Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở: Nghiên cứu, thiết kế mô hình hệ thống xử lý nước thải y tế cho các phòng khám tư nhân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN

KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ CHO CÁC PHÒNG KHÁM TƯ NHÂN

Mã số: CS 2013-30

Chủ nhiệm đề tài: TS.Hồ Kỳ Quang Minh

Tp. Hồ Chí Minh, 09/2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN

KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ QUY MÔ NHỎ CHO CÁC PHÒNG KHÁM TƯ NHÂN

Mã số: CS2013-30

Chủ nhiệm đề tài

Xác nhận của chủ tịch hội đồng nghiệm thu đề tài

PGS. TS. Võ Quang Mai

TS.Hồ Kỳ Quang Minh

Tp. Hồ Chí Minh, 09/2014

TÓM TẮT

Nhằm đáp ứng nhu cầu khám chữa bệnh của người dân ngày một đông hơn, giảm tải

cho các bệnh viện, hàng loạt các phòng khám tư nhân được thành lập nhằm giải quyết

phần nào sức ép cho ngành y tế. Tuy nhiên, phần lớn các phòng khám này chưa có hệ

thống xử lý nước thải hoặc nước thải chỉ được xử lý sơ bộ, không đạt tiêu chuẩn đã và

đang gây tác động ô nhiễm nguồn nước rất nhiều do có chứa nhiều vi trùng gây bệnh

và thuốc kháng sinh, thuốc sát trùng. Từ thực tiễn trên, nhóm nghiên cứu đã tiến hành

thu thập mẫu nước thải từ một số phòng khám trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh

nhằm phân tích, xác định đặc tính cơ bản. Kết quả cho thấy hầu hết các chỉ tiêu được

khảo sát đều vượt ngưỡng cho phép. Cụ thể BOD5 từ 69-295 mg/l; COD từ 103-442

mg/l; Nitrat từ 41-75 mg/l; Coliform từ 5000-28.000 MPN/100 ml. Trên cơ sở đó, hệ

thống xử lý nước thải y tế với công suất tối đa 100 l/ngày với tiêu chí nhỏ gọn, không

tạo mùi hôi và tính tự động cao đã được thiết kế.

ABTRACT

Currently, there are many small private clinics in Hochiminh City. However, the waste

water from most of these clinics’s activities still has not been treated with any suitable

treatment system. Untreated waste water from healthcare activities contains a lot of

pollutants such as pathogenic microorganisms and excess pharmaceuticals. Therefore,

the medical waste that potentially could transmit an infectious disease is

termed infectious waste. In this study, we collected waste water from some kinds of

private clinics and analyzed to determine the specifications. The results showed that

most of samples are not match to the prescribed discharge standards and comply with

the legal regulations. Particularly, BOD5 was 69-295 mg/l; COD was 103-442 mg/l;

Nitrat was 41-75 mg/l; Coliform was 5000-28.000 MPN/100 ml. Based on this result,

the waste water treatment system was designed with 100 l/day capacity, small size and

completely automatic.

MỤC LỤC

Tóm tắt ............................................................................................................................ i

Mục lục ........................................................................................................................... iii

Danh mục các từ viết tắt .................................................................................................. v

Danh mục hình .............................................................................................................. vi

Danh mục bảng ............................................................................................................ vii

Mở đầu ............................................................................................................................ 1

Đặt vấn đề ....................................................................................................................... 1

Mục tiêu đề tài ................................................................................................................. 2

Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................ 2

Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................... 2

Ý nghĩa đề tài ................................................................................................................. 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ

LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ ......................................................................... 4

Nguồn gốc phát sinh nước thải ...................................................................................... 4

Thành phần và tính chất nước thải y tế của phòng khám ............................................... 4

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ ...................... 5

Phương pháp cơ học ....................................................................................................... 5

Phương pháp hóa học và hóa – lý .................................................................................. 6

Phương pháp sinh học .................................................................................................... 6

Một số phương pháp xử lý nước thải y tế đang được áp dụng ...................................... 7

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. PHƯƠNG PHÁP CHUNG ................................................................................... 17

2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÒNG KHÁM NHỎ ........ 17

2.2.1. Vật liệu ............................................................................................................... 17

iii

2.2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải y tế .......................... 19

2.2.3. Kết quả phân tích ............................................................................................... 21

2.2.4. Đánh giá kết quả ................................................................................................. 26

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ TÍNH MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC

THẢI Y TẾ CHO PHÒNG KHÁM NHỎ (50 – 100 LÍT/NGÀY-ĐÊM) ................... 27

CƠ SỞ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ........................................... 27

CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ................................................................ 28

Phương án 1 .................................................................................................................. 28

Phương án 2 31

3.2.3. Phân tích, đánh giá và lựa chọn công nghệ 33

3.3. TÍNH TOÁN, THẾT KẾ MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ CHO PHÒNG

KHÁM NHỎ ................................................................................................................ 34

3.3.1. Tính toán lưu lượng ............................................................................................ 34

3.3.2. Tính toán các công trình chính ........................................................................... 35

3.3.3. Tính toán các công trình phụ .............................................................................. 56

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 58

TÀI LIỆU TH M HẢ

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BYT : Bộ Y tế

KCN : Khu công nghiệp

CCN Cụm công nghiệp

ĐTM : Đánh giá tác động môi trường

BCKBCMT : Bản cam kết vảo vệ môi trường

: Nhu cầu oxy hóa sinh học trong 5 ngày BOD5

BTVT : Thuốc bảo vệ thực vật

BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường

COD : Nhu cầu oxy hóa hóa học

HTXLNT : Hệ thống xử lý nước thải

QCVN 08:2008 : Quy chuẩn Việt Nam về nước mặt

TCVN : Tiêu chuẩn Việt nam

TCMT : Tiêu chuẩn môi trường

TNMT : Tài nguyên môi trường

QLTHLVS : Quản lý tổng hợp lưu vực sông

UBND : Ủy Ban Nhân Dân

WHO : World heath organization– Tổ chức Y tế thế giới

WQI : Water quality index- Chỉ số chất lượng nước

QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn

01:2009/BYT uống ban hành năm 2009

ODA : Official Development Assistance – là một hình thức

vốn đầu tư nước ngoài

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

Ụ

H nh 1: Hình 3.1. Sơ đồ qui trình xử lý nước thải y tế phòng khám phương án 1

H nh 2: Hình 3.2. Sơ đồ qui trình xử lý nước thải y tế phòng khám phương án 2

Ụ

Bảng 2.1. Bảng thống kê mẫu thu thập được

Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải y tế

Bảng 2.3. Chất lượng nước thải bệnh viện Đa khoa Biên Hòa, Đồng Nai

Bảng 2.4. Chất lượng nước thải Bệnh viện phụ sản Mê Kông, TP.HCM

Bảng 2.5. Chất lượng nước thải phòng khám đa khoa Tâm n, TP.HCM

Bảng 2.6. Chất lượng nước thải phòng khám đa khoa nh Bảo, TP.HCM

Bảng 2.7. Chất lượng nước thải Phòng khám đa khoa Việt Mỹ TP.HCM

Bảng 2.8. Chất lượng nước thải Hệ thống phòng khám nha EXM, TP.HCM

Bảng 2.9. Chất lượng nước thải Phòng khám nha khoa Tâm Đức, Biên Hòa, Đồng Nai

vii

Bảng 2.10. Chất lượng nước thải Phòng khám nha khoa Sài Gòn, Biên Hòa, Đồng Nai

MỞ ĐẦU

A. ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội, thì nhu cầu cuộc sống của người dân

cũng ngày được nâng cao. Trong đó, việc đáp ứng đầy đủ về mặt vật chất cũng như về

mặt sức khỏe là một nhu cầu hết sức quan trọng trong mỗi con người. Chính vì vậy,

nhu cầu khám chữa bệnh của người dân ngày một đông hơn, khiến cho các bênh viện

lớn quá tải. để giảm tải cho các bệnh viện thì hàng loạt các phòng khám tư nhân được

thành lập nhằm giải quyết phần nào sức ép cho ngành y tế là điều cần thiết.

Điều đáng lo ngại nhất là phần lớn các phòng khám này chưa có hệ thống xử lý

nước thải hoặc nước thải chỉ được xử lý sơ bộ, không đạt tiêu chuẩn đã và đang gây

tác động ô nhiễm nguồn nước rất nhiều. Khác với nước thải công nghiệp, nước thải

nông nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải y tế có chứa nhiều vi trùng gây bệnh và

thuốc kháng sinh, thuốc sát trùng. Các vi trùng gây bệnh có thể tồn tại trong một thời

gian nhất định ngoài môi trường, khi có cơ hội nó sẽ phát triển trên một vật chủ khác

và đó chính là hiện tượng lây lan các bệnh truyền nhiễm. Ngoài ra, các chất kháng sinh

và thuốc sát trùng xuất hiện cùng với dòng nước thải sẽ tiêu diệt các vi khuẩn có lợi và

có hại gây ra sự phá vỡ hệ cân bằng sinh thái trong hệ các vi khuẩn tự nhiên của môi

trường nước thải, làm mất khả năng xử lý nước thải của vi sinh vật nói chung.

Điều đáng nói ở đây là nước thải từ các phòng khám đa khoa (nhỏ) rất ít, việc

đầu tư hệ thống xử lý nước thải khá tốn kém, nên các chủ phòng khám cũng khó khăn

về mặt tài chính trong quá tr nh đầu tư. Từ những nhu cầu thiết thực trên, việc

“Nghiên cứu thiết kế mô hình hệ thống xử lý nước thải y tế cho các phòng khám tư

nhân” với công suất nhỏ gọn là rất cần thiết. Nhằm tìm ra giải pháp xử lý thích hợp xử

lý hiệu quả nước thải y tế, đảm bảo các tiêu chuẩn cho phép khi thải ra môi trường,

góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

B. MỤC TIÊU CỦ ĐỀ TÀI

 Mục tiêu tổng quát

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải y tế cho các phòng khám đạt tiêu chuẩn Việt

Nam trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.

 Mục tiêu cụ thể

Khảo sát tính chất nước thải y tế. -

Đề xuất qui trình xử lý nước thải y tế. -

Đề xuất mô hình thiết kế hệ thống xử lý. -

C. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

Chỉ thiết kế bản vẽ -

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải y tế của phòng khám nhỏ 5-100 lít/ngày-đêm. -

D. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Thu mẫu nước thải ở một số bệnh viện và phòng khám. -

Phân tích, đánh giá đặc tính nước thải y tế. -

Đề xuất các phương án xử lý -

Tính toán thiết kế mô hình xử lý nước thải cho các phòng khám nhỏ công suất -

5-100 lít/ngày-đêm..

E. Ý NGHĨ CỦ ĐỀ TÀI

 Ý nghĩa về mặt kinh tế

Góp phần hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng cho những phòng khám chưa có hệ thống -

xử lý nước thải đạt chuẩn.

Giảm sự ô nhiễm môi trường đồng nghĩa với việc bảo vệ nguồn tài nguyên -

thiên nhiên.

 Ý nghĩa về mặt xã hội

Giảm thiểu tác động đến môi trường, sức khỏe cộng đồng, góp phần nâng cao -

chất lượng cuộc sống của người dân ở khu vực triển khai dự án.

Góp phần nâng cao năng lực và thúc đẩy hoạt động nghiên cứu khoa học của -

giảng viên khoa Khoa học Môi trường, trường ĐH Sài Gòn.

ƯƠ 1

TỔNG QUAN VỀ ƯỚC TH I Y TẾ VÀ

P ƯƠ P P XỬ LÝ ƯỚC TH I Y TẾ

1.1. TỔNG QUAN VỀ ƯỚC TH I Y TẾ

1.1.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải

Nước thải y tế phát sinh từ các nguồn sau:

- Nước thải phát sinh từ hoạt động khám và điều trị bệnh:

+ Nước thải từ phòng điều trị, từ phòng X – quang, các phòng xét nghiệm (phòng mổ, phòng huyết học truyền máu), từ việc lau rửa phòng mổ. Nước thải này được coi là nước thải nguy hại vì có chứa các tác nhân truyền nhiễm.

+ Nước thải nha khoa bao gồm các bệnh phẩm từ hoạt động cạo vôi răng,

nhổ răng, máu, dịch từ hoạt động điều trị nhu chu, chữa các bệnh về răng miệng nên

đa số nhiễm vi khuẩn rất cao.

+ Nước thải nhiễm phóng xạ từ buồng chụp X – quang và khu tráng rửa

phim: Việc sử dụng tia X trong chuẩn đoán h nh ảnh bằng thiết bị chụp X – quang

không trực tiếp tạo ra nước thải nhiễm phóng xạ. Quá trình rửa tráng phim sau khi

chụp là nguồn chính nước thải nhiễm phóng xạ. Nước thải từ quá trình tráng rửa phim

không chỉ nhiễm xạ mà còn chứa hàm lượng kim loại nặng cao. Nước thải này không

được quản lý sẽ là nguồn gây tác động trực tiếp đến các khu vực xung quanh.

Nước thải từ hoạt động vệ sinh phòng làm việc và các trang thiết bị. -

Nước từ hoạt động giặt giũ… -

1.1.2. Thành phần và tính chất nước thải y tế của phòng khám.

Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trường do nước thải y tế gây ra là:

- Các chất hữu cơ : trong nước thải có chứa các chất cặn bã, các chất hữu cơ hòa

tan phát sinh từ hoạt động của con người như ăn uống, vệ sinh, … hay từ quá trình

phân rã tự nhiên của các chất hữu cơ trong các bệnh phầm

- Thành phần vô cơ: thành phần vô cơ có trong các dung dịch thuốc dùng trong

điều trị và sinh hoạt như độ kiềm, clorua, các kim loại nặng, Nitơ, Photpho, Lưu

huỳnh, các chất độc…

Các chất rắn lơ lửng. -

Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: Salmonella, tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu -

hóa, bại liệt, các 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. -

Về tính chất th nước thải y tế gần giống với nước thải sinh hoạt nhưng xét về

độc tính thì loại nước này độc hại hơn nước thải sinh hoạt gấp nhiều lần. Trong nước

thải y tế có chứa một lượng lớn các vi sinh vật gây bệnh. Các vi sinh vật gây bệnh có

trong nước thải được ra ngoài, khi gặp điều kiện môi trường thuận lợi sẽ không bị tiêu

diệt mà còn sinh trưởng và phát triển mạnh mẽ hơn và càng trở nên khó tiêu diệt hơn.

Nước thải từ khu vực điều trị, khu vực giặt, khu vệ sinh có chỉ số Coliform

thường cao hơn nước thải sinh hoạt, ngoài ra còn chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh nguy

hiểm như tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, lao, gan… trứng giun sán, nấm mốc, rong rêu

tảo…Nước thải này có tính chất đặc biệt nguy hại nếu không có phương án xử lý triệt

để. hi đưa ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nước mặt, ảnh hưởng đến nước

ngầm trong khu vực. Gây mất vệ sinh và làm giảm chất lượng môi trường khu vực nội

bộ phòng khám.

1.2. TỔNG QUAN VỀ P ƯƠ P P XỬ LÝ ƯỚC TH I Y TẾ

1.2.1. Phương pháp cơ học

Quá trình xử lý cơ học còn gọi là quá trình tiền xử lý thường được áp dụng ở

giai đoạn đầu của qui trình xử lý. Xử lý cơ học nhằm loại bỏ các tạp chất không hòa

tan chứa trong nước thải và được thực hiện ở các công trình xử lý: song chắn rác, bể

lắng cát, bể lắng, bể lọc, bể điều hòa…

Phương pháp xử lý cơ học có thể loại bỏ được đến 60% các tạp chất không hòa

tan có trong nước thải và giảm nhu cầu oxy sinh hóa (B D) đến 30%. Để tăng hiệu

suất của các công trình xử lý cơ học có thể sử dụng biện pháp làm thoáng sơ bộ…

Hiệu quả xử lý có thể lên tới 75% tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và 40 – 50% BOD.

1.2.2. Phương pháp hóa học và hóa – lý

Phương pháp hóa học và hóa – lý chủ yếu được ứng dụng để xử lý nước thải

công nghiệp.

Các phương pháp xử lý hóa học và hóa – lý gồm: trung hòa – kết tủa cặn, oxy

hóa khử, keo tụ bằng phèn nhôm, phèn sắt, tuyển nổi, hấp phu, trao đổi ion,…

1.2.3. Phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học thường là giai đoạn xử lý bậc hai

sau xử lý cơ học hoặc sau xử lý hóa học. Cơ sở của phương pháp sinh học là dựa vào

khả năng oxy hóa và phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của vi sinh vật

(VSV) trong điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo.

Các công trình xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên gồm có: hồ sinh vật, hồ

sinh học với thực vật nước (lục bình, lau, sậy, tảo,…), cánh đồng tưới, cánh đồng lọc,

bãi lọc cây trồng, đất ngập nước, …

Các công trình xử lý trong điều kiện nhân tạo gồm có:

Với quá trình vi sinh vật hiếu khí lơ lửng oxy hóa các chất hữu cơ trong nước -

thải ở trạng thái lơ lửng:

+ Bể bùn hoạt tính (aeroten).

+ Mương oxy hóa.

+ Bể bùn hoạt tính mẻ (SBR).

+ Hồ sinh học thổi khí

- Với quá trình vi sinh vật hiếu khí dính bám với các giá thể (vật liệu lọc dính

bám) oxy hóa các chất hữu cơ với sự tham gia của màng sinh học dính bám tại giá thể

gồm:

+ Các loại bể lọc sinh học: bể lọc sinh học nhỏ giọt, bể lọc sinh học cao tải, tháp

lọc sinh học.

+ Bể tiếp xúc sinh học quay (RBC).

- Ngoài ra còn ứng dụng quá trình VSV kỵ khí lơ lửng để xử lý nước thải có hàm

lượng chất hữu cơ cao như bể U SB và cũng ứng dụng quá trình VSV kỵ khí dính

bám như các loại bể lọc sinh học kỵ khí.

1.2.4. Một số phương pháp xử lý nước thải y tế đang được áp dụng

Một hệ thống xử lý nước thải y tế phải đảm bảo được các tiêu chuẩn sau:

- Giảm nồng độ các tác nhân gây ô nhiễm xuống dưới tiêu chuẩn cho phép.

- Tiết kiệm diện tích đất xây dựng: Công tr nh được xây dựng bằng bê tông cốt

thép toàn khối, lắp đặt sẵn bằng thép hoặc vật liệu composit chịu được tác động cơ học.

Việc xây dựng hợp khối các công tr nh tạo điều kiện dề vận hành cũng như thu mùi để

xử lý, bảo đảm cảnh quan trong khu vực BV và khu dân cư. Đối với công tr nh xây

dựng bằng bê tông cốt thép, nhiệt độ nước thải trong đó được ổn định, đảm bảo tốt cho

các quá tr nh xử lý sinh học diễn ra. Các công tr nh cũng được thiết kê đảm bảo chế độ

tự chảy và hạn chế đến mức tối đa việc sử dụng máy bơm và các thiết bị cấp thoát nước

khác.

- Có khả năng đầu tư

Một số phương pháp xử lý nước thải y tế tiêu biểu đang được áp dụng:

Ao hồ sinh học. -

Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank . -

Công nghệ sinh học nhỏ giọt- Biofilter -

Công nghệ xử lý nước (XLNT) thải y tế theo nguyên lý hợp khối. -

Công nghệ xử lý nước thải y tế theo mô hình DEWATS. -

1.2.4.1. Ao hồ sinh học

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. Dựa vào đặc tính tồn tại và tuần hoàn của vi sinh vật và cơ

chế xử lý mà người ta chia thành 3 loại hồ: hồ kỵ khí, hồ tùy tiện và hồ hiếu khí.

a. 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 ô nhiễm nặng, 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 tr 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 ch m, đảm bảo việc phân bố cặn lắng đồng đều trong hồ. Cửa tháo nước ra

khỏi hồ phải thiết kế theo kiểu thu nước bề mặt và có ngăn để bùn không thoát ra cùng

với nước.

b. Hồ tùy tiện

Là một loại hồ thường gặp trong tự nhiên, nó được 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 hữu cơ và quá tr nh phân hủy metan cặn lắng. Xét theo chiều sâu của hồ 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 oxy hòa tan chỉ xâm nhập có hiệu quả ở độ sâu 1m nên nguồn oxy hòa tan

chủ yếu ở lớp nước phía trên.

Quá trình phân hủy kỵ khí lớp bùn ở đáy hồ phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ.

Quá tình 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 dưới và ở giữa là tầng phân cách.

Nhìn chung tầng phân cách nhiệt là không có lợi, bởi v 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 thiếu oxy và hồ bị quả tải chất hữu cơ. Trong trường hợp này thì

sự xáo trộn là cần thiết để tảo phân tán tránh sự tích tụ. Tầng phân cách đôi khi cũng

có lợi, vào những ngày hè do sự quang hợp của tảo, tiêu thụ nhiều CO2 làm cho pH

của nước hồ tăng lên. hi đó tốt nhất là không nên xáo trộn hồ để cho các vi khuẩn ở

đáy được che bởi tầng phân cách.

Các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng tới sự xáo trộn là gió và nhiệt độ.

Khi gió thổi sẽ tạo 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 nhỏ.

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.

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 là 1:1 hoặc 2:1. Ở những vùng có nhiều gió nên làm hồ

có diện tích rộng, còn ở vùng ít gió nên làm hồ có nhiều ngăn. Nếu đất đáy hồ dễ thấm

nước thì phải phủ lớp đất sét dày 15cm. Bờ hồ có đáy dốc nên trồng cỏ trên bờ hồ.

c. 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 hiếu khí làm thoáng tự nhiên và hồ hiếu

khí làm thoáng nhân tạo.

Hồ hiếu khí làm thoáng tự nhiên: oxy cần thiết cho quá trình 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.

Hồ hiếu khí làm thoáng bằng nhân tạo: nguồn oxy cũng cấp cho quá trình sinh

hóa từ các thiết bị như bơm khí nén hoặc máy khuấy cơ học. V 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 lưu nước trong hồ khoảng 1-3 ngày. Do chiều sâu hồ lớn nên việc làm

thoáng cũng khó đảm bảo toàn phần nên chúng làm việc như hồ tùy tiện.

1.2.4.2. Bể phản ứng sinh học hiếu khí-Aerotank

Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank là công trình bê tông cốt thép hình

khối chữ nhật hoặc h nh tròn, cũng có trừơng hợp người ta chế tạo các Aerotank bằng

sắt thép 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 oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hóa các chất 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 erotank. Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn

bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần dần hình thành các hạt cặn bông. Các hạt

này dần dần to và lơ lửng trong nước. Chính vì vậy xử lý nước thải ở erotank được

gọi là quá trình xử lý với sinh vật lơ lửng. 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 oxy 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 lượng oxy dùng cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ th

phải luôn luôn đảm bảo việc thoáng gió. Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không

khí cần cấp phụ thuộc vào độ ẩm và 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).

Quá trình oxi hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong aeroten qua ba giai đoạn:

Giai đoạn thứ nhất: tốc độ oxy hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxy. Ở giai đoạn này -

bùn hoạt tính hình thành và phát triển. Hàm lượng oxy 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 ít. Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường,

chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân. Vì vậy, lượng tiêu thụ oxi tăng cao dần.

- Giai đoạn hai: vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxy 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 thời gian tiếp theo. Điểm cực đại của enzym oxy 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.

Giai đoạn thứ ba: sau một thời gian khá dài tốc độ oxy hóa chậm (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 amôn. Sau cùng, nhu cầu oxy lại giảm và cần phải kết thúc

quá trình làm việc của aerotank.

Nếu không khuấy đảo hoặc thổi khí sau khi oxy hóa được 80-95% BOD trong

nước thải, bùn hoạt tính sẽ lắng xuống đáy và 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.

1.2.4.3. Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt

Lọc nhỏ giọt là loại bể lọc sinh học với vật liệu tiếp xúc không ngập nước. Bể

lọc sinh học xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí mức độ hoàn toàn

hoặc không hoàn toàn. Bể hoạt động theo nguyên tắc vi sinh vật dính bám trên vật rắn

và hình thành màng lọc sinh học. Bể được cấp gió tự nhiên hoặc cấp gió nhân tạo. Đối

với bể lọc sinh học nhỏ giọt, BOD5 của nước thải đưa vào bể lọc sinh học không được lớn hơn 200mg/l, tải trọng thủy lực q lấy 1 - 3 m3/m3 vật liệu/ ngày.

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 và 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. 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.

Đặc điểm dây chuyển công nghệ XLNT có bể lọc sinh học nhỏ giọt là: hông

cần hổi lưu bùn từ bể lắng thứ cấp về bể lọc, không cần máy thổi khí.

1.2.4.4. Các công trình xử lý nước thải hợp khối

Do nước thải BV và các cơ sở y tế, ngoài hàm lượng chất hữu cơ cao, lượng

nitơ, amoni cũng rất lớn, mặt khác lưu lượng nước thải cần xử lý nhỏ nên hiện nay

người ta thường tích hợp các quá tr nh XLNT trong các modun dạng bể bê tông xây tại

chỗ hoặc chế tạo sản bằng các loại vật liệu composite cốt sợi thủy tinh (FRP), thép

không gỉ... Bể hoạt động theo nguyên tắc (thiếu khí - noxic và hiếu khí - Oxic).

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.

Nhằm tăng cường hiệu quả xử lý củng như giảm kích thước công tr nh, người ta

thường áp dụng các tiến bộ mới về công nghệ như dùng giá thể di động để vi sinh vật

XLNT dính bám và sinh trưởng trên đó hoặc ứng dụng màng siêu lọc (UF) trong hệ

MBR (Membrane Bio-Reactor) thay cho quá tr nh lắng thứ cấp và khử trùng.

Đi kèm với giải pháp công nghệ hợp khối này có các hóa chất phụ trợ gồm: chất

keo tụ P CN-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 P CN-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.

Các loại công trình XLNT hợp khối hiện nay đang được ứng dụng để XLNT y

tế là các bể johkasou của Nhật Bản, bể biofast... vật liệu FRP hoặc bể CN2000.V69...

bằng thép.

1.2.4.5 Công nghệ xử lý nước thải y tế theo mô hình DEWATS

Đây là một trong những phương pháp XLNT truyền thống cho hiệu quả tương

đối cao với chi phí quản lý thấp. Công nghệ này sử dụng các quá tr nh xử lý lên men

kỵ khí và hiếu khí trong điểu kiện tự nhiên mà không có các quá tr nh cung cấp khí

cưỡng bức. hí được cấp cho các hệ vi sinh vật trong hệ thống xử lý thông qua quá

tr nh làm thoáng tự nhiên trong các hồ sinh học cũng như các bãi lọc ngập nước có

trồng cây.

Hệ thống DEW TS gồm 4 bước xử lý cơ bản:

Xử lý sơ bộ bậc một: Quá tr nh lắng loại bỏ các cặn lơ lửng có khả năng lắng -

được, giảm tải cho các công tr nh xử lý phía sau.

Xử lý bậc hai: Quá tr nh 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 kỵ khí (BR) có các vách ngăn và bể lọc kỵ khí ( F).

+ Bể phản ứng kỵ 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 tr , dòng nước thải vào

liên tục được tiếp xúc và đảo lộn với lớp bùn hoạt tính có mật độ vi sinh vật kỵ khí cao,

nhờ đó mà quá tr nh 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.

+ Bể lọc kỵ 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 tr nh xử lý hiếu khí. Công nghệ áp dụng chủ yếu của bước

này là bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang. Ngoài quá tr nh lắng và lọc tiếp tục

xảy ra trong bãi lọc th hệ thực vật trồng trong bãi lọc góp phần đáng kể trong xử lý

nước thải nhờ khả năng cung cấp oxy 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 tr nh 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.

- hử 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 th việc sử dụng hóa chất khử trùng là

điều cần thiết.

ƯƠ 2

P ƯƠ P P IÊ ỨU

2.1. P ƯƠ P P CHUNG

- Nghiên cứu tư liệu: sưu tầm và tổng hợp các tài liệu về nguồn phát sinh, tính

chất ô nhiễm và các phương pháp xử lý nước thải y tế hiện nay.

- hảo sát, lấy mẫu tại các phòng khám.

-, Photphat, moni, pH, tổng Coliform) theo qui chuẩn của BTNMT 28:2010

- Phương pháp phân tích các chỉ tiêu nước thải y tế (B D5, COD, SS, NO3

trong phòng thí nghiệm.

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn Việt Nam loại dựa theo các phương pháp tính toán thiết kế của Lâm Minh Triết (2010), Lương Đức

Phẩm (2007, 2009), Hồ Lê Viên (2006)

2.2. Ơ SỞ LÝ T UYẾT O XỬ LÝ ƯỚ T I P Ò K Ỏ

Do đặc thù khám và chữa bệnh, nước thải y tế bao gồm nước thải từ phẫu thuật,

điểu trị, khám, chữa bệnh, xét nghiệm, giặt giũ, vệ sinh của người bệnh, nhân viên y

tế.... Nước thải bị ô nhiễm về mặt hữu cơ và vi sinh vật... tạo nên nguy cơ ô nhiễm, lây

lan dịch bệnh cho cộng đổng. Có nhiều chỉ tiêu để đánh giá chất lượng nước thải y tế

theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế, nhưng do điều kiện kinh tế và thời

gian hạn hẹp nên tôi chỉ chọn một số chỉ tiêu đặc trưng: pH, TSS, B D5, COD, Nitrat,

Phosphat, moni, Tổng coliforms.

Việc phân tích các chỉ tiêu trên để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải y tế (nước thải phòng khám nhỏ) để đưa ra phương pháp xử lý cho phù hợp nhằm đem lại hiệu quả xử lý và giảm kinh phí.

2.2.1. Vật liệu

2.2.1.1. Dụng cụ và thiết bị:

- Tủ điều nhiệt B D ở 200C ± 10C

- Chai BOD 300ml

- Buret

- Pipet

- Giấy lọc

- Bát

- Ống nghiệm có nút vặn

- Erlen 100ml, 250ml

- Máy C D ở 1500C

- Bếp đun

- Máy đo quang

- Đĩa petri

- Máy chưng cất

- Máy đo DO

- Máy đo pH

2.2.1.2. Hóa chất

- Nước cất

- Natri nitrua

- Axit axetic

- xit sunfuric đậm đặc

- Dung dịch kiềm

- Axit ascobic

- Molipdat trong axit, dung dịch I

- Dung dịch đệm phosphate

- Dung dịch MgS 4

- Dung dịch CaCl2

- Dung dịch FeCl3

- Dung dịch NH4Cl

- K2Cr2O7

- FAS

- AgSO4 – H2SO4

- Ferroin

- Đá bọt

- Axit boric

- MgO

- Dung dịch Na H

- Axit HCl

- Tryptone Soya Agar

- Violet Red Bile Agar

- Brilliant Green Bile Agar

2.2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải y tế.

2.2.2.1. Phương pháp thu mẫu

Để phân tích được các chỉ tiêu của nước thải th mẫu phải được lấy trực tiếp từ

bể tiếp nhận toàn bộ nước thải của bệnh viện, phòng khám chưa qua hệ thống xử lý.

Mẫu được lấy vào chai nhựa 2 lít đã được súc rửa bằng chính nguồn nước thải cần lấy

và được bảo quản lạnh 40C và đưa về phòng thí nghiệm trường Đại học Sài Gòn lưu trữ

và phân tích.

Bảng 2.1. Bảng thống kê mẫu thu thập được

Nơi lấy mẫu Địa chỉ í hiệu mẫu Đặc điểm của mẫu

M01 đen

98/487 Phạm Văn Thuận, TP.Biên Hòa, Đồng Nai

BV Đa khoa Biên Hòa BV Phụ sản Mê ông 243 – 243 – 243B Hoàng Vặn, M02

vàng M03

M04

Phòng khám đa khoa Việt Mỹ, TPHCM Phòng khám đa khoa nh Bảo, TPHCM quận Tân B nh, Tp. HCM Số 2 Hoàng Hoa Thám, quận B nh Thạnh, Tp. HCM Số 169 Nguyễn iệm, phường 3, quận Gò Vấp, Tp. HCM

vàng M05

321 Nguyễn Sơn, P. Phú Thạnh, Q. Tân Phú, Tp. HCM Màu nhạt Có màu đen đục Màu nhạt Màu đen nhạt, cặn lơ lửng Màu nhạt

vàng M06

Lô MD0 , Nguyễn Lương Bằng, quận 7, Tp. HCM

M07

Phòng khám đa khoa Tâm An, TPHCM Hệ thông phòng khám nha EXM, TPHCM Phòng khám nha khoa Tâm Đức 2119 Nguyễn Ái Quốc, P. Trung Dũng, TP. Biên Hòa, Đồng Nai

M08

Phòng khám nha khoa Sài Gòn Màu nhạt vàng Màu nhạt, cặn lơ lửng Màu đen rất nhạt

8-8B Nguyễn Ái Quốc, P , P.Tân Tiến, TP. Biên Hòa, Đồng Nai

2.2.2.2. Phương pháp phân tích mẫu

Mẫu được phân tích trực tiếp tại Phòng thí nghiệm khoa hoa Học Môi Trường

trường Đại học Sài Gòn.

Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải y tế

STT Chỉ tiêu

pH 1

2 BOD5

Phương pháp TCVN 6492:1999 (ISO 10523:1994) Chất lượng nước - Xác định pH TCVN 6001 - 1:2008: Phương pháp pha loãng và cấy có bổ sung allylthiourea;

COD 3

4 N-NO3

5 P-PO4

6 N-NH4

TSS 7

Tổng Coliform 8

TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) TCVN 6180:1996 (ISO 7890 – 3:1988) - Chất lượng nước - Xác định nitrat - Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic TCVN 202 : 2008: Xác định Phosphate - Phương pháp đo phổ dùng amonimolipdat TCVN 5988:1995 (ISO 5664:1984) Chất lượng nước - Xác định amoni Phương pháp chưng cất và chuẩn độ TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thuỷ tinh TCVN 6187 - 2:1996 (ISO 9308 - 2:1990) Chất lượng nước - Phát hiện và đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt và escherichia coli giả định - Phần 2: Phương pháp nhiều ống

2.2.3. Kết quả phân tích

Bảng 2.3. Chất lượng nước thải bệnh viện Đa khoa Biên Hòa, Đồng Nai

QCVN 28:2010/BTNMT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Kết quả

Loại A

8,1 pH - 6,5-8,5 Đạt

242 mg/l 30 Vượt 8,1 lần BOD5

339 mg/l 50 Vượt 6,8 lần

75 COD - mg/l 30 Vượt 2,5 lần NO3

20 Phosphate mg/l 6 Vượt 3,3 lần

16 Amoni mg/l 5 Vượt 3,2 lần

85 TSS mg/l 50 Vượt 1,7 lần

Tổng coliforms MPN/100ml 28000 3000 Vượt 9,3 lần

Bảng 2.4. Chất lượng nước thải Bệnh viện phụ sản Mê Kông, TP.HCM

QCVN 28:2010/BTNMT Kết quả Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị

Loại A

7,9 pH - 6,5-8,5 Đạt

225 mg/l 30 Vượt 7,5 lần BOD5

337 mg/l 50 Vượt 6,8 lần

69 COD - mg/l 30 Vượt 2,3 lần NO3

17 Phosphate mg/l 6 Vượt 2,8 lần

18 Amoni mg/l 5 Vượt 3,6 lần

110 TSS mg/l 50 Vượt 2,2 lần

Vượt 1,9 lần Tổng coliforms MPN/100ml 10200 3000

Bảng 2.5. Chất lượng nước thải phòng khám đa khoa Tâm n, TP.HCM

QCVN 28:2010/BTNMT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Kết quả

Loại A

pH - 6,5 Đạt 6,5-8,5

mg/l 91 Vượt 3 lần 30 BOD5

mg/l 136 Vượt 2,7 lần 50

COD - mg/l 41 Vượt 1,4 lần 30 NO3

Phosphate mg/l 10 Vượt 1,7 lần 6

Amoni mg/l 9 Vượt 1,8 lần 5

TSS mg/l 61 Vượt 1,2 lần 50

Vượt 1,3 lần Tổng coliforms MPN/100ml 4000 3000

Bảng 2.6. Chất lượng nước thải phòng khám đa khoa nh Bảo, TP.HCM

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Kết quả

pH - 6,8 Đạt QCVN 28:2010/BTNMT Loại A 6,5-8,5

mg/l 69 Vượt 2,3 lần 30 BOD5

mg/l 103 Vượt 2,1 lần 50

COD - mg/l 41 Vượt 1,3 lần 30 NO3

Phosphate mg/l 9 Vượt 1,5 lần 6

Amoni mg/l 4 Đạt 5

TSS mg/l 95 Vượt 1,9 lần 50

Vượt 1,7 lần Tổng coliforms MPN/100ml 5100 3000

Bảng 2.7. Chất lượng nước thải Phòng khám đa khoa Việt Mỹ TP.HCM

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Kết quả

pH - 6,5 QCVN 28:2010/BTNMT Loại A 6,5-8,5 Đạt

mg/l 131 30 Vượt 4,4 lần BOD5

mg/l 196 50 Vượt 3,9 lần

COD - mg/l 50 30 Vượt 1,7 lần NO3

Phosphate mg/l 11 6 Vượt 1,8 lần

Amoni mg/l 7 5 Vượt 1,4 lần

TSS mg/l 64 50 Vượt 1,28 lần

Tổng coliforms MPN/100ml 4100 3000 Vượt 1,4 lần

Bảng 2.8. Chất lượng nước thải Hệ thống phòng khám nha EXM, TP.HCM

QCVN

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 28:2010/BTNMT Kết quả

Loại A

pH - 7,3 6,5-8,5 Đạt

mg/l 239 30 Vượt 8 lần BOD5

mg/l 335 50 Vượt 6,7 lần

COD - mg/l 63 30 Vượt 2,1 lần NO3

Phosphate mg/l 11 6 Vượt 1,83 lần

Amoni mg/l 10 5 Vượt 2 lần

TSS mg/l 71 50 Vượt 1,42 lần

Tổng coliforms MPN/100ml 2700 3000 Đạt

Bảng 2.9. Chất lượng nước thải Phòng khám nha khoa Tâm Đức, Biên Hòa, Đồng Nai

QCVN 28:2010/BTNMT Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Kết quả

Loại A

pH - 7,5 6,5-8,5 Đạt

mg/l 236 30 Vượt 7,9 lần BOD5

mg/l 354 50 Vượt 7,1 lần

COD - mg/l 53 30 Vượt 1,7 lần NO3

Phosphate mg/l 10 6 Vượt 1,7 lần

Amoni mg/l 13 5 Vượt 2,6 lần

TSS mg/l 60 50 Vượt 1,2 lần

Tổng coliforms MPN/100ml 4200 3000 Vượt 1,4 lần

Bảng 2.10. Chất lượng nước thải Phòng khám nha khoa Sài Gòn, Biên Hòa, Đồng Nai

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Kết quả

QCVN 28:2010/BTNMT Loại A

pH - 7,8 6,5-8,5 Đạt

mg/l 295 30 Vượt 9,8 lần BOD5

mg/l 442 50 Vượt 8,84 lần

COD - mg/l 46 30 Vượt 1,53 lần NO3

Phosphate mg/l 11 6 Vượt 1,83 lần

Amoni mg/l 7 5 Vượt 1,4 lần

TSS mg/l 76 50 Vượt 1,52 lần

Tổng coliforms MPN/100ml 2300 3000 Đạt

2.2.4. Đánh giá kết quả

Kết quả phân tích nước thải cho thấy loại nước thải này là loại nước thải có

chứa nhiều chất hữu cơ và các vi trùng gây bệnh. Hầu hết các thông số ô nhiễm đều

vượt tiêu chuẩn cho phép trong đó:

 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5): cao nhất là 295 mg/l, thấp nhất là 69 mg/l.

-): cao nhất là 75 mg/l và thấp nhất là 41 mg/l.

 Nhu cầu oxy hóa học (COD): cao nhất là 442 mg/l và thấp nhất là 103 mg/l.

-): cao nhất là 20 mg/l và thấp nhất là 9 mg/l.

 Nitrat (NO3

 Phosphate (PO43

 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): cao nhất là 110 mg/l, thấp nhất là 60 mg/l.

 Tổng coliforms: cao nhất là 28000 MPN/100ml và thấp nhất là 5000

MPN/100ml.

ƯƠ 3

ĐỀ XUẤT P ƯƠ VÀ TÍNH MÔ HÌNH XỬ LÝ ƯỚ T I Y TẾ

O P Ò K Ỏ (50 – 100 LÍT/NGÀY-ĐÊ )

3.1. Ơ SỞ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trường do nước thải phòng khám gây ra

là các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng Nitơ (N), phospho (P), các chất rắn lơ lửng và

các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh. Các chất hữu cơ có trong nướ thải làm giảm lượng

oxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng tới đời sống của động – thực vật thủy sinh. Song

các chất hữu cơ trong nước thải dễ bị phân hủy sinh học, hàm lượng chất hữu cơ phân

hủy được xác định gián tiếp thông qua BOD của nước thải. Các chất dinh dưỡng của

N, P gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn tiếp nhận nước thải, ảnh hưởng tới sinh vật

sống trong môi trường thủy sinh. Các chất rắn lơ lửng gây ra độ đục cho nước, tạo sự

lắng đọng cặn làm tắc nghẽn cống và đường ống, máng dẫn. Nước thải y tế rất nguy

hiểm vì chúng là nguồn các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh, nhất là các bệnh truyền nhiễm

như thương hàn, tả, lị,… làm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

Trong số các phương pháp xử lý nước thải nói chung và nước thải y tế nói

riêng, xử lý bằng phương pháp sinh học có một vị trí đặc biệt. Phương pháp này dựa

vào khả năng sử dụng các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải làm chất dinh dưỡng

của VSV. Việc khử các chất hữu cơ có thể xảy ra trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí.

Hiện nay, người ta đang nghiên cứu nhằm tăng cường hoạt động của các công trình xử

lý hiếu khí bằng các biện pháp như tăng cường nồng độ bùn hoạt tính trong aerotank,

làm tốt hơn quá tr nh cấp oxy, xác lập pH cũng như nhiệt độ tối ưu,…

Do đặc tính của nước thải y tế có các thành phần ô nhiễm chính là các chất hữu

cơ, vi trùng gây bệnh và tỉ lệ BOD5/C D > 0,5 nên phương pháp xử lý sinh học kết

hợp khử trùng sẽ mang lại hiệu quả tốt nhất, đảm bảo phân hủy gần như hoàn toàn các

chất ô nhiễm hữu cơ và tiêu diệt gần như toàn bộ các vi trùng gây bệnh. Hệ thống xử

lý theo phương pháp này có thể đạt hiệu suất xử lý 90% đối với BOD5, 80% đối với

chất rắn (SS) và hơn 99% đối với coliform. Ngoài, hàm lượng N, P cũng được xử lý.

Hệ thống xử lý nước thải phải được thiết kế nhằm đảm bảo các tiêu chuẩn sau:

Giảm nồng độ các tác nhân ô nhiễm xuống dưới tiêu chuẩn cho phép của Việt -

Nam đã ban hành.

Phù hợp với điều kiện mặt bằng và diện tích cho phép của phòng khám. -

Phù hợp với khả năng đầu tư. -

Quá trình vận hành tự động, phù hợp với thực tế phòng khám. -

Phải tổ hợp các công trình sao cho có thể xây dựng trạm theo thứ tự từng bước -

và có khả năng mở rộng nó khi lượng nước tăng lên hoặc các công trình phải sữa chữa.

3.2. P ƯƠ XỬ LÝ ƯỚC TH I

3.2.1. Phương án 1:

Thuyết minh qui trình công nghệ phương án 1

- Nước thải sinh hoạt sẽ được thu gom và vận chuyển theo các đường ống về T01

- ố thu g , tại đây các chất thải rắn có trong nước thải được lấy ra khỏi dòng thải,

tránh các sự cố về máy bơm (nghẹt bơm, gãy cánh bơm…) đồng thời làm giảm 5%

lượng SS và 5% lượng BOD. Từ T01 - ố thu g , nước thải sẽ được bơm vào T02 -

đi u h a.

- Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong

nước thải một cách ổn định trước khi đưa vào các công tr nh đơn vị phía sau,

đồng thời phân hủy một phần các chất ô nhiễm có trong nước thải (10% B D).

Hệ thống phân phối khí đặt trong bể điều hòa nhằm cung cấp oxy và xáo trộn đều

nước thải trước khi vào các công tr nh xử lý phía sau.

- Tại bể điều hòa, nước thải được nước thải sẽ được bơm ch m bơm vào công

tr nh xử lý sinh học đầu tiên là T03 - Bể noxic. Trong điều kiện thiếu khí (anoxic),

với sự khuấy trộn liên tục của hai bơm ch m kết hợp với thời gian lưu thích hợp vi

khuẩn tác động đến các acid béo bay hơi sẵn có trong nước thải để giải phóng phospho,

nitơ.

- Tiếp theo, nước thải sẽ được dẫn qua công tr nh xử lý sinh học tiếp theo là T04 -

Bể erotank. Tại đây, các chất hữu cơ trong nước thải sẽ được xử lý triệt để. Máy thổi

khí được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động.

Trong điều kiện thổi khí liên tục, quần thể vi sinh vật hiếu khí tồn tại ở trạng thái lơ

lửng (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải thành các hợp

chất vô cơ đơn giản như C 2 và nước…theo phản ứng sau:

- Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí  H2 + C 2 + sinh khối mới +…

- Đồng thời, các bơm ch m tuần hoàn bơm nước thải tuần hoàn về bể noxic để

hoàn thiện quá tr nh khử nitơ và phospho.

- Nước thải sau khi ra khỏi bể hiếu khí erotank sẽ chảy tràn qua T05 - Bể lắng.

Tại đây, xảy ra quá tr nh lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật). Phần bùn lắng

này chủ yếu là vi sinh vật trôi ra từ bể hiếu khí erotank được Bơm bùn bơm tuần

hoàn về bể hiếu khí nhằm duy tr nồng độ vi sinh vật. Phần bùn dư được bơm về T07-

Bể chứa bùn và được hút định kỳ đổ bỏ nơi quy định.

- Phần nước trong sau khi qua bể lắng sẽ chảy qua T06 - Bể khử trùng, tại đây

hóa chất khử trùng zone sẽ được hòa trộn vào dòng nước thải, zon Máy được tạo từ

thiết bị zone và hệ thống phân phối khí là tác nhân khử trung, có khả năng xử lý triệt

để các vi trùng gây bệnh như E.Coli, Coliform,…Nước sau khi xử lý đạt quy chuẩn về

chất lượng nước thải.

- Hệ thống kín, tất cả các bể đều được đậy kín, khí bơm vào và phát sinh trong

quá tr nh hoạt động được dẫn theo ống đến bể khử trùng bằng ozone nhằm tránh mùi

hôi phát sinh.

- .

Nước thải

Bơm

Chất thải rắn

Hố thu – Bể điều hòa

(Sọt chắn rác thô – SC01)

Máy thổi khí

Bùn tuần hoàn

Bể thiếu khí

Bơm

a h p

Bể sinh học kết hợp

Máy thổi khí

h c á

t c ớ ư N

Bơm

Bể lắng sinh học

Bùn dư

Bể khử trùng

Ozone

Bể chứa bùn

Nguồn tiếp nhận

(TCVN 28:2010, cột A)

H nh 3.1. Sơ đồ qui trình xử lý nước thải y tế phòng khám phương án 1

(Bản vẽ qui trình xử lý nước thải y tế phòng khám phương án 1 được thể hiện ở phụ

lục.)

Ưu điểm của công nghệ

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

3.2.2. Phương án 2:

Thuyết minh qui trình công nghệ phương án 2

Nước thải tự chảy qua lưới chắn rác rác rồi chảy vào ngăn thu gom. Ngăn thu

gom đóng vai trò như bể điều hòa. Từ đây nước được bơm đến bể lọc sinh học nhỏ

giọt. Bên trong bể có chưa vật liệu lọc, vật liệu lọc là sỏi có đường kính 25 -30 mm,

nước sẽ được phun xuống bề mặt bể lọc qua hệ thống phân phối. Nước đến lớp vật

liệu lọc chia thành các dòng hạt nhỏ chảy thành lớp mỏng qua khe hở của vật liệu lọc,

đồng thời tiếp xúc với màng sinh học (màng sinh học là tập thể các sinh vật , chủ yếu

là vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí và kỵ khí tùy tiện. Các vi khuẩn hiếu khí được tập trung ở

phần lớp ngoài của màng sinh học. Ở đây, chúng phát triển và gắn với giá mang là vật

liệu lọc) và được làm sạch do vi khuẩn của màng phân hủy hiếu khí và kỵ khí các chất

hữu cơ có trong nước. Các chất hữu cơ phân hủy hiếu khí sinh ra CO2 và nước, phân

hủy kỵ khí sinh ra CH4 và CO2 làm tróc màng ra khỏi vật 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 kỵ khí cũng như hiếu khí, nước thải được làm sạch. Tiếp

theo, nước thải được dẫn đến bể lắng để lắng các chất lơ lửng còn lại trong nước. Sau

cùng nước thải tự chảy qua bể khử trùng rồi thoát ra ngoài.

Ngăn thu gom – Lưới lọc

Máy thổi khí

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Chlorine

Bể lắng Thu bùn cặn

Bể khử trùng

Nước đầu ra đạt loại A QCVN 28:2010/BTNMT

Đường thu bùn cặn Đường nước thải

Đường cấp khí Đường châm hóa chất

Hình 3.2. Sơ đồ qui trình xử lý nước thải y tế phòng khám phương án 2

3.2.3. Phân tích, đánh giá và lựa chọn công nghệ.

Để có thể lựa chọn phương án hợp lý, phù hợp nhất, chúng tôi tiến hành so sánh 2

phương án trên thông qua một số yếu tố được thể hiện trong bảng 3.3. để thấy rõ các

ưu nhược điểm của từng phương án.

Bảng 3.3. Ưu và nhược điểm của các phương án đề xuất

Các phương Ưu điểm Nhược điểm án đề xuất

- Đảm bảo loại trừ các chất gây ô - Chi phí đầu tư ban

nhiễm xuống dưới tiêu chuẩn cho phép đầu cao.

trước khi thải ra môi trường

Tiết kiệm chi phí đầu tư do giảm -

thiểu được phần đầu tư xây dựng. Phương án 1

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.

Tính tự động cao -

Tiết kiệm chi phí đầu tư do giảm - Do cấp khí tự -

thiểu được phần đầu tư xây dựng. nhiên nên khó kiểm soát

Dễ quản lý vận hành. được hiệu quả của quá -

Tính tự động cao trình xử lý - Phương án 2 - Dễ phát tán mùi Tiết kiệm được năng lượng (điện -

cũng như thu hút ruồi năng) nhờ việc cấp khí tự nhiên qua các

muỗi từ các cửa thu khí cửa thu khí xung quanh thành bể. Do đó sẽ

tự nhiên nên dễ gây mất giảm được chi phí xử lý

- Tiết kiệm được diện tích xây dựng mỹ quan trong phòng

khám.

Những phân tích trên cho thấy:

Phương án 1 tuy có chi phí đầu tư ban đầu cao nhưng đảm bảo được chất lượng -

nước đầu ra và đáp ứng được các mục tiêu đã đề ra.

Phương án 2 do cấp khí tự nhiên nên khó kiểm soát được hiệu quả xử lý và dễ -

phát tán mùi nên không đáp ứng được mục tiêu đề ra.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu chúng tôi quyết định lựa chọn phương án 1 là phương `

án áp dụng để xử lý nước thải phòng khám trong đề tài này.

3.3. TÍNH TOÁN, THẾT KẾ MÔ HÌNH XỬ LÝ ƯỚC TH I Y TẾ CHO

PHÒNG KHÁM NHỎ

3.3.1. Tính t án lưu lượng

TB = 100 lít/ngày – đêm

TB = 100 : 24 = 4,17 (l/h)

max = Kh x Qh

TB = 3,5 x 4,17 = 14,6 (l/h)

Lưu lượng trung b nh ngày đêm: Qng Lưu lượng thải trung bình giờ: Qh Lưu lượng thải lớn nhất giờ: Qh -

TB = 100 : (24 x 3600) = 0,001157 (l/s).

Với Kh là hệ số vượt tải theo giờ lớn nhất. Kh = 1,5 – 3,5. Chọn Kh = 3,5. Lưu lượng thải trung bình giây: Qs -

max = Qh

max : 3600 = 14,6 : 3600 = 0,004056 (l/s).

Lưu lượng nước thải lớn nhất giây: Qs

max = Qng

TB x Kch = 100 x 1,4 = 140 (l/ngày).

Lưu lượng nước thải lớn nhất ngày: Qng

Với: Kch là hệ số không điều hòa chung (TCXDVN 51: 2008)

3.3.2. Tính toán các công trình chính

3.3.2.1 B đi u hòa

Sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải sẽ gây ảnh hưởng xấu đến các

hiệu quả xử lý của các công tr nh phía sau, đặc biệt là công trình xử lý sinh học. Để

giảm bớt chi phí và diện tích xây dựng, sử dụng bể thu nước trung gian như vai trò của

bể điều hòa.

Bể điều hòa có dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật. Trong ngăn thu gom lắp

đặt một hệ thống sục khí dạng ống dẫn khoan lỗ cung cấp oxi nhằm tránh cho nước

thải không bị phân hủy yếm khí gây mùi hôi, đồng thời việc sục khí này cũng làm gảm

một phần các chất ô nhiễm có trong nước thải.

 ích thước bể:

Chọn thời gian lưu nước t = 12 (h) +

max * t = 14,6 x 12 = 175,2 (dm3) = 175.200 (cm3)

Thể tích ngăn điều hòa cần thiết : V = Qh

Chọn chiều cao làm việc của ngăn thu gom là h = 0 (cm) Diện tích bề mặt bể điều hòa: F = V : h = 175200 : 60 = 2.920 (cm2) +

 ích thước của bể điều hòa :

Chiều dài: L = 73 (cm) +

Chiều rộng: B = 40 (cm). +

Chọn chiều cao bảo vệ là 10 (cm) +

 Chiều cao tổng cộng: H = h + 5 = 60 + 10 = 70 (cm)

 Thể tích xây dựng ngăn thu gom – điều hòa là:

V = B x L x H = 40 x 73 x 70 = 204.400 (cm3)

- Lưu lượng khí cần cấp cho bể điều hòa:

Ta cần cung cấp oxi cho bể điều hòa để nước thải không phân hủy trong điều

kiện yếm khí, gây mùi hôi. Để cung cấp khí cho ngăn thu gom, ta dùng hệ thống sục khí, lượng không khí cần cung cấp cho bể điều hòa là từ 0,01 đến 0,015 m3/1 m3 dung tích bể/1 phút. Chọn lượng không khí cần cung cấp cho bể là 0,015 m3/phút.[3]

 Lượng không khí cần cấp:

Qkk = 0,015 x 204.400 x 10-6 = 3,066 x 10-3 (m3/phút) = 5,1 *10-5 (m3/s)

- Bố trí hệ thống sục khí: hí được phân phối trực tiếp vào nước bằng hệ thống

ống dẫn khoan lỗ, với đường kính lỗ 5 mm.

+ Diện tích bề mặt của một lỗ:

f = = 1,9 * 10-5 (m2)

+ Cường độ khí của 1 lỗ:

q = f * v = 1,9. 10-5 * 1 = 1,9 * 10-5 (m3/s) [3]

Với: v là vận tốc khí ra khỏi lỗ (v = 1 - 5 m/s). Chọn v = 5 m/s

+ Để cấp đủ lượng không khí cần thiết cho bể thì cần có:

N = = 2,7 ≈ 3 (lỗ)

Thiết kế 1 ống dẫn khí khoan lỗ dài 5 cm đặt dọc theo chiều dài bể.

+ Khoảng cách giữa 2 lỗ: = 12,7 cm

Vận tốc khí trong ống: chọn v = 2 m/s +

Đường kính ống khoan lỗ: +

D = = 0,0057 (m) = 6 (mm)

Áp lực và công suất của hệ thống nén khí: -

+ Chọn thiết bị làm thoáng gồm các đĩa xốp có đường kính 130 mm và diện tích bề mặt f = 0,013 m2. Cường độ khí 0,05 l/s cho 1 đĩa.  Chỉ cần 1 đĩa phân phối khí

trong bể.

+ Với các số liệu trên hệ thống phân phối khí cho bể gồm 1 ống khí nhánh đặt dọc

theo chiều dài bể. Chiều dài ống là 0,5 m

Vận tốc khí trong ống là: 1 m/s. +

Đường kính ống khí chính: +

= 0,01 (m) = 10 (mm) D1 =

- Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén:

Hc = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 0,7 = 1,6 (m)

Trong đó:

hd : tổn thất áp lực do ma sát trên chiều dài ống dẫn

hc : tổn thất cục bộ

hf : tổn thất qua thiết bị phân phối

H : chiều cao của bể

Tổng tổn thất hd + hc không vượt quá 0,4 m. Tổn thất hf không vượt quá 0,5 m.

- Áp lực không khí:

p = = = 1,15 (atm) [7]

- Công suất máy nén khí:

N = = = 0,002 (kw/h)

= 2 (w/h) [6]

Trong đó:

= 0,102*10-3 (l/s)

q : lưu lượng không khí cần cung cấp, q = 2 * 5,1 * 10-5

: hiệu suất máy nén khí, = 0,7 ÷ 0,9. Chọn = 0,7

p : là áp lực không khí

Hàm lượng các chất bẩn còn lại sau khi ra khỏi ngăn thu gom giảm 5%.[6] -

BOD5 = 295 – 5% x 295 = 280 (mg/l)

COD = 442- 5% x 442 = 420 (mg/l)

TSS = 110 – 5% x 110 = 104,5 (mg/l)

Bảng 3.4. Các thông số thiết kế của ngăn thu gom (điều hòa)

STT Các thông số Ký hiệu ích thước

ích thước ngăn thu gom (điều hòa)

L 73 cm  Dài

B 40 cm  Rộng

H 70  Cao

Thời gian lưu nước t 12 giờ 2

Lượng không khí cần cấp cho bể điều hòa 5,1.10-5 m3/h 3 Qkk

Hệ thống sục khí: 1 ống đục lỗ

Chiều dài ống đục lỗ - 65 cm

STT Các thông số Ký hiệu ích thước

d 6 mm Đường kính ống đục lỗ

5 mm Đường kính lỗ

N 2 W/h 5 Công suất máy nén

3.3.2.2. B aerotank

a. Chức năng

Trong bể aerotank, các chất lơ lửng là nơi để vi sinh vật cư trú, sinh sản và phát

triển dần lên, hình thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Vi sinh vật sử dụng chất

hữu cơ, chất dinh dưỡng có trong nước thải làm thức ăn, nhờ đó làm giảm mức độ ô

nhiễm hữu cơ của nước thải.

b. Cấu tạo

Bể aerotank có cấu tạo hình chữ nhật, trong bể có lắp đặt một hệ thống phân

phối khí. Hệ thống này là các ống dẫn khoan lỗ đặt ở đáy bể. Khí sẽ được sục vào bể

qua các ống khoan lỗ. Dưới tác dụng của quá trình sục khí, các chất hữu cơ trong nước

tạo thành các bông bùn hoạt tính và kết lắng ở bể lắng.

Hệ thống không bị tắc trít, không đòi hỏi tr nh độ quản lý cao, phù hợp với các

hệ thống xử lý nước thải công suất vừa và nhỏ.

Các thông số thiết kế: -

Lưu lượng nước thải: Q = 100 lít/ngày – đêm. +

+ B D đầu vào S0 = B D đầu ra của ngăn thu gom = 280 (mg/l).

+ BOD20 = BOD5 : 0,68 = 411,76 (mg/l)[6] (0,68 là hệ số chuyển đổi giữa BOD5

và BOD20 của nước thải)

+ Hàm lượng chất rắn lơ lửng vào bể: Cvào = 104,5 (mg/l)

=0,6 +

+ BOD5 trong nước thải cần đạt sau xử lý

Lra = 30 mg/l (QCVN 28:2010/BTNMT Loại A).

+ SS trong nước thải cần đạt sau xử lý : Cra = 50 (mg/l) (QCVN 28:2010/BTNMT

Loại A)

Giả sử hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước đầu ra là chất rắn sinh học (bùn

hoạt tính) trong đó có 80% là chất dễ bay hơi và 0% là chất có thể phân hủy sinh học.

Bùn hoạt tính trong nước thải đầu vào = 0 +

Độ tro của bùn hoạt tính : z = 0,2 +

- BOD5(ra) = BOD5 hòa tan trong nước đầu ra + BOD5 của chất lơ lửng trong đầu

ra.

- Tính nồng độ BOD5 của chất lơ lửng trong nước đầu ra:

Phần có khả năng phân hủy sinh học của chất rắn sinh học ở đầu ra là : +

a = 0,6 x 50 = 30 (mg/l)

+ Lượng BOD hoàn toàn của chất rắn có khả năng phân hủy sinh học khi bị oxi

hóa hết của chất rắn có khả năng phân hủy sinh học ở đầu ra:

b = 0,8 x 30 x 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa = 34,08 (mg/l)

+ Lượng BOD5 chứa trong cặn lơ lửng đầu ra:

c = 34,08 x 0,7 = 23,856 (mg/l)

ht = 30 – 23,856= 6,144 (mg/l)

+ Lượng BOD5 hòa tan trong nước ở đầu ra như sau:

S = BOD5

Tính hiệu quả xử lý -

= = 97,8 % + Theo BOD5: E =

Theo COD: E = = 88% +

+ Tính theo BOD5 tổng cộng:

E = = 89,28 %

Thể tích bể: -

W = = = 40,5 (l) ≈ 41 (l)

= 41000 cm3. [6]

Trong đó :

c : thời gian lưu bùn (c = 5 – 15 ngày)  chọn c = 7 ngày

Q : lưu lượng trung trình ngày (Q = 100 lít/ngày – đêm)

Y : hệ số sản lượng bùn (Y = 0,4 – 0,8 mg VSS/mg BOD5).

 chọn Y = 0,6 mg VSS/mg BOD5

So : BOD5 đầu vào (So = 280 mg/l)

S : BOD hoà tan ra khỏi bể (S = 6,144 mg/l)

X : nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính.

 lấy X = 2000 mg/l

Kd : hệ số phân hủy nội bào, lấy Kd = 0,06 ngày -1

ích thước bể: -

Chọn chiều cao hoạt động của bể là: h = 30 cm và chiều cao bảo vệ là 5 cm. +

Chiều cao xây dựng: H = 30 + 5 = 35 (cm)

Diện tích mặt thoáng của bể: F = = = 1367 (cm2) +



Thiết kế chiều dài bằng 2 lần chiều rộng: L = 2B +

Chiều dài L =52 (cm) và chiều rộng B = 26 (cm).

Thể tích tổng cộng của bể: V = 35 x 26 x 52 = 45500 (cm3) = 45,5 (lít) +

Thời gian lưu nước:

 = = = 0,41 ngày = 9,84 giờ

Tính toán lượng bùn thải bỏ mỗi ngày: -

Hệ số sản lượng quan sát tính theo công thức: +

= = 0,42 + Hệ số tạo cặn từ BOD5: Yb =

Lượng sinh khối gia tăng mỗi ngày tính theo MLVSS: +

Px = Yb * Q * (So – S) = 0,42 x 100 x(280 – 6,144) = 11501,95 (mg/ngày)

+ Tổng lượng cặn sinh ra trong ngày tính theo MLSS:

= = 14377,44 (mg/ngày) Px(SS) =

 Lượng cặn dư hàng ngày phải xả đi:

Pxả = Px(SS) – Q * 50 = 14377,44 – 100 x 50 = 9377,44 (mg/ngày)

- Lưu lượng bùn thải:

Giả sử bùn dư được xả bỏ (dẫn đến bể nén bùn) từ đường ống dẫn bùn tuần

hoàn, Qr = Qvào và hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS) trong bùn đầu ra

chiếm 80% hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS). hi đó lưu lượng bùn thải bỏ được tính

xuất phát từ công thức: [3] c =  Qx =

Trong đó :

Qx : lưu lượng bùn thải

V : Thể tích bể (V = 45,5 lít)

Qr = Qvào = 100 lít/ngày – đêm

X : nồng độ chất lơ lửng dễ bay hơi trong hỗn hợp bùn hoạt tính.

(X = 2000 mg/l)

c : thời gian lưu bùn (7 ngày)



Xra = 0,8 * 50 mg/l = 40 (mg/l)

= 4,5 (lít/ngày) Qx =

- Xác định tỉ số tuần hoàn bằng các viết phương tr nh cân bằng vật chất đối với bể

aerotank theo sơ đồ bên dưới:

Cân bằng vật chất cho aerotank:

Q x X0 + Qth x Xth = (Q + Qth) x X

Trong đó: Q = Lưu lượng nước thải

Qth = Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn

X0 = Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào aerotank.

X = Nồng độ VSS ở trong bể aerotank. X = 2000 mg/l

Xth = Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn. Xth = 8000 mg/l

Giá trị X0 thường rất nhỏ so với X và Xth do đó trong phương tr nh cân bằng vật

chất trên có thể bỏ qua đại lượng Q x X0. hi đó phương tr nh cân bằng vật chất sẽ có

dạng:

Qth x Xth = (Q + Qth) * X

Chia 2 vế của phương tr nh này cho Q và đặt tỉ số Qth/Q =  ( gọi là tỉ số tuần

hoàn). Ta được:



= 0,33



= 0,33

ngày x 0,33 = 33 (lít/ngày)

Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn: Qth = QTB

Kiểm tra tỉ số F/M và tải trọng hữu cơ: -

Tỉ số F/M: Giới hạn cho phép F/M = 0,2 – 0,6 (kg/kg.ngày) +

= 0,34 (ngày-1)

+ Tải trọng thể tích: Giới hạn cho phép 0,8 – 1,92 kgBOD5/m3.ngày

(kg BOD5/m3.ngày)

- Xác định lượng oxy cần thiết cho bể theo BOD20 :

+ Khối lượng BOD20 cần xử lý mỗi ngày:

G = (411,76 - 6,144 / 0,65) x 0,1 x 10-3 = 0,04 (kg/ngày)

+ Tính lượng oxy yêu cầu theo công thức:

) = 0,024 (kg/ngày)[6] M = G – (1,42 x Px) = 0,04 – (1,42 x

Tính thể tích không khí theo yêu cầu: -

Giả sử lượng không khí cần thiết cho bể (không khí chứa 23,2% O2 theo trọng

lượng và trọng lượng riêng của không khí ở 20oC là 1,18 kg/m3) theo lý thuyết là:

= 0,088 (m3/ngày) Ok =

+ Lượng không khí yêu cầu với hiệu quả vận chuyển 7% sẽ bằng:

= 1,257 (m3/ngày) = 0,015 (lít/s)

Lượng không khí thiết kế để chọn máy nén khí sẽ là: +

q = 0,015 x 2 = 0,03 (lít/s)

Áp lực và công suất của hệ thống nén khí: -

trong bể.

+ Với các số liệu trên hệ thống phân phối khí cho bể gồm 1 ống khí chính đặt ở

trung tâm của ngăn nhằm đảm bảo cung cấp đủ khí cho quá trình vi sinh. Chiều dài ống

là 0,5 m

Vận tốc khí trong ống là: 1 (m/s). +

Đường kính ống khí chính: +

= 0,01 (m) = 10 (mm) D1 =

Áp lực cần thiết cho hệ thống khí nén: -

Hc = hd + hc + hf + H = 0,4 + 0,5 + 0,35= 1,25 (m)

Trong đó:

hd : tổn thất áp lực do ma sát trên chiều dài ống dẫn

hc : tổn thất cục bộ

hf : tổn thất qua thiết bị phân phối

H : chiều cao của bể

Tổng tổn thất hd + hc không vượt quá 0,4 m. Tổn thất hf không vượt quá 0,5 m.

- Áp lực không khí:

p = = = 1,12 (atm)[7]

- Công suất máy nén khí:

N = = = 0,0005 (kw/h)

= 0,5 (w/h)

Trong đó:

q : lưu lượng không khí, q = 0,03 l/s

: hiệu suất máy nén khí, = 0,7 ÷ 0,9. Chọn = 0,7

p : là áp lực không khí

- Hàm lượng chất bẩn trong nước thải sau khi ra khỏi bể aerotank:

BOD giảm 99,63%:

B’ = B * (100% - 97,8%) = 6,16 (mg/l)

COD giảm 88%:

C’ = C * ( 100% -88%) = 420 * 12% = 50,4 (mg/l)

Lưu lượng nước tuần hoàn về bể anoxic: -

Nước thải sau khi xử lý trong Aerotank chỉ giảm 25% Nitơ.

Lượng nitơ sau erotank bằng: 93 x 75% = 69,75 (mg/l) +

Tỷ số hồi lưu nước về Anoxic: +

+ - N)0 – (NH4

+ - N)e / (NO3

- - N)e] -1

R = [(NH4

= [(56,25 – 0,37) /30] – 1 = 0,86

Trong đó:

R : tỷ số tuần hoàn nước

+ - N)0 : tổng nitơ amoni đầu vào của bể anoxic

(NH4

+ - N)e : tổng nitơ amoni đầu ra bằng 0,37 (số liệu tính từ bể anoxic)

(NH4

- - N)e : Nitơ Nitrat đầu ra (tiêu chuẩn N tổng của nước sau xử lý)

(NO3

Bảng 3.5. Các thông số thiết kế bể Aerotank

STT Tên thông số Ký hiệu ích thước

ích thước bể

L 52 cm  Dài

B 26 cm  Rộng

H 35 cm  Cao

Thời gian lưu bùn 7 ngày 2

Thời gian lưu nước 9,84 giờ 3

0,03 lít/s Lượng không khí cần cấp cho bể aerotank 4

Công suất máy nén N 0,5 W/h 5

3.3.2.3. Bể Anoxic

Tốc độ phát triển của vi khuẩn Nitrat: μm = μm * e0,098(T-15) * DO / (kO2 + DO) * [1 – 0,833 * (7,2 –pH)] [13]

Với:

μm : Tốc độ tăng trưởng dưới các điều kiện nhiệt độ, DO, pH. Tốc độ tăng

trưởng riêng cực đại μm = 0,5 ngày-1.[13] T: nhiệt độ thấp nhất, T = 170C

DO: oxy hòa tan, chọn DO = 2,5 mg/l

kO2 : hằng số bán tốc độ, kO2 = 1,3

pH : pH hoạt động. pH = 7,1 μm = 0,5 *e0,098(17-15) * 2,5 / (1,3 + 2,5)* [1- 0,833 * (7,2 – 7,1)] = 0,36 (ngày-1)

Tốc độ sử dụng chất nền tối đa: k = μm / Y = 0,36 / 0,2 = 1,8 (ngày-1)

Với: Y = 0,2. [13]

- Thời gian lưu tế bào tối thiểu:

c =

θm 1 / (0,2 * 1,8 – 0,05) = 3,22 (ngày)

Với: kd = 0,05. [13]

c = 2,5 * 3,22 = 8,05 (ngày)

θc thiết kế: θc = SF * θm

Với: SF: hệ số an toàn, SF = 2,5. [13]

Hệ số sử dụng chất nền cho oxy hóa Amoni: -

1/ θc = Y * U - kd

- Với: kN = 100,05*T-1,58 = 0,49 (mg/l)[13]

U =[(1/ θc) + kd] / Y = [(1/8,05) + 0,05] / 0,2 = 0,87 (ngày-1) Xác định moni đầu ra: U = (k * N)/ (kN + N) = 0,87 (ngày-1)

N = (0,87 * 0,49)/1,13 = 0,37 (mg/l)

Vì quá trình nitrat cần một thời gian lưu để phát triển tại bể erotank, lượng

c = θc / Vaerotank = 8,05 / 0,835 = 9,6

cơ chất giữ lại có thời gian để khử nitrat, có thể được tính bằng:

c : Thời gian cơ chất giữ lại để khử nitrat trong bể Aerotank có kết hợp bể

θ’ Với: θ’

Anoxic.

θc : Thời gian cơ chất giữ lại để khử nitrat trong bể Aerotank cổ điển, θc = 8,05

V : tỷ lệ thể tích bể Aerotank so với tổng thể tích bể Anoxic và bể Aerotank

(tỷ lệ này được chọn để tính toán V=0,835)

X = - Nồng độ khối lượng trong bể:

Tổng thời gian lưu của bể noxic và erotank được tính toán bằng công

thức biến đổi:

θa =

Với:

θa : tổng thời gian của bể Anoxic và aerotank

Yh : năng suất dị dưỡng,Yh = 0,6. [13]

S0 – S: lượng B D được loại bỏ trong bể Anoxic và Aerotank (S0 – S = 280-30)

kd : hệ số tự phân rã, kd = 0,06

Xa : MLVSS, Xa = 2000 (mg/l)

f : khả năng phân hủy của MLVSS dưới tác dụng của không khí. Bởi vì sự phân

hủy phụ thuộc vào thời gian lưu, sự tự phân rã f có thể tính bằng:

f = f’vss / [1 + (1 – f’vss)* kd * θ’c] = 0,8 / [1 + (1 – 0,8)* 0,06* 9,6] = 0,72

= 0,51 ngày =12,2 (h) Vậy θa =

- Thời gian lưu bể Anoxic bằng:

θDN = (1 – Vaerotank) * θa = (1 – 0,835) * 0,51 = 0,084 ngày = 2,016 (h)

Thể tích bể Anoxic: -

V = Q * (1 + R) * θ = 4,17 * (1 + 0,8 ) * 2,01 = 15, (lít)

Chọn kích thước bể: L = 50 (cm) -

B = 25 (cm)

H = H1 + hbv = 13 + 7 cm = 20 (cm)

Bảng 3.6. Các thông số thiết kế bể Anoxic

ích thước Ký hiệu Tên thông số STT

1 ích thước bể

50 cm L  Dài

25 cm B  Rộng

20 cm H  Cao

2,016 giờ 2 Thời gian lưu nước θDN

3.3.2.4. Bể lắng

a. Chức năng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng trong nước trước khi xả ra nguồn tiếp nhận và để cô

đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định để bơm tuần hoàn về bể Aerotank.

b. Cấu tạo

Lựa chọn bể lắng là bể lắng đứng có dạng hình tròn.

Diện tích mặt bằng của bể lắng:

= 0,037 (m2) = 370 (cm2) [3] S1 =

Với : S1 là diện tích mặt bằng của bể lắng

max = 14,6 l/h = 0,0146 (m3/h)

Q : lưu lượng nước thải đưa vào xử lý (Qh

 : hệ số tuần hoàn ( = 0,33)

(g/m3) Co : nồng độ bùn hoạt tính trong Aerotank.

Ct : nồng độ bùn trong dòng tuần hoàn (Ct = 8000 g/m3)

VL : vận tốc lắng của mặt phân chia phụ thuộc vào nồng độ cặn và tính chất cặn,

được xác định bằng công thức thực nghiệm sau.

= = 0,164 (m/h)

Vmax = 1,8 m/h CL = 1/ 2 Ct = 1/ 2 * 8000 = 4000 (g/m3)

K = 600

Nếu kể cả diện tích buồng phân phối trung tâm thì: S = 1,1 * S1 = 1,1 * 370 = 407 (cm2)

Đường kính bể: D = = 23 (cm) -

Đường kính buồng phân phối trung tâm -

d = 0,25 * D = 0,25 * 23 = 6 (cm)

Diện tích buồng phân phối trung tâm: -

f = = 28 (cm2)

- Diện tích vùng lắng của bể: Slắng = 407 – 28 = 379 (cm2)

Tải trọng thủy lực: a = = 2,64 (m3/m2 ngày) -

Vận tốc đi lên của dòng nước trong bể: -

V = = 0,11 (m/h)

Máng thu nước đặt ở vòng tròn có đường kính 0,8 lần đường kính bể: -

Dm = 0,8 * 23 = 18,4 (cm)

Chiều dài máng thu nước: -

L =  * Dm =  * 18,4 = 58 (cm)

Tải trọng thu nước trên 1 m dài của máng: -

= 0,172 (m3/m dài.ngày) aL =

- Tải trọng bùn:

B = = 0,34 (kg/m3.h)

- Xác định chiều cao bể: H = h1 + h2 + h3 + h4

Với: h1 : chiều cao bảo vệ, chọn h1 = 0,1 m

h2 : chiều cao phần nước trong. Chọn h2 = 0,5 m

h3 : chiều cao phần chóp của đáy. độ dốc i = 2%

h3 = i * r = 2% * 0,115 = 0,0023 (m)

h4 : chiều cao phần bùn, phụ thuộc lượng bùn của công trình sinh học

= 0,18 (m) h4 =

 H = 0,1 + 0,5 + 0,0023 + 0,18= 0,78 (m)  H = 0,8 (m)

= 6000 (g/m3) = 6 (kg/m3) - Nồng độ bùn trong bể: Ctb =

* 7 * 6 = 0,04 (kg) - Lượng bùn chứa trong bể lắng: Gbùn = Vb * Ctb =

max= 2,26 (h)

Dung tích bể lắng: V = H * Sb = 0,8 * 0,0407 = 0,033 (m3) = 33 (lít) Thời gian lắng: t = V / Qh +

+ Hàm lượng chất lơ lửng sau khi đi qua bể lắng giảm 95%.

S’ = S * (100% - 95%) = 104,5 * 5% = 5,22 mg/l

Bảng 3.7. Các thông số thiết kế bể lắng đứng

STT Tên thông số Ký hiệu ích thước

1 ích thước bể

23 cm D  Đường kính

80 cm H  Cao

d 6 cm 2 Đường kính ống trung tâm

18,4 cm 3 Đường kính máng thu nước Dm

t 2,26 giờ 4 Thời gian lưu nước

3.3.2.5. Bể khử trùng

a. Chức năng

Nước thải sau khi xử lý sinh học vẫn còn một lượng lớn vi sinh vật. Do đó khử

trùng là giai đoạn cuối cùng trong quá trình xử lý trước khi thải vào hệ thống cống

chung. Khử trùng nhằm mục đích phá hủy, tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh có trong

nước thải bằng hóa chất.

b. Cấu tạo

Bể có dạng hình chữ nhật

- ích thước bể:

+ = 0,0073 (m3) .[7] Thể tích bể: Qtb.h * t = 0,0146*

Với: t là thời gian lưu nước. Chọn t = 30 (phút)

Chọn chiều cao bể: h = 0,3 (m) +

+ Chiều cao bảo vệ bê: hbv = 0,05 (m)

 Chiều cao tổng cộng của bể: H = 0,35 m = 35 (cm)

Diện tích bề mặt bể: F = = = 0,024 (m2) = 240 (cm2) +

Chọn chiều dài bể bằng 2 lần chiều rộng. +

 Chiều dài: L = 22 (cm)

Chiều rộng: B = 11 (cm)



Chọn bể có 2 ngăn, số vách ngăn là 1, chiều dày mỗi vách d = 2 (cm) +

Chiều dài của 1 ngăn: = 10 (cm)



Chiều cao vách ngăn lấy bắng 2/3 chiều cao bể. +

Chiều cao vách ngăn: * 35 = 23 (cm)

TB (a : liều lượng ozon hoạt tính)

Lượng ozon cần sử dụng: M = a * Qngày

Liều lượng clo cần thiết là 5 – 15 mg/l nước thải đối với nước thải sau công

trình xử lý sinh học. (theo bài giảng kỹ thuật xử lý nước thải – Thạc sỹ Lâm Vĩnh Sơn).

Chọn a = 5 (mg/l)

 M = 5 * 100 = 500 (mg/ngày)

Bảng 3.8. Các thông số thiết kế bể khử trùng

STT Tên thông số Ký hiệu ích thước

ích thước bể

L 22 cm  Dài

11 cm B  Rộng

35 cm H  Cao

10 cm - 2 Chiều dài ngăn

23 cm - 3 Chiều cao vách ngăn

500 mg/ngày - 4 Lượng ozon sử dụng

3.3.2.6. B chứa bùn

a. Chức năng

Chứa và ổn định cặn nhằm giảm tác nhân gây bệnh có trong bùn cặn và giảm

mùi hôi thối.

b. Cấu tạo

- Thể tích cặn đưa về bể ổn định sau 1 ngày:

1,04 – (0,33 * 0,006) = 0,6968 (l/ngày)

Chọn thời gian ủ bùn là 30 ngày cho mỗi lần lấy bùn đem thải bỏ.

- Thể tích tối thiểu của bể chưa bùn là : 0, 9 8 * 30 = 21 (l) = 21000 (cm3)

 ích thước xây dựng bể : L * B * H = 40 * 25 * 21

Bảng 3.9. Các thông số thiết kế bể chứa bùn

STT Tên thông số Ký hiệu ích thước

 Dài

1 ích thước bể

L 22 cm

 Rộng

 Cao

B 21 cm

H 35 cm

2 Thời gian lưu bùn - 30 ngày

3.3.3. Tính toán các công trình phụ

3.3.3.1. Đường kính ống dẫn nước trong hệ thống.

Ống dẫn nước thải bằng nhựa PVC, đường kính  = 2 (cm)

Với: Vnước : vận tốc nước chảy trong ống (0,7 m/s – 1m/s).

Chọn Vnước = 0,7 (m/s)

3.3.3.2. Máy bơm chìm trong hệ thống:

max = 14,6 (l/h)

Lưu lượng bơm bằng: Q = Qh -

công suất của máy bơm: N = (Q * p * g * H) / ( 1000 * n) -

= (14,61 * 1000 * 9,81 * 0,7) / (3600 * 1000 * 0,86) = 0,032 kW = 32 (W/h)

Trong đó:

g là gia tốc trọng trường : g = 9,81 m/s p là trọng trường riêng của nước: p = 1000 kg/m3

n là hiệu suất của máy bơm, chọn n = 0,8 (thương là 0,72 đến 0,93).

N là công suất lý thuyết của máy bơm (W).

3.3.4. Xây dựng bản vẽ hệ thống xử lý nước thải y tế phòng khám nhỏ công suất 5

- 100 lít/ngàyđê .

Dựa trên số liệu tính toán các thông số thiết kế của các công trình xử lý nước thải y tế

phòng khám, tác giả dùng phần mềm uto Cad để xây dựng bản vẽ mô hình xử lý

nước thải y tế phòng khám (được thể hiện ở phụ lục 1).

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Trên cơ sở lý thuyết và khảo sát thực tế tại một số phòng khám tại TP. Hồ Chí

Minh và Đồng Nai, nước thải y tế đang là vấn đề nan giải cho các cấp, các ngành

quản lý và là nỗi lo sợ của người dân v đây là nguồn có chứa nhiều vi sinh vật gây

bệnh và có thể lây lan rất nhanh. Công tác quản lý và xử lý nguồn nước thải này hiện

nay chưa hiệu quả.

Dựa vào kết quả phân tích chất lượng nước thải y tế tại các phòng khám điển

h nh để tính toán, thiết kế hệ thống xử lý. Hệ thống có các đặc điểm sau:

+ Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn, phù hợp với mặt bằng sử dụng của các phòng khám

tư nhân trên địa bàn thành phố.

Hệ thống có tính tự động cao, dễ vận hành. +

Hệ thống đảm bảo xử lý nước thải đạt quy chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT loại +

KIẾN NGHỊ

Kiểm tra định kỳ đầu ra để đảm bảo chất lượng nước, tránh trường hợp vượt

quy chuẩn cho phép.

Nghiên cứu, cải tiến công nghệ, thiết bị nhằm kết hợp các công nghệ xử lý,

mang lại hiệu quả cao hơn nhưng vẫn đảm bảo về mặt kinh tế.

Nghiên cứu sâu hơn nhằm giải quyết vấn đề mùi phát tán từ bể xử lý sinh học.

Trong giới hạn của đề tài chỉ đề cập đến vấn đề xử lý nước thải về mặt kỹ thuật

để đề xuất hệ thống xử lý tốt nhất. Trên thực tế cần nghiên cứu kỹ hơn về điều kiện

của từng phòng khám để có thể đưa ra hướng giải quyết tối ưu.

T I LIỆU T K O

1. Bản thảo theo quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước, 2008. ch n ốc

gi ch t lư ng nước m t i ng n i t ư ng, 16/2008/QD-BTNMT,

Hà Nội.

2. Cục y tế dự phòng và môi trường 2009. ch n ốc gi ch t lư ng nước

n ống tế, 04/2009/TT-BYT, Hà Nội.

3. Trịnh Xuân Lai (1999). Tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống c p

nước sạch – NXB Khoa học và kỹ thuật.

4. Nguyễn Văn Phước (2007). Giáo trình xử lý nước thải sinh hoạt bằng phương

pháp sinh học – NXB Xây dựng Hà Nội.

5. Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải (2004). Công nghệ xử lý nước thải

bệnh viện, NXB Khoa học và kỹ thuật.

6. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2010). Xử lý nước

thải đ thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế các công trình – NXB Đại học

Quốc Gia TP.HCM

7. Hồ Lê Viên (2006). Tính toán, thiết kế các chi tiết thiết bị hóa ch t và dầu khí –

NXB Khoa học kỹ thuật.

8. Trần Đức Hạ (2006). Xử lý nước thải đ thị - NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.

9. Lương Đức Phẩm (2007), ng nghệ ử lý nước thải ằng iện pháp inh học,

NXB Giáo dục.

10. Lương Đức Phẩm (2009), ơ ở khoa học trong công nghệ bảo vệ m i t ư ng

– Tập 2 – ơ ở vi sinh trong công nghệ bảo vệ m i t ư ng. NXB Giáo dục.

PHỤ LỤC

Phụ lục 1 – Bản vẽ hệ thống xử lý nước thải y tế phòng khám nhỏ

Phụ lục 2 – Phiếu kết quả phân tích các thông số

Phụ lục 3 – QCVN28 : 2010/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế

Phụ lục 1

vii

Phụ lục 2

Kết quả phân tích các chỉ tiêu

Mẫu Các chỉ Đơn vị tiêu M01 M02 M03 M04 M05 M06 M07 M08

7,9 6,5 6,8 6.5 7,3 7,5 7,8 - pH 8,1

225 91 69 131 239 236 295 mg/l 242 BOD5

337 136 103 196 335 354 442 mg/l COD 339

85 41 41 50 63 53 46 mg/l Nitrat 110

17 10 9 11 11 10 11 phosphate mg/l 29

18 9 4 7 18 13 7 mg/l Amoni 22

110 61 95 64 71 60 76 mg/l TSS 85

MPN/100 18000 10200 5500 4900 4100 4300 3900 4500 Tổng

vii

coliforms ml

Phụ lục 3

viii

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

QCVN 28:2010/BTNMT

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA

VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ

National Technical Regulation on Health Care Wastewater

HÀ NỘI - 2010

Lời nói đầu

QCVN 28:2010/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ

thuật quốc gia về nước thải y tế biên soạn, Tổng cục Môi

trường, Vụ Khoa học và Công nghệ và Vụ Pháp chế trình

duyệt và được ban hành theo Thông tư số 39/2010/TT-

BTNMT ngày 16 tháng 12 năm 2010 của Bộ trưởng Bộ Tài

nguyên và Môi trường.

QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA

VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ

National Technical Regulation on Health Care Wastewater

1. QUY ĐỊNH CHUNG

1.1. Phạm vi điều chỉnh

Quy chuẩn này quy định giá trị tối đa cho phép của các thông số và các chất

ô gây nhiễm trong nước thải y tế của các cơ sở khám, chữa bệnh.

1.2. Đối tượng áp dụng

Quy chuẩn này áp dụng đối với tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động

thải nước thải y tế ra môi trường.

1.3. Giải thích thuật ngữ

Trong Quy chuẩn này, các thuật ngữ dưới đây được hiểu như sau:

1.3.1. Nước thải y tế là dung dịch thải từ cơ sở khám, chữa bệnh.

1.3.2. Nguồn tiếp nhận nước thải là các nguồn: nước mặt, vùng nước biển

ven bờ, hệ thống thoát nước, nơi mà nước thải y tế thải vào.

2. QUY ĐỊNH KỸ THUẬT

2.1. Nước thải y tế phải được xử lý và khử trùng trước khi thải ra môi trường.

2.2. Giá trị tối đa (Cmax) cho phép của các thông số và các chất gây ô nhiễm

trong nước thải y tế khi thải ra nguồn tiếp nhận được tính như sau:

Cmax = C x K

Trong đó:

C là giá trị của các thông số và các chất gây ô nhiễm, làm cơ sở để tính toán

Cmax, quy định tại Bảng 1.

K là hệ số về quy mô và loại hình cơ sở y tế, quy định tại Bảng 2

Đối với các thông số: pH, Tổng coliforms, Salmonella, Shigella và Vibrio cholera

trong nước thải y tế, sử dụng hệ số K = 1.

Bảng 1 - Giá trị C của các thông số ô nhiễm

Giá trị C

TT Thông số Đơn vị

A B

- 6,5 – 8,5 6,5 – 8,5 1 pH

30 50 mg/l 2 BOD5 (20oC)

3 COD 50 100 mg/l

4 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 50 100 mg/l

5 1,0 4,0 mg/l Sunfua (tính theo H2S)

6 Amoni (tính theo N) 5 10 mg/l

7 Nitrat (tính theo N) mg/l 30 50

8 Phosphat (tính theo P) mg/l 6 10

9 Dầu mỡ động thực vật 10 20 mg/l

10 Tổng hoạt độ phóng xạ α 0,1 0,1 Bq/l

11 Tổng hoạt độ phóng xạ β 1,0 1,0 Bq/l

MPN/

12 Tổng coliforms 3000 5000

100ml

Vi khuẩn/

13 Salmonella KPH KPH

xii

100 ml

Vi khuẩn/

14 Shigella KPH KPH

100ml

Vi khuẩn/

15 Vibrio cholerae KPH KPH

100ml

Ghi chú:

- KPH: Không phát hiện

- Thông số Tổng hoạt độ phóng xạ α và β chỉ áp dụng đối với các cơ sở khám,

chữa bệnh có sử dụng nguồn phóng xạ.

Trong Bảng 1:

- 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 thải vào cống thải chung của 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.

2.3. Giá trị của hệ số K

Bảng 2- Giá trị của hệ số K

Loại hình Quy mô Giá trị hệ số K

≥ 300 giường 1,0 Bệnh viện

xiii

< 300 giường 1,2

Cơ sở khám, 1,2 chữa bệnh khác

3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH

3.1. Phương pháp xác định giá trị các thông số ô nhiễm trong nước thải bệnh

viện thực hiện theo các tiêu chuẩn quốc gia sau đây:

- TCVN 6492:1999 (ISO 10523:1994) Chất lượng nước - Xác định pH;

- TCVN 6001 - 1:2008 Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hoá sau n ngày

(BODn) – Phần 1: Phương pháp pha loãng và cấy có bổ sung allylthiourea;

- TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hóa

học (COD);

- TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ

lửng bằng cách lọc qua cái lọc sợi thuỷ tinh;

- TCVN 6637:2000 (ISO 10530:1992) Chất lượng nước - Xác định sunfua hòa tan

- Phương pháp đo quang dùng metylen xanh;

- TCVN 5988:1995 (ISO 5664:1984) Chất lượng nước - Xác định amoni Phương

pháp chưng cất và chuẩn độ;

- TCVN 6180:1996 (ISO 7890 – 3:1988) - Chất lượng nước - Xác định nitrat -

Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic;

- TCVN 6494:1999 - Chất lượng nước - Xác định các ion Florua, Clorua, Nitrit,

Orthophotphat, Bromua, Nitrat và Sunfat hòa tan bằng sắc ký lỏng ion;

- Phương pháp xác định tổng dầu mỡ động thực vật thực hiện theo US EPA Method 1664 Extraction and gravimetry (Oil and grease and total petroleum hydrocarbons);

- TCVN 6053:1995 Chất lượng nước - Đo tổng hoạt độ phóng xạ anpha trong

nước không mặn. Phương pháp nguồn dày;

- TCVN 6219:1995 Chất lượng nước - Đo tổng hoạt độ phóng xạ beta trong nước

không mặn;

xiv

- TCVN 6187 - 1:2009 (ISO 9308 - 1:2000/Cor 1:2007) Chất lượng nước - Phát hiện và đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt và escherichia coli giả định - Phần 1 - Phương pháp màng lọc;

- TCVN 6187 - 2:1996 (ISO 9308 - 2:1990) Chất lượng nước - Phát hiện và đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt và escherichia coli giả định - Phần 2: Phương pháp nhiều ống;

- TCVN 4829:2001 Vi sinh vật học - Hướng dẫn chung các phương pháp phát hiện

Salmonella;

- SMEWW 9260: Phương pháp chuẩn 9260 - Phát hiện các vi khuẩn gây bệnh (9260 Detection of Pathogenic Bacteria, Standard methods for the Examination of Water and Wastewater) ;

3.2. Chấp nhận áp dụng các phương pháp xác định theo những tiêu chuẩn quốc tế

có độ chính xác tương đương hoặc cao hơn tiêu chuẩn quốc gia. Khi chưa có các tiêu

chuẩn quốc gia để xác định các thông số quy định trong Quy chuẩn này thì áp dụng các

tiêu chuẩn quốc tế.

4. TỔ CHỨC THỰC HIỆN

4.1. Tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động thải nước thải y tế ra môi

trường phải tuân thủ các quy định tại Quy chuẩn này.

4.2. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường có trách nhiệm hướng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực hiện Quy chuẩn này.

4.3. Trường hợp các tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn trong mục 3.1. của Quy chuẩn

này sửa đổi, bổ sung hoặc thay thế thì áp dụng theo văn bản mới.

Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở: Nghiên cứu, thiết kế mô hình hệ thống xử lý nước thải y tế cho các phòng khám tư nhân

KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG