4.3.1. Phương án 1
Sơ đồ khối
Hình 4.1. Sơ đồ khối công nghệ XLNT bệnh viện Nhân Dân 115 phương án 1
Thuyết minh công nghệ:
Lưới chắn rác:
Nước thải sau khi thu gom ở hố ga được lọc qua rổ lưới chắn rác đặt bên trong bể điều hòa.
Mục đích: Rổ chắn rác được làm bằng lưới có kích thước lỗ d=2mm. Sau khi qua rổ chắn rác, phần lớn các tạp chất, các phế phẩm rơi vãi có kích thước lớn hơn 2mm sẽ được giữ lại. Rổ chắn sẽ được kéo lên lấy rác ra khỏi rổ theo định kỳ bằng thủ công.
Bể điều hòa:
Sau khi nước thải được lọc qua rổ chắn rác sẽ chảy thẳng xuống bể điều hòa.Tại bể điều hòa đặt 2 bơm chìm để thay phiên nhau bơm nước thải lên bể USBF
Mục đích:
Do tính chất nước thải thay đổi theo từng ngày, từng giờ và phụ thuộc nhiều vào loại nước thải của từng bộ phận trong bệnh viện, vì vậy cần thiết xây dựng bể điều hòa.
Nước thải từ hố ga Rổ chắn rác Nguồn tiếp nhận TCVN 6772:2000 Bể tiếp xúc Bể điều hòa Bể USBF Bể chứa bùn Máy nén bùn Bãi chôn lấp Clo Máy thổi khí
Bể điều hòa còn có nhiệm vụ điều hòa nước thải về lưu lượng và nồng độ, làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, tránh hiện tượng quá tải. Trong bể điều hòa, hệ thống phân phối khí được sử dụng để cấp khí nhằm ổn định chất lượng nước thải, tránh trường hợp xảy ra quá trình kỵ khí, lắng cặn ở đáy bể.
Bể USBF
Nước thải từ bể điều hòa được bơm vào máng phân phối nước của USBF Mục đích:
Tại bể USBF sẽ thực hiện quá trình xử lý sinh học kết hợp lắng. Không khí sẽ được cấp vào vùng hiếu khí nhờ 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên 24/24h. Vi sinh trong bể USBF sẽ được bổ sung định kỳ từ bùn tuần hoàn ở ngăn lắng đồng thời dưỡng chất cũng được cung cấp vào để vi sinh vật sinh trưởng. Các vi sinh vật này sẽ phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng là CO2 ,H20, CH4 và làm giảm nồng độ bẩn trong nước thải. Hiệu quả khử BOD ở bể USBF có thể đạt 80 ÷90%.
Cặn lắng ở ngăn lắng của bể USBF được bơm ra mỗi ngày vào bể chứa bùn và một phần cặn ở ngăn lắng trong bể USBF được bơm tuần hoàn lại bể USBF nhằm ổn định sinh khối cho quá trình xử lý sinh học.
Bể tiếp xúc:
Nước sau khi qua bể lắng hai được chảy vào bể khử trùng. Mục đích:
Vì trong nước thải bệnh viện có chứa nhiều vi sinh vật có hại đối với sức khỏe con người nên trước khi xả ra nguồn tiếp nhận, nước được dẫn vào bể tiếp xúc để tiến hành khử trùng. Hóa chất khử trùng, nước Clo, được bơm trực tiếp vào ống nước dẫn từ bể lắng hai đến bể khử trùng.
Bể chứa bùn:
Bùn từ USBF được bơm vào bể chứa bùn hàng ngày
Mục đích: Bể chứa bùn nhằm ổn định lượng bùn, tại bể này bùn được lắng dưới tác dụng của trọng lực để giảm bớt thể tích của lượng bùn sinh ra. Lượng nước phía trên lớp bùn được tuần hoàn về bể điều hòa để tiếp tục xử lý
Máy ép bùn:
Bùn sau khi được chứa trong bể chứa bùn sẽ được bơm đến máy ép bùn. Mục đích:
Bảng 4.5: Dự toán hiệu suất các công trình xử lý phương án 1 Hàm lượng CÔNG TRÌNH Hiệu suất xử lí Đặc tính mg/l Đặc tính % BOD5 = 200 Rổ chắn rác BOD5 = 4 COD = 347 COD = 4 SS = 200 SS = 5
BOD5 = 192 Bể điều hòa BOD5 = 0
COD = 333,12 COD = 0
SS = 190 SS = 0
BOD5 = 192 Bể USBF BOD5 = 85
COD = 333,12 COD = 80
SS = 190 SS = 80
BOD5 = 28,8 Bể tiếp xúc BOD5 = 0
COD = 66,6 COD = 0
SS = 38 SS = 0
TCVN 6772 – 2000 Mức II
BOD5 = 28,8 Nguồn tiếp
nhận BOD 5 = ≤30 COD = 66,6 COD = ≤80 SS = 38 SS = ≤50 4.3.2. Phương án 2 Sơ đồ khối Nước thải từ hố ga Rổ chắn rác Nguồn tiếp nhận TCVN 6772:2000 Bể tiếp xúc Bể điều hòa Bể SBR Bể chứa bùn Máy nén bùn Bãi chôn lấp Clo Máy thổi khí
Hình 4.2. Sơ đồ khối công nghệ XLNT bệnh viện Nhân Dân 115 phương án 2
Thuyết minh công nghệ:
Nước thải sau khi vào bể điều hòa được bơm vào bể SBR để xử lý sinh học theo từng mẻ.
Mục đích:
Trong bể SBR xảy ra quá trình oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải dưới sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể có hệ thống xục khí trên khắp diện tích bể nhằm cung cấp oxy, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật sống, phát triển và phân giải chất ô nhiễm. Quá trình xử lý sinh học từng mẻ nhằm kết hợp cả quá trình xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính và lắng.
Bảng 4.6: Dự toán hiệu suất các công trình xử lý phương án 2
Hàm lượng CÔNG TRÌNH Hiệu suất xử lí Đặc tính mg/l Đặc tính % BOD5 = 200 Rổ chắn rác BOD5 = 4 COD = 347 COD = 4 SS = 200 SS = 5 BOD5 = 192 Bể điều hòa BOD5 = 0 COD = 333,12 COD = 0 SS = 190 SS = 0 BOD5 = 192 Bể SBR BOD5 = 85 COD = 333,12 COD = 80 SS = 190 SS = 80 BOD5 = 28,8 Bể tiếp xúc BOD5 = 0 COD = 66,6 COD = 0 SS = 38 SS = 0 TCVN 6772 – 2000 Mức II BOD5 = 28,8 BOD5 = ≤30
COD = 66,6 COD = ≤80
SS = 38 SS = ≤50
4.4. Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải
(Xem chi tiết phụ lục 2)
4.4.1. Phương án 1 4.4.1.1. Rổ chắn rác 4.4.1.1. Rổ chắn rác Rổ chắn rác bằng inox có đường kính các mắt Þ2. Kích thước rổ: L x B x H = 400 x 400 x 600 (mm) 4.4.1.2. Bể điều hòa Hình 4.3. Bể điều hòa Thông số thiết kế Số lượng: 1 bể Thể tích bể điều hòa là V = 48,75 m3 Kích thước bể:L x b x B x H = 6,1 x 7,7 x 8,4 x 3 m Ống cấp khí chính D = 40mm, v = 7m/s
Ống phân phối khí nhánh d = 20mm, v = 9m/s, số lượng: 7 ống Thông số vận hành
Thời gian lưu của bể: 6,5h Lương khí cần thiết 0,5m3/ph
Thời gian bơm nước thải: 24/24 Thời gian cấp khí: 24/24
Thiết bị
2 bơm chìm nước thải hoạt động thay phiên nhau, bơm có đặc tính như sau: Model 50B2.4; Qb = 7,5 m3/h - H = 6m; cánh bơm Channel Impeller; Vật liệu: thân gang, cánh gang; điện áp: 3 pha/380V/50Hz/0,4kW; Hãng sản xuất: TSURUMI-JAPAN
4.4.1.3. Bể USBF
Thống số thiết kế Số lượng: 1 bể
Kích thước bể: L x b x B x H = 8,4 x 2,8 x 5,6 x 4 m Thể tích toàn bể USBF: 125 m3
Thể tích ngăn thiếu khí: 23,75 m3
Thể tích của ngăn hiếu khí: Vhk = V x 0,6 = 125 x 0,6 = 75 m3
Thể tích của ngăn USBF: VUSBF = V x 0,21 = 125 x 0,21 = 26,25 m3
Đáy ngăn hiếu khí: 6150 m Đáy ngăn thiếu khí: 2250m
Ống cấp khí chính D = 80mm, v = 10 m/s Ống phân phối khí d = 40mm, v = 6,6 m/s
Đĩa phân phối khí Dđĩa= 350mm, số lượng 25 đĩa, lưu lượng mỗi đĩa qđĩa= 7 m3/h. Thống số
Thời gian lưu toàn bể USBF: 16,67h Lưu lượng khí cần thiết: 3m3/ph
Lưu lượng bùn cân xử lý mỗi ngày: Qbùn = 0,32 m3/ngày * Kiểm tra tỷ số F/M và tải trọng thể tích của ngăn hiếu khí Tỷ số F/M: F/M = 0.288 ngày-1
Tải trọng thể tích của ngăn hiếu khí:L =0.46kgBOD5/m3ngày * Kiểm tra các thông số thiết kế phần lắng USBF
Thể tích phần lắng: WUSBF =22,05m3
Thời gian lưu nước: t = 2,94h Thiết bị
Với lưu lượng khí ở bể điều hòa là 0,5 m3/ph và lượng khí ở bể USBF là 3m3/ph, ta chọn 2 máy thổi khí có đặc tính như sau để thay phiên cung cấp khí cho 2 bể
Q= 4m3/ph–H=5m, 1500rpm; điện áp: 3P–380v–50hz–7,5kW; động cơ: Siemens –
Czech, hãng sản xuất: TSURUMI-JAPAN, đường kính ống dẫn khí chung φ100
Hình 4.5. Bể tiếp xúc Thông số thiết kế Số lượng: 1 bể Kích thước: L x B x H = 5,55 x 1,5 x 1,5 Số ngăn: 3 ngăn Thông số vận hành
Thời gian lưu ở bể tiếp xúc: 1h
Lượng Clorua vôi: 0,356kg/h ≈9kg/ngày
Thiết bị Thùng hòa tan: 1 bể, thể tích 500l Thùng hòa trộn: 1 bể, thể tích 200l 4.4.1.5. Bể chứa bùn Hình 4.6. Bể chứa bùn Thông số thiết kế Kích thước bể: L x b x B x H = 2 x 2,8 x 3 x 2
Thiết bị
Chọn 2 bơm bùn
1 bơm bùn chìm từ USBF về bể chứa bùn có đặc tính như sau
Model: 50U2.4
Q= 2,5m3/h - H = 10m
Điện áp:3pha/380V/50Hz/0.4kW Hãng sx:TSURUMI-JAPAN
1 bơm bùn chìm từ bể chứa bùn đến máy ép bùn
Model: 40U2.25 Q= 2,5m3/h - H = 6m
Điện áp:3pha/380V/50Hz/0.25kW Hãng sx:TSURUMI-JAPAN
4.4.1.6. Máy ép bùn
Ta sử dụng máy ép bùn dây đai
Khối lượng bùn cần ép sau 1 tuần: 18kg Nồng độ bùn ban đầu: 2%
Nồng độ của bùn sau ép: 18%
Số giờ hoạt động của thiết bị: 1tuần cho máy hoạt động 1 giờ Khối lượng bùn sau khi ép: 3,24 kg
Lượng polyme cần thiết: 0,09g
Chọn máy ép bùn có đặc tính như sau: Model:NBD-E50
Lưu lượng: 2 ~ 4 m³/hr (S.S 2.5 ~ 1.5%) Bùn sau khi ép: 30 kg. DS /hr (ss 2.5%)
Tốc độ băng tải có thể điều chỉnh từ: 2- 8(m/min) Kích thước băng tải: 500mm
4.4.2. Phương án 24.4.2.1. Bể điều hòa 4.4.2.1. Bể điều hòa Thông số thiết kế Số lượng: 1 bể Thể tích bể điều hòa là V = 71,5 m3 Kích thước bể:L x b x B x Hct = 6 x 7,7 x 8,3 x 3,5 m Ống cấp khí chính D = 40mm, v = 7m/s
Ống phân phối khí nhánh d = 20mm, v = 9m/s, số lượng: 7 ống Thông số vận hành
Thời gian lưu của bể: 9,5h Lương khí cần thiết 0,5m3/ph Thời gian bơm nước thải: 24/24 Thời gian cấp khí: 24/24
Thiết bị
Chọn 2 bơm chìm hoạt động thay phiên nhau có đặc tính như sau Model: 80B21.5
Q = 45m3/h - H = 6m
Điện áp 3pha/380v/50hz/1,5kW Hãng sản xuất: TSURUMI - JAPAN
Chọn 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên có đặc tính như sau Model: RSR-50K Q = 1m3/ph - H = 4m, 1240rpm Điện áp: 3pha-380v-50hz-3,7kW Hãng sản xuất: TSURUMI-JAPAN 4.4.2.2. Bể SBR Thông số thiết kế Số lượng bể: 2 bể Thể tích mỗi ngăn SBR 75m3 Kích thước 2 bể: Bể 1. L x b x B x H = 4,5 x 3 x 4,4 x 5 Bể 2. L x b x B x H = 3,6 x 4,5 x 5,7 x 5 Ống cấp khí chính: D = 80mm, vận tốc v = 8,6m/s
Ống phân phối khí nhánh: d = 40mm, vận tốc v = 7,9 m/s
Đĩa phân phối khí Dđĩa = 350mm, số lượng đĩa: 33 đĩa, lưu lượng mỗi đĩa 5m3/h. Thông số vận hành
Thời gian hoạt động mỗi mẻ như sau:
Thời gian tích nước vào bể 1h; thời gian kỵ khí là 3; làm thoáng 4h; thời gian lắng tĩnh 3h; thời gian xả nước 1h. Vậy tổng thời gian cho một chu kì hoạt động của bể SBR là t = 12h.
Tỷ lệ F/M = 0,1 gr BOD5/l gr bùn hoạt tính lơ lửng MLVSS (QP: từ 0,04-0,1) Lưu lượng khí cần thiết cấp cho mỗi mẻ 2,7 m3/ph
Thiết bị
Chọn mỗi bể 2 máy thổi khí hoạt động thay phiên nhau, mỗi máy có đặc tính: Máy thổi khí Q = 2,7 m3/phút, H = 5m, 1250rpm
Model: RSR-80K
Điện áp: 3pha-380v-50hz-5,5kW Hãng sản xuất: TSURUMI – JAPAN
4.4.2.3. Bể tiếp xúc Thông số thiết kế Số lượng: 1 bể Kích thước: L * B * H = 5 * 2,9 * 4 Số ngăn: 3 ngăn Thông số vận hành
Thời gian lưu ở bể tiếp xúc: 30 phút Lượng Clorua vôi: 2,136kg/h ≈9kg/ngày Thiết bị Thùng hòa tan: 1 bể, thể tích 500l Thùng hòa trộn: 1 bể, thể tích 200l 4.4.2.4. Bể chứa bùn Thông số thiết kế Kích thước bể: L x b x B x H = 2,5 x 3 x 3,3 x 4(m) Thiết bị Chọn 2 bơm bùn
1 bơm bùn chìm từ SBR về bể chứa bùn có đặc tính như sau
Model: 80U2.75 Q = 8,5m3/h - H = 10m
Điện áp: 3pha/380v/50hz/0,75kW Hãng sản xuất: TSURUMI - JAPAN
1 bơm bùn chìm từ bể chứa bùn đến máy ép bùn
Model: 80U2.75 Q = 17m3/h - H = 7,5m
Điện áp: 3pha/380v/50hz/0,75kW Hãng sản xuất: TSURUMI - JAPAN
4.4.2.5. Máy ép bùn
Ta sử dụng máy ép bùn dạng băng tải, 1 tuần máy hoạt động 3h Khối lượng bùn cần ép: 145,24 kg
Nồng độ bùn ban đầu: 2% Nồng độ của bùn sau ép: 18% Khối lượng bùng sau khi ép: 26 kg Lượng polyme cần thiết: 0,78 g Máy ép bùn dạng băng tải 4 m3/h Model:NBD-E50
Lưu lượng: 3 ~ 7 m³/hr (S.S 2.5 ~ 1.5%) Bùn sau khi ép: 30 kg. DS /hr (ss 2.5%)
Tốc độ băng tải có thể điều chỉnh từ: 2- 8(m/min) Kích thước băng tải: 750mm
Xuất xứ: CHI SHUN - TAIWAN
4.5. Dự toán chi phí
4.5.1. Dự toán chi phí cho phương án 1
Chi phí đầu tư ban đầu: 1.073.443.000 VND Chi phí quản lý vận hành: 616.000 VND/ngày Khấu hao tài sản và lãi suất: 165.000 VND/ngày Giá thành cho 1m3 nước thải: 4.300VND
4.5.2. Dự toán chi phí cho phương án 2
Chi phí đầu tư ban đầu: 1.222.567.000 VND/ngày Chi phí quản lý vận hành: 619.000 VND/ngày Khấu hao tài sản và lãi suất: 188.000 VND/ngày Giá thành cho 1m3 nước thải: 4.480VND
4.6 So sánh lựa chọn phương án
Việc lựa chọn phương án tối ưu cần căn cứ về mặt kinh tế, về mặt kỹ thuật, tính khả thi thi công và đơn giản trong quá trình vận hành.
Về mặt kinh tế
Giá thành 1m3 nước đã xử lý theo phương án 1 là 4.300VNĐ. Giá thành 1m3 nước đã xử lý theo phương án 2 là 4.480VNĐ. Giá thành xử lý 1m3 nước của phương án 1 thấp hơn phương án 2. Về mặt kỹ thuật
Cả hai phương án đều cho kết quả xử lý nước thải đạt theo tiêu chuẩn TCVN 6772:2000, Mức II. Tuy nhiên, theo mô hình đã nghiên cứu về công nghệ USBF phương án 1 có thể cho hiệu quả xử lý cao hơn bảng dự tính hiệu suất.
Bảng 4.7: Sự vượt chuẩn về chất lượng nước thải đã xử lý qua hai phương án
Chỉ tiêu 6772-2000TCVN Mức II (mg/L) Hàm lượng (mg/L) Vượt chuẩn(%) COD BOD SS 80 30 50 66,6 28,8 38 13,4 1,2 12
Về mặt thi công
Trong thực tế, triển khai thi công phương án 1 dễ thực hiện hơn so với phương án 2. Nguyên nhân là xung quanh mặt bằng của HTXLNT có tường ngăn cách với khu dân cư do vậy khi thi công bể ngầm rất khó khăn. Bể SBR ở phương án 2 cần chiều cao hơn nên phương án thi công khó khăn hơn.
Về mặt vận hành
Cả hai phương án vận hành như nhau.
Kết luận: Dựa vào những căn cứ đã nêu trên, so sánh về các khía cạnh lựa chọn phương án 1, với ưu điểm ít gặp khó khăn khi triển khai thi công so với phương án 2, mức chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn
Chương 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận
Tính đến năm 2009, chủ trương của nhà nước ta là tất cả các bệnh viện kể cả bệnh viện tư nhân đều phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải. Mặc dù bệnh viện Nhân Dân
115 đã xây dựng HTXLNT mới với công suất 500 m3/ngày.đêm nhưng chưa đáp nhu
cầu thải nước của bệnh viện. Như vậy việc đầu tư xây dựng lại trạm XLNT khu I là vấn đề cần thiết, nếu được xây dựng sẽ đáp ứng được các nhu cầu trên.
Qua quá trình tìm hiểu, tính toán và thiết kế về công nghệ về xử lý nước thải bệnh viện xin rút ra 1 số kết luận như sau:
• Đa số các hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đều được xây dựng trên 1 diện
tích giới hạn. Nên ta chỉ có thể áp dụng được những công trình nhân tạo phù hợp với