý
24 Nguyễn Văn Dũng, Đặng Huỳnh Giao 
pH, tăng độ dẫn điện và gia tăng rất mạnh nồng độ NOx- 
khi thời gian xử lý đủ dài 5, 8, 13. Nguyên nhân của sự 
sụt giảm nồng độ pH có thể giải thích là do sự tương tác 
giữa plasma với nước sẽ làm tăng nồng độ H+, acid nitric, 
acid nitrous, H2O2 và O2- 5, 8. Sự tăng độ dẫn điện có thể 
là do sự tăng mạnh nồng độ các ion trong nước sau khi xử 
lý, chẳng hạn như H+, H3O+, NO3-, NO2- 5. Nguồn gốc 
xuất hiện các acid nitric và acid nitrous trong nước sau xử 
lý là do quá trình phóng điện tia lửa trong khe hở không 
khí ẩm giữa các điện cực sẽ hình thành các oxide nitơ NOx 
(NO, NO2). Khi NOx kết hợp với nước/hơi nước sẽ tạo 
thành acid nitric và acid nitrous. 
Tác động phụ của công nghệ phóng điện vầng quang 
xung vẫn chưa được đề cập trong các nghiên cứu đã 
tổng hợp. 
4. Mô hình xử lý nước nghiên cứu 
Như đã trình bày ở phần thảo luận, xuất phát từ yêu cầu 
cần phát triển các hệ thống xử lý nước bằng plasma lạnh có 
quy mô hộ gia đình với giá thành hợp lý, công nghệ phóng 
điện màn chắn sẽ được nghiên cứu. Mô hình hệ thống xử lý 
nước bằng công nghệ phóng điện màn chắn được trình bày 
ở Hình 6. Mô hình này được phát triển dựa trên cơ sở các kết 
quả ở nghiên cứu 4, 13. Tuy nhiên, khe plasma phụ được 
thiết kế thêm ở bên ngoài ống thủy tinh dùng để tạo ozone 
xử lý sơ bộ nguồn nước đầu vào. Hơn nữa khe plasma phụ 
này còn có tác dụng giảm tác động của sự méo dạng ống 
thủy tinh đến sự hình thành và ổn định của plasma bên trong 
ống thủy tinh. Hiệu quả của khe plasma phụ đã được khảo 
sát và sẽ trình bày ở nghiên cứu tiếp theo. Mô hình này sẽ 
được kết hợp thêm với các bộ phận lắng lọc cơ học hoặc/và 
keo tụ-tạo bông tùy theo loại nguồn nước đầu vào và chất 
lượng yêu cầu của nước đầu ra để tăng hiệu quả xử lý. 
Bảng 2. Hiệu suất năng lượng tương đối (REE) của 
các công nghệ tạo plasma lạnh 14 
TT Công nghệ REE 
1 
Phóng điện phát sáng trên bề mặt dung dịch điện 
phân 
0,07 
2 Phóng điện màng ngăn 0,7 
3 
Phóng điện vầng quang xung trong nước; Phóng 
điện vầng quang xung trong không khí trên bề 
mặt nước; Phóng điện phát sáng trong dung dịch 
điện phân; Phóng điện hồ quang trượt 
1 
4 Phóng điện vầng quang xung trong nước có tạo 
bọt khí; Phóng điện ở dải tần số vô tuyến 
2 
5 
Phóng điện vầng quang xung ghép nối tiếp; 
Phóng điện vi sóng 
3 
6 
Phóng điện bề mặt xung trong nước; Phóng điện 
hồ quang trượt AC trong khí oxy với nước được 
phun sương 
4 
7 
Phóng điện vầng quang xung trong nước có tạo 
bọt oxy 5 
8 
Phóng điện vầng quang xung có thổi oxy qua lỗ 
điện cực; Phóng điện xung kiểu màng ngăn có 
tạo bọt khí 
10 
9 
Phóng điện bề mặt xung trong nước có tạo bọt 
khí; Phóng điện vầng quang xung trên bề mặt 
nước trong môi trường Ar hoặc oxy; UV và 
ozone từ phóng điện màn chắn trong không khí 
20 
10 
Phóng điện vầng quang xung ghép nối tiếp + tiền 
xử lý 50 
11 
Phóng điện DC trong không khí trên bề mặt 
màng nước 100 
12 
Phóng điện xung có màn chắn trong không khí 
trên bề mặt màng nước; Phóng điện hồ quang 
trượt trong khí oxy với nước được phun sương 
400 
13 
Phóng điện vầng quang xung trong không khí 
trên bề mặt màng nước 1000 
14 
Phóng điện vầng quang xung trong không khí kết 
hợp nước được phun sương; Phóng điện vầng 
quang xung trong khí oxy trên bề mặt màng 
nước; Phóng điện xung có màn chắn trong khí 
oxy với nước được phun sương 
2000 
5. Kết luận 
Tổng hợp tài liệu về các phương pháp tạo plasma lạnh 
khả thi và kết quả xử lý nước từ các phương pháp này đã 
hoàn thành. Các kết quả thí nghiệm cho thấy rằng plasma 
lạnh được tạo ra từ công nghệ phóng điện vầng quang và 
phóng điện màn chắn có hiệu quả cao trong xử lý nước. 
Cụ thể, plasma lạnh có thể xử lý hiệu quả coliform, E. coli, 
chất hóa học hữu cơ và các ion kim loại. Tuy nhiên, công 
nghệ plasma lạnh cần kết hợp với các công đoạn phụ khác 
như keo tụ - tạo bông và/hoặc lắng lọc cơ học để tăng hiệu 
quả xử lý. Nhược điểm cố hữu của công nghệ tạo plasma 
lạnh từ hiện tượng phóng điện màn chắn là làm tăng đáng 
kể hàm lượng nitrite và nitrate, tăng độ dẫn điện và giảm 
độ pH. Do đó cần phải tìm biện pháp để hạn chế các tác 
động phụ này. Ngoài ra mô hình thiết bị của công nghệ xử 
lý nước bằng phương pháp phóng điện màn chắn có khe 
tạo plasma phụ được giới thiệu. 
Hình 6. Mô hình hệ thống xử lý nước bằng 
công nghệ phóng điện màn chắn có khe tạo plasma phụ 
Lời cám ơn 
Nghiên cứu này được tài trợ từ Chương trình phát triển 
bền vững vùng Tây Nam Bộ trong đề tài mã số 
12/2015/HĐ-KHCN-TNB.ĐT/14-19/C02. 
Nước vào
Nguồn cao 
áp tần số cao
Bơm 
nước
Điện cực trong 
Điện cực 
ngoài
Van xả
Bơm 
không khí
Ống thủy 
tinh
Buồng 
plasma
Đĩa sủi
Bể chứa 
đầu ra
Bể chứa đầu vào
Ozone
Khe 
plasma 
phụ
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 1 25 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Đoàn Thu Hà, “Đánh giá hiện trạng cấp nước nông thôn vùng Đồng 
bằng sông Cửu Long và đề xuất giải pháp phát triển”, Tạp chí Khoa 
học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, Số 43, 2013, trang 2-9. 
[2] Lê Xuân Sinh và Đỗ Minh Chung, “Khảo sát mô hình nuôi cá lóc ở 
đồng bằng sông Cửu Long”, Kỷ yếu Hội nghị khoa học Thủy sản 
toàn quốc, Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, 2009, trang 
436-447. 
[3] V. I. Grinevich, E. Y. Kvitkova, N. A. Plastinia and V. V. Rybkin, 
“Application of Dielectric Barrier Discharge for Waste Water 
Purification”, Plasma Chemistry and Plasma Process, Vol. 31, 
2011, pp. 573-583. 
[4] M.M. Kuraica et al., “Application of Coaxial Dielectric Barrier 
Discharge for Potable and Waste Water Treatment”, Journal of 
Industrial and Engineering Chemical Research, Vol. 45, 2006, pp. 
882-905. 
[5] S. P. Rong, Y. B. Sun and Z. H. Zhao, “Degradation of Sulfadiazine 
Antibiotics by Water Falling Film Dielectric Barrier Discharge”, 
Chinese Chemical Letter, Vol. 25, 2014, pp. 187-192. 
[6] T. Yano et al., “Water Treatment by Atmospheric Discharge 
Produced with Nanosecond Pulsed Power”, Proc. IEEE int. Power 
Modulators and High Voltage Conference, 2008, pp. 80-83. 
[7] Y. Minamitani et al., “Decomposition of Dye in Water Solution by 
Pulsed Power Discharge in a Water Droplet Spray”, IEEE 
Transaction on Plasma Science, Vol. 36, 2008, pp. 2586-2591. 
[8] N. Shainsky et al., “Plasma Acid: Water Treated by Dielectric 
Barrier Discharge”, Plasma Processes and Polymers, Vol. 9, 2012, 
pp. 1-6. 
[9] U. Kogelschatz, B. Eliasson and W. Egli, “Dielectric-Barrier 
Discharges - Principle and Application”, Journal of Physics IV 
France, Vol. 7, 1997, pp. 47-66. 
[10] S. Preis et al., “Pulsed Corona Discharge: The Role of Ozone and 
Hydroxyl Radical in Aqueous Pollutants Oxidation”, Water Science 
& Technology, 2013, pp. 1536-1542. 
[11] Trần Ngọc Đảm và Nguyễn Đức Long, “Thiết kế và chế tạo hệ thống 
xử lý nước thải y tế công suất 5 m3/ngày bằng công nghệ Plasma”, 
Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật Trường Đại học Sư phạm Kỹ 
thuật TP. Hồ Chí Minh, Quyển 25, 2013, trang 78-83. 
[12] Trần Ngọc Đảm và Nguyễn Đức Long, “Thiết kế và chế tạo hệ thống 
xử lý nước uống đóng chai công suất 07 m3/ngày bằng công nghệ lọc 
trao đổi ion và Plasma”, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật Trường 
Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, Quyển 33, 2015. 
[13] Nguyễn Văn Dũng, “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh 
trong xử lý nước”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà 
Nẵng, Số, 2017, trang 11-15. 
[14] M. A. Malik, “Water Purification by Plasmas: Which Reactors are 
Most Energy Efficient?”, Plasma Chem Plasma Process, Vol. 30, 
2010, pp. 21-31. 
(BBT nhận bài: 15/5/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 03/5/2018)