CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
2.8 KỸ THUẬT XỬ LÝ BÙN CẶN
Hiện nay, bùn cặn từ các hệ thống xử lý nước thải bệnh viện chủ yếu được ổn định, thông hút và đưa ra xử lý bên ngoài bệnh viện. Xử lý bùn cặn có thể dùng phương pháp làm khô bằng thủ công hoặc sử dụng thiết bị chuyên dụng.
Các cơng trình ổn định bùn cặn
Ổn định bùn cặn nhằm mục đích: giảm khối lượng cặn, giảm tác nhân gây bệnh, giảm mùi hôi thối hoặc ngăn ngừa khả năng thối rữa và làm cho bùn cặn thành dạng dễ dàng tách nước.
- Ổn định yếm khí bùn cặn
Ổn định bùn cặn yếm khí đặc trưng bằng sự phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ trong bể kín. Q trình này diễn ra rất phức tạp có thể phân ra làm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn thứ nhất đặc trưng cho sự hình thành số lượng lớn axit, dấm, chất béo, hydrocacbon ngồi ra cịn có: axit cacbonic, rượu, cồn, axit amin, axit
sunfuahydric, amoniac. Độ pH giảm xuống < 7 nên gọi giai đoạn này là lên menaxit- phân huỷ axit, khối lượng bùn cặn phân huỷ ít và có mùi hơi. Giai đoạn này diễn ra nhờ sự hoạt động của các vi khuẩn kỵ khí như: vi khuẩn dấm, butalic, proiric.
+ Giai đoạn thứ hai đặc trưng bởi sự phá vỡ thành phần của các chất hình hành từ giai đoạn thứ nhất và tạo ra khí chủ yếu là metan (CH4), CO2, H2… Độ pH tăng lên 7 - 8 vì vậy giai đoạn này gọi là lên men kiềm hay phân huỷ kiềm. Giai đoạn này diễn ra nhờ hoạt động của các vi khuẩn sản sinh khí metan: Methannonbactrium, Methannooceus, Methannosaruna.
Với các trạm xử lý nước thải công suất vừa và nhỏ thường áp dụng kết hợp với ổn định cặn yếm khí trong một cơng trình như: bể tự hoại, bể lắng 2 vỏ, bể lắng trong kết hợp lên men cặn. Sau khi ổn định bùn giảm về thể tích và khối lượng được đưa đi chôn lấp hoặc tiếp tục xử lý bằng các biện pháp phù hợp khác.
- Ổn định bùn cặn bằng hóa chất
Bùn cặn cũng có thể ổn định bằng Clo. Dùng sản phẩm chứa Clo như Hyoclorit canxi - Ca(OCl)2 hay Clo hơi cho vào dung dịch cặn đã cơ đặc để khử mùi, oxy hố các chất hữu cơ, ngăn cản quá trình thối rữa và diệt trùng. Sau khi trộn cặn với Clo, bắt đầu diễn ra q trình oxy hố các chất hữu cơ và pH của cặn giảm xuống 2,5 – 4,5 làm cho các vi sinh vật khơng sống được và ngăn cản q trình thối rữa (phân huỷ) của bùn cặn. Sau 2 giờ, pH tăng và lượng Clo dư trong cặn giảm đi, pH tăng lên 5,5 - 6.
Ổn định bằng phương pháp này không làm giảm khối lượng cặn và cặn có mùi Clo.Tốn nhiều Clo và tạo ra nhiều sản phẩm phụ của Clo với Hydrocacbon có thể gây hại nên chỉ áp dụng trong những trạm xử lý có cơng suất nhỏ(<100m3/ ngđ).
Ổn định bùn cặn có thể bằng vơi.Vơi cho vào cặn với số lượng đủ để nâng pH của hỗn hợp cặn lên trên 12. Ở môi trường này vi khuẩn khơng sống được do đó cặn khơng bị phân huỷ, khơng có mùi, khơng gây độc hại. Vơi đưa vào tốt nhất là vơi bột chưa tơi vì giảm được thể tích nước, tăng nhiệt độ lên 550C để tăng cường quá trình ổn định. Lượng vơi xác định theo thực nghiệm và kinh nghiệm quản lý.
Các phương pháp làm khô bùn cặn
Làm khô là quá trình làm tăng nồng độ cặn bằng cách loại bỏ một phần nước ra khỏi hỗn hợp, làm giảm khối lượng bùn cặn phải vận chuyển và giảm thể tích các cơng trình xử lý tiếp theo. Nồng độ bùn cặn đã nén có thể đạt 2-5% tuỳ theo dạng cơng trình nén và tính chất của loại bùn. Q trình này làm khơ cặn từ q trình cơ đặc và ổn định cặn đến độ ẩm 50-85% với mục đích:
- Giảm khối lượng bùn cặn đưa đến nơi tiếp nhận. - Thích hợp để chơn lấp hoặc cho mục đích cải tạo đất.
- Làm giảm lượng nước có thể ngấm vào trong mơi trường xung quanh bãi thải. - Giảm khả năng phát tán mùi và độc tính.
2.9 SÂN PHƠI BÙN
Sân phơi bùn là một khu đất xốp có mặt bằng hình chữ nhật dễ thấm nước, xung quanh xây bờ chắn. Cặn từ bể lắng đợt 1, bùn hoạt tính dư từ bể lắng đợt 2 hay cặn đã lên men từ bể lắng 2 vỏ, bể tự hoại,... đưa tới sân phơi từng đợt rải thành lớp không dày lắm.
Bằng cách phơi tự nhiên cặn khơ có thể đạt độ ẩm 75-80%.Tuy nhiên sân phơi bùn chiếm diện tích lớn, khó kiểm sốt được mùi. Các vi sinh vật gây bệnh trong bùn cặn có thể khuếch tán ra mơi trường xung quanh. Nếu sân khơng có mái che thì hiệu quả hoạt động thấp về mùa mưa.
Khi nước ngầm sâu hơn1,5m và đất có khả năng thấm tốt thì có thể xâytrên nền đất tự nhiên, nếu khơng phải làm nền nhân tạo và có hệ thống thu nước.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Nhi Đồng 2, TP.Hồ Chí Minh với cơng suất 1200m3/ngày đêm
- Làm khô bùn bằng bãi lọc trồng cây
Bãi lọc trồng cây có thể được áp dụng để làm khô bùn thải. Bãi lọc trồng lau sậy có khả năng hấp thu nước qua rễ cây và thoát hơi nước qua lá. Đây là một phương pháp làm khô đơn giản,hiệu quả, thời gian loại bỏ bùn khống có thể lên đến 10 năm.
- Làm khơ bùn bằng các thiết bị cơ khí
Để giảm bớt diện tích đất xây dựng cũng như khắc phục hạn chế của sân phơi bùn, có thể ứng dụng phương pháp làm khô cơ học bằng quay li tâm hay ép lọc băng tải. Nguyên lý hoạt động của thiết bị ly tâm là tách nước bằng lực ly tâm. Thiết bị ly tâm có vốn đầu tư khơng cao, chi phí quản lý thấp. Hệ thống kín khơng có mùi, chiếm ít diện tích xây dựng. Tuy nhiên nhược điểm chính là chất lượng bùn khơ ảnh hưởng rất nhiều bởi đặc tính cặn ban đầu, biên độ dao động của độ ẩm cặn lớn (60-85%).
Trong giai đoạn này nước được tách khỏi bùn nhờ trọng lực qua khe hở ở băng tải xuống ngăn thu nước ở dưới. Tiếp đó bùn cặn chạy trên băng tải qua các trục ép với lực ép tăng dần, ở giai đoạn này nước được tách chủ yếu nhờ lực ép của các trục và chảy xuống ngăn thu. Kết quả là bùn cặn ép ở cuối băng tải đã giảm độ ẩm xuống 65- 85%.
Tuy nhiên trong khuôn khổ nghiên cứu, các kỹ thuật làm khô bùn cặn trong xử lý nước thải bệnh viện quy mô nhỏ cấp quận/huyện, các thiết bị cơ khí ít được sử dụng.
CHƯƠNG 3. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN, LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN NHI ĐỒNG 2 TP.HỒ CHÍ MINH VỚI CƠNG SUẤT 1200 M3/NGÀYĐÊM 3.1 NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC CẤP CỦA BỆNH VIỆN
Nhu cầu sử dụng nước trong bệnh viện được tính tốn theo TCXDVN 33:2006 – Cấp nước – Mạng lưới đường ống và cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế ; TCVN 4513:1988 –Cấp nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế ; TCVN 4470:2012 – Bệnh viện đa khoa – tiêu chuẩn thiết kế.
Nhu cầu sử dụng nước trong bệnh viện bao gồm: nước cấp cho hoạt động khám chữa bệnh; nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt của bệnh nhân, thân nhân, khách thăm và công nhân viên của bệnh viện;nước cấp cho căn tin; nước tưới cây; nước sử dụng cho cơng tác phịng cháy chữa cháy.
Nước cấp phục vụ cho hoạt động khám chữa bệnh từ các phòng ban; nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt của bệnh nhân nội trú, thân nhân và khách thăm được tính theo tiêu chuẩn TCVN 4470:2012 – Bệnh viện đa khoa
Nước cấp cho mục đích sinh hoạt của bệnh nhân khám và điều trị ngoại trú, theo tiêu chuẩn TCVN 4513:1988 – Cấp nước bên trong
Nước cấp cho căn tin :căn tin là nơi phục vụ nhu cầu ăn uống của mọi người trong bệnh viện. Theo tiêu chuẩn TCVN 4513:1988 – Cấp nước bên trong
Tổng lượng nước mà bệnh viện sử dụng trong quá trình hoạt động, không bao gồm lượng nước sử sử dụng cho mục đích PCCC và lượng nước phục vụ cho mục đích tưới cây vì khơng mang tính chất sử dụng thường xuyên : QBv = 1.200 (m3/ngày)
3.1 TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI CỦA BỆNH VIỆN:
Nước thải y tế và nước thải sinh hoạt: Theo Cục Quản lý môi trường y tế - Bộ Y tế (tài liệu: ổ tay hướng dẫn quản lý chất thải y tế trong bệnh viện năm 2015) cho thấy nước thải y tế là nước thải phát sinh từ các hoạt động chăm sóc và sinh hoạt tại các cơ sở y tế nên bao gồm cả nước thải sinh hoạt của khách hàng và được gọi chung là nước thải y tế.
Do đó, khi dự án hoạt động, nước thải phát sinh có khối lượng như sau: + Sinh hoạt của nhân viên: Tham khảo tiêu chuẩn TCXDVN 33:2006 – Cấp nước – Mạng lưới đường ống và cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế cho thấy mỗi nhân viên sinh hoạt tại bệnh viện sử dụng khoảng 120 lít/ngày; ước tính khối lượng nước thải phát sinh từ nhân viên khoảng:
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Nhi Đồng 2, TP.Hồ Chí Minh với cơng suất 1200m3/ngày đêm
+ Sinh hoạt của bệnh nhân ngoại trú: Tham khảo tiêu chuẩn TCVN 4513:1988 – Cấp nước bên trong – Tiêu chuẩn thiết kế cho thấy mỗi bệnh nhân ngọai trú sử dụng khoảng 15 lít/ngày; ước tính khối lượng nước thải phát sinh từ bệnh viện khoảng:
2000 x 15 lít/người/ngày : 1000 = 30 m3/ngày
+ Sinh hoạt của bệnh nhân nội trú, người nhà của bệnh nhân nội trú, nước phục vụ các khoa phịng (xét nghiệm, chuẩn đốn,…) vệ sinh đồ vải…; Theo cục quản lý môi trường y tế - Bộ Y tế cho thấy mỗi giường bệnh sử dụng 700 lít/ngày; ước tính khối lượng nước thải phát sinh:
(1400 giường x 700 lít/ngày)/1000 = 980 m3/ngày
+ Hoạt động của căn tin (gồm nước chế biến thực phẩm, vệ sinh thực phẩm, vệ sinh thiết bị chế biến,...), lượng nước này cấp cho hoạt độn này khoảng 20 lít/suất ăn; ước tính khối lượng nước thải phát sinh:
(3000 suất/ngày x 20 lít/suất ăn/ngày)/1000 = 60 m3/ngày
+ Hoạt động chụp X-quang: Bệnh viện được trang bị thiết bị như chụp in kỹ thuật số, nhũ ảnh không rửa phim.. nên hoạt động này không phát sinh nước thải.
+ Hoạt động xử lý nước cấp (cho các hoạt động cần nước thanh trùng cao như phòng mổ…) theo Quy chuẩn kỹ thuật QCVN 01:209/BYT – Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước ăn uống; thì các hoạt động này sẽ được lọc qua thiêt bị vi lọc RO và được khử trùng qua đèn cực tím trước khi đưa vào sử dụng; phần nước cịn lại chiếm tỉ lệ lớn, khoảng 50 – 70% nên có chất lượng nước sạch, được thu gom riêng vào thùng chứa cấp vệ sinh các phịng khơng cần bỏ.
Tổng lượng nước thải trong một ngày khoảng: 1190 m3/ngày
Tổng lưu lượng nước sạch trung bình trong 1 ngày mà bệnh viện sử dụng cho quá trình hoạt động :
QBv = 1.200(m3/ngày)
Lưu lượng nước thải phát sinh bằng 100% lưu lượng nước cấp
=>Lưu lượng nước thải trung bình trong một ngày đêm của Bệnh viện Nhi Đồng 2 xả thải ra hệ thống xử lý nước thải:
Qtbngày= QBv × 100% = 1200 (m3/ngày) × 100% = 1200 (m3/ngày đêm) Lưu lượng trung bình giờ:
Q tbgiờ = Qtb ngày
24 = 1200
Lưu lượng trung bình giây: Qtbgiây = Qtb
ngày
24 ×3600 = 1200
86400 = 0,014 (m3/s) = 14 ( l/s)
Bệnh viện Nhi Đồng 2 với quy mô 1400 giường > 300 giường so với quy chuẩn nên ta có hệ số K = 1
Lưu lượng max theo giờ: Cmax = 50 x 1 = 50 m3/h = 0,014 m3/s
3.2 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO VÀ YÊU CẦU ĐẦU RA Tính chất nước thải đầu vào Tính chất nước thải đầu vào
Bảng 3. 1 Nồng độ nước thải tại hố thu gom của HTXLNT Bệnh viện Nhi Đồng 2 1400 giường và yêu cầu chất lượng nước sau xử lý
STT Thông số Đơn vị Đầu vào QCVN 28:2010/BTNMT Giá trị C, cột B 1 pH - 6,8 6,5 – 8,5 Đạt 2 BOD5 (200C) mg/l 278 50 Xử lý 3 COD mg/l 525 100 Xử lý 4 TSS mg/l 140 100 Xử lý 5 Sunfua mg/l 8 10 Đạt 6 TN mg/l 77 50 Xử lý 7 Phosphat(tính theo P) mg/l 5 10 Đạt 8 Dầu mỡ ĐTV mg/l 7,5 20 Đạt 9 Tổng Coliforms MPN/100 ml 2,6 × 105 5000 Xử lý 10 Salmonella Vi khuẩn/ 100ml Âm tính Âm tính Đạt
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Nhi Đồng 2, TP.Hồ Chí Minh với cơng suất 1200m3/ngày đêm
Ghi chú: QCVN 28:2010/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế - Loại hình: Bệnh viện có quy mơ ≥ 300 giường => Giá trị hệ số K = 1
Tiêu chuẩn nước thải sau xử lý
Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn xả thải theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế QCVN 28:2010/BTNMT, cột B ( nước thải bệnh viện sau khi xử lý đạt chuẩn sẽ thải vào cống thải chung của khu dân cư)
Nhận xét: chất lượng nước thải đầu vào vượt Quy chuẩn cho phép xả thải ra môi trường (QCVN 28:2010/BTNMT Giá trị C, cột B). Trong đó: BOD5 vượt 5,56 lần; COD vượt 5,25 lần; TSS vượt 1,6 lần, TNvượt 1,54 lần; Tổng Coliforms vượt 52 lần; các thơng số cịn lại vượt khơng đáng kể.
11 Shigella Vi khuẩn/ 100ml
Âm tính Âm tính Đạt
12 Vibrio cholerae Vi khuẩn/ 100ml Âm tính Âm tính Đạt 13 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l KPH 0,1 Đạt 14 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l KPH 1 Đạt
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT VÀ TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ Bảng 4. 1 Thông số đầu vào của hệ thống xử lý Bảng 4. 1 Thông số đầu vào của hệ thống xử lý
ST
T Thông số Đơn vị Kết quả
QCVN 28:2010/BT NMT (cột B) Ghi chú 1 Lưu lượng m3/h 50 - - 2 BOD5 mg/l 278 50 Xử lý 3 COD mg/l 525 100 Xử lý 4 TSS mg/l 140 100 Xử lý 5 TN mg/l 77 50 Xử lý 6 Tổng coliforms mg/l 2,6×105 5000 Xử lý
(Nguồn: Báo cáo đánh giá tác động môi trường năm 2016–Bệnh viện Nhi đồng 2 TP.HCM)
Để đề xuất được công nghệ xử lý đạt yêu cầu cần phải dựa vào các yếu tố sau: - Lưu lượng nước thải: Qtbngày = 1200 (m3/ngày đêm).
- Công suất trạm xử lý với lưu lượng 1200 (m3/ngày đêm).
- Yêu cầu chất lượng nước thải sau xử lý: nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn xả thải theo giá trị C cột B của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế QCVN 28:2010/BTNMT (nước thải bệnh viện sau khi xử lý đạt chuẩn sẽ thải vào cống thải chung của khu dân cư thì áp dụng giá trị C quy định tại cột B)
- Những quy định xả vào cống chung và vào nguồn tiếp nhận. - Hiệu quả quá trình xử lý.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Bệnh Viện Nhi Đồng 2, TP.Hồ Chí Minh với cơng suất 1200m3/ngày đêm
4.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ
Cơng nghệ xử lý của trạm xử lý nước thải được thiết kế dựa trên các yếu tố chính sau: + Hiệu suất trạm xử lý.
+ Chất lượng nước sau xử lý.
+Thành phần, tính chất nước thải bệnh viện.
+ Những quy định xả vào cổng chung và vào ngồn nước. + Những quy định xả vào cổng chung và vào nguồn nước.
+ Hiệu quả quá trình xử lý cần thiết và hiệu quả xử lý các cơng trình đơn vị. + u cầu về hóa chất và các thiết bị sẵn có trên thị trường.
+ Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đạt chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải bệnh viện theo cột B QCVN 28:2010/BTNMT.
4.2. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 4.2.1 Phương án 1 4.2.1 Phương án 1
Thuyết minh sơ đồ công nghệ 1
Nước thải phát sinh từ bệnh viện bao gồm từ nhà bếp và cantin sẽ được đưa qua bể tách dầu, nước thải từ các WC sẽ được đưa qua bể tự hoại và nước thải từ các khu xạ trị sẽ được đưa qua bể phân rã để xử lý các chất phóng xạ vượt chuẩn đầu ra. Sau đó tồn bộ nước thải sau khi được xử lý sơ bộ được đưa vào bể chứa nước thải tập