xử lý nước thải bệnh viện đa khoa Phú yên công suất Q = 200 m3/ngày đêm

trình bày xử lý nước thải bệnh viện đa khoa Phú yên công suất Q = 200 m3/ngày đêm

MỤC LỤC

Đề mục Trang

Trang bìa -i

Nhiệm vụ của luận

văn -Nhận xét giáo viên hướng dẫn -ii

Nhận xét của giáo viên phản biện -iii

Lời cảm ơn -iv

Tóm tắt nội dung luận văn -v

Mục lục -1

Danh sách hình vẽ -5

Danh sách bảng biểu -6

Danh sách các từ viết tắt -9

Chương I CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề -10

1.2 Nhiệm vụ của luận văn -10

1.3 Nội dung của luận văn -10

1.4 Phạm vi thực hiện dự án -10

1.5 Phương pháp thực hiện -11

Chương II TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 2.1 Khái quát chung về ngành y tế -12

2.2 Tình hình xử lý nước thải bệnh viện ở TP Hồ Chí Minh -12

2.3 Những khó khăn chính trong việc xử lý nước thải bệnh viện ở nước ta -15

2.4 Tổng quan về nước thải bệnh viện -15

2.4.1 Thực trạng nước thải bệnh viện ở Việt Nam -15

2.4.2 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện -17

2.4.3 Các loại vi sinh vật thường thấy trong nước thải bệnh viện -24

2.4.4 Nguy cơ dịch bệnh do nguồn nước ô nhiễm từ nước thải bệnh viện -25

2.4.5 Những đặc điểm phân biệt nước thải bệnh viện và nước thải sinh hoạt- - -26

2.5 Quy định chung về xử lý nước thải bệnh viện -26

2.6 Các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện -27

2.6.1 Xử lý cơ học -28

2.6.2 Xử lý bằng phương pháp hóa học -31

2.6.3 Xử lý bằng phương pháp sinh học -32

2.7 Một số công nghệ xử lý nước thải bệnh viện điển hình -47

2.7.1 Hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế quận 2 -48

2.7.2 Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện Gia Định -49

2.7.3 Hệ thống xử lý nước thải Trung tâm y tế Dĩ An – Bình Dương -50

2.7.4 Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện Nhiệt Đới TP HCM -51

Chương III TỔNG QUAN VỀ BỆNH VIỆN ĐA KHOA PHÚ YÊN 3.1 Giới thiệu dự án xây dựng bệnh viện đa khoa Phú yên -52

3.1.1 Tên dự án -52

3.1.2 Địa điểm thực hiện dự án -52

3.1.3 Chủ đầu tư dự án -52

3.1.4 Quá trình hình thành dự án -52

3.2 Mô tả địa điểm thực hiện dự án -52

3.2.1 Vị trí -52

3.2.2 Diện tích mặt bằng -53

3.2.3 Khoảng cách gần nhất đến các khu dân cư và cơ sở công nghiệp -53

3.2.4 Hiện trạng sử dụng khu đất -53

3.2.5 Nguồn cung cấp nước, điểm lấy nước, nhu cầu nước/ngày đêm -54

3.2.6 Hệ thống cung cấp điện -54

3.2.7 Nơi tiếp nhận nước thải từ các hoạt động của bệnh viện -55

3.2.8 Nơi lưu giữ và xử lý chất thải chất thải rắn -56

3.3 Hiện trạng môi trường khu vực dự án -56

3.3.1 Hiện trạng môi trường không khí -56

3.3.2 Hiện trạng chất lượng nước ngầm -57

3.4 Các nguồn gây ô nhiễm khi bệnh viện đi vào hoạt động -57

3.4.1 Khí thải -57

3.4.2 Chất thải rắn -62

3.4.3 Nước thải -63

3.5 Các biện pháp khống chế ô nhiễm -67

3.5.1 Khống chế ô nhiễm khí thải -67

3.5.2 Khống chế ô nhiễm do chất thải rắn -68

3.5.3 Khống chế ô nhiễm nước thải -70

CHƯƠNG IV ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN PHÚ YÊN 4.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý -74

4.1.1 Những yếu tố cần xem xét khi lựa chọn công nghệ xử lý nước thải bệnh viện -74

4.1.2 Đề xuất công nghệ xử lý -75

4.1.3 Thuyết minh quy trình công nghệ -77

4.2 Tính toán công nghệ và lựa chọn thiết bị -77

4.2.1 Giá trị lưu lượng dùng để thiết kế -77

4.2.2 Tính song chắn rác thô -78

4.2.3 Tính toán hầm thu gom -80

4.2.4 Tính máy tách rác tinh -81

4.2.5 Tính bể điều hòa -82

4.2.6 Tính bể SBR -89

4.2.7 Tính bể trung gian -104

4.2.8 Tính bồn lọc áp lực -104

4.2.9 Bể khử trùng -118

4.2.10 Bể phân hủy bùn hiếu khí -121

CHƯƠNG V KHÁI TOÁN KINH TẾ 5.1 Chi phí xây dựng và thiết bị -126

5.2 Tổng chi phí xây dựng -128

5.3 Chi phí vận hành -128

5.3.1 Chi phí điện năng -128

5.3.2 Chi phí hóa chất -129

5.3.3 Chi phí nhân công -129

Chương VI QUẢN LÝ VẬN HÀNH

6.1 Đưa công trình vào hoạt động -130

6.1.1 Khởi động kĩ thuật -130

6.1.2 Khởi động hệ thống sinh học của bể SBR -130

6.2 Vận hành hàng ngày -131

6.2.1 Vận hành toàn hệ thống -131

6.2.2 Vận hành hệ thống sinh học -131

6.2.3 Bảo trì -133

6.3 Sự cố và biện pháp khắc phục -133

6.3.1 Nguồn cấp nước thải ngừng hoạt động trong một thời gian -133

6.3.2 Các sự cố về kĩ thuật -134

6.3.3 Các sự cố về sinh khối -135

6.4 An toàn lao động -137

6.5 Bảo trì -137

CHƯƠNG VII KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận -138

7.2 Kiến nghị -139

TÀI LIỆU THAM KHẢO -140

Phụ lục 1 -141

Phụ lục 2 -143

Phụ lục 3 -146

Phụ lục 4 -148

Phụ lục 5 -149

Phụ lục 6 -152

Phụ lục 7 -153

DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 2.1: Phân loại song chắn rác -29

Hình 2.2 Các phương pháp xử lý nước thải theo phương pháp kị khí -35

Hình 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải theo công nghệ hiếu khí -39

Hình 2.4: Bể bùn hoạt tính -40

Hình 2.5: Quá trình bùn hoạt tính hiếu khí cổ điển với dòng chảy nút -41

Hình 2.6: Quá trình bùn hoạt tính hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn -41

Hình 2.7 Các giai đoạn xảy ra trong SBR -44

Hình 3.1 Qui trình thu gom và vận chuyển rác ở bệnh viện đa khoa Phú Yên -69

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên tắc của hệ thống thoát nước của bệnh viện đa khoa Phú Yên -71

Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Bệnh Viện Đa Khoa Phú Yên -75

Hình 4.2 Song chắn rác VS-1H -79

Hình 4.3 Chi tiết song chắn rác VS-1H -79

Hình 4.4 Bơm EBARA model 100DML53.7 -81

Hình 4.5 Máy lược rác tinh -82

Hình 4.6 Bơm EBARA model DW 75 -84

Hình 4.7 Đĩa sục khí HD 270 -85

Hình 4.8 Máy thổi khí SSR 65H -88

Hình 4.9 Các loại decanter hiện có -101

Hình 4.10 Sơ đồ hoạt động của Decanter -101

DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Danh sách một số bệnh viện trên địa bàn TP Hồ Chí Minh bị xử phạt do hệ thống xử lý nước thải không đạt tiêu chuẩn -14

Bảng 2.2 Định mức sử dụng nước tính theo giường bệnh -16

Bảng 2.3 Kết quả đánh giá thông số ô nhiễm chung cho từng tuyến -21

Bảng 2.4 Đánh giá nước thải bệnh viện theo chuyên khoa -21

Bảng 2.5 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Chợ Rẫy -22

Bảng 2.6 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Nguyễn Tri Phương -22

Bảng 2.7 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Trưng Vương -23

Bảng 2.8 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Đồng Nai -23

Bảng 2.9 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Quân y viện 7 -23

Bảng 2.10 Chỉ tiêu ô nhiễm chính của nước thải bệnh viện -24

Bảng 2.11: Các công trình xử lý cơ học -28

Bảng 2.12 Áp dụng quá trình xử lý hóa học trong xử lý nước thải -31

Bảng 2.13 Các thiết bị xử lý sinh học thông dụng -33

Bảng 2.14 Các công trình xử lý sinh học -34

Bảng 2.15: Các công trình hồ sinh học -47

Bảng 3.1 Cơ cấu sử dụng đất -53

Bảng 3.2 Hiện trạng môi trường không khí tại bệnh viện đa khoa trung tâm tỉnh- - -56

Bảng 3.3 Hiện trạng chất lượng nước ngầm tại bệnh viện đa khoa trung tâm tỉnh -57

Bảng 3.4 Tải lượng các chất ô nhiễm trong khí thải máy phát điện -59

Bảng 3.5 Tải lượng các chất ô nhiễm của lò đốt rác y tế -59

Bảng 3.6 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải máy phát điện -60

Bảng 3.7 Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải của lò đốt rác y tế -60

Bảng 3.8 Thành phần chất thải rắn của bệnh viện đa khoa tuyến tỉnh -62

Bảng 3.9 Tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của CB-CNV và bệnh nhân -64

Bảng 3.10 Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt tại bệnh viện -64

Bảng 3.11 Nồng độ trung bình các chất ô nhiễm trong nước thải bệnh viện tại TP

HCM -66

Bảng 3.12 Giá trị nồng độ trung bình các chất ô nhiễm trong nước thải bệnh viện 66

Bảng 3.13 Hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt trên bể tự hoại -72

Bảng 3.14 Đặc tính nước thải trước và sau khi xử lý tập trung -73

Bảng 4.1: Các thông số lưu lượng dùng trong thiết kế -78

Bảng 4.2 Kích thước chi tiết song chắn rác -79

Bảng 4.3 Kích thước song chắn rác -79

Bảng 4.4 Tóm tắt kết quả tính toán hố gom -81

Bảng 4.5 Kích thước của máy lược rác tinh model 60S -82

Bảng 4.6: Thông số dùng thiết kế bể điều hòa -83

Bảng 4.7 Các dạng khuấy trộn trong bể điều hòa -84

Bảng 4.8 Chi tiết đĩa sục khí HD 270 -86

Bảng 4.9 Thông số của đĩa HD 270 -86

Bảng 4.10 Tốc độ dẫn khí đặc trưng trong ống dẫn -86

Bảng 4.11 Bảng tóm tắt kết quả tính toán bể điều hòa -88

Bảng 4.12 Thông số thiết kế bể SBR -89

Bảng 4.13 Bảng tóm tắt các kết quả tính toán của bể SBR -97

Bảng 4.14 Các thông số thiết kế cho bể lọc nhanh -104

Bảng 4.15 Độ giãn nở của lớp vật liệu lọc khi rửa ngược -106

Bảng 4.16 Cường độ rửa lọc và thời gian rửa lọc cho bể lọc nhanh -106

Bảng 4.17 Các thông số của vật liệu lọc -110

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

MLSS Mixed Liquor Suspended Solid Cặn lơ lững hỗn hợp bùn

MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended solid Cặn lơ lửng bay hơi

SOTE Standard Oxygen Transfer Efficiency Hiệu suất truyền oxy chuẩn

SS Suspended Solid Chất rắn lơ lửng

Chương I CHƯƠNG MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay, Phú yên đang trong giai đoạn phát triển kinh tế theo đà phát triển chung của đất nước Ngày nay, đời sống của người dân đã được cải thiện vượt bậc Đi đôi với việc đời sống nhân dân càng được cải thiện thì vấn đề chăm sóc sức khỏe ngày càng được nâng cao Vì vậy bệnh viện đa khoa tỉnh cần được mở rộng và trang

bị tốt hơn Tuy nhiên, bệnh viện đang hoạt động ở thành phố Tuy Hòa Phú Yên đang trong tình trạng quá tải và xuống cấp trầm trọng Trước tình hình đó, để đáp ứng nhu cầu chăm sóc sức khỏe của nhân dân trong tỉnh, UBND tỉnh Phú yên đã có quyết định xây dựng bệnh viện đa khoa mới với qui mô 500 giường

Tuy nhiên, nước thải bệnh viện nói riêng và chất thải y tế nói chung đang là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và có thể là nguồn gây bệnh cho các cộng đồng dân cư Vì vậy việc xây dựng trạm xử lý nước thải bệnh viện là rất cấp thiết nhằm bảo vệ môi trường cũng như sức khỏe của người dân xung quanh.

1.2 Nhiệm vụ của luận văn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đa khoa Phú Yên, công suất Q=200

m3/ ngày.đêm, đạt tiêu chuẩn TCVN 5945-2005 loại A và TCVN 6984-2001, mức I

1.3 Nội dung của luận văn

Thu thập số liệu, tài liệu về dự án xây dựng bệnh viện đa khoa tỉnh Phú Yên, các công nghệ xử lý nước thải bệnh viện tương tự

Lựa chọn công nghệ trên cơ sở phù hợp với thành phần, tính chất nước thải, điều kiện mặt bằng, tiêu chuẩn xả thải, khả năng đầu tư, …

Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải

Khái toán chi phí xây dựng và vận hành của dự án

1.4 Phạm vi thực hiện dự án

Thực hiện đề tài “ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đa khoa Phú Yên công suất Q = 200 m3/ngày.đêm”

Thời gian thực hiện 1 năm

1.5 Phương pháp thực hiện

 Phương pháp thống kê, tra cứu tài liệu, tổng hợp thông tin

 Phương pháp so sánh tiêu chuẩn

 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia

 Khảo sát thực địa

Chương II TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

2.1 Khái quát chung về ngành y tế

Y tế là một ngành cơ bản không thể thiếu đối với đời sống con người Sự bảo tồn và phát triển của y học cổ truyền cũng như sự ra đời của y học hiện đại đã đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu chăm sóc sức khỏe của con người Hiện nay, khi nền văn minh nhân loại đã đạt đến trình độ cao thì sự kết hợp của y học cổ truyền và y học hiện đại là tất yếu, tạo nên nét đặc trưng cơ bản của ngành y tế

Ngành y tế có một đội ngũ cán bộ có trình độ tương đối cao, chuyên môn giỏi Đây là ngành then chốt trong lĩnh vực bảo đảm sức khỏe cho con người và là ngành có nhiều đối tượng nhất Vì thế, đây là ngành có cơ sở hoạt động rộng khắp toàn quốc

Ngành y tế là ngành có liên quan mật thiết với xã hội, có vai trò quan trọng trong việc chăm sóc bảo vệ sức khỏe cộng đồng, giải quyết các hậu quả xã hội, an toàn lao động.

Khi một loạt bệnh viện được xây mới và nâng cấp để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về số lượng và chất lượng khám chữa bệnh của người dân thì nhu cầu cho ngành y tế cũng tăng theo Lượng nước cung cấp luôn tỉ lệ thuận với lượng nước thải

ra, bên cạnh đó các hoạt động của bệnh viện như khám chữa bệnh, sinh hoạt của CNV và bệnh nhân hằng ngày thải ra khối lượng lớn nước thải gây ô nhiễm môi trường bệnh viện nói riêng và môi trường nói chung Chính vì vậy y tế phải đi đôi với công tác bảo vệ môi trường cho ngành y tế

CB-2.2 Tình hình xử lý nước thải bệnh viện ở Thành phố Hồ Chí Minh

Theo khảo sát của chi cục bảo vệ môi trường, trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh hiện có 109 bệnh viện và trung tâm y tế gồm 83 bệnh viện tập trung chủ yếu ở quận 1, 3,

5, 10, Tân Bình Tổng lượng nước thải bệnh viện và trung tâm y tế khoảng 17.276 m3/ ngày, tuy nhiên phần lớn đều không được xử lý tốt Cụ thể hiện nay chỉ có khoảng 3.120 m3 nước thải/ ngày được xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường và chỉ có 78/109 bệnh viện, trung tâm y tế quận, huyện là có hệ thống xử lý nước thải Nước thải thành phố đang bị ô nhiễm nặng về mặt hữu cơ và vi sinh với hàm lượng BOD5 vượt tiêu chuẩn 7-8 lần, hàm lượng chất rắn lơ lửng SS vượt 2,5-3 lần, hàm lượng vi sinh cao gấp 100-

1000 lần tiêu chuẩn cho phép Nơi khám chữa bệnh đang sản sinh ra nguồn lây bệnh cho nhiều người khỏe mạnh khác trước sự thờ ơ, lúng túng của các bệnh viện và cơ quan có chức năng

Hệ thống xử lý nước thải của bệnh viện Chấn Thương Chỉnh Hình được xây dựng từ năm 1998 theo thiết kế của đại học Bách Khoa có công suất 300 m3/ ngày, tính cho 200 giường bệnh Nay tăng lên 500 m3/ ngày phục vụ cho 450 giường bệnh Bệnh viện muốn đầu tư xây dựng mới nhưng không còn mặt bằng

Mới xây dựng như bệnh viện Mắt thì do không có chuyên môn về vận hành, bảo trì nên cũng không đảm bảo về chất lượng Duy nhất có Bệnh viện Nhiệt Đới được đánh giá là làm tốt việc này do có mặt bằng đủ rộng cho thiết kế nên dễ lựa chọn công nghệ, vận hành

Hệ thống của bệnh viện An Bình đã hư hỏng, không vận hành 6 năm nay, trạm xử lý nước thải trên mặt đất đã được trưng dụng làm … nhà kho Suốt 6 năm, bệnh viện này áp dụng phương pháp xử lý cục bộ là ngâm tất cả nước thải vào hóa chất rồi xả ra hệ thống cống chung Thành phố từng cấp 20 tỉ để bệnh viện sửa chữa, nâng cấp toàn bệnh viện Khi làm dự án, bệnh viện có đính kèm danh mục xử lý nước thải nhưng bị gạt ra Năm 2000, bệnh viện đã làm dự án riêng nhưng đến nay vẫn còn nằm trên giấy.

Bệnh viện Đại học y dược trực thuộc trung ương gồm 5 cơ sở thì cả 5 cơ sở đều không đạt yêu cầu Đăc biệt, khoa phụ sản trên đường Hoàng Văn Thụ, công suất thiết kế là 40 m3/ ngày nhưng thực tế vận hành tới 130 m3 , kết quả kiểm nghiệm gây

ô nhiễm nặng nhất Nơi này từng bị xử phạt, đình chỉ hoạt động nhưng trên thực tế, đã không bị đình chỉ vì bệnh viện đã xin gia hạn để khắc phục Theo ban giám đốc bệnh viện, thực trạng trên xuất phát từ lịch sử hình thành, đa số được nâng cấp từ các phòng khám Nơi này kêu khó trong việc chọn công nghệ, đã cho mời chuyên gia từ nước ngoài vào tư vấn nhưng vẫn không biết công nghệ nào là công nghệ chuẩn nên quyết định chọn phương án gom tất cả nước thải và cả mẫu bệnh phẩm ngâm hóa chất rồi xả vào hệ thống cống chung

Bệnh viện Chợ Rẫy vẫn thuộc trung ương, được xây dựng từ năm 1971, có hệ thống xử lý nước thải cho 850 giường Nay công nghệ đã quá cũ, số giường tăng lên đến con số 1.700, hệ thống này rơi vào tình trạng có cũng như không Năm 2000, bệnh viện đã làm dự án xây dựng mới khoảng 30 tỉ gửi Bộ Y tế nhưng không được phê duyệt Hiện bệnh viện đã làm đề án mới, giảm còn 27 tỉ, trình UBND thành phố Hồ Chí Minh và đang chờ

Bảng 2.1 Danh sách một số bệnh viện trên địa bàn TP Hồ Chí Minh bị xử phạt do hệ

thống xử lý nước thải không đạt tiêu chuẩn.

10 Đại Học Y dược- Khoa phụ

14 Trung tâm y tế quận Tân Bình 29.12.2005 10

15 BV Đại Học Y dược- Cơ Sở

(Nguồn: Việt Nam net)

2.3 Những khó khăn chính trong việc xử lý nước thải bệnh viện ở nước ta

Dựa vào tình hình trên, có thể thấy những khó khăn chính trong việc xử lý nước thải bệnh viện ở nước ta là

 Mặt bằng

 Công nghệ

 Kinh phí xây dựng

 Quản lý, vận hành và bảo trì

Do đó, khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các bệnh viện, cần tiến hành xem đánh giá tất cả các khía cạnh trên để có phương án đầu tư thích hợp

2.4 Tổng quan về nước thải bệnh viện

2.4.1 Thực trạng nước thải bệnh viện ở Việt Nam

Theo kết quả khảo sát trong thời gian 1997-2002 của trung tâm tư vấn và chuyển giao công nghệ nước sạch và môi trường, định mức sử dụng nước tính trên giường bệnh nước ta như bảng sau

Bảng 2.2 Định mức sử dụng nước tính theo giường bệnh

Đối tượng Số lượng/ ngày Nhu cầu tiêu thụ nước, lít/ngày

Số cán bộ công nhân viên (0,8-1,1)N 100-150

Tổng số nước dùng thực tế (3,4-4,4)N 470-600

(Nguồn: Trung tâm tư vấn chuyển giao công nghệ nước sạch và môi trường)Từ lượng nước sử dụng đó sinh ra nước thải Thực tế hiện nay lượng nước sử dụng trường đô thị và khu công nghiệp từ năm 1992 đến năm 1998, của Bộ môn cấp thoát nước- môi trường nước thuộc trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội trong 2 năm 1996-1997 và của Ban chỉ đạo quốc gia về cung cấp nước sạch và vệ sinh môi trường năm 1998 đều cho thấy lưu lượng nước thải các bệnh viện vượt quá công suất thiết kế nhiều lần

Phần lớn lượng nước thải sau sử dụng đều xả vào hệ thống thoát nước Lượng nước thực tế thải ra tính cho một giường bệnh trong một ngày đêm vượt tiêu chuẩn của các nước Đức, Nga, Mỹ và lớn hơn rất nhiều so với các tiêu chuẩn Việt Nam

Tiêu chuẩn dùng nước của một số bệnh viện do Chính Phủ Thụy Điển tài trợ xây dựng như bệnh viện Uông Bí là 2.500 l/giường bệnh.ngày đêm, Viện bảo vệ sức khỏe trẻ em là 1.700l/giường bệnh.ngày đêm, của các bệnh viện quân đội và công an khoảng 1.000l/giường bệnh.ngày đêm Do đặc điểm chữa bệnh và nghiên cứu khác nhau, tiêu chuẩn nước cấp của các bệnh viện là rất khác nhau Nhìn chung, đối với các bệnh viện đa khoa cấp tỉnh, tiêu chuẩn cấp nước ở mức 600-800l/ giường bệnh.ngày đêm

Đối với các bệnh viện chuyên khoa hoặc các bệnh viện trung ương, lượng nước sử dụng tương đối cao (đến 1.000l/giường.ngày đêm) do nước sử dụng cho cả mục đích nghiên cứu đào tạo Tại các bệnh viện chuyên khoa, tỉ lệ số bác sĩ và nhân viên phục vụ trên một giường bệnh tương đối cao (1,2-1,4) Số bệnh nhân điều trị nội trú cũng lớn hơn số giường bệnh theo thiết kế rất nhiều Ngoài ra còn một nguyên nhân khác làm cho lượng nước thải tăng là tổn thất do thiếu ý thức của người nhà bệnh nhân khi sử dụng khu vệ sinh hoặc vòi nước công cộng

Theo tính toán của Bộ môn Cấp thoát nước- môi trường nước của trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội, dựa trên cơ sở khảo sát một số bệnh viện, thì nhu cầu sử dụng nước tại các bệnh viện như sau

 Điều trị: 18%

 Lau nhà: 15%

 Bệnh nhân tắm: 10%

 Giặt giũ: 18%

 Nấu nước, thức ăn: 12%

 Cán bộ công nhân viên sử dụng: 12%

 Hao hụt tổn thất: 15%

Như vậy ở nước ta, theo các nghiên cứu thì tiêu chuẩn thải nước bệnh viện từ 600-1000l/giường bệnh.ngày đêm phụ thuộc vào các loại và các cấp bệnh viện

Phần lớn các bệnh viện, phòng khám, cơ sở điều trị… đều nằm ở các khu đô thị Đây là nơi tập trung đông người, có lượng nước tiêu thụ lớn Do đó, có thể thấy nước

thải bệnh viện là một dạng của nước thải sinh hoạt đô thị Trong nước thải chứa chủ yếu các chất hữu cơ và chất ô nhiễm nguồn gốc sinh hoạt của con người Tuy nhiên,

do nước sử dụng trong quá trình chữa bệnh và chăm sóc bệnh nhân nên về mặt vệ sinh và dịch tễ học, trong nước thải bệnh viện chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh và dễ lây lan

2.4.2 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện

2.4.2.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải

Thông thường chất thải bệnh viện gồm 3 loại: chất thải rắn, nước thải và khí thải với mức độ độc hại khác nhau Nguy hiểm nhất là các bệnh phẩm gồm các tế bào, các mô bị cắt bỏ trong quá trình phẫu thuật, tiểu phẫu, các găng tay, bông gạc có dính máu mũ, nước lau rửa từ các phòng thiết bị, phòng mổ, khoa lây, khí thoát ra từ các kho chứa nhất là các kho chứa radium, khí hơi từ các lò thiêu… Sau đó là các chất thải từ các dụng cụ y tế như kim tiêm, ống thuốc, dao mổ, lọ xét nghiệm, túi oxy… Cuối cùng là nước thải và nước thải sinh hoạt

Nước thải bệnh viện là một dạng nước thải sinh hoạt và chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư

Nước thải bệnh viện phát sinh từ nhiều khâu và quá trình khác nhau

 Nước thải sinh hoạt của bác sĩ, y tá, công nhân viên bệnh viện, của bệnh nhân và thân nhân bệnh nhân

 Nước thải vệ sinh, lau chùi, làm sạch các phòng bệnh và phòng làm việc

 Nước thải từ giặt quần áo, chăm mền, drap trải giường, khăn lau … từ các khâu pha chế thuốc, nấu ăn, rửa chén bát, dụng cụ…

Tùy theo từng khâu và quá trình cụ thể, nước thải sẽ có tính chất và mức độ

ô nhiễm khác nhau

Hàng ngày từ các bệnh viện, một khối lượng lớn nước thải chưa được xử lý chứa nhiều chất bẩn hữu cơ và vi trùng gây bệnh thấm vào lòng đất, gây ô nhiễm nguồn nước ngầm Mặt khác, nước thải trong các mương hở bốc mùi vào khu vực xung quanh gây ảnh hưởng không khí trong bệnh viện và các khu vực

lân cận Mùa mưa, nước thải theo nước mưa chảy tràn có thể gây ô nhiễm môi, lây lan dịch bệnh.

Do đó, để giữ tốt vấn đề vệ sinh dịch tễ trong bệnh viện và ngăn chặn lan truyền bệnh dịch ra khu vực lân cận, nhằm đảm bảo việc khám chữa bệnh tốt cho bệnh nhân cũng như bảo vệ sức khỏe cho người dân xung quanh các bệnh viện, cần đầu tư xây dựng một hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đạt tiêu chuẩn và không còn khả năng gây bệnh là một nhu cầu bức thiết

2.4.2.2 Sự ô nhiễm nước

Do tác động của các hoạt động sống, nước bị ô nhiễm bởi các chất khác nhau và làm cho chất lượng nước xấu đi

a Tăng nồng độ các ion Ca2+, Mg2+, Si2+ trong nước ngầm

b Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên

c Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm

d Tăng hàm lượng các chất hữu cơ trong nước trước tiên là các chất bền sinh học, chất hoạt động bề mặt, thuốc sát trùng, sản phẩm phân rã của chúng với các chất hại gây ung thư, đột biến gen

e Giảm lượng oxy trong nước tự nhiên do quá trình oxy hóa

f Giảm nồng độ trong suốt của nước do virus, vi khuẩn tăng trong nước, trở thành nhân tố gây bệnh

g Nước bị ô nhiễm do các chất phóng xạ

2.4.2.3 Các chất gây ô nhiễm nước

Nước thải bị ô nhiễm do nhiều chất khác nhau và từ nhiều nguồn khác nhau Tổ chức bảo vệ sức khỏe thế giới(WHO) hướng dẫn phân loại các chất ô nhiễm hóa học như sau

1 Các chất hữu cơ

a Các chất dễ phân hủy sinh học (hoặc các chất tiêu thụ oxy) là Cacbonhydrat, protein, chất béo, … Đây là các chất gây ô nhiễm nặng nhất

từ các khu dân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm với hàm lượng:

40-60 % protein, 25-50% cacbonhidrat, 10% chất béo Tác hại cơ bản của các chất này là làm giảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến sự suy thoái tài nguyên thủy sản, giảm chất lượng nước cho sinh hoạt

b Các chất khó phân hủy sinh học như hidratcacbon vòng thơm, các hợp chất

đa vòng ngự trị, các clo hữu cơ, các polymer … Các chất này có độc tính cao đối với con người và sinh vật, chúng lại có khả năng tồn lưu lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật

2 Các chất vô cơ

Các chất vô cơ có nồng độ cao trong nước tự nhiên, đặc biệc là nước bẩn Ngoài ra nước thải từ khu dân cư luôn có một hàm lượng khá lớn các ion Cl- SO42-,PO43- Na+

3 Các kim loại nặng

Chì (Pb) là các kim loại nặng có độc tính với não và có thể gây chết người nếu bị nhiễm nặng và tích lũy lâu dài trong cơ thể Thủy ngân (Hg) thủy ngân vô cơ hay hữu cơ đều độc đối với con người và thủy sinh

4 Các chất rắn

Các chất rắn có trong nguồn nước tự nhiên từ nước thải sinh hoạt, từ quá trình xói mòn phong hóa địa chất, từ quá trình keo tụ các ion vô cơ khi gặp nước mặn Các chất rắn có khả năng gây trở ngại cho sự phát triển thủy sản, cấp nước, sinh hoạt …

5 Các chất lơ lửng

Sự hiện diện các chất rắn lơ lửng sẽ làm cho nước bị đục, bẩn, làm tăng độ lắng đọng gây mùi khó chịu

6 Sự dư thừa chất dinh dưỡng trong nước thải bệnh viện

Sự dư thừa chất dinh dưỡng là một điều bất lợi đối với môi trường nước

vì chúng có thể gây nên sự phú dưỡng hóa Nói cách khác là sẽ có sự tăng

sinh các loại rong tảo trong nước làm nước bị đục, giảm lượng oxy hòa tan

do thối rữa

7 Các vi trùng trong nước

Trong người và động vật có chứa nhiều loại vi trùng gây hại ( vi trùng tả,

lị, thương hàn, trứng giun sán… ) Trong thực tế không thể xác định tất cả các vi trùng này đối với từng mẫu nước vì phức tạp và tốn nhiều thời gian Thông thường ta chỉ xác định nước có bị nhiễm phân hay không mà thôi

2.4.2.4 Khảo sát đặc tính ô nhiễm nước thải bệnh viện

Để có sự so sánh giữa các kiểu bệnh viện khác nhau ta phải tiến hành phân chia các bệnh viện theo tuyến và theo chuyên khoa để đánh giá Kết quả đánh giá theo tuyến cho thấy nước thải của bệnh viện tuyến tỉnh có hàm lượng chất hữu cơ (thể hiện ở các giá trị BOD5 ,COD , DO) cao hơn so với bệnh viện tuyến trung ương và bệnh viện ngành

Bảng 2.3 Kết quả đánh giá thông số ô nhiễm chung cho từng tuyến

Bệnh viện

mg/l

COD mg/l

Tổng

P mg/l

TổngN mg/l

SS mg/l

Trung ương

(Nguồn: Viện Y học lao động và MT- Bộ y tế và Trung tâm CTC)

Nguyên nhân nước thải bệnh viện tuyến tỉnh có hàm lượng chất ô nhiễm cao hơn tuyến trung ương và tuyến ngành do lượng nước sử dụng tính cho 1 giường bệnh thấp nên nồng độ chất ô nhiễm cao hơn so với các tuyến khác

Bảng 2.4 Đánh giá nước thải bệnh viện theo chuyên khoa

Tổng

P mg/l

TổngN mg/l

SS mg/l

Phụ sản 7,21 167,00 221,90 0,99 13,19 51,25

(Nguồn: Viện Y học lao động và MT- Bộ y tế và Trung tâm CTC)

Nhìn chung hàm lượng chất ô nhiễm không có sự khác biệt lớn khi phân chia các bệnh viện theo chuyên khoa Các thông số ô nhiễm không có nồng độ đáng kể để đánh giá

Dưới đây là thành phần tính chất nước thải của một số bệnh viện trên địa bàng Thành Phố Hồ Chí Minh

Bảng 2.5 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Chợ Rẫy

( Nguồn: Cefinea, tháng 4 năm 2003)

Bảng 2.6 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Nguyễn Tri Phương

Tổng P mg/L 5,8Tổng Coliform MPN/100ml 4,6x104( Nguồn: Cefinea, tháng 1 năm 2002)

Bảng 2.7 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Trưng Vương

Bảng 2.8 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Đồng Nai

Bảng 2.9 Thành phần tính chất nước thải bệnh viện Quân y viện 7

( Nguồn: Trung tâm kỹ thuật nhiệt đới)

Bảng 2.10 Chỉ tiêu ô nhiễm chính của nước thải bệnh viện

Nguồn: Trung tâm tư vấn chuyển giao công nghệ nước sạch và môi trường

2.4.3 Các loại vi sinh vật thường thấy trong nước thải bệnh viện

Tác nhân gây ô nhiễm bao gồm vi sinh vật, siêu vi khuẩn, các loại ký sinh trùng, nấm với các tỉ lệ được đánh giá như sau

 Vi khuẩn chiếm 90%

• Vi khuẩn gram (+)

• Bacillus ereus cos trong đất, ngũ cốc

• Listeria monocytogense: gây viêm não, màng não và bệnh ở tử cung

• Clostridium perfringens

• Clostridium tetani: bào tử nhiễm vào vết thương sẽ gây bệnh uốn ván

• Clostridium botulium: có thể gây ngộ độc thức ăn cực kỳ nguy hiểm

• Cầu khuẩn Gram (+)

• Cầu khuẩn Gram (-)

 Virus chiếm 8% chủ yếu là virus đường tiêu hóa, virus gây tiêu chảy ở trẻ em

 Nấm chiếm 1% chủ yếu là

• Aspergillus

• Candida

 Ký sinh trùng Amip, trứng giun sán và các nấm hạ đẳng

2.4.4 Nguy cơ dịch bệnh do nguồn nước ô nhiễm từ nước thải bệnh viện

Nước thải từ các bệnh viện truyền nhiễm, bệnh viện lao, … là mối nguy hiểm lớn nhất tạo khả năng ô nhiễm nguồn nước bởi các vi khuẩn gây bệnh Nước thải loại này không được khử trùng hoặc khử trùng không triệt để, đi vào nguồn nước ngầm và nước mặt là nguy cơ truyền bệnh cho cộng đồng dân cư xung quanh bệnh viện

Qua nhiều trường hợp nghiên cứu thực tế người ta khẳng định các trường hợp nhiễm bệnh ở người và động vật đặc biệt là các bệnh viện truyền nhiễm đều chưa được xử lý và khử trùng triệt để Ở đô thị và khu dân cư sự giao nhau giữa hệ thống cấp nước và hệ thống thoát nước là không thể tránh khỏi Cần phải tuân thủ những quy định về những biện pháp phòng ngừa ô nhiễm hệ thống cấp nước từ hệ thống thoát nước do sự cố Nhưng quan trọng hơn là phải xây dựng hệ thống xử lý và khử trùng nước thải bệnh viện tập trung trước khi xả vào hệ thống thoát nước công cộng Nếu không làm được như vậy hậu quả sẽ không lường Chỉ có xử lý và khử trùng nước thải bệnh viện theo đúng quy định mới loại trừ được dịch bệnh truyền nhiễm trong cộng đồng dân cư

2.4.5 Những đặc điểm phân biệt nước thải bệnh viện và nước thải sinh hoạt

Thông qua nhiều phân tích và đánh giá, người ta rút ra những kết luận về đặc điểm khác biệt của nước thải bệnh viện so với nước thải bệnh viện như sau

Lượng chất bẩn gây ô nhiễm tính trên một giường bệnh lớn hơn 2-3 lần lượng chất bẩn gây ô nhiễm tính trên một đầu người Ở cùng một tiêu chuẩn sử dụng nước thì nước thải bệnh viện có nồng độ cao hơn nhiều

Sự hình thành nước thải bệnh viện trong vòng một ngày và ở nghững ngày riêng biệt của tuần là không đều (hệ số không đều K=3) Thành phần của nước thải bệnh viện dao động trong ngày do chế độ làm việc của bệnh viện không đều

Trong nước thải bệnh viện, ngoài những chất bẩn thông thường như trong nước thải sinh hoạt, còn chứa những chất bẩn hữu cơ và khoáng đặc biệt ( thuốc men, chất tẩy rửa, đồn vị phóng xạ…) còn có một lượng lớn vi khuẩn gây bệnh có khả năng lây lan cao, gây nhiều bệnh truyền nhiễm nguy hiểm

Từ những kết luận trên, chúng ta thấy rằng tuy nhiều người coi nước thải bệnh viện như một dạng của nước thải sinh hoạt đô thị nhưng thực tế cần xếp nước thải bệnh viện vào một loại nước thải riêng và yêu cầu xử lý cũng phải cao hơn

2.5 Quy định chung về xử lý nước thải bệnh viện

Theo qui chế Quản lý chất thải y tế được ban hành kèm theo quyết định số 43/2007/QĐ-BYT của bộ trưởng Bộ y tế ra ngày 30 tháng 11 năm 2007, chương IX, quy định một số vấn đề về xử lý nước thải bệnh viện như sau

Điều 27: Quy định chung về xử lý nước thải

1 Mỗi bệnh viện phải có hệ thống thu gom và xử lý nước thải đồng bộ

2 Các bệnh viện không có hệ thống xử lý nước thải phải bổ sung hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh

3 Các bệnh viện đã có hệ thống xử lý nước thải từ trước nhưng bị hỏng không hoạt động hoặc hoạt động không hiệu quả, phải tu bổ nâng cấp để vận hành đạt tiêu chuẩn môi trường

4 Các bệnh viện xây dựng mới, bắt buộc phải có hệ thống xử lý nước thải trong hạn mục xây dựng được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt

5 Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện phải đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường, phải phù hợp với các điều kiện địa hình, kinh phí đầu tư, chi phí vận hành và bảo trì

6 Định kì kiểm tra chất lượng xử lý nước thải và lưu trữ hồ sơ xử lý nước thải

Điều 28: Thu gom nước thải

1 Bệnh viện phải có hệ thống thu gom riêng nước bề mặt và nước thải từ các khoa, phòng Hệ thống cống thu gom nước thải phải là hệ thống ngầm hoặc có nắp đậy

2 Hệ thống xử lý nước thải phải có bể thu gom bùn

Điều 29: Các yêu cầu của hệ thống nước thải bệnh viện

1 Có quy trình công nghệ phù hợp, xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường

2 Công suất phù hợp với lượng nước thải phát sinh của bệnh viện

3 Cửa xả nước thải phải thuận lợi cho việc kiểm tra, giám sát

4 Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải phải được quản lý như chất thải rắn y tế

5 Định kì kiểm tra chất lượng xử lý nước thải Có sổ quản lý, vận hành và kết quả kiểm tra chất lượng có liên quan

2.6 Các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện

Các phương pháp xử lý nước thải sinh hoạt có thể áp dụng để xử lý nước thải bệnh viện, tuy vậy cần phân biệt rõ sự khác nhau giữa hai loại nước thải này để có sự lựa chọn công nghệ thích hợp, nhằm đảm bảo yêu cầu xử lý khắc khe hơn cho nước thải bệnh viện Dưới đây chúng ta sẽ xem xét các phương pháp để xử lý nước thải bệnh viện

Tất cả các phương pháp xử lý nước thải có thể chia làm 2 nhóm: nhóm các phương pháp thu hồi và nhóm các phương pháp phân hủy Đa số các phương pháp hóa lý được dùng để thu hồi các chất quý trong nước thải và thuộc nhóm phương pháp thu hồi Còn các phương pháp hóa học và sinh học thuộc nhóm các phương pháp phân hủy Gọi là phân hủy bởi vì các chất bẩn trong nước thải sẽ bị phân hủy chủ yếu theo các phản ứng oxy hóa và một ít theo phản ứng khử Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy sẽ bị loại khỏi nước thải ở dạng khí, cặn lắng hoặc còn lại trong nước nhưng không độc

2.6.1 Xử lý cơ học

Để tách các hạt lơ lửng ra khỏi nước thải, thường người ta sử dụng các quá trình thuỷ cơ Việc lựa chọn phương pháp xử lý tuỳ thuộc vào kích thước hạt, tính chất hoá lý, nồng độ hạt lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết

Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất không hoà tan có trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất của các công trình

xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ… Hiệu quả xử lý có thể lên tới 75% chất lơ lửng và 40% ÷ 50% BOD

Quá trình xử lý cơ học hay còn gọi là quá trình tiền xử lý thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của qui trình xử lý Tùy vào kích thước, tính chất hóa lí, hàm lượng cặn

lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết mà ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực li tâm, trọng trường và lọc

Bảng 2.11: Các công trình xử lý cơ học

Song chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng

Lưới chắn rác Tách các chất rắn có kích thước nhỏ hơn

Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn, đồng

nhất

Bể điều hòa Điều hòa lưu lượng và nồng độ (tải trọng BOD, SS)

Khuấy trộn Khuấy trộn hóa chất và chất khí với nước thải, giữ cặn

lắng ở trạng thái lơ lửng

Tạo bông Giúp cho việc tập hợp các hạt cặn nhỏ thành các hạt cặn

lớn hơn để có thể tách ra bằng lắng trọng lực

Lắng Tách các cặn lắng và nén bùn

Tuyển nổi Tách các hạt cặn nhỏ và các hạt cặn có tỷ trọng xấp xỉ tỷ

trọng của nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học

Lọc Tách các hạt cặn còn lại sau xử lý sinh học, hóa học

Màng lọc Tương tự như quá trình lọc Tách tảo từ nước thải sau hồ

ổn định

Bay hơi và bay

khí

Bay hơi các hợp chất hữu cơ bay hơi từ nước thải

2.6.1.1 Song chắn rác

Hình 2.1: Phân loại song chắn rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác Tại đây, các thành phần có kích thước lớn như giẻ, rác, vỏ cây, lá cây được giữ lại Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đường ống hoặc kênh dẫn

Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình, và mịn Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm, song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm Theo hình dạng, có thể phân biệt thành song chắn rác và lưới chắn rác Song chắn rác cũng có thể đặt cố định hoặc di động

Vận tốc nước chảy qua song chắn giới hạn trong khoảng từ 0,6 – 1 m/s Vận tốc cực đại dao động trong khoảng khoảng 0,75 – 1 m/s nhằm tránh đẩy rác qua khe của song Vận tốc cực tiểu là 0,4 m/s nhằm tránh phân hủy các chất thải rắn

Các loại Song Chắn Rác

Song chắn rác thô Song chắn rác mịn Lưới chắn rác

-Loại cố định

-Nhóm song chắn rác

-Loại cố định, di động-Nhóm song chắn rác-Dạng đĩa, dạng trống

2.6.1.2 Điều hòa

Nước thải công nghiệp có lưu lượng, thành phần, tính chất rất đa dạng, phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, không đều trong ngày đêm và các thời điểm trong năm Sự dao động lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải ảnh hưởng đến chế độ vận hành hệ thống xử lý, tốn kém trong xây dựng và quản lý hệ thống

Nước thải đô thị, chủ yếu là nước thải sinh hoạt, cũng có lưu lượng thay đổi theo giờ khá lớn Thông thường giờ dùng nước chủ yếu là buổi tối và buổi trưa Đối với nước thải bệnh viện, giờ dùng nước chủ yếu là 6 – 11 h vào buổi sáng và

15 – 21h vào buổi chiều tối Người ta lấy hệ số không điều hòa cho nước thải bệnh viện là K = 3

Phân loại theo chức năng

 Điều hòa lưu lượng Yêu cầu đặt gần nơi tạo ra nước thải

 Bể điều hòa nồng độ, nếu lưu lượng nhỏ, có thể đặt trong phạm vi trạm xử lý, ngay sau bể lắng Nếu lưu lượng lớn, bể điều hòa nồng độ đặt trước bể lắng trong dây chuyền xử lý

Phân loại theo nguyên tắc chuyển động của dòng nước

 Đẩy lý tưởng: nồng độ đồng đều trên từng mặt cắt ngang của dòng chảy

 Trộn lý tưởng: nồng độ đồng đều trên toàn bộ thể tích của bể tại từng thời điểm Quá trình xáo trộn thực hiện cưỡng bức hoặc tự nhiên

Vì thành phần nước thải bệnh viện chỉ cần song chắn rác và bể điều hòa nên ta bỏ qua định nghĩa của các công trình xử lý cơ học khác

2.6.2 Xử lý bằng phương pháp hóa học

Phương pháp hóa học sử dụng các phản ứng hóa học để xử lý nước thải Các công trình xử lý hóa học thường kết hợp với các công trình xử lý lý học Mặc dù có hiệu quả cao, nhưng phương pháp xử lý hóa học thường đắt tiền và đặc biệt thường tạo thành các sản phẩm phụ độc hại Việc áp dụng các quá trình xử lý hóa học được tóm tắt trong bảng 3.2

Bảng 2.12 Áp dụng quá trình xử lý hóa học trong xử lý nước thải [2]

Quá trình Áp dụng

Kết tủa Tách phospho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn lơ

lửng ở bể lắng 1Hấp phụ Tách các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương

pháp hóa học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học Nó cũng được sử dụng để tách kim loại nặng, khử chlorine của nước thải trước khi xả vào nguồn

Khử trùng Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng chlorine Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh, Chlorine là

loại hóa chất được sử dụng rộng rãi nhấtKhử chlorine Tách lượng clo dư còn lại sau quá trình clo hóa

Khử trùng bằng ClO2 Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng BrCl2 Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng Ozone Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

Khử trùng bằng tia UV Phá hủy chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

2.6.3 Xử lý bằng phương pháp sinh học

Xử lý bằng phương pháp sinh học là việc sử dụng khả năng sống và hoạt động của VSV để khoáng hóa các chất bẩn hữu cơ trong nước thải thành các chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước Các VSV sử dụng một số hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên khối lượng sinh khối tăng lên

Phương pháp sinh học thường được sử dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải có chứa các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo Do vậy, phương pháp này thường dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải bằng các quá trình đã trình bày ở phần trên Đối với các chất vô cơ chứa trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử sunfide, muối amoni, nitrate tức là các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn sẽ

là: khí CO2, N2, nước, ion sulfate, sinh khối… Cho đến nay, người ta đã biết nhiều loại VSV có thể phân hủy tất cả các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo.

Giải pháp xử lý bằng biện pháp sinh học có thể được xem là tốt nhất trong các phương pháp xử lý với các lí do sau

 Chi phí thấp

 Có thể xử lý được độc tố

 Xử lý được N-NH3

 Tính ổn định cao

2.6.3.1 Điều kiện nước thải được phép xử lý sinh học

Nước thải phải là quần thể sống của quần thể VSV phân hủy các chất hữu

cơ có trong nước thải Nghĩa là nước thải phải thỏa các điều kiện sau

 Không có chất độc làm chết hoặc ức chế hệ VSV trong nước thải Trong số các chất độc phải chú ý đến các KL nặng Theo mức độ độc hại của các KL, sắp xếp theo thứ tự là Sb>Ag>Cu>Hg>Co>Ni>Pb>Cr3+>V>Cd>Zn>Fe

 Muối các KL này ảnh hưởng nhiều đến đời sống của các VSV, nếu quá nồng độ cho phép, các VSV không thể sinh trưởng được và có thể chết

 Chất hữu cơ có trong nước thải phải là chất dinh dưỡng nguồn C và năng lượng cho VSV Các hợp chất hydratcacbon, protein, liquid hòa tan thường là cơ chất dinh dưỡng, rất tốt cho VSV

 Nước thải đưa vào xử lý sinh học có 2 thông số đặc trưng là BOD và COD Tỉ số của 2 thông số này là COD/BOD ≤ 2 hoặc BOD/COD ≥ 0,5 thì mới có thể đưa vào xử lý sinh học ( hiếu khí) Nếu COD lớn hơn BOD nhiều lần, trong đó nếu có cenllulose, hemicenllulose, protein, tinh bột chưa tan thì phải qua xử lý sinh học kị khí

Nước thải khi đưa đến công trình xử lý sinh học cần thỏa

Nước thải phải có pH trong khoảng 6,5 – 8,5

Nhiệt độ nước thải trong khoảng từ 10 – 400C

Tổng hàm lượng muối hòa tan không vượt quá 15g/l

2.6.3.2 Phân loại các quá trình xử lý sinh học

Việc phân loại các quá trình xử lý sinh học phụ thuộc vào đặc tính của từng loại bể phản ứng Các bể phản ứng nước thải bằng phương pháp sinh học chia

làm 2 nhóm chính, theo cách thức sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường sinh trưởng hay bám dính.

Bảng 2.13 Các thiết bị xử lý sinh học thông dụng

Bể phản ứng với tác nhân sinh

trưởng lơ lửng

Bể phản ứng với tác nhân sinh

trưởng bám dính

• Bùn hoạt tính

• Loại bỏ chất dinh dưỡng

bằng pp sinh học

• Phân hủy hiếu khí

• Tiếp xúc kị khí

• UASB

• Phân hủy kị khí

• Hồ sinh học

• Kị khí có đện giãn

• Đĩa quay sinh học

• Lọc nhỏ giọt

• Tháp kín

• Thiết bị lọc kị khí

Do vi sinh vật đóng vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học nên căn cứ vào tính chất, hoạt động và môi trường của chúng, ta có thể chia phương pháp sinh học thành 2 dạng chính là sinh học kị khí và sinh học hiếu khí

Bảng 2.14 Các công trình xử lý sinh học

Đĩa tiếp xúc sinh học quay Lọc kị khí

OxytenMương oxy hóaTự nhiên Ao sinh học hiếu khí Ao sinh học kị khí

Cánh đồng lưới

A.Phương pháp kị khí

1 Quá trình thủy phân chất hữu cơ trong điều kiện kị khí

Sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy Quá trình phân hủy kị khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phứt tạp phân hủy các chất hữu cơ, tạo ra hàng loạt các sản phẩm trung gian

Quá trình phân hủy kị khí xảy ra theo 4 giai đoạn

 Giai đoạn 1: thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử

 Giai đoạn 2: acid hóa

 Giai đoạn 3: acetate hóa

 Giai đoạn 4: methane hóa

2 Phân loại

Hình 2.2 Các phương pháp xử lý nước thải theo phương pháp kị khí

a Quá trình tăng trưởng kị khí

Đặc trưng cho quá trình tăng trưởng lơ lửng kị khí là bể UASB ( Upflow anaerobic sludge blanket)

Nước thải được nạp từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy

ra khi các chất hữu cơ trong nước thải tiếp xúc với bùn hạt Khí sinh ra trong điều kiện kị khí ( chủ yếu là methane và CO2) sex tạo nên dòng tuần hoàn cục bộ giúp cho quá trình hình thành và duy trì bùn sinh học dạng hạt Khí sinh ra từ lớp bùn sẽ bám dính vào các hạt bùn và cùng với khí tự do nổi lên phía mặt bể Tại đây quá trình pha khí-lỏng-rắn xảy ra nhờ bộ phận tách pha Khí theo ống dẫn qua bồn hấp thu chứa dung dịch NaOH (5%-10%) Bùn sau khi tách khỏi bọt khí lại lắng xuống Nước thải theo máng tràn răng cưa dẫn đến công trình xử lý tiếp theo Vận tốc nước thải đưa vào bể UASB được duy trì trong khoảng 0.6-0.9 m/h

Vách ngăn

 Lượng hóa chất cần bổ sung ít

 Bùn sinh ra dễ tách nước

 Không đòi hỏi cấp khí, đỡ tốn năng lượng

 Có thể thu hồi, tái sử dụng năng lượng biogas

 Lượng bùn sinh ra ít, cho phép vận hành với tải trọng hữu cơ cao

 Giảm diện tích công trình

 Khuyết điểm:

Giai đoạn khởi động kéo đài

Phát sinh mùi

Dễ bị sốc tải khi chất lượng nước vào biến động

Bị ảnh hưởng bởi các chất độc hại

Khó hồi phục sau thời gian ngừng hoạt động

b Quá trình phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn

Bể phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn là một bể xáo trộn liên tục, không tuần hoàn bùn Bể này thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ Thiết bị xáo trộn dùng trong bể có thể là cánh khuấy cơ khí hoặc tuần hoàn khí biogas Trong quá trình phân hủy, lượng sinh khối mới sinh ra phân bố đều trên toàn thể tích bể Hàm lượng chất lơ lửng ở dòng ra phụ thuộc vào thành phần nước thải vào và yêu cầu xử lý Do bể phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn nên không có biện pháp nào lưu giữ sinh khối bùn, nên thời gian lưu sinh khối chính là thời gian lưu nước Thời gian lưu bùn phân hủy kị khí thường từ 12-30 ngày Như vậy thể tích bể xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi lớn hơn nhiều so với công nghệ xử lý kị khí khác

Do hàm lượng sinh khối trong bể thấp và thời gian lưu nước lớn, bể kị khí xáo trộn hoàn toàn có thể chịu đựng tốt trong trường hợp có độc tố hoặc khi tải tăng đột ngột

c Công nghệ tiếp xúc kị khí:

Quá trình phân hủy xảy ra trong bể kín với bùn tuần hoàn Hỗn hợp bùn và nước thải trong bể được khuấy trộn hoàn toàn, sau khi phân hủy hỗn hợp được đưa sang bể lắng hoặc bể tuyển nổi để tách riêng bùn và nước Bùn tuần hoàn trở lại bể kị khí, lượng bùn dư thải bỏ thường rất ít do tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật khá chậm.

d Quá trình tăng trưởng kị khí dính bám ( anaerobic attached- growth process)Tương tự như quá trình tăng trưởng hiếu khí dính bám, các vi sinh vật kị khí dính bám vào các giá thể dạng tấm hoặc hạt có tính trơ Nước thải cũng được dẫn từ dưới đáy bể lên, xuyên qua lớp vật liệu lọc Sau quá trình xử lý, nước và khí được dẫn ra ngoài qua hệ thống ống dẫn đặt phía trên lớp vật liệu lọc Ở quá trình này, ta cũng có thể cho nước thải chảy từ trên đỉnh bể phản ứng xuống rồi thu nước ở đáy bể, còn khí vẫn được thu ở trên bể

Ngoài ra, ta cũng có thể phối hợp cả hai quá trình kị khí lơ lửng và kị khí bám dính vào cùng một bể sinh học nhằm tăng cường khả năng xử lý

Phương pháp xử lý kị khí thường được sử dụng để sơ bộ xử lý nước thải có độ ô nhiễm hữu cơ cao ( COD > 1-3 g/l) trước khi sử dụng phương pháp hiếu khí Điều này giúp tiết kiệm được lượng oxy cần thiết phải cung cấp cho vi sinh vật trong quá trình hiếu khí nên giảm được chi phí điện năng đối với các thiết bị cấp khí và giảm lượng bùn sinh ra

e Lọc kị khí

Bể lọc kị khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh vật sống bám trên bề mặt Giá thể đó có thể là đá sỏi, than, vòng sứ, tấm nhựa,

… dòng thải phân bố đều từ dưới lên tiếp xúc với lớp màn sinh vật trên giá thể

Do khả năng bám dính tốt của lớp màng vi sinh dẫn đến lượng vi sinh trong bể tăng lên và thời gian lưu nước bùn kéo dài Vì vậy thời gian lưu nước nhỏ, có thể vận hành ở tải lượng cao

Trong bể lọc kị khí, do dòng chảy quanh co đồng thời tích lũy sinh khối vì vậy dễ gây ra vùng chết và dòng chảy ngắn Để khắc phục tình trạng này, có thể bố trí thêm hệ thống xáo trộn bằng khí biogas thông qua hệ thống phân phối bố

trí dưới lớp vật liệu Sau thời gian vận hành, các chất rắn không bám dính gia tăng trong bể

Ưu điểm:

 Đơn giản trong vận hành

 Có khả năng chịu biến động về tải lượng ô nhiễm

 Không kiểm soát bùn nổi như trong bể UASB

Khuyết điểm:

 Phát sinh mùi

 Không có khả năng điều khiển sinh khối

 Tốc độ làm sạch bị hạn chế bởi quá trình khuếch tán, vật liệu làm giá thể phải có diện tích bề mặt riêng lớn Thêm vào đó, vận tốc nước chảy trên bề mặt màng phải đủ lớn

f Quá trình kị khí tầng giá thể lơ lửng

Trong quá trình này, nước thải được bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu hạt giá thể cho vi sinh bám vào Vật liệu này có đường kính nhỏ vì vậy tỉ lệ diện tích mặt/ thể tích rất lớn ( cát, than hoạt tính,…) tạo sinh khối bám dính lớn Dòng thải

ra tuần hoàn trở lại tạo vận tốc nước đi đủ lớn tạo cho lớp vật liệu hạt ở dạng lơ lửng, giãn nở khoảng 15-30% hay lớn hơn Hàm lượng sinh khối có thể lớn 10.000- 40.000 mg/l Do lượng sinh khối lớn và thời gian lưu nước nhỏ, quá trình này có thể ứng dụng xử lý nước thải sinh hoạt

B Phương pháp hiếu khí

1 Các giai đoạn

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn sau:

a Oxy hóa các chất hữu cơ

CxHyOz + O2 CO2 + H2O + ⌂H

b Tổng hợp tế bào mới

CxHyOz + NH3 + O2 TB vi khuẩn + CO2 + H2O + C5H7NO2

c Phân hủy nội bào

C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 ± ⌂H

2 Phân loại

Hình 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải theo công nghệ hiếu khí

3 Quá trình tăng trưởng hiếu khí lơ lửng

a Bề bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng (Aerotank)

Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng, quá trình phân huỷ xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục Việc sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lượng oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng Nồng độ oxy hoà tan trong nước ra khỏi bể lắng đợt 2 không được nhỏ hơn 2 mg/L Tốc độ sử dụng oxy hoà tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào

 Tỉ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật: tỉ số F/M

 Nhiệt độ

 Tốc độ sinh trưởng của vi sinh vật

 Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất

 Lượng các chất cấu tạo tế bào

 Hàm lượng oxy hoà tan

Công nghệ hiếu khí

Lọc hiếu khí

Lọc sinh học nhỏ giọt

Hiếu khí tiếp xúc

Xử lý sinh học theo mẻ

Hồ sinh học hiếu khí Sinh trưởng dính bámSinh trưởng lơ lửng

Đĩa quay sinh họcAerotank

Enzym

Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả, cần phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật các vi sinh vật này sẽ phân huỷ các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hoá thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hoá hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,… Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn

hoạt tính bao gồm: Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium,

Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn Nitrate hoá Nitrosomonas và Nitrobacter Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, và Geotrichum cũng tồn tại.

Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải đưa vào hệ thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/L, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ không quá 25 mg/L, pH = 6,5 – 8,5, nhiệt độ t = 6 – 37 0C

Hình 2.4: Bể bùn hoạt tính

Hệ thống bể bùn hoạt tính (Aerotank) gồm các loại:

 Bể bùn hoạt tính truyền thống

 Bể bùn hoạt tính tiếp xúc - ổn định

 Bể bùn hoạt tính thông khí kéo dài

 Bể bùn hoạt tính thông khí cao có khuấy đảo hoàn chỉnh

 Bể bùn hoạt tính chọn lọc

Một số sơ đồ hệ thống bùn hoạt tính sinh trưởng lơ lửng được trình bày dưới đây

Hình 2.5: Quá trình bùn hoạt tính hiếu khí cổ điển với dòng chảy nút

Hình 2.6: Quá trình bùn hoạt tính hiếu khí khuấy trộn hoàn toàn

Trong quá trình bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng, các vi sinh vật phát triển và tăng trưởng trong các bông cặn bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong nước ở các bể xử lý sinh học Bể sinh học này luôn cần phải được làm thoáng để cung cấp đầy đủ oxy cho vi sinh vật tiến hành quá trình phân hủy chất hữu cơ và phát triển Ngoài bể sinh học, ta cũng cần phải bố trí thêm bể lắng để tách các bông bùn hoạt tính ra khỏi nước, tuần hoàn một phần bùn trở lại bể sinh học nhằm duy trì nồng độ bùn cần thiết trong bể sinh học và xả bỏ bớt lượng bùn thừa sinh ra trong quá trình phát triển Trong một số trường hợp ta cũng có thể

gộp chung 2 bể sinh học và lắng thành một công trình duy nhất Khi đó, ta không cần phải tuần hoàn bùn mà chỉ phải xả bùn.

 Ưu điểm:

 Sử dụng phổ biến trong lĩnh vực xử lí nước thải

 Hiệu suất cao: 85-95%, khoảng 98% cặn lơ lửng được loại bỏ

 Không sinh mùi

 Nhược điểm:

 Nhu cầu dinh dưỡng, chất dinh dưỡng cao

 Bùn sinh ra nhiều, phải tuần hoàn bùn

 Phải có bể lắng đợt hai

 Đòi hỏi trình độ vận hành cao

Ngoài ra, hiện nay còn có thêm một số loại bể cũng sử dụng quá trình bùn hoạt tính, là những cải tiến so với Aerotank như bể hiếu khí gián đoạn SBR, bể Unitank

b Bể hoạt động gián đoạn (SBR)

Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực hiện lần lượt theo các bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả cạn, (5) ngưng

Bản chất quá trình xử lý sinh học từng mẻ

Hệ thống xử lý sinh học từng mẻ bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo các điều kiện cần thiết như môi trường thiếu khí (không có oxy, chỉ có NO3-), kị khí (không có oxy), hiếu khí (có oxi, NO3-) để cho vi sinh tăng sinh khối, hấp thụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải

Chất thải hữu cơ ( C, N, P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối vi sinh và khi lớp sinh khối vi sinh này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã tách chất ô nhiễm, chu kỳ xử lý trên lại tiếp tục cho một mẻ nước thải mới