Đồ án xử lý nước thải bệnh viện

Đồ án xử lý nước thải bệnh viện

CHƯƠNG 1 - MỞ ĐẦU 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Cùng với sự phát triển của đất nước, đời sống người dân được nâng cao Từ đó, người dân quan tâm đến sức khoẻ hơn và nhu cầu khám và chữa bệnh của người dân tăng Vì vậy, để đáp ứng nhu cầu khám và chữa bệnh của người dân, nhiều dự án xây dựng mới, nâng cấp và mở rộng bệnh viện đang được thực hiện

Trong quá trình khám chữa bệnh, bệnh viện cũng sinh ra một lượng nước thải đáng kể Nếu nước thải không được xử lý thì nó gây ô nhiễm cho nguồn tiếp nhận Hàng ngày, cả TP Hồ Chí Minh thải ra: 12.000 ÷ 14000 m3 và thải ra 1.1 ÷ 2.5 tấn BOD Đặc biệt trong nước thải bệnh viện chứa số lượng lớn các loại vi khuẩn gây bệnh ảnh hưởng đến sức khoẻ con người Do đó, nước thải bệnh viện cần được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải vào nguồn tiếp nhận

Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh vừa là một cơ sở thực tập đào tạo nên các thầy thuốc và nơi tập trung các nhà khoa học đầu ngành, tài giỏi về chuyên môn, vừa là nơi khám và chữa bệnh có uy tính Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh đang ngày càng quá tải Được Bộ Y tế phê duyệt tại quyết định số 5324/QĐ-BYT ngày 12/12/2001, dự án đầu tư xây dựng, nâng cấp, mở rộng Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh với mục tiêu: Xây dựng hoàn chỉnh một bệnh viện hiện đại, với trang thiết bị tiên tiến có dịch vụ y tế và trình độ khám chữa bệnh cao cấp đạt tiêu chuẩn khu vực ASEAN và quốc tế

Do đó, việc khảo sát hiệu quả xử lý nước thải tại các bệnh viện là việc cần thiết Từ đó, đề xuất các biện pháp cải tạo, nâng cao năng suất xử lý cũng như nghiên cứu đề xuất công nghệ thích hợp cho các bệnh viện nói chung và Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh là điều cần thiết

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

v Nghiên cứu, đề xuất công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho các bệnh viện quy mô vừa và lớn

v Ứng dụng nghiên cứu trên thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Bệnh viện Đại học Y dược TP Hồ Chí Minh

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

v Nghiên cứu được tiến hành thực tế tại một số trạm xử lý nước thải hiện hữu của các bệnh viện tại TP Hồ Chí Minh có quy mô trên 100 giường

v Các mẫu thí nghiệm phân tích được thực hiện tại khoa Công nghêï môi trường, trường Đại học Nông Lâm

v Thí nghiệm Jar-test được tiến hành ở phòng thí nghiệm của khoa Công nghêï môi trường, trường Đại học Nông Lâm

v Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 03/2005 đến tháng 06/2005

1.4 Ý NGHĨA THỰC TIỄN:

Chương II - TỔNG QUAN2.1 TỔNG QUAN NGÀNH Y TẾ TP HỒ CHÍ MINH

Các cơ quan trực thuộc Sở Y Tế TP Hồ Chí Minh quản lý (Bảng 2.1)

Bảng 2.1 Số lượng các cơ quan thuộc ngành y tế

Tên Bệnh viện TT Y Tế TT đào tạo Dược

Nguồn: www.medinet.hochiminhcity.gov.vn

(*) : Công ty và xí nghiệp

Hàng năm, thành phố đào tạo lực lượng bác sĩ đều tăng Tuy nhiên, tỉ lệ bác sĩ /10.000 dân (Biểu đồ 2.1) vẫn còn khiêm tốn mà lượng bệnh nhân điều trị ngày càng đông (Biểu đồ 2.2)

Biểu đồ 2.1 Tỉ lệ bác sĩ /10.000 dân qua các năm (1996-2003)

6.72 6.77 6.79

7.317.04 7.14 7.27

5678910

Biểu đồ 2.2 Số bệnh nhân điều trị nội trú (1996-2003)

Vấn đề đáp ứng nhu cầu khám và chữa trị của 5.660.000 người (UB Dân số Gia đình và trẻ em thành phố, 2004) là một điều không dễ dàng Trong khi đó, số lượng giường bệnh lại không nhiều (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Tổng số lượng giường bệnh của các bệnh viện và TT Y tế Tên Bệnh viện TT Y Tế Tổng cộng Số lượng giường 13638 1869 15507

Nguồn: www.medinet.hochiminhcity.gov.vn

Điều này đã cho thấy sự quá tải của các bệnh viện nói riêng và ngành y tế nói chung Để giảm sự quá tải và cả áp lực làm việc của các cán bộ công nhân viên, một số bệnh viện như Trung tâm Y khoa Medic, bệnh viện Triều An, … đã mở cửa phòng khám từ 4-5 h sáng (báo Tuổi trẻ, 05/01/2005) Do đó, trong tương lai, thành phố Hồ Chí Minh còn phát triển và xây dựng thêm nhiều cơ sở khám và điều trị mới

Theo ước tính, hiện nay, các bệnh viện trên TP Hồ Chí Minh đã thải ra · Lượng nước: Q » 12000 ÷ 14000 m3/ngày

· Tổng tải lượng ô nhiễm theo chất hữu cơ: L » 1.1 ÷ 2.5 Tấn/ngày

Thành phần tính chất nước thải đặc trưng các bệnh viện ở TP Hồ Chí Minh

Bảng 2.3 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện ở TP Hồ Chí Minh Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị max Giá trị min Giá trị trung bình

2.2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải bệnh viện TP Hồ Chí Minh

v Phần lớn các bệnh viện không có hoăïc có hệ thống xử lý chưa đạt hiệu quả cao Vì vậy, chúng tác động môi trường rất lớn Đặc biệt là các bệnh phẩm và vi trùng gây bệnh

v Do thành phần và tính chất nước thải tương đối thấp, nên các công nghệ áp dụng hiện nay thông thường là phương pháp sinh học hiếu khí

Như vậy, việc nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn TCVN 6772:2000 rất cần thiết trong thời buổi hiện nay Do đó, khoá luận ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu trên.

2.3 TỔNG QUAN BỆNH VIỆN ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH 2.3.1 Vị trí địa lý

v Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh tọa lạc 213 và 215 Hồng Bàng, Q5, TP Hồ Chí Minh

v Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh thuộc một trong những quận có nhiều bệnh viện, ở trung tâm thành phố Đây là quận có nhiều người hoa sinh sống

v Bệnh viện nằm trên một trong những tuyến đường chính của Thành phố (Đại lộ Hùng Vương) thuận lợi trong việc đi lại, khám và chữa bệnh

2.3.2 Quy mô bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh

v Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh được thành lập 1994, nâng cấp từ Trung tâm Y Tế

v Bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh với số công nhân viên là 500 người Hiện tại bệnh viện có 200 giường và dự kiến sau khi nâng cấp là 400 giường Vậy tổng cộng, bệnh viện có 490 giường (90 giường ở 213 Hồng Bàng)

v Đây là một bệnh viện đa khoa, với 29 khoa (trừ khoa nhi)

Chương III – NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

v Khảo sát quy mô bệnh viện · Số lượng gường bệnh

· Lưu lượng nước cấp trung bình hàng tháng

v Khảo sát, đánh giá hiệu quả xử lý của các dây chuyền công nghệ hiện hữu tại các bệnh viện ở TP Hồ Chí Minh:

· Lấy mẫu đầu vào và đầu ra của các hệ thống xử lý (9 bệnh viện)

· Xác định các chỉ tiêu cơ bản của nước thải bệnh viện: pH, BOD5, COD, N, P, SS,

v Xác định thông số thiết kế các công trình xử lý đơn vị hiện hữu

· Xác định hàm lượng BOD5, COD, SS, pH, N, P, Coliform đầu vào và đầu ra

· Xác định thời gian lưu nước · Xác định tải trọng công trình

· Đánh giá hiệu quả xử lý của các công trình xử lý đơn vị

v Khảo sát đánh giá lưu lượng, thành phần tính chất nước thải, mạng lưới thoát nước của bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh

v Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh · Dựa vào các thông số thiết kế của các công trình đơn vị để tính toán thiết kế cho

bệnh viện ĐH Y Dược

· Tính toán kinh tế cho các công nghệ lựa chọn · So sánh, lựa chọn công nghệ phù hợp

v Thí nghiệm khử trùng (tiến hành thí nghiệm ở phần phụ lục II)

Làm thí nghiệm Jar-test xác định hàm lượng Chlorine tối ưu trong công đoạn khử trùng

Sử dụng thiết bị Jar-test Thiết bị gồm hệ thống 6 cánh khuấy có thể điều chỉnh tốc độ khuấy Cánh khuấy được đặt trong bình beaker 1000 mL chứa nước thải cần nghiên cứu

Hình 3.1 Thiết bị thí nghiệm Jar-test

· Mẫu nước thải dùng làm thí nghiệm được lấy sau bể lắng II của trạm xử lý bệnh viện Nhiệt Đới Mẫu nước thí nghiệm đảm bảo hàm lượng SS và COD thấp để không ảnh hưởng đến quá trình khử trùng

· Dùng phương pháp định phân xác định Chlorine dư

· Dùng phương pháp MPN/100 mL xác định hàm lượng Coliform

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

v Khảo sát thu thập số liệu v Lấy mẫu thực địa

v Phân tích các chỉ tiêu: pH, Coliform tổng, chlo dư

v Tổng hợp, thống kê, xử lý số liệu v Lập mô hình thí nghiệm khử trùng

CHƯƠNG IV- KẾT QUẢ – THẢO LUẬN 4.1 KẾT QUẢ CÁC BỆNH VIỆN KHẢO SÁT

4.1.1 Quy mô và lưu lượng nước thải của các bệnh viện khảo sát

Bảng 4.1 Quy mô và lưu lượng nước thải của các bệnh viện khảo sát STT Tên bệnh viện (số giường) Quy mô (m3/ngày) Q

q

(m3/giường.ngày) 1 Trung tâm Y Tế Q.7 100 72 0.72

2 Trung tâm Y Tế Q.8 100 69 0.69

3 Trung Tâm Y Tế huyện Bình Chánh 100 83 0.83

4.1.2 Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải của các bệnh viện khảo sát

Bảng 4.2 Các công trình đơn vị của hệ thống xử lý nước thải các bệnh viện khảo sát STT Công nghệ xử lý Tên bệnh viện

I II III IV V VI VII VIII IX 1

Cơ học

Ngăn tiếp nhận x x x x x x x x x

7 Sinh học tiếp xúc x

8

Sinh học và cơ học

9 Cơ học Lắng II x x x x x x x x

III TT Y Tế huyện Bình Chánh

IV Phạm Ngọc Thạch

V Bệnh viện 175 VI Nhiệt Đới VII TT Ung Bướu VIII Thống Nhất IX Nguyễn Trãi

4.2 HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA MỘT SỐ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ HIỆN HỮU 4.2.1 Hiệu quả xử lý của một số dây chuyền công nghệ hiện hữu

Bảng 4.3 Các chỉ tiêu ô nhiễm đầu vào, đầu ra và hiệu suất xử lý của các dây chuyền công nghệ xử lý nước thải nghiên cứu

STT Tên bệnh viện Đánh giá

Chỉ tiêu ô nhiễm SS

mg/L

COD mg/L

mg/L Ptổng

Vào 106 176 145 10.5 12.1 23000 Ra 40 87 51 5.6 6.2 1400

% 62.26 50.57 64.83 46.67 48.76 93.91

2 Trung tâm Y Tế Q.8

Vào 110 135 108 9.8 11.2 23000 Ra 35 66 40 4.6 5.2 1500

% 68.18 51.11 62.96 53.06 53.57 95.63

3 TT Y Tế H.Bình Chánh

Vào 98 117 92 8.5 11.2 23000 Ra 32 52 40 5.0 6.1 1400

% 67.35 55.67 56.52 41.18 45.54 93.91

4 Phạm Ngọc Thạch

Vào 110 183 150 13.8 22.3 64000 Ra 46 88 51 8.4 12.2 1100

% 58.18 51.66 66.00 39.13 45.29 96.88

5 Bệnh viện 175

Vào 146 153 111 9.7 12.5 30000 Ra 50 49 30 3.1 4.2 900

% 65.75 67.97 72.97 68.04 66.4 96.33

6 Nhiệt Đới

Vào 142 149 110 18.4 14.3 39000 Ra 50 47 30 5.6 7.2 930

% 64.79 68.46 72.73 69.57 49.65 97.18

7 Trung tâm Ung Bướu

Vào 190 183 158 12.4 16.4 64000 Ra 70 61 52 8.5 10.1 2800

% 63.15 66.67 67.10 31.45 38.41 95.63

8 Thống Nhất

Vào 136 140 108 15.8 17.9 34000 Ra 52 67 40 5.4 12.2 4600

% 61.76 52.14 62.96 65.82 31.84 86.47

9 Nguyễn Trãi

Vào 115 158 114 10.4 9.5 28000 Ra 60 64 40 4.0 5.0 930

% 47.83 59.49 64.91 61.54 47.37 96.07

TCVN 6772:2000 (*) 50 50 30 6.0 10.0 1000

(*) : Chất lượng nước - Nước thải sinh hoạt - Giới hạn cho phép

v Các chỉ tiêu, bệnh viện đạt hiệu quả cao nhất

Bảng 4.4 Bệnh viện đạt hiệu quả xử lý lớn nhất ở mỗi chỉ tiêu STT Chỉ tiêu Hiệu suất (%) Tên bệnh viện

4.2.3 Lựa chọn công nghệ

Qua kết quả phân tích trên, 2 phương án (tương ứng với 2 công nghệ xử lý nước thải của bệnh viện Nhiệt Đới và bệnh viện 175) được đề xuất để xử lý nước thải bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh:

v Kích thước bể (2 ngăn):

Mỗi ngăn: B ´ L ´ H = 3.5 ´ 12 ´ 3.5 (m)

Ngăn tiếp nhận + SCR

Bể điều hoà

Aerotank Bể lắng II

Khử trùng

Ngăn tiếp nhận + SCR

Bể điều hoà

Bể lọc sinh học

(3 bậc)

Bể lắng II

Khử trùng

v Thời gian lưu nước

v Tải trọng COD theo thể tích

3 »´´==

v Hiệu quả xử lý COD

v Hệ số tuần hoàn

25.04010 ===

v Cường độ không khí trên diện tích bề mặt 3.4125.32

Qbk : Lưu lượng máy bơm khí

4.3.1.2 Bể lắng II (lắng đứng)

v Tải trọng bùn

3 »´-

FQQ

v Thời gian lắng

v Hiệu suất xử lý

4.3.2 Bệnh viện 175

4.3.2.1 Bể lọc sinh học

v Tải trọng theo COD

v Tải trọng theo thể tích

v Tải trọng theo lớp VLL

v Thời gian lưu nước

v Hiệu quả xử lý COD qua từng bể · Bể lọc sinh học bậc I

· Bể lọc sinh học bậc II

E

· Bể lọc sinh học bậc III %17.2871

v Lưu lượng không khí đơn vị 1250

6010´ ==

Qtk : Lưu lượng máy nén khí (m3/min)

4.3.2.2 Bể lắng II (lắng ngang)

v Kích thước bể lắng

v Vận tốc nước thải

v Thời gian lắng

v Tải trọng thể tích

v Hiệu suất xử lý

4.4.1.2 Thành phần và tính chất nước thải

v Nước mưa được quy ước là sạch nên được thải trực tiếp ra cống nước thải thành phố v Nước thải từ các hoạt động khám và điều trị bệnh nhân: phát sinh từ nhiều khâu và

quá trình khác nhau trong bệnh viện

· Nhà vệ sinh: chứa nhiều chất hữu cơ và lượng lớn vi khuẩn · Nước thải khu mỗ: chứa máu, các bệnh phẩm,…

· Nước thải khu X quang, rửa phim: chứa nhiều kim loại nặng và chất phóng xạ Đối với nước thải này cần được thu gom và xử lý riêng

· Nước thải khu xét nghiệm: chứa nhiều vi trùng gây bệnh khác nhau v Nguồn khác: chứa nhiều chất hoạt động bề mặt, dầu mỡ, …

v Kết quả phân tích nước thải cống chung

Bảng 4.5 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh

thải với công suất:

Q = 454 ´ k = 454 ´ 1.1 » 500 m3/ngày (k : hệ số an toàn)

4.4.2 Hệ thống thoát nước

v Hiện nay, bệnh viện:

· Chưa có hệ thống xử lý nước thải, chỉ có bể tự hoại · Hệ thống thoát nước:

ü Thoát nước chung (nước thải phát sinh từ các hoạt động khám và điều trị bệnh, nước mưa)

ü Thoát nước riêng: nước mưa

· Nước thải được xả vào 2 hệ thống thu nước thải thành phố

v Dự án trong tương lai, hệ thống thoát nước sẽ tách 2 nguồn riêng biệt:

· Nước thải từ các hoạt động khám và điều trị bệnh được thu gom và xử lý trước khi thải vào hệ thống thu gom nước thải thành phố

· Nước mưa được xả trực tiếp vào hệ thống thu gom nước thải thành phố

4.5 THÍ NGHIỆM KHỬ TRÙNG

Bảng 4.6 Hàm lượng Chlorine dư và Coliform còn lại trong mẫu thí nghiệm

Chỉ tiêu mẫu Hàm lượng Chlorine sử dụng (mg/l)

y = 3.0966Ln(x) + 94.092R2 = 0.9967

y = -1207.7Ln(x) + 2304.3R2 = 0.9987

Poly (Hiệu suất xử lý)Poly (Hàm lượng Coliform còn lại)

Chương V - ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ – THIẾT KẾ CHI TIẾT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG SUẤT 500 M3/NGÀY – BỆNH

VIỆN ĐẠI HỌC Y DƯỢC TP HỒ CHÍ MINH.

5.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

v Trên cơ sở nghiên cứu lựa chọn công nghệ hiện hữu đạt hiệu quả xử lý

v Thành phần tính chất nước thải, lưu lượng tính toán đã khảo sát của bệnh viện ĐH Y Dược TP Hồ Chí Minh

v Mặt bằng xây dựng trạm xử lý v Chi phí xây dựng và vận hành thấp v Vận hành đơn giản

5.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ

Từ các cơ sở lựa chọn trên, 2 công nghệ xử lý được lựa chọn (Tính toán ở phần phụ lục)

5.2.1 Phương án I (phương pháp sinh học hiếu khí lơ lửng)

Ghi chú:

1 Ngăn tiếp nhận và SCR

2 Bể điều hoà

8 Tháp hấp phụ

5.2.1.1 Ngăn tiếp nhận

5.2.1.2 Bể điều hoà

v Thông số đầu vào:

· Lưu lượng nước thải lớn nhất: 25 (m3) v Kích thước tính toán

5.2.1.7 Thiết bị hấp phụ

v Thông số đầu vào

v Kích thước tính toán

1 Ngăn tiếp nhận và SCR

2 Bể điều hoà

3 Bể lọc sinh học bậc I

4 Bể lọc sinh học bậc II

5 Bể lọc sinh học bậc II

6 Bể lắng II

7 Ngăn khử trùng

8 Ngăn chứa bùn

9 Máy nén khí

10 Tháp hấp phụ

5.2.2.1 Ngăn tiếp nhận

Ngăn tiếp nhận tương tự phương án I

5.2.2.2 Bể điều hoà

Bể điều hoà tương tự phương án I 10

9

8

5.2.2.3 Bể lọc sinh học

v Thông số đầu vào

v Kích thước tính toán

5.2.2.5 Ngăn tiếp xúc

Bể tiếp xúc tương tự phương án I

5.2.2.6 Bể phân huỷ bùn kị khí

v Kích thước tính toán:

· Kích thước bể: B ´ L ´ H = 4 ´ 4 ´ 3.3 (m)

5.2.2.7 Thiết bị hấp phụ

v Thông số đầu vào

v Kích thước tính toán

5.3 TÍNH TOÁN KINH TẾ

Tính toán kinh tế ở phần phụ lục I

Bảng 5.1 Bảng chi phí cho công trình xử lý nước thải

STT Loại chi phí Phương án I Phương án II 1 Đầu tư xây dựng hệ thống:TC 1.945.000.000 2.115.000.000

2 Lãi suất ngân hàng/năm: LS 12.790 13.907

4 Giá thành cho 1 m3: GT 13.581 14.752

CHƯƠNG VI - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ6.1 KẾT LUẬN

Qua khảo sát các công nghệ xử lý nước thải hiện hữu đã lựa chọn được 2 công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho các bệnh viện quy mô vừa và lớn

Thông số thiết kế các công trình đơn vị v Bể aerotank

v Bể lắng đứng

v Bể lọc sinh học

v Bể lắng ngang

Nghiên cứu bể khử trùng: Hàm lượng chlorine khử trùng tối ưu 10 mg/l

6.2 KIẾN NGHỊ

v Do thời gian khoá luận hạn chế nên thí nghiệm khử trùng chỉ dừng lại ở xác định hàm lượng Chlorine tối ưu Do đó, nếu khoá luận có thêm thời gian nghiên cứu tiếp thì thí nghiệm khử trùng sẽ phát triển thêm:

· Xác định thời gian tiếp xúc tối ưu

· Nghiên cứu các hoá chất khử trùng khác chlorua vôi, dung dich Jarvel,…

v Trong các công nghệ xử lý thì phương pháp xử lý bằng bể lắng hai vỏ tốn ít diêïn tích và hiệu suất xử lý cao Do đó, khoá luận có thể phát triển thêm về nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải bệnh viện bằng bể lắng hai vỏ đạt hiệu quả cao

PHỤ LỤC

Phụ lục I TÍNH TOÁN CÁC CÔNH TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Bao gồm các giai đoạn xử lý sau

1 Ngăn tiếp nhận và song chắn rác 2 Bể điều hoà

3 Bể Aerotank 4 Bể lắng đợt II 6 Bể tiếp xúc 6 Ngăn chứa bùn 7 Tháp hấp phụ

1.1 NGĂN TIẾP NHẬN VÀ SONG CHẮN RÁC (SCR) 1.1.1 Ngăn tiếp nhận

kbhv