NGHIÊN CỨU ðÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾU - HIẾU KHÍ (AO) SỬ DỤNG GIÁ THỂ SINH HỌC ECO - BIO - BLOCK (EBB) CẢI TIẾN.LUẬN VĂN THẠC SỸ

ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ðẶNG THỊ THÙY NGUYÊN NGHIÊN CỨU ðÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾU - HIẾU KHÍ (AO) SỬ DỤNG GIÁ THỂ SINH HỌC ECO - BIO - BLOCK (EBB) CẢI TIẾN Chuyên ngành: Môi trường phát triển bền vững (Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRỊNH VĂN TUYÊN HÀ NỘI - 2016 LỜI CÁM ƠN ðầu tiên, xin chân thành cảm ơn PGS TS Trịnh Văn Tuyên - Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tận tình hướng dẫn giúp tơi hồn thành luận văn u cầu đề Tơi xin chân thành cảm ơn ThS Hoàng Lương bạn bè đồng nghiệp Viện Cơng nghệ mơi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo, cán Trung tâm Nghiên cứu Tài ngun Mơi trường truyền đạt kiến thức cho tơi q trình học tập Trung tâm, gia đình, bạn bè khuyến khích, động viên tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận văn Trân trọng cảm ơn Hà Nội, ngày 04 tháng 11 năm 2015 TÁC GIẢ LUẬN VĂN ðặng Thị Thùy Nguyên LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu nêu luận văn trung thực, không sử dụng số liệu tác giả khác chưa cơng bố chưa đồng ý Những kết nghiên cứu tác giả chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 04 tháng 12 năm 2015 TÁC GIẢ LUẬN VĂN ðặng Thị Thùy Nguyên MỤC LỤC MỞ ðẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải bệnh viện 1.1.1 Nguồn phát sinh nước thải bệnh viện 1.1.2 Tính chất thành phần nước thải bệnh viện 1.1.3 Phương án phân nguồn nước thải bệnh viện 1.2 Tổng quan công nghệ xử lý nước thải bệnh viện 1.2.1 Phương pháp mương ơxy hóa 1.2.2 Phương pháp bùn hoạt tính 1.2.3 Phương pháp lọc sinh học ngập nước 10 1.2.4 Phương pháp màng vi sinh tầng chuyển ñộng (MBBR) 11 1.2.5 Phương pháp bể phản ứng theo mẻ (SBR) 12 1.2.6 Phương pháp thiết bị sinh học màng 13 1.2.7 Phương pháp lọc sinh học nhỏ giọt 15 1.2.8 Phương pháp thực vật thủy sinh 16 1.2.9 Phương pháp Anammox 17 1.3 Tổng quan vật liệu EBB 18 1.3.1 Tổng quan nghiên cứu vật liệu EBB giới: 18 1.3.2 Tổng quan nghiên cứu vật liệu EBB nước: 22 1.3.3 Nguyên lý hoạt ñộng EBB cải tiến 27 1.3.4 Ưu ñiểm nhược ñiểm công nghệ EBB cải tiến 28 1.4 Phân tích lựa chọn cơng nghệ thích hợp 29 CHƯƠNG 2: ðỊA ðIỂM, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 ðịa ñiểm, thời gian nghiên cứu 31 2.1.1 ðịa ñiểm nghiên cứu 31 2.1.2 Thời gian nghiên cứu 31 2.2 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 31 2.2.1 Phương pháp luận 31 2.2.2 Các phương pháp nghiên cứu 32 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Sản xuất vật liệu EBB cải tiến 37 3.1.1 Xác ñịnh tỷ lệ phối trộn vật liệu 37 3.1.2 Xác ñịnh tỷ lệ phối trộn nước 38 3.1.3 Cấy VSV lên giá thể EBB cải tiến 40 3.1.4 Quy trình sản xuất EBB cải tiến 41 3.2 ðánh giá hiệu suất xử lý COD, Amoni, TSS hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến 43 3.2.1 ðánh giá hiệu suất xử lý COD hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến 44 3.2.2 ðánh giá hiệu suất xử lý Amoni hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến 51 3.2.3 ðánh giá hiệu suất xử lý TSS hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến 57 3.3 ðề xuất công nghệ xử lý nước thải bệnh viện 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Giải thích AO Thiếu hiếu khí (Anoxic Oxic) BOD Nhu cầu ôxy sinh học COD Nhu cầu ô xy hóa học DO Hàm lượng xy hịa tan EBB Vật liệu mang vi sinh PVC Nhựa Polyvinylclorua QCVN Quy chuẩn Việt Nam TNMT Tài nguyên môi trường TSS Tổng chất rắn lơ lửng VSV Vi sinh vật DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nước thải bệnh viện Bảng 1.2 Hiệu suất xử lý công nghệ EBB Mayur Vihar 20 Bảng 1.3 Giới thiệu số ñặc ñiểm vật liệu Karemzit 23 Bảng 1.4 ðặc tính kỹ thuật vật liệu Zeolit 24 Bảng 3.1 ðộ rỗng tỷ lệ phối trộn vật liệu EBB cải tiến 37 Bảng 3.2 Tỷ lệ nước ñể phối trộn 38 Bảng 3.3 Vi sinh vật hiếu khí tổng số (CFU/g) 41 Bảng 3.4 Vi sinh vật kị khí tổng số (CFU/g) 41 Bảng 3.5 Thành phần chất ô nhiễm nước thải Bệnh viện E 44 Bảng 3.6 Ảnh hưởng lưu lượng ñến hiệu suất tải lượng xử lý 63 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ ngun tắc phân nguồn nước thải bệnh viện Hình 1.2 Cơng nghệ xử lý nước thải phương pháp mương ơxy hóa Hình 1.3 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải phương pháp bùn hoạt tính Hình 1.4 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải lọc sinh học ngập nước 10 Hình 1.5 Cơng nghệ xử lý nước phương pháp MBBR 11 Hình 1.6 Công nghệ xử lý nước phương pháp SBR 12 Hình 1.7 Cơng nghệ xử lý nước phương pháp MBR 14 Hình 1.8 Xử lý nước thải công nghê lọc sinh học nhỏ giọt 15 Hình 1.9 Xử lý nước thải thực vật thủy sinh 17 Hình 1.10 Xử lý nước thải cơng nghệ Anammox 18 Hình 1.11 EBB ứng dụng xử lý nước sơng Melaka Malaysia 20 Hình 1.12 Ứng dụng EBB làm bể cá cảnh 21 Hình 1.13 Hình ảnh viên EBB nguyên mẫu Nhật Bản 21 Hình 1.14 Hình ảnh SEM than cacbon hóa nhiệt độ 6400C 25 Hình 1.15 Chế phẩm sinh học Sagi Bio 27 Hình 1.16 Nguyên lý hoạt ñộng EBB cải tiến 28 Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống thực nghiệm thiếu - hiếu khí 32 Hình 2.2 Mơ hình thực nghiệm hệ thống thiếu - hiếu khí 33 Hình 2.3 Hình dáng khuôn mẫu vật liệu EBB cải tiến 35 Hình 3.1 Lượng nước phối trộn 100ml 38 Hình 3.2 Lượng nước phối trộn 150ml 39 Hình 3.3 Lượng nước phối trộn120 ml 39 Hình 3.4 Cấy VSV vào EBB cải tiến 40 Hình 3.5 EBB cải tiến trước sau cấy VSV 40 Hình 3.6 Quy trình cơng nghệ sản xuất vật liệu EBB cải tiến (dùng cho xử lý nước thải bệnh viện) 42 Hình 3.7 Sản phẩm EBB cải tiến chế tạo Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 43 Hình 3.8 Hệ thí nghiệm A-O 43 Hình 3.9 Nồng ñộ hiệu suất xử lý COD qua cột thiếu khí 45 Hình 3.10 Tải lượng xử lý COD qua cột thiếu khí 475 Hình 3.11 Nồng độ hiệu suất xử lý COD qua cột hiếu khí 497 Hình 3.12 Tải lượng xử lý COD qua cột hiếu khí 47 Hình 3.13 Nồng ñộ hiệu suất xử lý COD qua hệ AO 49 Hình 3.14 Tải lượng xử lý COD qua hệ AO 49 Hình 3.15 Nồng độ hiệu suất xử lý Amoni qua cột thiếu khí 51 Hình 3.16 Tải lượng xử lý Amoni qua cột hiếu khí 51 Hình 3.17 Nồng độ hiệu suất xử lý Amoni qua bể hiếu khí 53 Hình 3.18 Tải lượng xử lý Amoni qua bể hiếu khí 53 Hình 3.19 Nồng độ hiệu suất xử lý Amoni qua hệ AO 55 Hình 3.20 Tải lượng xử lý Amoni qua hệ AO 55 Hình 3.21 Nồng độ hiệu suất xử lý TSS qua bể thiếu khí 57 Hình 3.22 Tải lượng xử lý TSS qua bể thiếu khí 57 Hình 3.23 Nồng độ hiệu suất xử lý TSS qua bể hiếu khí 59 Hình 3.24 Tải lượng xử lý TSS qua bể hiếu khí 59 Hình 3.25 Nồng độ hiệu suất xử lý TSS qua hệ AO 61 Hình 3.26 Tải lượng xử lý TSS qua hệ AO 61 Hình 3.27 Sơ đồ khối phương án xử lý nước thải bệnh viện công nghệ AO 64 Hình 3.28 Sơ đồ dịng chảy nước thải bệnh viện phương pháp AO 65 MỞ ðẦU Tốc ñộ phát triển kinh tế cao mang lại lợi ích to lớn cải thiện mức sống người dân tiềm lực kinh tế cho ñất nước, nhiên có tác động nặng nề đến chất lượng mơi trường Trong đó, nhiễm nước thải vấn ñề nhức nhối Nước thải bệnh viện mối quan tâm, lo ngại sâu sắc nhà quản lý mơi trường xã hội chúng gây nhiễm mơi trường nghiêm trọng nguy hiểm đến đời sống người Theo thống kê Bộ Y tế, tính đến nước có 1.087 bệnh viện (1.023 bệnh viện nhà nước, 64 bệnh viện tư nhân) với tổng số 140.000 giường bệnh, ngồi cịn có 10.000 trạm y tế xã, hàng chục ngàn sở phòng khám tư nhân, sở nghiên cứu, ñào tạo, sản xuất dược phẩm, sinh phẩm y tế Các sở y tế, thải khoảng 250.000 m3 nước thải ngày Loại nước thải y tế ô nhiễm nặng mặt hữu hàm lượng vi sinh cao gấp 100-1000 lần tiêu chuẩn cho phép Tuy nhiên, khoảng 46% số bệnh viện chưa có hệ thống xử lý nước thải 70% số hệ thống xử lý nước thải có khơng đạt tiêu chuẩn [3] Do kinh tế cịn nhiều khó khăn, việc quản lý xử lý chất thải bệnh viện nhiều ñịa phương chưa ñược quan tâm ñầu tư mức Chất thải bệnh viện, ngồi đặc tính chung giống chất thải sinh hoạt, cịn có đặc tính tiêng biệt chứa nhiều vi trùng gây bệnh có khả lây nhiễm cao, gây nên vấn đề nhức nhối vệ sinh, mơi trường sức khỏe cộng đồng Theo ơng Jordan Ryan, ngun Trưởng đại diện thường trú Quỹ Mơi trường Tồn cầu (GEF) Việt Nam, có 80% trường hợp mắc bệnh nguồn nước bị nhiễm, có phần từ nước thải bệnh viện [8] Vì việc nghiên cứu, tìm giải pháp cơng nghệ thích hợp ñể xử lý hiệu nước thải bệnh viện ñảm bảo tiêu chuẩn cho phép thải mơi trường nhà mơi trường nước quan tâm Hiện nay, nước