Mô tả

Trong những năm gần đây, tốc độ gia tăng dân số kéo theo nhu cầu về phúc lợi xã hội ngày càng tăng, kéo theo đó là bệnh viện, trường học… ngày càng nhiều và hơn thế nữa là chúng ta phải đối mặt với thách thức lớn về môi trường. Nước thải bệnh viện là một trong những vấn đề quan trọng và cấp thiết trong cuộc sống của chúng ta. Nước thải y tế và nước thải sinh hoạt là những nguồn thải chủ yếu của bệnh viện. Các nguồn xả thải của nước thải y tế như các phòng khám, phòng phẫu thuật, phòng thí nghiệm, xét nghiệm và các khoa trong bệnh viện. Nước thải này chứa nhiều vi khuẩn, mầm bệnh, máu, các hóa chất, dung môi trong dược phẩm…, từ phòng thanh trùng dụng cụ y khoa với nhiệt lượng cao, từ nhà giặt tẩy…. nên cần phải lắp đặt hệ thống  xử lý nước thải bệnh viện kịp thời.

Nước thải bệnh viện là một trong những mối quan tâm, lo ngại sâu sắc đối với các  nhà quản lý môi trường và xã hội vì chúng có thể gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và nguy hiểm đến đời sống con người. Vì vậy việc thiết kế và tìm ra giải pháp công nghệ thích hợp để xử lý hiệu quả nước thải bệnh viện đảm bảo các tiêu chuẩn cho phép khi thải ra môi trường đã được các công ty về môi trường trong và ngoài nước quan tâm.Do đó việc xử lý nước thải bệnh viện trước khi thải vào nguồn tiếp nhận là một yêu cầu thiết yếu. Hiện nay, các nước trên thế giới và nước ta đã ứng dụng nhiều giải pháp công nghệ khác nhau để xử lý hiệu quả và an toàn nước thải bệnh viện. Tuy nhiên công nghệ xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học luôn là lựa chọn đầu tiên vì chi phí vận hành thấp, chất lượng nước thải sau xử lý luôn đạt chuẩn chất lượng xả thải QC 28:2010 BTNMT.

 

Nguồn gây ô nhiễm nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện là một dạng của nước thải sinh hoạt và chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số lượng nước thải sinh hoạt của khu dân cư. Nước thải bệnh viện xuất phát từ các thiết bị vệ sinh và sử dụng nước trong các khu nhà vệ sinh, nhà tắm giặt giũ chăn màn, quần áo, lau rửa sàn nhà, chuẩn bị thức ăn, rửa bát đĩa, chai lọ, chuẩn bị và điều chế thuốc men, chuồng trại nuôi súc vật nghiên cứu…Phần lớn các loại nước thải này có hàm lượng chất hữu cơ và cặn lơ lửng cao, chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh. Trong một số bộ phận khám bệnh và điều trị bằng phương pháp vật lý như X-quang, chiếu xạ… có thể hình thành một lượng nhỏ nước thải chứa các chất ô nhiễm phóng xạ đặc trưng.

Nhìn chung nước thải bệnh viện phát sinh từ những nguồn chính:

1. Nước mưa chảy tràn trên toàn bộ diện tích của bệnh viện.
2. Nước thải sinh hoạt từ khu nhà bếp, nhà ăn, khu hành chính bệnh viện, phòng bệnh nhân, chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân huỷ, các hoá chất tẩy rửa.
3. Nước thải từ các hoạt động khám và điều trị như.
4. Nước giặt giũ quần áo, ga, chăn màn cho bệnh nhân và nước từ các công trình phụ trợ khác.

Đặc điểm ô nhiễm nước thải bệnh viện

Nhìn chung nước thải bệnh viện có thành phần và tính chất gần giống nước thải sinh hoạt đô thị, tuy nhiên có chứa một số thành phần ô nhiễm đặc trưng. Nghiên cứu thành phần nước thải bệnh viện cho thấy nồng độ dao động trong các giới hạn sau COD 102 – 141 mg/L, SS 180- 343mg/L, amoni (N) 23-63,1mg/L, chỉ số coli 55×107 . Nghiên cứu của TS Ngô Kim Chi, nước thải bệnh viện có các chỉ số đặc trưng BOD 180-280mg/L, COD 250-500mg/L, SS 150-300mg/L, H2S 6-8mg/L, TN 50-90mg/L, T-P 3-12 mg/L, coliforms 106 -109 MPN/100mL. Điểm đặc thù của thành phần nước thải bệnh viện làm cho nó khác với nước thải sinh hoạt khu dân cư là có thể gây ra sự lan truyền rất mạnh của các vi khuẩn gây bệnh. Về phương diện này đặc biệt nguy hiểm là những bệnh viện truyền nhiễm và bệnh viện lao hay những khoa lây của các bệnh viện đa khoa

 

Giới thiệu hệ thống xử lý nước thải bệnh viện bằng công nghệ sinh học.

Hiện nay ở Việt Nam phát triển rất nhiều công nghệ xử lý nước thải y tế ở trên thế giới du nhập về, một phần khác do các đơn vị cung cấp thiết bị xử lý nước thải cải tiến để thích nghi với khí hậu của Việt Nam. Yeumoitruong.com.vn sau nhiều năm xây dựng các hệ thống xử lý nước thải y tế đã tích lỹ cho bản thân một bề dày kinh nghiệm rất lớn, chúng tôi đã xử lý nước thải y tế bằng đủ loại công nghệ từ hóa học, sinh học nhưng chung quy lại với nước thải y tế thì xử lý bằng phương pháp sinh học vẫn được đánh gia cao nhất, với chi phí vận hành tốt.

Bể phốt:

Bể phốt là bước xử lý đầu tiên trong hệ thống xử lý nước thải. Bạn đừng xem thường bể phốt nhé, bởi bể phốt là một bể yếm khí có dung tích chứa lớn, chính vì vậy khả năng chuyển hóa các hợp chất hữu cơ cực tốt. Nhiều hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt xây dựng bể phốt quá bé, lượng nước sau bể phốt chỉ có chức năng chứa cặn nặng, toàn bộ nước sẽ đưa trực tiếp nước vào bể điều hòa sau này xử lý rất khó. Trong một vài trường hợp khi bể phốt xây dựng quá bé các loại cặn nặng không giữ được trong bể mà thoát khỏi bể phốt sẽ rất ghê.

Cấu tạo của bể phốt.

Bể phốt 3 ngăn được cấu tạo gồm các ngăn:

• Ngăn thu cặn.
• Ngăn lắng.
• Ngăn lọc.

Ngăn thu cặn: Ngăn thu cặn thường được xây dựng thường được tính toán với dung tích chứa khoảng 50% khối lượng nước sử dụng mỗi ngày ( Ví dụ: Mỗi ngày sử dụng 1m3 nước thì ngăn thu cặn sẽ có dung tích chứa là 500lit ). Đây là ngăn đầu tiên thu gom toàn bộ đường nước thải đi vào, ngăn này có chức năng chứa các cặn nặng như cát, các loại mảnh vụ hữ cơ, phân… các chất này sẽ được nằm tại đáy bể và sẽ được các vi khuẩn yếm khí phân hủy chúng thành bùn.

Ngăn lắng: ( Dung tích chứa bằng 1 ngày sử dụng nước, nếu bạn sử dụng 1m3/ngày đêm thì bể lắng của bạn cần xây dựng 1m3). Ngăn lắng có chức năng lắng những hạt cặn có kích thước nhỏ hơn, nhẹ hơn chìm xuống đáy bể,ngăn này chứa chủ đạo các loại rác có kích thước nhở hơn bể đầu như: Tóc, các loại rau hay huyễn phù có trọng lượng riêng nhỏ.

Ngăn lọc: Ngăn lọc được sử dụng các loại vật liệu có kích thước thô nhằm giữ lại được các loại kim loại lơ lửng có trong nước. Nước sau khi qua ngăn lọc không còn các cặn lơ lửng.

Mương tách rác:

Mương tách rác là đơn vị xử lý nước thải đầu tiên, chúng có tác dụng loại bỏ các loại rác thải ra khỏi nước nhằm không gây hư hại đến các thiết bị điện.

1. Mương tách rác thô có kích thước lớn, sử dụng tác thanh Inox hộp hàn thành tấm như một bức tường, song cách song 3 – 5Cm nhằm loại bỏ các loại rác có kích thước lớn như túi nilon, chai nhựa… Mương tách này lên để hở 1 đoạn từ 2 – 4m để công nhân vớt rác hàng ngày tránh tình trạng rác thải quá nhiều gây quá tải cho dòng chảy.
2. Mương tách rác trung bình: sử dụng các thanh Inox đan theo hình Vuông có kích thước 1 – 2 Cm. Song chắn rác này đặt sau song chắn rác tinh từ 2 – 3m để làm khoảng không để công nhân đủ tiết diện để thao tác vớt rác.
3. Bể bẫy cát: có nhiều kiểu thiết kế khác nhau nhưng tôi hay thiết kế mương bẫy cát nằm sau song chắn rác thô và trước song chắn rác tinh, bởi vì nếu bạn đặt sau song chắn rác tinh có thể lượng cát sẽ gây tắc dưới chân song chắn rác tinh sẽ rất khó để vệ sinh. Bể bẫy cát được thiết kế với diện tích bề rộng lớn hơn gấp 2 – 3 lần mương dẫn nước nhằm mục đích làm cho lưu lượng dòng chảy giảm đi, lượng cát không bị lực nước kéo đi ra ngoài. Bể bẫy cát được thiết kế là một đoạn bể có chiều vát góc về một đáy nghiêng 45 độ nhằm làm lực ma sát kéo các hạt cặn có kích thước lớn chìm xuống đáy bể. Ở đây sẽ được bố trí máy bơm hút cát sẽ được bơm theo ngày hoặc theo giờ tùy theo lượng cát lắng đọng.
4. Mương chắn rác tinh được đặt sau song chắn rác trung bình và sau bể bẫy cát, có thể sử dụng tấm Inox dày 2mm để gia công đục các lỗ 2 – 4mm để nhằm loại bỏ các loại rác có kích thước nhỏ như tóc, các loại rác nhỏ… Riêng song chắn rác tinh các bạn lên làm rộng và lớn gấp 2 – 3 lần song chắn rác thô để không bị quá tải do các loại rác mắc vào, và một lý do nữa là khoảng cách các lõ nhỏ hơn sẽ hạn chế dòng nước chảy qua, chính vì vậy nếu làm bằng kích thước song chắn rác thô thì rất có thể gây ra tắc cục bộ.

Bể gom nước thải:

Bể gom nước thải là một bể nhỏ, được thiết kế ở trung tâm để có thể gom được nhiều dòng thải về bể này.

Bể gom có thể đặt các máy bơm để đưa nước về hệ thống xử lý nước thải. Ở nhiều nơi bể gom có chiều cao lớn hơn hệ thống xử lý nước thải sẽ không cần sử dụng máy bơm để tiết kiệm chi phí điện năng.

Bể điều hòa:

Hệ thống phân phối khí thô dưới đáy bể điều hòa.

Bể điều hòa là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể bẫy cát và song chắn rác, bể điều hòa có các chức năng chính sau:

1. Ổn định lưu lượng nước cấp vào một cách đột ngột gây quá tải.
2. Là đơn vị xử lý đầu tiên giúp chuyển hóa một phần COD thành BOD ( Tuy không nhiều ).
3. Hòa trộn đồng đều các chất gây ô nhiễm của các dòng thải khác nhau.

Để tránh trường hợp nước cấp vào đột ngột gây quá tải cho hệ thống xử lý, bể điều hòa sẽ được thiết kế với dung tích đủ lớn ( Thời gian lưu từ 4 – 8h ) giúp lượng nước thải tràn về ồ ạt không gây quá tải cho hệ thống xử lý.

Ở bể điều hòa sẽ được lắp đặt hệ thống phân phối khí, các bạn lên lựa chọn đĩa phân phối khí thay cho các ống đục lỗ, vì lượng khí đi ra bằng các lõ đục sẽ rất thô, khả năng hòa tan ô xy vào nước rất thấp, chính vì vậy việc lựa chọn đĩa phân phối là một lựa chọn hiệu quả cho quá trình xử lý. Quá trình nước lưu trữ ở bể điều hòa được tính bằng nhiều giờ chính vì vậy ở đây sẽ được tập kết một lượng vi sinh vật hòa trộn trong bùn, tuy không cao nhưng cũng có khả năng xử lý được phần nào chất ô nhiễm để giảm tải cho các đơn vị phía sau.

Bể điều hòa với đặc thù là bể có khả năng chứa lớn, hàm lượng ô xy cung cấp nhiều giúp hòa trộn các dòng thải với nhau đồng đều để ổn định mức độ ô nhiễm trong dòng thải giúp hệ thống xử lý phía sau hoạt động ổn định hơn.

Bể vi sinh yếm khí:

Bể vi sinh yếm khí là đơn vị xử lý được đặt phía sau bể điều hòa. Nước được máy bơm chìm ở bể điều hòa đưa lên bể vi sinh yếm khí với lưu lượng được tính toán.

Trong bể kỵ khí sẽ xảy ra quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hòa tan và các chất hữu cơ dạng keo có trong nước thải với sự tham gia của các hệ vi sinh vật kỵ khí. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển các vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp phụ các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, phân hủy và chuyển chúng thành các hợp chất ở dạng khí.

Quá trình phân hủy chất hữu cơ của hệ vi sinh vật kỵ khí qua phương trình sau:

• Chất hữu cơ + vi khuẩn kỵ khí ==> CO2 + H2S + CH4 + Các chất khác + Năng lượng.
• Chất hữu cơ + Vi khuẩn kỵ khí + năng lượng ==> C5H7O2N ( Tế bào vi khuẩn mởi ).

Quá trình phân hủy chất hữu cơ kỵ khí được chia làm 3 giai đoạn:

1. Các chất hữu cơ cao phân tử.
2. Tạo các acid.
3. Tạo thành khí Methane.

Đối với nước thải sinh hoạt, ngoài quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ chúng sẽ diễn ra quá trình nitrat hóa và photphorit để chuyển hóa thành N và P.

Quá tình Nitrat hòa được diễn ra như sau: No3- ==> NO2- ==> N2O ==> N2. Quá trình nitrat hóa sẽ chuyển thành khí nito.

Quá trình photphorit hóa: Các hợp chất hữu cơ có chứa photpho  sẽ được các vi khuẩn kỵ khí chuyển hòa thành các hợp chất mới không chứa photpho hoặc các hợp chất có chứa photpho nhưng ở dạng dễ phân hủy đối với vi sinh hiếu khí.

Bể sinh học hiếu khí:

Bể vi sinh hiếu khí là đơn vị xử lý đặt phía sau hệ thống bể yếm khí. Phương pháp vi sinh hiếu khí được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hoặc vô cơ hòa tan trong nước thải như: H2S, NH3,NH4, Photpho,nito… dựa trên các tính chất hoạt động của các chủng loại vi sinh vật, các chủng vi sinh vật sẽ sử dụng các chất ô nhiễm làm thức ăn để phát triển.

Trong bể vi sinh hiếu khí sẽ được sử dụng các loại vật liệu mang vi sinh có diện tích bề mặt lớn mục địch là làm nơi cứ trú cho các vi sinh vật hoạt động. Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, vật liệu mang vi sinh là cực kỳ quan trọng, bởi chúng làm giảm diện tích xây dựng cho hệ thống xử lý cực lớn, mà chất lượng nước sau xử lý luôn đạt chuẩn.

==> Tìm hiểu vật liệu mang vi sinh tại: http://yeumoitruong.com.vn/san-pham/vat-lieu-mang-vi-sinh/

Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật được gọi là quá trình ô xy hóa sinh học. Để thực hiện quá trình này, các chất hữu cơ hòa tan sẽ được phân tán nhỏ và đi vào các nhân tế bào vi sinh theo ba giai đoạn:

1. Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật.
2. Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trông và ngòai tế bào.
3. Chuyển hóa các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.

Tốc độ quá trình ô xy hóa sinh học phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và mức độ ổn định của lưu lượng nước thải mới được cấp vào. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng ô xy trong nước thải, nhiệt độ, PH.

Quá trình xử lý sinh học hiếu khí gồm ba giải đoạn sau:

Ô xy hóa chất hữu cơ: CxHyOz + O2 ==Enizyme==> CO2 + H2O + H.

Quá trình tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NO3 + O2 ==Enizyme==> CO2 + H2O + C5H7NO2 – H.

Quá trình phân hủy nội bào: C5H7NO2 +5O2 ==Enizyme==> 5CO2 + 2H2O + NH3 +- H.

Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp hiếu khí có thể sảy ra trong tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các hệ thống xử lý nhân tạo, người ta tạo ra môi trường lý tưởng nhất cho các vi sinh vật hoạt động.

Bể lắng:

Bể lắng là khâu xử lý cuối cùng trước khi được thải ra ngoài môi trường, bể lắng có dung tích lớn sẽ sử dụng thời gian lưu nước lâu để làm bề mặt nước tính giúp lắng những những hạt huyễn phù lơ lửng có trong nước thải.

Bể khử trùng:

Bể khử trùng là một bể nhỏ được thiết kế nhằm đua một lượng hóa chất nhằm loại bỏ hết các loại vi khuẩn gây bệnh trước khi xả ra môi trường.

Bể khử trùng thường được lưu từ 30 – 90 phút, tùy theo từng loại hóa chất khử trùng.