Nghiên cứu Mô Hình Bể Lọc Sinh Học Ứng Dụng Xử Lí Nước Thải Bệnh Viện KrôngNăng - ĐăkLăk

Huyện Krông Năng là huyện có nhiều xã, thôn buôn thuộc vùng sâu vùng xa của tỉnh Đăk Lăk.Trong những năm qua, được sự quan tâm của các các cấp chính quyền ngành y tế huyện đã hoàn thành tốt nhiệm vụ khám chữa bệnh cho người dân tại khu vực thị trấn và khu vực lân cận

Nghiên cứu Mô Hình Bể Lọc Sinh Học Ứng Dụng Xử Lí Nước

Thải Bệnh Viện KrôngNăng - ĐăkLăk

Tên đề tài : “Nghiên Cứu Mô Hình Bể Lọc Sinh Học Ứng Dụng Xử Lí Nước Thải Bệnh Viện Huyện KrôngNăng - ĐăkLăk”.

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường

Sinh viên thực hiện: Lê Xuân Dũng

Lớp:08Mt2

Cán bộ hướng dẫn: Th.s Trần Phước Cường

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước, đời sống người dân được nâng cao Từ đó,người dân quan tâm đến sức khỏe hơn và nhu cầu khám chữa bệnh của người dân tăng.Vìvậy để đáp ứng được nhu cầu khám và chữa bệnh của người dân, nhiều công trình xây dựngmới, nâng cấp và mở rộng bệnh viện được thực hiện

Trong quá trình khám chữa bệnh, bệnh viện phát sinh một lượng nước thải đáng

kể Nếu không xử lí thì nó sẽ gây ô nhiễm môi trường Đặc biệt trong nước thải bệnh việnchứa số lượng lớn các loại vi khuẩn gây bệnh ảnh hưởng lâu dài đến sức khỏe con người

Do đó nước thải cần được xử lí đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải ra nguồn tiếp nhận

Bệnh viện đa khoa huyện Krông Năng là một cơ sở y tế cấp huyện.Tuy bệnhviện có qui mô nhỏ nhưng với số lượng bệnh nhân ngày càng tăng, thiết bị y tế thiếu thốndẫn đến tình trạng bệnh viện thường xuyên quá tải Lượng nước thải phát sinh ngày càngnhiều mà chưa có giải pháp xử lí cụ thể Hàng ngày bệnh viện Krông Năng thải ra 100m3nước thải, không chỉ làm mất cảnh quan tại khu vực trên mà còn gây ảnh hưởng nghiêmtrọng đến sức khỏe bệnh nhân đến khám tại đây.Từ những lí luận và thực tiễn trên tôi tiến

hành chọn đề tài : “Nghiên cứu mô hình bể lọc sinh học ứng dụng xử lí nước thải bệnh viện huyện Krông Năng - Đăklăk” nhằm mục đích xử lí nước thải bệnh viện đạt tiêu chuẩn

trước khi đưa ra môi trường.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tổng quan về bệnh viện huyện Krông Năng [13]

Huyện Krông Năng là huyện có nhiều xã, thôn buôn thuộc vùng sâu vùng xacủa tỉnh Đăk Lăk.Trong những năm qua, được sự quan tâm của các các cấp chính quyềnngành y tế huyện đã hoàn thành tốt nhiệm vụ khám chữa bệnh cho người dân tại khu vực thịtrấn và khu vực lân cận

1.1.1 Vị trí địa lí bệnh viện [1]

Bệnh viện đa khoa Krông Năng hiện là bệnh viện tuyến huyện toạ lạc trên khu đất códiện tích 10.894 m2, tại thị trấn Krông Năng huyện Krông Năng, tỉnh Đăk Lăk Có vị trí địa

lí như sau:

 Phía bắc giáp đường giao thông nội thị

 Phía nam giáp đất trồng cà phê thị trấn Krông Năng

 Phía đông giáp đất trồng cà phê thị trấn Krông Năng

 Phía Tây giáp đường giao thông nội thị

1.1.2 Qui mô bệnh viện

Hiện nay, huyện Krông Năng có 1 bệnh viện đa khoa và 12 trạm y tế cấpxã.Trong đó bệnh viện đa khoa Krông Năng là bệnh viện tuyến huyện có qui mô 100 giườngbệnh đảm bảo theo quyết định 40/2005/QĐ –BYT Quy mô bệnh viện đa khoa Krông Năngđược mô tả ở bảng dưới đây:

Bảng 1.1.2.1: Cơ cấu giường bệnh các khoa điều trị nội trú

Bảng 1.2.1.2:Cơ cấu khoa khám - chữa bệnh ngoại trú được xác định như sau:

Nguồn: Đtm bệnh viện đa khoa Krông Năng.

1.2. Tổng quan về nước thải [5]

Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người dùngtrong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng đất ô nhiễm đã làm thay đổi tính chất ban đầucủa chúng

Nước thải bệnh viện là một dạng nước thải sinh hoạt và chỉ chiếm một phần nhỏtrong tổng số lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư nhưng tính gây hại của nó thì hếtsức nghiêm trọng

1.3 Các thông số đánh giá ô nhiễm

Đánh giá chất lượng nước phải dựa vào một số thông số cơ bản, so sánh với chỉtiêu cho phép về thành phần hóa học, sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho mục đíchkhác nhau Các thông số cơ bản là độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơlửng, các kim loại nặng, oxy hòa tan, BOD, và COD…Ngoài ra, còn có các chỉ tiêu khácnhư chỉ tiêu vi sinh đặc biệt là E.Coli.coliform

1.4 Nguồn gốc phát sinh nước thải bệnh viện [1]

Thông thường nước thải bệnh viện phát sinh từ nhiều khâu và quá trình khácnhau:

 Nguồn nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong bệnh viện, từbệnh nhân và người nhà thăm nuôi

 Nguồn nước thải phát sinh từ các khu điều trị, nước rửa trong quá trình thaotác kỹ thuật, súc rửa vết thương, rửa các chất dịch, máu người bệnh, nước tiểu,chất nôn của bệnh nhân, nước từ các khu vực xét nghiệm…

 Nước thải từ quá trình nấu ăn, rửa chén bát, dụng cụ Nước thải từ giặt quần

áo, chăn mền, drap trải giường, khăn lau…

 Nước thải từ khâu pha chế thuốc

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

1.5 Các chất gây ô nhiễm thường có trong nước thải bệnh viện [1].

1.5.1 Các chất hữu cơ

Các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (hay các chất tiêu thụ oxy) làCacbonhydrat, protein, chất béo… Đây là các chất gây ô nhiễm nặng nhất từ nước thải bệnhviện Tác hại cơ bản của các chất này là làm giảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến suy thoáitài nguyên môi trường, giảm chất lượng nước cho sinh hoạt

Các chất khó phân hủy sinh học như Hydratcacbon vòng thơm, các polyme… Cácchất này có độc tính cao đối với con người và sinh vật, hơn nữa chúng lại có khả năng tồntại lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật

1.5.2 Các chất vô cơ

Nước thải bệnh viện nói riêng hay nước thải từ khu dân cư nói chung luôn cómột hàm lượng khá lớn các ion Cl- , SO42- , PO43- , Na+ Các chất này phát sinh chủ yếu tronghoạt động sinh hoạt : tắm giặt, rửa dụng cụ …

1.5.6 Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị

Theo kết quả phân tích của các cơ quan chức năng, 80% nước thải từ bệnh viện

là nước thải bình thường (tương tự nước thải sinh hoạt) chỉ có 20% là những chất thải nguyhại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ các bệnh nhân, các sản phẩm của máu, các mẫu chẩnđoán bị hủy, hóa chất phát sinh từ trong quá trình giải phẫu, lọc máu, hút máu, bảo quản cácmẫu xét nghiệm, khử khuẩn Với 20% chất thải nguy hại này cũng đủ để các vi trùng gâybệnh lây lan ra môi trường xung quanh Đặc biệt, nếu các loại thuốc điều trị bệnh ung thưhoặc các sản phẩm chuyển hóa của chúng không được xử lý đúng mà đã xả thải ra bên ngoài

sẽ có khả năng gây quái thai, ung thư cho những người tiếp xúc với chúng

Bảng 1.5.6: Thành phần tính chất nước thải bệnh viện.

Bệnh Viện Krông Năng

TCVN 7382-2004 Loại 1

1.5.7 Đặc điểm phân biệt nước thải bệnh viện và nước thải sinh hoạt [8]

Thông qua nhiều phân tích và đánh giá, người ta rút ra những kết luận về đặc điểmkhác biệt của nước thải bệnh viện với nước thải sinh hoạt như sau:

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

 Sự hình thành nước thải bệnh viện trong một ngày và ở những ngày riêngbiệt của tuần là không đều (hệ số không điều hòa K=3) So với nước thảisinh hoạt thì thành phần của nước thải bệnh viện dao động trong ngày dochế độ làm việc của bệnh viện không đều

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

1.6 Bản chất của quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp sinh học [6]

 Chuyển hóa và khử chất dinh dưỡng (N, P).

1.6.3 Quá trình sinh trưởng bám dính – màng sinh học [12]

 Khả năng oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải khi chảy qua hoặc trựctiếp tiếp xúc

 Có màu xám hay màu nâu tối, dày từ 1- 3 mm hoặc hơn do sinh khối của visinh vật bám trên màng

 Màng sinh học được coi là một hệ tùy tiện, với hệ vi sinh vật là chủ yếu.Vậtliệu sử dụng làm giá thể bám dính được làm bằng PVC (Fine ReputationCo.Ltd, Taiwan) Với thông số diện tích bề mặt 110 m2 /m3, thể tích lỗ rỗng99,2%

Hình 1.6.3: Giá thể bám dính làm bằng vật liệu PVC- Biological Fixed Material Tác nhân sinh trưởng bám dính:

- Gồm các loài Achromoabacterial, Alcaligenes, Flavolbacterium, Pseudomonas,

Sphaerotilus và Zooglea.

- Vi sinh vật trong thiết bị lọc sinh học nhỏ giọt Zoogleal, Nấm Fusarium và

Leptomitus, tảo Stigeoclonium, Oscillatoria, Protozo Ami, Protozoa flagellated…

- Vi sinh vật trong các hồ ổn định : tảo lục Euglena, Chlorella, Chlamydomonas,

Chlorogonium và Scenedesmus, Protozoa: Pramecium, Glaucoma và Copidium, Euplotes, Vorticella, các Roftifer: Epiphanes, Philodina, và Proales, Diaptomus, và Cyclops…

1.6.4 Các quá trình sinh học trong xử lí nước thải

Quá trình phân hủy hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn:

 Oxy hóa các chất hữu cơ

 Tổng hợp tế bào mới

 Phân hủy nội bào

1.6.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lí sinh học.

Quá trình xử lí sinh học trong xử lí nước thải thường chịu tác động của một số yếu

tố sau đây:

 Nồng độ chất hữu cơ : BOD5:N:P =100/:5:1 Hoặc 200:5:2 (Bùn hoạt tính)

 Hàm lượng tạp chất

 Nhiệt độ, pH, các nguyên tố vi lượng, kim loại…

 Hàm lượng oxy trong nước thải

 Lưu lượng nước thải

 Hệ thống xử lí: chế độ thủy động

1.7 Hiệu quả xử lí một số công trình hiện hữu

Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý nước thải bệnh viện dựa vào các yếu tố

cơ bản sau:

 Lưu lượng nước thải và qui mô bệnh viện

 Thành phần và đặc tính của nước thải

 Mức độ cần thiết xử lý nước thải

 Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận

 Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thuỷ văn của khu vực

 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

1.7.1 Hệ thống xử lí bằng phương pháp bể sinh học ASBC [6]

Phương pháp lọc sinh học ASBC là quá trình xử lí nước thải bằng phương pháp sinhhọc sử dụng các vi sinh vật không di động và bám dính trên bề mặt các vật liệu rắn để tiếpxúc thường xuyên hay di động đối với nước thải

Hệ thống xử lí bằng phương pháp bể sinh học ASBC với sự kết hợp giữa bùn hoạttính và lọc bám dính có khả năng xử lí hiệu quả các hợp chất hữu cơ và N, P có trong nướcthải Đồng thời các song chắn rác thô và tinh cũng được lắp đặt tại đầu vào các bể tiếp nhận

và bể điều hòa để tách chất thải rắn có trong nước thải, giúp nâng cao hiệu quả xử lý củaquá trình lọc Hiện nay phương pháp bể sinh học ASBC được ứng dụng trong xử lí nướcthải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, khách sạn…đạt hiệu quả xử lí cao

Sơ đồ quy trình công nghệ:

Hình 1.7.1.: Sơ đồ xử lí nước thải bệnh viện bằng phương pháp sinh học ASBC

Nước thải sinh hoạt, nước thải điều trị, giặt là

Nước thải nhà bếp Nước thải tắm

Đem Xử LíMáy Thổi Khí

Bùn Hồi Lưu

Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương pháp bể lọc sinh học

Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng , nước chảyqua mương dẫn có đặt song chắn rác, ở đây nước thải sẽ được loại bỏ các chất hữu cơ hoặcnhững chất có kích thước lớn như bao ni lông, ống chích, bông băng, vải vụn, …nhằm tránhgây tắc nghẽn các công trình phía sau Sau đó nước thải được dẫn vào bể điều hòa để ổnđịnh lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệthống xử lý làm việc ổn định và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau Trong bểđiều hòa có bố trí hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắngtrong bể đồng thời cung cấp O2 để giảm một phần BOD Sau đó nước thải sẽ được đưa vào

bể ASBC thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinhhọc ở dạng hòa tan và dạng bám dính vào màng vi sinh Trong bể ASBC được cấp khí vàkhuấy trộn nhằm tăng hàm lượng oxy hòa tan và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trongnước thải Sau đó nước thải chảy vào bể lắng để lắng cặn sinh học và bùn hoạt tính Từ bểlắng nước chảy sang bể khử trùng để loại các vi sinh vật gây bệnh trước khi thải vào nguồntiếp nhận

Bùn hoạt tính từ bể lắng một phần tuần hoàn lại vào bể ASBC, phần còn lại đượcdẫn vào bể nén bùn.Tại bể nén bùn, bùn được tách nước để làm giảm độ ẩm của bùn, phầnnước tách từ bùn sẽ được tuần hoàn vào bể điều hòa Phần bùn từ bể nén bùn sẽ được vậnchuyển ra sân phơi bùn để khử hoàn toàn nước và bùn này có thể sử dụng để làm phân bón

 Ưu điểm:

 Chiếm ít diện tích, đơn giản dễ vận hành

 Khởi động nhanh, khả năng loại bỏ các chất phân hủy chậm

 Cấu trúc Aerotank phải thỏa mãn 3 điều kiện :

 Giữ được liều lượng bùn cao trong aerotank

 Cho phép vi sinh phát triển liên tục ở giai đoạn bùn trẻ.

 Đảm bảo lượng oxy cần thiết cho vi sinh ở mọi điểm của aerotank

Sơ đồ quy trình công nghệ:

Hình 1.7.2: Quy trình xử lí nước thải bệnh viện bằng phương pháp Aerotank

Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương pháp hiếu khí Aerotank

Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng , nước chảyqua mương dẫn có đặt song chắn rác, ở đây nước thải sẽ được loại bỏ các chất hữu cơ hoặcnhững chất có kích thước lớn như bao ni lông, ống chích, bông băng, vải vụn, …nhằm tránhgây tắc nghẽn các công trình phía sau Sau đó nước thải được dẫn vào bể điều hòa để ổnđịnh lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệthống xử lý làm việc ổn định và giảm kích thước các công trình đơn vị tiếp sau Trong bể

Nước Thải Bệnh Viện

Máy Thổi Khí

điều hòa có bố trí hệ thống thổi khí nhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắngtrong bể đồng thời cung cấp O2 để giảm một phần BOD Sau đó nước thải chảy vào bể lắng

1 nhằm lắng cặn lơ lửng và một phần BOD Sau đó nước thải sẽ được đưa vào bể Aerotankthực hiện quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ởdạng hòa tan và dạng lơ lửng Trong bể Aerotank được cấp khí và khuấy trộn nhằm tănghàm lượng oxy hòa tan và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải Sau đó nướcthải chảy vào bể lắng 2 để lắng cặn sinh học và bùn hoạt tính Từ bể lắng 2 nước chảy sang

bể khử trùng để loại các vi sinh vật gây bệnh trước khi thải vào nguồn tiếp nhận

Bùn hoạt tính từ bể lắng 2 một phần tuần hoàn lại vào bể Aerotank, phần còn lạiđược dẫn vào bể nén bùn.Tại bể nén bùn, bùn được tách nước để làm giảm độ ẩm của bùn,phần nước tách từ bùn sẽ được tuần hoàn vào bể điều hòa Phần bùn từ bể nén bùn sẽ đượcvận chuyển ra sân phơi bùn để khử hoàn toàn nước và bùn này có thể sử dụng để làm phânbón

 Hiệu quả xử lý không cao vì công nghệ đơn giản

1.7.3 Phương pháp yếm khí UASB [6]

Nguyên lí xử lí kị khí

Quá trình lên men acid (phân hủy hợp chất cao phân tử):

Cellulose Acetate +rượu

Lipid Acid hữu cơ

Protein H20 ,CO2,NH3,H2S

Biến chất hữu cơ đơn giản thành acid béo +chất hữu cơ hào tan

Quá trình lên metan hóa (lên men metan):

 Lấy năng lượng từ phản ứng tạo CH4

 Không có sự hiện diện của oxy

 Cần nhiệt độ cao

Sơ đồ công nghệ:

Hình 1.7.3: Quy trình xử lí nước thải bệnh viện bằng phương pháp UASB

Nước thải sinh hoạt, nước thải điều trị, giặt là

Nước thải nhà bếp Nước thải tắm

Nước thải vệ sinh

Đem Xử Lí

Máy Thổi Khí

Bùn Hồi Lưu

Bể Lắng 1

Thuyết minh sơ đồ công nghệ phương pháp yếm khí:

Về phần cơ bản giống sơ đồ công nghệ phương án 1 nhưng thay bể Aerotank bằng bểUASB Trong bể UASB có lớp cặn tồn tại dạng lơ lửng chứa rất nhiều VSV yếm khí, nướcthải sẽ tiếp xúc với các hạt cặn bùn này và xảy ra phản ứng sinh hóa , phần lớn các chất hữu

cơ chuyển thành khí(trong đó 70-80% là khí methan, 20-30% là khí cacbonic và một số loạikhí khác)

 Ưu điểm:

 Chi phí đầu tư, vận hành thấp

 Lượng hóa chất cần bổ sung ít, không đòi hởi cấp khí, đỡ tốn nănglượng

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

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

 Công nghệ đơn giản

 Nhược điểm:

 Thời gian vận hành bể UASB khá lâu

 Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn

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

 Bị ảnh hưởng bởi các chất hại

 Hiệu quả xử lý thấp vì công nghệ đơn giản

1.7.4 Phương pháp SBR (Sequency Batch Reactor) [7]

Bể SBR là hệ thống xử lí nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cặn,hoạt động theo chu kì gián đoạn (do quá trình làm thoáng và lắng trong được thực hiệntrong cùng một bể) Các bước xử lí trong chu kì hoạt động bể SBR gồm 5 giai đoạn:

 Giai đoạn 1: Bơm nước vào bể

 Giai đoạn 2: Khuấy trộn

 Giai đoạn 3: Sục khí

 Giai đoạn 4: Lắng

 Giai đoạn 5: Xả nước

Tiếp tục thực hiện xử lí theo chu kì mẻ nước thải khác

Sơ đồ quy trình công nghệ:

Hình 1.7.4: Quy trình xử lí nước thải bệnh viện bằng phương pháp RBC

Nước thải sinh hoạt, nước thải điều trị, giặt là

Nước thải nhà bếp Nước thải tắm

Đem Xử Lí

Máy Thổi Khí

Bùn Hồi Lưu

Thiết bị lọc rác tinhMáy thổi khí

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nước thải của bệnh viện được thu gom về hố gom Tại đây nước thải được bơm quasong chắn rác vào bể điều hòa Bể điều hòa có nhiệm vụ ổn định lưu lượng và nông độ nướcthải, tạo nên chế độ làm việc ổn định cho các công trình xử lí phía sau, tránh hiện tượng quátải Bể điều hòa được lắp đặt hệ thống sục khí để khuấy trộn và giảm một phần BOD

Nước sau khi trung hòa được bơm luân phiên vào bể SBR Bể SBR là khâu quantrong nhất của các nhà máy, được điều chỉnh tự động bằng chương trình trong tủ PLC

Sau khi xử lí sinh học nước thải được đưa vào bể chứa và bơm lên hai bộ lọc tinh.Tại đây phần lớn các tạp chất lơ lửng, keo và vi khuẩn bị loại Trên bề mặt lọc có thanh gạt

để tránh trường hợp tắc nghẽn trên các thành lỗ rỗng Bùn cặn từ bể lọc tinh được đưa trở lại

bể điều hòa Nước thải sau khi xử lí được đưa qua bể tiếp xúc để khử trùng bằng chlorine vàđược đưa ra ngoài theo hệ thống cống rãnh của khu chế xuất

Độ ẩm của bùn dư từ bể SBR có độ ẩm cao từ 98% - 99,5% Do đó bùn cần được nén lại ở

bể nén bùn trọng lực để giảm độ ấm xuống còn 95% - 96% Nước tách bùn được đưa trởngược về bể điều hòa

Máy làm khô cặn bằng lọc ép băng tải được sử dụng nhằm đưa độ ẩm của bùn về 15-25%.Sau khi được ép, bùn khô được xe chở bùn đi thải bỏ Nếu nước thải đầu ra chưa đạt yêucầu thì được đưa trỏ lại xử lí qua bể than hoạt tính Bể than lọc hoạt tính có phạm vi hấp thụrất mạnh, phần lớn các hợp chất hữu cơ hòa tan được giữ trên bề mặt, các phân tử phân cựcnhẹ thường là các chất tạo ra mùi, vị của nước và các phân tử có trọng lượng tương đối lớnđược giữ lại trên bề mặt lớp than hoạt tính

 Ưu điểm

 Công nghệ phù hợp với đặc điểm nước thải có thể xử lí bằng vi sinh

 Công nghệ SBR kết hợp thiết bị sục khí và bể lắng trong cùng một bể,không cần hoàn lưu bùn, quá trình xử lí đơn giản, không cần bể lắng 1 và

2, không cần hệ thống tuần hoàn bùn, vận hành tự động, giảm diện tích đấtxây dựng và chi phí đầu tư, quá trình xử lí ổn định: khi sinh khối thíchnghi với một khoảng rộng nồng độ chất nền và DO thì quá trình xử líkhông bị ảnh hưởng bởi tải lượng BOD, có khả năng xử lí đạt tiêu chuẩncao, một bể SBR xử lí nước thải điển hình có thể xử lí với đầu ra như sau:BOD < 15 mg/l, TSS < 20, NH3 –N < 2mg/l, Ni tơ tổng <10mg/l Khi vậnhành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí thì hệ thống SBR

có khả năng khử được các hợp chất chứa N, P Bồn lọc tinh và than hoạttính cho phép loại bỏ gần hết COD và SS còn lại sau quá trình bùn hoạttính

 Giảm chi phí do giảm thiểu nhiều loại thiết bị so với quy trình cổ điển

 Nhược điểm

 Bể điều hòa phải lớn, chi phí vận hành cho bùn hoạt tính khá lớn

 Kiểm soát quá trình rất khó, đòi hỏi hệ thống quan trắc các chỉ tiêu tinh

vi, hiện đại

 Do có nhiều phương tiện điều khiển nên việc bảo dưỡng bảo trì khókhăn

 Có khả năng nước đàu ra ở giai đoạn xả ra cuốn theo các bùn khó lắng,váng nổi

 Do đặc điểm không rút bùn ra nên hệ thống đẽ bị nghẹt bùn

 Chỉ phù hợp xử lí các công trình có có lưu lượng nước thải thấp

1.7.5 Phương pháp lọc sinh học [7]

Lọc sinh học nhỏ giọt là loại bể sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập nước.Nước thải được chia thành các màng nhỏ chảy qua vật liệu đệm sinh học và nhờ sự có mặtcủa các vi sinh vật phân hủy hiếu khí trên lớp màng vật liệu mà các chất hữu cơ trong nướcthải được loại bỏ

Bể lọc sinh học nhỏ giọt rất đa dạng gồm các loại: lọc sinh học nhỏ giọt quay,biophin nhỏ giọt gồm các nửa ống hình trụ được bố trí ngang thành hàng song song vớinhau có bề mặt lõm quay lên, bể lọc sinh học thô

Thiết bị lọc nhỏ giọt thường bao gồm 5 thành phần chính: môi trường lọc đệm, bểchứa, hệ thống cung cấp nước thải, cống thoát ngầm và hệ thống thông gió

 Môi trường lọc đệm thường cung cấp cho bề mặt của hệ thống các vi sinh vậttăng trưởng, tồn tại trong các loại vật chất như đá, gỗ, chất dẻo tổng hợp vớinhiều loại và hình dạng khác nhau, nhưng thường dùng nhất là đá có đườngkính 25-100 mm

 Bể chứa dùng để chứa môi trường đệm và nước thải cần xử lí đồng thời kiểmsoát ảnh hưởng của gió Bể chứa thường xây bằng bê tông hoặc vật liệu làmbằng sợi thủy tinh, thép cóa sơn ngoài

 Hệ thống cung cấp nước thải cung cấp nước thải cho môi trường đệm Việccung cấp đều đặn là cần thiết để duy trì trạng thái ẩm ướt cho toàn bộ phậnđệm

 Cống thoát ngầm có 2 chức năng Thứ nhất là để tập trung dòng chảy thoát ra

để chuyển đi để xử lí tiếp ở nơi khác hay thải ra môi trường Thứ hai là để tạo

ra khoảng trống để không khí bên ngoài có thể lưu thông vào tầng đệm cungcấp lượng oxy cần thiết cho sự chuyển hóa hiếu khí

 Hệ thống thông gió cung cấp không khí cho hệ thống lọc bằng các thiết kếthổi gió tự nhiên hay được cung cấp một cách thụ động.

Sơ đồ quy trình công nghệ:

Hình 1.7.5: Quy trình xử lí nước thải bệnh viện bằng phương pháp lọc nhỏ giọt Thuyết minh quy trình:

 Các quá trình vi sinh trong bể lọc:

 Giai đoạn chậm (lag-phase)

 Giai đoạn tăng trưởng (log-growth phase)

 Giai đoạn cân bằng (stationary phase)

 Giai đoạn chết (log-death phase)

 Rút ngắn thời gian xử lí Đồng thời có thể xử lí hiệu quả nước thải quaquá trình khử Nitrat hoặc phản ứng Nitrat hóa

 Giảm việc trông coi

 Tiết kiệm năng lượng vì không khí chủ yếu lấy từ nguồn tự nhiên

 Hiệu quả xử lí cao

 Không khống chế được với quá trình thông khí, dễ bốcmùi.

 Chiều cao hạn chế, bùn dư không ổn định

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu mô hình bể lọc sinh học tiếp xúc hiếu khí xử lí nước thải bệnh viện đa khoa huyện Krông Năng – Đăklăk

Thành phần tính chất, lưu lượng nước thải bệnh viện đa khoa huyện Krông Năng – Đăklăk

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp hồi cứu số liệu

Số liệu thứ cấp: Lấy số liệu từ phòng tài nguyên & môi trường huyện

Krông Năng – Đăklăk về điều kiện tự nhiên, báo cáo đánh giá tác động môi trường

Số liệu sơ cấp: Thông qua quá trình quan sat trực tiếp, thực địa

2.2.2.Thời gian và địa điểm nghiên cứu

2.2.2.1 Thời gian nghiên cứu: Từ 9/11/2010 đến ngày 9/5/2011

2.2.2.2 Địa điểm nghiên cứu: Bệnh viện đa khoa Krông Năng – Đăklăk

CHƯƠNG 3

ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ xử lí

Lưu lượng nước thải bệnh viện được tính như sau:

 Mỗi giường bệnh có một bệnh nhân và một người thăm nuôi

 Mỗi giường bệnh có từ 1,1 – 1,25 người phục vụ bao gồm các chuyên môn y

tế (Bác sĩ, y tá, dược sĩ, hộ lý…) cán bộ văn phòng, bảo vệ…

Như vậy nếu tính người thăm nuôi, người khám, người chữa bệnh ngoại trú thì mỗigiường bệnh có thể tới 3,25 người Theo tiêu chuẩn 5413:1988 lượng nước cấp từ 250 -300lit /người/ngày, lấy bình quân lượng nước cấp là 250 lit/ngày Lượng nước thải trong mộtngày đêm của bệnh viện là:

 Với 100 giường x 3,25 người x 250 lit/người.ngày 103 x 80 % (lượng nướcthải bằng 80 % lượng nước sử dụng ) = 65 m3/ngày

 Ngoài ra một phần nước thải sinh hoạt chiếm một lượng khá lớn 35m3 từ cáchoạt động sinh hoạt như tắm giặt…

Bảng 3.1 Thành phần và nồng độ các chất trong nước thải bệnh viện so với tiêu

chuẩn, quy chuẩn qui định TT

Chỉ tiêu hóa lý Đơn vị

7382-2004 (Mức 1)

Qua bảng cho thấy: Trong nước thải bệnh viện các chỉ tiêu (giá trị max) như: Chấtrắn lơ lửng, các hợp chất hữu cơ, Amoni, Photphat và Coliform vượt tiêu chuẩn, quy chuẩnqui định.Cụ thể mức độ vượt và cơ chế tác động của các chất ô nhiễm trong nước thải bệnhviện như sau:

 Chỉ tiêu SS vượt quy chuẩn qui định.Tác động của chất thải rắn làm tăng độđục của nguồn nước Độ đục cao sẽ giảm khả năng lan truyền của ánh sáng,giảm độ oxy hòa tan trong nước

 Chỉ tiêu BOD vượt 6,4 lần; COD vượt quy chuẩn 4,5 lần: Các chỉ tiêu nàybiểu hiện hàm lượng các chất hữu cơ trong nước thải cao Sự có mặt của cácchất hữu cơ có trong nước sẽ xảy ra các quá trình các vi sinh vật sử dụng oxyhòa tan trong nước để phân hủy các chất hữu cơ này Qua đó, sẽ dẫn đến việcsuy giảm nồng độ oxy hòa tan Lượng oxy hòa tan giảm sẽ tác động đến quátrình hô hấp cử hệ sinh thái dưới nước làm giảm khả năng phát triển, mức độnặng sẽ gây chết và phân hủy tiếp tục gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồnnước

 Chỉ tiêu Amoni vượt 3,53 lần: photphat vượt 1,3 lần Đây là các chỉ tiêu thểhiện hàm lượng, các chất dinh dưỡng trong nước thải cao Qua đó các loạirong, tảo sẽ phát triển nhanh chóng gây hiện tượng phú dưỡng nguồn nước.Tác động kéo dài là các loại rong, tảo sẽ chết và phân hủy làm tăng hàmlượng hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng

 Chỉ tiêu coliform vượt 400000 lần Nước có nhiễm các loại vi khuẩn gâybệnh thường là nguyên nhân của các dịch bệnh thương hàn, lỵ Vi khuẩnthương hàn có thể sống 4 tuần trong giếng, 25 ngày trong nước hồ và nướcsông Vi khuẩn gây bệnh lỵ có thể sống 6-7 ngày trong nước sau đó có thể lanbệnh tật cho con người…

 Coliform là nhóm vi khuẩn đường ruột hình que, hiếu khí hoặc kị khí haynhóm tùy nghi và đặc biệt là Escherichia coli (E.coli), E.coli là một vi khuẩn

có nhiều trong phân tươi người, động vật Ngoài ra E.coli còn tìm thấy trongmôi trường đất và nước bị nhiễm phân

 E.Coli sinh nội độc tố thông qua sự sản sinh các nội độc tố kém chịu nhiệt(LT - Lable toxins), nội độc tố chịu nhiệt (ST - Stable toxins) Nhóm này xâmnhập vào tế bào và tạo khuẩn lạc dày trên niêm mạc ruột

Dựa vào đặc điểm trên của nước thải bệnh viện, so sánh các phương pháp đã nêu ởphần trên tôi nhận thấy phương pháp xử lí nước thải bệnh viện đa khoa Krông Năng bằngphương pháp bể lọc sinh học (ASBC) là thích hợp và có hiệu quả kinh tế, kỹ thuật :

 Khả năng xử lí được N, P, Coliform cao so với các công nghệ khác

 Đây là công nghệ xử lí kết hợp giữa bùn hoạt tính và có giá thể hiệu quả xử líđạt hiệu quả cao: 87,8% đối với COD, 71,2% đối với N, 83,6% đối với tổng

P, 99,98% đối với Coliforms đạt tiêu chuẩn loại I TCVN 7382-2004

 Lưu lượng nước thải tương đối thấp nên thời gian xử lí nhanh, nhờ có thêmgiá thể nên tăng thời gian lưu bùn 2-3 lần

 Tính chất nước thải, tiêu chuẩn quy định xả ra nguồn tiếp nhận, diện tích hệthống xử lí và chi phí xây dựng phù hợp với điều kiện bệnh viện

Đối với nước thải từ bếp ăn sẽ được thu gom riêng và qua hệ thống bẫy rác, gạn táchdầu mỡ và thức ăn thừa trước khi cho qua bể tự hoại xử lí chung với nước thải sinh hoạt từcác nhà vệ sinh

3.2 Đề xuất quy trình công nghệ

Nước thải tráng rửa phim X

Nước thải của quá trình XLNT lò đốt

Thu gom chung với rác thải sinh hoạt

Nguồn tiếp nhận

Bể tự hoại

Bẫy rác tách dầu

Thu gom chung với rác thải sinh hoạt

Hệ thống xử lí nước thải tập trung

Nước thải sinh hoạt của mỗi nhà vệ sinh được xử lí bằng các bể tụ hoại 3 ngăn riêngbiệt Bể tự hoại là công trình xử lí nước thải sơ bộ gồm 2 chức năng: Lắng nước thải và lênmen cặn lắng Thời gian nước lưu trong bể từ 1- 3 ngày nên vận tốc nước chảy trong bể rất

bé Do đó trong quá trình chuyển động, các hạt cặn sẽ chịu tác dụng của trọng lực, lắng dầnxuống đáy bể Cặn lắng giữ lại trong bể từ 3 – 6 tháng, các chất hữu cơ trong cặn lắng sẽ bịphân hủy nhờ hoạt động của các vi sinh vật yếm khí Nhờ vậy, cặn sẽ lên men, mất mùi hôi

và giảm thể tích Tốc độ lên men nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiệt độ, độ pH của nướcthải, lượng vi sinh vật có trong lớp cặn Nhiệt độ càng cao tốc độ lên men cặn càng nhanh.Kết quả của quá trình lên men cặn là sẽ xử lý được cặn tươi, các chất hữu cơ sẽ bị phân huỷthành các chất đơn giản gồm H2O, CO2, CH4 Độ ẩm của cặn tươi vào bể và cặn khi lênmen tương ứng là 95% và 90%

Bùn cặn ở đáy bể được hút định kỳ 6 tháng/lần và đem đi xử lý Mỗi lần lấy phải đểkhoảng 20% lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men cho bùn cặn tươi mớilắng, tạo điều kiện cho quá trình phân huỷ cặn Hiệu quả xử lí các chất ô nhiễm khoảng 30%(riêng các chất cặn rắn được giữ lại gần như hoàn toàn)

Hình 3.2.2: Mô hình bể tự hoại 3 ngăn

Nước

vào

Nước ra

Bảng 3.2.1 Tải lượng ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt Chất Ô Nhiễm Nồng độ chất ô nhiễm TCVN 7382-2004

loại I Chưa Xử lí Qua Bể Tự Hoại

Tổng Chlorine 106 -109 Giảm được 1000

(Nguồn: xử lí nước thải, Hoàng Huệ)

Nhận xét: So với TCVN 7382- 2004 (loạiA) thì nước thải sau bể tự hoại thông thường

không đạt tiêu chuẩn, do đó bệnh viện sẽ có biện pháp khống chế nguồn ô nhiễm này trướckhi thải bỏ

 Hệ thống xử lí nước thải tập trung

Hình 3.2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lí nước thải ASBC

 Thuyết minh quy trình công nghệ:

Nước thải bệnh viện

Nước thải sinh hoạt sau khi được xử lí sơ bộ qua bể tự hoại 3 ngăn cùng nước thảitắm, nước thải nhà ăn, căn tin theo hệ thống thoát nước  200chảy về hố gom của hệ thống

xử lí nước thải tập trung Sau khi tách rác bằng song chắn rác nước thải được bơm vào bểđiều hòa Bể điều hòa vừa để thu gom vừa có chức năng điều hòa lưu lượng và tính chấtnước thải Tại đây, định kỳ một lần một tuần nước thải được bổ sung vào một lượngBIOWC96 (3-5mg/l) hoặc DW97 (2-3mg/l) trong điều kiện pH từ 6,5-8 nhằm thủy phân sơ

bộ các chất hữu cơ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình oxy hóa tiếp theo Sau đó nước thảichảy tràn vào bể xử lí sinh học hiếu khí (ASBC) Bể ASBC được chia làm 2 ngăn và đượcsục khí liên tục Bể này được thiết kế theo phương pháp kết hợp giữa bùn hoạt tính và vậtliệu lọc là giá thể bám dính Thời gian lưu nước trong ngăn thiết bị này là 30 phút, ở bể nàyhàm lượng BOD trong nước thải sẽ xử lí với sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí Hiệu quảkhử BOD có thể đạt 85-90% Nước thải sau khi đã qua các quy trình xử lí hiếu khí sẽ đượcbơm lên ngăn lọc, từ đây nước thải sẽ chảy qua lớp đệm sinh học có màng vi sinh bám dính

vi sinh Ngăn lọc sinh học được thiết kế với các khe hút gió trên thành thiết bị, do đó khôngkhí sẽ bị hút vào ngăn lọc và bị cuốn vào nước thải qua các nghách của lớp đệm tạo điềukiện tốt cho các vi sinh vật hiếu hoạt động và giảm chi phí điện năng dùng cho cấp khí.Nước sau đó được tự chảy qua bể lắng, ở bể này các chất lơ lửng và những lớp màng vi sinhgià cỗi sẽ được giữ lại làm giảm hàm lượng SS Quá trình tách bùn hoạt tính và cặn lơ lửnghữu cơ khác trong nước được thực hiện ở ngăn lắng trong cùng thiết bị này Ngăn lắng đượcthiết bởi kiểu bản lắng đứng cho phép tăng bề mặt lắng, đồng thời rút ngắn thời gian lưu.Ngoài ra tại đây nước thải được bổ sung chất keo tụ PANC-95 (nồng độ đưa vào 5-8mg/l)

có tác dụng tạo bông cặn to, tăng tốc độ lắng giúp cho quá trình tách bông bùn diễn ra nhanhchóng và giảm kích thước thiết bị

Nước thải đã qua xử lí sinh học và được lắng trong nhưng vẫn còn chứa một lượngnhất định các vi khuẩn gây bệnh, do đó nước sau khi lắng được chảy tràn qua bể khử trùng

để diệt trừ vi khuẩn trước khi đưa ra môi trường Hiệu quả và triệt để nhất là khử trùng bằngdung dịch Chlorine Dung dịch Hypochloride Na hoặc Ca (NaOCl hoặc Ca(Ocl)2) được phatrộn và bơm định lượng với nồng độ 4-6mg Cl2/m3 nước thải Việc định lượng Clo hoạt tínhcần thiết cho khử trùng nhờ các thiết bị trộn, thiết bị pha Cl2 và các bơm định lượng Cl2được lắp đặt đồng bộ Thời gian tiếp xúc để loại bỏ vi sinh khoảng 20-40 phút Nước thảiđầu ra đạt tiêu chuẩn loại I TCVN 7382-2004 sẽ chảy về bể chứa nước thải đã xử lí để chảy

ra rãnh thoát nước chung

 Xử lí bùn

Bùn và cặn lắng ở ngăn lắng và từng ngăn xử lí sinh học sẽ được bơm về bểchứa bùn Tại đây, dưới tác dụng của quá trình lên men, phần lớn bùn cặn sẽ đuợc khoánghóa cùng với sự tạo thành một số sản phẩm phụ của quá trình lên men CH4 ,H2S…Thể tích

của bùn giảm một cách đáng kể Mặt khác, tại đây men BIOWC 96 hoặc DW97 cũng được

bổ sung nhằm đẩy nhanh quá trình phân hủy và diệt trừ khi thải ra môi trường Bùn sau khi

xử lí được hút đi xử lí định kì, phần còn lại hồi lưu về bể điều hòa tiếp tục được sử dụng xử

lí nước thải