Tài liệu Đồ án xử lý nước thải bệnh viện 500 m3 /ngày

MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của đề tài Nước thải bệnh viện là một trong những mối quan tâm, lo ngại sâu sắc đối với các nhà quản lý môi trường và xã hội vì chúng có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và nguy hiểm đến đời sống con người. Vì vậy việc nghiên cứu, tìm ra giải pháp công nghệ thích hợp để xử lý hiệu quả nước thải bệnh viện đảm bảo các tiêu chuẩn cho phép khi thải ra môi trường đã được các nhà làm môi trường trong và ngoài nước quan tâm.Do đó việc xử lý nước thải bệnh viện trước khi thải vào nguồn tiếp nhận là một yêu cầu thiết yếu. Hiện nay, các nước trên thế giới và nước ta đã ứng dụng nhiều giải pháp công nghệ khác nhau để xử lý hiệu quả và an toàn nước thải bệnh viện, trong đó thường sử dụng phổ biến là công nghệ sinh học. 2. Mục tiêu của đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đạt tiêu chuẩn Việt Nam loại A để thải vào nguồn tiếp nhận với công suất 500m3/ngđ. 3. Nội dung của đề tài  Đánh giá về thành phần, tính chất nước thải bệnh viện.  Nêu các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện.  Đề xuất phương án tối ưu, tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý đó. 4. Phương pháp thực hiện • Thu thập số liệu, tra cứu tài liệu. • Tìm hiểu thực tế hệ thống xử lý nước thải ở một số bệnh viện. • Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn đã đề ra. 5. Giới hạn của đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện với công suất 500m3/ngđ. 6. Ý nghĩa kinh tế - xã hội Về mặt kinh tế  Góp phần hoàn chỉnh cở sở hạ tầng cho những bệnh viện chưa có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn. 1  Giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường đồng nghĩa với việc bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên.  Tạo việc làm cho người dân khi triển khai dự án . Về xã hội  Giảm thiểu sự tác động đên môi trường, sức khỏe cộng đồng, góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân ở khu vực.  Việc xây dựng hệ thống còn là chủ trương đúng đắn theo định hướng phát triển của Đảng và Nhà nước. 2 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT NTBV: Nước thải bệnh viện CTC: Trung tâm Tư vấn- Chuyển giao công nghệ nước sạch và môi trường. BOD (Biological Oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh học. COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hoá học. SS (Suspended Solids): Chất rắn lơ lửng. BORDA: Hiệp hội Nghiên cứu và Phát triển Bremen-Tổ chức phi chính phủ của Đức DEWATS (Decentralized Wastewater Treatment Systems): Hệ thống xử lý nước thải phân tán BR: Bể phản ứng kị khí. AF:Bể lắng kị khí . AOP:Advanced Oxydation Processes TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 1.1 Nguồn gốc nước thải bệnh viện Từ nhiều nguồn:  Sinh hoạt của bệnh nhân, người nuôi bệnh nhân, cán bộ và công nhân viên của bệnh viện;  Pha chế thuốc;  Tẩy khuẩn;  Lau chùi phòng làm việc;  Phòng bệnh nhân… 1.2 Thành phần, tính chất nước thải bệnh viện Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trường do nước thải bệnh viện gây ra là:  Các chất hữu cơ;  Các chất dinh dưỡng của ni-tơ (N), phốt-pho (P);  Các chất rắn lơ lửng;  Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: Salmonella, tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm…  Các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phân của người bệnh;  Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị, thậm chí cả chất phóng xạ. Theo kết quả phân tích của các cơ quan chức năng, 80% nước thải từ bệnh viện là nước thải bình thường (tương tự nước thải sinh hoạt) chỉ có 20% là những chất thải nguy hại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ các bệnh nhân, các sản phẩm của máu, các mẫu chẩn đoán bị hủy, hóa chất phát sinh từ trong quá trình giải phẫu, lọc máu, hút máu, bảo quản các mẫu xét nghiệm, khử khuẩn. Với 20% chất thải nguy hại này cũng đủ để các vi trùng gây bệnh lây lan ra môi trường xung quanh. Đặc biệt, nếu các loại thuốc điều trị bệnh ung thư hoặc các sản phẩm chuyển hóa của chúng… 4 không được xử lý đúng mà đã xả thải ra bên ngoài sẽ có khả năng gây quái thai, ung thư cho những người tiếp xúc với chúng. Bảng 1: Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện STT Thông số ô nhiễm Đơn vị Kết quả TCVN 6772-2000 Mức I 1 pH mg/l 6.0 - 8.0 2 BOD5 mgO2/l 493 3 COD mgO2/l 420 4 TSS mg/l 263 5 Tổng Nitơ Kjeldahl(NK) mg/l 65 6 Tổng Photpho P mg/l 12 7 NO3 mg/l 0,18 8 Tổng Coliforms KL/100ml 4,9 4 106 ( Theo nguồn nước thải của Trung tâm phục hồi chức năng.) 5-9 30 50 30 1000 5 Chương 2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG 3.1 Ao hồ sinh học (ao hồ ổn định nước thải-Waste Water Stabilization ponds and lagoons) Cơ sở khoa học của phương pháp này là dựa vào khả năng tự làm sạch của nước, chủ yếu là vi sinh vật và các thủy sinh khác, các chất nhiễm bẩn bị phân hủy thành các chất khí và nước.Căn cứ theo đặc tính toàn tại và tuần hoàn của các vi sinh và sau đó là cơ chế xử lý mà người ta phân biệt 3 loại hồ: Hồ kỵ khí, hồ hiếu-kỵ khí và hồ hiếu khí. 3.1.1 Hồ kỵ khí Dùng để lắng và phân hủy cặn lắng bằng phương pháp sinh hóa tự nhiên dựa trên cơ sở sống và hoạt động của vi sinh kỵ khí. Loại hồ này thường dùng để xử lý nước thải công nghiệp có độ nhiễm bẩn lớn, ít dùng để xử lý nước thải sinh hoạt vì nó gây mùi khó chịu. Hồ kỵ khí phải đặt cách xa nhà ở và xí nghiệp thực phẩm 1,5-2km. Để duy trì điều kiện kỵ khí và giữ ấm cho hồ trong mùa đông thì chiều sâu hồ phải lớn, thường là 2,4-3,6m. Hồ có 2 ngăn làm việc để dự phòng khi xả bùn trong hồ. Cửa xả nước vào hồ phải đặt chìm, đảm bảo việc phân bố cặn lắng đồng đều trong hồ. Cửa tháo nước ra khỏi hồ thiết kế theo kiểu thu nước bề mặt và có tấm ngăn để bùn không thoát ra cùng với nước. 3.1.2 Hồ hiếu-kỵ khí (Facultativ) 6 Hồ facultativ là loại hồ thường gặp trong tự nhiên, nó đước sử dụng rộng rãi nhất trong các hồ sinh học. Trong hồ này xảy ra 2 quá trình song song: quá trình oxy hóa hiếu khí chất nhiễm bẩn hữu cơ và quá trình phân hủy metan cặn lắng. Đặc điểm của loại hồ này xét theo chiều sâu của nó có thể chia ra 3 vùng: lớp trên là vùng hiếu khí, lớp giữa là vùng trung gian, còn lớp dưới là vùng kỵ khí. Nguồn oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong hồ chủ yếu nhờ quang hợp của rong tảo dưới tác dụng của bức xạ mặt trời và khuếch tán qua mặt nước dưới tác dụng của sóng gió, hàm lượng oxy hòa tan vào ban ngày nhiều hơn ban đêm. Do sự xâm nhập của oxy hòa tan chỉ có hiệu quả ở độ sâu 1m nên nguồn oxy hòa tan chủ yếu cũng chỉ ở lớp nước phía trên. Quá trình phân huỷ kỵ khí lớp bùn ở đáy hồ phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ. Quá trình này làm giảm tải trọng hữu cơ trong hồ và sinh ra các sản phẩm lên men đưa vào trong nước. Trong hồ thường hình thành tầng phân cách nhiệt: vùng nước phía trên nóng ấm hơn vùng nước phía. Ở giữa là tầng phân cách đôi khi cũng có lợi. Đó là trường hợp những ngày hè do sự quang hợp của tảo, tiêu thụ nhiều CO2 làm cho pH của nước hồ tăng lên, có khi tới 9,8 (vượt quá tiêu chuẩn tối ưu của vi khuẩn) khi đó tốt nhất là không nên xáo trộn hồ để cho các vi khuẩn ở đáy được che chở bởi tầng phân cách. Nhìn chung tầng phân cách nhiệt là không có lợi, bởi vì trong giai đoạn phân tầng các loài tảo sẽ tập trung thành một lớp dày ở phía trên tầng phân cách. Tảo sẽ chết làm cho các vi khuẩn thiều oxy và hồ bị quá tải các chất hữu cơ. Trong trường hợp này sự xáo trộn là cần thiết để tảo phân tán tránh sự tích tụ. Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng tới sự xáo trộn là gió và nhiệt độ: Khi gió thổi sẽ gây sóng mặt nước gây nên sự xáo trộn. Hồ có diện tích bề mặt lớn thì sự xáo trộn bằng gió tốt hơn hồ có diện tích bề mặt bể. Ban ngày nhiệt độ của lớp nước phía trên cao hơn nhiệt độ của lớp nước phía dưới. Do sự chênh lệch nhiệt độ mà tải trọng của nước cũng chênh lệch tạo nên sự đối lưu nước ở trong hồ theo chiều đứng. 7 Nếu gió xáo trộn theo hướng hai chiều (chiều ngang và chiều đứng) thì sự chênh lệch nhiệt độ tạo nên xáo trộn chỉ theo một chiều thẳng đứng. Kết hợp giữa sức gió và chênh lệch nhiệt độ tạo nên sự xáo trộn toàn phần. Chiều sâu của hồ ảnh hưởng lớn đến sự xáo trộn, tới các quá trình oxy hóa và phân hủy trong hồ. Chiều sâu trong hồ thường lấy vào khoảng 0,9-1,5m. Tỷ lệ chiều dài, chiều rộng hồ thường lấy bằng 1:1 hoặc 2:1. Ở những vùng có nhiều gió nên làm hồ có diện tích rộng, còn ở vùng ít gió nên àm hồ có nhiều ngăn.Nếu đất đáy hồ dễ thấm nước thì phải phủ lớp đất xét dày 15cm. Bờ hồ có đáy dốc, nên trồng cỏ trên bờ hồ. 3.1.3 Hồ hiếu khí Hồ hiếu khí là hồ có quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhờ các vi sinh vật hiếu khí. Loại hồ này được phân thành 2 nhóm: Hồ làm thoáng tự nhiên: oxy cung cấp cho quá trình oxy hóa chủ yếu do sự khuếch tán không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của các thực vật nước như rong tảo. Để đảm bảo cho ánh sáng có thể xuyên qua, chiều sâu của hồ phải bé khoảng 30-40cm. Sức chứa tiêu chuẩn lấy theo BOD khoảng 250-300 kg/ha.ngày. Thời gian nước lưu trong hồ khoảng 3-12 ngày. Do độ sâu bé, thời gian lưu nước dài nên diện tích hồ lớn. Vì thế nó chỉ hợp ly về kinh tế khi kết hợp việc xử lý nước thải với việc nuôi trồng thủy sản cho mực đích chăn nuôi và công nghiệp. Hồ hiếu khí làm thoáng bằng nhân tạo: nguồn oxy cung cấp cho quá trình sinh hóa là bằng các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học. Vì được tiếp khí nhân tạo nên chiều sâu của hồ có thể từ 2-4,5m. Sức chứa tiêu chuẩn khoảng 400 kg/ ha.ngày. Thời gian nước lưu trong hồ khoảng 1-3 ngày. Hồ hiếu khí làm thoáng nhân tạo, do chiều sâu hồ lớn, việc làm thoáng cũng khó đảm bảo toàn phần nên chúng làm việc như hồ hiếu-kỵ khí. 3.2 Bể phản ứng sinh học hiếu khí - Aeroten Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aeroten là công trình bê tông cốt thép hình khối chữ nhật hoặc hình tròn, cũng có trừơng hợp người ta chế tạo các Aerotan bằng sắt thép 8 hình khối trụ. Thông dụng nhất hiện nay là các Aeroten hình bể khối chữ nhật. Nước thải chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy nhằm tăng cường lượng khí oxi hòa tan và tăng cường quá trình oxi hóa chất bẩn hữu cơ có trong nước. Nước thải sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aeroten. Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và có thể là các chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan. Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần thành các hạt cặn bông. Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước. Chính vì vậy xử lý nước thải ở Aeroten được gọi là quá trình xử lý với sinh vật lơ lửng của quần thể vi sinh vật. Các bông cặn này cũng chính là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứa nhiều vi sinh vật có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ chứa trong nước thải. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxi dung cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc thoáng gió. Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần cấp lấy phụ thuộc vào độ ẩm vào mức độ yêu cầu xử lý nước thải.Thời gian nước lưu trong bể aeroten không lâu quá 12 giờ (thường là 4 -8 giờ). Nước thải với bùn hoạt tính tuần hoàn sau khi qua bể aeroten cho qua bể lắng đợt 2. Ở đây bùn lắng một phần đưa trở lại Aeroten, phần khác đưa tới bể nén bùn. Do kết quả của việc sinh sôi nảy nở các vi sinh vật cũng như việc tách các chất bẩn ra khỏi nước thải mà số lượng bùn hoạt tính ngày một gia tăng. Số lượng bùn thừa chẳng những không giúp ích cho việc xử lý nước thải, ngược lại, nếu không lấy đi thì còn là một trở ngại lớn. Độ ẩm của bùn hoạt tính khoảng 98-99%, trước khi đưa lên bể metan cần làm giảm thể tích. Quá trình oxi hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong aeroten qua ba giai đoạn: - Giai đoạn thứ nhất: tốc độ oxi hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxi. Ở giai đoạn này bùn hoạt tính hình thành và phát triển. Hàm lượng oxi cần cho vi sinh vật sinh trưởng, đặc biệt ở thời gian đầu tiên thức ăn dinh dưỡng trong nước thải rất phong phú, lượng sinh khối trong thời gian này rất. Sau khi vi sinh vật 9 thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần. - Gian đoạn hai: vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxi cũng ở mức gần như ít thay đổi. Chính ở giai đoạn này các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất. Hoạt lực enzym của bùn hoạt tính trong giai đoạn này cũng đạt tới mức cực đại và kéo dài trong một tời gian tiếp theo. Điểm cực đại của enzym oxi hóa của bùn hoạt tính thường đạt ở thời điểm sau khi lượng bùn hoạt tính (sinh khối vi sinh vật) tới mức ổn định. Qua các thông số hoạt động của aeroten cho thấy ở gian đoạn thứ nhất tốc độ tiêu thụ oxi (hay tốc độ oxi hóa) rất cao, có khi gấp 3 lần ở giai đoạn thứ hai. - Giai đoạn thứ ba: sau một thời gian khá dài tốc độ oxi hóa cầm chừng (hầu như ít thay đổi) và có chiều hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxi tăng lên. Đây là giai đoạn nitrat hóa các muối amon. Sau cùng, nhu cầu oxi lại giảm và cần phải kết thúc quá trình làm việc của aeroten (làm việc theo mẻ). Ở đây cần lưu ý rằng, sau khi oxi hóa được 80-95% BOD trong nước thải, nếu không khuấy đảo hoặc thổi khí, bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy, cần phải lấy bùn cặn ra khỏi nước. Nếu không kịp thời tách bùn, nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp, nghĩa là sinh khối vi sinh vật trong bùn (chiếm tới 70% khối lượng cặn bùn) sẽ bị tự phân. Tế bào vi khuẩn có hàm lượng protein rất cao (60-80% so với chất khô), ngoài ra còn có các hợp chất chứa chất béo, hidratcacbon, các chất khoáng…khi bị tự phân sẽ làm ô nhiễm nguồn nước. 3.3 Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt- Biofilter Lọc nhỏ giọt là loại bể lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập nước. Biôphin nhỏ giọt dung để xử lý sinh hóa nước thải hoàn toàn với hàm lượng BOD của nước sau khi xử lý đạt 15 mg/l. Bể biôphin xây dựng dưới dạng hình tròn hay hình chữ nhật có tường đặc và đáy kép. Đáy trên là tấm đan đỡ lớp vật liệu lọc, đáy dưới liền khối không thấm nước. Chiều cao giữa hai lớp đáy lấy khoảng 0,4-0,6 m, độ dốc hướng về máng thu I >= 0,01. Dộ 10 dốc theo chiều dài của máng thu lấy theo kết cấu, nhưng không được nhỏ hơn 0,005. Tường bể làm cao hơn lớp vật liệu lọc 0,5 m. Đặc điểm riêng của bể biophin nhỏ giọt là kích thước của vật liệu lọc không lớn hơn 25-30 mm và tải trọng tưới nước nhỏ 0,5-1,0 m3/(m3.VLL) Các vật liệu lọc có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích là lớn nhất trong điều kiện có thể. Nước đến lớp vật liệu lọc chia thành các dòng hoặc hạt nhỏ chảy thành lớp mỏng qua khe hở của vật liệu, đồng thời tiếp xúc với màng sinh học ở trên bề mặt vật liệu và được làm do vi sinh vật của màng phân hủy hiếu khí và kị khí các chất hữu cơ có trong nước. Các chất hữu cơ phân hủy hiếu khí sinh ra CO2 và nước, phân hủy kị khí sinh ra CH4 và CO2 làm tróc màng ra khỏi vật liệu mang, bị nước cuốn theo. Trên mặt giá mang là vật liệu lọc lại hình thành lớp màng mới. Hiện tượng này được lặp đi lặp lại nhiều lần. Kết quả là BOD của nước thải bị vi sinh vật sử dụng làm chất dinh dưỡng và bị phân hủy kị khí cũng như hiếu khí: nước thải được làm sạch. Nước thải trước khi đưa vào xử lý ở lọc phun (nhỏ giọt) cần phải qua xử lý sơ bộ để tránh tắc nghẽn các khe trong vật liệu. Nước sau khi xử lý ở lọc sinh học thường nhiều chất lơ lửng do các mảnh vỡ của màng sinh học cuốn theo, vì vậy cần phải đưa vào lắng 2 và lưu ở đây thời gian thích hợp để lắng cặn. Trong trường hợp này, 11 khác với nước ra ở bể aeroten: nước ra khỏi lọc sinh học thường ít bùn cặn hơn ra từ aeroten. Nồng độ bùn cặn ở đây thường nhỏ hơn 500 mg/l, không xảy ra hiện tượng lắng hạn chế. Tải trọng bề mặt của lắng 2 sau lọc phun vào khoảng 16-25 m3/ m2.ngày. 3.4 Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện theo nguyên lý hợp khối Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hợp khối cho phép thực hiện kết hợp nhiều quá trình cơ bản xử lý nước thải đã biết trong không gian thiết bị của mỗi mô-đun để tăng hiệu quả và giảm chi phí vận hành xử lý nước thải. Thiết bị xử lý hợp khối cùng một lúc thực hiện đồng thời quá trình xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí. Việc kết hợp đa dạng này sẽ tạo mật độ màng vi sinh tối đa mà không gây tắc các lớp đệm, đồng thời thực hiện oxy hóa mạnh và triệt để các chất hữu cơ trong nước thải. Thiết bị hợp khối còn áp dụng phương pháp lắng có lớp bản mỏng (lamen) cho phép tăng bề mặt lắng và rút ngắn thời gian lưu. Đi kèm với giải pháp công nghệ hợp khối này có các hóa chất phụ trợ gồm: chất keo tụ PACN-95 và chế phẩm vi sinh DW-97-H giúp nâng cao hiệu suất xử lý, tăng công suất thiết bị. Chế phẩm DW-97-H là tổ hợp của các vi sinh vật hữu hiệu (nấm sợi, nấm men, xạ khuẩn và vi khuẩn), các enzym thủy phân ngoại bào (amilaz, cellulaz, proteaz) các thành phần dinh dưỡng và một số hoạt chất sinh học; sẽ làm phân giải (thủy phân) các chất hữu cơ từ trong bể phốt của bệnh viện nhanh hơn ( tốc độ phân hủy tăng 7 - 9 lần và thủy phân nhanh các cao phân tử khó tan, khó tiêu thành các phân tử dễ tan, dễ tiêu), giảm được sự quá tải của bể phốt, giảm kích thước thiết bị, tiết kiệm chi phí chế tạo và chi phí vận hành, cũng như diện tích mặt bằng cho hệ thống xử lý. Chất keo tụ PACN-95 khi hòa tan vào trong nước sẽ tạo màng hạt keo, liên kết với cặn bẩn (bùn vô cơ hoặc bùn hoạt tính tại bể lắng) thành các bông cặn lớn và tự lắng với tốc độ lắng cặn nhanh; nhờ đó, giảm được kích thước thiết bị lắng (bể lắng) đáng kể mà vẫn đảm bảo tiêu chuẩn đầu ra của nước thải. Ưu điểm của công nghệ 12  Đảm bảo loại trừ các chất gây ô nhiễm xuống dưới tiêu chuẩn cho phép trước khi thải ra môi trường.  Tiết kiệm chi phí đầu tư do giảm thiểu được phần đầu tư xây dựng.  Dễ quản lý vận hành.  Tiết kiệm diện tích đất xây dựng.  Có thể kiểm soát các ô nhiễm thứ cấp như tiếng ồn và mùi hôi. Nhược điểm của công nghệ  Chi phí đầu tư ban đầu cao. Với nguyên lý hoạt động nêu trên, Trung tâm CTC đã thiết kế 2 dòng thiết bị xử lý nước thải bệnh viện hợp khối điển hình, dễ dàng triển khai hàng loạt, thích hợp với nhiều địa hình: • Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện V-69 Công nghệ này được Trung tâm CTC thiết kế xây dựng từ năm 1997 tại Bệnh viện V-69 thuộc Bộ tư lệnh lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh (Viện nghiên cứu và bảo quản thi thể Bác Hồ). Từ đó đến nay V-69 được phát triển và hoàn thiện nhiều lần. Chức năng của các thiết bị xử lý khối kiểu V-69 là xử lý sinh học hiếu khí, lắng bậc 2 kiểu lamen và khử trùng nước thải. Ưu điểm của thiết bị là tăng khả năng tiếp xúc của nước thải với vi sinh vật và oxy có trong nước nhờ lớp đệm vi sinh có độ rỗng cao, bề mặt riêng lớn; quá trình trao đổi chất và oxy hóa đạt hiệu quả rất cao. • Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện CN-2000 Trên nguyên lý của thiết bị xử lý nước thải V-69, thiết bị xử lý nước thải CN-2000 được thiết kế chế tạo theo dạng tháp sinh học với quá trình cấp khí và không cấp khí đan xen nhau để tăng khả năng khử nitơ. Thiết bị CN-2000 có công suất 120 - 150 m3/ ngày đêm (trung bình 20 giờ), được ứng dụng để xử lý các nguồn nước thải có ô nhiễm hữu cơ và nitơ. Các thông số nước thải đầu vào: BOD5/COD ³ 0,5, BOD £ 350 mg/l, nồng độ các độc tố có hại cho các quá trình xử lý bằng vi sinh đạt mức cho phép. 3.5 Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện theo mô hình DEWATS 13 Công nghệ DEWATS đã và đang được BORDA phổ biến và phát triển rộng rãi như là một giải pháp hữu hiệu cho xử lý nước thải phân tán từ các cụm dân cư, bệnh viện, khách sạn, trang trại, các lò giết mổ gia súc, gia cầm và cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại các nước đang phát triển. Nguyên lý hoạt động DEWATS- hệ thống xử lý nước thải phân tán, là một giải pháp mới cho xử lý nước thải hữu cơ với qui mô dưới 1000m3/ngày đêm.Hệ thống DEWATS gồm có bốn bước xử lý cơ bản với các công trình đặc trưng: - Xử lý sơ bộ bậc một: Quá trình lắng loại bỏ các cặn lơ lửng có khả năng lắng được, giảm tải cho các công trình xử lý phía sau. - Xử lý bậc hai: Quá trình xử lý nhờ các vi sinh vật kị khí để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và hòa tan trong nước thải. Giai đoạn này có hai công nghệ được áp dụng là bể phản ứng kị khí (BR) có các vách ngăn và bể lắng kị khí (AF). Bể phản ứng kị khí với các vách ngăn giúp cho nước thải chuyển động lên xuống. Dưới đáy mỗi ngăn, bùn hoạt tính được giữ lại và duy trì, dòng nước thải vào liên tục được tiếp xúc và đảo lộn với lớp bùn hoạt tính có mật độ vi sinh vật kị khí cao, nhờ đó mà quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải được diễn ra mạnh mẽ giúp làm sạch nước thải hiệu quả hơn các bể tự hoại thông thường. 14 Bể lọc kị khí với vật liệu lọc có vai trò là giá đỡ cho các vi sinh vật phát triển, tạo thành các màng vi sinh vật. Các chất ô nhiễm hòa tan trong nước thải được xử lý hiệu quả hơn khi đi qua các lỗ rỗng của vật liệu lọc và tiếp xúc với các màng vi sinh vật. Toàn bộ phần kị khí nằm dưới đất, không gian phía trên có thể sử dụng làm sân chơi, bãi để xe,… Điều này rất thích hợp với các khu vực thiếu diện tích xây dựng. - Xử lý bậc ba: Quá trình xử lý hiếu khí. Công nghệ áp dụng chủ yếu của bước này là bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang. Ngoài quá trình lắng và lọc tiếp tục xảy ra trong bãi lọc thì hệ thực vật trồng trong bãi lọc góp phần đáng kể trong xử lý nước thải nhờ khả năng cung cấp ôxy qua bộ rễ của cây xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho các vi sinh vật lớp trên cùng của bãi lọc. Bộ rễ của thực vật cũng là môi trường sống thích hợp cho các vi sinh vật có khả năng tiêu thụ các chất dinh dưỡng có trong nước thải, tăng hiệu quả xử lý của bãi lọc. Ngoài ra, thực vật trong bãi lọc hấp thụ các chất dinh dưỡng như Nitơ và Phốtpho. Nước sau bãi lọc trồng cây thường không còn mùi hôi thối như đầu ra của các công trình xử lý kị khí. Sau một thời gian vận hành, hệ thực vật trong bãi lọc sẽ tạo nên một khuôn viên đẹp cho toàn bộ hệ thống xử lý. - Khử trùng: Hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông được thiết kế để loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh nhờ bức xạ mặt trời xuyên qua lớp nước trong hồ. Tuy nhiên, đối với nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao thì việc sử dụng hóa chất khử trùng là điều cần thiết. HIỆU QUẢ XỬ LÝ: 15 DEWATS được thiết kế theo yêu cầu của khách hàng, dực trên nồng độ chất ô nhiễm vào và yêu cầu chất lượng dòng ra sau xử lý. Hiệu quả xử lý của DEWATS có thể đạt được tiêu chuẩn cho phép loại A đối với nước thải công nghiệp – TCVN 5945 – 2005. 3.6 Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện BIOFASTTM Serie ATC BIOFASTTM là hệ thống xử lý nước thải theo module (modulair packed wastewater treatment system). ATC C/Z là 2 loại chuyên dụng cho các bệnh viện đa khoa từ 30 đến 1000 giường. Đây là hệ thống đáng tin cậy nhất, với chế độ bảo hành miễn phí 3 năm. Hệ thống xử lý nước thải BIOFASTTM 34C/Z có năng lực xử lý 40 m3 nước thải mỗi ngày (quy mô khoảng 200 giường). Nó được thiết kế đặc biệt, để có thể dễ dàng chuyển đổi hoặc nâng dung lượng theo nhu cầu sử dụng của bệnh viện. Hệ thống có các chức năng được mở rộng như xử lý nước cực kỳ nhanh và phân hủy các tạp chất rất hiệu quả. Hệ thống này hoàn toàn tự động, tăng công suất hoặc giảm công suất, để tiết kiệm năng lượng điện và hóa chất (Serie C). Các công đoạn xử lý bao gồm: Lọc sơ, phản ứng vi sinh (bio-reaction), sục khí O2, thu gom và khử mùi hôi khí thải, khử trùng bằng khuếch tán ozone công suất cao, (Riêng ở serie C, hệ thống khử trùng bằng chlorine tự động). 16 Một hệ thống Biofast™ATC gồm có 3 container. Tùy theo dung tích nước thải cần xử lý mà các container sẽ có kích cỡ khác nhau . Loại lớn nhất là cùng kích thước với container 40 feet (2,4m x 2,4m x 12m), năng lực xử lý 80 m3/ngày, tương đương bệnh viện 400 giường. Khi cần dung tích xử lý lớn hơn 100 m3/ ngày đêm, ta lắp thêm các container, hoạt động song song. Các container xử lý nước thải (bệnh viện) được PETECH Corp sản xuất theo chất lượng chuyên dụng , để đạt được tuổi thọ trên 20 năm. Do vậy, toàn bộ khung sườn, bồn chứa, vách ngăn, vỏ ốp ngoài, … đều được làm bằng thép không gỉ SUS 304. Trong trường hợp cần trọng lượng nhẹ và giảm giá thành, chúng tôi cũng có sản phẩm bằng vật liệu nhựa composite (Fiber-glass). Hệ thống Biofast™ATC 34C/Z được sản xuất chuyên dụng cho xử lý nước thải Bệnh viện, được trang bị các thiết bị công nghệ hiện đại nhất. Các công nghệ này đã được ứng dụng thành công tại các nước công nghiệp tiên tiến. BIOFASTTMATC có 4 giải pháp nổi bật là : a. Cơ cấu xử lý vi sinh hoàn hảo và tự động ( EMPerfectTM) : Tại Container 1 và 2 có từ 4 đến 8 bể chứa 3 tầng. Hệ thống bể với các vách 17 ngăn theo “know-how” mới, dòng nước thải sẽ có điều kiện tiếp xúc tối ưu với vi sinh vật tại các tấm giá thể vi sinh . Cũng do cấu trúc đặc biệt giữa các vách ngăn, dòng nước thải sẽ di chuyển từ dưới lên trên, rồi từ trên xuống dưới, liên tục qua từng ngăn. Do đó, phản ứng vi sinh được xảy ra trong điều kiện động, đạt hiệu quả xử lý cao hơn gấp 6 lần, so với điều kiện tĩnh. Yếu tố quan trọng nữa là kết cấu đặc biệt của các vách ngăn này tạo ra được sự lên men Axit và lên men Kiềm, ở từng ngăn khác nhau của bể. Các dòng vi khuẩn khác nhau được ưu tiên phát triển mạnh ở các ngăn khác nhau và nhanh chóng “ăn hết” các chất bẩn trong dòng nước thải.ATC Trong quá trình hoạt động vi sinh, một lượng đáng kể khí metan (CH4), khí H2S và các hơi acid hữu cơ khác sẽ phát sinh. Đây chính là “thủ phạm” gây ra mùi hôi thối, bốc lên làm ô nhiễm không khí trong toàn bệnh viện và khu dân cư lân cận. BIOFASTTM ATC là một hệ xử lý khép kín và có bộ phận thu gom triệt để khí thải rồi khử sạch bằng Ozone. EMPerfectTM là một sáng chế có tác dụng tăng dung lượng xử lý nước thải, giảm lượng bùn tích tụ, giảm thể tích bể và giảm diện tích chiếm dụng mặt bằng cuả Bệnh viện. Hệ thống BiofastTM chỉ sử dụng 25% diện tích mặt bằng, so với các hệ thống khác. Do vậy sẽ tiết kiệm nhiều tỷ đồng cho chi phí mặt bằng đô thị. b. Bể SupAeroTM, tại container số 2: SupAero™ là kỹ thuật “Siêu Sục khí”, do Petech phát triển, trên cơ sở đưa thiết bị đánh bọt siêu tốc (quay 2000 vòng/phút) vào bể “aeroten” truyền thống, qua đó tạo hiệu ứng Sinh học-Động lực (Bio-Kinetic effect). Nhờ “hiệu ứng Bi-Ki”, hiệu quả Oxid hóa sẽ tăng lên từ 5 đến 10 lần, so với bể “aeroten” có cùng thể tích. Do vậy, bể SupAero™ có thể tích gọn nhẹ, chỉ bằng 20% so với bể “Aeroten” thông thường và chi phí điện (sục khí) cũng giảm được 20%. c. Hệ thống SmartO3 TM Serie Z: Là hệ thống Khử trùng “Ozone thông minh”, các sensor và card vi xử lý sẽ điều tiết hoạt động từng module Ozone. Công suất hoạt động sẽ tăng lên khi mật độ tạp chất trong nước thải tăng hoặc lưu lượng dòng thải tăng. Ngược lại, khi tạp chất 18 giảm và lưu lượng dòng nước thải giảm, thì SmartO3 sẽ tự động giảm lượng khí Ozone tương ứng. Nhờ vậy, năng lượng điện rất tiết kiệm (đến 30% , so với hệ thống Ozone thường) và tuổi thọ thiết bị tăng lên, do hạn chế được lượng O3 dư thừa gây lão hóa hoặc phá hỏng thiết bị điện. (Serie C sử dụng SmartChlorine Component để khử trùng, có giá thành hạ) d. Hệ thống RmS™ : RmS™ là hệ thống giám sát Quản lý - Vận hành từ xa, (Remote mini SCADA). Hệ thống này đạt được 3 lợi ích : a. Giúp cho bộ phận quản lý của Bệnh viện được thảnh thơi, nhờ vận hành hoàn toàn tự động, không cần người chăm sóc thường xuyên. b. Giúp cho nhà sản xuất (Petech) biết được tình trạng hoạt động của Hệ thống Biofast™ một cách nhanh chóng và chính xác từng công đoạn. Do vậy, việc bảo hành bảo trì đơn giản và nhanh chóng. c. Giúp cho nhà quản lý (Sở Y tế, Sở Tài nguyên - Môi trường, hoặc cảnh sát môi trường) chỉ cần thông qua mạng Internet/Mobile Net là biết được tình hình hoạt động của Hệ thống Biofast™. 19 Chương 3 HÌNH ẢNH THỰC TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ BỆNH VIỆN Tại bênh viện Chợ Rẫy Bồn chứa dung dịch chlor Tại bệnh viện Gia Định Máy cấp khí Bình sục khí chlor 20