Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện bằng phương pháp thiếu - hiếu khí (AO) sử dụng giá thể sinh học ECO - BIO - BLOCK (EBB) cải tiến

Chia sẻ: Trạc Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

38
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn đánh giá hiệu quả xử lý chất ô nhiễm của vật liệu EBB cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả xử lý cho đối tượng nước thải bệnh viện, góp phần cải thiện môi trường nước nói riêng và môi trường sống nói chung.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện bằng phương pháp thiếu - hiếu khí (AO) sử dụng giá thể sinh học ECO - BIO - BLOCK (EBB) cải tiến

ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ðẶNG THỊ THÙY NGUYÊN NGHIÊN CỨU ðÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN BẰNG PHƯƠNG PHÁP THIẾU - HIẾU KHÍ (AO) SỬ DỤNG GIÁ THỂ SINH HỌC ECO - BIO - BLOCK (EBB) CẢI TIẾN Chuyên ngành: Môi trường và phát triển bền vững (Chương trình ñào tạo thí ñiểm) LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. TRỊNH VĂN TUYÊN HÀ NỘI - 2016
LỜI CÁM ƠN ðầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Trịnh Văn Tuyên - Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam ñã tận tình hướng dẫn giúp tôi hoàn thành luận văn ñúng yêu cầu ñề ra. Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Hoàng Lương và các bạn bè ñồng nghiệp ở Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam ñã tạo mọi ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo, cán bộ của Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên và Môi trường ñã truyền ñạt kiến thức cho tôi trong quá trình học tập tại Trung tâm, cũng như gia ñình, bạn bè ñã khuyến khích, ñộng viên tạo mọi ñiều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành luận văn này. Trân trọng cảm ơn. Hà Nội, ngày 04 tháng 11 năm 2015 TÁC GIẢ LUẬN VĂN ðặng Thị Thùy Nguyên
LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu nêu trong luận văn là trung thực, không sử dụng số liệu của tác giả khác khi chưa ñược công bố hoặc chưa ñược sự ñồng ý. Những kết quả nghiên cứu của tác giả chưa từng ñược công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Hà Nội, ngày 04 tháng 12 năm 2015 TÁC GIẢ LUẬN VĂN ðặng Thị Thùy Nguyên
MỤC LỤC MỞ ðẦU....................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................ 5 1.1. Tổng quan về nước thải bệnh viện............................................................. 5 1.1.1. Nguồn phát sinh nước thải bệnh viện..................................................... 5 1.1.2. Tính chất và thành phần nước thải bệnh viện ......................................... 5 1.1.3. Phương án phân nguồn nước thải bệnh viện .......................................... 6 1.2. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải bệnh viện.................................. 7 1.2.1. Phương pháp mương ôxy hóa ................................................................ 8 1.2.2. Phương pháp bùn hoạt tính .................................................................... 9 1.2.3. Phương pháp lọc sinh học ngập nước .................................................. 10 1.2.4. Phương pháp màng vi sinh tầng chuyển ñộng (MBBR) ....................... 11 1.2.5. Phương pháp bể phản ứng theo mẻ (SBR) ........................................... 12 1.2.6. Phương pháp thiết bị sinh học màng .................................................... 13 1.2.7. Phương pháp lọc sinh học nhỏ giọt ...................................................... 15 1.2.8. Phương pháp thực vật thủy sinh........................................................... 16 1.2.9. Phương pháp Anammox ...................................................................... 17 1.3. Tổng quan về vật liệu EBB....................................................................... 18 1.3.1. Tổng quan về nghiên cứu vật liệu EBB trên thế giới:........................... 18 1.3.2. Tổng quan về nghiên cứu vật liệu EBB trong nước:............................. 22 1.3.3. Nguyên lý hoạt ñộng của EBB cải tiến ................................................ 27 1.3.4. Ưu ñiểm và nhược ñiểm của công nghệ EBB cải tiến .......................... 28 1.4. Phân tích và lựa chọn công nghệ thích hợp............................................. 29 CHƯƠNG 2: ðỊA ðIỂM, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................. 31 2.1. ðịa ñiểm, thời gian nghiên cứu ................................................................ 31 2.1.1. ðịa ñiểm nghiên cứu ........................................................................... 31 2.1.2. Thời gian nghiên cứu........................................................................... 31 2.2. Phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu..................................... 31
2.2.1. Phương pháp luận................................................................................ 31 2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu .............................................................. 32 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................... 37 3.1. Sản xuất vật liệu EBB cải tiến.................................................................. 37 3.1.1. Xác ñịnh tỷ lệ phối trộn các vật liệu..................................................... 37 3.1.2. Xác ñịnh tỷ lệ phối trộn nước .............................................................. 38 3.1.3. Cấy VSV lên giá thể EBB cải tiến ....................................................... 40 3.1.4. Quy trình sản xuất EBB cải tiến........................................................... 41 3.2. ðánh giá hiệu suất xử lý COD, Amoni, TSS trên hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến. ......................................................................... 43 3.2.1 ðánh giá hiệu suất xử lý COD trên hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến. ................................................................................................. 44 3.2.2 ðánh giá hiệu suất xử lý Amoni trên hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến............................................................................................ 51 3.2.3. ðánh giá hiệu suất xử lý TSS trên hệ thống AO sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến .................................................................................................. 57 3.3. ðề xuất công nghệ xử lý nước thải bệnh viện.......................................... 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................... 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 69 PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Giải thích AO Thiếu hiếu khí (Anoxic Oxic) BOD Nhu cầu ôxy sinh học COD Nhu cầu ô xy hóa học DO Hàm lượng ô xy hòa tan EBB Vật liệu mang vi sinh PVC Nhựa Polyvinylclorua QCVN Quy chuẩn Việt Nam TNMT Tài nguyên môi trường TSS Tổng chất rắn lơ lửng VSV Vi sinh vật
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần nước thải bệnh viện..................................................... 6 Bảng 1.2. Hiệu suất xử lý của công nghệ EBB tại Mayur Vihar ................... 20 Bảng 1.3. Giới thiệu một số ñặc ñiểm của vật liệu Karemzit ........................ 23 Bảng 1.4. ðặc tính kỹ thuật vật liệu Zeolit ................................................... 24 Bảng 3.1. ðộ rỗng và tỷ lệ phối trộn của vật liệu EBB cải tiến..................... 37 Bảng 3.2. Tỷ lệ nước ñể phối trộn ................................................................ 38 Bảng 3.3. Vi sinh vật hiếu khí tổng số (CFU/g)........................................... 41 Bảng 3.4. Vi sinh vật kị khí tổng số (CFU/g)................................................ 41 Bảng 3.5. Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải của Bệnh viện E .... 44 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của lưu lượng ñến hiệu suất và tải lượng xử lý........... 63
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ ñồ nguyên tắc phân nguồn nước thải bệnh viện ......................... 7 Hình 1.2. Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp mương ôxy hóa ...... 8 Hình 1.3. Sơ ñồ công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính. 9 Hình 1.4. Sơ ñồ công nghệ xử lý nước thải bằng lọc sinh học ngập nước ..... 10 Hình 1.5. Công nghệ xử lý nước bằng phương pháp MBBR ........................ 11 Hình 1.6. Công nghệ xử lý nước bằng phương pháp SBR ............................ 12 Hình 1.7. Công nghệ xử lý nước bằng phương pháp MBR ........................... 14 Hình 1.8. Xử lý nước thải bằng công nghê lọc sinh học nhỏ giọt.................. 15 Hình 1.9. Xử lý nước thải bằng thực vật thủy sinh ....................................... 17 Hình 1.10. Xử lý nước thải bằng công nghệ Anammox ................................ 18 Hình 1.11. EBB ñược ứng dụng trong xử lý nước sông Melaka Malaysia .... 20 Hình 1.12. Ứng dụng của EBB trong làm sạch bể cá cảnh............................ 21 Hình 1.13. Hình ảnh viên EBB nguyên mẫu Nhật Bản ................................. 21 Hình 1.14. Hình ảnh SEM của than cacbon hóa ở nhiệt ñộ 6400C................ 25 Hình 1.15. Chế phẩm sinh học Sagi Bio ....................................................... 27 Hình 1.16. Nguyên lý hoạt ñộng của EBB cải tiến........................................ 28 Hình 2.1. Sơ ñồ khối hệ thống thực nghiệm thiếu - hiếu khí......................... 32 Hình 2.2. Mô hình thực nghiệm hệ thống thiếu - hiếu khí............................. 33 Hình 2.3. Hình dáng khuôn mẫu vật liệu EBB cải tiến ................................. 35 Hình 3.1. Lượng nước phối trộn 100ml ........................................................ 38 Hình 3.2. Lượng nước phối trộn 150ml ........................................................ 39 Hình 3.3. Lượng nước phối trộn120 ml ........................................................ 39 Hình 3.4. Cấy VSV vào EBB cải tiến ........................................................... 40 Hình 3.5. EBB cải tiến trước và sau khi cấy VSV ....................................... 40 Hình 3.6. Quy trình công nghệ sản xuất vật liệu EBB cải tiến (dùng cho xử lý nước thải bệnh viện) ........................................................... 42
Hình 3.7. Sản phẩm EBB cải tiến ñược chế tạo tại Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam ............................ 43 Hình 3.8. Hệ thí nghiệm A-O ....................................................................... 43 Hình 3.9. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý COD qua cột thiếu khí ....................... 45 Hình 3.10. Tải lượng xử lý COD qua cột thiếu khí ..................................... 475 Hình 3.11. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý COD qua cột hiếu khí .................... 497 Hình 3.12. Tải lượng xử lý COD qua cột hiếu khí ........................................ 47 Hình 3.13. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý COD qua hệ AO .............................. 49 Hình 3.14. Tải lượng xử lý COD qua hệ AO ................................................ 49 Hình 3.15. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý Amoni qua cột thiếu khí................... 51 Hình 3.16. Tải lượng xử lý Amoni qua cột hiếu khí .................................... 51 Hình 3.17. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý Amoni qua bể hiếu khí .................................... 53 Hình 3.18. Tải lượng xử lý Amoni qua bể hiếu khí ........................................................... 53 Hình 3.19. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý Amoni qua hệ AO ............................................ 55 Hình 3.20. Tải lượng xử lý Amoni qua hệ AO .................................................................. 55 Hình 3.21. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý TSS qua bể thiếu khí ........................................ 57 Hình 3.22. Tải lượng xử lý TSS qua bể thiếu khí ............................................................... 57 Hình 3.23. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý TSS qua bể hiếu khí ......................................... 59 Hình 3.24. Tải lượng xử lý TSS qua bể hiếu khí ............................................................... 59 Hình 3.25. Nồng ñộ và hiệu suất xử lý TSS qua hệ AO ................................................ 61 Hình 3.26. Tải lượng xử lý TSS qua hệ AO ....................................................................... 61 Hình 3.27. Sơ ñồ khối phương án xử lý nước thải bệnh viện công nghệ AO....64 Hình 3.28. Sơ ñồ dòng chảy nước thải bệnh viện bằng phương pháp AO........65
MỞ ðẦU Tốc ñộ phát triển kinh tế cao mang lại những lợi ích to lớn như cải thiện mức sống của người dân và tiềm lực kinh tế cho ñất nước, tuy nhiên nó cũng có tác ñộng nặng nề ñến chất lượng môi trường. Trong ñó, ô nhiễm do nước thải là một trong những vấn ñề nhức nhối nhất. Nước thải bệnh viện là một trong những mối quan tâm, lo ngại sâu sắc ñối với các nhà quản lý môi trường và xã hội vì chúng có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và nguy hiểm ñến ñời sống con người. Theo thống kê của Bộ Y tế, tính ñến nay cả nước hiện có 1.087 bệnh viện (1.023 bệnh viện nhà nước, 64 bệnh viện tư nhân) với tổng số hơn 140.000 giường bệnh, ngoài ra còn có hơn 10.000 trạm y tế xã, hàng chục ngàn cơ sở phòng khám tư nhân, cơ sở nghiên cứu, ñào tạo, sản xuất dược phẩm, sinh phẩm y tế. Các cơ sở y tế, thải ra khoảng 250.000 m3 nước thải mỗi ngày. Loại nước thải y tế này ô nhiễm nặng về mặt hữu cơ và hàm lượng vi sinh cao gấp 100-1000 lần tiêu chuẩn cho phép. Tuy nhiên, khoảng 46% số bệnh viện hiện chưa có hệ thống xử lý nước thải và 70% số hệ thống xử lý nước thải hiện có không ñạt tiêu chuẩn [3]. Do kinh tế còn nhiều khó khăn, việc quản lý và xử lý chất thải bệnh viện ở nhiều ñịa phương chưa ñược quan tâm và ñầu tư ñúng mức. Chất thải bệnh viện, ngoài những ñặc tính chung giống như chất thải sinh hoạt, còn có ñặc tính tiêng biệt là chứa rất nhiều vi trùng gây bệnh có khả năng lây nhiễm cao, gây nên những vấn ñề nhức nhối về vệ sinh, môi trường và sức khỏe cộng ñồng. Theo ông Jordan Ryan, nguyên Trưởng ñại diện thường trú Quỹ Môi trường Toàn cầu (GEF) tại Việt Nam, có 80% trường hợp mắc bệnh do nguồn nước bị ô nhiễm, trong ñó có một phần là từ nước thải các bệnh viện [8]. Vì vậy việc nghiên cứu, tìm ra giải pháp công nghệ thích hợp ñể xử lý hiệu quả nước thải bệnh viện ñảm bảo các tiêu chuẩn cho phép khi thải ra môi trường ñã ñược các nhà môi trường trong và ngoài nước quan tâm. Hiện nay, các nước trên
thế giới và nước ta ñã ứng dụng nhiều giải pháp công nghệ khác nhau ñể xử lý hiệu quả và an toàn nước thải bệnh viện, trong ñó thường sử dụng phổ biến là công nghệ sinh học. Nước thải bệnh viện là một nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng vì có hàm lượng hữu cơ, các chất dinh dưỡng cao và ñặc biệt có chứa nhiều vi khuẩn, virut gây bệnh. Ở Việt Nam, các nhà khoa học ñã nghiên cứu, phát triển nhiều công nghệ xử lý nước thải bệnh viện như bể sinh học tiếp xúc hiếu khí, công nghệ bùn hoạt tính trong các bể aeroten truyền thống, xử lý hiếu khí theo mẻ SBR, lọc sinh học ngập nước, công nghệ AAO, công nghệ màng sinh học MBR… Tuy nhiên, các công nghệ này ñòi hỏi chi phí ñầu tư cao, vận hành gặp nhiều khó khăn. Eco-Bio Block (EBB) nguyên mẫu từ Nhật Bản. EBB từ Nhật Bản là một khối rắn ñược sản xuất thông qua quá trình pha trộn các vật liệu như ñá núi lửa ở Nhật kết hợp gắn các hệ vi sinh vật thân thiện với môi trường [20]. EBB cải tiến ñã ñược Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam nghiên cứu và chế tạo thành công bằng cách sử dụng các vật liệu sẵn có trong nước (sỏi nhẹ keramzite phối trộn với cát, xi măng và than hoạt tính, cấy vi sinh vật). Viện Công nghệ môi trường ñã có các nghiên cứu về việc sử dụng EBB cải tiến ñể xử lý nước thải sinh hoạt và nước hồ ao cho thấy hiệu quả xử lý của EBB cải tiến với các loại nước thải này khá cao. Chính vì vậy tôi thực hiện ñề tài luận văn “Nghiên cứu ñánh giá hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện bằng phương pháp thiếu - hiếu khí (AO) sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến” ñể ñánh giá hiệu quả xử lý chất ô nhiễm của vật liệu EBB cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả xử lý cho ñối tượng nước thải bệnh viện, góp phần cải thiện môi trường nước nói riêng và môi trường sống nói chung. 2
Mục tiêu của ñề tài: - Nghiên cứu sản xuất vật liệu EBB phù hợp cho xử lý nước thải bệnh viện ở Việt Nam - Thử nghiệm và ñánh giá hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện bằng phương pháp thiếu - hiếu khí (AO) sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến, góp phần cải thiện môi trường nước. ðánh giá hiệu quả xử lý COD; ðánh giá hiệu quả xử lý Amoni; ðánh giá hiệu quả xử lý chất rắn lơ lửng; - ðề xuất phương pháp xử lý nước thải bệnh viện mới phù hợp với ñiều kiện Việt Nam. ðối tượng nghiên cứu Nghiên cứu hiệu quả xử lý COD, amoni, chất rắn lơ lửng của mô hình xử lý nước thải bệnh viện bằng phương pháp thiếu hiếu khí kết hợp sử dụng giá thể sinh học EBB cải tiến. Nước thải ñược lấy từ bể ñiều hòa bệnh viện E, quận Cầu Giấy, Hà Nội. Quy mô nghiên cứu Quy mô phòng thí nghiệm. Bố cục của ñề tài: Chương 1. Tổng quan - Tổng quan về nước thải bệnh viện - Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải bệnh viện - Tổng quan về vật liệu EBB - Lựa chọn công nghệ thích hợp Chương 2. ðịa ñiểm, thời gian, phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu Chương 3. Kết quả nghiên cứu - Sản xuất vật liệu EBB 3
- Nghiên cứu hiệu suất xử lý COD trong hệ thí nghiệm AO sử dụng giá thế sinh học EBB cải tiến - Nghiên cứu hiệu suất xử lý Amoni trong hệ thí nghiệm AO sử dụng giá thế sinh học EBB cải tiến - Nghiên cứu hiệu suất xử lý TSS trong hệ thí nghiệm AO sử dụng giá thế sinh học EBB cải tiến - ðề xuất phương pháp mới xử lý nước thải bệnh viện Kết luận và kiến nghị. 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về nước thải bệnh viện 1.1.1. Nguồn phát sinh nước thải bệnh viện Nước thải bệnh viện là dung dịch thải từ cơ sở khám, chữa bệnh. Nước thải bệnh viện phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau như: pha chế thuốc - tẩy khuẩn, lau chùi dụng cụ y tế, rửa trôi các mẫu bệnh phẩm, rửa vết thương bệnh nhân, nước thải từ các phòng phẫu thuật, phòng xét nghiệm, phòng thí nghiệm, từ các khoa khám, chữa bệnh, khu ñiều trị bệnh nhân,… ñược thu gom chung ñưa về hệ thống xử lý nước thải. Nước thải loại này có chứa chủ yếu các hợp chất hữu cơ, các chất rắn lơ lửng, máu, mủ và ñặc biệt là các loại vi trùng gây bệnh. Ngoài ra, một lượng lớn nước thải phát sinh trong quá trình sinh hoạt của cán bộ, nhân viên, bệnh nhân và người nhà bệnh nhân. Nước thải này có chứa chủ yếu các chất cặn bã, các chất dinh dưỡng (N, P), các chất rắn lơ lửng (SS), các chất hữu cơ (BOD5, COD và vi khuẩn), nếu không ñược xử lý trước khi thải ra ngoài sẽ gây ô nhiễm tới môi trường. 1.1.2. Tính chất và thành phần nước thải bệnh viện Nước thải bệnh viện có hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học khá cao (ñại diện bởi thông số BOD5), lượng chất rắn lơ lửng lớn. ðặc biệt, nước thải bệnh viện là nguồn ñiển hình chứa lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh. Tại hầu hết các bệnh viện ñã khảo sát, khi phân tích mẫu nước thải cho thấy, tổng coliform nằm trong khoảng 106- 107 MNP/100ml, vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần [4]. Ngoài các loại vi khuẩn này, trong nước thải bệnh viện còn có một lượng không ít vi khuẩn gây bệnh khác. Do vậy, nước thải bệnh viện nếu không có biện pháp xử lý hữu hiệu, các mầm bệnh này sẽ bị phát tán ra môi trường và thủy vực tiếp nhận, làm gia tăng nguy cơ bùng phát dịch bệnh, ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường và sức khỏe cộng ñồng. Thành phần của nước thải bệnh viện thường ở mức như bảng 1.1. 5
Bảng 1.1. Thành phần nước thải bệnh viện Thông số ðơn vị Khoảng giá trị Giá trị trung bình pH - 6.5 - 7.5 7.0 TSS mg/l 100 - 200 150 BOD5 mg/l 120 - 250 200 COD mg/l 150 - 350 300 Tổng Coliforms MNP/100 ml 106 - 109 106 - 107 Nguồn: Tài liệu quản lý chất thải bệnh viện, 2015 [2] Ngoài ra nước thải bệnh viện còn có một số kim loại nặng với hàm lượng nhỏ như: mangan, ñồng, thủy ngân, crôm,... Các kết quả phân tích các kim loại nặng trong nước thải bệnh viện thường cho thấy hàm lượng các kim loại này ñều nhỏ hơn quy chuẩn cho phép (QCVN 28:2010/BTNMT). 1.1.3. Phương án phân nguồn nước thải bệnh viện Nhằm giảm thiểu lượng nước thải cho hệ xử lý, giảm chi phí ñầu tư, giảm chi phí xử lý và nhằm ñảm bảo cho hệ thống xử lý hoạt ñộng ổn ñịnh và ñạt hiệu quả cao, cần tách riêng nước mưa và nước thải thành các dòng riêng biệt. - Nước mưa, nước mặt chảy tràn cần ñược thu gom riêng vào hệ thống cống thoát nước mặt riêng biệt. Nước từ hệ thống cống này sẽ ñược xả thẳng ra mương thoát nước. - Nước thải từ các khoa, phòng bao gồm cả nước thải sinh ra trong quá trình khám chữa bệnh và nước thải sinh hoạt của các cán bộ công nhân viên, bệnh nhân, người nhà bệnh nhân ñược thu gom dẫn theo ñường ống riêng ñến khu xử lý nước thải theo hình 1.1. 6
Nguồn Sau nước thải Trước xử lý hoạt ñộng Trạm xử lý Hệ nước chuyên nước thải thải chung môn và bệnh viện sinh hoạt của bệnh viện Nước mưa chảy tràn Hình 1.1. Sơ ñồ nguyên tắc phân nguồn nước thải bệnh viện 1.2. Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải bệnh viện Các công nghệ xử lý nước thải bệnh viện theo kiểu truyền thống mặc dù ñầu ra có ñạt QCVN nhưng ngày càng bộc lộ nhiều yếu ñiểm như: Tốn diện tích, chi phí vận hành và chi phí ñầu tư cao, thời gian thi công chậm, phát sinh mùi hôi trong quá trình vận hành, chất lượng nước sau xử lý không ổn ñịnh, lượng bùn thải ra lớn... Việc nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải bệnh viện không chỉ cần thỏa mãn các tiêu chuẩn quy ñịnh, mà còn phải ñảm bảo các yếu tố: chiếm ít diện tích, dễ lắp ñặt vận hành và bảo dưỡng, không gây ô nhiễm thứ cấp ảnh hưởng ñến môi trường xung quanh. Các nước trên thế giới và nước ta ñã ứng dụng nhiều giải pháp công nghệ khác nhau ñể xử lý hiệu quả và an toàn nước thải bệnh viện. Ở một số nước phát triển như ðức, Nhật Bản, Pháp, Mỹ, Canada,… các nhà khoa học ñã nghiên cứu và ứng dụng thành công các phương pháp sinh học cho việc xử lý nước thải, bao gồm các phương pháp kỵ khí, hiếu khí, thiếu khí có sử dụng vi sinh vật. Ưu thế của việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là ñơn giản, tiết kiệm, tận dụng ñược 7
nguồn sinh vật sẵn có trong môi trường và hạn chế ñến mức tối ña ảnh hưởng tiêu cực trong quá trình xử lý. Qui trình xử lý nước thải trên thế giới hiện nay thường ñược tiến hành theo những bước như sau: Xử lý cấp 1 (Primary Treatment): Dùng những biện pháp hóa lý loại bỏ bớt những chất thải rắn không hòa tan trong nước. Xử lý cấp 2 (Secondary Treatment): Sử dụng vi sinh vật ñể loại bỏ những chất thải hữu cơ hòa tan trong nước. Xử lý cấp 3 (Tertiary Treatment): Kết hợp các biện pháp xử lý hóa học, vật lý, sinh học ñể loại bỏ chất dinh dưỡng trong nước. 1.2.1. Phương pháp mương ôxy hóa Mương ôxy hóa là một dạng thiết bị sục khí kéo dài. Phương pháp này có ưu ñiểm là có thể xử lý hiệu quả ñồng thời hữu cơ và nitơ, vận hành ñơn giản, tốn ít năng lượng, tạo ra ít bùn. Tuy nhiên, phương pháp này cần diện tích xây dựng lớn. Phương pháp này ñược sử dụng khá phổ biến ñối với quy mô nhỏ (xem Hình 1.2). Hình 1.2. Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp mương ôxy hóa [11]. 8
1.2.2. Phương pháp bùn hoạt tính Sử dụng bể Aeroten (bể bùn hoạt tính) kết hợp với lắng sơ cấp, lắng thứ cấp và khử trùng. Bùn cặn từ bể lắng sơ cấp và bùn hoạt tính dư ñược ñưa qua bể phân hủy bùn dạng yếm khí (xem Hình 1.3). Nước Bể bùn Nước thải Bể ñiều Lắng 1 Lắng 2 Khử xử lý hoạt tính hoà trùng Bùn Bùn Xử lý Máy thổi khí Nước tách bùn bùn Bùn thải Hình 1.3. Sơ ñồ công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp bùn hoạt tính + Ưu ñiểm: - Quá trình bùn hoạt tính có ưu ñiểm là hiệu quả xử lý hữu cơ (BOD, COD) và amoni (chuyển hoá amoni thành nitrat) cao; + Nhược ñiểm: - Cần cung cấp không khí một cách cưỡng bức bằng máy sục khí (máy thổi khí chìm hay máy cấp khí bề mặt) nên tiêu hao ñiện năng và do ñó chi phí xử lý cao (chi phí ñiện năng cho sục khí chiếm phần lớn chi phí xử lý (thường trên 50%). - Quá trình này ñòi hỏi phải hồi lưu một phần bùn từ bể lắng về bể sục khí ñể duy trì nồng ñộ bùn hoạt tính trong bể sục khí trong khoảng mong muốn. Vì vậy, cần phải kiểm tra, phân tích nồng ñộ bùn và ñiều chỉnh lưu lượng bùn hồi lưu thường xuyên, dẫn ñến vận hành rất phức tạp. - Quá trình này dễ bị xảy ra hiện tượng bùn khó lắng, khi ñó hiệu quả xử lý kém và hệ mất ổn ñịnh. Khắc phục hiện tượng này khá phức tạp, ñòi hỏi người vận hành có 9
kiến thức chuyên môn sâu. Do ñó, quá trình này vận hành phức tạp, nhìn chung là không thuận lợi ñối các cơ sở không có cán bộ kỹ thuật chuyên trách về xử lý nước thải. 1.2.3. Phương pháp lọc sinh học ngập nước Sử dụng bể lọc sinh học hiếu khí có vật liệu mang vi sinh vật ngập trong nước kết hợp với lắng sơ cấp, lắng thứ cấp và khử trùng. Bùn và cặn phát sinh trong quá trình xử lý sẽ ñược thu gom và xử lý tiếp bằng phương pháp phân huỷ bùn yếm khí. Sơ ñồ công nghệ xử lý nước thải bằng lọc sinh học ngập nước ở hình 1.4. Nước Bể ñiều Lắng 1 Vật liệu Lắng 2 Khử xử lý hoà lọc trùng Bùn Bùn Xử lý Máy thổi khí Nước tách bùn bùn Bùn thải Hình 1.4. Sơ ñồ công nghệ xử lý nước thải bằng lọc sinh học ngập nước + Ưu ñiểm: - Hiệu suất xử lý hữu cơ và nitơ cao, chất lượng nước thải sau xử lý tốt và ổn ñịnh do có thể duy trì ñược nồng ñộ vi sinh vật trong hệ cao và chủng loại vi sinh vật phong phú. - Thời gian lưu của nước thải trong hệ thống ngắn nên diện tích mặt bằng sử dụng không lớn. - Không cần hồi lưu bùn, hạn chế ñược hiện tượng bùn khó lắng, do ñó so với quá trình bùn hoạt tính, vận hành ñơn giản và ổn ñịnh hơn. 10
- Có thể làm kín nên giảm mùi thứ cấp. + Nhược ñiểm: - Quá trình này không giảm ñược chi phí xử lý do vẫn phải cấp khí cưỡng bức. - Chi phí ñầu tư lại cao hơn so với quá trình bùn hoạt tính do phải sử dụng thêm vật liệu lọc sinh học (vật liệu mang vi sinh). 1.2.4. Phương pháp màng vi sinh tầng chuyển ñộng (MBBR) Nước thải ñược xử lý bằng phương pháp vi sinh tại các bể xử lý vi sinh. Nước thải sau xử lý vi sinh ñược lọc qua lớp vật liệu lọc nổi tại bể lọc nhằm loại bỏ cặn vi sinh trong nước và khử một phần nitrat. Lượng bùn trong trong bể lọc ñược quay vòng một phần về bể xử lý vi sinh, phần bùn dư còn lại ñược ñưa về bể ủ bùn. Bùn ủ sau một thời gian ñược hút và thải bỏ giống như bã thải tại các bể phốt. Nước thải sau khi qua bể lọc ñược loại bỏ các loại vi khuẩn gây bệnh tại bể khử trùng trước khi thải ra môi trường. Sơ ñồ công nghệ xử lý nước thải bằng màng vi sinh tầng chuyển ñộng (MBBR) xem Hình 1.5. Song chắn rác Bể ñiều Bể Bể lắng Nước thải Nước thải ñã xử lý hòa MBBR Bùn Bùn Bể phân Nước tràn hủy bùn Bùn thải (làm phân hoặc chôn lấp) Hình 1.5. Công nghệ xử lý nước bằng phương pháp MBBR 11