Các chất gây ô nhiễm thường có trong nước thải bệnh viện

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 hóa chất… Sau đó là các chất thải từ các dụng cụ y tế nhu kim tiêm, ống thuốc, túi oxy… Cuối cùng là nước thải và nước thải sinh hoạt

MỤC LỤC

Phần 1: TỔNG QUAN 3

1 Nguồn gốc phát sinh chất thải bệnh viện 3

2 Các chất gây ô nhiễm thường có trong nước thải bệnh viện 3

2.1 Các chất hữu cơ 3

2.2 Các chất vô cơ 4

2.3 Các chất rắn lơ lửng 4

2.4 Các chất dinh dưỡng 4

2.5 Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh 4

2.6 Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị 4

3 Đặc điểm phân biệt nước thải bệnh viện và nước thải sinh hoạt 4

4 Tổng quan về một số công trìnhxử lý nước thải bệnh viện 5

4.1 Song chắn rác 5

4.2 Hầm tiếp nhận 5

4.3 Bể điều hòa 5

4.4 Bể lắng đứng 6

4.5 Bể aerotank 6

4.6 Bể hoạt động gián đoạn (SBR) 6

4.7 Bể trung gian 7

4.8 Bể khử trùng 7

Phần 2: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 8

1 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện 8

2 Sơ đồ công nghệ: 9

3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ: 10

PHẦN III: TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 11

1 Tính toán song chắn rác 11

2 Tính toán hầm tiếp nhận 15

3 Tính toán bể điều hòa 15

4 Tính toán bể SBR 17

4.1 Xác định chu kì vận hành của bể SBR 18

4.2 Xác định kích thước bể SBR 19

4.3 Xác định thời gian lưu nước của bể SBR 21

4.4 Xác định thời gian lưu bùn 21

4.5 Xác định lượng oxy cần thiết cho một bể SBR 27

4.6 Xác định thiết bị sục khí cho bể SBR 28

4.7 Thiết kế hệ thống rút nước tĩnh (Decanter) 29

4.8 Tính toán ống dẫn nước vào bể SBR 30

4.9 Tính toán bơm bùn 31

5 Thiết kế bể trung gian 32

6 Tính toán bể khử trùng 33

7 Tính toán bể nén bùn 34

PHẦN IV: KHÁI TOÁN GIÁ THÀNH 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

Phần 1: TỔNG QUAN

1 Nguồn gốc phát sinh chất thải bệnh viện

Thông thường chất thải bệnh viện gồm 3 loại: chất thải rắn, nước thải và khíthải 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 dínhmáu mũ, nước lau rửa từ các phòng thiết bị, phòng mổ, khoa lây, khí thoát ra từ cáckho hóa chất… Sau đó là các chất thải từ các dụng cụ y tế nhu kim tiêm, ống thuốc, túioxy… 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 phầnnhỏ 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 của bệnh nhân

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

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

2 Các chất gây ô nhiễm thường có trong nước thải bệnh viện

2.1 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 các khudân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm Tác hại cơ bản của các chất này là làmgiảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến suy thoái tài nguyên thủy sản, giảm chất lượngnước cho sinh hoạt

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

2.5 Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh

Trong nước thải bệnh viện chứa một lượng lớn các loại vi trùng vi khuẩn gâybệnh nhu Salmonella, virut đường tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm,Ecoli…Ngoài ra còn có các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phâncủa người bệnh

2.6 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 thảinguy hại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ các bệnh nhân, các sản phẩm của máu, cácmẫu chẩn đoán bị hủy, hóa chất phát sinh từ trong quá trình giải phẫu, lọc máu, hútmáu, bảo quản các mẫu xét nghiệm, khử khuẩn Với 20% chất thải nguy hại này cũng

đủ để các vi trùng gây bệnh lây lan ra môi trường xung quanh Đặc biệt, nếu các loạithuốc điều trị bệnh ung thư hoặc 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 nhữngngười tiếp xúc với chúng

3 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 đặcđiểm khác 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 lượng chấtbẩn gây ô nhiễm tính trên một đầu người Ở cùng một tiêu chuẩn sử dụng nước thìnước thải bệnh viện có nồng độ cao hơn nhiều

Sự hình thành nước thải bệnh viện trong một ngày và ở những ngày riêng biệtcủa tuần là không đều (hệ số không điều hòa K=3) Thành phần của nước thải bệnh

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

Vấn đề đặt ra là làm sao để kiểm soát các tác nhân nguy hiểm trong nước thảibệnh viện Để xử lý triệt để mầm mống vi trùng gây bệnh có mặt trong nước thải bệnhviện thì nước thải sau khi qua song chắn rác phải được khử trùng rồi mới đi xử lý tạicác công trình tiếp theo Tuy nhiên, việc làm này là hết sức khó khăn thậm chí là chưathể thực hiện được, vì nếu khử trùng bằng hóa chất thì đòi hỏi lượng hóa chất phải vừa

đủ, không được phép dư, nếu không sẽ ảnh hưởng đến công trình phía sau, nếu khửtrùng bằng tia UV thì không đòi hỏi hóa chất, nhưng chi phí cho việc khử trùng rất tốnkém Nên hầu như người ta đã bỏ qua bước khử trùng lúc đầu mà chỉ sau khi xử lýxong mới khử trùng

4 Tổng quan về một số công trình xử lý nước thải bệnh viện

4.1 Song chắn rác

Song chắn rác được đặt trước hố thu gom nước thải nhằm chắn giữ các cặn bẩn

có kích thước lớn hay ở dạng sợi như cỏ, rác, cành cây,…được gọi chung là rác Cáctạp chất này nếu không được loại bỏ sẽ gây tắc nghẽn đường ống, hư hỏng bơm, làmảnh hưởng đến các công trình sau Rác tại song chắn rác được vớt ra ngoài bằngphương pháp thủ công Sau đó công ty vệ sinh môi trường sẽ đến thu gom

4.2 Hầm tiếp nhận

Nước thải sau khi qua song chắn rác được tập trung tại hầm tiếp nhận, nhằmđảm bảo lưu lượng cho bơm hoạt động, giảm diện tích đào sâu không hữu ích cho bểđiều hòa

4.3 Bể điều hòa

Bể điều hòa có chức năng điều chỉnh lưu lượng nước thải ổn định trước khi đưađến các công trình xử lý phía sau Bể điều hòa được lắp đặt hệ thống phân phối khínhằm giảm bớt một phần nồng độ các chất ô nhiễm, đồng thời tránh hiện tượng phânhủy yếm khí gây mùi hôi Sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải sẽ gây ảnhhưởng xấu đến hiệu quả xử lý các công trình phía sau Đặc biệt là các công trình xử lýsinh học, chế độ làm việc của hệ thống sẽ không ổn định nếu lưu lượng và chất lượngnước thường xuyên thay đổi Hơn nữa, hàm lượng chất bẩn trong nước thải lúc tăng,lúc giảm sẽ làm giảm hiệu suất xử lý của hệ thống Đối với các công trình xử lý hóahọc khi lưu lượng và nồng độ nước thải thay đổi thì phải tăng hoặc giảm nồng độ, liềulượng hóa chất châm vào Điều này rất khó thực hiện khi điều kiện tự động hóa chưacho phép

4.4 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng được thiết kế để loại bỏ bằng trọng lực các hạt cặn có trong nướctheo dòng chảy liên tục vào bể và ra bể Tại bể lắng một phần SS đã được loại bỏnhằm giảm tải lượng cho các công trình xử lý tiếp theo

4.5 Bể aerotank

Là bể chứa hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính, gió được cấp liên tục vào để bểtrộn đều và giữ cho bùn ở trạng thái lơ lửng trong nước thải và cung cấp oxy cho visinh vật oxy hóa chất hữu cơ có trong nước thải Sau đó nước được dẫn qua bể lắngđợt 2 để lắng bông bùn, và từ đây tuần hoàn một phần bùn trở lại bể bể sinh hoc nhằmduy trì nồng độ bùn cần thiết trong bể sinh học

Ưu điểm:

 Sử dụng phổ biến trong xử lý nước thải

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

 Không sinh mùi

Nhược điểm:

 Nhu cầu dinh dưỡng cao

 Bùn sinh ra nhiều, phải tuần hoàn bùn

 Phải có bể lắng đợt 2

 Đòi hỏi trình độ vận hành cao

4.6 Bể hoạt động gián đoạn (SBR)

SBR là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm đầy và xả cạn.Quá trình xẩy ra trong SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính hoạt động liên tục, cóđiểm khác là tất cả các quá trình xẩy ra trong cùng một bể lần lượt theo từng bước: (1)làm đầy; (2) phản ứng; (3) lắng; (4) xả cạn; (5) ngưng Bản chất của quá trình là xử lýsinh học từng mẻ

Hệ thống SBR bao gồm đưa nước thải vào bể phản ứng và tạo các điều kiện cầnthiết như môi trường thiếu khí, kị khí, hiếu khí để cho vi sinh vật tăng sinh khối, hấpthụ và tiêu hóa các chất thải hữu cơ trong nước thải

Chất hữu cơ (C, N, P) từ dạng hòa tan sẽ chuyển hóa vào sinh khối vi sinh vật.Khi lớp sinh khối này lắng kết xuống sẽ còn lại nước trong đã tách chất ô nhiễm, chu

kì xử lý lại tiếp thục cho một mẻ xử lý mới

Đặc trưng của SBR

 Cho phép thiết kế hệ đơn giản với các bước xử lý cơ bản theo quy trình từngmẻ

 Khoảng thời gian cho mỗi chu kì có thể điều chỉnh được và là một quy trình cóthể điều chỉnh tự động bằng PLC.

 Hiệu quả xử lý có độ tin cậy cao và độ linh hoạt

Ưu điểm

 Không cần bể lắng và bể lọc đợt 2 nên tiết kiệm được diện tích và chi phí xâydựng

 Tải lượng xử lý BOD/COD của SBR cao hơn bể Aerotank

 Xử lý được nước thải có hàm lượng nito cao

 Quy trình xử lý đơn giản

 Quy trình ổn định, vì sinh khối được thích nghi với khoảng DO lớn và sự tậptrung chất nền, những cú sốc về tải trọng BOD ít hoặc không tác động đến quy trình

 Hiệu quả xử lý cao

 Hệ thống SBR linh động có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau với nhiềuthành phần và tải trọng

 Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng các thiết bị (ít thiết bị) mà không cần phải tháo cạnbể

Phần 2: ĐỀ XUẤT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ

1 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện

Bể Khử TrùngChlorine

3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

Nước thải từ các khoa của bệnh viện theo mạng lưới thoát nước riêng, nước chảytheo mương dẫn vào hầm tiếp nhận có đặt song chắn rác, ở đây nước thải sẽ được loại

bỏ các chất hữu cơ hoặc những chất có kích thước lớn như bao ni lông, ống chích,bông băng, vải vụn, …nhằm tránh gây tắc nghẽn các công trình phía sau Sau đó nướcthải được bơm vào bể điều hòa để ổn định lưu lượng và nồng độ, tránh hiện tượng quátải vào các giờ cao điểm, do đó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và giảm kíchthước các công trình đơn vị tiếp sau Trong bể điều hòa có bố trí hệ thống thổi khínhằm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp O2

để giảm một phần BOD Nước thải tiếp tục được đưa qua bể SBR Tại bể SBR nướcđược xử lý triệt để nhờ quy trình gián đoạn: làm đầy, phản ứng, lắng, xả cạn, ngưng.Sau đó, nước được dẫn qua bể trung gian để giữ nước lại đảm bảo lưu lượng và sự ổnđịnh cho bể khử trùng Sau đó, nước được dẫn qua bể khử trùng để loại các vi sinh vậtgây bệnh trước khi thải vào nguồn tiếp nhận Bùn thải của quá trình dùng bể nén bùn

và máy ép bùn để ép nước sau đó đem đi xử lý

PHẦN III: TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

Lưu lượng nước thải 2000m3/ ngày đêm

Lưu lượng trung bình giờ:

Lưu lượng trung bình giây:

Hệ số không điều hòa chung

(Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, trang 99_TS.Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh

Hùng, Nguyễn Phước Dân)

Với lưu lượng trung bình giây là 23,15(l/s) chọn Kch= 2,2

Lưu lượng lớn nhất giờ:

Lưu lượng lớn nhất giây:

 Khoảng cách giữa hai song chắn

(Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, trang 118 - TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn

Thanh Hùng_Nguyễn Phước Dân)

Kích thước mương dẫn trước SCR:

Mương dẫn nước thải hình chữ nhật, có độ dốc i = 0,0008 (Xử lý nước thải đô

thị và công nghiệp, trang111 - TS.Lâm Minh Triết_Nguyễn Thanh Hùng_Nguyễn

Chọn kích thước của song chắn rác: rộng×dày = b × h = 8 mm × 25mm

Chọn khoảng cách giữa 2 thanh chắn: w = 25mm

Số khe hở của song chắn:

Trong đó:

K0: hệ số tính đến mức độ cản trở của dòng chảy do hệ thống cào rác, K0 = 1,05V: vận tốc nước chảy qua song chắn: V = 0,8 m/s

w: khoảng cách giữa 2 thanh chắn: w = 25 mm

h: chiều cao lớp nước trong mương, h = 0,283 m

Vận tốc nước chảy qua song chắn rác:

Thử lại vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác

α: góc mở rộng của buồng đặt SCR, chọn α = 200

Chiều dài phần thu hẹp sau SCR

Chiều dài xây dựng của phần mương lắp đặt SCR

Vsc: vận tốc nước qua song chắn rác

Vm: vận tốc nước trong mương: vm = 0,515 (m/s)

g: gia tốc trọng trường, g = 9,81(m/s2)

thỏa điều kiện

Giả sử hàm lượng SS trong nước thải sau khi ra khỏi SCR giảm 4%

Hàm lượng cặn lơ lửng(SS) còn lại:

Bảng các thông số thiết kế SCR

1 Tốc độ dòng chảy trong mương m/s 0,515

6 Góc nghiêng đặt song chắn so với

t: thời gian lưu nước, t = 10 ÷ 30(phút), chọn t = 30 (phút) (trang 412 xử lý

NTDT&CN TS.Lâm Minh Triết) Chọn thời gian lưu nước như vậy để đề phòng trường

hợp lưu lượng ít dẫn đến cháy bơm hoặc thời gian lưu ít hơn 30 phút để tránh hiệntượng yếm khí gây ra mùi hôi ở nước thải

Chọn chiều sâu hữu ích h = 3 m

Chiều cao bảo vệ hbv = 0,3m

Chiều cao của bể:

Xây dựng bể bằng bê tông cốt thép, bề dày thành 300 mm, chọn chiều cao bảo bệ hbv =0,57 m.

Vậy thể tích xây dựng của bể điều hòa

Thể tích làm việc của mỗi bể:

Tính toán lượng khí cần thiết để xáo trộn nước thải

Khuấy trộn bể điều hòa bằng hệ thống thổi khí, lượng khí cần thiết cho khuấy trộn

Trong đó:

R: tốc độ nén khí, lấy theo bảng sau, chọn R = 12 (l/m3.phut) = 0,012(m3/m3.phut)

Giả sử hiệu quả khử BOD, COD ở bể điều hòa khoảng 10%

Hàm lượng BOD còn lại:

Hàm lượng COD còn lại:

4 Tính toán bể SBR

Ta có các thông số đầu vào bể SBR như sau:

mg/lmg/lmg/lmg/l

Các thông số lựa chọn Giá trị Đơn vị

Số lượng bể

SVI

Nhiệt độ nước

2100

Hiệu suất tăng trưởng tế bào

Hệ số phân hủy nội bào

Tỉ lệ vụn tế bào

gVSS/gVSS.d gbCOD/m 3 gVSS/g bCOD

g VSS/gVSS.d -

0,3-13,2 5,0-40,0 0,30-0,50 0,06-0,20 0,08-0,20

6,0 20,0 0,40 0,12 0,15

Các chỉ số động học vi sinh nitrobacteria

Chỉ

Giá trị tiêu biểu

Hiệu suất tăng trưởng tế bào

Hệ số phân hủy nội bào

gVSS/gVSS.d gbCOD/m 3 gVSS/gbCOD

g VSS/gVSS.d

0,20-0,90 0,50-1,00 0,10-0,15 0,05-0,15

0,75 0,74 0,12 0,08

K0 Hệ số sử dụng cơ chất max g/m 3 0,40-0,60 0,50

Tính toán các thông số cần thiết cho quá trình thiết kế:

Tổng chất rắn lơ lửng trong dòng vào:

Hàm lượng chất rắn lơ lửng có khả năng phân hủy sinh học trong dòng vào:

Hàm lượng chất rắn lơ lửng không có khả năng phân hủy sinh học trong dòng vào:

Hàm lượng chất rắn trơ trong dòng vào:

Tổng hàm lượng COD trong dòng vào:

Hàm lượng COD có khả năng phân hủy sinh học (bCOD):

Hàm lượng COD không có khả năng phân hủy sinh học (nbCOD):

4.1 Xác định chu kì vận hành của bể SBR

Với lưu lượng nước thải 2000 m3/d ,dự trù thiết kế 2 bể SBR làm việc mỗi ngày 3 chu

kì, thời gian làm việc của 2 bể lệch nhau 4h Thời gian 1 bể làm việc như sau:

TC : tổng thời gian hoàn thành 1 mẻ

tF: thời gian lấp đầy nước vào bể (h)

tS: thời gian lắng (h)

tD: thời gian rút nước ra khỏi bể (h)

tI: thời gian rút bùn hay thời gian chờ (h) thông thường chiếm 5% tổng thời gian hoànthành một mẻ Nhưng đối với bể SBR thì thời gian lưu bùn khá lâu nên có thể bỏ quathời gian rút bùn (tI = 0h) đồng thời tăng thời gian sục khí để hiệu quả xử lý được caohơn

Số chu kì một bể hoạt động trong một ngày

Số chu kì hai bể hoạt động trong một ngày

Thể tích phần nước lấp đầy của một chu kì

X: nồng độ MLSS được duy trì trong bể (g/m3)

VS: thể tích phần chứa bùn sau khi rút nước (m3)