Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng bod5, cod và nh4 đến hiệu quả khử trùng của dung dịch supowa đối với nước thải bệnh viện

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI ------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG BOD5, COD VÀ NH4+ ĐẾN HIỆU QUẢ KHỬ TRÙNG CỦA DUNG DỊCH SUPOWA ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CHUYÊN NGHÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ NGUYỆT HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI ------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG BOD5, COD VÀ NH4+ ĐẾN HIỆU QUẢ KHỬ TRÙNG CỦA DUNG DỊCH SUPOWA ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN NGUYỄN THỊ NGUYỆT CHUYÊN NGHÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: ………………………………………....... NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hướng dẫn 1: PGS. TS. Nguyễn Hoài Châu Hướng dẫn 2: TS. Lê Ngọc Thuấn HÀ NỘI, NĂM 2017 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán bộ hướng dẫn chính: PGS. TS. Nguyễn Hoài Châu Cán bộ hướng dẫn phụ: TS. Lê Ngọc Thuấn Cán bộ chấm phản biện 1: TS. Lê Thanh Sơn Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Mai văn Tiến Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày ….. tháng … năm 201 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Thị Nguyệt ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo trường đại học Tài nguyên và môi trường Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức quý báu trong thời gian học tại trường (2015 – 2017). Để hoàn thành luận văn này, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Hoài Châu và TS. Lê Ngọc Thuấn đã giúp đỡ và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn tới Ban lãnh đạo Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam và phòng Công nghệ Hoá lý môi trường đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi thực tập, hoàn thiên luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị đồng nghiệp đã hỗ trợ tôi nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng BOD5, COD và NH4+đến hiệu quả khử trùng của dung dịch SUPOWA đối với nước thải bệnh viện” và toàn thể các đồng nghiệp đã tạo điều kiện,giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn tới người thân, bạn bè và gia đình đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khoá học. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên Nguyễn Thị Nguyệt iii MỤC LỤC DANH MỤC СÁС TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... v DANH MỤC BẢNG ............................................................................................ vi DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ vii MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của luận văn ............................................................................ 1 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu .................................................................. 2 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ................................................................................. 4 1.1. Nước thải bệnh viện và đặc trưng ô nhiễm ................................................ 4 1.1.1. Đặc điểm ô nhiễm nước thải bệnh viện ...................................................... 4 1.1.2. Quy định về vi sinh trong nước thải y tế ..................................................... 7 1.2. Các phương pháp khử trùng nước thải bệnh viện.................................... 9 1.2.1. Khử trùng bằng clo và hợp chất của nó ...................................................... 9 1.2.2. Khử trùng bằng ozon ................................................................................. 10 1.2.3. Khử trùng bằng tia cực tím (UV) .............................................................. 11 1.2.4. Khử trùng nước thải y tế bằng dung dịch hoạt hóa điện hóa (HHĐH) ..... 11 1.3. Dung dịch HHDH - dung dịch siêu oxy hóa (supowa) ............................ 13 1.3.1. Giới thiệu về dung dịch supowa................................................................ 13 1.3.2. Phương pháp điều chế dung dịch supowa ................................................. 20 1.3.4. Bệnh viện Hữu Nghị - địa điểm lựa chọn ứng dụng supowa để khử trùng..................................................................................................................... 21 1.3.5. Tình hình nghiên cứu trong nước .............................................................. 22 1.3.6. Tình hình nghiên cứu nước ngoài ............................................................. 24 CHƯƠNG II. ĐIỀU KIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 27 2.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................. 27 2.2. Vật liệu và kỹ thuật sử dụng ..................................................................... 27 2.3. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 29 2.3.1. Phương pháp đánh giá hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa ........... 29 iv 2.3.2. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa ................................................................................ 30 2.3.3. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của giá trị pH, amoni, COD và BOD5 trong nước thải đến hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa .......................... 31 2.3.4. Nghiên cứu ứng dụng supowa để khử trùng nước thải bệnh viện ............ 34 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 35 3.1.Hiệu lực khử trùng của dung dịch Supowa trên một số chủng vi sinh gây bệnh thường có trong nước thải bệnh viện .............................................. 35 3.1.1. Hiệu lực khử trùng của Supowa phụ thuộc vào nồng độ các chất oxy hóa và thời gian tiếp xúc ..................................................................................... 35 3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến hiệu lực khử trùng của supowa ..... 38 3.1.3. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả khử trùng của supowa .......................... 40 3.1.4. Ảnh hưởng của hàm lượng amoni đến hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa ................................................................................................................. 42 3.1.5. Ảnh hưởng của hàm lượng BOD5 đến hiệu lực khử trùng của supowa ... 45 3.1.6. Khử trùng trên mẫu nước thải giả định ..................................................... 47 3.2. Ứng dụng supowa để khử trùng nước thải bệnh viện ............................ 49 3.2.1. Thử nghiệm trực tiếp trên mẫu nước thải của Bệnh viện ......................... 49 3.2.2. Thử nghiệm tại trạm xử lý nước thải của Bệnh viện ................................ 52 3.2.3. Xây dựng quy trình khử trùng nước thải bệnh viện sử dụng supowa....... 53 KẾT LUẬN ......................................................................................................... 57 KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 59 PHỤ LỤC ............................................................................................................ 63 v DANH MỤC СÁС TỪ VIẾT TẮT ANK (Activated Neutral Anolyte): Dung dịch anolit trung tính BOD (Biochemical oxygen Demand): Nhu cầu oxy sinh hoá COD (chemical oxygen demand): Nhu cầu oxy hóa học Cs: cộng sự FEM(flow-through electrolytic module): Buồng điện hóa dòng chảy HAAs (Haloacetic acids): Axit Haloacetic HHĐH: Hoạt hóa điện hóa KPH: Không phát hiện FDA (Food and Drug Administration): Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ TDS (Total Dissolved Solids): Tổng hàm lượng khoáng chất TOC (Total Organic Carbon): Carbon hữu cơ tổng số MB-11T: Buồng điện hóa kiểu MB-11T Nguồn DC (Direct Current): Nguồn một chiều ORP (Oxidation reduction potential): Thế oxy hóa khử PAC (Poly Aluminum Chloride): phèn nhôm cao phân tử QCVN: Quy chuẩn Việt Nam SMEWW (Standard Methods for the Các phương pháp chuẩn xét Examination of Water and Waste Water): nghiệm nước và nước thải STEL (được ghép bằng hai từ sterility và electrochemistry): Các thiết bị hoạt hóa điện hóa chuyên sản xuất các dd khử trùng, sát trùng và tẩy rửa Supowa (Super-Oxidized Water): Dung dịch nước siêu oxy hóa Dd: dung dịch DNA (deoxyribonucleic acid): một loại axit nucleic EPA (United States Environmental Protection Agency): Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ Viện CNMT: Viện Công nghệ môi trường vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1. Tiêu chuẩn nước cấp và lượng nước thải bệnh viện ........................ 5 Bảng 1. 2. Giá trị của các chỉ số ô nhiễm.......................................................... 8 Bảng 1. 3. Đặc trưng của dung dịch HHĐH thông thường (dung dịch oxy hoá) và dung dịch supowa ....................................................................................... 15 Bảng 3. 1. Ảnh hưởng của thời gian lưu trữ lên các thông số của supowa .... 39 Bảng 3. 2. Kết quả xác định lượng Coliform còn sống sau khử trùng bằng supowa ở các nồng độ khác nhau .................................................................... 47 Bảng 3. 3. Kết quả xác định lượng vi khuẩn còn sống sau khử trùng bằng supowa ở các nồng độ khác nhau .................................................................... 48 Bảng 3. 4. Kết quả phân tích nước thải trước và sau khử trùng bằng dung dịch supowa nồng độ 1,5 mg/L trong 15 phút ........................................................ 49 Bảng 3. 5. Kết quả sau khử trùng nước thải bệnh viện Hữu Nghị (có bổ sung thêm vi khuẩn) bằng supowa 1,5 mg/L và 2,0 mg/L trong thời gian 15 phút 51 Bảng 3. 6. Kết quả phân tích nước thải trước và sau khử trùng bằng supowa nồng độ 2g/m3 ................................................................................................. 52 Bảng 3. 7. Kết quả phân tích nước thải bệnh viện Hữu Nghị trước và sau khử trùng bằng cloramine B và supowa nồng độ 2g/m3 ........................................ 53 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của một thiết bị sản xuất dung dịch HHĐH từ dung dịch muối ăn .......................................................................... 14 Hình 1. 2. Mô đun buồng điện hoá dòng chảy FEM-3 (a) và mặt cắt dọc, mặt cắt ngang của mô đun (b) ................................................................................ 16 Hình 1. 3. Mô đun buồng điện hoá MB-11 (b) và MB-11T (a) ...................... 16 Hình 1. 4. Sơ đồ quy trình công nghệ điều chế dung dịch supowa có hàm lượng các chất oxy hoá cao sử dụng mô đun MB-11T ................................... 20 Hình 1. 5. Thiết bị Supowa ............................................................................. 21 Hình 1. 6. Cụm buồng điện hoá bao gồm 4 mô đun MB-11T ........................ 21 Hình 1. 7. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Bệnh viện Hữu Nghị ................... 22 Hình 1. 8. Hệ thiết bị ECAWA-60 (a) và ECAWA-D-500 (b) do Viện CNMT thiết kế chế tạo................................................................................................. 23 Hình 1. 9. Sơ đồ thuỷ lực của thiết bị điều chế supowa.................................. 24 Hình 2. 1. Sơ đồ thí nghiệm hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa phụ thuộc vào nồng độ chất khử trùng ................................................................... 29 Hình 2. 2. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa................................................ 30 Hình 2. 3. Sơ đồ thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NH 4+ đến hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa ...................................................... 31 Hình 2. 4. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của giá trị BOD 5 đến hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa ...................................................... 32 Hình 2. 5. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa .................................................................... 34 Hình 3. 1. Hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa phụ thuộc vào nồng độ chất oxy hoá .................................................................................................... 35 Hình 3. 2. Hiệu lực khử trùng của dung dịch supowa và natri hypochlorite có cùng nồng độ và thời gian tiếp xúc ................................................................. 37 Hình 3. 3. Ảnh hưởng của thời gian lưu trữ đến hiệu lực khử trùng của supowa ............................................................................................................. 39 Hình 3. 4. Ảnh hương của pH đến hiệu quả khử trùng của supowa ............... 41 Hình 3. 5. Ảnh hưởng của hàm lượng amoni đến hiệu lực khử trùng của supowa. ............................................................................................................ 43 Hình 3. 6. Ảnh hưởng của hàm lượng BOD5 trong dung dịch đến hiệu quả khử trùng của supowa, so sánh với natri hypochlorite ................................... 45 Hình 3. 7. Sơ đồ quy trình sản xuất dung dịch supowa .................................. 54 Hình 3. 8. Vị trí cấp dung dịch khử trùng ....................................................... 55 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của luận văn Nước thải bệnh viện là một dạng nước thải đặc thù của ngành y tế. Nước thải y tế thường được xả thẳng vào hệ thống thu gom nước thải sinh hoạt khu dân cư. Tuy nhiên, nước thải bệnh viện chứa nhiều tạp chất, các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và đặc biệt là các loại vi trùng gây bệnh. Chúng phát sinh từ rất nhiều nguồn khác nhau như: máu, dịch cơ thể, quần áo bệnh nhân, khăn lau, xét nghiệm, bệnh phẩm giải phẫu, sản nhi, vệ sinh, lau chùi các phòng bệnh,… Do đó, nếu nước thải bệnh viện không được thu gom, xử lý, khử trùng trước khi thải ra môi trường thì sẽ gây ô nhiễm, suy thoái các nguồn nước tiếp nhận, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường đất và có thể phát tán các dịch bệnh ra cộng đồng. Thông thường để khử trùng nước thải bệnh viện người ta thường đưa các chất oxy hóa có tác dụng diệt vi sinh vật ở công đoạn cuối cùng trong công nghệ xử lý. Các tác nhân khử trùng thường được sử dụng là các hợp chất của clo, ozon hay khử trùng bằng tia cực tím. Trong các phương pháp này, các hợp chất của clo phổ biến là clo khí, natri hypoclorit (NaOCl), hay canxi hypoclorit (Ca(OCl)2), được sử dụng nhiều nhất từ hơn một trăm năm nay, nhờ hoạt lực khử trùng mạnh, kỹ thuật dễ thực hiện, có hiệu quả trong việc oxy hóa một số hợp chất hữu cơ và vô cơ trong nước thải, chi phí thấp hơn so với sử dụng tia cực tím và ozone. Ngoài ra, dư lượng clo còn lại trong nước thải có thể duy trì hiệu lực khử trùng, dễ kiểm soát liều lượng và thay đổi một cách linh hoạt,... Tuy nhiên, nhược điểm của việc sử dụng clo như: có tính ăn mòn cao và độc hại; việc lưu trữ, vận chuyển thường có nguy cơ gây ra rủi ro cao; có khả năng tạo ra các sản phẩm phụ độc hại như halogenmethanes và một số chất; một số loài ký sinh đã cho thấy sức đề kháng với liều thấp clo, trong đó có kén hợp tử của Cryptosporidium parvum và trứng của giun ký sinh,… là lý do để các nhà khoa học tiếp tục tìm kiếm chất khử trùng mới có đầy đủ các tính năng ưu việt của clo nhưng có hiệu quả cao hơn và an toàn hơn. 2 Từ năm 2017 đến nay Viện Công nghệ môi trường đã kết hợp với các nhà khoa học Nga nghiên cứu chế tạo sử dụng môđun điện hóa MB-11T sản xuất dung dịch siêu oxy hóa do có thành phần hoạt hóa cao nhưng nồng độ khoáng rất thấp (tiếng Anh là super – oxidized water hay còn được gọi là Supowa) từ nước muối hàm lượng 0,1%. Dung dịch supowa ngoài các chất oxy hóa chứa clo còn chứa nhiều các chất oxy hóa mạnh như oxy nguyên tử, oxy phân tử đơn 1O2, O3, các gốc tự do,… nhờ vậy hạn chế đáng kể sự hình thành các hợp chất halogen hữu cơ. Dung dịch siêu oxy hóa luôn tồn tại ở trạng thái kích thích giả bền, do đó thành phần các chất oxy hóa luôn thay đổi, vì vậy các loài vi sinh vật thực tế không có khả năng thích nghi để chống lại. Chính vì vậy, để đóng góp một phần nghiên cứu ứng dụng dung dịch Supowa trong xử lý nước thải bệnh viện nhằm bảo vệ sức khỏe nhân viên y tế, cộng đồng dân cư và hạn chế đến mức thấp nhất các tác động gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng môi trường tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng BOD5, COD và NH4+ đến hiệu quả khử trùng của dụng dung dịch Supowa đối với nước thải bệnh viện”. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu  Mục tiêu Xác định được sự ảnh hưởng của nồng độ BOD5, COD và NH4+ đến hiệu lực khử trùng của dung dịch Supowa trên đối tượng nước thải bệnh viện. Đưa ra được khoảng nồng độ tối ưu của dung dịch Supowa để khử trùng nước thải bệnh viện.  Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu hiệu lực khử trùng của dung dịch Supowa trên một số chủng vi sinh gây bệnh thường có trong nước thải bệnh viện (tổng coliforms, Vibrio, Salmonella, Shigella); Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của hàm lượng amoni đến hiệu lực khử trùng của Supowa; Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của hàm lượng BOD5, (COD) đến hiệu lực khử trùng của Supowa; 3 Đánh giá hiệu lực khử trùng của Supowa trên mẫu hỗn hợp giả định; Đánh giá hiệu lực khử trùng của Supowa trên mẫu nước thải thực tế của bệnh viện. 4 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Nước thải bệnh viện và đặc trưng ô nhiễm 1.1.1. Đặc điểm ô nhiễm nước thải bệnh viện Nước thải bệnh viện bao gồm phần lớn là nước thải từ nhà vệ sinh, khu vực rửa dụng cụ, nhà ăn, nước thải từ phẫu thuật, điểu trị, khám, chữa bệnh, xét nghiệm, giặt giũ, vệ sinh của người bệnh, nhân viên y tế... Tuy nhiên, nước thải bệnh viện cực kỳ nguy hiểm về phương diện vệ sinh dịch tễ, bởi vì ở bệnh viện tập trung những người mắc bệnh là nguồn của nhiều loại mầm bệnh đã biết hoặc đôi khi còn chưa biết đối với khoa học hiện đại [12]. Nước thải bệnh viện ngoài các thành phần ô nhiễm thông thường còn chứa những tác nhân gây bệnh như: vi khuẩn, vi rút, động vật nguyên sinh gây bệnh, trứng giun… và những tác nhân này đặc biệt nhiều nếu như bệnh viện có khoa truyền nhiễm. Còn nguy hiểm hơn về phương diện dịch tễ là nước thải của các bệnh viện truyền nhiễm, lao và các cơ sở lây nhiễm khác. 1.1.1.1. Lưu lượng thải Theo tiêu chuẩn Việt Nam thì lượng nước cấp tính trên một giường bệnh đối với các bệnh viện và nhà an dưỡng thông thường là 600÷700 L/ngày [19]. Tuy nhiên, lượng nước sử dụng thực tế có thể lớn hơn tiêu chuẩn trên. Theo Metcalf & Eddy thì tiêu chuẩn nước thải của bệnh viện là 473÷908 L/ngày cho một giường bệnh (trị số tiêu biểu là 625 L/ngày cho một giường bệnh) [12]. Ở Việt Nam, lượng nước thải của bệnh viện đa khoa được xác định như trong bảng 1.1. 5 Bảng 1. 1. Tiêu chuẩn nước cấp và lượng nước thải bệnh viện STT Quy mô bệnh viện (số giường bệnh) Tiêu chuẩn nước cấp (l/giường.ngày) Lượng nước thải (m3/ngày) 01 < 100 700 70 02 100 – 300 700 100 – 200 03 300 – 500 600 200 – 300 04 500 – 700 600 300 – 400 05 > 700 600 > 400 06 Bệnh viện kết hợp nghiên cứu và đào tạo > 700 1000 > 500 (Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4470- 87 (1988) [15]) 1.1.1.2. Thành phần ô nhiễm Ngoài những ô nhiễm thông thường, trong nước thải bệnh viện còn có thể có cả các chất khoáng bẩn và các chất hữu cơ đặc thù, đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh nhờn thuốc, rất khó tiêu diệt bằng các phương pháp xử lý thông thường. Lượng chất gây ô nhiễm từ một giường bệnh trong ngày lớn hơn so với lượng chất bẩn từ một người của khu dân cư thải vào hệ thống thoát nước là do việc hòa vào dòng thải không chỉ chất thải từ người bệnh mà còn của bộ phận phục vụ, chất thải của quá trình điều trị: phần thuốc còn lại, máu, các phần cơ quan cơ thể người, hoạt động của nhà giặt, nhà xác…[12]. Thành phần ô nhiễm hóa lý trong nước thải bệnh viện khác với nước thải sinh hoạt là chất gây ô nhiễm tính trên một giường bệnh lớn hơn 2-3 lần lượng chất bẩn gây ô nhiễm tính trên một đầu người đối với nước thải sinh hoạt. Nước thải bệnh viện có nồng độ chất ô nhiễm cao hơn so với nước thải sinh hoạt. 6 Thành phần của nước thải bệnh viện dao động trong ngày do chế độ thải không đều [11]. Các chỉ tiêu hóa lý thường được dùng để đánh giá ô nhiễm của nước thải là nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), chất rắn lơ lửng (SS) và amoni vì từ những chỉ tiêu cơ bản này có thể đánh giá được mức độ ô nhiễm nhiều hay ít. Trong một số trường hợp đặc biệt, người ta đo thêm chỉ tiêu tổng phốt pho và tổng nitơ. Theo Lương Đức Phẩm (2003), các thông số cơ bản để đánh giá chất lượng nước là: độ pH, màu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lửng (huyền phù), oxy hòa tan v.v… và đặc biệt là hai chỉ số COD và BOD [13]. Về mặt các thành phần vi sinh vật, điểm đặc thù của thành phần nước thải bệnh viện khác với nước thải sinh hoạt từ khu dân cư là có thể gây ra sự lan truyền rất mạnh của các vi khuẩn gây bệnh. Về phương diện này đặc biệt nguy hiểm là nước thải của những bệnh viện truyền nhiễm hay những khoa lây của các bệnh viện đa khoa. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO) [28], nói chung, khả năng gây bệnh từ nước thải các bệnh viện đa khoa là tương tự với nước thải bình thường vì nước thải bệnh viện được pha loãng nhiều do yêu cầu về vệ sinh bệnh viện tiêu thụ một lượng nước rất lớn. Tuy nhiên, sự có mặt của các vi khuẩn gây bệnh trong nước thải bệnh viện là rất phổ biến. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nước thải bệnh viện Bootkin thường xuyên phát hiện thấy vi khuẩn Salmonelle paratyphi B, trực khuẩn lỵ [14]. Trong các nguồn nước thải thì nước thải bệnh viện có những nguy hiểm đặc biệt, nhất là nước thải khoa lây. Nếu trong nước thải khu dân cư, tỉ lệ vi khuẩn gây bệnhtrực khuẩn đường ruột là 1/10 4-1/106 thì trong nước thải khoa lây tỉ lệ này là 1/102-1/103 [14]. Nước thải bệnh viện luôn có nguy cơ tiềm tàng các vi khuẩn gây bệnh: Vibrio cholerae, coliforms, Salmonella, Shigella... đặc biệt các chủng này thường kháng với nhiều loại kháng sinh [11]. 7 Trong nước thải, các chất nhiễm bẩn chủ yếu là các chất hữu cơ hòa tan, ngoài ra còn có các chất hữu cơ ở dạng keo và phân tán ở dạng lơ lửng. Các dạng này tiếp xúc với bề mặt tế bào vi khuẩn (trong nước thải vi khuẩn chiếm đa số trong hệ vi sinh vật) bằng cách hấp phụ hay keo tụ sinh học, sau đó sẽ xảy ra quá trình dị hóa và đồng hóa. Quá trình dị hóa là quá trình phân hủy các chất hữu cơ có khối lượng phân tử lớn, có cấu trúc phân tử là mạch dài thành các hợp chất có mạch ngắn, có khối lượng thấp hoặc thành các đơn vị cấu thành, có thể đi qua được màng vào trong tế bào để chuyển vào quá trình phân hủy nội bào (hô hấp hay oxy hóa tiếp) hay chuyển sang quá trình đồng hóa [1]. Do vậy, quá trình xử lý nước thải gồm 3 giai đoạn sau: - Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bề mặt tế bào vi sinh vật. - Khuyếch tán và hấp thụ các chất ô nhiễm nước qua màng bán thấm vào trong tế bào của vi sinh vật. - Chuyển hóa các chất này trong nội bào để sinh ra năng lượng và tổng hợp các vật liệu mới cho tế bào vi sinh vật. Những tác nhân gây bệnh cho người và động vật qua đường nước thường là các vi sinh vật gây bệnh đường ruột. Đặc điểm của các vi sinh vật gây bệnh là sống ký sinh với tế bào vật chủ, phá vỡ tế bào chủ hoặc tiết ra các độc tố làm chết vật chủ [22]. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO) [29], hiện nay chưa có chỉ điểm vệ sinh lý tưởng nhưng nhóm coliform là nhóm vi khuẩn có thể thỏa mãn yêu cầu là một chỉ thị vệ sinh ở một mức độ cao nhất trong số những vi khuẩn được biết. Chúng có đầy đủ các đặc điểm của một chỉ thị vệ sinh theo Lynch và cs (1979)[23]. Để xác định coliform, người ta dựa vào phương pháp phát hiện chứ không dựa vào phân lập vi khuẩn [17]. 1.1.2. Quy định về vi sinh trong nước thải y tế Nước thải y tế bao gồm các thành phần ô nhiễm thông thường và các vi khuẩn gây bệnh có thể lan truyền rất mạnh.Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia 8 về nước thải y tế của Việt Nam (QCVN 28:2010/BTNMT) quy định về chất lượng nước thải y tế khi xả vào nguồn nước đối với một số chỉ tiêu hóa lý và vi sinh vật như sau: Bảng 1. 2. Giá trị của các chỉ số ô nhiễm Thông số TT Đơn vị Giá trị C A B MPN/100mL 3000 5000 1 Tổng coliforms 2 Salmonella Vi khuẩn/100mL KPH KPH 3 Shigella Vi khuẩn/100mL KPH KPH 4 Vibrio cholera Vi khuẩn/100mL KPH KPH 5 COD mg/l 50 100 6 BOD5 mg/l 30 50 7 NH4+ mg/l 5 10 8 pH - 6,5 – 8,5 6,5 – 8,5 (QCVN 28:2010/BTNMT) Ghi chú: - Giá trị C: giá trị tối đa cho phép trong nước thải y tế. - KPH: Không phát hiện - Cột A quy định giá trị C của các thông số và các chất gây ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải y tế khi thải vào các nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. - Cột B quy định giá trị C của các thông số và các chất gây ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải y tế khi thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. - Nước thải y tế xả thải vào hệ thống thu gom nước thải sinh hoạt khu dân cư áp dụng giá trị C quy định tại cột B. Trường hợp nước thải y tế thải vào hệ thống thu gom để dẫn đến hệ thống xử lý nước thải tập trung thì phải được khử trùng, các thông số và các chất gây ô nhiễm khác áp dụng theo quy định của đơn vị quản lý, vận hành hệ thống xử lý nước thải tập trung. 9 - Theo QCVN 28:2010/BTNMT, các loại vi khuẩn lựa chọn để kiểm soát chất lượng nước thải y tế là tổng coliform, Salmonella, Shigella và Vibriocholerae. Trong đó, coliform được coi như một vi sinh vât chỉ thị. 1.2. Các phương pháp khử trùng nước thải bệnh viện 1.2.1. Khử trùng bằng clo và hợp chất của nó  Khử trùng bằng khí clo Công nghệ khử trùng bằng clo khí là phương pháp chính của khử trùng nước trong hơn một thế kỷ qua. Với phương pháp khử trùng này, clo được hấp thụ và phân tán ở trong nước đang được xử lý và các sinh vật mục tiêu sẽ bị tiêu diệt. Về phương diện hóa học, quá trình khử trùng này được bắt đầu bằng phản ứng thủy phân phân tử clo, khi đó các sinh vật bị giết bởi axit hypochlorous (hoặc ion hypoclorit ở pH cao). Cl2 + H2O HOCl + HCl Mặc dù khử trùng bằng khí clo có lợi thế, một số nhược điểm đã trở nên ngày càng quan trọng. Clo không có hiệu quả chống lại Giardia lamblia nang và một số chủng Cryptosporidium, là những vi khuẩn có thể gây bệnh chết người. Clo là một hóa chất nguy hiểm và rất dễ bay hơi nên đòi hỏi phải có biện pháp phòng ngừa đặc biệt trong vận chuyển, lưu giữ và sử dụng một cách an toàn  Khử trùng bằng NaOCl Natri hypochlorite (NaOCl) được biết đến như một dạng dung dịch lỏng của clo mà đạt được kết quả khử trùng tương tự như khí clo. NaOCl từ lâu đã được sử dụng như một chất khử trùng và đã trở nên phổ biến trong vài thập kỷ qua như là một giải pháp thay thế cho khí clo để khử trùng nước uống và nước thải. Hóa học khử trùng về cơ bản giống như với khí clo, bởi các ion hypoclorit (chủ yếu ở pH> 8,5) hoặc axit hypochlorous (chủ yếu ở pH <6,5) tác động lên thành tế bào để cuối cùng tiêu diệt các sinh vật mục tiêu. 10 Mặc dù an toàn hơn khi khử trùng so với khí clo, NaOCl vẫn là một chất độc hại và ăn mòn. Bởi vì cơ chế khử trùng của nó về cơ bản giống như của khí clo, NaOCl thường không có lợi thế hơn so với khí clo đối với khả năng khử trùng, cũng không diệt được Giardia và Cryptosporidium và hình thành sản phẩm phụ khử trùng. 1.2.2. Khử trùng bằng ozon Ozon là một chất oxy hoá rất mạnh, luôn được điều chế tại chỗ. Nó rất không ổn định và không thể lưu trữ theo thời gian. Ozon (O3) được tạo ra bằng cách sử dụng điện áp cao phóng qua một khe hở giữa hai điện cực, qua đó không khí khô và oxy tinh khiết đã được lọc đi qua (phương pháp phóng điện). Dòng năng lượng cao làm cho oxy kết hợp lại thành ozon thông qua phản ứng sau: 3O2  2O3 Ozon khử trùng bằng cách oxi hoá thành tế bào vi sinh, làm tan rã nó và phá huỷ vi sinh vật. Đây là một cơ chế rất khác so với clorine, chất có cơ chế khuyếch tán qua thành tế bào, làm cho tế bào nhạy cảm với sự tấn công của các ezym. Vì lý do này nên ozon khử trùng nhanh hơn nhiều so với clo, ví dụ tiêu diệt E.coli nhanh hơn clo xấp sỉ 3000 lần. Ozon cũng có một số nhược điểm phần lớn bắt nguồn từ bản chất độc hại của nó, đồng thời giá thành thiết bị đắt, vận hành và bảo hành không đơn giản. Trong quá trình sục khí ozon vào nước trong buồng contactor lượng ozon dư thoát ra có nồng độ cao hơn nồng độ ở trong nước. Vì lý do này, những hệ thống ozon được thiết kế thu thập khí dư và đưa nó tới một lò phân huỷ mà ở đó nó bị chuyển đổi trở lại thành khí oxy trước khi giải phóng vào khí quyển. Một nhược điểm liên quan nữa là sự cần thiết trong việc đảm bảo sự phù hợp với luật xây dựng và các bộ luật về hoả hoạn liên quan tới sự tàng trữ chất lỏng, oxy có độ thuần khiết cao.