BÁO CÁO ĐỀ TÀI XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

giáo trình xử lí nước thải tại bệnh viện

BÁO CÁO ĐỀ TÀI XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Nước thải bệnh viện mối quan tâm, lo ngại sâu sắc nhà quản lý mơi trường xã hội chúng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nguy hiểm đến đời sống người Vì việc nghiên cứu, tìm giải pháp cơng nghệ thích hợp để xử lý hiệu nước thải bệnh viện đảm bảo tiêu chuẩn cho phép thải môi trường nhà làm mơi trường ngồi nước quan tâm.Do việc xử lý nước thải bệnh viện trước thải vào nguồn tiếp nhận yêu cầu thiết yếu Hiện nay, nước giới nước ta ứng dụng nhiều giải pháp công nghệ khác để xử lý hiệu an toàn nước thải bệnh viện, thường sử dụng phổ biến công nghệ sinh học Mục tiêu đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đạt tiêu chuẩn Việt Nam loại A để thải vào nguồn tiếp nhận với công suất 500m3/ngđ Nội dung đề tài  Đánh giá thành phần, tính chất nước thải bệnh viện  Nêu phương pháp xử lý nước thải bệnh viện  Đề xuất phương án tối ưu, tính tốn chi tiết cơng trình đơn vị hệ thống xử lý Phương pháp thực • Thu thập số liệu, tra cứu tài liệu • Tìm hiểu thực tế hệ thống xử lý nước thải số bệnh viện • Tính tốn, thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn đề Giới hạn đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện với công suất 500m 3/ngđ Ý nghĩa kinh tế - xã hội Về mặt kinh tế  Góp phần hồn chỉnh cở sở hạ tầng cho bệnh viện chưa có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn  Giảm thiểu ô nhiễm môi trường đồng nghĩa với việc bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên  Tạo việc làm cho người dân triển khai dự án Về xã hội  Giảm thiểu tác động đên môi trường, sức khỏe cộng đồng, góp phần nâng cao chất lượng sống người dân khu vực  Việc xây dựng hệ thống chủ trương đắn theo định hướng phát triển Đảng Nhà nước DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT NTBV: Nước thải bệnh viện CTC: Trung tâm Tư vấn- Chuyển giao công nghệ nước môi trường BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học SS (Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng BORDA: Hiệp hội Nghiên cứu Phát triển Bremen-Tổ chức phi phủ Đức DEWATS (Decentralized Wastewater Treatment Systems): Hệ thống xử lý nước thải phân tán BR: Bể phản ứng kị khí AF:Bể lắng kị khí AOP:Advanced Oxydation Processes TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam Chương TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 1.1 Nguồn gốc nước thải bệnh viện Từ nhiều nguồn:  Sinh hoạt bệnh nhân, người nuôi bệnh nhân, cán công nhân viên bệnh viện;  Pha chế thuốc;  Tẩy khuẩn;  Lau chùi phòng làm việc;  Phòng bệnh nhân… 1.2 Thành phần, tính chất nước thải bệnh viện Các thành phần gây nhiễm mơi trường nước thải bệnh viện gây là:  Các chất hữu cơ;  Các chất dinh dưỡng ni-tơ (N), phốt-pho (P);  Các chất rắn lơ lửng;  Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: Salmonella, tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hóa, bại liệt, loại kí sinh trùng, amip, nấm…  Các mầm bệnh sinh học khác máu, mủ, dịch, đờm, phân người bệnh;  Các loại hóa chất độc hại từ thể chế phẩm điều trị, chí chất phóng xạ Theo kết phân tích quan chức năng, 80% nước thải từ bệnh viện nước thải bình thường (tương tự nước thải sinh hoạt) có 20% chất thải nguy hại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ bệnh nhân, sản phẩm máu, mẫu chẩn đoán bị hủy, hóa chất phát sinh từ q trình giải phẫu, lọc máu, hút máu, bảo quản mẫu xét nghiệm, khử khuẩn Với 20% chất thải nguy hại đủ để vi trùng gây bệnh lây lan môi trường xung quanh Đặc biệt, loại thuốc điều trị bệnh ung thư sản phẩm chuyển hóa chúng… khơng xử lý mà xả thải bên ngồi có khả gây quái thai, ung thư cho người tiếp xúc với chúng Bảng 1: Thành phần tính chất nước thải bệnh viện STT Thông số ô nhiễm Đơn vị Kết TCVN 6772-2000 Mức I pH mg/l 6.0 - 8.0 BOD5 mgO2/l 493 COD mgO2/l 420 TSS mg/l 263 Tổng Nitơ Kjeldahl(NK) mg/l 65 Tổng Photpho P mg/l 12 NO3 mg/l 0,18 Tổng Coliforms KL/100ml 4,9  106 ( Theo nguồn nước thải Trung tâm phục hồi chức năng.) 5-9 30 50 30 1000 Chương MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG 3.1 Ao hồ sinh học (ao hồ ổn định nước thải-Waste Water Stabilization ponds and lagoons) Cơ sở khoa học phương pháp dựa vào khả tự làm nước, chủ yếu vi sinh vật thủy sinh khác, chất nhiễm bẩn bị phân hủy thành chất khí nước.Căn theo đặc tính tồn tuần hồn vi sinh sau chế xử lý mà người ta phân biệt loại hồ: Hồ kỵ khí, hồ hiếu-kỵ khí hồ hiếu khí 3.1.1 Hồ kỵ khí Dùng để lắng phân hủy cặn lắng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa sở sống hoạt động vi sinh kỵ khí Loại hồ thường dùng để xử lý nước thải cơng nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn, dùng để xử lý nước thải sinh hoạt gây mùi khó chịu Hồ kỵ khí phải đặt cách xa nhà xí nghiệp thực phẩm 1,5-2km Để trì điều kiện kỵ khí giữ ấm cho hồ mùa đơng chiều sâu hồ phải lớn, thường 2,4-3,6m Hồ có ngăn làm việc để dự phịng xả bùn hồ Cửa xả nước vào hồ phải đặt chìm, đảm bảo việc phân bố cặn lắng đồng hồ Cửa tháo nước khỏi hồ thiết kế theo kiểu thu nước bề mặt có ngăn để bùn khơng với nước 3.1.2 Hồ hiếu-kỵ khí (Facultativ) Hồ facultativ loại hồ thường gặp tự nhiên, đước sử dụng rộng rãi hồ sinh học Trong hồ xảy trình song song: trình oxy hóa hiếu khí chất nhiễm bẩn hữu trình phân hủy metan cặn lắng Đặc điểm loại hồ xét theo chiều sâu chia vùng: lớp vùng hiếu khí, lớp vùng trung gian, cịn lớp vùng kỵ khí Nguồn oxy cần thiết cho trình oxy hóa chất hữu hồ chủ yếu nhờ quang hợp rong tảo tác dụng xạ mặt trời khuếch tán qua mặt nước tác dụng sóng gió, hàm lượng oxy hòa tan vào ban ngày nhiều ban đêm Do xâm nhập oxy hịa tan có hiệu độ sâu 1m nên nguồn oxy hòa tan chủ yếu lớp nước phía Quá trình phân huỷ kỵ khí lớp bùn đáy hồ phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ Quá trình làm giảm tải trọng hữu hồ sinh sản phẩm lên men đưa vào nước Trong hồ thường hình thành tầng phân cách nhiệt: vùng nước phía nóng ấm vùng nước phía Ở tầng phân cách đơi có lợi Đó trường hợp ngày hè quang hợp tảo, tiêu thụ nhiều CO2 làm cho pH nước hồ tăng lên, có tới 9,8 (vượt tiêu chuẩn tối ưu vi khuẩn) tốt không nên xáo trộn hồ vi khuẩn đáy che chở tầng phân cách Nhìn chung tầng phân cách nhiệt khơng có lợi, giai đoạn phân tầng loài tảo tập trung thành lớp dày phía tầng phân cách Tảo chết làm cho vi khuẩn thiều oxy hồ bị tải chất hữu Trong trường hợp xáo trộn cần thiết để tảo phân tán tránh tích tụ Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng tới xáo trộn gió nhiệt độ: Khi gió thổi gây sóng mặt nước gây nên xáo trộn Hồ có diện tích bề mặt lớn xáo trộn gió tốt hồ có diện tích bề mặt bể Ban ngày nhiệt độ lớp nước phía cao nhiệt độ lớp nước phía Do chênh lệch nhiệt độ mà tải trọng nước chênh lệch tạo nên đối lưu nước hồ theo chiều đứng Nếu gió xáo trộn theo hướng hai chiều (chiều ngang chiều đứng) chênh lệch nhiệt độ tạo nên xáo trộn theo chiều thẳng đứng Kết hợp sức gió chênh lệch nhiệt độ tạo nên xáo trộn toàn phần Chiều sâu hồ ảnh hưởng lớn đến xáo trộn, tới trình oxy hóa phân hủy hồ Chiều sâu hồ thường lấy vào khoảng 0,9-1,5m Tỷ lệ chiều dài, chiều rộng hồ thường lấy 1:1 2:1 Ở vùng có nhiều gió nên làm hồ có diện tích rộng, cịn vùng gió nên àm hồ có nhiều ngăn.Nếu đất đáy thấm nước phải phủ lớp đất xét dày 15cm Bờ hồ có đáy dốc, nên trồng cỏ bờ hồ 3.1.3 Hồ hiếu khí Hồ hiếu khí hồ có q trình oxy hóa chất hữu nhờ vi sinh vật hiếu khí Loại hồ phân thành nhóm: Hồ làm thoáng tự nhiên: oxy cung cấp cho trình oxy hóa chủ yếu khuếch tán khơng khí qua mặt nước q trình quang hợp thực vật nước rong tảo Để đảm bảo cho ánh sáng xuyên qua, chiều sâu hồ phải bé khoảng 30-40cm Sức chứa tiêu chuẩn lấy theo BOD khoảng 250-300 kg/ha.ngày Thời gian nước lưu hồ khoảng 3-12 ngày Do độ sâu bé, thời gian lưu nước dài nên diện tích hồ lớn Vì hợp ly kinh tế kết hợp việc xử lý nước thải với việc nuôi trồng thủy sản cho mực đích chăn ni cơng nghiệp Hồ hiếu khí làm thống nhân tạo: nguồn oxy cung cấp cho q trình sinh hóa thiết bị bơm khí nén máy khuấy học Vì tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu hồ từ 2-4,5m Sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kg/ha.ngày Thời gian nước lưu hồ khoảng 1-3 ngày Hồ hiếu khí làm thống nhân tạo, chiều sâu hồ lớn, việc làm thống khó đảm bảo tồn phần nên chúng làm việc hồ hiếu-kỵ khí 3.2 Bể phản ứng sinh học hiếu khí - Aeroten Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aeroten cơng trình bê tơng cốt thép hình khối chữ nhật hình trịn, có trừơng hợp người ta chế tạo Aerotan sắt thép hình khối trụ Thơng dụng Aeroten hình bể khối chữ nhật Nước thải chảy qua suốt chiều dài bể sục khí, khuấy nhằm tăng cường lượng khí oxi hịa tan tăng cường q trình oxi hóa chất bẩn hữu có nước Nước thải sau xử lý sơ chứa phần lớn chất hữu dạng hòa tan chất lơ lửng vào Aeroten Các chất lơ lửng số chất rắn chất hữu chưa phải dạng hòa tan Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản phát triển, dần thành hạt cặn Các hạt to lơ lửng nước Chính xử lý nước thải Aeroten gọi trình xử lý với sinh vật lơ lửng quần thể vi sinh vật Các cặn bùn hoạt tính Bùn hoạt tính loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh vật có khả oxi hóa khống hóa chất hữu chứa nước thải Để giữ cho bùn hoạt tính trạng thái lơ lửng để đảm bảo oxi dung cho q trình oxi hóa chất hữu phải ln ln đảm bảo việc thống gió Số lượng bùn tuần hồn số lượng khơng khí cần cấp lấy phụ thuộc vào độ ẩm vào mức độ yêu cầu xử lý nước thải.Thời gian nước lưu bể aeroten không lâu 12 (thường -8 giờ) Nước thải với bùn hoạt tính tuần hồn sau qua bể aeroten cho qua bể lắng đợt Ở bùn lắng phần đưa trở lại Aeroten, phần khác đưa tới bể nén bùn Do kết việc sinh sôi nảy nở vi sinh vật việc tách chất bẩn khỏi nước thải mà số lượng bùn hoạt tính ngày gia tăng Số lượng bùn thừa khơng giúp ích cho việc xử lý nước thải, ngược lại, không lấy cịn trở ngại lớn Độ ẩm bùn hoạt tính khoảng 98-99%, trước đưa lên bể metan cần làm giảm thể tích Q trình oxi hóa chất bẩn hữu xảy aeroten qua ba giai đoạn: - Giai đoạn thứ nhất: tốc độ oxi hóa tốc độ tiêu thụ oxi Ở giai đoạn bùn hoạt tính hình thành phát triển Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinh trưởng, đặc biệt thời gian thức ăn dinh dưỡng nước thải phong phú, lượng sinh khối thời gian Sau vi sinh vật thích nghi với mơi trường, chúng sinh trưởng mạnh theo cấp số nhân Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần - Gian đoạn hai: vi sinh vật phát triển ổn định tốc độ tiêu thụ oxi mức gần thay đổi Chính giai đoạn chất bẩn hữu bị phân hủy nhiều Hoạt lực enzym bùn hoạt tính giai đoạn đạt tới mức cực đại kéo dài tời gian Điểm cực đại enzym oxi hóa bùn hoạt tính thường đạt thời điểm sau lượng bùn hoạt tính (sinh khối vi sinh vật) tới mức ổn định Qua thông số hoạt động aeroten cho thấy gian đoạn thứ tốc độ tiêu thụ oxi (hay tốc độ oxi hóa) cao, có gấp lần giai đoạn thứ hai - Giai đoạn thứ ba: sau thời gian dài tốc độ oxi hóa cầm chừng (hầu thay đổi) có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên Đây giai đoạn nitrat hóa muối amon Sau cùng, nhu cầu oxi lại giảm cần phải kết thúc trình làm việc aeroten (làm việc theo mẻ) Ở cần lưu ý rằng, sau oxi hóa 80-95% BOD nước thải, khơng khuấy đảo thổi khí, bùn hoạt tính lắng xuống đáy, cần phải lấy bùn cặn khỏi nước Nếu không kịp thời tách bùn, nước bị ô nhiễm thứ cấp, nghĩa sinh khối vi sinh vật bùn (chiếm tới 70% khối lượng cặn bùn) bị tự phân Tế bào vi khuẩn có hàm lượng protein cao (60-80% so với chất khơ), ngồi cịn có hợp chất chứa chất béo, hidratcacbon, chất khoáng…khi bị tự phân làm ô nhiễm nguồn nước 3.3 Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt- Biofilter Lọc nhỏ giọt loại bể lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập nước Biôphin nhỏ giọt dung để xử lý sinh hóa nước thải hồn tồn với hàm lượng BOD nước sau xử lý đạt 15 mg/l Bể biôphin xây dựng dạng hình trịn hay hình chữ nhật có tường đặc đáy kép Đáy đan đỡ lớp vật liệu lọc, đáy liền khối không thấm nước Chiều cao hai lớp đáy lấy khoảng 0,4-0,6 m, độ dốc hướng máng thu I >= 0,01 Dộ dốc 10 X nồng độ VSS hỗn hợp bùn hoạt tính bể Aerotank,X = 3500mg/l; Xra nồng độ VSS SS khỏi bể lắng, Xra=0,8 × 50 = 40; Qb lưu lượng bùn dư cần xử lý (m3/ngày); Q lưu lượng nước thải (m3/ngày) Từ tính được: Qb = WX − θ c Qra X 140,35 × 3500 − (10 × 500 × 40 ) = = 8,3 m3/ng.đ θc X 10 × 3500  Xác định tỷ số tuần hồn cách viết phương trình cân vật chất bể Aerotank theo sơ đồ: Cân vật chất cho bể Aerotank : QX0+QthXth=(Q+Qth)X Q, So Q+Qth,X Bể Aerotank Bể Qr, Xr lắng Qth,Xth Trong đó: ng Qb,Xth Q: lưu lượng nước thải ; Qth : lưu lượng bùn hoạt tính tuần hồn; X0: nồng độ VSS nước thải dẫn vào Aerotank , mg/l ; X: nồng độ VSS bể Aerotank , X=3500 mg/l ; Xth : nồng độ VSS bùn tuần hoàn, Xth=8000 mg/l Giá trị X0 thường nhỏ so với X Xth, phương trình cân vật chất bỏ qua đại lượng QX0 Khi phương trình cân vật chất có dạng: QthXth=(Q+Qth)X 53 Chia vế phương trình cho Q đặt tỉ số Qth/Q = α ( α gọi tỉ số tuần hoàn), ta được: α Xth=X+ α X Hay α = X 3500 = = 0,78 X th − X 8000 − 3500 Lưu lượng bùn tuần hoàn : Qth= Q α =500 × 0,78 = 390 m3/ngày = 16,25 m3/h  Xác định lượng khí cấp cho Aerotank : Khối lượng BODL tiêu thụ trình sinh học bùn hoạt tính là: M BODL = Q × ( BOD 5vào − BOD5 ) 500 × ( 272,31 − 10,321) = × 10-3=192,6 kg/ngày 0.68 0,68 Nhu cầu oxy cho trình là: M 02 = M BOD -1,42 × PVSS = 192,6-1,42 × 49=123,02 kgO2/ngày L Tính thể tích khơng khí theo u cầu: Lượng khơng khí u cầu theo lý thuyết (Giả sử khơng khí có 23.2% trọng lượng Oxy trọng lượng riêng không khí 200C 0,0118kN/m3= 1,18 kg/m3) là: M lt = M 02 1,18 × 0,232 = 123,02 = 449,38 m3/ngày 1,18 × 0,232 Giả sử hiệu vận chuyển oxy thiết bị thổi khí 8%, hệ số an toàn sử dụng thiết kế Lượng khơng khí u cầu hiệu vận chuyển 8% bằng: 449,38/0,08 = 5617,25 m3/ngày = m3/ phút Kiểm tra lượng khơng khí cần thiết cho xáo trộn hoàn toàn là: q= M lt 449.38 × 1000 = = 28 l / m phut E × V 0,08 × 140,35 × 24 × 60 Trị số nằm khoảng cho phép : q = ( 20 ÷ 40 ) l / m phut Lượng khơng khí thiết kế để chọn máy nén khí là: 54 Qkk= × = m3/ phút =8000l/phút= 0,13 m3/s  Tính tốn máy nén khí Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén xác định theo cơng thức: Hm= hd+hc+hf+H Trong đó: hd: tổn thất áp lực ma sát dọc theo chiều dài ống dẫn(m); hc: tổn thất cục bộ(m); hf: tổn thất qua thiết bị phân phối(m); H: chiều sâu hữu ích bể, H=3,5mg/l Tổng tổn thất hd+hc thường không vượt 0,4m; tổn thất hf không 0,5m Vậy áp lực cần thiết là: Hm= hd+hc+hf+H =0,4+0,5+3,5 = 4,4m Áp lực khơng khí là: P= 10,33 + H m 10,33 + 4,4 = =1,43 at 10,33 10,33 Cơng suất máy nén khí tính theo cơng thức: 34400( P 0, 29 − 1) × q 34400(1,43 0, 29 − 1) × 0,13 N= = = KW 102η 102 × 0,8 Trong đó: q : Lưu lượng khơng khí, q = 0,13 m3/s η : Hiệu suất máy nén khí; η = 0,7 ÷ 0,9 chọn η = 0,8  Chọn thiết bị khuếch tán khí Chọn thiết bị khuếch tán khí dạng đĩa xốp , đường kính 170 mm , diện tích bề mặt F=0,0227 m2, cường độ thổi khí 200 l/phút.đĩa = 12 m3/giờ.đĩa Các đĩa phân phối khí đặt sát đáy bể Số đĩa cần phân phối bể: n= 8000l / phut =40 đĩa 200l / phut 40 đĩa thổi khí bố trí theo chiều dài bể, đặt theo chiều rộng đĩa chiều dài 10 đĩa 55  Tính tốn đường ống dẫn khí Đường kính ống phân phối chính: 4Qkk × 0,13 = =0,105m= 105mm vπ 15 × 3,14 D= Chọn D=110mm Trong đó: v :Vận tốc khí ống dẫn khí chính.Chọn v =15m/s Qkk: Lưu lượng khí cần cung cấp , Qkk=0,13m3/s Từ ống ta phân vào ống phụ phân phối khí vào bể, ống phụ đặt 10 đĩa phân phối khí Lượng khí qua ống nhánh là: Qnhánh= 8000l / phut =2000 l/phút Đường kính ống dẫn khí nhánh : × Qnhanh = π × v ' d= × 0.0325 = 0.0525m 3.14 × 15 Chọn ống có đường kính d=63mm Trong đó: v :Vận tốc khí qua ống nhánh Chọn v =15m/s Qnhánh: Lưu lượng khí qua ống nhánh Qnhánh=1000 l/phút= 0,0325m3/s Kiểm tra lại vận tốc ống : Vận tốc ống chính: v= × Qkk × 0,13 = = 13,68m / s π ×D 3,14 × 0,112  v =13,68m/s thuộc khoảng cho phép 10 ÷ 15m/s Vận tốc ống nhánh: ' v = × Qnhanh × 0.0325 = = 10,43m / s π ×d 3.14 × 0,063 56 '  v =10,43m/s thuộc khoảng cho phép 10 ÷ 15m/s Kiểm tra tỉ số F/M tải trọng hữu cơ: F /M = BODvao 272,31mg / l = = 0,3kgBOD5 / kgVSS θ×X 0,28ngay × 3500mg / L Trong đó: BODvao =272,31 mg/l X: Hàm lượng SS bể, X = 3500 θ : Thời gian lưu nước, θ = 0,28 ngày Giá trị nằm khoảng cho phép thông số thiết kế bể (0,2-0,6 kgBOD5 / kgVSS ) Tải trọng thể tích BODvao × Q −3 272,31mg / l × 500m / −3 10 = 10 = 0,97kgBOD5 / m W 140,35m Giá trị khoảng thông số cho phép thiết kế bể (0,8 -1,92 kgBOD5/m3 ngày)  Tính tốn đường ống dẫn bùn tuần hồn Đường kính ống dẫn bùn tuần hồn: D = ' × Qth = v' ×π × 16,25m / h = 0,107 m 0.5 × 3.14 × 3600 Trong đó: v ' : vận tốc bùn ống v ' =0,5m/s Qth: lưu lượng bùn tuần hoàn Qth=16,25m3/h  chọn D’=110mm 5.7 Bể lắng 57 Nhiệm vụ: Bể lắng đợt hai có nhiệm vụ chắn giữ bơng bùn hoạt tính qua xử lý bể Aerotank thành phần tính chất khơng hồ tan Hỗn hợp nước –bùn hoạt tính từ bể Aerotank đưa liên tục sang bể lắng đứng để loại bỏ bùn hoạt tính trước dẫn đến cơng trình xử lý Nước thải đươc dẫn vào ống trung tâm Ống trung tâm thiết bị lắng đứng thiết kế cho nước khỏi ống trung tâm có vận tốc nước lên thiết bị chậm (trạng thái tĩnh),khi bơng cặn hình thành có tỉ trọng đủ lớn để thắng vận tốc dòng nước thải lên lắng xuống đáy thiết bị lắng Nước thải khỏi thiết bị có nồng độ COD giảm 70 – 80% + Lưu lượng từ bể Aerotank vào bể lắng đứng: Q = 20,83m3/h + Chọn thời gian lắng tức thời gian lưu nước : 1,5h + Diện tích tiết diện ngang vùng lắng: F =β× Q 20,8 = 1,5 × = 9,65m 3,6 × vtt × n 3,6 × 0,45 × Trong đó: vtt : tốc độ tính tốn dòng nước lên (mm/s); Với SS = 40mg/l Chọn U0 = 0,45 => vtt = 0,45mm/s β :hệ số kể đến việc sử dụng dung tích bể 1,3 D/H = 1;bằng 1,5 D/H = 1,5; n: số đơn nguyên ( chọn đơn nguyên) + Diện tích tiết diện ống trung tâm : f = Q *t 20,83*15 = = 0,83(m ) 60* H * n 60*3,15* Trong đó: t :Thời gian lưu nước ống chọn t = 15 phút (qui phạm t = 15- 20 phút) H : Chiều cao ống trung tâm ,H = 0,9*Hl với H1 : Chiều cao vùng lắng Chọn Hl = 3,5m (qui phạm 2,6 – m) → H = 0,9* = 3,15m + Đường kính bể lắng : 58 D= 4( F + f ) = π 4(9,65 + 0,83) = 3,65m 3,14 Chọn D = 3,7m Kiểm tra tỉ số D/H: D 3, = = 1, 06 < 1,5 (phù hợp) H 3,5 + Đường kính ống trung tâm :d = 20%D = 0,2*3,7 = 0,74 m chọn d = 0,8m (theo Tính tốn cơng trình xử lý nước thải –Lâm Minh Triết) + Đường kính ống loe: D’ = 1,35*d = 1,35*0,8= 1,08 m + Đường kính chắn dịng :D” = 1,3*D’ =1,3*1,08 = 1,4m Khoảng cách ống loe chắn dòng:chọn 0,3 m (quy phạm 0,25 – 0,5 m) Tấm chắn dịng có dạng hình nón có góc nghiêng với phương ngang 170 + Thể tích vùng chứa cặn : π * hn D + d + D * d Vc = ( )m (trang 85 – XLNC Nguyễn Ngọc Dung ) Trong đó: + hn :Chiều cao phần hình nón chứa nén cặn (m) Xác định theo cơng thức : hn = D - d xc 3, - 0, 09 = = 2,15(m) 2tg (90 - 50) 2tg 40 α : Góc nghiêng phần hình nón so với phần mặt phẳng nằm ngang chọn α =500 (quy phạm 45- 550) D :Đường kính bể lắng d : Đường kính phần đáy hình nón chóp lấy đường kính ống xả cặn ,chọn dxc = 90mm Do đó: Vc = π × 2,15 3,7 + 0,8 + 3,7 × 0,8 ( ) = 9,37m 3 59 + Chiều cao tổng cộng bể lắng :H = Hd + hn + hbv =3,5 + 2,15+ 0,3 =5,95(m) Chọn H = 6m (thoả điều kiện) Sau Aerotank chiều cao bể H=3,7 ÷ 6,1 Với :hbv chiều cao bảo vệ = 0,3 m(quy phạm 0,3 -0,5) + Thời gian lắng : V 43,5 = = 2,1( h) Q 20,83 T= Với V = F * Hl + Vc =9,65*3,5 + 9,73 = 43,5(m3) + Vận tốc lên dòng nước bể : v= H l 3,5*1000 = = 0, 46(mm ) < U0 = 0,5mm/s (hợp lý) s T 2,1*3600 + Đường kính máng thu nước :Dm = 0,8*D = 0,8*3,7 = 2,96 (m) chọn 3m + Chiều rộng máng thu nước : B= D - Dm 3, - = = 0,35(m) 2 + Chiều dài máng thu nước : Lm = π * Dm = 3,14*3 = 9, 42(m) + Tải trọng thu nước 1m dài máng : Q 500 = = 53, 08m3 / m.ngd Lm 9, 42 a= Giá trị nằm khoảng cho phép : < 500 m3/m.ngđ Chọn máng có : Chiều cao :0,2m Chiều rộng :0,2m Đặt máng cách miệng lắng :0,3m + Vậy thiết bị lắng đứng có kích thước bể: D × H = 3, m × 6m Giả sử bùn sinh học có hàm lượng chất rắn , TS m=5%, VSm=70% khối lượng riêng bùn Sm=1,0091 Dung tích bùn cần xử lý ngày: Qb= M SS 130kgSS / ngày 1m = × = 2,6m / ngày 5% × 1,0091 0,05 × 1,0091kg / l 1000l 60 5.8 Bể khử trùng Nhiệm vụ: Sau giai đoạn xử lý: học, sinh học… song song với việc làm giảm nồng độ chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn quy định số lượng vi trùng giảm đáng kể 90 – 95% Tuy nhiên lượng vi trùng cịn cao cần thực giai đoạn khử trùng nước thải Khử trùng nước thải sử dụng biện pháp clo hố, ơzon khử trùng tia hồng ngoại, UV…ở chọn phương pháp khử trùng clo phương pháp tương đối đơn giản, rẻ tiền hiệu cao Khử trùng dung dịch Clorin 5% Bể tiếp xúc thiết kế với dòng chảy ziczắc qua ngăn để tạo điều kiện thuận lợi cho trình tiếp xúc clo nước thải Tính tốn bể tiếp xúc với thời gian lưu nước bể 15 phút Nguồn: “Xử lý nước thải đô thị công nghiệp” – Lâm Minh Triết-Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân” + Lượng clo hoạt tính cần thiết để khử trùng nước thải tính theo cơng thức: Ya = a * Q 3* 20,83 = = 0.062(kg / h) 1000 1000 Với a: liều lượng hoạt tính lấy theo Điều 6.20.3 – TCXD – 51 – 84: Đối với nước thải sau xử lý sinh học hoàn toàn : a = 3g/m3 Chọn thời gian tiếp xúc : t = 30 phút + Thể tích bể : W = Q * t = 20,83 * 0,5 = 10,42 m3 Chiều sâu lớp nước bể chọn H = m + Diện tích bề mặt bể tiếp xúc: F= W 10,42 = = 10,42m H Với chiều cao bể là: H = 1+0,3 = 1,3m Với h = 0,3 chiều cao bảo vệ + Chiều rộng bể chọn B = m + Chiều dài tổng cộng: L = F 10,42 = = 10,42m B 61 + Chọn bể tiếp xúc gồm ngăn, kích thước ngăn : L × B = 2,2 × = 2,2m + Tổng diện tích ngăn là: 2,2 x = 11m2 >10,42 m2 + Vậy kích thước ngăn bể: L × B × H = 2,2m × 1m × 1,3m 5.9 Bể nén bùn Nhiệm vụ: Tách bớt nước phần bùn hoạt tính từ bể lắng đưa vào, làm giảm sơ độ ẩm bùn, tạo điều kiện thuận lợi cho trình xử lý bùn phần Chọn loại bể nén bùn đứng trọng lực, bùn từ bể lắng đợt 2, từ bể lắng 1, bể UASB đưa đến bể nén bùn nhằm làm giảm độ ẩm xuống cịn khoảng 94 – 96% + Thể tích bùn hoạt tính sinh ngăn lắng : Wb = b * Q *100 250* 20,83*100 = = 0,87 m h (100 - P )*1000*1000 (100 - 99, 4)*1000*1000 Trong đó: b : Lượng bùn hoạt tính dư, lấy theo Nguồn: “Xử lý nước thải đô thị công nghiệp” – Lâm Minh Triết-Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân” BOD5 = 30 mg/l có b = 250 g/m3 P : độ ẩm bùn hoạt tính dư, P = 99,4% + Lượng bùn dư đưa đến bể nén bùn: qbd = 0,5*Wb= 0,5*0,87 =0,44 m3/h + Diện tích hữu ích bề mặt yêu cầu : F1 = qbd 0, 44*1000 = = 1, 22(m ) vl 0,1*3600 Trong đó: qbd: lưu lượng bùn hoạt tính dư dẫn vào bể nén bùn,qbd = 0,44 m3/h vl : tốc độ chảy chất lỏng vùng lắng bể nén bùn kiểu lắng đứng, lấy theo điều 6.10.3 – TCXD-51-84: vl = 0,1 mm/s + Diện tích ống trung tâm bể nén bùn đứng: 62 F2 = qbd 0, 44*1000 = = 0, 0044m2 v2 28*3600 Trong đó: v2 = tốc độ chuyển động bùn ống trung tâm, v2 = 28-30 mm/s, chọn v2 = 28mm/s + Diện tích tổng cộng bể nén bùn đứng: F = F1 + F2 = 1,22 + 0,0044= 1,2244m2 + Đường kính bể nén bùn: D= 4* F 4*1, 2244 = = 1, 25(m) = 1250mm π π + Đường kính ống trung tâm: d= × 0,0044 =0,075m π + Đường kính phần loe ống trung tâm: d1 = 1,35 * d = 1,35 * 0,075 = 0,1m + Đường kính chắn: dch = 1,3*d1 = 1,3*0,1 = 0,13m + Chiều cao phần lắng bể nén bùn đứng: h1 = vl* t * 3600 = 0,0001 * 10 * 3600 = 3,6 m Trong đó: t : thời gian lắng bùn lấy theo Bảng 3.13(“Xử lý nước thải đô thị công nghiệp” – Lâm Minh Triết-Nguyễn Thanh Hùng - Nguyễn Phước Dân”) t = 10h Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 45o, đường kính bể D = 1,3 m đường kính đỉnh đáy bể 1m: h2 = D 1, = 0,15m 2 + Chiều cao tổng cộng bể nén bùn: HT = h1 + h2 + h3 = 3,6 + 0,15 + 0,4 = 4,15 m Trong đó: 63 h3 = khoảng cách từ mực nước bể nén bùn đến thành bể, h3 = 0,4 m + Kích thước bể nén bùn (đường kính chiều cao): D x H = 1.25 x 4.15m Nước tách trình nén bùn dẫn trở lại bể điều hoà để tiếp tục xử lý 64 Chương TÍNH TỐN KINH TẾ CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ Phần xây dựng STT Hạng mục – quy cách Số lượng Song chắn rác Bể lắng cát (V = 0,5 m3) Bể điều hòa (V = 125 m3) Bể lắng hai vỏ (V= 31,2 m3) Bể Aerotank (V = 140,35 m3) Bể UASB (V = 148 m3) Bể lắng (V=31,2 m3) Bể nén bùn (V=105m3) Bể khử trùng(V=10,42m3) Tổng (S1) Đơn giá Đơn vị Thành tiền (đồng) 1,000,000 1,800,000 Bể 900,000 1 1,800,000 1,800,000 Bể Bể 225,000,000 56,160,000 1,800,000 Bể 252,630,000 1 1 1,800,000 1,800,000 1,800,000 1,800,000 Bể Bể Bể Bể 1,066,066,000 266,400,000 56,160,000 189,000,000 18,756,000 Phần máy móc – thiết bị STT Tên thiết bị Số lượng Đơn vị Thành tiền (đồng) Hệ thống gạt bùn bể Bộ 10,000,000 lắng II bể nén bùn Máng cưa thu nước Máy thổi khí Đĩa thổi khí Airplex Bơm hút bùn Bơm định lượng khử trùng Tủ điện điều khiển tự động 40 1 Cái Cái Bộ Bộ Bộ 6,000,000 75,000,000 19,200,000 29,100,000 11,500,000 65,000,000 lập trình PLC Hệ thống đường ống ,van, Bộ 15,000,000 co 65 Chi phí khác gồm:  Chi phí vận chuyển  Chi phí phân tích mẫu  Chi phí lắp đặt  Chi phí vận hành  Chi phí bàn gian công nghệ cấp giấy phép 135,000,000 Tổng (S2) Chi phí điện năng: 380,300,000 Chi phí điện tính cho 01 ngày Đơn giá điện: 1300 đ/KW STT Số lượng Máy nén khí Bơm nước Bơm bùn Bơm định lượng khử Công hoạt động Thiết bị suất 6KW 1,75KW 0,4KW 0,2KW Số hoạt động 24 24 24 Tổng điện (KWh/ngày ) 144 42 1,2 4,8 trùng Tổng(S3) 192 Vậy tổng chi phí điện ngày là: 192 x 1300 = 249,600 (đồng/ngày) Chi phí hóa chất: Hố chất Chlorine Khối lượng kg/ngày 1,5 Đơn giá Thành tiền(VNĐ) 50,000 75,000 Chi phí nhân cơng: Lương cơng nhân: người x 2,000.000(đồng/tháng) = 4,000,000 (đồng/tháng) Lương cán bộ: người = 3,000,000 (đồng/tháng) Tổng lương nhân công là: 4,000,000 + 3,000,000 = 7,000,000 (đồng/tháng) Tổng chi phí quản lý vận hành năm: Sa= 249,600 x 30 x 12 tháng + 75,000 x 30 x 12 tháng = 116,856,000 (đồng/năm) 66 Tổng chi phí đầu tư: Sb = 1,066,066,000+ 380,300,000= 1,446,366,000(đồng/năm) Chi phí xây dựng khấu hao 10 năm.Vậy chi phí khấu hao năm là: 1,446,366,000/10 = 144,636,600 đồng/năm Giá thành 1m3 nước thải là:(144,636,000 +116,856,000 )/500*300=1,750( đồng) 67 ... viện Ung Bướu Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Hầm chứa nước thải sau xử lý Bồn pha trộn hóa chất Hóa chất để xử lý nước thải 21 Sơ đồ công nghệ xư lý nước thải bệnh viện Ung Bướu: NTBV Bể tiếp... Chương ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN Máy cấp khí Lựa chọn sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải bệnh viện 4.1 Dựa vào yếu tố sau:  Công suất trạm xử lý;  Thành phần đặc tính nước. .. phân tích quan chức năng, 80% nước thải từ bệnh viện nước thải bình thường (tương tự nước thải sinh hoạt) có 20% chất thải nguy hại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ bệnh nhân, sản phẩm máu, mẫu