e. Mương oxy hóa [4]
Mương ơxy hóa hoạt động theo ngun lý bùn hoạt tính, được dùng để xử lý nước thải bậc hai hay bậc ba. Lượng bùn hoạt tính dư là 0,4 kg/kg BOD5 - 0,5 kg/ kg BOD5, lượng khơng khí đơn vị là 1,25 mg/mg BOD5 - 1,45 mg/mg BOD5 cần xử lý. Mương ơxy hóa có hình ơvan, chiều sâu khoảng 1,0m - 2,0m.
Mương ơxy hóa làm thống trong bằng thiết bị cơ khí như máy khuấy trục đứng hoặc trục ngang, guồng quay,... đặt ở đoạn kênh thẳng. Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính tự chảy từ kênh oxy hóa sang bể lắng thứ cấp. Bùn hoạt tính từ bể lắng thứ cấp được đưa liên tục vào mương. Thời gian nước lưu lại trong bể lắng thứ cấp bằng 1,5 giờ theo lưu lượng lớn nhất. Bùn tuần hoàn từ bể lắng 2 được dẫn liên tục về kênh.
f. Bể lọc MBR
MBR là viết tắt cụm từ Membrane Bio Reactor (bể lọc sinh học bằng màng) có thể định nghĩa tổng quát là hệ thống xử lý vi sinh của nước thải bằng công nghệ lọc màng. Cơng nghệ MBR có 2 hệ thống là màng đặt ngập trong bể phản ứng (iMBR) và màng đặt ngồi (sMBR). Ứng với nó là hai dạng điều khiển thuỷ lực: bơm và nén khí. Cấu hình và dạng chuyển động của chất lỏng trong bể phản ứng nào được sử dụng thơng thường phụ thuộc vào q trình tách sinh khối.
- Kiểu đặt ngập: màng MBR vào trong bể MBR hoạt động bằng cách hút hoặc dùng áp lực. Tuy nhiên nếu các mốc ứng dụng trong và ngồi nước thì ta có thể nhận thấy MBR kiểu đặt ngập màng trong nước được sử dụng chủ yếu trong nước, chủ yếu áp dụng kỹ thuật xử lý nitơ và hạn chế ô nhiễm màng (Membrane Fouling).
- Kiểu đặt ngoài: màng MBR hoạt động theo nguyên tắc tuần hoàn lại bể phản ứng ở áp suất cao... Nước rỉ rác đi vào bể, chạy qua dịng tuần hồn với 5 bước lọc, các chất cần tách sẽ được giữ lại, nước thải sau xử lý sẽ được xả ra ngoài. Được biết, hiệu suất của việc lọc nitơ và ammonia theo phương pháp này lên đến 85%
Hình 2.11 Bể lọc màng MBR.
MBR là kỹ thuật xử lý nước thải kết hợp quá trình dùng màng với hệ thống bể sinh học hiếu khí, MBR là q trình cải tiến của phương pháp xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính, mà trong đó bể màng MBR đóng vai trị như một bể lắng bậc 2.
Vai trò của bể MBR:
* Tiền xử lý: có tác dụng như lưới lọc, song chắn rác; * Xử lý bậc 1: khử chất hữu cơ, N, P;
* Xử lý bậc 2: phân tách hai pha lỏng và pha rắn khi qua màng;
Hệ thống lọc màng MBR gồm khung màng, các tấm màng. Tùy theo lưu lượng nước thải cần xử lý mà bể màng cùng với hệ thống các tấm màng được thiết kế với diện tích phù hợp mang lại hiệu quả xử lý nước thải tốt nhất.
Nước thải bệnh viện chứa nhiều kháng sinh và nồng độ gen cao hơn khoảng 25% từ 0,4 đến 1,8 lần so với nước thải chung (CWW). bla KPC và vanA có thể được xác định là gen liên quan đến bệnh viện và đã được giảm xuống dưới giới hạn phát hiện (LOD) trong quá trình điều trị tại chỗ. Xử lý tại chỗ tiên tiến đã loại bỏ nhiều gen từ 0,5 đến 3,6 lần so với xử lý nước thải đô thị sinh học thơng thường (bùn hoạt tính). Xử lý tại chỗ tiên tiến đã có thể loại bỏ 12 trong số 19 loại kháng sinh được phát hiện, trong khi xử lý nước thải đô thị đã loại bỏ tới 1 (trong số 21 phát hiện). Các công nghệ xử lý tiên tiến khác nhau có thể nhắm mục tiêu các chất ô nhiễm khác nhau ở các mức độ khác nhau, làm cho việc liên kết tuần tự hiệu quả hơn. Xử lý bằng MBR có hiệu quả nhất trong việc giảm gen kháng kháng sinh trong nước thải bệnh viện. [11]
Nguyên tắc hoạt động: sau khi xử lý sơ bộ nước thải sẽ đưa vào bể sinh học hiếu khí có sử dụng màng lọc MBR tại đây nước thải sẽ thấm xuyên qua sợi màng từ các lỗ mao dẫn có kích thước từ 0,2 - 0,4 micromet. Màng chỉ cho nước sạch đi qua còn các chất lơ lửng, hữu cơ, vi sinh sẽ được giữ lại trên bề mặt màng. Nước sạch sẽ được đưa ra ngoài theo hệ thống ống thu nước từ các tấm màng bằng bơm hút màng. Lượng bùn trong bể màng sẽ được tuần hồn về bể sinh học phía trước để đảm bảo sinh khối và định kỳ hút bùn dư ra bể chứa bùn.
Sau thời gian hoạt động, màng sẽ bị nghẹt và dấu hiệu nhận biết là áp lực hút tăng lên từ 25 - 30 kg/cm3, lúc này tiến hành quá trình rửa màng bằng phương pháp rửa ngược bằng Javen và kết hợp thổi khí. Sau thời gian hoạt động từ 3 - 6 tháng, tiến hành rửa màng định kỳ nhằm loại bỏ lớp bùn bám bên ngoài sợi màng cũng như hoàn nguyên sợi màng về trạng thái ban đầu.
Ưu điểm hệ thống MBR:
- Nước sau xử lý của màng sinh học MBR chất lượng và được diệt một số loại vi khuẩn có kích thước lớn hơn 0,4 micromet, có thể thải bỏ ngay hoặc tái sử dụng cho các tòa nhà hay hệ thống cấp nước.
- Chất lượng nước đầu ra khơng cịn vi khuẩn và mầm bệnh.
- Thế kế phù hợp với các hệ thống địi hỏi chất lượng nước đầu ra ln ổn định. - Thời gian lưu bùn lớn và đảm bảo sinh khối không mất đi trong quá trình xử lý nước thải.
Nhược điểm của màng MBR:
- Hiện nay chi phí đầu tư cơng nghệ màng cịn khá cao vì các tấm màng chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc.
- Kích thước các lỗ lọc trên sợi màng rất nhỏ dẫn đến hiện tượng nghẹt màng nên sẽ mất thời gian rửa ngược để sợi màng có thể tiếp tục hoạt động. Định kỳ sau một thời gian lọc màng sẽ phải tiến hành rửa màng bằng hóa chất để hồn ngun tấm màng việc này sẽ gây tốn hóa chất và trong thời gian rửa màng này nước thải không được xử lý sẽ phải chứa trong các bể phía trước bể màng nên khi tính tốn thiết kế cần lưu ý đến vấn đề này để khi vận hành đạt kết quả tốt nhất.
- Yêu cầu người vận hành hệ thống phải nắm bắt kỹ thuật lọc màng và hiểu biết về các nguyên tắc hoạt động của thiết bị để tránh gây hư hỏng khung màng.
Kết luận: [9]
Bể phản ứng MBR kết hợp q trình bùn hoạt tính với màng để tách bùn ra khỏi dịng sau xử lý được vận hành trong thời gian 4 tháng với thời gian lưu bùn SRT = 25 ngày. Ảnh hưởng của HRT, MLSS được khám phá và cho thấy kết quả chất lượng nước đầu ra đảm bảo sự đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.
Hiệu suất loại bỏ các chất hữu cơ BOD5 và COD cao và ổn định trên ngưỡng 90%. Hàm lượng chất rắn lơ lửng, nitơ, phốtpho đầu ra khá thấp. Xem xét dưới góc độ tính hiệu quả, cơng nghệ màng lọc sinh học MBR thích hợp cho việc xử lý các chất ơ nhiễm và có tiềm năng lớn cho mục đích tái sử dụng các nguồn nước thải sinh hoạt.
g. Bể thiếu khí (Anoxic)
Cơ chế chính của bể anoxic là các sinh vật dị dưỡng hoạt dộng trong môi trường tùy nghi chuyển hóa N theo phương trình sau:
Phản ứng sơ cấp thơng qua sự đồng hóa (sự phát triển sinh khối) N được chuyển hóa rất ít khoảng 12 – 14% trong lượng sinh khối làm nhiệm vụ này.
Khi thiết kế phải chú ý khu vực hiếu khí để khử nitrat hóa và một vùng khơng có oxy để xảy ra phản ứng khử
Hình 2.12 Bể Anoxic.
Ưu điểm:
+ Tiết kiệm, cải tạo nguồn nước + Kiểm soát được lượng nước thải
Nhược điểm:
+ Cần diện tích lớn + Chi phí tốn kém
2.1.4Khử trùng và xử lý bùn cặn
Trước khi khử trùng nước thải, cần thiết phải loại bỏ triệt để các chất hữu cơ lơ lửng còn tồn tại. Khử trùng nước thải từ cơ sở y tế phải được thực hiện, đặc biệt là khi nước thải xả vào nguồn nước sông, hồ.
a. Các kỹ thuật khử trùng nước thải y tế
Nước thải từ bệnh viện hoặc từ các cơ sở hoạt động y tế sau khi đã xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ thường được khử trùng trước khi xả vào nguồn nước. Ngoài ra nếu xử lý cấp 2 bằng bãi lọc hay hồ sinh học ổn định với thời gian dài (khoảng 1 tháng) thì có thể khơng cần phải khử trùng.
Để khử trùng có thể dùng các phương pháp sau: - Khử trùng bằng tia cực tím;
- Khử trùng bằng Clo hoặc các hợp chất của Clo (clorua vôi, natri hypoclorid điều chế bằng điện phân);
- Khử trùng bằng Ô zơn (sản xuất tại chỗ). tính tốn nhằm đảm bảo nồng độ coliforms trong nước sau khử trùng phải thấp hơn 3000 MPN/100 mL.
b. Kỹ thuật xử lý bùn cặn [4]
Trong quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học thường phát sinh một lượng bùn sinh khối, lượng bùn này nhiều hay ít phụ thuộc vào thành phần đầu vào và lưu lượng nước thải, bùn sinh khối phát sinh cũng cần có biện pháp xử lý. Lượng bùn thải chứa các tác nhân ô nhiễm cũng cần được xác định và có biện pháp quản lý thích hợp.
Các cơng trình xử lý gồm:
- 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 đ ược 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 m ưa. Khi nư ớc ngầm sâu hơn 1,5m và đất có khả năng thấm tốt thì có thể xây trên nền đất tự nhiên, nếu khơng phải làm nền nhân tạo và có hệ thống thu nước.
Hình 2.13 Sân phơi bùn.
- Làm khô bùn bằng bãi lọc trồng cây
Bãi lọc trồng cây có thể được áp dụng để làm khơ bùn thải. Bãi lọc trồng lau sậy có khả năng hấp thu nước qua dễ 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 khơ cơ học bằng quay li tâm hay ép lọc băng tải. 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.
Bảng 2.1 So sánh ưu, nhược điểm của các công nghệ, phương pháp xử lý NTYTTTCông nghệ, TTCông nghệ,
phương phápƯu điểmNhược điểm
1
Xử lý NTYT theo công nghệ
lọc sinh học nhỏ giọt
- Xử lý tương đối hiệu quả nước thải bệnh viện có mức độ ơ nhiễm vừa phải;
- Kết cấu đơn giản, lắp đặt đơn giản, thuận tiện, chi phí đầu tư khơng cao;
- Có thể khơng cần cấp khí cưỡng bức;
- Vận hành và bảo dưỡng đơn giản, tiêu thụ ít điện năng, khơng địi hỏi nhân viên vận hành có trình độ cao;
- Chiếm ít diện tích hơn cơng nghệ bùn hoạt tính;
- Khơng gây tiếng ồn.
- Khơng xử lý triệt để với nước thải có mức độ ơ nhiễm hữu cơ và nitơ cao;
- Cần có bể điều hịa để ổn định nước thải và bể lắng thứ cấp hở; kết cấu thiết bị cồng kềnh;
- Cần có trạm bơm nước thải sau bể lắng 1;
- Có thể gây mùi nếu vận hành không đúng. 2 Xử lý NTYT bằng bùn hoạt tính trong bể hiếu khí
- Xử lý hiệu quả nước thải có thành phần hữu cơ và amoni cao;
- Kết cấu thiết bị đơn giản nên chi phí đầu tư thấp; - Thiết bị hoạt động tự động không tốn nhiều nhân công vận hành.
- Dễ xảy ra hiện tượng bùn khó lắng làm giảm hiệu quả xử lý nước thải. Để khắc phục tình trạng này địi hỏi nhân viên vận hành phải được tập huấn và đào tạo; - Tiêu hao nhiều điện năng để cung cấp khơng khí cưỡng bức, chi phí vận hành cao; - Có thể phát sinh tiếng ồn, mùi hôi và vi sinh vật gây bệnh ra môi trường nếu vận hành không đúng cách;
- Cần thời gian để hệ bùn hoạt tính hoạt động lại bình thường sau sự cố. 3 Xử lý NTYT theo nguyên tắc hiếu khí - thiếu khí trong các cơng trình hợp khối (V69 và CN 2000).
- Xử lý hiệu quả nước thải có thành phần hữu cơ và nitơ cao. Hiệu suất xử lý tương đối ổn định;
- Kỹ thuật vận hành đơn giản và ổn định hơn công nghệ bùn hoạt tính;
- Chiếm ít diện tích hơn cơng nghệ bùn hoạt tính.
- Có thể phát sinh tiếng ồn và mùi hôi nếu vận hành không đúng;
- Vỏ bằng kim loại không phù hợp với điều kiện thời tiết thay đổi. Xử lý NTYT theo nguyên tắc AAO (yếm khí/ anarobic thiếu khí/anoxic hiếu khí/oxic)
- Xử lý hiệu quả nước thải có mức độ ô nhiễm cao;
- Thi công lắp ráp nhanh, kết cấu gọn, cơ động, có thể phối hợp với các bể xử lý sẵn có; - Tiêu thụ điện năng ít nên chi phí vận hành thấp;
- Chiếm ít diện tích, có thể lắp đặt chìm hoặc nổi, có thể di chuyển;
- Khơng phát tán mùi hơi vì lắp đặt chìm và kín.
* Đối với hệ thống có sử dụng màng lọc:
- Phải bảo dưỡng màng lọc thường xuyên, đòi hỏi nhân viên vận hành có trình độ, phải thay thế màng lọc sau khoảng thời gian hoạt động; - Chi phí thay màng lọc cao và chi phí thay thế thiết bị thường phụ thuộc vào nhà cung cấp, đây là rào cản chính đối với các CSYT khi áp dụng mơ hình này.
* Đối với hệ thống khơng sử dụng màng lọc cho khử trùng mà khử trùng bằng hóa chất hoặc bằng phương pháp khác: chi phí đầu tư ban đầu ở mức trung bình.
4 Xử lý NTYT bằng hồ sinh học ổn định
- Xử lý hiệu quả nước thải có mức độ ơ nhiễm thấp và trung bình;
- Chi phí đầu tư thấp;
- Chi phí vận hành và bảo trì rất thấp;
- Vận hành và bảo trì dễ dàng, khơng địi hỏi nhân viên vận hành có trình độ cao.
- Không phù hợp với nước thải bệnh viện có mức độ ơ nhiễm cao;
- Chiếm nhiều diện tích đất sử
2.2Một số công nghệ xử lý nước thải được áp dụng tại Việt Nam 2.2.1Xử lý nước thải Bệnh viện Bình Dân 2.2.1Xử lý nước thải Bệnh viện Bình Dân
- Lưu lượng thiết kế: 500m3/ ng.đêm
Hình 2.15 Dây chuyền xử lý nước thải bệnh viện Bình Dân.
❖ Đặc điểm của hệ thống xử lý nước thải
- Hệ thống hoạt động 24/24
- Tháp khử mùi bằng than hoạt tính, khí đưa từ dưới lên. Tồn bộ khí, gas, mùi hơi sinh ra trong quá trình xử lý được hút và đưa vào tháp hấp thụ.
- Trạm bơm gồm hai bơm: Q = 30m3/h, H = 15m.
- Bể điều hịa (gồm 2 ngăn) kiêm ln chức năng lắng và phân hủy kỵ khí. Với chiều