Quy Trình Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Bệnh Viện

Nước thải bệnh viện

Bể thu gom

Song chắn rác

Cặn rác

Bể tiếp nhận

CHÔN LẤP

Cặn rác

Máy lược rác

Ngăn điều hòa

Ngăn thiếu khí

MÁY THỔI KHÍ

Ngăn hiếu khí

Bể chứa bùn

Bùn dư

Nước thải tuần hoàn lại 1 phần

Ngăn MBBR

Ngăn khử trùng

Hóa chất

Ghi chú:

Nước thải đã xử lý

Đạt QCVN 28:2010/BTNMT

Clorua vôi (Ca(OCl)2

Đường nước thải Đường bùn

Đường cấp khí Đường hóa chất

Hình 3.3. Quy trình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Toàn bộ nước thải từ các khu của bệnh viện sẽ được dẫn đến trạm xử lý nước thải tập trung, nước thải tự chảy theo tuyến cống thoát nước thải chính qua công trình xử lý cơ học đầu tiên là song chắn rác đặt trước các hố ga thu nước. Song chắn rác có nhiệm vụ giữ lại và loại bỏ rác và các tạp chất vô cơ có kích thước ≥ 25mm. Nước thải từ các hố ga chảy vào bể thu gom và được bơm lên cụm thiết bị xử lý bằng bơm chìm phân phối. Nước thải được bơm lên qua lưới lọc rác sau đó chảy vào ngăn điều hòa, ngăn này có tác dụng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, ngăn điều hòa được khuấy trộn bằng khí nén.

Tại cụm thiết bị xử lý sinh học (diễn ra các quá trình xử lý kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí). Nước thải sau khi xử lý sinh học được dẫn qua bể lắng lọc. Tại bể lắng bùn hoạt tính được tách ra, nước được dẫn qua bể tiếp xúc khử trùng. Nước thải cuối cùng được dẫn qua ống thải ra nguồn tiếp nhận. Bùn thải phát sinh từ hệ thống xử lý nước thải được đưa về bể chứa bùn để lắng cặn, giảm độ ẩm. Do lượng bùn thải ít nên và được Bệnh viện hợp đồng với đơn vị có xe tải hút bùn định kỳ 4 lần/năm và chở đi xử lý bằng hình thức chôn lấp tại bãi rác hoặc sử dùng làm khí sinh học, sản suất phân bón hoặc xi măng.

b. Thuyết minh quy trình xử lý:

- Bước 1. Sơ bộ tách rác và cặn cơ học:

Dùng song chắn rác tự động hoặc thủ công để tách rác, giảm tổng cặn lơ lửng vào các quy trình xử lý sau đó đạt yêu cầu SS < 100-150 ppm. Đối với bệnh viện tuyến huyện có thể sử dụng chắn rác thủ công để giảm chi phí đầu tư và quản lý. Với kích thước song chắn: Bậc 1 (5cm), bậc 2 (1cm), sẽ bị loại khỏi các vật rắn và rác có kích thước lớn hơn hoặc bằng 1cm trong nước thải.

- Bước 2. Điều hòa lưu lượng:

Nước thải đi vào bể điều hòa được “dàn đều” hay “điều hòa” cả về lưu lượng và nồng độ để ổn định hơn về tính chất. Bể điều hòa sẽ có dung tích để lưu được nước thải trong 6 giờ theo công suất trung bình. Thông thường tại bể

điều hòa sẽ có sục khí, hoặc sử dụng máy khuấy trộn chìm song trong trường hợp này đơn vị sẽ sử dụng máy thổi khí để khuấy trộn vì tại bể điều hòa sẽ tiến hành quá trình khử Nitơ sẽ nói ở phần dưới.

- Bước 3. Quá trình xử lý sinh học:

Công nghệ vi sinh trong xử lý nước thải Bệnh viện bắt buộc phải có quá trình Anarobic (yếm khí), Anoxic (thiếu khi) và Oxic (hiếu khí) - gọi tắt là AAO. Phương pháp xử lý AAO - tổ hợp liên hoàn các quá trình yếm khí - thiếu khí - hiếu khí, cho phép giảm thiểu, để đạt các TCVN, QCVN các chất thải ô nhiễm trong nước thải một cách kinh tế nhất.

Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên Module thiết bị AAO qua bơm đặt chìm (thiết bị AAO của Nhật Bản). Ở đây bắt đầu quá trình xử lý sinh học để làm giảm các thông số ô nhiễm theo nguyên tắc sau:

+ Anarobic: Xử lý sinh học kỵ khí (yếm khí)

Trong bể sinh học yếm khí xảy ra quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật yếm khí. Vi sinh vật yếm khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải, phân huỷ và chuyển hoá chúng thành khí (khoảng 70 - 80% là metan, 20

- 30% là cacbonic). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn, nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Hiệu quả khử BOD và COD có thể đạt 70 - 90%. Các hệ thống yếm khí ứng dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện không có oxy. Quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên người ta thường đơn giản hóa chúng bằng phương trình sau đây:

Lên men

Chất hữu cơ CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

Yếm khí

+ Anoxic: Xử lý sinh học thiếu khí

Nước thải được trộn đều bằng máy khuấy trộn chìm tạo dòng trong môi trường thiếu khí để nitrate hóa, khử nitrate và khử phospho. Trong qui trình này, NH3-N bị oxy hóa thành nitrite và sau đó thành nitrate bởi vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter trong từng vùng riêng biệt. Nitrate được tuần hoàn trở lại vùng anoxic và được khử liên tục tối đa. Trong phản ứng này BOD đầu vào được xem như nguồn carbon hay nguồn năng lượng để khử nitrate thành những phân tử nitơ.

Oxy hóa bằng vi sinh hợp chất Hydrocacbon, sunfua và phot phat (làm giảm BOD, COD, chuyển hóa H2S, P-T) và thực hiện quá trình Nitrat hóa amoni. Sản phẩm của quá trình này sẽ là:

Hydrocacbon → CO2 + H2O, làm giảm đáng kể BOD, COD NH4+ → NO3- khử N

H2S → SO42-

P-T → PO43- khử P

Module AAO thực hiện quá trình oxy hóa để giảm BOD, chuyển hóa NH4+ → NO3- và tạo cơ chế hồi lưu NO3- lỏng (hòa tan trong nước thải) và một phần bùn hoạt tính về ngăn thiếu khí để khử Nitơ.

- Khử Nitơ tổng thông qua quá trình thiếu khí (Anoxic), ở đây NO3- được chuyển hóa thành N2 khi không có mặt của oxy, hoặc khi không sục khí. Đây là quá trình bắt buộc nhằm giảm được Nitơ trong nước thải.

+ Oxic: Xử lý sinh học hiếu khí

Tại bể Oxic diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính: tức lượng vi sinh phát triển và hoạt động tham gia quá trình xử lý) sẽ phân huỷ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ đơn giản như: CO2, H2O…

Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí → H2O + CO2 + sinh khối mới.

Sau quá trình oxy hóa (bằng sục không khí) tại ngăn oxic (hiếu khí) với đệm vi sinh di động, bùn hoạt tính được bám giữ trên các giá thể bám dính di

động trong ngăn oxic. Các giá thể này cho phép tăng mật độ vi sinh lên đến 8000-9000g/m3. Với mật độ này các quá trình oxy hóa để khử BOD, COD và NH4+ diễn ra nhanh hơn nhiều.

Bùn hoạt tính lơ lửng (nghĩa là không bám dính trên đệm vi sinh) sẽ được chuyển sang ngăn lọc. Ở đây một phần lớn bùn được giữ lại để đưa về ngăn chứa và xử lý bùn thừa; một phần nhỏ bùn được theo bơm hồi lưu đi về bể thiếu khí - tức là bể điều hòa không sục khí để thực hiện quá trình khử Nitơ.

- Bước 4. Lọc và khử trùng:

Nước thải sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn chứa khoảng 103 - 106 vi khuẩn trong 1ml, hầu hết các loại vi khuẩn này tồn tại trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh, nhưng không loại trừ một số vi khuẩn có khả năng gây bệnh. Nước thải sau xử lý sẽ được xử lý tiếp bằng lọc vi lọc và được khử trùng bằng hóa chất - chủ yếu dùng Hypocloride canxi còn gọi là Clorua vôi (Ca(OCl)2) để khử các vi trùng gây bệnh nhằm xử lý triệt để nước thải đạt quy chuẩn cho phép.

Clorua vôi là sản phẩm của quá trình phản ứng clo với vôi tôi, trong clorua vôi cũng có thể chứa đến 40 - 45% canxi hypoclorit với lượng clo hoạt tính từ 20 đến 25%. Clorua vôi dễ hút ẩm và phân hủy khí clo nên cần được bảo quản khô ráo, cẩn thận.

Khi cho Clo vào nước, chất tiệt trùng sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào, làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.

Khử trùng là biện pháp bắt buộc theo quy định của nhà nước, nhằm loại bỏ tất cả các loại vi khuẩn, vi rút có trong nước thải sau quá trình xử lý, để đảm bảo điều kiện vệ sinh và tránh các dịch bệnh mà các vi khuẩn đó gây ra.

Ngoài việc diệt các loại vi khuẩn gây bệnh, quá trình này còn tạo điều kiện để oxy hóa các chất hữu cơ và đẩy nhanh các quá trình làm sạch nước thải.

- Khử trùng: Khi sử dụng Clorua vôi, phản ứng diễn ra như sau:

Ca(OCl)2 + H2O CaO + 2HOCl 2HOCl ↔ 2H+ + 2OCl-

• Axit hypocloric HOCl rất yếu, không bền và dễ phân hủy ngay thành HCl và oxy nguyên tử, hoặc có thể phân ly thành H+ và OCl-

HOCl ↔ HCl + O HOCl ↔ H+ + OCl-

Tất cả các chất HOCl, OCl- và O là các chất oxy hóa mạnh, các chất này oxy hóa nguyên sinh chất và khử hoạt tính của men, làm tế bào bị tiêu diệt.

Khử trùng nước thải bằng Clorua vôi thường có 1 hay 2 thùng hòa trộn, hai thùng dịch và máy bơm định lượng được mô tả cụ thể dưới hình 1.3 sau:

Chú thích:

1. Thùng dung dịch

2. Thùng hòa trộn

3. Bơm định lượng

4. Ống dẫn nước cấp

5. Xả cặn

6. Van

7. Phễu

Hình 3.4. Thiết bị khử trùng bằng Clorua vôi

(Nguồn: Báo cáo ĐTM dự án: Đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải Bệnh viện đa khoa huyện Hữu Lũng - 2014)

Thùng hòa trộn làm nhiệm vụ trộn clorua vôi với nước kỹ thuật để đạt được dung dịch clrua vôi dạng sữa 10 - 15%. Sữa clorua vôi tiếp tục được pha loãng trong thùng dung dịch đến nồng độ dưới 2,5% sau đó được máy bơm định lượng cấp về máng trộn. Các thùng pha clorua vôi có thể làm bằng compossit, gỗ, bê tông có bọc nhựa, dung dịch clorua được khuấy trộn bằng cánh khuấy và trục chịu hóa chất.

Hóa chất khử trùng được đưa vào máng trộn để trộn đều cùng nước thải, sau đó hỗn hợp này chuyển qua bể tiếp xúc để thực hiện các quá trình diệt khuẩn. Sau khi ra khỏi bể tiếp xúc khử trùng nước thải đảm bảo đạt QCVN 28:2010/BTNMT, cột B, k =1,2. Nước thải sau khi ra khỏi bể tiếp xúc khử trùng sẽ được dẫn ra suối Đông Mạ bằng ống nhựa PVC ø150, chiều dài đường ống khoảng 400m.

Bùn được đưa về bể chứa bùn, phần nước sau khi lắng trong bể chứa bùn chảy về bể điều hòa để xử lý; phần bùn chiếm trên 98% là xác vi sinh vật - là một loại phân hữu cơ chất lượng cao.

3.2.5. Đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải bệnh viện

3.2.5.1. Chất lượng nước thải trước và sau xử lý

a) Hiệu quả xử lý nước thải tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Lạng Sơn

Để đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống tại Bệnh viện Đa khoa tỉnh Lạng Sơn, chúng tôi phân tích các thông số nước thải trước và sau hệ thống xử lý, kết quả phân tích thể hiện trên bảng 3.3.

Bảng 3.3. Kết quả phân tích nước thải bệnh viện đa khoa tỉnh Lạng Sơn

STT

Chỉ tiêu	Đơn vị	Kết quả trước XL	Kết quả sau XL	QCVN 28:2010/ BTNMT
1	pH	-	7,9	7,6	6,5 – 8,5
2	BOD5	mg/L	138	43	50
3	TSS	mg/L	305	59	100
4	Tổng N	mg/L	26	21	-
5	Tổng P	mg/L	3,2	2,7	-
6	Coliform	MNP/100ml	9980	4810	5000
7	Salmonella	VK/100ml	KPHĐ	KPHĐ	KPHĐ
8	Shigella	VK/100ml	KPHĐ	KPHĐ	KPHĐ
9	Vibrio Cholera	VK/100ml	KPHĐ	KPHĐ	KPHĐ