Bệnh viện Đại học Y Hải Phòng tiền thân là một phòng khám đa khoa trực thuộc trường, do các giáo sư và bác sĩ của trường phụ trách khám và điều trị: GS.TS. Nguyễn Hữu Chỉnh, PGS.TS. Nguyễn Khắc Sơn, GS.TS. Phạm Văn Thức, PGS.TS. Phạm Văn Nhiên, PGS.TS. Nguyễn Văn Mùi. Phòng khám hoạt động tốt đảm bảo nhu cầu khám, chữa bệnh của dân cư khu vực, tạo điều kiện thực hành tốt cho sinh viên và cải thiện đời sống cho cán bộ công chức, viên chức.
Ngày 04/4/2007, theo Quyết định số 1247/QĐ-BVYHP của Bộ trưởng Bộ Y tế, Bệnh viện Đại học Y Hải Phòng được thành lập trên cơ sở phòng khám đa khoa của trường Đại học Y Hải Phòng. Bệnh viện hoạt động theo điều lệ tổ chức ban hành kèm theo quyết định số 2512/QĐ-BYT ngày 12/7/2007 của Bộ trưởng Bộ Y tế.
Bệnh viện Đại học Y Hải Phòng được xây dựng trên nền địa hình thành phố Hải Phòng nằm trong quần thể địa hình Thành phố Hải Phòng nói chung.
Tại Bệnh viện Đại học Y Hải Phòng đã có hệ thống thu gom nước mưa và nước thải bằng các cống chạy xung quanh các khu nhà. Toàn bộ các cống thu nước này đều được đậy bằng các tấm đan bê tông và ống cống ngầm. Nước thải y tế, nước thải sinh hoạt và nước mưa của trường chảy theo hệ thống cống chung và xả vào hệ thống cống thoát nước của thành phố. Đây là nguồn gây ô nhiễm chủ yếu cho khuôn viên trường, ảnh hưởng lớn tới sức khoẻ học sinh sinh viên và người đi khám bệnh và cán bộ công nhân viên chức của trường. Hơn nữa, khi trời mưa to, nước mưa cùng nước thải chưa xử lý sẽ dẫn thẳng vào cống thoát thành phố, ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường sống của các khu dân cư lân cận.
Nước thải từ các khu vệ sinh được xử lý sơ bộ tại các bể phốt trước khi đấu nối vào hệ thống thu gom.
Các kết quả phân tích đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải trường cho thấy mức độ ô nhiễm khá nghiêm trọng, với nhiều thông số vượt tiêu chuẩn cho phép.
Do vậy, để đảm bảo xử lý triệt để chất thải, đặc biệt là nước thải, việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải Bệnh viện Đại học Y dược Hải Phòng là hết sức cần thiết.
Ngoài ra, do hệ thống thoát nước của Bệnh viện có nhiều chỗ đã hư hỏng nên gây ứ đọng trong mùa mưa, nước mưa chảy tràn vào hệ thống thoát nước chung cuốn theo rác, đất đá và các chất lơ lửng khác, làm tăng lượng nước thải đi vào hệ thống xả. Hiện tại Bệnh viện chưa có khu xử lý nước thải.
3.1.1 Công suất xử lý
Số giường bệnh của bệnh viện tính đến tháng 11/2019 là 150 giường. Tuy nhiên bệnh viện đang thực hiện dự án mở rộng quy mô với số giường bệnh tăng lên 250 giường.
Lấy tiêu chuẩn cấp nước cho mỗi giường bệnh là 700 l/ng.đêm[3]. Lưu lượng nước cấp tính trên tổng số giường bệnh:
Q = 250*0,7 = 175 m3/ngày.đêm
Tổng số bác sỹ, y tá, CBCNV làm việc trong bệnh viện là 115 người. Căn cứ theo tiêu chuẩn 33:2006 TCVN-BXD lượng nước sử dụng hết khoảng 200 lít/người/ngày, thì lượng nước sinh hoạt sử dụng là:
115 người x 200 lít/người/ngày = 23.000 lít/ngày = 23 m3/ngày
Lượng nước thải sinh hoạt được tính bằng 100% lượng nước sử dụng (khoản 1 Điều 39 thuộc Nghị định 80/2014/NĐ-CP)[10]:
(175 + 23) x 100% = 198 m3/ngày
Như vậy tổng lưu lượng nước thải đầu vào của hệ thống xử lý là: Q = 200 m3/ngày.đêm
3.1.2 Đặc tính nước thải Bệnh viện Đại học Y Hải Phòng
Sau khi lấy mẫu nước thải tại bể thu gom của bệnh viện đại học Y Hải Phòng và tiến hành phân tích tại phòng thí nghiệm, kết quả phân tích được trình bày trong bảng
Bảng 3.1: Các thông số nước thải bệnh viện Đại học Y Hải Phòng
Thông số Nước thải đầu vào 28:2010/BTNMT QCVN loại B pH 7,1 - 7,45 6,5 – 8,5 BOD5 184 - 212 50 TSS (mg/l) 152 - 161 100 COD (mg/l) 290 - 306 100 N-NH4+ (mg/l) 30 – 33 10 PO4-3 12 - 15 10 Coliform (MPN/100ml) 7000 - 8800 5000
So sánh kết quả phân tích nước thải tại bệnh viện Đại học Y Hải Phòng với QCVN 28:2010/BTNMT(cột B), TSS của nước thải là 161 mg/l cao hơn tiêu chuẩn cho phép 1,61 lần, BOD5 có giá trị 212 mg/l cao hơn tiêu chuẩn gấp 4,2 lần, COD có giá trị 306 mg/l cao hơn tiêu chuẩn 3,06 lần, Coliform có giá trị 8800 cao hơn tiêu chuẩn 1,76 lần, N-NH4+ có giá trị 33 cao hơn tiêu chuẩn 3,3 lần, PO43- có giá trị 15 cao hơn tiêu chuẩn 1,5 lần. Kết quả phân tích nước thải của bệnh viện cho thấy 6/7 thông số đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả thải của BTNMT.
3.2 TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC
Hình 3.1: Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý
- Quy trình xử lý chính gồm 5 bước sau:
+ Điều hòa nồng độ, dòng chảy và phân hủy sơ bộ các chất ô nhiễm + Xử lý thiếu khí
+ Xử lý Hiếu khí bằng quá trình tiếp xúc vi sinh trên vật liệu mang di động (MBBR)
+ Lắng + Khử trùng
Bể điều hòa
Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào.
Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao dộng của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các công trình xử lý tiếp theo, giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình. Nước thải đưa vaò bể được khuấy trộn bằng khí nén theo các ống châm lỗ, đường kính lỗ 5 mm, đặt dọc theo bể phía dưới đáy. Các lợi ích của việc điều hòa lưu lượng là: các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý có thể được hòa
Bể điều hòa Hố gom Bể hiếu khí Bể lắng Mức (B) QCVN 28- MT:2010/BTNMT Bể chứa bùn Bơm khí Bể khử trùng Xe thu gom bùn
Nước trong sau nén bùn
Bể thiếu khí
tan, san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn bộ thể tích bể và không cho lắng cặn trong bể, chất lượng nước thải sau xử lý được cải thiện do tải trọng chất thải lên các công trình ổn định.
Bể thiếu khí.
Nước thải từ ngăn điều hòa được bơm vào ngăn thiếu khí (Anoxic). Ngăn thiếu khí được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khử Phospho. Trong bể có lắp đặt ống đục lỗ sục khí để tạo ra sự xáo trộn trong bể giúp bọt khí N2 (từ quá trình khử Nitrat) dễ dàng thoát lên khỏi mặt nước.
Bể xử lý hiếu khí bằng màng vi sinh với vật liệu mang di động MBBR
Bể sinh học màng giá thể di động (MBBR) xử lý nước thải dựa trên công nghệ màng sinh học. Nguyên lý chính là vi sinh vật (VSV) phát triển tạo thành lớp màng trên giá thể lơ lửng ngập trong nước thải; những giá thể chuyển động được trong bể nhờ hệ thống sục khí (hiếu khí) hoặc cánh khuấy (yếm khí). Bể MBBR được thiết kế để loại bỏ BOD, COD và ni-tơ trong nước thải, lượng bùn sinh ra ít… có thể phù hợp để xử lý nước thải sản xuất mía đường. Chiều dày của lớp màng trên giá thể thường rất mỏng để các chất dinh dưỡng khuếch tán vào bề mặt của lớp màng. Đối với bể MBBR, nồng độ sinh khối trên một đơn vị thể tích của bể là 3 - 4 kg SS/m3 [11]
Giá thể đóng vai trò quan trọng đến hiệu quả của bể phản ứng MBBR. Các yếu tố quan trọng của giá thể là diện tích bề mặt, hình dạng, kích thước, độ xốp, trọng lượng riêng, độ thấm hút,... Giá thể có tỷ trọng nhẹ hơn nước, có khả năng nổi, lơ lửng và chuyển động trong nước dưới tác động của lực đảo nước bởi thiết bị cấp khí hoặc cánh khuấy nên mật độ vi sinh tái tạo tăng và hiệu quả xử lý [12].
Giá thể vi sinh được sử dụng trong công nghệ này là giá thể đệm di động có diện tích bề mặt rất lớn (từ 300m2/m3 trở lên), do chúng luôn chuyển động trong bể nên đã tận dụng được tối đa diện tích bề mặt của giá thể vi sinh,
do đó mật độ vi vinh vật trong công trình xử lý MBBR lớn. Khả năng khuếch tán oxi vào trong nước tăng khiến năng lượng cấp cho máy nén khí giảm. Ngoài ra việc sử dụng vi sinh dính bám trên giá thể mang lại cho hệ thống có sự hoạt động ổn định khi có sự biến động bất thường của nguồn thải hoặc các yếu tố bên ngoài (hệ thống vượt tải, mất điện trong thời gian dài, nguồn thải có hàm lượng các chất bất lợi cho sự phát triển của vi sinh).
Bể lắng
Trong bể lắng có đặt các ống trung tâm phân phối nước thải. Bùn và cặn được giữ lại ở đáy bể, nước trong chảy tràn qua máng thu nước chảy sang bể khử trùng.
Nước thải và bùn từ bể lắng được đưa định kỳ tuần hoàn về bể thiếu khí và bể nén bùn nhằm xử lý nito và photpho, cũng như phân hủy bùn.
Bể tiếp xúc khử trùng
Nước thải sau khi qua bể lắng được tiếp xúc với dung dịch khử trùng. Hóa chất sử dụng là Chlorine dạng viên . Khi lưu nước trong ngăn các chất oxy hóa sẽ tiếp tục oxy hóa các chất hữu cơ mà các quá trình trước đó chưa xử lý được, tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh. Nước thải sau khi được khử trùng đảm bảo yêu cầu chất lượng loại B QCVN 28:2010/BTNMT được xả ra nguồn tiếp nhận.
Bảng 3.2: Các thông số thiết kế và vận hành hệ bùn hoạt tính [13]
No Kĩ thuật c, ngày F/M, kg/kg/d Tải thể tích, kgBOD/m3/ d MLSS, g/m3 V/Q, h Qr/Q 1 BHT thông thường 5 0,2 0,32 1500 4 0,25 15 0,4 0,64 3000 8 0,75 2 Khuấy trộn hoàn toàn 5 0,2 0,8 2500 3 0,25 15 0,6 1,92 4000 5 1 30 0,15 0,4 6000 36 1,5
3 Sục khí năng suất
cao 5 0,4 1,6 4000 2 1
10 1,5 16 10000 4 5
4 Xử lí N một công
đoạn 8 0,1 0,08 2000 6 0,5
20 0,25 0,32 3500 15 1,5
TKN/MLVSS 0,02c
TKN/MLVSS 0,15c
5 Xử lí N tách riêng 15 0,05 0,048 2000 3 0,5
100 0,2 0,144 3500 6 2
TKN/MLVSS 0,04c
TKN/MLVSS 0,15c
(Nguồn: Wastewater Eng. Metcalf & Eddy Inc., McGraw Hill, Inc. 1991) Bể điều hòa, thiếu khí và bể chứa bùn xây dựng thành các bể bê tông cốt thép hợp khối. Cụm bể hiếu khí, lắng và khử trùng được đặt trong một thiết bị hợp khối hình trụ tròn nằm ngang có chia vách ngăn.
Tổng lưu lượng nước thải của bệnh viện: Qtb = 200 m3/ngày đêm.
3.2.1 Rọ chắn rác
Chức năng: Thiết bị này có nhiệm vụ loại bỏ rác có kích thước lớn
nhằm tránh gây hư hại hoặc tắc nghẽn các công trình phía sau.
Đặc tính kỹ thuật:
Vật liệu thép không gỉ: Inox SUS304 Kích thước: BxHxL: 0,8 x 0,8 x 0,5m
Kích thước mắt lưới Φ 10 x 10mm (Theo Trịnh Xuân Lai, kích thước mắt lưới chắn rác từ 10-20mm)[14].
3.2.2 Bể điều hòa
Chức năng
Bể điều hòa có tác dụng duy trì lưu lượng nước thải vào gần như không đổi, đồng thời nó cũng có tác dụng điều hoà chất lượng dòng thải nhằm khắc
phục sự dao động lưu lượng, chất lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sau. Nước thải trong bể điều hoà được xáo trộn và tránh phân hủy yếm khí bằng sục khí.
Thể tích bể
Chọn loại bể điều hòa hoạt động liên tục, có sục khí, điều hòa cả lưu lượng và chất lượng dòng thải. Dung tích bể điều hòa được tính theo công thức:
V = Qmax .T (m3)
Q: lưu lượng giờ trung bình của dòng nước thải (m3/h) T: thời gian điều hòa nồng độ cần thiết. Ta chọn T = 6 (h) Dung tích chứa nước của bể điều hoà là:
V = 8,3*6 = 50 (m3)
- Chọn chiều cao công tác của bể điều hoà: Hsd = 2,5 m - Chiều cao bảo vệ là: hbv = 0,7 m
- Chiều cao xây dựng: Hxd =3,2 m - Diện tích bể điều hòa: SĐH =
5 , 2 50 sd H V = 20 (m2) - Chiều rộng của bể là L = 3,5 m
- Chiều dài của bể là B = 6 m
Tổng thể tích trong bể : VĐH = 3,5 x 6 x 3,2 = 67,2 (m3)
Tính lượng khí cần cấp cho bể điều hòa.
Lượng khí cần cấp cho bể điều hòa:
Qkk= V*a (m3/phút) Ta chọn ống tạo ra 2 dòng tuần hoàn trong bể.
V: thể tích bể điều hòa (m3)
Chọn a = 0.02 (m3 khí/m3 nước/ phút) [15]
Qkk = 50 x 0,02 = 1 m3/phút.
Sử dụng máy thổi khí để cấp khí cho bể điều hòa
3.2.3 Tính toán bể Anoxic
Chức năng:
Bể này có nhiệm vụ là khử nitrat thành nitơ và tiếp tục khử các hợp chất hữu cơ, làm giảm hàm lượng BOD trong nước thải. Trong bể này, cung cấp vào một lượng khí ít DO 0,5mg/l để quá trình khử nitrat diễn ra đạt hiệu quả cao.
Quá trình khử nitrat diễn ra theo phản ứng sau: 6NO3- + 5CH3OH 5CO2 + 3N2 + 7H2O + 6OH-
Tính toán công nghệ
Nồng độ NH4in = 35 mg/l, NH4out = 10 mg/l, BODin = 212 mg/l, NO3in = (35-10) = 25 mg/l, NO3out = 5 mg/l;
Tính toán thời gian lưu nước trong bể anoxic
N N anoxic anoxic X N N Q V 0 [14] Trong đó:
No : Hàm lượng NO3- đầu vào bể anoxic,
No: Hàm lượng NO3- tạo ra khi Nitrat hóa trong bể aerotank = Hàm lượng NH4+ đầu vào - Hàm lượng NH4+ đầu ra = 35 – 10 = 25 mg/l
N: Hàm lượng NO3- đầu ra bể anoxic, Chọn N = 5 mg/l
ρN : Tốc độ khử NO3- trong bể anoxic ở nhiệt độ T oC ρN = ρN20oC x 1,09(T-20) x (1 - DO)
ρN20oC : Tốc độ khử NO3- trong bể anoxic ở nhiệt độ 20oC, ρN20oC = 0.1 mg NO3-/mg bùn hoạt tính.ngày
T : Nhiệt độ nước thải, T = 20 oC
DO : Hàm lượng oxy hòa tan trong bể anoxic, DO = 0,5 mg/l
ρN = ρN20oC x 1,09(T-20) x (1 - DO) = 0,1x 1,09(20-20) x (1 – 0,5) = 0,05 ngày-1
XN : Nồng độ bùn hoạt tính trong bể aerotank XN = 3000 13 , 0 3000 05 , 0 5 25 0 N N anoxic anoxic X N N Q V ngày = 3,12 giờ
Tính thể tích bể anoxic
Vanoxic = Q x Tanoxic
Trong đó
Q : Lưu lượng nước thải đầu vào,
Tanoxic: Thời gian lưu nước trong bể anoxic Tanoxic = θanoxic = 0,13 ngày
→ Vanoxic = 200 x 0,12 = 26 m3
3.2.4 Bể vi sinh hiếu khí
Chức năng:
Thiết bị xử lý vi sinh hợp khối dùng để xử lý triệt để nước thải có nồng độ chất hữu cơ và hàm lượng nitơ cao, sử dụng vật liệu dệm MBBR, hệ thống đường cấp nước thải vào thiết bị để xử lý, hệ thống cấp khí, hệ thống đường thoát nước đã xử lý, các ngăn lắng bùn, các máy bơm nước, hệ thống van điều
chỉnh lưu lượng. Mục đích của thiết bị đạt được bằng cách kết hợp quá trình xử lý vi sinh dính bám và vi sinh lơ lửng bằng cách dìm toàn bộ khối vật liệu ngâm trong nước, tận dụng được tính năng của cả hai loại vi sinh cật trên cùng một đơn vị thể tích thiết bị, hiệu suất xử lý được nâng cao nhờ các lớp đệm có độ rỗng cao, bề mặt nhám để tăng bề mặt tiếp xúc nước thải không khí và vi sinh vật bám dễ dàng, và nhờ tăng thời gian lưu của nước thải mà quá trình sinh trưởng phát triển của vi sinh có hiệu quả cao hơn.
Tính toán công nghệ
Các thông số đầu vào và đầu ra như sau:
BODin = 212 mg/l; BODout = 30 mg/l; NH4+in = 35 mg/l; NH4+out = 10 mg/l; MLVSS = 3000 mg/l;
Tính nồng độ BOD5 hòa tan trong nước đầu ra
Xác định lượng BOD21 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra