Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có trong nước thải bệnh viện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:116

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có trong nước thải bệnh viện" được hoàn thành với mục tiêu nhằm điều chế vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam và xác định đặc điểm hình thái vật liệu bằng các phương pháp phân tích vật liệu FTIR, SEM, BET; Ứng dụng vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam xử lý kháng sinh trong nước thải bệnh viện giả định;

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 điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có trong nước thải bệnh viện

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU TỪ VỎ NHA ĐAM ĐỂ XỬ LÝ KHÁNG SINH CÓ TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ BÌNH DƯƠNG – 2022
UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU TỪ VỎ NHA ĐAM ĐỂ XỬ LÝ KHÁNG SINH CÓ TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐÀO MINH TRUNG BÌNH DƯƠNG - 2022
UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bình Dương, ngày…… tháng…… năm…… NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ………………………………………………………………………………………............ ………………………………………………………………………………………............ ………………………………………………………………………………………............ ………………………………………………………………………………………............ ………………………………………………………………………………………............ ………………………………………………………………………………………............ ………………………………………………………………………………………............ ………………………………………………………………………………………............ Chữ ký của Người hướng dẫn (ghi rõ họ tên) TS. ĐÀO MINH TRUNG
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi và được sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Đào Minh Trung. Các nội dung nghiên cứu trong đề tài “Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có trong nước thải bệnh viện” của tôi là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được cá nhân thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ nguồn gốc. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung bài luận văn của mình. Bình Dương, ngày… tháng… năm 2022 HỌC VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM i
LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường với đề tài “Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có trong nước thải bệnh viện” là sự thể hiện những thành quả nghiên cứu và kiến thức đã thu nhận được của học viên trong thời gian học tập tại Trường Đại học Thủ Dầu Một. Trong quá trình thực hiện đã nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình và tận tụy của quý thầy cô và anh chị cùng khóa. Xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Tiến sĩ Đào Minh Trung, người trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Cô Hoàng Lê Thụy Thùy Trang đã chỉ dẫn nhiệt tình, hỗ trợ trong quá trình thực hiện các thí nghiệm và viết bài báo cáo. Ban giám hiệu nhà trường và toàn thể các thầy cô thuộc Viện đào tạo sau đại học – Trường Đại học Thủ Dầu Một, những người đã truyền dạy những kiến thức bổ ích, tạo mọi điều kiện cho học viên trong suốt quá trình học tập tại trường, định hướng nghiên cứu cũng như thực hiện luận văn. Xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị em học viên cùng khóa CH20MT01 - 02 đã giúp đỡ và động viên học viên trong quá trình thu thập tài liệu cho bài luận văn. Cuối cùng xin gửi lời biết ơn đến gia đình, bạn bè đã khích lệ, động viên tinh thần là nguồn lực to lớn giúp học viên vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. ii MỤC LỤC .................................................................................................................. iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ........................................................... vi DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................... vii DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... viii PHẦN MỞ ĐẦU ..........................................................................................................1 Lý do chọn đề tài ...................................................................................................1 Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................1 Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................2 Phạm vi nghiên cứu ...............................................................................................2 Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................................2 Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................4 1.1. Tổng quan về nước thải bệnh viện ..............................................................4 1.1.1. Hiện trạng ô nhiễm. ....................................................................................4 1.1.2. Thành phần và ảnh hưởng của nước thải bệnh viện ...................................5 1.2. Tổng quan về kháng sinh Tetracycline. ....................................................17 1.2.1. Tổng quan về kháng sinh Tetracycline .....................................................17 1.2.2. Một số phương pháp xử lý kháng sinh trong nước thải ............................19 1.3. Tổng quan về cây Nha đam. .........................................................................20 1.3.1. Nguồn gốc cây Nha đam..........................................................................20 1.3.2. Cấu tạo cây Nha đam ................................................................................22 1.3.3. Phân loại nha đam .....................................................................................24 1.3.4. Thành phần hóa học của Nha đam ............................................................27 1.3.5. Ứng dụng của Nha đam ............................................................................30 iii
1.3.6. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về sử dụng vật liệu sinh học Nha Đam xử lý nước thải. ....................................................................................................32 CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................36 2.1. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................36 2.1.1. Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu ....................................................................36 2.1.2. Danh mục hóa chất sử dụng ......................................................................37 2.2 Nội dung nghiên cứu .....................................................................................37 2.2.1 Quy trình nghiên cứu .................................................................................37 2.2.2. Bố trí thí nghiệm cho nội dung 1: điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam.........39 2.2.3. Bố trí thí nghiệm cho nội dung 2: Phân tích đặc điểm hình thái, thành phần của vật liệu. .........................................................................................................40 2.2.4. Bố trí thí nghiệm cho nội dung 3: Ứng dụng vật liệu điều chế để xử lý nước thải giả định. .......................................................................................................41 2.3. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................47 2.3.1. Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu, so sánh ........................47 2.3.2. Phương pháp đo đạc và phân tích mẫu .....................................................47 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................48 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..............................................................49 3.1. Đặc điểm của vật liệu điều chế từ vỏ Nha đam. ...........................................49 3.1.1. FTIR ..........................................................................................................49 3.1.2. SEM ..........................................................................................................50 3.1.3. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ Nitơ ..............................51 3.2. Ảnh hưởng của điều kiện hấp phụ đến hiệu quả xử lý kháng sinh. .............52 3.2.1. Đường chuẩn Tetracycline ........................................................................52 3.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH. .....................................................................53 3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của liều lượng vật liệu .............................................54 3.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ...............................................55 3.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kháng sinh. ..........................................58 iv
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................64 4.1. Kết luận.........................................................................................................64 4.2. Kiến nghị. .....................................................................................................64 TÀI LIỆU THAM KHẢO. .........................................................................................66 PHỤ LỤC ...................................................................................................................72 v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU BET Brunauer emmet teller BOD Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học FT-IR Fourier Transformation Infrared Spectrometer Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry Hội hóa học ứng dụng quốc tế QCVN Quy chuẩn Việt Nam SBR Sequencing Batch Reactor Hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ SEM Scanning electron microscope TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TDS Total Dissolved Solids - Tổng chất rắn hòa tan TS Total Solid - Tổng chất rắn TSS Total Suspended Solids - Tổng chất rắn lơ lửng TEM Transmission electron microscopy WASH Water, Sanitation and Hygiene WHO Tổ chức Y tế Thế Giới vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng nhu cầu tiêu thụ nước theo số lượng giường bệnh ..............................4 Bảng 1.2 Thành phần và nguồn phát sinh nước thải bệnh viện ...................................5 Bảng 1.3 Các nhóm vi khuẩn có trong bùn hoạt tính ...................................................9 Bảng 1.4 Thành phần hóa học của Nha Đam .............................................................27 Bảng 1.5 Một số nghiên cứu trong nước và ngoài nước về vật liệu sinh học có nguồn gốc từ Nha Đam xử lý nước thải. ...............................................................................32 Bảng 2.1 Thiết bị chính ..............................................................................................36 Bảng 2.2 Dụng cụ cần cho thí nghiệm .......................................................................36 Bảng 2.3 Hóa chất cần thiết cho thí nghiệm ..............................................................37 Bảng 2.4 Bảng thông số phân tích .............................................................................40 Bảng 2.5 Bảng các phương pháp sử dụng để đo và phân tích mẫu ...........................47 Bảng 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH ...........................................................54 Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của liều lượng vật liệu ..................................55 Bảng 3.3 Kết quả khảo sát thời gian hấp phụ đạt cân bằng .......................................56 Bảng 3.4 Hằng số phương trình động học .................................................................58 Bảng 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kháng sinh ................................59 Bảng 3.6 Hằng số dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu ......................................61 Bảng 3.7 So sánh khả năng hấp phụ Tetracycline của vật liệu sinh học điều chế từ vỏ Nha đam với một số nghiên cứu trước đây ................................................................61 vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống bể lọc sinh học nhỏ giọt ........................8 Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động của Công nghệ bùn hoạt tính trong bể hiếu khí........10 Hình 1.3 Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện theo nguyên lý hợp khối .........................11 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động công nghệ AAO ..............................................13 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hồ sinh học ổn định ..................................15 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bãi lọc trồng cây kết hợp bể lọc yếm khí .16 Hình 1.7 Cấu tạo hóa học của Tectracycline .............................................................18 Hình 1.8 Phân bố cây Nha đam trên thế giới .............................................................21 Hình 1.9 Cấu tạo lá nha nha đam ...............................................................................22 Hình 1.10 Hoa và quả của cây Nha Đam ...................................................................23 Hình 1.11 Nha đam Aloe barbadensis .......................................................................25 Hình 1.12 Nha đam Aloe perryi .................................................................................25 Hình 1.13 Nha đam Aloe ferox ...................................................................................26 Hình 1.14 Nha đam Aloe aborecens ..........................................................................27 Hình 1.15 Sơ đồ cấu tạo thịt lá Nha Đam ..................................................................27 Hình 1.16 Công thức cấu tạo Aloin A........................................................................28 Hình 1.17 Công thức cấu tạo Aloin B ........................................................................29 Hình 1.18 Công thức cấu tạo của Apigenin ...............................................................30 Hình 2.1 Quy trình nghiên cứu ..................................................................................39 Hình 2.2 Quy trình điều chế vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam...................................40 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm dựng đường chuẩn.................................................42 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát pH tối ưu .................................................43 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của liều lượng vật liệu ..........44 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian ........................45 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kháng sinh ........46 viii
Hình 3.1 Phổ FTIR của vật liệu Nha đam chưa biến tính và Nha đam biến tính ......50 Hình 3.2 Ảnh SEM vật liệu Nha đam chưa biến tính (a)(b) và vật liệu Nha đam biến tính (c)(d)....................................................................................................................51 Hình 3.3 Đường đẳng nhiệt hấp phụ/giải hấp phụ N2 của Nha đam chưa biến tính (a) và Nha đam biến tính (b) ............................................................................................52 Hình 3.4 Phổ hấp thụ phân tử Tetracycline theo nồng độ ..........................................52 Hình 3.5 Phổ hấp thụ phân tử Tetracycline theo pH ..................................................53 Hình 3.6 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ..................................................54 Hình 3.7 Biểu đồ ảnh hưởng của liều lượng vật liệu đến hiệu suất hấp phụ .............55 Hình 3.8 Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian khuấy đến quá trình hấp phụ .................57 Hình 3.9 Phương trình động học bậc 1 (a) và bậc 2 (b) .............................................58 Hình 3.10 Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ kháng sinh đến quá trình hấp phụ .........59 Hình 3.11 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir (a) và Freundlich (b) ...........60 ix
PHẦN MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Dân số Việt Nam ngày càng gia tăng, dẫn đến nhu cầu khám và điều trị bệnh tăng lên, số bệnh nhân cũng tăng theo. Báo cáo của Bộ Y tế, hiện nay cả nước có gần 50.000 cơ sở khám, chữa bệnh, trong đó có 248 bệnh viện tư nhân và 21.048 phòng khám tư nhân (PGS.TS Nguyễn Đức Khiển, 2020). Trong quá trình trị bệnh, kháng sinh được sử dụng rất phổ biến. Hầu hết thuốc kháng sinh hấp thụ kém sau khi uống khoảng 30 – 90% các chất đưa vào cơ thể sẽ được đào thải qua phân hoặc nước tiểu (Sarmah, 2008). Vì vậy nếu không xử lý triệt để vi khuẩn và dư lượng kháng sinh trong nước thải bệnh viện có thể phát tán ra môi trường (Duong et al., 2008) dẫn đến nhiều hệ lụy như lây lan mầm bệnh có khả năng kháng kháng sinh. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) ước tính và cảnh báo đến năm 2050, tình trạng kháng thuốc có thể là nguyên nhân gây tử vong cho 10 triệu người trên toàn cầu mỗi năm. Còn tại Việt Nam, tỷ lệ kháng kháng sinh chiếm khoảng 40%, đứng thứ 4 về tỷ lệ kháng thuốc ở các nước tại châu Á - Thái Bình Dương. Do những ảnh hưởng trên, nhiều phương pháp đã được áp dụng để xử lý dư lượng kháng sinh trong nước thải bệnh viện như xử lý bằng màng lọc MPN (Bùi Xuân Thành TS, 2016), hấp phụ trên nhôm oxit biến tính bằng polyme mang điện (Đào Thị Hường, 2020), xử lý bằng bể tự hoại và bãi lọc (Đinh Thị Thiên Ngân, 2015). Xuất phát từ thực tế trên và hướng đến một phương pháp xử lý thân thiện với môi trường hơn, đề tài “Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có trong nước thải bệnh viên.” được đề xuất. Mục tiêu nghiên cứu  Mục tiêu tổng quát Điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam và khảo sát khả năng xử lý nước thải bệnh viện giả định.  Mục tiêu cụ thể 1
- Điều chế vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam và xác định đặc điểm hình thái vật liệu bằng các phương pháp phân tích vật liệu FTIR, SEM, BET; - Ứng dụng vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam xử lý kháng sinh trong nước thải bệnh viện giả định; - Xác định các điều kiện xử lý kháng sinh trong nước thải giả định tối ưu của vật liệu; Đối tượng nghiên cứu - Vật liệu sinh học: hiệu quả xử lý kháng sinh của vật liệu sinh học được điều chế từ vỏ Nha đam. - Nước thải bệnh viện giả định có chứa kháng sinh Tetracycline. Phạm vi nghiên cứu Ứng dụng vật liệu điều chế từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh Tetracycline trong nước thải bệnh viện giả định ở quy mô phòng thí nghiệm. Thời gian thực hiện đề tài trong khoảng 6 tháng. - Không gian: Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm trường Đại học Thủ Dầu Một. - Thời gian: từ tháng 1/2022 – 06/2022. - Giới hạn đề tài: + Vật liệu Nha đam được lấy tại Bình Dương. + Nước thải nghiên cứu: nước thải giả định có kháng sinh Tetracycline và được pha trong phòng thí nghiệm với nồng độ giới hạn từ (5 ppm – 500 ppm). + Thí nghiệm xác định đặc điểm hình thái của vật liệu như: SEM, FI-TR, BET: gởi mẫu đo ở Viện Hàn Lâm Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam. Ý nghĩa thực tiễn - Điều chế được vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam có khả năng xử lý kháng sinh trong nước thải bệnh viện. - Xác định các thông số hấp phụ tối ưu của vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam. - Bước đầu ứng dụng với quy mô phòng thí nghiệm. 2
Ý nghĩa khoa học Xác định được quy trình điều chế vật liệu sinh học từ vỏ Nha đam và các thông số hấp phụ tối ưu từ phế phẩm nông nghiệp là vỏ Nha đam, xử lý được kháng sinh trong nước thải bệnh viện bằng vật liệu thân thiện với môi trường. 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về nước thải bệnh viện 1.1.1. Hiện trạng ô nhiễm. Nước thải bệnh viện phát sinh ra trong toàn khuôn viên của bệnh viện. Lượng nước thải bệnh viện phát sinh phụ thuộc vào số lượng cán bộ công nhân viên trong bệnh viện, số giường bệnh và số người nhà bệnh nhân, cũng như lượng người khám bệnh. Trong nghiên cứu xử lý nước thải bệnh viện quan trọng là phải xác định đúng lưu lượng nước thải của bệnh viện trong một ngày để tính toán hệ thống xử lý và lựa chọn sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bệnh viện. Theo nhiều tiêu chuẩn quốc gia của các nước phát triển thì lượng nước cấp tính trên một giường bệnh đối với các bệnh viện và nhà an dưỡng thường là 200 ÷ 250 lít/ngày, đối với các bệnh viện và nhà an dưỡng đặc biệt là 500 lít/ngày. Theo Metcalf và Eddy (Wastewater Engineering) lưu lượng nước thải điển hình ở bệnh viện là 660 - 1500 lít/giường.ngày (trị số tiêu biểu là 1000 lít/giường.ngày) cho một giường bệnh (Metcalf, 1979). Ở Việt Nam theo một số tài liệu lượng nước thải được tính dựa theo lượng nước cấp cho một giường bệnh theo công thức kinh nghiệm sau: Bảng 1.1 Bảng nhu cầu tiêu thụ nước theo số lượng giường bệnh Đối tượng Số lượng/ngày Nhu cầu tiêu thụ nước (lít/ngày) Số giường bệnh N 300 – 350 Số cán bộ công nhân viên (0.8 – 1.1) N 100 – 150 Người nhà bệnh nhân (0.9 – 1.3) N 50 – 70 Sinh viên thực tập, khách (0.7 – 1) N 20 – 30 Tổng số nước thực tế (3,4 – 4.4) N 470 – 600 Tính cả nhu cầu phát triển 650-950 l/giường/ngày (Trung tâm Kỹ thuật Môi Trường đô thị và khu công nghiệp của trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội, 1996). 4
1.1.2. Thành phần và ảnh hưởng của nước thải bệnh viện Nước thải từ các phòng chuyên khoa là lượng nước thải ô nhiễm nhất trong bệnh viện do có độ ô nhiễm hữu cơ cao và có chứa nhiều vi trùng gây bệnh, ảnh hưởng nhiều tới sức khoẻ cộng đồng. Các bệnh viện tập trung những người mắc bệnh nên trở thành nguồn của nhiều loại bệnh với bệnh đã biết hoặc đôi khi còn chưa biết đối với khoa học hiện đại (Gautam, Kumar, & Sabumon, 2007). Theo kết quả nghiên cứu của nhiều tài liệu thì thành phần của nước thải bệnh viện giống như nước thải sinh hoạt ( BOD, COD, Nitơ, photpho...), ngoài ra còn có cả các chế phẩm thuốc, các chất khử trùng, các đồng vị phóng xạ được sử dụng trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh (Đinh Thị Thiên Ngân, 2015). Nước thải này chưa qua xử lý vốn được liệt vào danh mục chất thải đặc biệt nguy hại bởi ngoài các loại vi trùng từ máu, dịch đờm, phân của người bệnh, còn có dung dịch chứa các chất phóng xạ phát sinh trong quá trình chẩn đoán, điều trị, hoạt động rửa phim ảnh X-quang…Với loại nước thải này nhất thiết phải qua hệ thống xử lý trước khi thải ra môi trường. Thành phần và nguồn gốc phát sinh nước thải được thể hiện ở bảng sau: Bảng 1.2 Thành phần và nguồn phát sinh nước thải bệnh viện Nhóm Thành phần Nguồn phát sinh Các chất ô nhiễm Cacbonhydrat, protein, chất béo, Nước thải sinh hoạt của hữu cơ, các chất nguồn gốc động vật và thực vật, bệnh nhân, người nhà bệnh vô cơ các hợp chất nito, phốt pho. nhân, khách vãng lai, cán bộ công nhân viên bệnh viện. Các chất tẩy rữa Muối của các axit béo bậc cao Xưởng giặt của bệnh viện Các loại hóa chất - Formaldehyde Sử dụng trong khoa giải - Các chất quang hóa học phẫu bệnh, triệt khuẩn, ướp - Các dung môi gồm các hợp xác và dùng bảo quản mẫu chất Halogen như Cloroform, xét nghiệm ở một số khoa. các thuốc mê sốc hơi như 5
Nhóm Thành phần Nguồn phát sinh halothan, các hợp chất khác Có trong dung dịch dùng cố xylen, axeton. Các chất hóa học định và tráng phim. hỗn hợp gồm các dịch làm sạch Sử dụng trong quá trình và khử khuẩn. điều trị và chuẩn đoán - Thuốc sử dụng cho bệnh nhân. bệnh. Ngoài ra, các vi sinh vật trong nước thải bệnh viện rất đa dạng về chủng loại và có nguy cơ lây bệnh cao như: Các vi khuẩn Salmonella, Shigella, Vbrrio, Coliform, tụ cầu, liên cầu, preudomonas... thường kháng với nhiều loại thuốc kháng sinh, gây khó khăn trong quá trình điều trị (Verlicchi, Galletti, Petrovic, & Barceló, 2010). Các virus đường tiêu hoá như Echo, Coxsakie, Rotavirut có thể gây các bệnh về đường tiêu hoá như tả, lỵ, thương hàn... Ngoài ra còn có rất nhiều các ký sinh trùng như amip, trứng giun sán, các loại nấm hạ đẳng… các virus viêm gan B, C. Chúng có thể gây các bệnh về đường tiêu hoá, bệnh ngoài da, bệnh về mắt, bệnh phụ khoa... tương đối cao (Verlicchi et al., 2010). Với các nguồn nước thải này nếu không xử lý hiệu quả sẽ là môi trường thuận lợi cho ruồi, muỗi... phát triển và tiềm ẩn những nguy cơ dịch bệnh khó lường, là một trong những nguyên nhân lây lan dịch bệnh cho người và động vật thông qua nguồn nước và các loại rau quả được tưới bằng nguồn nước thải này, đặc biệt là các loại bệnh dịch tả, lỵ, thương hàn, salmonella, bệnh lao, giun sán và nhiều bệnh truyền nhiễm khác. Đồng thời dư lượng kháng sinh trong nước còn là môi trường dễ phát sinh nhiều chủng vi khuẩn virus mới kháng kháng sinh (Verlicchi et al., 2010). 6
1.1.3. Các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện đã được áp dụng Dựa theo hướng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nước thải y tế của Bộ Y Tế (Bộ Y tế, 2014), hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý đã được áp dụng để xử lý nước thải bệnh viện tại Việt Nam. Những phương pháp phổ biến nhất bao gồm: - Bể lọc sinh học nhỏ giọt - Công nghệ bùn hoạt tính trong bể hiếu khí - Xử lý nước thải bệnh viện theo nguyên lý hợp khối - Công nghệ AAO - Hố sinh học ổn định - Bãi lọc trồng cây kết hợp bể lọc yếm khí a. Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể lọc sinh học nhỏ giọt (BiologicalTrickling Filter –TF) là một phương pháp xử nước thải trong điều kiện hiếu khí, có thể xử lý nhanh nước thải và cho ra sản phẩm xử lý nhanh hơn so với các phương pháp hiếu khí khác (Nguyễn Văn Phước, 2010). Quá trình xử lý diễn ra khi cho nước thải tưới lên bề mặt của bể và thấm qua lớp vật liệu lọc. Ở bề mặt của hạt vật liệu lọc và ở các khe hở giữa chúng, các cặn bẩn được giữ lại và tạo thành màng – gọi là màng vi sinh. Lượng ôxy cần thiết sẽ thâm nhập vào bể, cùng với nước thải khi tưới, hoặc qua khe hở thành bể, sẽ ôxi hóa các chất bẩn hữu cơ. Vi sinh vật hấp thụ chất hữu cơ và nhờ có ôxi mà quá trình oxi hóa xảy ra (Nguyễn Văn Phước, 2010). 7
Bể thu Bể điều gom Song hòa và Nước thải chắn rác lắng 1 Bể sinh Bể khử học nhỏ Ra ao, hồ Bể lắng 2 trùng giọt Bể nén bùn Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống bể lọc sinh học nhỏ giọt Nước thải bệnh viện được thu gom từ hệ thống cống thoát, qua song chắn rác thô nhằm cản những vật lớn như: quần áo, bơm tiêm, chai lọ, gạc... có khả năng làm tắc nghẽn đường ống và hỏng bơm. Nước từ ngăn thu được bơm tới bể điều hòa và xử lý sơ bộ, nhằm điều hòa chất bẩn và lưu lượng nước thải đồng thời tại đây thực hiện xử lý sơ bộ, các vi sinh vật có sẵn trong nước thải ôxy hóa một phần hợp chất hữu cơ thành chất ổn định bông cặn dễ lắng, đồng thời khử một phần COD, BOD. Tiếp đó nước thải được chảy tràn hoặc bơm tới bể lọc sinh học nhỏ giọt tùy thuộc cách bố trí hệ thống ngầm hay nổi. Tại đây dựa vào khả năng của vi sinh vật sử dụng những chất hữu cơ có trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng để sống và biến đổi chất, giải phóng các chất vô cơ vô hại. Trong bể lọc sinh học nước thải được tưới đều xuống lớp vật liệu lọc là các loại đá cục, cuội có kích thước nhỏ hơn 30 mm, với chiều cao vật liệu lọc từ 1,5 – 2,0 m. Các hạt vật liệu lọc sẽ được bao bọc một lớp màng vi sinh vật. Nước ra khỏi bể lọc sinh học được bơm lên bể lắng thứ cấp, phần bùn lắng xuống đáy được đưa đến bể nén bùn, phần nước trong dẫn đến bể khử trùng để tiêu 8