tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế quận 6 150m3.ng

Xử lý nước thải bằng biện pháp hóa ly: Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học 2.4.1 Điều hòa lưu lượng và nông độ nước thải Lưu lượng, thành phần tính chất nước thải của các trung tâm,

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6,150m”/ng GVHD:Th.S PHAM TRUNG KIEN

1.3 Mục đích nghiÊn cỨu 5s + ven HH thư thiet 6

1.4 Phạm vi nghiên CỨU - ¿<2 *$3*95392E tt tt tt 8.1 1111n1nnnrrrrre 6

2.1 Khai quat vé ngamh y t6 cee esesseseseseseseseseeseeeneeeeeensnensasseesecesseanenensnensesenerey 8

2.2 Nhu câu nước trong sinh hoạt, y tế và nguồn gây ô nhiễm

2.2.1 Nhu cầu nước cho sinh hoạt Và ÿ tẾ - + ScSsserherrrrretrrrrrrrre 8 2.2.2 Khái quát về nước thải

2.2.2.1 Sự ô nhiễm nưỚc .- - - +5 55+ +2 + 2tr 8

2.2.2.2 Các nguồn gây ô nhiễm nước -c+ccecereierrrrrrrrrre 9 2.2.2.3 Các chất gây ô nhiễm nước - -: -++cscscerererereerrrrrrre 9 2.3 Hoạt động y tế và sự ô nhiễm

2.3.1 Lựa chọn nước thải -<++ + nhe thư " 10

2.3.2 Thành phần tính chất nước thải - - :-+-+°++>+>stetrterererrrrtrre 10 2.4 Các phương pháp xử lý nước thải y tế

2.4.1 Điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải -c+s 12

2.4.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học -+cstrererrerrrr 13

2.4.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học -+-seser+ 15 2.4.4 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý . - 18 2.4.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học . -++-++ 25 2.5 Hiện trạng xử lý nước thải y tế ở Việt Nam

2.5.1 Công nghệ mới xử lý nước thải y tẾ -: +c++cecerererreer 33 2.5.2 Thực tế xử lý nước thải y tế tại các bệnh viện trong Thành phố HCM

G0000 c9 E995 80801001011 110 tt 000111110 36

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM Y TẾ QUẬN 6

3.1 Lịch sử hình thành và phát triển TTYTQÓ6 -ScSs‡sneeeresre " 42

3.2 Bộ máy tổ chức và chức năng nhiệm vụ TTYTQ6

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6,150m”/ng_ GVHD:Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

—.ú œ ồồỎ Ỏ Ỏ.Ỏ Ắ.i.i._——Ừ-m

3.2.2 Nhiệm vụ và chức năng

3.2.2.1 Chifc mang 10 .ố 43

c0 n0 0n 43

3.2.2.3 Sơ đổ cơ cấu tổ chỨC . - - - 5 + + +21 3321333 xkEtEseekrsreerrrere 45

3.3 Đặc điểm hiện trạng TTYTQ6

co Ti 0.0 8 46 3.3.2 Đặc điểm địa lý — địa hình .-. -c-c-Sssennrerrrrrrerrrrrrrerrre 46

3.3.3 Hiện trạng TTY TQ6 5-5 s*nnhg nền ti 47

3.3.3.1 Hiện trạng điện, nước

3.3.3.2 Biện pháp phòng cháy — chữa cháy

3.3.3.3 Hiện trạng môi trường 3.4 Luu LUG 07 .ố.ố.ố a 47 3.5 Thành phần và tính chất nước thải TTY TQ6 -.-.- eters teteeeeteeeeseens 48 CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ

4.3.3.1 Ước tính hiệu suấtt - + SE 54

4.3.3.2 Lưu lượng tính toán -+s-s+ss+shhhhhhetrhhhhhHhhtHg 55 4.3.3.3 Tính toán các công trình đơn vị

4.3.3.4 Thiết bị phụ trỢ wo cece eeceeseeseeeeeeeeesseeseneeseeeneeeeetenseneeseeaees 83

4.2.4.3 Bể lắng ngang đợt Ì chi 90

=.nờo555Š5-Ö -—ợợớaaẵợơnnn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6,150m”/ng_ GVHD:Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

H———— ———— _ —_— _ẦẦ.asasaasasaa=====m=mm-a-=-<.ẳ.wr

4.2.4.4 Bể lọc sinh học vật liệu nổi bậc l -xsesxeres 93

4.2.4.5 Bể lắng ngang đợt 2 - nành rree 09 U00 an 102 4.2.4.7 Hồ chứa bùn yếm khí - 5+ +e server 102 ' huy 8000 103

CHƯƠNG V: TÍNH KHAI TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THÁI -

SO SANH LUA CHON PHUONG AN TOI UU

5.2.1 Dién tich xAy AUN oo ố 111

5.2.2 Kinh phí xây lắp và thiết Bi seecccceeccsssescosseescssssescessseecessnneeseneneee 112

- _ Điện năng, tiêu thụ nước sạch

5.3 So sánh 2 phương án và lựa chọn phương ấn tối ưu -+ ->+++2 115

CHƯƠNGVI:KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ . -2-cc-cccccccccrrre 116

PHỤ LỤC:

1 Quy phạm tạm thời Hc IÕ-9-72 - «Sàn ren 118

2 Danh mục tài liệu tham khảo - - <1 n9 ghi 121

ỮẮ.ồ ớẰềềẶặếi‹i.ii _————— :-:aaaw

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6,150m'/ng_ GVHD:Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

= _———

DANH MUC CAC BANG BIEU

Bang 2.1 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Nguyễn Tri Phương 11

Bảng 2.2 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Trưng Vương 11

Bảng 2.3 Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện Nguyễn Trãi 11

Bang 2.4 Thanh phan và tính chất nươc thải bệnh viện Chợ Rẫy 12

Bảng 3.1 Kết quả phân tích nược thải đầu vào Trung tâm y tế Quận 6 48

PHƯƠNG ÁNI Bảng 4.1 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác . - 58

Bang 4.2 Các thông số thiết kế bể điểu hoà 7à: ctetihrrrrrerrrrrre 61 Bảng 4.3 Các thông số thiết kế bể lắng đợt l ccccsieerrrrrrererrrre 65 Bảng 4.4 Giá trị điển hình các thông số thiết kể bể Aeroten - -. - 71

Bảng 4.5 Các thông số thiết kế bể Aeroten -ccccstetteerrtrertrireeiirre 73 Bảng 4.6 Các thông số thiết kế bể lắng đứng 2 cccsscstenrrrrerrererree 76 Bảng 4.7 Các thông số thiết kế bể tiếp xÚC ¿-6cccctstittrrtrtetrrererrrrriree 77 Bang 4.8 Cac thing sé thiét ké hé chtta cdn yém Khi eects eeeee terete 82 PHUONG AN 2 Bang 4.9 Các thông số xây dựng mương đặt song chắn rác - 89

Bảng 4.10 Các thông số thiết kế bể điều hoà 22222222 vvvvvvrvvvrkrrrrrrrrrrrrrrd 89 Bảng 4.11 Các thông số thiết kế bể lắng ngang đợt l .-. -ccc-s 93 Bảng 4.12 Giá trị của hệ số œ và ƒ -c St srerhtrhhrrderrrrdririe 95 Bảng 4.13 Các thông số thiết kể bể lọc - 5+ scnreittrrrrrrrrrrririe 99 Bảng 4.14 Các thông số thiết kế bể lắng ngang đợt 2 -. -+-c-ccscccse 102 Bang 4.15 Các thông số thiết kế bể tiếp xúc trrrrireeerirerriri 102 Bảng 4.16 Các thông số thiết kế hồ chứa cặn yếm khí -++-+ 102

Bảng 5.1 Khai toán kinh phí xây lắp và thiết bị (PA 1) -.-. -c-csccceeersre 108 Bảng 5.2 Tổng hợp kinh phí đầu tư xây dựng (PA1) ceieerrrree 109 Bảng 5.3 Khai toán kinh phí xây lắp và thiết bị (PA2) .-cccccererereere 112

Bang 5.4 Tổng hợp kinh phí đầu tư xây dựng (PA2) -cccrieieerrree 113

_ ‹::ẳ°ẳồŠồ ẳ_¬—R—-aG-GGG-Gợớaớaý/ẶẶẵẳggnnnnnnnn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m”/ngđ _ GVHD:Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m'/ngđ _ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

CHUONG I: GIGI THIEU

1.1DAT VAN DE:

- Một đất nước không thé hing manh, phén vinh nếu có nền y học thấp

kém Song hành cùng với sự phát triển của xã hội con người ngày nay không

chỉ nghĩ đến ăn ngon mặc đẹp mà còn rất quan tâm đến sức khoẻ của mình

Một người có sức khoẻ tốt không chỉ là niềm hạnh phúc cho gia đình mà còn

là nguồn nhân lực, tiểm năng của Xã hội

- Để phục vụ và đáp ứng nhu cầu phát triển của Xã hội ngày càng nhiều

các trung tâm, bệnh viện tư nhân cũng như nhà nước được thành lập, mở rộng

Bên cạnh những lợi ích đóng góp to lớn thì ngành y tế cũng tạo ra một lượng

nước thải chứa các hoá chất, hỗn hợp hữu cơ, vi sinh vật gây ảnh hưởng xấu

đến môi trường sống Xử lý nguồn thải này như thế nào trước khi xả chung

vào hệ thống thoát nước công cộng vẫn là câu trả lời còn nhiều bỏ ngõ Trước

thực trạng bức xúc của Xã hội cùng với sự gợi ý, hướng dẫn của thầy Phạm

Trung Kiên, tôi sinh viên Khoa Môi Trường ĐHDL Kỹ Thuật Công Nghệ đã

chọn “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, TpHCM,

công suất 150mÏ/ngày ” làm để tài tốt nghiệp nhằm phần nào khắc phục tình

hình ô nhiễm thực tại, đảm bảo tiêu chuẩn xả nguồn

L2 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI

- Nước là cội nguồn của sự sống, nơi nào có nước nơi đó có sự sống Trong

mỗi người chúng ta đều nhận thấy vai trò và tầm quan trọng của nước Tài

nguyên nước được xem như là vô hạn nhưng cùng với tốc độ phát triển kinh tế,

nhu cầu sử dụng của con người, nguồn nước dẫn bị thu hẹp và nguy cơ Ô

nhiễm ngày càng nghiêm trọng Nước bị ô nhiễm bởi nhiều tác nhân trong đó

nước thải y tế đóng vai trò đáng kể Những phức chất khó phân huỷ cùng

những vi sinh vật nguy hiểm nếu thải chung vào mạng thoát nước công cộng

dễ gây ra những hậu quả nghiêm trọng Với mục đích làm giảm ảnh hưởng

nước thải tại trung tâm y tế Quận 6, TpHCM đến môi trường xung quanh, việc

thu thập số liệu thiết kế hệ thống xử lý hoàn chỉnh là rất cần thiết Đồng thời

cũng được xem như một mô hình thí điểm để rồi mở rộng việc xử lý nước thải

y tế, đảm bảo tiêu chuẩn trước khi xả ra nguồn

EE

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tam y t€ Quan 6, 150m°/ngd GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

1- « ẳẮ.Ắ ———————————naatiẵn

I3 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI:

- Đứng trước hiện trạng môi trường bệnh viện, trung tâm y tế như vậy, Lax i

việc nghiên cứu ứng dụng các công trình xử lý nước thải vào trong các bệnh jee

viện, trung tâm y tế là điều rất cần thiết hiện nay Với mục đích làm giảm ảnh

hưởng của nước thải y tế tại trung tâm y tế Quận 6 thì áp dụng phương pháp xử

lý cuối đường ống là hợp lý nhất Đó cũng là mục đích của việc thực hiện luận

văn này

L4 PHAM VINGHIÊN CỨU:

@ Dé xuất các phương án xử lý và lựa chọn phương án tối ưu cho hệ thống xử

lý nước thải CS

© Thiết kế qui trình công nghệ Trung tâm y tế, Quận 6 ( Âu lung © {\

® Ước tính giá thành xây dựng

15 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI:

-_ Mỗi một loại nước thải đều có đặc tính, thành phần khác nhau cũng như

mỗi trung tâm, bệnh viện đều có lưu lượng thải khác nhau Giới hạn đề tài chỉ

Céng suat: 150m?/ngay

Vị trí thực hiện: trung tam y tế Quận 6

Thời gian thực hiện để tài từ ngày 5: 10 đến 30-12-03

- Trung tâm y tế Quận 6 nằm ở Tây Nam Thành phố tiếp giáp Bình Veg

Chánh_ Tân Bình Quận 8 Ngoài nhiệm vụ khám chữa bệnh cho người dân

trong Quận 6, Trung tâm y tế Quận 6 còn đóng vai trò như một trực tuyến tiếp _

nhận các bệnh nhân ở các tỉnh ven thành phố và các bệnh nhân nặng từ tuyến

dưới sơ cấp cứu trước khi chuyển về các bệnh viện lớn Do đặc tính địa lý lại

nằm lẫn trong khu dân cư nên việc quản lý , xử lý nước thải y tế tại Trung tâm

y tế Quận 6 là một yêu cầu rất cần thiết và cấp bách Nếu lượng nước thải từ

trung tâm không được xử lý thích hợp, nó sẽ gây ảnh hưởng tới môi trường

sống của chúng ta một cách nghiêm trọng, các vi trùng gây bệnh phát tán

ằ ằẳ ——————+ẽ Ÿ-Ỷẳẵn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tam y té Quan 6, 150m°/ngd_ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIEN

=——

trong môi trường nước, lây lan dịch bệnh, ảnh hưởng đến sức khoẻ của bệnh

nhân nói riêng và cả nước nói chung

- Trên cơ sở thu thập thông tin, sưu tầm, điều tra trực tiếp hoặc dựa vào các kết quả khảo sát điều tra đã có tại một số trung tâm bệnh viện trong Thành

phố HCM cùng việc phân tích đặc tính, hiện trạng nước thải ở trung tâm y tế

Quận 6 từ đó tính toán đưa ra các công nghệ xử lý So sánh, lựa chọn công

nghệ thích hợp, khả thi phù hợp với điều kiện kinh tế môi trường Việt Nam

L6.2 Phương pháp cụ thể:

- Nghiên cứu tư liệu: đọc và phân tích các số liệu về tình hình nước thải y tế

và các hệ thống xử lý nước thải bệnh viện trong sách, báo, tạp chí

- Khảo sát thực tế hệ thống xử lý nước thải ở 1 số bệnh viện như: Bệnh viện

Da Liễu, Bệnh viện Nhi Đồng, Bệnh viện Nhân Dân Gia Định, Bệnh viện

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quan 6, 150m?/ngd = GVHD:Th.S PHAM TRUNG KIEN |

> Cac phương pháp xử lý nước thải

> Thực trạng xử lý nước thải y tế ở Việt Nam

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150mỶ/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

= .—ee

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH Y TẾ

2.1 KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH Y TẾ :

? ^ 2 ` _ 23 À | " ,

Y tế là một ngành có truyền thống lâu đời, sự kết hợp giữa y học cổ truyền X

và y học hiện đại đã tạo nên đặc trưng cơ bản của nên y tế |

Ngành y tế có một đội ngũ cán bộ có trình độ tương đối cao, chuyên môn

giỏi Đây là một ngành then chốt trong lĩnh vực bảo đảm cho con người về mặt

thể chất và là ngành độc lập có nhiều đối tượng (bệnh nhân) nhất, vì thế đây

là ngành có cơ sở hoạt động rộng khắp toàn quốc Riêng TPHCM đã có trên

70 bệnh viện lớn vừa và nhỏ với số bệnh nhân ngày một tăng Bởi thế, mà

thực tế hoạt động của bệnh viện với nhu cầu nước rất lớn, lượng nước cung

cấp luôn có tỉ lệ thuận với nước thải

Y tế là ngành có mối liên hệ mật thiết với xã hội là ngành có vai trò quan

trọng trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe công cộng, giải quyết các hậu

quả Xã Hội, an toàn lao động Vì thế là một ngành luôn được quan tâm trong

công tác bảo vệ môi trường trong sạch

2.2 NHU CẦU NƯỚC TRONG SINH HOẠT, Y TẾ VÀ NGUỒN GÂY Ô

NHIÊM :

1.2.1 Nhụ cầu nước cho sinh hoạt và y tế

- Nước dùng cho y tế chủ yếu là dùng cho sinh hoạt, khám chữa bệnh, vi sinh

phòng thí nghiệm giặt tẩy theo chỉ tiêu sử dụng thì nước phục vụ là 300

1/giường theo TCVN 4513-88

2.2.2 Khái quát về nước thải

2.2.2.1 Sự ô nhiễm nước

Nước bị ô nhiễm bởi các chất khác nhau làm cho chất lượng nước thay đổi

theo khuynh hướng xấu đi :

e_ Giảm độ pH của nước ngọt do bị ô nhiễm bởi các acid vô cơ

Tăng nồng độ các ion Ca?', Mg””, trong nước nguồn và nước sông

Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên

e_ Tăng hàm lượng muối trong nước bể mặt và nước nguồn

e Tăng hàm lượng các chất hữu cơ trong nước, đặc biệt là các chất bền

sinh học

TE

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150mỶ/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

=

e Giảm hàm lượng oxy trong nước tự nhiên

e Giảm độ trong suốt của nước

e Nhiễm các chất phóng xạ hóa học

2.2.2.2 Các nguồn gây ô nhiễm nước 2

a) Nước thải sinh hoạt x

- Nuéc thai sinh hoat 14 nuéc t4m riva, giat gid, vi sitth, nước hồ bơi

- Nước thải sinh hoạt chứa khoảng 58% chất hữu cơ và 42% chất khoáng

Đặc biệt là chất hữu cơ không bển sinh học, chất dinh dưỡng, vi trùng, chất

rắn, mùi

b) Nước thải công nghiệp

- Nước thải công nghiệp được hình thành khi khai thác, chế biến các nguyên

liệu hữu cơ và vô cơ

- Nước hình thành do phản ứng hóa học

- Nước ở dang ẩm tự do và liên kết trong nguyên liệu được tách ra trong quá

trình chế biến

- Nước rửa nguyên liệu, sản phẩm, thiết bị máy móc

- Nước chiết, nước hấp phụ, nước làm nguội

- Các nước khác như nước rửa bao bì, nhà xưởng, máy móc

đ) Nước thải bệnh viện z hy

- Nước thải bệnh viện bao gồm : Nước sinh hoạt, bệnh phẩm (chủ yếu là chất hữu cơ), vi khuẩn

2.2.2.3 Các chất gây ô nhiễm

Theo sự phân loại của tổ chức bảo vệ sức khỏe Thế Giới (WHO)

e Chat hifu co khong bén sinh hoc

e_ Các muối vô cơ ít độc

e Sản phẩm dầu mỡ

e_ Các hợp chất gen sinh học

e_ Các chất độc bao gồm : các kim loại nặng, các hợp chất tổng hợp hữu

cơ không phân hủy sinh học

—_——— Ỷ-ờ-ờtẵỗẳẵẳẰ"

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y té Quan 6, 150m°/ngd_ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIEN .” —.ớằễ—

2.3.1 Lua chon nuéc thải bệnh viện \ bk Yo MA

Thông qua hoạt động khám chữa bệnh của các bệnh viện, trung tâm, rút

ra được tổng quát về lượng nước cấp, nước thải của bệnh viện Trong phạm vi

xử lý ta cần quan tâm nhất tới lượng nước thải do hoạt động khám chữa bệnh, sinh hoạt của đội ngũ cán bộ, công nhân viên trong bệnh viện cũng như qua

Mỗi người bệnh có một ngưới nuôt Mỗi giường bệnh có từ 1,1-2,25 người phục vụ bao gồm các chuyêñ môn y tế (bác sĩ, y tá, hộ lý ), cán bộ

văn phòng, nhân viên các loại Như vậy nếu tính người thăm nuôi, người khám, người chữa bệnh ngoại trú thì mỗi giường bệnh có thể tới 3,25 người, lượng nước thải qua thống kê tính khoảng 0,7-1,1 m”giường bệnh/ngày đêm

2.3.2 Thành phân tính chất nước thải

Thông thường nước thải bệnh viện, trung tâm y tế có thành phần tính

chất gần giống như nước thải sinh hoạt ngoại trừ hàm lượng vi sinh vật gây

bệnh khá cao Đặc biệt ở một vài khu có mức độ nhiễm vi sinh vật gây bệnh,

cặn lơ lửng, chất hữu cơ khá cao như: nước thải khu mổ (chứa máu và bệnh

phẩm), nước thải khu xét nghiệm (chứa nhiều loại vi trùng gây bệnh khác nhau) Giá trị BOD; của khu này có thể lớn hơn 100mg/1, COD>400mg/1, hàm

lượng cặn >200mg/I Ngoài ra nước thải y tế còn có khả năng bị nhiễm xạ từ

khu X-quang, rửa phim Việc xử lý nước thải bị nhiễm các chất phóng xạ là

1 việc khó khăn và tốn kém khó thực hiện ở Việt Nam và Thế Giới nói chung (do chu kỳ phân rã của các chất phóng xạ thường rất lâu)

Một vài thông số đặc trưng của nước thải y tế tại các trung tâm, bệnh viện

e Nước thải sinh hoạt -Hàm lượng COD: 200-400mg/1

-Hàm lượng BOD:;: 150-300mg/1

-Hàm lượng chất lơ lửng: 100-150mg/1

e Nước thai từ phòng mổ, tiêm, giặt đồ bệnh nhân chứa

rác, vi trùng Clostridium, Produmonas, E-coli, chất kháng sinh và các chất

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150mỶ/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m '/ngđ _ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

Các phương pháp xử lý nước thải y tế tương tự như các phương pháp xử lý

nước thải sinh hoạt ở các đô thị Ngoài ra, còn dùng các biện pháp hóa học, lý

học như trong công nghiệp xử lý nước thiên nhiên và công nghệ hóa học

Trong phạm vi trình bày này sẽ đưa ra những biện pháp tổng quát có thể áp

dụng được (hoặc có liên quan) đến công nghệ xử lý nước thải của ngành y tế

Các biện pháp được trình bày bao gồm :

e_ Điều hòa về lưu lượng và nồng độ nước thải

Xử lý nước thải bằng biện pháp cơ học

Xử lý nước thải bằng biện pháp hóa học

Xử lý nước thải bằng biện pháp hóa ly:

Xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học

2.4.1 Điều hòa lưu lượng và nông độ nước thải

Lưu lượng, thành phần tính chất nước thải của các trung tâm, bệnh viện tùy

thuộc vào hệ thống quản lý, hóa chất sử dụng, thành phẩm thường không đều

theo các giờ trong ngày đêm Sự dao động lưu lượng, nồng độ nước thải sẽ dẫn

đến những hậu quả tai hại về chế độ công tác của mạng lưới và các công trình

xử lý, đồng thời gây tốn kém nhiều về xây dựng và quản lý Khi lưu lượng dao

động thì rõ ràng phải xây dựng mạng lưới bên ngoài với tiết diện ống hay

kênh lớn hơn vì phải ứng với lưu lượng giờ lớn nhất Ngoài ra điều kiện công

tác về mặt thủy lực sẽ kém đi Nếu lưu lượng nước thải chảy đến trạm bơm

thay đổi thì dung tích bể chứa, công suất máy bơm, tiết diện ống đẩy cũng

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m?/ng¢ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIEN ——

Khi lưu lượng, nồng độ nước thải thay đổi thì kích thước các công trình (các

bể lắng, bể trung hòa và các công trình xử lý sinh học) cũng phải lớn hơn; chế

độ làm việc của chúng mất ổn định Nếu nồng độ các chất bẩn chảy vào công

trình xử lý sinh học đột ngột tăng lên, nhất là các chất độc hại đối với vi sinh

vật thì có thể làm công trình hoàn toàn mất tác dụng Ngoài ra, các công trình

xử lý hóa học cũng sẽ làm việc kém đi khi lưu lượng và nồng độ thay đổi,

hoặc muốn làm việc tốt thì thường xuyên phải thay đổi nồng độ hóa chất cho

vào Điều này thực sự khó khăn khi quá trình tự động hóa chưa cho phép

Tóm lại, để mạng lưới thoát nước và công trình xử lý nước hoạt động với

hiệu quả cao thì cần phải điều hòa lưu lượng và nồng độ của nước thải Đối

với ngành y tế, vấn để điều hòa lưu lượng và nồng độ là đặc biệt cần thiết vì

2.4.2Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học:

Gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không thay đổi

tính chất hóa học và sinh học của nó Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng

và hiệu quả của các bước tiếp theo Xử lý cơ học thường áp dụng Ở giai đoạn

đầu của quá trình xử lý, dùng để loại các chất vô cơ lẫn hữu cơ có chứa trong

nước Tùy theo đặc điểm của các cặn có trong nước thải mà các quá trình và

công trình đơn vị sau đây có thể áp dụng: song chắn rác, lưới chắn rác, bể

lắng xiclon thủy lực, lọc cát và li tâm Trong đó quan trọng nhất là hai quá

trình:

e Lang

e Loc

2.4.2.1Quá trình lắng

Lắng là quá trình quan trọng trong công nghệ xử lý nước thải, thường

được áp dụng để tách các chất lơ lửng ra khỏi nước thải dựa trên nguyên tắc sự

khác nhau về trọng lượng giữa các hạt lơ lửng và nước Quá trình lắng có khả

năng loại bỏ từ 90-99% lượng cặn bẩn chứa trong nước Đây thường là quá

trình xử lý lúc ban đầu hoặc sau quá trình xử lý sinh học

.—>— -nniễẵẳễẳễằằnn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150mỶ/ngđ_ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIEN

ốẮầẳ ‹«‹‹‹ ‹‹ ễềễồ —aannớớẳiẵẳn

Quá trình lắng có thể được phân thành 3 dạng căn bản phụ thuộc vào trạng

thái của các hạt cặn lắng trong nước thải:

e Lắng độc lập

e Lang keo tu

e Lắng kết hợp

a)Lắng độc lập : Trong quá trình lắng các hạt cặn sẽ lắng xuống và tách ra khỏi nước trong

khi trọng lượng riêng của chúng lớn hơn trọng lượng riêng của nước Tốc độ

lắng cuối cùng của các hạt cặn được xác định theo công thức :

~, : trong lượng riêng của hạt

@¡; trọng lượng riêng của chất lồng

V: vận tốc lắng cuối cùng của hạt

D :đường kính hạt

Cạ : hệ số ma sát , được xác định theo hệ số reynols

b> Lắng keo tụ : Lắng keo tụ thường xuất hiện khi tốc độ lắng của các hạt tăng dẫn do quá

trình kết hợp trên đường đi của các hạt cặn khác nhau Quá trình lắng này phù

hợp với thực tế hơn quá trình lắng độc lập và thường được áp dụng trong các

c>Lắng kết hợp : Lắng kết hợp thường xẩy ra trong quá trình bùn hoạt tính hoặc cát lắng có

sử dụng chất keo tụ với nông độ lơ lửng lớn hơn 500mg/1 Các bông cặn kết

hợp với nhau và lắng xuống thành mảng Tốc độ lắng trong trường hợp độc lập

nhưng hiệu quả lắng thường lớn hơn và ổn định

Quá trình lắng được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều loại bể lắng khác nhau: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng li tâm, bể lắng trong có tầng cặn

lơ lửng, bể lắng cao tốc, bể lắng có vách ngăn đem lại hiệu quả xử lý cao

Trong những năm gần đây, bể lắng trong có tầng cặn lơ lửng được nghiên

cứu ứng dụng rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới vì các ưu điểm sau:

e_ Quá trình lắng kết hợp

.= ————-nẳ-ẳỏ-ẳiẵẳ aaa-ớZa/-nn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m”/ngđ _ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

e Toàn bộ quá trình xáo thủy phân keo tụ và lắng xảy ra trong tầng cặn lơ

lửng (môi trường dị thể) nên tốc độ cao hơn nhiều so với bể cổ điển

e Giảm đáng kể vốn đầu tư xây dựng công trình do giảm diện tích lắng

(10 lần so với bể đứng), giảm công trình khuấy trộn, phản ứng tạo bông

e_ Hiệu quả của bể lọc tăng đáng kể

Bể lắng trong tầng lơ lửng hoạt động theo nguyên tắc nước vào bể qua các

ống phân phối đều đặt dọc theo đáy bể; các bức vách nghiêng của đáy bể có

chức năng làm giảm dân độ dâng lên của dòng nước đồng thời phân phối đều

dòng đi lên trên mặt bể; từ dưới đáy bể các bông cặn nhỏ được hình thành và

liên tục đi lên với tốc độ không đổi; sự lệch pha đó giúp cho các cặn nhỏ trong

dòng nước va chạm và kết dính với các bông cặn lớn để tạo nên tầng lơ lửng

Yếu tế quyết định hiệu quả của bể này phụ thuộc chủ yếu vào việc phân phối

đều và việc đi lên của dòng nước; tốc độ đi lên của dòng nước quá lớn sẽ đảm

bảo thời gian phản ứng hiệu quả, nếu quá nhỏ các bông cặn sẽ lắng ngay trong

bể Tốc độ đi lên dao động trong khoảng 0,5-1,2 mm/s, với loại bể này không

2.4.2.2 Qua trinh loc

Quá trình lọc thường ứng dụng loại bỏ cặn lơ lửng trong nước sau bể lắng

khi nước đi qua lớp vật liệu lọc bằng cát, thạch anh với các phối cấp khác

nhau, hoặc antransit Vật liệu lọc có đường kính tương đương thay đổi từ 0,4 —

1,2 mm Tốc độ nước qua bể lọc thường dao động từ 5 - 8 m/h Bể lọc làm

việc 2 chế độ: lọc bình thường và rửa lọc Tuy nhiên do tính chất của nước thải

bệnh viện nên bể lọc thường ít khi sử dụng

2.4.3 Phương pháp xử lý hóa học

Là quá trình dùng một số hóa chất và bể phản ứng nhằm nâng cao chất

lượng nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các công đoạn sau Cơ sở của

phương pháp này là phản ứng hóa học diễn ra giữa chất ô nhiễm và hóa chất

thêm vào Những phản ứng diễn ra có thể là phản ứng oxy hóa khử, phản ứng

trung hòa tạo chất kết tủa hoặc các phản ứng phân hủy các chất độc hại Các

phương pháp hóa học thường được ứng dụng nhiều nhất là oxy hòa tan hoặc

trung hòa Thông thường ởi đôi với trung hòa có kèm theo các quá trình kết

tủa và hiện tượng vật lý khác

2.4.3.1 Phương pháp oxy hóa Phản ứng oxy hóa thường ứng dụng để xử lý nước thải trong công nghiệp

nhiễm bẩn bởi các chất vô cơ và hữu cơ độc hại Nhờ quá trình oxy hóa khử

mà các chất độc hại hoặc các chất bẩn có màu biến thành các chất không độc

hại, không có màu hoặc giảm màu ở dạng cặn lắng hoặc khí dễ bay hơi Các

ễễễễè.ằ -ŸỶ œẵăẫtemn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m/ngđ _ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

chất oxy hóa thường dùng: nước javen NaOCl, penmagat Kali (KMnÒ),

NaHCO;, Hypochlotide Sodium, Hydrogen peroxy HO», Hypochlorite Canxi

Ca(CiO), Oxy (02), Ozon (O3), Chlorine C1,

a) Bang Cl:

Phần ứng oxy hóa được ứng dụng rộng rãi để xử lý nước thải chứa Crôm, các phản ứng sau đây :

Ca(CN), + 2Cl, = 2CNCI + CaC];

Một phần của CN tiêu thụ 2,73 phần Chlorine , hợp chất CNCI bay hơi và

tạo mùi khó chịu

CNCI + 2NaOH = NaCN +2H,O + NaCl 2NaCNO +4NaOH + Cl, = 2CO, +6NaOH +N, +2H,0

Phan ứng này tiêu thụ 4,09 phần Cl; và 3,08 phân NaOH cho một phần CN

b)Bằng HạO; : H;O; là chất lỏng không màu, được ứng dụng để oxy hóa các andehyt, phenol, cianua, chất thải chứa lưu huỳnh, thuốc nhuộm hoạt tính, oxy gia

độc, nồng độ giới hạn cho phép trong nước là 0,1 mg/l

Trong môi trường acid nước oxy già chuyển muối sắt hóa trị 2 thành muối

sắt hóa trị 3, acid nitơ thành acid nictric, sunfua thành sunfat

Trong dung dịch loãng quá trình oxy hóa chất hữu cơ diễn ra chậm, vì vậy

người ta dùng xúc tác ion kim loại có hóa trị thay đổi (Fe?', Cu”', Co”, Ag’)

Ví dụ: Quá trình oxy hóa bằng H;O; với muối sắt diễn ra rất mạnh khi

pH = 3 - 4,5 Trong quá trình xử lý nước người ta sử dụng tính khử của oxy gia

HO; + Cl¿ = (O; + 2HCI

NaOCl + H,O, = NaCl + O, + H,O

Các phản ứng này dùng để khử Clo trong HạO; dư được tạo bởi MnO

MnO, + H,O, + 2HCI = MnCl, + 2H,0 + Oy

2.4.3.2 Phương pháp trung hòa la ket te

Nước thải y tế có thể có độ kiểm hoặc acid rất cao, trước khi tiến hành keo

tụ nước thải y tế phải trải qua giai đoạn trung hòa Quá trình trung hòa được

thực hiện trên bể trung hòa làm việc liên tục hoặc gián đoạn theo chu kỳ Về

cấu tạo các loại bể này có thể kết hợp với các bể lắng, phải dựa trên cơ sở so

sánh các chỉ tiêu kinh tế về biện pháp lắng (sử dụng bể lằng ngang hoặc bể

lắng trong có tầng lắng lơ lửng)

a

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y té Quin 6, 150m*/ngd_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

==——ễ

Thể tích cặn lắng phụ thuộc vào nồng độ acid, ion kim loại nặng trong nước

thải, dạng và liéu lượng hóa chất, mức độ trong Để làm khô cặn người ta

dùng sân phơi, máy li tâm, máy lọc ép chân không hoặc máy lọc thường Việc

chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lượng nước thải và nồng độ của nó,

vào hóa chất có ở địa phương

Việc trung hòa nước thải bằng hóa chất gặp nhiều khó khăn vì thành phần

và lượng nước thải trong các trạm trung hòa dao động rất lớn trong ngày đêm

hoặc theo số bệnh nhân Bên cạnh xây dựng các bể điều hòa với thể tích lớn

còn phải có thiết bị tự động điều chỉnh trong nhiều trường hợp là chỉ tiêu pH

của nước thải Nó là chỉ tiêu khách quan trong quá trình trung hòa, cho phép

dễ đàng xác định và điều chỉnh lưu lượng hóa chất một cách liên tục

Phương pháp này dùng khi nước thải có pH quá thấp hay quá cao, không đủ

tiêu chuẩn để xả vào hệ thống thoát nước chung Người ta dùng các acid hoặc

bazở

Để trung hòa HCI, H;SO¿, NaOH, Ca(OH);, phương pháp trung hòa còn

được kết hợp với phương pháp keo tụ và một số phương pháp khác

Phần ứng trung hòa có thể được biểu điễn bằng phương pháp tổng quát sau:

AXIT + BAZỜ = MUOI + NƯỚC

Trong đó muối có thể là dạng kết tủa hoặc hòa tan Tùy thuộc từng điều

kiện cụ thể, có thể ứng dụng những biện pháp trung hòa sau đây:

a) Trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit và nước thải

chứa kiểm :

Đây là biện pháp trung hòa giữa hai dòng nước thải có pH trái ngược nhau,

dòng nước thải tổng hợp sẽ trung tính và có thể loại bổ một phần hay toàn

phân các chất độc hại với dạng axit hay bazơ (nhất là chất vô cơ) Biện pháp

này mang tính kinh tế cao vì không phải tốn kém chỉ phí cho hóa chất trung

hòa như ở công nghệ trung hòa bằng hóa chất

—— biên pháp lý tưởng cần nghiên cứu áp dụng cho bệnh viện có

nhiều dòng chảy với tính chất khác nhau Tuy nhiên để áp dụng được thành

|

“€öng biện pháp ñãy cần phải có những nghiên cứu chi tiết về chế độ thải các

loại nước thải, lưu lượng thải cũng như thành phân nồng độ của chúng Vì thế

công việc cần thiết là phải tính toán điều hòa các dòng thải này để phản ứng

trung hòa giữa hai dòng thải được diễn ra một cách thuận lợi nhất

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m)/ngđ _ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

-= ằ am

b) Trung hoà nước thải bằng cách cho thêm hóa chất :

Sự cân đối về lưu lượng nước thải chứa acid hoặc kiểm tới mức không thể

trung hòa bằng cách trộn lẫn chúng với nhau được, hoặc trung tâm, bệnh viện

chỉ thải ra một loại nước thải mang tính acid hoặc kiểm, thì phải cho thêm hóa

chất Phương pháp này thường dùng để trung hòa acid với các chất trung hòa

là các vật liệu rẻ tiển như các phế liệu của các ngành công nghiệp ở địa

phương

Để trung hòa acid vô cơ có thể dùng bất cứ loại kiểm nào có ion OH' trong

dung dịch Hóa chất rẻ tiền nhất (thường ding) 18 Ca(OH), CaCO;, hé,

đôlômit Còn NaOH và Sôda thường chỉ dùng khi chúng khi chúng là phế liệu

địa phương (giá thành rẻ)

Để trung hòa acid hữu cơ thường dùng vôi tôi (dung dịch vôi 5-10%)hoặc

dùng dung dịch vôi với anmonic kỹ thuật 25%

c) Trung hòa nước thải chứa acid bằng cách lọc qua lớp vật liệu trung hòa :

Để trung hòa nước thải chứa HCI, HNO¿, kể cả nước thải chứa H;SO¿ với

hàm lượng 5g/1 và không chứa muối kim loại nặng, người ta có thể dùng

phương pháp lọc liên tục qua các bể với lớp vật liệu lọc là đá vôi, magiezit, đá

hoa cương, đolomit, .kích thước các vật liệu từ 3 — 8 cm Tốc độ lọc tính toán

phụ thuộc vào vật liệu, nhưng không quá 5m/h và thời gian tiếp xúc không quá

10 phút

2.4.4 _Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý:

Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi để xử lý nước cấp và nước thải

dựa trên cơ sở những quá trình: keo tụ, hấp phụ, trích ly, trao đổi ion, bay hơi,

tuyển nổi, cô đặc, khử khí

2.4.4.1Keo tụ

Keo tụ sử dụng để xử lý các chất lơ lửng và các hạt keo trong nước có kích

thước từ 107 ~— 10 em, các hạt keo này không thể lắng và xử lý bằng phương

Các hat keo có mặt trong nước ở hai dang: dang ưa nước và dạng kị nước

e©_ Dạng ưa nước (đất sét ): không ổn định và có thể dễ dàng keo tụ

e Dang ki nuéc (protein): dạng này ổn định có thể keo tụ

- ằ.ằ. ỶŸỶŸ-ẳằẰẳằẵẳẵn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m)/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

Vì sự ổn định của hệ keo nên các hạt keo chỉ có thể được xử lý bằng phương

pháp keo tụ Các phương pháp keo tụ là có thể keo tụ bằng chất điện li, keo tụ

bằng hệ keo ngược dấu Trong quá trình xử lý nước bằng chất keo tụ giai đoạn thủy phân, giai đoạn hình thành bông cặn bắt đầu diễn ra Để tạo điều kiện

thuận lợi cho việc hình thành bông cặn, người ta xây dựng các bể phản ứng

với phương pháp khuấy trộn, bể phản ứng sẽ phân hủy thành hai loại: thủy lực

và cơ khí

Có thể làm trong và khử màu nước thải bằng cách dùng các chất keo tụ và các chất phụ trợ keo tụ để liên kết các chất bẩn ở dạng lơ lửng và keo thành những bông có kích thước lớn hơn Những bông đó khi lắng xuống kéo theo

các chất phân tán không tan Chất trợ keo tụ thường được sử dụng trong công

nghiệp là PAA (polyacryamid) có màu trắng

Điểm keo tụ có thể được xác định bằng điện thế zeta, xác định theo công thức sau:

E: Hằng số điện môi của môi trường

u: Độ nhớt của môi trường

X: Điện thế ứng dụng

EM : Khả năng chuyển động của chất điện tích

Trong thực nghiệm, điện thế zeta có thể xác định theo công thức sau :

1130000 4= ———— FMmV

Ala(SO¿)a+ 3Ca(HCO;;, = 2AIOH); + 3CaSO¿ + 6CO; t

Nếu độ kiểm của nước không đủ ta phải tăng lên bằng cách cho thêm vôi

Al,(SO,4)3 + 3Ca(OH, = 2AI(OH); + 3CaSO,

Bông hydroxyt tạo thành sẽ hấp thụ và dính kết các chất huyền phù, các

chất dạng keo trong nước thải tức là chuyển sang trạng thái tập hợp không ổn

định các điều kiện thủy động học thuận lợi những bông đó sẽ lắng xuống đáy

bể lắng dạng cặn

Khi dùng muối sắt sẽ tạo thành hydroxyt không hòa tan :

2FeCl, + 3Ca(OH), = 3CaClạ + 2 Fe(OH);

Fe,(SO,4)3 + 3 Ca(OH) = 3CaSO, + 2Fe(OH)

* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ bao gồm : -pH

hoặc cation) (Chất trợ keo tụ thường dùng nhất là Phlyacrylamid

(CH;CHCONH;), chất trợ đông tụ vô cơ loại anion là narisilicat hoạt tính và

nhiều chất khác

Đa số chất bẩn hữu cơ, vô cơ dạng keo trong nước thải có điện tích âm và do

đó nếu dùng các chất trợ đông tụ cation sẽ không cần keo tụ sơ bộ trước đó

nữa

Việc chọn lựa hóa chất, liều lượng tối ưu của chúng, thứ tự cho vào nước

lượng cặn tạo thành phải được tiến hành bằng thực nghiệm Thông thường liều

lượng trợ keo tụ cho vào trong nước khỏang 1 —5 mgil

Để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiết kiệm phải khuấy trộn đều hóa chất với nước thải Liều lượng hóa chất cho vào bể trộn khổỏang 1 — 5 phút Thời gian cần thiết để nước thải tiếp xúc với hóa chất cho tới khi bắt đầu lắng dao

EE

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m'/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

=———

động trong khoảng 20 — 60 phút, trong khoảng thời gian này các chất hóa học

có tác dụng và sẽ diễn ra quá trình đông tụ và tạo bông

2.4.4.2 Hấp phụ :

% Những nguyên lý chung của quá trình về hấp phụ : Hiện nay phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải

công nghiệp, y tế vì phương pháp này rất vạn năng Phương pháp này cho

phép xử lý nước thải chứa nhiều chất bẩn hoặc một loại chất bẩn khác nhau,

kể cả khi nồng độ chất bẩn trong nước rất thấp Như vậy phương pháp hấp phụ

còn có thể dùng để xử lý triệt để nước thải khi đã xử lý bằng các phương pháp

khác

Hiện tượng tăng nồng độ chất kiểm trên bể mặt phân chia giữa hai pha long

và khí, giữa pha lỏng và pha rắn Trong công nghệ xử lý nước thải khi nói về

phương pháp hấp phụ tức là nói về chất bẩn hòa tan ở bể mặt biên giới giữa

pha lỏng và pha rắn Người ta phân biệt ba loại hấp phụ sau:

a) Hấp phụ : Hấp phụ là quá trình trong đó những chất bẩn hòa tan chẳng những tập trung

ở bể mặt mà còn bị hút sâu vào các lớp bên trong của chất rắn (hoặc chất

lỏng) Tốc độ hấp thụ thường nhỏ rất nhiều so với tốc độ hấp phụ Khi

xử lý nước thải chứa chất bẩn dạng khí hòa tan thì người ta dùng các phương

ứng hóa học với chất rắn Quá trình hấp phụ tùy thuộc vào đặc tính chất bẩn,

dung môi và chất hấp phụ rắn Hấp phụ các chất bẩn hòa tan là kết quả của sự

dịch chuyển phân tử của những chất đó từ nước vào bể mặt chất rắn (gọi là

chất hấp phụ) dưới tác dụng của trường lực bể mặt Trường lực bể mặt gồm

hai dạng :

Hydrat hóa học các phân tử chất tan, tức là tác dụng tương hỗ giữa những

phân tử chất bẩn hòa tan với những phân tử nước trong dung dịch Tác dụng

tương hỗ giữa những phân tử chất tan, tức là tác dụng tương hỗ giữa phân tử

(Te ORIG ENDL KTON nb yo :

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m”/ngđ _ GVHD: Th.§ PHAM TRUNG KIÊN

=.———

chất bẩn hòa tan với những phân tử nước trong dung dịch Tác dụng tương hỗ

giữa những phân tử chất hấp phụ với các nguyên tử trên bể mặt chất rắn, hai

dạng tác dụng tương hỗ trên đây đối kháng nhau Tác dụng hydrat càng mạnh

thì các chất bẩn càng khó hấp phụ vào bề mặt chất rắn và ngược lại Tác dụng

hydrat hóa càng mạnh thì chứa càng nhiều hydroxit trong phân tử bẩn, vì

nhóm hydroxit có năng lượng hydrat hóa lớn do chúng không liên kết hydro

với các phân tử nước

Phân tử bẩn có điện tử làm cho các phân tử nước hướng vào bao bọc xung

quanh Kết quả phân tử bẩn phân li thành ion sẽ hấp phụ vào bề mặt chất rắn

với năng lượng rất nhỏ so với những phân tử chính những chất đó thì không bị

phân li Những chất có cấu trúc với liên kết kép, tức là liên kết r - điện tử thì

có lực hấp phụ mạnh nhất Do đó, các hợp chất thơm (mạch vòng) sẽ hấp phụ

với năng lượng lớn hơn rất nhiều với hợp chất mạch thẳng và sẽ đẩy các hợp

chất mạch thẳng khỏi bể mặt rắn của dung dịch

Như vậy, nếu trong nước thải chứa các hợp chất mạch thẳng không có nhóm

định chức để tăng sự hấp phụ, hoặc chứa các hợp chất hữu cơ điện li mạnh sẽ

tốn rất nhiều chất hấp phụ Phương pháp này không thể dùng để thu hồi chất

bẩn như glycol nhưng sẽ cho hiệu quả cao khi xử lý chất thải chứa các chất

điện li, vì các ion của chất này sẽ dùng muối khoáng trong nước tạo thành

mixen, tức là dẫn đến dạng khử hydrat một phần Tùy thuộc mục đích xử lý

thu hồi sản phẩm quý, khử các chất cẩn trở cho xử lý sinh hóa sau này người

ta có thể xử lý riêng biệt từng loại nước thải hoặc hỗn hợp các loại nước thải

Những loại nước đó có thể chứa các chất gần nhau hoặc khác nhau về năng

lượng hấp phụ

Để đánh giá lực hấp phụ người ta dùng chỉ tiêu giảm năng lượng hấp phụ tự

do (QE,,) Khi thực hiện hấp phụ một trong điểu kiện tiêu chuẩn tức là dung

dịch cực loãng (AEip) được biểu thị bằng kcal/mol Nhung các (Ai,) càng

lớn thì khả năng hấp phụ càng mạnh và đẩy các chất có (AEap) nhỏ hơn khỏi

bể mặt chất rắn Do đó, nếu trong nước thải quá nhiều loại chất bẩn qua nhiều

lớp vật liệu hấp phụ thì các chất có(2Eip) sẽ xuất hiện ở nước lọc sớm hơn

Nếu các chất (^Ei,) như nhau thì đồng thời một lúc xuất hiện trong nước lọc

Các chất kị nước sẽ hấp phụ lớn hơn (vd : hydrocacbon) so với chất ưa nước

(như rượu đơn chức, acid cacbonxylic ROOH )

Các chất không phân li (benzen, Nitrobenzen, cloroform ) bị hấp phụ như nhau ở bất kì pH nào của dung dịch Số phân tử không phân li cũng chính là

tổng số phần tử chất hòa tan đó và không thay đổi mặc dù số hydro thay đổi

”-= Ƒ=B_TRT_——_——ỳ-ỳatẵẳ-ntẵẳ-aaaa nnn

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m?/ngd _ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN ——————

Đặc biệt đáng chú ý là khi hấp phụ các acid và kiểm hữu cơ yếu, vì ta biết khi

có acid mạnh hoặc kiểm yếu sẽ không diễn ra Do đó việc hấp phụ các acid

yếu sẽ diễn ra rất mạnh và hoàn toàn khi giá trị pH của nước thấp và tương

ứng với giá trị kiểm yếu khi pH cao Nói chung đa số các chất bẩn, khi hấp

phụ có thể xác định giá trị tối ưu Nếu không tạo pH tối ưu thì khi hấp phụ các

loại chất bẩn hữu cơ phân li yếu trong nước thì sẽ tổn hao nhiều lượng vật liệu

hấp phụ mà vẫn không đạt hiệu quả mong muốn Các chất hấp phụ có thể là:

than hoạt tính, than xương, đất hoạt tín, silicagel, nhựa tổng hợp có khả năng

trao đổi ion, tro bếp Quá trình hấp phụ có thể được biểu diễn bằng công thức

thực nghiệm Freundrich và công thức lý thuyết của langmuir:

Phương trình của chúng được dựa trên sự cân bằng giữa sự bay hơi giữa các

phân tử chất hấp phụ và chất hấp phụ đơn phân tử:

a: hằng số tỷ lệ với kích thước của phân tử

b: lượng chất hấp phụ tạo thành lớp đơn phân tử trên bề mặt

Bởi vì nước thải có chứa nhiễu chất sẽ bị hấp phụ, phương trình không thể

sử dụng trực tiếp Morris và Weber đã mở rộng phương trình cho trường hợp

cạnh tranh giữa hai chất hấp phụ

Quá trình hấp phụ có thể được ứng dụng trong xử lý nước thải kết hợp với

quá trình lắng và lọc Ban đâu, các chất bẩn được hấp phục bằng than hoạt

tính, sau đó than hoạt tính được tách bằng lắng hay lọc Cuối cùng là quá trình

tái sinh than hoạt tính

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m°/ngd_ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIEN

—

2.4.4.3 Trao đổi ION:

Trao đổi lon được xử lý các loại ion có mặt trong nước thải Hầu hết các

loại nhựa trao đổi ion polyme tổng hợp chứa các nhóm ion hoạt tính như

SO3H, cdc nhựa trao đổi ion và các nhựa amine tổng hợp Chúng không hòa

tan trong nước và trong dung môi hữu cơ, có khả năng trao đổi ion Phương

pháp trao đổi ion cho phép thu hồi được chất quý trong nước thải và cho hiệu

Phản ứng trao đổi cation có thể biểu diễn theo phương trình sau:

Na;R + Ca” = CaR + 2Na”

Với R là nhựa trao đổi

Khi toàn bộ các ion được trao thì nhựa phải được hoàn nguyên bằng dung dịch muối đậm đặc, 5-10% theo phương trình sau:

Ca” + HạR = CaR + 2H"

Sự hoàn nguyên được thực hiện bằng dung dịch H;SO¿ từ 2-10% theo

phương trình sau đây:

CaR + 2H' = H;R + Ca”

Tương tự như vậy, sự trao đổi của các anion được thực hiện bằng các ion OH' theo các phương trình sau:

SO,’ + R(OH), = RSO, + 20H’

Và việc hoàn nguyên được thực hiện bằng dung dich NaOH 5-10%:

RSO¿ + 2OH = SO, + R(OH);

2.4.4.4 Thẩm thấu:

Quá trình thẩm thấu được ứng dụng rộng rải trong việc xử lý nước thải y tế

Thẩm thấu là quá trình di chuyển của các phân tử, dung môi từ dung dịch có

nồng độ thấp đến dung dịch có nồng độ cao Quá trình thẩm thấu có thể biểu

diễn bằng phương trình tính toán áp suất thẩm thấu:

Vạ thể tích mol ca dung m6, Va, = 0,018 (lit)

ce

nổi thì bọt khí nhỏ sẽ được giải phóng Các bông bùn và chất lơ lửng được nổi lên nhờ các bọt khí này, bông bùn và các bọt khí kết dính với nhau tạo thành

các mảng bông lớn Hỗn hợp khí-chất rắn nổi lên tạo thành ván trên bể mặt

Nước làm sạch được thải ra từ đáy của bể tuyển nổi và một phần nước này được tuần hoàn trở lại Lưu lượng khí được dùng trong quá trình tuyển nổi được tính toán theo công thức sau

học

2.4.5 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học:

Thực chất của phương pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng

và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải Chúng

sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng, chúng nhận tạp chất làm vật liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh khối

được tăng lên

Phương pháp xử lý sinh học có thể chia ra hai lọai: xử lý hiếu khí và xử lý yếm khí trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan Phương pháp xử

lý sinh học thường được sử dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải có chứa các chất hữu cơ hòa tan, hay phân tán keo nhỏ Do vậy, phương pháp này thường dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải

= ằẳ ———ỪỪ_-ẳằẳẵẳGGaatễtễnn

sẽ là: khí COs, nước, nitơ, ion sulphat, Cho đến nay, người ta đã biết vi sinh

vật có khả năng phân hủy tất các các chất hữu cơ có trong thiên nhiên và

nhiều chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo

2.4.5.1 Nguyên lý chung của quá trình oxy hóa, sinh hóa hiếu khí với sự tham gia của bùn hoạt tính:

Bùn hoạt tính là tập hợp những vi sinh vật khoáng hóa, có khả năng hấp thụ

trên bể mặt của nó và oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải với sự tham

gia của oxy Để bùn hoạt tính và nước thải tiếp xúc với nhau được tốt và liên

tục, chúng có thể được khuấy trộn bằng khí nén hay các thiết bị cơ giới khác

Trong thực tế, khí nén được ứng dụng vào mục đích này vì đồng thời giải

quyết được 2 nhiệm vụ: vừa khuấy trộn bùn hoạt tính với nước thải, vừa đảm

bảo cung cấp oxy cần thiết cho quá trình sống và hoạt động của vi sinh vật

Các chất hữu cơ hòa tan, các chất keo phân tán nhỏ sẽ được chuyển hóa bằng cách hấp phụ và keo tụ sinh học trên bể mặt của các tế bào vi sinh Tiếp

đó, trong quá trình trao đối chất dưới tác dụng của những men nội bào các

chất hữu cơ sẽ bị phân hủy

* Quá trính xử lý chất thải bằng bùn hoạt tính bao gồm 3 giai đoạn sau:

1 Giai đoạn khuyếch tán và dịch chuyển dịch thể (nước thải) tới bể mặt

phân chia tế bào vi sinh vật

2 Hấp phụ: khuếch tán và hấp phụ các chất bẩn từ mặt ngoài các tế bào qua màng bán thấm

3 Quá trình chuyển hóa các chất đã được khuyếch tán và hấp phụ ở trong tế bào vi sinh vật với năng lượng và tổng hợp các chất mới của tế

bao theo Eckenfelder W.W va Conon D.J thì quá trình xử lý sinh hóa

hiếu khí nước thải gồm 3 giai đoạn biểu thị bởi các phản ứng sau đây:

Oxy hóa các chất hữu cơ:

C,H,O, + O, = CO, + H,O + AH

_ Tổng hợp để xây dựng tế bào:

C,H,O, + NH¿ +O; = tế bào vi khuẩn + CO; +C;H;NO; - AH _ Oxy hóa chất liệu tế bào (tự oxy hóa):

Tế bào vi khuẩn + O; = CO; + H;ạO + NH; + AH

Trong tất cả các phẩn ứng nhiệt lượng (năng lượng) tỏa ra hay khí hấp thụ vào Sự oxy hóa các chất hữu cơ và một số khoáng chất trong tế bào có thể

tóm tắt như sau: các chất đầu tiên bị oxy hóa là hydrat carbone và một số các

ỐỖỖbẰsnỶ a-ẳẵẳẵẳ

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m /ngđ _ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIÊN

ee

chất hữu cơ khác Men của vi sinh vật sẽ tách hydro khỏi móc xích và đem

phối hợp với oxy trong không khí để tạo thành nước Nhờ có hydro và oxy

trong nước các phản ứng oxy hóa khử giữa các nguyên tử cacbon mới diễn ra

được Đường và các acid hữu cơ khác là sản phẩm đặc trưng nhất của quá trình

oxy hoá bởi vi sinh hiếu khí, các chất đó khi phân hủy hoàn toàn sẽ tạo thành

CO; và nước

Thực chất không phải tất các các chất bị giữ lại ở tế bào vi khuẩn (chỉ một phần) bị oxy hóa hoàn toàn thành CO; và nước, phần còn lại sẽ bị đồng hóa và

được sử dụng để tổng hợp chất mới của tế bào, tức là sinh khối của vi sinh vật

tăng lên Đồng thời song song với quá trình đồng hóa, trong tế bào vỉ sinh vật

còn diễn ra quá trình dị hóa phân hủy các chất có trong thành phần sống đã

a) Sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật:

Sự sinh trưởng của vi sinh vật và sự tăng sinh khối của nó do hấp thụ, đồng

hóa các chất dinh dưỡng Theo nghĩa rộng, sinh trưởng hay tăng sinh khối là

tăng trọng lượng, kích thước hay số lượng tế bào Như vậy hiệu quả của sự

sinh trưởng (cùng đồng thời là sự giảm BOD) là quá trình tổng hợp các bộ

phận cơ thể tế bào và sự tăng sinh khối Các quá trình diễn ra không đồng đều

theo thời gian và không gian trong tế bào sinh vật

Ở những nơi có vi sinh vật thực hiện quá trình xử lý nước thải, sự sinh

trưởng cũng được coi là sự tăng số lượng tế bào và sự thay đổi kích thước tế

bào Sự sinh trưởng hay tăng sinh khối của sinh vật (bùn hoạt tính) khi xử lý

nước thải bằng phương pháp chuyển hóa trong điều kiện hiếu khí được biểu thi

bằng đường cong abcdef sau

Phân giữa đường cong gần như tuyến tính (e-f) Khi chất dinh dưỡng bắt đầu cạn kiệt tốc độ sinh trưởng (nhân đôi) cũng bắt đầu giảm theo quy luật phần ứng (b-c) Sự sinh sản của vi sinh vật gần đạt đến tiệm cận, tùy thuộc

nông độ chất dinh dưỡng Giai đoạn này gọi là pha sinh trưởng chậm

Phần đường cong (c-d) biểu thị giảm sinh khối của bùn bởi quá trình tự oxy hóa diễn ra, nguyên nhân do nghèo và thiếu chất dinh dưỡng Giai đoạn này

gọi là pha oxy hóa nội bào bùn hoạt tính Lúc đầu quá trình tự oxy hóa diễn ra theo kiểu phản ứng bậc nhất, sau đó tốc độ oxy hóa cũng giảm đi, vật chất cấu tạo của vi khuẩn giảm rất ít và không bị oxy hóa nữa

b)Sự chuyển hóa chất hữu cơ (hay BOD của nước thải):

Sau khi nước thải tiếp xúc với bùn, ban đâu tốc độ chuyển hóa chất hữu cơ cao, các chất lơ lửng hay keo được chuyển hóa do đông tụ sinh học hay hấp

phụ Các chất hữu cơ hòa tan được chuyển hóa nhờ đông tụ sinh học, tốc độ chuyển hóa tùy thuộc chất thải và bùn Trong khi đó, độ tăng trưởng của bùn (vi sinh vật) cũng đạt đến giá trị cao nhất Các chất hữu cơ tích lũy trong tế bào vi sinh vật rất nhiều Muốn oxy hóa các chất đã tích lũy đó đòi hỏi phải làm thoáng một thời gian khá lâu trong nhiều giờ Thường tốc độ chuyển hóa

rất nhanh, trong khoảng 10-15 phút đầu, trong thời gian này lượng chất hữu cơ

có thể chuyển hóa bởi bùn được biểu thị bằng phương trình

L„: lượng chất hữu cơ BOD đã chuyển hóa trong thời gian đó

L¡: lượng chất hữu cơ nước thải

Trong nước thải chứa các chất bẩn hữu cơ dễ hay khó bị oxy hóa, sinh hóa

và khi trong điều kiện môi trường thích hợp (oxy, pH, nhiệt độ của chất thải,

nồng độ các chất độc hại không vượt quá giới hạn cho phép ) thì có thể dùng

phương pháp sinh hóa để xử lý Người ta còn phai dam bảo các yếu tố dinh

dưỡng (N, P, K, Fe) trong nước thải

1 Điều kiện đầu tiên là phải đảm bảo cung cấp lượng oxi một cách liên

tục và sao cho lượng oxi hòa tan ra khỏi bể lắng không được nhỏ hơn 2

2 Nông độ cho phép các chất bẩn hữu cơ: có nhiều chất bẩn, hóa chất trong nước thải y tế ở mức độ nhất định nào đó sẽ phá hủy chế độ hoạt

động sống bình thường của vi sinh vật Các chất độc hại đó thường có

tác dụng làm huỷ hoại thành phần cấu tạo của tế bào Khi thực hiện xử bằng phương pháp sinh hóa nước thải sinh hoạt và nước thải y tế thì hiệu suất xử lý sẽ cao hơn so với xử lý nước thải y tế một cách độc lập

Hỗn hợp nước thải này phải có BOD hoàn toàn không quá 500mg/1, nếu dùng các bể aroten — bể trộn thì BOD hoàn toàn không quá 1000 mgil, nếu vượt quá giới hạn đó thì phải dùng nước thải qui ước sạch, nước

sông hoặc nước đã xử lý rồi pha loãng Mức độ pha loãng cần thiết khi

đó sẽ tính theo công thức sau :

Lượng các yếu tố dinh đưỡng cần thiết để quá trình sinh hóa diễn ra bình

thường cần nằm trong giới hạn cho phép (các hợp chất chứa nitơ, photpho)

Ngoài ra các yếu tố dinh đưỡng chủ yếu ở trên còn cần có K, Mg, Ca, S, F

những nguyên tố này thường có đủ trong nước thải nên không cần cho thêm

Để xác định sơ bộ lượng nguyên tố dinh dưỡng cần thiết đối với các loại nước

thải có thể chọn theo tỉ lệ BOD;:N : P = 100 : 5 : 1 Nồng độ của các chất

độc phải nằm trong giới hạn cho phép Giá trị pH ảnh hưởng rất lớn đến quá

trình tạo men trong tế bào và quá trình hấp phụ các chất dinh dưỡng của tế

bào Đối với đa số vi sinh vật khoảng giá trị pH tối ưu là 6,5 — 8,5 Ngoài ra,

nhiệt độ nước thải cũng ảnh hưởng đến chức năng hoạt động của vi sinh vật

=—

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m”/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN ——

Đối với đa số vi sinh vật, nhiệt độ tối ưu nằm trong khoảng 6 - 37°C Nồng độ

muối vô cơ có trong nước thải không vượt quá 10g/1

d) Cấu trúc của các chất bẩn và bùn hoạt tính :

Tác nhân tham gia vào quá phân hủy các chất bẩn hữu cơ là vi khuẩn, xạ

khuẩn, nấm và một số động vật hạ đẳng Bên cạnh các chất dễ bị oxy hóa như Hydrat cacbon còn có rất nhiễu chất chỉ bị oxy hóa một phần hoặc thậm chí

hoàn toàn không bị phân hủy dù chỉ những vi khuẩn thích nghỉ tham gia quá trình Đó là những chất hữu cơ tổng hợp, hydratcacbon, rượu, andehit, este,

khi nghiên cứu khả năng oxy hóa của các chất hữu cơ có cấu trúc khác nhau nhiều tác giả đã đi đến kết luận sau:

-Những chất không bị oxy hóa sinh hóa là những chất mà men (enzim) của

vi sinh vật rất khó xâm nhập và cũng là những chất khó thẩm thấu khuếch tán qua màng tế bào

- Đối với những chất có nguyên tử cacbon trung tâm, dù chỉ còn một liên kết H-C thì mức độ ảnh hưởng của cấu trúc nhánh phân tử đối với quá trình

oxy hóa sẽ giảm đi

-Trong liên kết H-C nếu thay nguyên tử cacbon trung tâm, dù chỉ còn một

liên kết H-C thì mức độ ảnh hưởng đến cấu trúc nhánh phân tử đối với quá

trình oxy hóa sẽ giảm đi

-Trong liên kết H-C nếu thay nguyên tử hydro bằng nhóm ankyl hoặc anyl

thì khó bị oxy hóa sinh hóa hơn

- Ngoài cacbon, nếu trong mạch có nguyên tử khác nhau thì sẽ làm cho

chất hữu cơ bển vững hơn đối với quá trình oxy hóa sinh hóa Ảnh hưởng nhiều nhất là mạch có oxy rồi đến lưu huỳnh, nitơ

Bùn hoạt tính và màng vi sinh vật là tập hợp các vi sinh vật khác nhau

Bùn hoạt tính là bông màu vàng nâu dễ lắng có kích thước 3-150 pm Bong bin gém vi sinh vật sống và chất rắn (40%) Những vi sinh vật sống là vi khuẩn, động vật hạ đẳng, dòi, giun, nấm men, nấm móc và xạ khuẩn Màng vi

sinh vật phát triển ở bể mặt hạt vật liệu lọc có dạng nhày, dày 1-3 mm hoặc

hơn nữa Màu của nó thay đổi theo thành phần, tính chất nước thải, từ vàng xám đến nâu tối Màng vi sinh vật cũng gồm có vi khuẩn, nấm mốc và các vỉ

sinh vật khác

2.4.5.2 Quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính với vật liệu tiếp xúc

(Attached Growth Processes ) : Quá trình xử lí sinh học hiếu khí Attached Growth (AG) được sử dụng để

loại bỏ chất hữu cơ có trong nước thải Quá trình AG bao gôm lọc sinh học, lọc

=.=¬R_RẶN—Ừ-ờ-tẳằẳẵẳằẳờợz5““

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m/ngđ_ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIÊN _————

thô, RBD (Rotating Bio; Ogical Contactor ), AGWSP (Attached Growth Waste

Stablitization Pond ), bé phan tng nitrat fixed-bed

a) Bé loc sinh hoc hién dai : Chất hữu cơ trong nước thải bị phân hủy bởi quần thể vi sinh vật dính bám vào vật liệu lọc và được hấp phụ ở lớp màng sinh học hay lớp nhày Ở bên

ngoài của lớp màng nhầy sinh học (0,1-0,2 mm) chất hữu cơ được phân hủy

bởi vi sinh vật hiếu khí Khi vi sinh vật tăng trưởng thì chiểu dày lớp mang

tăng lên và oxy khuếch tán được tiêu thụ trước khi nó có thể thấm toàn bộ

chiều sâu lớp nhày Do đó môi trường kị khí nằm gần mặt của lớp vật liệu lọc

Khi độ nhày tăng, chất hữu cơ hấp phụ được chuyển hóa trước khi nó tiếp xúc

vi sinh gần bể mặt vật liệu Kết quả vi sinh vật gần bể mặt vật liệu phải hô

hấp nội bào do không còn nguồn C thích hợp của chất hữu cơ trong nước thải

và mất khả năng dính bám Sau đó màng nhày rửa trôi và màng nhày mới bắt

đầu tạo thành Hiện tượng này gọi là "lột xác“ và là hoạt động chủ yếu của

các tải trọng hữu cơ tính đến tốc độ chuyển hóa của màng nhày và tải trọng

thủy lực tính đến tốc độ dịch chuyển nước thải Ở các bể lọc sinh học hiện đại,

tải trong thủy lực được duy trì sao cho độ nhày màng nhày đông nhất

b) Bể lọc thô:

Bể lọc thô là bể lọc sinh học được thiết kế để vận hành ở các tải trọng thủy lực cao Lọc thô được dùng để chủ yếu loại bỏ chất hữu cơ bằng quá trình

xuôi dòng Vật liệu trong bể lọc thô đầu tiên sử dụng là đá đăm nhỏ, khuynh

hướng hiện nay sử dụng vật liệu tổng hợp hay gỗ đỏ (red wood ) với độ sâu

trung bình 3,7-12 m Cũng như quá trình lọc sinh học khác, lọc thô rất nhạy

cam với nhiệt độ Lọc thô được dùng loại bỏ chất hữu cơ, làm tăng quá trình

nitrat xuôi dòng Lọc thô tiêu biểu vận hành ở chế độ thủy lực cao, thậm chí

phải tuần hoàn cao Tải trọng thủy lực cao sẽ làm quá trình rửa trôi của màng

nhày gần như liên tục Nếu đầu ra không lắng nó sẽ được tuần hoàn trở lại,

những chất rắn sinh học bị rửa trôi trong dòng tuần hoàn có thể góp phần loại

bỏ chất hữu cơ trong quá trình lọc giống như bùn hoạt tính

c)Rotating Biological Contactor (RBC) :

RBC gồm cdc loai dia tron xép lién nhau bang polystyren hay PVC,

những đĩa này được nhúng chìm trong nước thải và quay từ từ Trong khi vận

hành, vi sinh vật tăng trưởng sẽ dính bám vào bể mặt đĩa và hình thành một

lớp màng nhày trên toàn bề mặt ướt của đĩa Đĩa quay làm cho sinh khối luôn

tiếp xúc với chất hữu cơ trong nước thải và không khí để hấp thu oxy, đồng

thời tạo ra sự trao đổi oxy và duy trì sinh khối trong điều kiện hiếu khí Sự

quay cũng là cơ chế tách những chất rắn dư thừa bằng sức trượt và duy trì chất

rắn bị rửa trôi trong huyền phù, do vậy thực hiện được quá trình làm sạch

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m”/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

==—

RBC có thể sử dụng như công trình xử lý thứ cấp và có thể vận hành cho

những công trình nitrat hóa

d)Bể xử lý sinh học có vật liệu tiếp xúc (AGWSP) : Đây là một đạng hồ sinh học kết hợp với bể lọc sinh học Những vật liệu trực tiếp xúc tác được bố trí dọc theo chiều dài hồ tạo điều kiện cho vi khuẩn sinh trưởng trên bể mặt Ở tải trọng cao, sục khí có thể tiến hành một phần hoặc trên toàn bộ thể tích bể Thời gian lưu nước thay đổi 4 giờ - 3 ngày Giá thể vi sinh vật dính bám là các sợi nhựa tổng hợp có lõi thép dài khoảng 50-70

m Mỗi lõi thép được quấn tròn có đường kính 80-100 mm Hệ thống phân phối khí là thanh đá bọt (mô hình Lab scale) hoặc ống dẫn khí

2.4.5.3 Xử lý nước thải y tế bằng phương pháp kị khí:

Để quá trình sơ bộ giảm BOD trong nước thải đậm đặc (có BOD >10- 30g/1) người ta sử dụng biện pháp pha loãng nước thải hoặc lên men trong điều kiện yếm khí như xử lý cặn của nước thải Quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí diễn ra trong 2 giai đoạn chính:

- Ở giai đoạn 1 (giai đoạn thủy phân): dưới tác dụng của men do vi sinh

vật tiết ra các chất hữu cơ trong nước thải sẽ bị thủy phân: hydratcacbon phức tạp thành đường đơn giản, protêin sẽ thành protid thấp phân tử và acid amin,

mỡ sẽ thành glyxerin và acid béo

-Ở giai đoạn 2 (giai đoạn tạo khí): sản phẩm của quá trình thủy phân sẽ tiếp tục phân giải và tạo sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp các chất khí chủ yếu

là CO;, CH¿ Ngoài ra còn tạo một ít muối khoáng, tốc độ và mức độ phân hủy

yếm khí các chất hữu cơ tùy thuộc bản chất hóa học của chúng

Theo Eckenfelder W.W quá trình lên men yếm khí nước thải chứa chất

hữu cơ được chia làm 3 gia1 đoạn :

- Giai đoạn lên men acid: những hydrocacbon dễ bị phân hủy sinh hóa thành acid béo với trọng lượng phân tử thấp như: acetic, butyric, probionic

Một phân chất béo — mỡ cũng bị phân hủy ở giai đoạn này thành acid béo

Đặc trưng của giai đoạn này là thành acid béo, pH môi trường giảm xuống tới 5 và thấp hơn nữa có kèm theo mùi thối

- Giai đoạn chấm dứt lên men acid: các acid hữu cơ và các hợp chất chứa nitơ tiếp tục bị phân hủy và tạo thành các hợp chất amon, muối amin của cacbonic, khí CO;, N;, CHạ, H; pH của môi trường dân tăng lên Mùi của hỗn hợp lên men rất khó chịu do thành phần của HS, Indol, Scatol và

= -Ỷ-.-

- Giai đoạn lên men kiểm (hay lên men mêtan): các sản phẩm trung

gian, chủ yếu là xenlulo, acid béo, các hợp chất chứa nitơ tiếp tục bị phân hủy và tạo rất nhiều khí CO; và CH¡¿, pH của môi trường tiếp tục tăng lên

và chuyển sang giai đoạn kiểm

Trong thực tế, sự chuyển hóa sinh hóa các chất rất phức tạp Ở mỗi giai đoạn diễn ra nhiều phản ứng sinh hóa trung gian xen kẻ lẫn nhau Về cơ chế

sinh hóa quá trình lên men metan của các hợp chất hữu cơ (hydratcacbon,

đạm, mỡ) bao giờ cũng phân hủy và cho sản phẩm trung gian ở giai đoạn đầu

là acid hữu cơ và những hợp chất hữu cơ mạch ngắn

Nếu biết thành phần định tính và định lượng các chất thì có thể xác định

lượng CO; và CH¡¿ tạo thành theo phương trình sau :

C,H,O, + (n—-a/4)H,O = (n/2-a/8+b/4)CO, + (n/2 + 9/8 - b/4 )CH¿

Trong quá trình phân giải yếm khí các chất bẩn của nước thải có rất

nhiễu vi sinh vật tham gia Trong giai đoạn lên men acid là các vi sinh vật tạo

acid tham gia, trong giai đoạn lên men kiểm là có mặt vi sinh vật tạo metan

Phương pháp lên men yếm khí được sử dụng để xử lý các loại nước thải đậm

đặc và phương hướng nhất của giai đoạn nào đó chứ không phải nước thải

chung cho toàn bộ quá trình

I5 HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THÁI Y TẾ Ở VIỆT NAM

2.5.] Công nghệ mới xử lý nước thải y tế

1 Nước thải bệnh viện chứa nhiều loại vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm,

nhưng hiện tại, đa số bệnh viện vẫn xả nước thải vào hệ thống cống của thành

phố và các đô thị, những nơi khác lại thải ra sông Đã có một số giải pháp

công nghệ giải quyết vấn để này nhằm bảo vệ môi trường, tránh lây nhiễm,

bảo vệ sức khỏe cho cộng đồng Đáng chú ý là giải pháp xử lý nước thải mà

Phòng khám đa khoa (Trường Đại Học Y Dược TPHCM) và Công Ty Đại

Phú Sỹ đã tiến hành thử nghiệm

- Hệ thống này xử lý theo nguyên tắc tạo lắng, tiệt trùng, lọc trong, khử mùi

và thải ra môi trường tự nhiên Các thiết bị bao gồm bình lọc chuyên sử dụng

=_G

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m'/ngđ_ GVHD: Th.S PHAM TRUNG KIÊN

—

lọc tạp chất, bình lọc phèn và lọc trong, hệ thống bơm tiệt trùng hóa chất, bình

lọc tỉnh bằng lõi sứ và đèn UV khử trùng Hệ thống vận hành qua 8 giai đoạn:

e_ Giai đoạn ï: Hệ thống ống nước thải của bệnh viện được đưa tập trung vào

hầm chứa khoảng 3m)Ẻ chia làm 3 ngăn có các lớp dưới ngăn tạp chất thô, ngăn

đầu tiên gạn lọc rác thô, dùng Clo tiệt trùng, rác thô được định kì vớt lên đưa

vào hầm thiêu rác của bệnh viện

e_ Giai đoạn 2: Nước đi qua lưới lọc vào ngăn lắng và chứa

e_ Giai đoạn 3: Dùng môtơ bơm hút từ ngăn chứa nén vào bình lọc tạp chất,

bơm định lượng sẽ cùng hoạt động để khử trùng Clo lần 2

e Giai đoạn 4: Bình lọc tạp chất sẽ giữ lại các tạp chất, sau một thời gian

bình sẽ bị nghẽn, lúc này sẽ chuyển sang chế độ rửa ngược tự động lấy tạp

chất ra khỏi bình

e_ Giai đoạn 5Š: Sử dụng một bộ lọc trong và khử phèn gồm 2 ống lọc Roki

Techno (Nhật Bản) lọc lại nước để đạt độ trong tiêu chuẩn cho nước đầu ra

e_ Giai đoạn 6: Một bơm định lượng Clo sẽ bổ sung hàm lượng Clo cần thiết

(lần 3) đảm bảo nước đầu ra tiệt trùng 100% Giai đoạn này có thể bổ sung

hoặc thay đổi bằng các hệ thống tiệt trùng khác như đèn cực tím, lọc tiệt

e_ Giai đoạn 7: Nước sau xử lý được bơm lên chứa lại trong bình inox 2.000lít

để tái sử dụng hoặc thải ra đường cống

e_ Giai đoạn 8: Phần xử lý cuối cùng nước rửa ngược, những tạp chất và một

ít vi khuẩn còn sót lại sẽ được đưa vào hầm chứa tự hoại, nước đầu ra sẽ được

dẫn trực tiếp vào đường cống xa”

Hệ thống xử lý này có công suất 1,5m”/giờ Theo kiểm nghiệm phân tích của Viện Y tế Vệ sinh công cộng (Bộ Y tế), các chỉ số MPN Coliform MPN

E.Coli liên cầu khuẩn phân, Clostridium khử sulft, trong nước máy lọc là

00/100ml, đạt tiêu chuẩn về xử lý nước thải

2 _ Liên hiệp khoa học, sản suất công nghệ hóa học (UCE) thuộc trung tâm KHTN & CNQG mới đây đã nghiên cứu thành công công nghệ mới xử

lý nước thải bệnh viện theo nguyên lý mô-đun, hợp khối và tự động hóa

Nguyên lý hoạt động của công nghệ này là cho phép thực hiện kết hợp nhiều quá trình cơ bản xử lý nước thải trong một không gian thiết bị của mô-

đun để tăng hiệu qua” và giảm chỉ phí vận hành Công nghệ mới này còn sử

dụng một số chế phẩm đặc biệt nhằm nâng cao hiệu suất là chế phẩm vi sinh

và chất keo tụ tốc độ cao PACN-95 Đó là chế phẩm làm phân giải nhanh các

chất thải hữu cơ trong bể phốt của bệnh viện Nhờ đó tốc độ phân hủy chất

hữu cơ trong thiết bị tăng 7-9 lần và làm giảm sự quá tải của bể phốt, kích

thước thiết bị, chỉ phí chế tạo, vận hành và diện tích mặt bằng cho hệ xử lý

— —

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m”/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

E— ————_—_— — — — — 5mxx>wwœee

Chất PACN-95 cho phép giảm kích thước thiết bị lắng, giảm chi phí xây dựng,

vận hành và tiết kiệm năng lượng

Dây chuyển công nghệ xử lý nước thải bệnh viện của UCE thiết kế đảm bảo tiêu chuẩn giảm nồng độ các tác nhân ô nhiễm dưới tiêu chuẩn cho phép

của Bộ KHCN&MT, phù hợp với điểu kiện mặt bằng diện tích có hạn của

bệnh viện và phù hợp với khả năng đầu tư Để giảm thiểu các tác nhân ô

nhiễm trong nước thải, hệ thống xử lý được lựa chọn gồm các công đoạn: làm

sạch cơ học sơ cấp, xử lý sinh học, làm sạch cơ học thứ cấp, khử trùng và khử

bùn với 7 thiết bị chính: sàng rác, bể điều hòa, bể keo tụ và lắng sơ cấp, thiết

bị xứ lý sinh học, bể lắng thứ cấp, bể xử lý bùn và bể khử trùng Hệ thống xử

lý theo công nghệ này có thể đạt hiệu suất xử lý 90% đối với BOD¿, 80% SS

và gần 99% Coliform Nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn thải theo TCVN

5945-95 loại A Sau khi thử nghiệm thành công nhiều bệnh viện đã xây dựng

trạm, xử lý nước thải như: Bệnh viện Đa Khoa Thanh Hóa, Thái Nguyên, Ninh

Bình, Phú Yên, thị xã Cẩm Phả, Trung tâm y tế ngành than Cẩm Phả, Đông

TO muy

N N +

3 Sử dụng xơ dừa trong xử lý nước thải Toy * i

Vi sinh vật trong một bể xử lý nước thải có hai hình thức phát triển khác

nhau được gọi là sinh trưởng lơ lửng (suspended growth) và sinh trưởng kết

bám (attached growth) Trong hình thức thứ nhất, vi sinh vật được duy trì ở

dạng phân tán sinh khối đòng đều trong nước thải đang được xử lý Trong hình

thức thứ hai, sinh khối kết thành màng bám vào các vật chất gọi là giá thể

Một trong những biện pháp then chốt trong việc nâng cao hiệu suất xử lý

nước thải bằng công nghệ sinh học là nâng cao mật độ vi sinh vật trong hệ

thống Xử lý nước thải bằng quá trình sinh trưởng lơ lửng có một điểm bất lợi

là khó duy trì được mật độ vi sinh vật cao Điều này có nguyên nhân là khi

nước thải đã qua xử lý được đưa ra ngoài bể, nó mang theo một lượng đáng kể

vi sinh vật Sinh trưởng kết bám khắc phục được điễu này, do phần lớn vi sinh

vật bám vào giá thể nên không bị cuốn trôi đi

Những vật liệu được sử dụng làm giá thể thường là các vật liệu trơ như

cát sỏi, gốm, xỉ quặng hoặc chất dẻo Tuy nhiên, các vật liệu hiện được dùng

phổ biến để làm giá thể thường có ít nhất một trong ba điểm yếu là @) đắt

tiễn, (1) chiếm chỗ và (ii) dễ gây tắc nghẽn dòng chảy của nước thải qua bể

xử lý Vật liệu chất dẻo thường đòi hỏi đầu tư từ 75 đến 200 Mỹ kim cho mỗi

mét khối thể tích bể xử lý Tỷ số diện tích bể mặt/thể tích công tác của hầu

hết vật liệu thường ở mức 100 m2/nỶ và thể tích chiếm chỗ của chúng thường

=———:

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150m”/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

=

cao hơn 5% thể tích công tác của bể xử lý, có thể đến 20% đối với một số loại

giá thể thuộc loại bố trí ngẫu nhiên như cát, sỏi, xỉ quặng Trong vận hành

thực tế ở quy mô công nghiệp, nhiều trường hợp tắc nghẽn hoặc ngắn mạch

dòng chảy đã được ghi nhận ở các bể xử lý sử dụng các loại giá thể bố trí

ngẫu nhiên

Nhằm tìm kiếm một loại vật liệu làm giá thể có thể khắc phục được các điểm yếu đã nêu trên, xơ dừa đã bắt đầu được nghiên cứu từ năm 1996

(Warnakula et al., 1996) Các miếng đệm xơ dừa phủ cao su dưới dạng các

khối chữ nhật kích thước nhỏ đã được lắp đặt phân bố đều bên trong một bể ky

khí ở quy mô thử nghiệm (Senevie, 1997) Với nước thải ngành y tế, bể này

cho hiệu suất xử lý chất ô nhiễm hữu cơ khoảng 90% với thời gian lưu nước 2

ngày

Nghiên cứu về ứng dụng của xơ dừa trong xử lý nước thải, nhằm phát triển một loại thiết bị xử lý đơn giản và rẻ tiễn Để làm tăng độ rỗng nhằm

tránh ngắn mạch cục bộ dòng chảy, cũng như để tạo sự tiếp xúc nhiều hơn

giữa chất ô nhiễm hữu cơ với vi sinh vật, xơ dừa được thử nghiệm dưới một

dạng đơn giản hơn Các sợi xơ dừa được kết thành chuỗi dạng bàn chải hình

trụ tiết điện tròn, và không phủ cao su Kết quả thực nghiệm đã khẳng định

khả năng và hiệu quả sử dụng xơ đừa ở dạng thô trong bể xử lý kị khí để xử lý

nước thải ngành y tế Tuy tuổi thọ của xơ dừa, với tính chất là một vật liệu vẫn

còn là vấn dé phải xem xét, sử dụng xơ đừa làm giá thể cho vi sinh vật có thể

được coi như một hướng phát triển các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và

rẻ tiền

2.5.2 Thực tế xử lý nước thải tại các bệnh viên trong Thành phố

BỆNH VIỆN DA LIỄU

s» Giới thiệu khái quát:

Bệnh viện Da Liễu thuộc sự quản lý của Sở Y Tế TPHCM tọa lạc tại số

69B Ngô Thời Nhiệm, Quận 3, TPHCM với khuôn viên rộng khoảng

14.182m? Hệ thống xử lý nước thải được xây dựng với công suất khoảng

200m”/ngày đêm Nguồn tiếp nhận nước thải sau khi xử lý đạt loại B, theo

TCVN 9594-1995

——

xử lý Đầu tiên nước thải qua song chắn rác để loại bỏ các tạp chất thô, rác

được xử lý bằng phương pháp thủ công Nước sau khi qua ngăn tiếp nhận tự

chảy vào bể điều hòa được khuấy trộn bằng khí nén cung cấp từ trạm bơm khí

nén, và được trộn với NaOH để giúp nâng pH trong nước thải lên khoảng 6,5-

8,5 tạo điều kiện tốt cho hệ thống lắng cặn Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa

lưu lượng và nồng độ ở nước thải tạo chế độ làm việc ổn định cho các ° công

trình xử lý tiếp theo

Bơm nước thải từ bể điều hòa vào bể lắng kết hợp phan huy sinh hoc ki khí Bể có cấu tạo gồm hai phần: phần máng lắng dùng để lắng cặn, phần

ngăn bùn có nhiệm vụ phân hủy kị khí vùng lắng Qua bể lắng hàm lượng

BOD; có thể giảm 50% và hàm lượng vi sinh vật có thể giãm hơn 50% Sau

thời gian dài 6 tháng đến 1 năm, hàm lượng vi sinh vật trong bùn lắng bị giết

chết hoàn toàn Cặn lắng được đưa sang bể phân hủy và ổn định bùn Ở bể

này có hai ngăn và vận hành từng ngăn một khi nào bùn đầy thì khóa kín lại,

tiếp tục cho ngăn kia vận hành Sau đó tại đây ngăn day bin sẽ được tiến

hành cho chất khử trùng và vôi tạo môi trường pH cao nhằm mục đích ổn định

bùn, bùn không tạo mùi hôi Sau đó cặn bã được 6 ổn định và hút đem xử lý làm

phân hoặc đổ ở bãi rác (có thể hợp đồng với công ty vệ sinh) Cứ luân chuyển

vận hành như vậy trên hai ngăn của bể phân hủy Riêng lượng nước dư khi

bơm bùn về bể phân hủy sẽ cho hồi lưu về bể điều hòa để tiếp tục qui trính xử

lý

Nước sau khi qua bể điểu hòa vẫn tiếp tục chảy qua bể xử lý sinh học

hiếu khí tiếp xúc, ở đây hàm lượng BOD; còn lại sẽ được xử lí tiếp với sự

tham gia của vi sinh vật hiếu khí Hệ thống sinh học này sẽ chuyển nước sang

bể lắng 2 Tại đây nước thải sẽ được lắng lần nữa và giảm SS, BOD, COD đạt

yêu cầu đến mức cao nhất Trước khi đi vào bể tiếp xúc nước tải được trộn

==——Ÿ

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế Quận 6, 150mỶ/ngđ_ GVHD: Th.S PHẠM TRUNG KIÊN

ễễ.———¬

chất sát trùng Clorine, Clo là chất oxy hóa mạnh sẽ oxy hóa màng tế bào vi

sinh vật gây bệnh và tiêu diệt chúng Thời gian tiếp xúc vi sinh khoảng 25-50

phút Sau đó nước được thải ra nguồn cống Thành Phố chung với cống thoát

nước mưa của bệnh viện

BỆNH VIỆN NGUYỄN TRÃI

s* Giới thiệu khái quát:

Bệnh viện Nguyễn Trãi tọa lạc tại số 314 Nguyễn Trãi, Quận 5, TPHCM, là

bệnh viện đa khoa với diện tích bằng 15000m” Hệ thống xử ly nước thải bệnh

viện được xây dựng trên mặt bằng thi công khoảng 200m” Hệ thống xử lý

bằng phương pháp hóa sinh với công nghệ cyclon thủy lực Chi phí cho hệ

thống xử lý nước thải trên 1 ty đồng với lượng nước tối đa 400 m”/ngày đêm

%* Sơ đô dây chuyền công nghệ :

Nước thải đầu ra

s* Thuyết mình qui trình công nghệ : Nước thải từ mương thải bệnh viện đến hố ga song chắn rác để loại bỏ các tạp chất thô như bông, băng, vải rác được giữ lại ở song chắn rác và vớt

bằng cào thủ công đưa ra bãi rác chung để xử lý Nước thải được dẫn qua bể

điểu hòa được xây kiên cố bằng bê tông cốt thép, bể được cấp khí nhằm phân

hủy 1 phần chất thải dễ phân hủy do vi sinh vật có sẵn trong nước thải và điều

hòa lưu lượng Từ bể điểu hòa nước được bơm đến bể oxy hóa, bể sử dụng

thiết bị cyclon, thiết bị được cấp khí từ compressor Rồi nước thải được đưa

sang bể lắng 1 tại đây lượng COD, BOD, chất lơ lửng giảm mạnh Nước được

tiếp tục dẫn qua thiết bị keo tụ nhờ vào sự chênh lệch ổn áp Chất keo tụ

Destrin C¿H¡sO; kết hợp các hạt cặn nhỏ còn sót lại ở quá trình lắng] tạo

thành bông cặn lớn hơn và sẽ bị giữ khi qua thiết bị lắng 2 Sau đó toàn bộ

nước thải sẽ đi qua thiết bị cyclon thủy lực nhằm giảm tối thiểu lượng chất rắn

lơ lửng, BOD, COD, vi trùng Cuối cùng lượng nước thải được đưa sang bể khử

trùng trước khi thải ra cống chung Tại bể khử trùng các vi trùng giảm mạnh

đáng kể đạt tiêu chuẩn loại B theo TCVN 9545-1995