Xử lý NTBV bằng thiết bị CN 2000 là phương phỏp xử lý gồm cỏc quỏ trỡnh xử lý lý hoỏ, xử lý sinh học hiếu khớ, thiếu khớ và yếm khớ. Ngoài ra trong quỏ trỡnh XLNT cũn sử dụng chất keo tụ PACN-95 và chế phẩm vi sinh DW97-H nhằm nõng cao hiệu suất xử lý, tăng cụng suất thiết bị. Thiết bị được chế tạo theo nguyờn lý mụ đun, hợp khối, tự động rất gọn nhẹ, phự hợp với mọi điều kiện lắp rỏp của Việt Nam.
Thiết bị CN 2000 XLNT dựa trờn cơ sở kết hợp giữa hai nguyờn lý bể aeroten và bể lọc biofilter, với một số cải tiến để quỏ trỡnh xử lý đạt hiệu quả cao, cụ thể là:
- Kết hợp quỏ trỡnh xử lý vi sinh dớnh bỏm và vi sinh lơ lửng bằng cỏch dỡm toàn bộ khối vật liệu ngập trong nước. Tận dụng được tớnh năng của cả hai loại vi sinh trờn cựng một đơn vị thể tớch thiết bị;
- Thay thế vật liệu trơ thụng thường bằng vật liệu đệm cú độ rỗng rất cao, cú bề mặt nhỏm để tăng bề mặt tiếp xỳc với nước thải, khụng khớ và vi sinh dớnh bỏm dễ dàng;
- Kết hợp phương phỏp xử lý hiếu khớ và thiếu khớ để khụ bằng vi khuẩn của quỏ trỡnh denitrification;
- Tăng quóng đường đi của nước thải để quỏ trỡnh tăng trưởng phỏt triển của vi sinh cú hiệu quả, từ đú nõng cao hiệu suất xử lý. Quỏ trỡnh xử lý diễn ra theo nhiều bậc hơn, cụ thể là khụ , , .
Nguyờn lý mụ đun
Mỗi mụ đun được thiết kế cho cụng suất từ 200-250 m3/ngđ (với 20h hoạt động), số mụ đun cần thiết sẽ được lắp đặt tuỳ thuộc vào tổng lưu lượng nước thải của bệnh viện. Như vậy cho phộp vận hành cỏc thiết bị một cỏch tối ưu, đảm bảo tận dụng triệt để cụng suất của thiết bị xử lý ngay cả trong trường hợp lưu lượng nước thải biến đổi theo thời điểm phụ thuộc vào nguồn thải nhằm giảm thể tớch bể điều hoà và chi phớ vận hành thiết bị lỳc cao điểm thải và những thời gian bỡnh thường.
Nguyờn lý hợp khối
Nguyờn lý này cho phộp thực hiện kết hợp nhiều quỏ trỡnh XLNT cơ bản đó biết trong một khụng gian của mỗi mụ đun thiết bị để tăng hiệu quả xử lý và giảm chi phớ vận hành. Thiết bị xử lý hợp khối cựng một lỳc đồng thời thực hiện quỏ trỡnh xử lý sinh học yếm khớ và cỏc quỏ trỡnh hiếu khớ như biofin,
biofor, aeroten. Việc kết hợp đa dạng này sẽ tạo mật độ màng vi sinh tối đa mà khụng gõy tắc cỏc lớp đệm, đồng thời thực hiện oxy hoỏ mạnh và triệt để cỏc chất hữu cơ trong nước thải. Thiết bị hợp khối ỏp dụng cơ chế lắng lớp bản mỏng (Lamen) cho phộp tăng bề mặt lắng đồng thời rỳt ngắn thời gian lưu [22].
Nguyờn lý tự động
Việc vận hành cỏc mỏy bơm nước thải, mỏy bơm bờn, cỏc mỏy thổi khớ và bơm cỏc chế phẩm vi sinh, keo tụ… được thực hiện tự động tuỳ thuộc vào lưu lượng nước thải thụng qua cỏc phao bỏo tự động lắp trong cỏc ngăn bể. Nguyờn lý này cho phộp tiết kiệm điện và hoỏ chất đồng thời vẫn đảm bảo duy trỡ cấp khớ nuụi vi sinh hiếu khớ và thực hiện XLNT.
Chế phẩm vi sinh DW97-H
Đõy là chế phẩm thủ phõn nhanh cỏc chất thải hữu cơ từ trong cỏc bể phốt của bệnh viện, tạo điều kiện phõn giải khỏ triệt để cỏc chất thải hữu cơ phức tạp trước khi bắt đầu quỏ trỡnh oxy hoỏ trong thiết bị xử lý sinh học. Do đú quỏ trỡnh phõn huỷ cỏc chất hữu cơ trong cỏc thiết bị oxy hoỏ sinh học diễn ra nhanh hơn nhờ vậy giảm được sự quỏ tải của cỏc bể phốt, giảm kớch thước thiết bị, tiết kiệm chi phớ chế tạo, chi phớ vận hành cũng như diện tớch mặt bằng cho hệ thống xử lý.
Chất keo tụ PACN-95
Khi sử dụng cho phộp giảm kớch thước thiết bị lắng một cỏch đỏng kể, từ đú giảm chi phớ xõy dựng và vận hành, tiết kiệm năng lượng mà vẫn đảm bảo tiờu chuẩn đầu ra của nước thải.
ưu điểm chớnh của hệ thống XLNT bằng thiết bị CN 2000
- Nước thải sau xử lý đạt yờu cầu theo tiờu chuẩn thải của TCVN 7382:2004;
- Chiếm ớt diện tớch đất và kiểm soỏt được ô nhiễm thứ cấp; - Chi phớ đầu tư và vận hành ở mức chấp nhận được;
1.4.3.3. Sơ đồ cụng nghệ xử lý NTBV bằng thiết bị CN 2000
Sơ đồ cụng nghệ xử lý NTBV bằng thiết bị CN 2000 được trỡnh bày trờn hỡnh 1.13.
Hỡnh 1.13. Sơ đồ cụng nghệ xử lý NTBV bằng thiết bị CN 2000
Nước thải từ cỏc khoa, phũng chảy vào cỏc bể tự hoại, rồi theo hệ thống đường ống chảy vào bể gom. Tại đõy, tất cả cỏc rỏc thụ cú kớch thước lớn nh: giấy, bao nilon, que, gỗ… được giữ lại bằng lưới inox và được đưa tới điểm tập trung rỏc của bệnh viện.
Từbể gom, nước thải được bơm sang bể điều hoà để làm cõn bằng lưu lượng và nồng độ cỏc chất ô nhiễm đồng thời thực hiện quỏ trỡnh làm thoỏng
Nước thải bệnh viện Nước thải bệnh viện Chất keo tụ PACN-95 Chất keo tụ PACN-95 Chế phẩm vi sinh DW97-H Chế phẩm vi sinh DW97-H Bờn đó xử lí Bể nộn bờn Cl2 Cl2 Bể tự hoại hố ga Bể tự hoại, hố ga Bể thu gom và lọc rỏc Bể thu gom và chắn rỏc Thiết bị CN 2000 Bể điều hoà Bể điều hoà và xử lý sơ bộ
Nước thải sau xử lý Nước thải sau
xử lý Bể tự hoại hố gaLắng lamen
Bờn đó xử lí Bờn đó xử lí
sơ bộ. Tại đõy, nước thải được bổ sung một lượng chế phẩm vi sinh DW97-H nhằm thủ phõn sơ bộ cỏc chất hữu cơ tạo điều kiện thuận lợi cho quỏ trỡnh oxy hoỏ tiếp theo. Để làm tăng mức độ đồng đều hàm lượng cỏc chất hữu cơ trong nước thải, trỏnh lắng cặn và tạo mụi trường thuận lợi cho VSV hoạt động, ở trong bể điều hoà được lắp hệ thống sục khớ.
Sau đú nước thải được bơm sang thiết bị CN 2000. Đầu tiờn nước thải được bơm vào ngăn xử lý sinh học yếm khớ. Nước thải được dẫn qua lớp đệm vi sinh cú cÂu tạo đặc biệt hỡnh thành dũng nước lan toả đi cỏc nhỏnh trong lớp đệm tạo màng vi sinh tối đa phõn bố đồng đều trong lớp đệm. Do cấu tạo như vậy quỏ trỡnh phõn huỷ sinh học yếm khớ diễn ra đồng đều với hiệu suất xử lý cao. Ngoài ra, việc cấp thờm chế phẩm vi sinh đặc hiệu DW97-H giỳp cho việc phõn huỷ được thực hiện nhanh hơn.
Sau đú nước thải qua xử lý tại ngăn thiếu khớ. Tại đõy ngoài dũng nước thải từ ngăn yếm khớ cũn cú dũng nước thải cựng bờn hoạt tớnh hồi lưu từ ngăn xử lý hiếu khớ. Nước thải hồi lưu cú thành phần nitrat và cacbon hữu cơ nờn tạo điều kiện cho quỏ trỡnh khụ nitrat xảy ra mónh liệt và sản phẩm tạo ra là khớ nitơ sẽ được thoỏt ra ngoài.
Tiếp sau nước thải được đưa qua ngăn xử lý sinh học hiếu khớ. Ngăn này được thiết kế theo phương ỏn kết hợp một lỳc nhiều nguyờn lý thiết bị biofin, biofor và aeroten, tạo bề mặt tiếp xỳc lớn giữa nước thải và khụng khớ. Với cơ chế xử lý như vậy, cỏc VSV hiếu khớ hoạt động tốt hơn nờn quỏ trỡnh xử lý diễn ra nhanh chúng, hiệu quả và triệt để. Việc cung cấp oxy được thực hiện nhờ mỏy thổi khớ cưỡng bức.
Sau đú nước thải cựng bờn hoạt hoỏ chuyển qua bể lắng đệm bản mỏng lamen để tỏch bờn hoạt hoỏ, rồi được trộn với Clo ở ngăn trộn. Đệm lamen cú thụng số: độ rỗng > 95%, bề mặt riờng 150-200 m2/m3. Dung dịch
Hypochloride Na hoặc Ca(NaOCl) hoặc Ca(OCl)2 được pha trộn và bơm định lượng với nồng độ 3-5 mg Cl2/m3 nước thải.
Cỏc mỏy thổi khớ (air blower) cung cấp oxy cho cỏc giai đoạn oxy hoỏ bằng vi sinh hiếu khớ. Mỏy được nối vào hệ thống phõn phối khớ chung cho cỏc ngăn, bể và được điều chỉnh lưu lượng cấp khớ bằng hệ thống van.
Bờn, cặn lắng ở ngăn lắng và từng ngăn xử lý sinh học sẽ được bơm về bể chứa bờn. Tại đõy, dưới tỏc dụng của quỏ trỡnh lờn men yếm khớ, phần lớn cặn sẽ được khoỏng hoỏ cựng với sự tạo thành một số sản phẩm khớ như CH4, NH3, H2O, H2S…; thể tớch của bờn giảm một cỏch đỏng kĨ. Bờn sau xử lý được định kỳ hỳt đi bằng xe vệ sinh.
1.5. Mụ hỡnh hoỏ cỏc quỏ trỡnh cụng nghệ
Muốn triển khai cỏc quỏ trỡnh cụng nghệ núi chung cần phải nắm được bản chất của hệ thống qua cỏc hàm toỏn. Nhưng để cú được cỏc hàm toỏn đú thỡ phải lọc lựa những nột cơ bản nhất phản ỏnh cỏc đặc điểm cụng nghệ của hệ vỡ vậy phải sử dụng phương phỏp mụ hỡnh hoỏ.
Theo Stoff: Một mụ hỡnh là một đối tượng được một chủ thể nào đú trờn cơ sở của sự đồng dạng về cÂu trỳc và chức năng dựng thay thỊ cho một nguyờn bản tương ứng để cú thể giải quyết một nhiệm vụ nhất định. Và mụ hỡnh toỏn là biểu diễn toỏn học của những mặt chủ yếu của nguyờn bản theo một nhiệm vụ nào đú, trong một phạm vi giới hạn, với một độ chớnh xỏc vừa đủ và trong một dạng thớch hợp cho sự vận dụng.
Để phõn loại mụ hỡnh cú nhiều cỏch khỏc nhau. Theo cỏc đặc điểm chủ yếu của chỳng cú thể phõn loại mụ hỡnh như sau:
a. Mụ hỡnh xỏc định cho phộp xỏc định chớnh xỏc cỏc đại lượng ra theo cỏc đại lượng vào. Ngược lại mụ hỡnh thống kờ chỉ cho phộp xỏc định cỏc đại lượng ra theo cỏc đại lượng vào với một phõn bố xỏc suất nhất định;
b. Mụ hỡnh giải tớch mụ tả đối tượng dựa vào cỏc thuyết lý hoỏ, cỏc thụng số của chỳng cú thể tớnh toỏn được từ cỏc số liệu cụng nghệ và hỡnh học, ngược lại mụ hỡnh thực nghiệm được lập căn cứ trờn cỏc kết quả đo cỏc đại lượng đặc trưng tại đối tượng nghiờn cứu, cỏc phương phỏp thống kờ được sử dụng khi đỏnh giỏ cỏc số liệu, bởi vậy mụ hỡnh thực nghiệm thường mang tớnh chất thống kờ;
c. Mụ hỡnh động cú nghiờn cứu sự quỏ độ giữa cỏc trạng thỏi ổn định của hệ thống, cũn mụ hỡnh tĩnh chỉ nghiờn cứu trạng thỏi ổn định;
d. Mụ hỡnh tuyến tớnh và mụ hỡnh phi tuyến khỏc nhau bởi tớnh tuyến tớnh và tớnh phi tuyến tớnh của cỏc hàm số mụ tả hệ thống;
e. Mụ hỡnh hệ quả cho phộp từ những giỏ trị của cỏc biến số đo, được suy ra giỏ trị của cỏc biến số chưa đo được (đo giỏn tiếp); mụ hỡnh tiờn đoỏn xỏc định cỏc biến số phụ thuộc nhờ cỏc giỏ trị cho trước của cỏc biến số độc lập;
f. Mụ hỡnh thiết kế (chuyển quy mụ) phục vụ cho việc thiết kế chuyển quy mụ một hệ thiết bị, mụ hỡnh điều khiển phục vụ cho việc điều khiển một hệ thiết bị với mục tiờu đó định;
g. Mụ hỡnh cụ thể chỉ gắn với một đối tượng; mụ hỡnh điển hỡnh gắn với một lớp đối tượng.
Nếu phõn loại theo phương phỏp toỏn học thỡ cú: Mụ hỡnh thống kờ (dựng phương phỏp toỏn học thống kờ), mụ hỡnh vật lý (dựng lý thuyết nhúm) và mụ hỡnh toỏn học (dựng phương phỏp toỏn điều khiển).
Mụ hỡnh thống kờ được sử dụng để mụ tả hệ trong trường hợp khụng biết được bản chất và cÂu trỳc của hệ và coi hệ là hộp đen (cấu trỳc một phần tư đen). Do vậy với mụ hỡnh thống kờ sẽ khụng hiểu rừ được quy luật bảo toàn cũng như quy luật động học trong vận động của hệ mà chỉ hiểu được tương tỏc giữa cỏc yếu tố mà ta quan tõm với một mức độ xỏc suất nào đú của hệ cơ thể trong phạm vi nghiờn cứu. Do khụng hiểu biết được bản chất bảo
toàn và bản chất động học của hệ nờn ta cũng khụng thể chủ động điều khiển được vận động của hệ, mà chỉ cú thể tỡm ra được chế độ tối ưu trong hoạt động của hệ.
So với cỏc loại mụ hỡnh khỏc, khi sử dụng mụ hỡnh thống kờ để mụ tả hệ thỡ thời gian để lập mụ hỡnh là nhỏ nhất.
Trong mụ hỡnh thống kờ hệ chỉ là một hộp đen (một phần tư mà chủ thể khụng biết rừ cấu trỳc và tớnh chất bờn trong). Do đú cú thể biểu diễn sơ đồ cấu trỳc của hệ như trờn hỡnh 1.14.
Hỡnh 1.14. Sơ đồ cấu trỳc hệ mụ tả bằng mụ hỡnh thống kờ
Hạn chế lớn nhất của mụ hỡnh thống kờ là khụng nằm được bản chất vận động của hệ. Để khắc phục vấn đề này phải dựng mụ hỡnh toỏn học để mụ tả hệ.
Khi xõy dựng mụ hỡnh toỏn học của hệ bất kỳ đều xuất phỏt từ phương trỡnh bảo toàn dũng bằng cỏch dựng phương phỏp trừu tượng hoỏ lý tưởng để cú thể thu được mụ hỡnh toỏn của hai phõn tử cơ sở là đẩy lý tưởng và trộn lý tưởng. Dựa vào hai mụ hỡnh cơ sở đú cú thể xõy dựng mụ hỡnh toỏn học của quỏ trỡnh cụng nghệ bậc thấp bất ký nhờ phõn tớch cấu trỳc hệ. Hệ thường cú cấu trỳc đa phõn tử với những liờn hệ lẫn nhau hết sức phức tạp. Nhưng về cơ bản hệ cũng chỉ gồm hai phõn tử cơ bản là đẩy lý tưởng và trộn lý tưởng và ba loại liờn hệ là nối tiếp, song song và nối ngược. Ngoài hai loại mụ hỡnh cơ sở trờn cũn sử dụng mụ hỡnh cấu trỳc dũng phối hợp, điển hỡnh nhất là mụ hỡnh khuếch tỏn và mụ hỡnh dóy hộp. Hộp đen x1 xk xi y1 yk yi
Mụ hỡnh khuếch tỏn là mụ hỡnh phối hợp trờn cơ sở đẩy lý tưởng với thụng số của mụ hỡnh là hệ số dẫn . Nếu ta cú mụ hỡnh đẩy lý tưởng, nếu ta cú mụ hỡnh trộn lý tưởng.
Mụ hỡnh dóy hộp là mụ hỡnh phối hợp trờn cơ sở trộn lý tưởng với thụng số của mụ hỡnh là số hộp n, khi ta cú mụ hỡnh trộn lý tưởng, khi ta cú mụ hỡnh đẩy lý tưởng. Mụ hỡnh dóy hộp thường được dựng để mụ tả dũng trong cỏc thiết bị loại ống, loại thỏp hay dũng cỏc thiết bị khuÂy mắc nối tiếp nhau với tớnh toỏn khụng quỏ phức tạp. Để xõy dựng mụ tả toỏn học của mụ hỡnh dóy hộp cần đưa ra một số giả thiết sau:
- Trong mỗi một hộp dũng cú cấu trỳc trộn hoàn toàn và cú nồng độ vật chất khụng thay đổi;
- Giữa cỏc hộp khụng cú sự trao đổi chất;
- Tốc độ thể tớch khụng thay đổi theo chiều dài và tiết diện của dũng, dóy hộp bao gồm n hộp và thể tớch cỏc hộp bằng nhau;
1.6. giới thiệu Hiện trạng kiểm soỏt ô nhiễm do NTBV và nước thải ở Campuchia
Campuchia là một đất nước đang phỏt triển với dõn số khoảng 14 triệu dõn. Những năm gần đõy với sự phỏt triển của nền kinh tế đó kộo theo hàng loạt sự thay đổi. Chớnh phủ đó quan tõm đầu tư phỏt triển trờn nhiều lĩnh vực như giỏo dục, xõy dựng cơ sở hạ tầng, hệ thống thủ lợi, cỏc cụng trỡnh phỳc lợi xó hội v.v..., trong đú bảo vệ mụi trường đảm bảo sự phỏt triển bền vững đang được nhà chức trỏch đặc biệt quan tõm. Mặc dự vậy do nhiều nguyờn nhõn như kinh phớ hạn chế, trỡnh độ khoa học kỹ thuật cũn khiờm tốn, thiếu nhõn lực nờn ô nhiễm mụi trường vẫn đang là vấn đề nan giải.
Hiện nay ở Campuchia nước thải ngày càng trở thành vấn đề mang tớnh thời sự của xó hội và buộc phải cú biện phỏp xử lý phự hợp. Hầu hết cỏc loại
nước thải gồm nước thải đụ thị, bệnh viện, sinh hoạt, cụng nghiệp đều khụng được xử lý trước khi thải vào nguồn tiếp nhận [41].
Dưới đõy chỳng tụi xin nờu lờn hiện trạng kiểm soỏt ô nhiễm NTBV, nước thải tại Campuchia:
+ Cũng nh cỏc loại nước thải khỏc, nước thải từ cỏc bệnh viện, phũng khỏm, cỏc trung tõm y tế đều khụng được xử lý trước khi xả vào cống thoỏt chung của thành phố. Ngoài ra tại cỏc thành phố lớn nh Phnom Penh, Siem