Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới aao trong xử lý nước thải ngành y tế

i LỜI CẢM ƠN Để chuẩn bị tốt cho đồ án tốt nghiệp hoàn thành khóa học 2008 – 2012. Trƣớc tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trƣờng Đại học Nha Trang đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi đƣợc học tập và phát triển những kĩ năng. Và tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô Viện Công Nghệ Sinh học và Môi trƣờng đã truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ ích, quý báu với tất cả lòng nhiệt huyết của mình. Để hoàn thành tốt đợt thực tập và bài báo cáo tốt nghiệp, ngoài cố gắng của bản thân tôi còn nhận đƣợc sự giúp đỡ rất tận tình của thầy PGS.TS Ngô Đăng Nghĩa, cũng nhƣ những lời khuyên giúp tôi hoàn thành tốt bài báo cáo này. Qua thời gian thực tập tại Công ty Cổ phần Tiến bộ Quốc tế, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban Lãnh đạo cùng các cán bộ văn phòng, kỹ thuật đã hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình để tôi hoàn thành tốt đợt thực tập này. Trong thời gian thực tập tại Công ty, tôi đã đƣợc tiếp xúc với nhiều lĩnh vực mới, đƣợc tìm hiểu về các lĩnh vực chính của Công ty, và đƣợc học hỏi phong cách làm việc mang tính chuyên nghiệp của các anh chị trong Công ty. Công ty đã hết sức quan tâm đến việc thực tập của tôi, tạo điều kiện cho tôi tiếp cận thực tế, và có cơ hội áp dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn. Quá trình thực tập tại Công ty giúp tôi luôn cân nhắc bản thân cần cố gắng hơn để hoàn thiện bản thân, hoàn thiện kiến thức thu nhận đƣợc qua đợt thực tập tại Công ty. Mặc dù trong quá trình thực tập và hoàn thành báo cáo tôi đã hết sức cố gắng, nhƣng tôi vẫn không tránh khỏi những thiếu xót và khuyết điểm. Tôi rất mong nhận đƣợc sự thông cảm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô để tôi khắc phục những thiếu xót và hoàn chỉnh bài đồ án đƣợc tốt hơn. Nha Trang, tháng 6 năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Mai ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................. iv DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................... vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................... vii MỞ ĐẦU.............................................................................................................................. 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN .............................................................................................. 4 1.1. NGUỒN NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN ...................................................................... 4 1.2. TÍNH CHẤT, THÀNH PHẦN VÀ LƢU LƢỢNG NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN ................ 4 1.2.1. Tính chất nƣớc thải bệnh viện ....................................................................... 5 1.2.2. Thành phần nƣớc thải bệnh viện ................................................................... 6 1.2.3. Lƣu lƣợng nƣớc thải bệnh viện ..................................................................... 7 1.3. CÁC CÔNG NGHỆ ĐANG ĐƢỢC ÁP DỤNG ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN ............................................................................................................. 9 1.3.1. Yêu cầu chung về công nghệ xử lý nƣớc thải ............................................... 9 1.3.2. Các công nghệ xử lý nƣớc thải .................................................................... 10 1.3.2.1. Công nghệ xử lý chất thải lỏng y tế V-69 .............................................. 10 1.3.2.2. Công nghệ xử lý chất thải lỏng y tế CN-2000........................................ 12 1.3.2.3. Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt Biofilter ............................................. 15 1.3.2.4. Công nghệ xử lý sinh học theo nguyên tắc AAO ................................... 17 1.3.3. So sánh các công nghệ xử lý CTLYT ......................................................... 23 CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 32 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................ 32 2.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ............................................................................................ 32 2.2.1. Công nghệ AAO với đệm vi sinh ................................................................ 32 2.2.2. Công nghệ AAO với màng lọc MBR .......................................................... 36 CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 46 3.1. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI AAO TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI Y TẾ – TRUNG TÂM Y TẾ TP. HỒ CHÍ MINH ................................................. 46 iii 3.1.1. Giới thiệu công nghệ XLNT công suất nhỏ ................................................ 46 3.1.1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 46 3.1.1.2. Ƣu điểm công nghệ XLNT theo nguyên tắc AAO loại công suất nhỏ .. 46 3.1.1.3. Nguyên tắc XLNT công suất nhỏ cho các trung tâm y tế ...................... 47 3.1.1.4. Quy trình vận hành XLNT theo nguyên tắc AAO ................................. 48 3.1.2. Bơm bùn vi sinh và kiểm tra chất lƣợng nƣớc đầu ra ................................. 54 3.1.2.1. Bơm bùn vi sinh ...................................................................................... 54 3.1.2.2. Kiểm tra chất lƣợng nƣớc đầu ra ............................................................ 55 3.1.3. Lắp đặt hệ thống hợp khối FRP ................................................................... 58 3.1.3.1. Thông tin cần xác nhận trƣớc khi thi công lắp đặt ................................. 58 3.1.3.2. Lắp đặt và chôn lấp thiết bị hợp khối cho trung tâm y tế ...................... 59 3.1.3.3. Quy trình kiểm tra vận hành ................................................................... 65 3.1.4. Chi phí vận hành trạm XLNT công suất nhỏ .............................................. 66 3.2. SO SÁNH CHI PHÍ XÂY DỰNG, LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XLNT Y TẾ THEO NGUYÊN TẮC AAO SỬ DỤNG FRP VÀ RC ................... 68 3.2.1. Chi phí thiết bị và vận hành HTXL nƣớc thải bệnh viện theo nguyên tắc AAO sử dụng hệ thống hợp khối FRP ........................................................................ 68 3.2.2. Chi phí xây dựng và vận hành HTXL nƣớc thải bệnh viện theo nguyên tắc AAO sử dụng kiểu RC ............................................................................................................ 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 78 PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 79 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối V-69.................................................. 10 Hình 1.2. Mặt cắt cấu tạo thiết bị V-69 ............................................................................. 11 Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối CN-2000 ........................................... 13 Hình 1.4. Mặt cắt cấu tạo thiết bị CN-2000 ...................................................................... 14 Hình 1.5. Thiết bị CN-2000 đƣợc lắp đặt tại bệnh viện Thanh Nhàn-Hà Nội ................. 15 Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt ............................................................. 16 Hình 1.7. Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt ....................................................................... 17 Hình 1.8. Sơ đồ công nghệ XLNT sử dụng công nghệ AAO+MBR ............................... 17 Hình 1.9. Biểu diễn thời gian thi công của hệ thống FRP ................................................ 20 Hình 1.10. Khoang khử trùng và hóa chất khử trùng dạng viên ...................................... 22 Hình 1.11. Vị trí đặt viên khử trùng trong hệ thống xử lý ................................................ 22 Hình 2.1. Mặt cắt các khoang công nghệ AAO với đệm vi sinh ...................................... 32 Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ AAO với đệm vi sinh ............................................................ 33 Hình 2.3. Cấu tạo khoang công nghệ AAO với màng lọc MBR ...................................... 36 Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ AAO với màng lọc MBR ...................................................... 37 Hình 2.5. Cơ cấu màng lọc MBR ...................................................................................... 39 Hình 2.6. So sánh các quá trình dòng chảy ....................................................................... 40 Hình 2.7. Nguyên lý rửa bề mặt màng lọc MBR .............................................................. 42 Hình 2.8. Biểu đồ biểu diễn hiệu quả loại BOD ............................................................... 43 Hình 2.9. Biểu đồ biểu diễn hiệu quả loại coliform .......................................................... 44 Hình 2.10. Biều đồ biểu diễn hiệu quả loại virus tả .......................................................... 45 Hình 3.1. Sơ đồ nguyên tắc xử lý nƣớc thải cho các trung tâm y tế ................................. 47 Hình 3.2. Mặt cắt công nghệ AAO công suất nhỏ ............................................................ 48 Hình 3.3. Quy trình vận hành trong công nghệ AAO ....................................................... 48 Hình 3.4. Khoang kỵ khí ................................................................................................... 49 Hình 3.5. Khoang thiếu khí – ngăn chứa giá đỡ vi sinh ................................................... 50 Hình 3.6. Khoang hiếu khí – ngăn chứa đệm vi sinh ........................................................ 52 v Hình 3.7. Ngăn khử trùng – viên hóa chất khử trùng ....................................................... 54 Hình 3.8. Bùn hoạt tính trong bể aeroten hoạt động bình thƣờng .................................... 55 Hình 3.9. Bùn hoạt tính dƣới kính hiển vi ........................................................................ 55 Hình 3.10. Bơm bùn vi sinh vào bể hiếu khí .................................................................... 55 Hình 3.11. Lấy mẫu nƣớc đầu ra ....................................................................................... 56 Hình 3.12. Hệ thống xử lý nƣớc thải trƣớc khi lắp đặt ..................................................... 58 Hình 3.13. Đào hố trƣớc khi lắp đặt hệ thống xử lý nƣớc thải ngầm ............................... 59 Hình 3.14. Hệ thống xử lý nƣớc thải sau khi lắp đặt ........................................................ 62 Hình 3.15. Vị trí ống thông hơi ......................................................................................... 63 Hình 3.16. Chôn lấp hệ thống xử lý nƣớc thải .................................................................. 64 Hình 3.17. Mặt bằng sau khi bàn giao hệ thống XLNT.................................................... 65 Hình 3.18. Sơ sồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải bệnh viện ................................ 68 Hình 3.19. Hệ thống hợp khối vật liệu composite ............................................................ 72 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần ô nhiễm của nƣớc thải bệnh viện .................................................... 7 Bảng 1.2. Tiêu chuẩn nƣớc cấp và lƣợng nƣớc thải bệnh viện ........................................... 8 Bảng 1.3. Lƣợng nƣớc sử dụng và số giƣờng của các bệnh viện khảo sát ......................... 9 Bảng 1.4. So sánh các công nghệ xử lý nƣớc thải y tế ...................................................... 24 Bảng A.1. Giá trị C của các thông số ô nhiễm .................................................................. 80 Bảng A. 2. Giá trị của hệ số K ........................................................................................... 81 Bảng A.3. Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ chất ô nhiễm ................................... 82 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AAO : Anaerobic – Kỵ khí; Anoxic – Thiếu khí; Oxic – Hiếu khí BOD5 : Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hóa COD : Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học CTLYT : Chất thải lỏng y tế F/M : Food/Microorganism - Tỉ lệ thức ăn trên số lƣợng vi sinh FRP : Fibeglass Reinfored Plastic - Vật liệu nhựa composite MBR : Membrance Bio Reactor - Bể lọc sinh học bằng màng MF : MicroFiltration - Màng vi lọc MLSS : Mixed Liquor Suspended Solids Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng trong dung dịch bùn hoạt tính, mg/L MPN/100ml : Most Probable Number per 100 mililiters Mật độ khuẩn lạc trong 100ml QCVN : Quy chuẩn Việt Nam RC : Reinfored Concret - Bê tông cốt thép SS : Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VSV : Vi sinh vật XLNT : Xử lý nƣớc thải 1 MỞ ĐẦU 1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đang trở thành vấn đề chung đƣợc quan tâm đặc biệt của tất cả các nƣớc trên thế giới. Các tổ chức Quốc tế, Chính phủ của các nƣớc cũng đã và đang có hƣớng giải quyết nhằm khắc phục hiện trạng ô nhiễm hiện nay. Trong những năm gần đây, các vấn đề môi trƣờng ở nƣớc ta cũng bắt đầu đƣợc chú trọng. Việt Nam đã có Luật Bảo vệ môi trƣờng, Nghị định và những chính sách cụ thể để phát triển kinh tế - xã hội đi đôi với bảo vệ môi trƣờng. Theo đó vấn đề xử lý chất thải y tế đƣợc ƣu tiên giải quyết cấp bách. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của đất nƣớc, trong những năm vừa qua công tác chăm sóc sức khỏe cho nhân dân ngày càng đƣợc coi trọng. Những ứng dụng thành tựu khoa học kỹ thuật, công nghệ của các nƣớc trên thế giới đã góp phần nâng cao trình độ chuyên môn cũng nhƣ khả năng phục vụ của ngành y tế. Ngành y tế cũng là một trong những ngành có cơ sở phục vụ rộng khắp cả nƣớc. Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực của các bệnh viện và các cơ sở y tế thì chúng ta cũng không khỏi băn khoăn về những nguy hại của chất thải y tế, là nguyên nhân gây lây lan các loại bệnh tật qua nguồn nƣớc, qua các loài côn trùng, ngấm xuống nƣớc ngầm, nhiễm khuẩn cho thực phẩm,… nhƣng nguy hiểm nhất là khi các bệnh phẩm bao gồm các tế bào, các mô cơ thể bị cắt bỏ trong quá trình phẫu thuật, tiểu phẫu, bông gạc có dính máu mủ, các dụng cụ y tế nhƣ kim tiêm, ống thuốc,.. nếu không đƣợc xử lý tốt sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho con ngƣời và sinh vật. Theo các tài liệu công bố, Việt Nam hiện có 1.047 bệnh viện với hơn 140 ngàn giƣờng bệnh và hơn 10 ngàn trạm y tế xã đang thải ra khoảng 400 tấn chất thải rắn y tế, hơn 1.000.000 m3 chất thải lỏng hàng ngày. Bộ y tế đã tiến hành đầu tƣ trên diện rộng 700 bệnh viện (22 bệnh viện trung ƣơng, 231 bệnh viện cấp tỉnh, 435 bệnh viện tuyến huyện, 12 bệnh viện tƣ nhân) kết quả là: chỉ có 250/700 bệnh viện có trạm xử lý chất thải lỏng y tế (CTLYT) chiếm 35,7%, 278/700 bệnh viện có hệ thống thu gom nƣớc thải riêng với nƣớc mƣa chiếm 39,7%. Tuy nhiên, chính các 2 chuyên gia y tế cho rằng, tới nay ít có bệnh viện nào triển khai hoàn chỉnh từ khâu thu gom, phân loại và xử lý toàn bộ chất thải y tế. Phần lớn các cơ sở y tế mới chỉ dừng lại ở việc thu gom, xử lý sơ bộ chất thải lỏng không đảm bảo tiêu chuẩn thải, chất thải rắn chƣa đƣợc thu gom, xử lý triệt để. Trong khi đó, theo phân loại của Quy chế quản lý chất thải nguy hại do Thủ tƣớng Chính phủ ban hành thì chất thải y tế là một trong những chất thải nguy hại cần phải xử lý triệt để. Theo báo cáo của Vụ Khoa học và Đào tạo – Bộ Y tế, hiện nay việc quản lý chất thải bệnh viện chƣa đƣợc đồng bộ, chƣa có cơ chế rõ ràng, chƣa phân công, phân cấp cũng nhƣ phối hợp hiệu quả. Việc tổ chức nhân lực trong quản lý và áp dụng công nghệ xử lý nƣớc thải còn nhiều hạn chế, bất cập. Việt Nam đang thiếu và yếu về phƣơng tiện, dụng cụ chuyên dùng cho việc thu gom và xử lý chất thải. Theo kết quả khảo sát của Viện Y học Lao động và Vệ sinh môi trƣờng thì hiện nay nƣớc thải bệnh viện bị ô nhiễm nặng gấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép thải, các chỉ tiêu về vi sinh trong nƣớc thải rất cao. Việc áp dụng công nghệ xử lý chỉ có khoảng một phần ba số bệnh viện tuyến trung ƣơng, tỉnh, ngành, còn hầu hết các bệnh viện tuyến huyện đều chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải bệnh viện. Trƣớc tình hình đó, việc nghiên cứu ứng dụng một công nghệ mới để xử lý CTLYT là hết sức cần thiết và phải đƣợc xem xét nhiều mặt, về kinh tế, kỹ thuật và môi trƣờng. Đối với các thành phố lớn hiện nay quỹ đất để thực hiện xây dựng một quy trình công nghệ xử lý còn hạn chế. Vì thế, việc nghiên cứu ứng dụng một công nghệ có đầy đủ các tính năng cần thiết thay thế cho quy trình công nghệ phức tạp là hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững. 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới AAO trong xử lý nƣớc thải ngành y tế. 3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI - Tìm hiểu, thu thập tài liệu về hiện trạng nƣớc thải bệnh viện. - Đánh giá hiệu quả xử lý của các công nghệ xử lý nƣớc thải bệnh viện đang đƣợc áp dụng. - Giới thiệu công nghệ mới AAO. 3 - Ứng dụng công nghệ mới AAO để xử lý nƣớc thải cho các bệnh viện, các trung tâm y tế ở các thành phố đông dân cƣ. - Đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ mới AAO trong xử lý nƣớc thải y tế. 4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên đồ án tốt nghiệp này chỉ tập trung vào một số phạm vi sau: - Đồ án chỉ nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới AAO cho nƣớc thải bệnh viện. - Mô hình sử dụng cho đồ án là công nghệ xử lý nƣớc thải sử dụng thiết bị hợp khối theo nguyên tắc AAO. - Ứng dụng cho các bệnh viện, các trung tâm y tế của các thành phố lớn ở Việt Nam, và tập trung là thành phố Hồ Chí Minh. 5. Ý NGHĨA KINH TẾ - XÃ HỘI  Ý nghĩa kinh tế - Góp phần hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng cho những bệnh viện chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải đạt chuẩn. - Giảm thiểu sự ô nhiễm môi trƣờng đồng nghĩa với việc bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên.  Ý nghĩa xã hội - Việc xây dựng, lắp đặt công trình XLNT không mang lại hiệu quả kinh tế một cách trực tiếp nhƣng những tác động của nó đến đời sống xã hội là không nhỏ. - Công trình XLNT giải quyết triệt để tính ô nhiễm môi trƣờng của các bệnh viện cũng là góp phần thực hiện xã hội hóa công tác bảo bệ môi trƣờng. - Công trình XLNT hoạt động hiệu quả sẽ làm cho môi trƣờng bệnh viện và các khu vực xung quanh trở nên trong sạch hơn, từ đó sức khỏe và tinh thần của ngƣời dân cũng sẽ đƣợc nâng lên và làm cho ngƣời dân tin tƣởng hơn chủ trƣờng chính sách của Đảng và Nhà nƣớc. - Có một hệ thống xử lý môi trƣờng tốt sẽ nâng cao đƣợc vị thế, uy tín của bệnh viện đối với nhân dân và các đối tác trong các hoạt động chuyên môn. 4 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. NGUỒN NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN Theo kết quả phân tích của các cơ quan chức năng, 80% nƣớc thải từ bệnh viện là nƣớc thải bình thƣờng (tƣơng tự nƣớc 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 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 trƣờng xung quanh. Đặc biệt, nếu các loại thuốc điều trị bệnh ung thƣ hoặc các sản phẩm chuyển hóa của chúng không đƣợc xử đúng mà xả thải ra bên ngoài sẽ có khả năng gây quái thai, ung thƣ cho những ngƣời tiếp xúc với chúng. Nƣớc thải (không kể nƣớc mƣa) của bệnh viện chia thành 2 nguồn sau: - Nƣớc thải sinh hoạt từ các phòng vệ sinh, nhà giặt, phòng xét nghiệm, phòng mổ, khu điều trị, các nhà vệ sinh, nhà ăn, nhà hành chính,… đƣợc thu gom bằng hệ thống đƣờng ống đƣa đến trạm xử lý. - Nƣớc thải các khu chiếu xạ, phòng chụp phim, X quang, phòng thí nghiệm, khu chạy thận đƣợc cách ly riêng trong các bể chứa và bán phân hủy, sau đó đƣợc bơm nhập vào bể thu của nƣớc thải bệnh viện, trộn lẫn với nƣớc thải sinh hoạt để tiếp tục xử lý bằng phƣơng pháp vi sinh. 1.2. TÍNH CHẤT, THÀNH PHẦN VÀ LƢU LƢỢNG NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN Mỗi bệnh viện có thể thải ra khoảng 0.4 – 0.95m3 nƣớc thải trên một giƣờng bệnh trong ngày, tùy thuộc vào khả năng cấp nƣớc, dịch vụ bệnh viện, số lƣợng bệnh nhân và ngƣời nhà… Tuy nhiên, nồng độ chất thải rắn lơ lửng (SS), chất hữu cơ (nhƣ BOD5, COD) và các chất dinh dƣỡng (nhƣ Nitơ, Phốtpho) trong nƣớc thải bệnh viện có thể không cao nhƣ nƣớc thải đô thị. Nồng độ BOD5 thay đổi từ 80-180 mg/l. Lo ngại chủ yếu tập trung vào vi sinh vật (VSV) gây bệnh đƣờng ruột dễ dàng lây truyền qua nƣớc, đặc điểm của nƣớc thải này là chứa rất nhiều VSV, nhất là VSV gây bệnh truyền nhiễm nhƣ tụ cầu vàng (82,5%), trực khuẩn mủ xanh (14,62%), E.coli (51,61%), Enterobacter (19,36%),... Đây đều là những vi khuẩn 5 không đƣợc phép thải ra ngoài môi trƣờng. Nếu chất thải y tế không đƣợc quản lý tốt, nƣớc thải bệnh viện còn chứa nhiều dƣợc phẩm, hóa chất có thể ảnh hƣởng xấu đến hiệu suất của công trình xử lý sinh học. 1.2.1. Tính chất nƣớc thải bệnh viện  Tính chất của nước thải sinh hoạt trong bệnh viện: Nƣớc thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con ngƣời trong bệnh viện, căn tin, nhà vệ sinh…có đặc tính là khi chƣa phân hủy có màu đen, có chứa nhiều cặn lơ lửng, rác từ thức ăn thừa, dầu mỡ và các phế thải khác. Nƣớc thải này có các tác hại nhƣ sau: - Nƣớc thải sinh hoạt có chứa nhiều hợp chất chất hữu cơ, Hydrocacbon, Nitơ, Phốtpho, lƣu huỳnh. Các chất này dễ thối rữa, phân hủy thành các sản phẩm gây ô nhiễm thứ cấp. - Các hợp chất vô cơ trong nƣớc thải sinh hoạt thƣờng không gây ảnh hƣởng đáng kể do nồng độ các chất này trong nƣớc thấp nhƣng nồng độ chloride trong nƣớc thải cao ảnh hƣởng xấu đến quá trình xử lý nƣớc thải. - Nƣớc thải sinh hoạt có chứa hàm lƣợng lớn các VSV, vi khuẩn ký sinh trong ruột ngƣời và động vật nên gây nguy cơ lan truyền ô nhiễm nƣớc mặt và nƣớc ngầm, gây ô nhiễm môi trƣờng. - Qua kết quả báo cáo khảo sát mức độ ô nhiễm tại các bệnh viện cho thấy hầu hết các chỉ tiêu của nƣớc thải vƣợt quá nhiều lần mức cho phép đặc biệt là các chỉ tiêu BOD, Nitơ, Phốt pho, Coliform,…  Tính chất của nước thải bệnh viện: Nƣớc thải bệnh viện phát sinh do quá trình khám, chữa bệnh có đặc tính là khi chƣa phân hủy có màu nâu đỏ, chứa nhiều cặn lơ lửng, hóa chất, thuốc men, vi khuẩn, dung môi trong dƣợc phẩm và các phế thải khác. Nƣớc thải này có tác hại nhƣ sau: - Nếu không đƣợc xử lý đúng mức sẽ gây ô nhiễm trực tiếp cho môi trƣờng nƣớc, làm tích tụ chất độc trong các động vật, thực vật thủy sinh. 6 - Các loại vi sinh và mầm bệnh trong nƣớc thải có khả năng gây nhiễm bệnh trên diện rộng cho ngƣời và động vật. - Các loại dẫn xuất có trong hóa chất, dƣợc phẩm trong nƣớc thải và gây hại về lâu dài cho các sinh vật sống trong nƣớc. Đối với con ngƣời khi tiếp xúc với các chất này sẽ dễ bị các bệnh ngoài da, bệnh thần kinh, bệnh về mắt,… thậm chí cả ung thƣ. 1.2.2. Thành phần nƣớc thải bệnh viện Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải bệnh viện gây ra: - Các chất hữu cơ BOD5, COD. - Các chất dinh dƣỡng của Nitơ, Phốtpho. - Các chất rắn lơ lửng. - Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: Salmonella, tụ cầu, liên cầu, virus đƣờng tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm,… - Các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phân của ngƣời bệnh. - Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị, thậm chí cả chất phóng xạ từ quá trình chụp X-quang. Nhiều nghiên cứu về chất lƣợng nƣớc thải bệnh viện đã đƣợc thực hiện và những phát hiện chính đƣợc tóm tắt trong bảng dƣới đây: 7 Bảng 1.1. Thành phần ô nhiễm của nƣớc thải bệnh viện TT Bệnh viện pH DO H2S BOD5 COD (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) Tổng Tổng Phospho Nitrogen (mg/l) (mg/l) SS (mg/l) 1 Theo tuyến 1.1 Trung ƣơng 6.97 1.89 4.05 119.8 263.2 2.555 46.1 218.6 1.2 Tỉnh 6.91 1.34 7.48 163.9 314.4 1.71 38.9 210 1.3 Ngành 7.12 1.59 4.84 139.2 279.9 1.44 38.9 246 2 Theo chuyên khoa 2.1 Đa khoa 6.91 1.3 5.61 147.6 301.4 1.57 37.2 238 2.2 Lao 6.72 1.63 2.98 143.3 307.3 1.15 46.1 222.2 2.3 Phụ sản 7.21 1.33 7.73 167 321.9 0.99 53.2 251.3 Nguồn: Dự thảo báo cáo quản lý các nguy cơ môi trường của dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện nguồn vốn vay ngân hàng Thế Giới, 11/2009 Các thông số nƣớc thải sau bể phốt (gần 40-60% nƣớc thải từ đầu nguồn). Nƣớc thải bệnh viện đƣợc tạo bởi hai nguồn: nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải bệnh viện, tuy chúng có tính chất khác nhau nhƣng điều là nƣớc thải gây ô nhiễm môi trƣờng, nên cần phải xử lý triệt để trƣớc khi thải ra môi trƣờng. 1.2.3. Lƣu lƣợng nƣớc thải bệnh viện Lƣu lƣợng thải của các bệnh viện trƣớc hết phụ thuộc vào số giƣờng bệnh, điều kiện cấp nƣớc, mức độ hiện đại của bệnh viện, số lƣợng thân nhân của ngƣời bệnh kèm theo và theo mùa (nóng, lạnh, thời điểm bùng phát dịch bệnh). Theo Metcalf và Eddy, tiêu chuẩn thải của bệnh viện là 473 – 908 l/ngày (trị số tiêu biểu 8 là 625 l/ngày) cho một giƣờng bệnh. Ở Việt Nam, lƣợng nƣớc cấp cho mỗi giƣờng bệnh đƣợc sử dụng cho các mục đích khác nhau. Bảng 1.2. Tiêu chuẩn nƣớc cấp và lƣợng nƣớc thải bệnh viện Nguồn: Bộ xây dựng – Thuyết minh xây dựng tiêu chuẩn thiết kế công trình xử lý nước thải bệnh viện, 2009 Qua quá trình khảo sát thực tế và xử lý số liệu thu thập đƣợc cho thấy lƣợng nƣớc thải ra của các bệnh viện phụ thuộc rất nhiều vào chuyên khoa chữa trị, sử dụng nhiều nƣớc nhất là bệnh viện chuyên khoa sản. Vì không thể đo đƣợc lƣu lƣợng nƣớc thải, nên lƣợng nƣớc thải đƣợc tính trên cơ sở lƣợng nƣớc sử dụng hàng tháng và số giƣờng bệnh của bệnh viện, định mức lƣợng nƣớc trên đơn vị mỗi giƣờng dao động từ 250 – 350 lít/ giƣờng.ngày đối với các bệnh viện chuyên khoa (trừ chuyên khoa sản), đối với các bệnh viện đa khoa và chuyên khoa sản lƣợng nƣớc định mức dao động từ 440 – 510 lít/ giƣờng.ngày. 9 Bảng 1.3. Lƣợng nƣớc sử dụng và số giƣờng của các bệnh viện khảo sát Định mức STT Bệnh viện Số giƣờng Lƣợng nƣớc sử (l/giƣờng.ngày dụng (m3/ tháng) đêm) 1 Ung bƣớu 1.250 10.000 269 2 Nhi đồng 2 850 6.800 267 3 Trƣng vƣơng 550 4200 255 4 Nhân dân gia 1.100 14.500 440 định 5 Từ Dũ 1.550 21.800 470 6 Trung tâm y tế 120 3.200 51 50 500 33 quận1 7 Trung tâm y tế quận Phú Nhuận 1.3. CÁC CÔNG NGHỆ ĐANG ĐƢỢC ÁP DỤNG ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN 1.3.1. Yêu cầu chung về công nghệ xử lý nƣớc thải Các yếu tố cơ sở để xác định công nghệ của một hệ thống XLNT bao gồm: - Lƣu lƣợng nƣớc thải đầu vào, với các đặc điểm của nó nhƣ lƣu lƣợng trung bình, hệ số điều hoà,... - Các điều kiện về đất đai và vị trí công trình. - Phải thu gom hết các loại nƣớc thải (trong đó có hai loại chính là nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải y tế có hóa chất, nƣớc thải từ khu vực chạy xạ). Và nƣớc thải chạy xạ phải đƣợc xử lý sơ bộ và gom về khu xử lý. - Phải xử lý triệt để theo các tiêu chuẩn hiện hành là TCVN 7382:2004 (mức I) và tham chiếu QCVN 28:2010 (cột A). 10 - Không gây xáo trộn toàn bộ hoạt động bình thƣờng của các bệnh viện trong quá trình thi công công trình. Không gây mất cảnh quan, không gây ô nhiễm môi trƣờng thứ cấp. - Công nghệ xử lý nƣớc thải hiện đại và có khả năng thích nghi cao, có khả năng cập nhật các thay đổi của bệnh viện. - Giá thành đầu tƣ và vận hành phù hợp, ít phụ thuộc vào yếu tố chủ quan của con ngƣời. Do đó, giải pháp hợp lý tại các bệnh viện là xử lý nƣớc thải theo công nghệ tiên tiến, tối ƣu nhất, tiết kiệm và tận dụng diện tích trạm xử lý hiện có và các công trình có thể cải tạo để đáp ứng yêu cầu về hiệu quả xử lý và công suất xử lý cho các giai đoạn phát triển. 1.3.2. Các công nghệ xử lý nƣớc thải 1.3.2.1. Công nghệ xử lý chất thải lỏng y tế V-69 Sự hình thành và phát triển: năm 1997, áp dụng mô hình thiết bị hợp khối xử lý nƣớc thải lần đầu tiên cho các bệnh viện là công nghệ V-69. Từ đó đến nay V-69 đã đƣợc phát triển và hoàn thiện nhiều lần. Chức năng của các thiết bị xử lý hợp khối kiểu V-69 là xử lý sinh học hiếu khí, lắng bậc 2 kiểu lamella và khử trùng nƣớc thải. HỆ THỐNG BỂ HỢP KHỐI Chất thải lỏng y tế Chất thải lỏng y tế đã xử lý Song+lƣới chắn rác Ngăn thu chất thải lỏng y tế Thiết bị khử trùng Bể điều hoà+ xử lý sơ bộ Bể lắng lamella thứ cấp Hố bơm+hệ thống bơm chìm Bể bùn Thiết bị xử lý aeroliff - aeroten có đệm vi sinh với tải trọng cao Hệ thống thiết bị hợp khối Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối V-69 11 Hình 1.2. Mặt cắt cấu tạo thiết bị V-69 Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý: Nƣớc thải từ nguồn thải đƣợc chảy theo hệ thống ống thu gom chảy vào các hố thu gom nƣớc thải. Trƣớc khi chảy vào hố thu, nƣớc thải chảy qua lƣới chắn rác để tách các cặn rác có kích thƣớc lớn (nylon, giấy…) có lẫn trong dòng nƣớc thải. Tiếp đó nƣớc thải đƣợc đƣa tới bể điều hoà lƣu lƣợng kết hợp làm thoáng sơ bộ (bể cân bằng). Tại bể cân bằng có lắp đặt hệ thống làm thoáng sơ bộ để khuấy trộn nƣớc thải (tránh tạo điều kiện kị khí gây mùi thối) đồng thời để oxy hoá một phần các chất hữu cơ trong nƣớc thải. Từ bể cân bằng nƣớc thải đƣợc bơm lên dàn ống phân phối đều trên diện tích đáy bể của các bể sinh học, nƣớc thải đƣợc trộn đều với không khí đƣợc cấp từ mạng ngoài và qua dàn ống phân phối khí. Hỗn hợp khí nƣớc đi cùng chiều từ dƣới lên qua lớp vật liệu sinh học - màng vi sinh bám trên giá thể. Trong lớp vật liệu lọc xảy ra quá trình khử BOD chuyển hoá các chất hữu cơ ô nhiễm thành những đơn chất vô hại là nƣớc và khí Cabonic, đồng thời chuyển hoá NH 4+ thành NO3- và sau đó là lớp Nitơ tự do. Lớp vật liệu lọc có khả năng giữ lại cặn lơ lửng. Ở bể điều hoà, nhờ đƣợc cấp khí nhẹ một phần COD và BOD5 đƣợc oxy hoá. Quá trình cấp khí nhẹ cung cấp O2 cho quá trình nitrit hoá. 12 Ngăn 2 và 3 của thiết bị là ngăn yếm khí. Tại 2 ngăn này xảy ra các quá trình chuyển hoá yếm khí các hợp chất hữu cơ, đặc biệt là quá trình phản Nitrat hoá gián tiếp. Ngăn 4 của thiết bị đƣợc cấp khí cho quá trình oxy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ, nhờ vậy các chất ô nhiễm hữu cơ trong nƣớc thải đƣợc loại bỏ. Nƣớc thải sau khi đã loại bỏ các chất hữu cơ tại các bồn lọc vi sinh đƣợc đi vào bể trộn hoá chất khử trùng nƣớc để tiệt trùng trƣớc khi thải vào môi trƣờng. Lƣợng Clo dƣ có thể còn trong nƣớc đã khử trùng sẽ đƣợc bay hơi hết sau thời gian đối lƣu trong kênh 20 - 30 phút. Nƣớc đã qua xử lý đạt tiêu chuẩn mức I - TCVN 7382:2004 đi vào hệ thống thoát nƣớc chung của khu vực. Ưu điểm công nghệ thiết bị: - Không tạo ra nhiều bùn, chi phí vận hành hệ thống thấp. - Tăng khả năng tiếp xúc của nƣớc thải với VSV và oxy có trong nƣớc 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. Nhược điểm công nghệ thiết bị: - Chi phí đầu tƣ lớn. - Đòi hỏi năng lực của ngƣời vận hành cao. 1.3.2.2. Công nghệ xử lý chất thải lỏng y tế CN-2000 Trên nguyên lý của thiết bị xử lý CTLYT V-69, thiết bị xử lý CTLYT CN2000 đƣợc thiết kế chế tạo theo dạng tháp sinh học với quá trình cấp khí và không khí đan xen nhau để tăng khả năng khử Nitơ bằng quá trình denitrification. Thiết bị xử lý CTLYT CN-2000 đƣợc ứng dụng để xử lý CTLYT đối với các nguồn chất thải lỏng có ô nhiễm hữu cơ và nitơ. 13 BỂ HỢP KHỐI Mạng thu gom Trạm bơm chất thải Nguồn tiếp nhận Rọ chắn rác Thiết bị khử trùng Ngăn thu chất thải Ngăn điều hòa & xử lý sơ bộ Ngăn bùn lỏng y tế Bể lắng lamella Thiết bị xử lý có đệm vi sinh TB XỬ LÝ HỢP KHỐI CN-2000 Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối CN-2000 Nguyên lý hoạt động và quá trình vận hành thiết bị: Nƣớc thải từ nguồn thải đi vào rọ chắn rác để tách các cặn vô cơ (bùn, cát…), sau đó đƣợc trộn với các chế phẩm vi sinh DW97 với nồng độ DW97 là 2-3mg/l để thủy phân sơ bộ các chất thải hữu cơ và trộn với các chất keo tụ PACN-95 (nồng độ đƣa vào 5-8mg/l) để thực hiện tách sơ bộ cặn lơ lửng và một phần BOD, COD ở ngăn trộn. Phần nƣớc thải đã đƣợc lắng cũng nhƣ phần gạn trong từ bể nén bùn đƣợc đƣa vào ngăn điều hòa và xử lý sơ bộ có lớp đệm vi sinh bám, đƣợc chế tạo từ vật liệu nhựa (hoặc vật liệu hữu cơ khác) có các thông số: độ rỗng > 90%, bề mặt riêng 250300 m2/m3. Modul thiết bị CN-2000 đảm nhiệm quá trình xử lý vi sinh bậc 2. Ở đây trong mỗi modul thực hiện 3 quá trình xử lý vi sinh: + Aeroliff (trộn khí cƣỡng bức) cƣờng độ cao bằng việc dùng không khí thổi cƣỡng bức để hút và đẩy nƣớc thải. + Aeroten kết hợp biofilter dòng xuôi có lớp đệm vi sinh bám ngập trong nƣớc. + Anaerobic dòng ngƣợc với vi sinh lơ lửng. Thời gian lƣu của nƣớc thải trong thiết bị hợp khối xử lý vi sinh bậc 2 là 22,5h. Sau khi qua Modul thiết bị CN-2000 nƣớc thải cùng bùn hoạt hóa chuyển qua