Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Nguồn phát sinh nước thải bệnh viện Nước thải bệnh viện gây nguy hiểm đối với môi trường khả năng lan rộng,mứcđộ nhiễm khuẩn cao, khả năng tồn tạil âu và gia tăng số lượng cũng như chủng

TIỂU LUẬN

CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Chuyên đề:

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

Lê Minh Tuấn, Văn Hữu Tập, Bùi Duy Anh, Cao Thị Phương Ly

NguyễnThị Bích Nguyệt, Nguyễn Thị Thu Quỳnh *1

Đặt vấn đề

Bảo vệ môi trường là nhiệm vụ cực kỳ quan trọng trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá ở nước ta hiện nay Nhất là thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế Xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi thải vào nguồn chung là vấn

đề cấp thiết, nhất là nước thải từ các Bệnh viện

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, nghiên cứu các giải pháp công nghệ nhằm xử lý hiệu quả nước thải bệnh viện, bảo đảm các tiêu chuẩn cho phép khi thải ra môi trường đã được các nhà khoa học quan tâm Hiện nay, các nước trên thế giới và ở nước ta đã ứng dụng nhiều giải pháp công nghệ khác nhau để xử lý an toàn và triệt để nước thải bệnh viện, trong đó thường sử dụng phổ biến công nghệ sinh học.

1 Chất thải bệnh viện

1.1 Khái niệm

Chất thải bệnh viện (hay chất thải y tế) là chất thải phát sinh trong các cơ sở y

tế, từ các hoạt động khám chữa bệnh, xét nghiệm, nghiên cứu, chăm sóc

Chất thải y tế có thể ở dạng rắn, lỏng, khí

Nguy hiểm nhất là các bệnh phẩm, gồm các tế bào, các mô bị cắt bỏ trong phẫuthuật, tiểu thuật, các găng tay, bông gạc có dính

máu mủ, nước lau rửa từ các phòng điều trị, các

la-bô xét nghiệm, phòng mổ, khoa lây, khí thoát

ra từ các kho chứa, nhất là kho chứa ra-đi-um,

khí hơi từ các lò thiêu

Sau đó là các chất thải do dụng cụ phục vụ

như kim tiêm, ống thuốc, dao mổ, lọ xét nghiệm,

túi ôxy chất thải hoá chất sinh ra độc hại như

dung môi hữu cơ, huyết thanh quá hạn, hoá chất

xét nghiệm Cuối cùng mới tới nước thải và nước thải sinh hoạt

1.2 Nguồn phát sinh nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện gây nguy hiểm đối với môi trường khả năng lan rộng,mứcđộ nhiễm khuẩn cao, khả năng tồn tạil âu và gia tăng số lượng cũng như chủngloại vi khuẩn trong đièu kiện giàu chất hữu cơ Nước thải bệnh viện là nguồn chứakhuẩn nên dễ dàng truyền nhiễm các bệnh như thương hàn tả lị, viêm gan siêu vitrùng, giun sán…

Nước thải có nhiều nguồn gốc khác nhau theo hình:

1.2.1 Nước thải có nguồn gốc từ nước mưa chảy trán

Do hệ thống thoát nước mưa của nước ta vẫn còn kém nên lượng nước mưa đócũng sẽ bị nhiễm bẩn khi chảy tràn qua các khu bệnh viện và khó thoát.

1.2.2 Nước thải có nguồn ngốc từ sinh hoạt

Nước thải có nguồn ngốc từ sinh hoạt tạo ra từ nhu cầu sinh hoậtcủ cán bộ côngnhân viê, bệnh nhân, người nhà bệnh nhân Nó được thải ra từ các khu vệ sinh, nhàtắm, nhà ăn, phòng điều trị,…

Lượng nước thải này phụ thuộc vào từng nơi, số giường bệnh, số người đếnkhám bênh…

Đặc trưng của loại nước này thường chứa nhiều tạp chất khác nhau trong đókhoảng 58%là chất hữu cơ, 42% là chất vo cơ và một lượng lớn vi sinh vật Cácchất vô cơ phân bố chủ yếu ở dạng tan, còn các chất hữu cơ phân bố chủ yếu ởdạng keo và không tan

Nói chung loại nướcthải này có độ nhiễm khuẩn cao, hàm lượng hòa tan oxythấp ảnh hưởng xấu tới đời sống thủy sinh vật tại nguồn tiếp nhận…

1.2.3 Nước thải có nguồn ngốc từ các hoạt dộng khám chữa bệnh

Loại nước thải này được coi là nước thải đặc trưng của bệnh viện và phát sinh từhầu hết các khâu trong hoạt độngcủa bệnh viện như xét nghiệm, giải phẫu, sản nhi,súc rửa các dụng cụ y khoa,ống nghiệm, giặt giũ, vệ sinh phòng bệnh… Vì vậyngoài những đẳctung giống nước thải sin hoạt như đã nói ở trên thì còn cóthêmđặcđiểm là nguy hiểm và có thể chứ các chất: phóng xạ, hóa chất… Đây là loại nướcthải độc hại gây ô nhiễm môi trường lớn và ảnh hưởng nhiều tới sức khỏe cộngđồng Do vậy loại này nhất thiết phải được xử lý

Nguồn phát sinh nước thải loại này có thể khái quát qua hình:

1.2.4 Nước thải phát sinh từ các hoạt động khác

Nước thải bệnh viện còn có các loại nguồn từ các hoạt đọng khác như: nước làmmát máy điều hòa không khí, máy phát điện

Ngoài ra còn có nước thải từ các thiết bị xử lý, khí thải của các lò đốt rác, nướcthải nhiễm phóng xạ từ các lò đốt rác

1.3 Phân loại

Chúng ta có nhiều cách phân loại chất thải y tế nhng để phục vụ cho mục đích quản

lý chất thải, phòng ngừa các tác hại đến sức khỏe cộng đồng chúng ta có thể chia

nh sau:

- Chất thải có chứa các mầm bệnh truyền nhiễm

- Chất thải chứa các chất phóng xạ

- Chất thải chứa các vật khó xử lý nh bơm, kim tiêm, túi ni lông, các vật sắcnhọn

1.4 Thành phần của nước thải bệnh viện

Chất thải bệnh viện là một loại chất thải nguy hại

Chất thải nguy hại là cỏc sản phẩm

gõy độc tới sức khỏe con người, được

thải ra thụng qua cỏc quỏ trỡnh phỏt

triển kinh tế xó hội của con người

Trong chất thải này chưa những chất

nguy hiểm mà khi chỳng xõm nhập

vào cơ thể sẽ gõy nờn cỏc biến đổi

sinh lý, sinh húa, rối loạn chức năng

dẫn tới tỡnh trạng bệnh lý của cỏc cơ

quan, bộ phận hay toàn cơ thể

Trong tổng số chất thải tạo ra từ

cỏc hoạt động y tế, gần 80% là chất

thải thụng thường (tương tự chất thải

sinh hoạt), cũn lại xấp xỉ 20% là

những chất liệu nguy hiểm cú thể gõy nhiễm khuẩn, gõy độc hoặc cú hoạt tớnhphúng xạ, bao gồm:

+ Chất thải nhiễm khuẩn là nơi cỏc yếu tố nhiễm khuẩn sinh sụi và tồn tại, gồmchất thải từ bệnh nhõn bị nhiễm khuẩn, nhiễm mỏu và cỏc sản phẩm của mỏu, cỏc

Hộp Theo cụng bố của Tổ chức Y tế Thế

giới (WHO) thỡ trong chất thải y tế, tổ chứcnày e ngại đến 29 đồng phõn độc nhất.Trong đú, Dioxin là chất độc nhất mà cỏc

cơ quan nghiờn cứu chuyờn ngành đó tổnghợp được Dioxin là một chất cú nguy cơtỏc động toàn cầu, cú đặc tớnh bền vững rấtcao và khả năng làm nhiễm bẩn nướcngầm, khụng khớ, lương thực thực phẩm Thậm chớ ở nồng độ rất thấp, Dioxin cũng

cú khả năng gõy rối loạn nội tiết, phỏ hủycõn bằng miễn dịch, gõy ung thư, quỏi thai,

dị dạng di truyền cho cỏc thế hệ sau [3]

mẫu chẩn đoán bị loại bỏ, súc vật thí nghiệm nhiễm khuẩn, các chất bẩn (tǎm bông,gạc) và các dụng cụ thiết bị y tế dùng 1 lần.

+ Những phần cơ thể bị cắt bỏ và xác chết động vật Chất thải nhiễm khuẩn và chất thải giải phẫu là thànhphần chủ yếu của chất thải nguy hiểm, chiếm tới 15%tổng số chất thải từ các hoạt động y tế

+ Các vật sắc nhọn (bơm tiêm, dao mổ và lưỡi dao dùng 1lần ) chiếm khoảng 1%

+ Hóa chất (dung môi và các chất khử khuẩn)

+ Dược phẩm hết hạn, không dùng đến và bị nhiễm bẩn,đôi khi là hóa chất gây độc và giàu hoạt tính, hoặc cácchất chuyển hóa của chúng, vaccin và huyết thanh, chiếmkhoảng 3%

+ Chất thải độc di truyền có tính nguy hại cao, gây đột biến, sinh quái thai hoặcsinh ung thư như thuốc điều trị ung thư và các sản phẩm chuyển hóa của chúng.+ Vật liệu có hoạt tính phóng xạ, như thủy tinh nhiễm xạ

+ Kim loại nặng, như nhiệt kế thủy ngân vỡ

Chất thải độc di truyền, vật liệu có hoạt tính

phóng xạ và các kim loại nặng chiếm khoảng

1% tổng số chất thải từ các hoạt động y tế

Hầu hết các chất thải từ quá trình khám chữa

bệnh đều là chất thải nguy hại, chúng chứa các

vi sinh vật gây bệnh, kim loại nặng, chất phóng

xạ, hóa chất,… Đây là nguồn gây ô nhiễm và

truyền dịch bệnh lớn cho con người, môi trường

sống

Phần lớn chất thải y tế tập trung tại các bệnh

viện lớn ở Hà Nội, TPHCM trong những khu

vực đông dân cư Ai cũng biết chất thải y tế có

thể gây nguy hại nghiêm trọng đến sức khoẻ

con người, nhất là trong điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa như ở nước ta Đặc

biệt những chất thải nhiễm khuẩn, chất thải từ các phòng xét nghiệm thường có độlây nhiễm bệnh rất cao nhưng chưa được kiểm soát triệt để

Trong khối lượng chất thải khổng lồ đó, đáng kể nhất là chất thải rắn Riêng TP

Hà Nội là 12 tấn/ngày, với rất nhiều chất thải rắn phải được xử lý đặc biệt Nếu sốchất thải này được tập chung gần các khu dân cư thì hậu quả rất nguy hiểm bởichúng thường có độ lây nhiễm rất cao

2 Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

2.1 Phương pháp xử lý cơ học

Phương pháp này thường là giai đoạn xử lý bậc một, phương pháp xử lý sơ bộ.Phương pháp này dùng để loại bỏ các tạp chất không tan trong nước, các chất này

có thể ở dạng vô cơ hay hữu cơ Một số phương pháp thường dung là:

2.1.1 Lọc qua song chắn: Vị trí của song chắn lưới hoặc lưới thường đặt trướccông trình xử lý nước thải hoặc sau nguồn xả ở các bộ phận Song chắn hoặc lưới

có tác dụng ngăn các vật có kích thước lớn Để tăng hiệu quả xử lý người ta thường

bố trí song chắn có kích thước khác nhau theo thứ tự giảm dần độ lớn của mắt lưới.2.1.2 Phương pháp lắng

Những chất lơ lững hay huyền phù là những chất có kích thước hạt lớn hơn 4 – 10

mm Những chất lơ lững trong nước thải gồm những hạt hoặc tập hợp các hạt khácnhau về kích thước, trọng lượng riêng và bản chất phát sinh Tính chất cơ bản củacác chất lơ lững là không có khả năng dữ nguyên tại chỗ ở trạng thái lơ lững Thờigian tồn tại của chúng tùy thuộc vào kích thước hạt Để tăng cường quá trình lắngngười ta sử dụng hai loại bể có cấu tạo khác nhau: bể lắng ngang và bể lắng đứng2.1.3 Phương pháp lọc

Lọc là quá trình tách các hạt rắn ra khỏi pha lỏng bằng cách cho dòng lỏng có chứahạt rắn chảy qua vật liệu lọc gồm các loại khác nhau như: cát thạch anh, than cốc,than gỗ, than bùn

2.2 Phương pháp xử lý hóa học và hóa lý

Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hóa học, các quá trìng lý hóa diễn ragiữa chất gây ô nhiễm và hóa chất thêm vào Những phản ứng xảy ra là phản ứngoxy hóa khử, tạo kết tủa, phân hủy chất độc hại

Các phương pháp hóa học là: Oxy hóa, trung hòa và keo tụ

2.2.1 Phương pháp trung hòa

Nước thải có thể mang tính chất axit hoặc kiềm nên để xử lý ta điều chỉnh pH trungtính Mặt khác nước thải cần xử lý bằng phương pháp sinh họcthì trước tiên phảiđược xử lý đến pH trung tính Vì ở pH này độ hoạt hóa sinh học là tối ưu nhất.2.2.2 Phương pháp keo tụ

Mục đích của phương pháp này là kết dính các hạt nhỏ thành một tập hợp hạt lớn.Các chất dùng để keo tụ là: phèn nhôm, sô đa kết hợp với phèn: Na2CO3 +

Al2(SO4)3.H2O, Sắt sunphát: FeSO4.7H2O, nước vôi, FeCl2

Phương pháp này dùng dể loại bỏ các chất thải ở dạng huyền phù hoặc dạng keo.Dạng keothường có kíchthước 10-7 - 10-8 cm

2.2.3 Phương pháp tuyển nổi

Tách các tạp chất bẩn ra khỏi nước bằng cách tạo cho chúng khả năng dễ nổi lênmặt nước

Tuyển nổi tách các hạt lơ lững ra khỏi chất lỏng bằng cách sục vào chất lỏng dòngkhí phân tán ở dạng bọt rất nhỏ, các hạt không thấm ướt sẽ dính vào bọt và cùngvới bọt nổ lên trên

2.3.1 Phương pháp vi sinh hiếu khí

Phương pháp này sử dụng vi khuẩn hiếu khí dùng để loại các chất hữu cơ dễ bị visinh vật phân hũy ra khỏi nguồn nước nhờ các loại vi sinh vật hiếu khí oxy hóabằng oxy hòa tan trong nước

VSV VSVChất hữu cơ + O2 H2O + CO2 + W Tế bào mới

2 + 4 H+ + 2 H2O + Năng lượng Nitrobacter

-3

VSTổng cộng: NH4- + O2 NO-

3 + 2H+ + 2H2O + Năng lượng2.3.2 Bể lọc sinh vật (bao gồm các bể nhỏ)

Trong các bể nhỏ bao gồm các đĩa nhựa xếp chéonhaulàm nhiệmvụ sinn lọc sinhhọc Các bể nhỏ được nối với bể thông khí bằng một hệ thống bơm tuần hoàn Nhờ

hệ thống bơm tuần hoàn nên nước được phân phối đều trên bề mặt các thế lọc theochiều từ dưới lên trên và quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần

BOD là đại lượng biểu thị lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa sinh hóa nên quátrình vận chuyển các chất hữu cơ trong nước thải đi qua bể lọc sinh vật cũng có thểgọi là quá trình chuyển hóa hoặc quá trình phân hủy BOD của nước thải trong bểlọc

Ở giai đoạn đầu khi tưới nước vào các vật liệu lọc sẽ diễn ra quá trình oxyhóa một phần các chất bẩn có trong nước thải và hiệu suất làm sạch là thấp nhất.Khi trên mặt vật liệu lọc có vi sinh vật bám vào chúng tạo ra màng sinh vật lọc.Trong quá trình lọc sẽ xẩy ra quá trình hấp phụ sinh học, đông tụ và oxy hóa cácchất bẩn trong nước chủ yếu ở dạng hòa tan, một phần ở dạng keo hoặc lơ lửng.Quá trình làm sạch nước xảy ra ngay khi nước chảy qua bể lọc nhưng đạt hiệu quảlàm sạch cao nhất chỉ khi hình thành lớp màng sinh vật Màng sinh vật này có khả

năng phân hủy các chất hữu cơ tạo thành nước và CO2 Nước thải đưa lên bể lọcsinh học rồi xuống bể thông khí nhiều lần, sau đó đưa sang bể nổi lắng váng nhờmột van nhỏ.

Ngoài vật liệu môi trường lọc sử dụng đĩa nhựa người ta còn dùng vật liệulọc bằng đá có đường kính trong khoảng 25-100mm, độ sâu của lớp đá từ 0,9-2,5m(trung bình 1,8m) đây là vật liệu rẻ tiền và được sử dụng khá phổ biến

3 Nước thải bệnh viện và tác nhân gây bệnh

Nước thải bệnh viện cùng với các loại chất thải y tế nói chung được xếp vàodanh mục chất thải nguy hại: Trong nước thải bệnh viện ngoài các loại vi trùng từmáu, dịch, đờm, phân của người mang bệnh còn có dung dịch chứa các chất phóng

xạ phát sinh trong quá trình chuẩn đoán, điều trị như nước tiểu của người bệnh, cácbài tiết, nước rửa các dụng cụ có chứa phóng xạ, các chất hữu cơ; các chất dinhdưỡng của nitơ (N), phốt-pho (P); các chất rắn lơ lửng …

Các chất thải hoá học nguy hại bao gồm:

 Formaldehyd: Sử dụng trong khoa giải phẫu bệnh, tiệt khuẩn, ướp xác vàdùng bảo quản các mẫu xét nghiệm ở một số khoa

 Các chất quang hoá học: Có trong dung dịch dùng cố định và tráng phim

 Các dung môi gồm các hợp chất Halogen như Cloroform, các thuốc mê sốchơi như Halothan, các hợp chất khác như Xylen, Axeton

 Các chất hoá học hỗn hợp: Gồm các dịch làm sạch và khử khuẩn như Phenol,dầu mỡ và các dung môi làm vệ sinh

 Các loại thuốc sử dụng cho bệnh nhân

bại liệt, nhiễm các loại ký sinh trùng, amip và các loại nấm

Trong số những bệnh truyền nhiễm qua nước thì bệnh đường ruột chiếmnhiều nhất Những loại gây bệnh đường ruột cho người, gia súc, gia cầm là: Trực

khuẩn đường ruột (Eschorichia), vi khuẩn bệnh thương hàn và phó thương hàn (Typhi và ParatyphiSalmonella), vi khuẩn lỵ (Shigella), vi khuẩn tả Cholera (vibrio) v.v…làm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng

Các chất hữu cơ có trong nước thải làm giảm lượng ôxy hòa tan trong nước,ảnh hưởng tới đời sống của động, thực vật thủy sinh Song các chất hữu cơ trongnước thải dễ bị phân hủy sinh học, hàm lượng chất hữu cơ phân hủy được xác địnhgián tiếp thông qua nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) của nước thải Thông thường, đểđánh giá độ nhiễm bẩn chất hữu cơ có trong nước thải, người ta thường lấy trị sốBOD Các chất dinh dưỡng của N, P gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn tiếp nhậndòng thải, ảnh hưởng tới sinh vật sống trong môi trường thủy sinh; các chất rắn lơlửng gây ra độ đục của nước, tạo sự lắng đọng cặn làm tắc nghẽn cống và đườngống, máng dẫn

Theo phân loại của Tổ chức Môi trường thế giới, nước thải bệnh viện gây ônhiễm mạnh có chỉ số nồng độ chất rắn tổng cộng 1.200mg/l, trong đó chất rắn lơlửng là 350mg/l; tổng lượng cacbon hữu cơ 290mg/l, tổng phốtpho (tính theo P) là

15mg/l và tổng nitơ 85mg/l; lượng vi khuẩn coliform từ 108 đến 109.

Ở nước ta, tiêu chuẩn nước thải bệnh viện sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn loại

II (TCVN 7382-2004) mới được phép đổ vào hệ thống thoát nước của thành phố vàcác hồ chứa nước quy định Tiêu chuẩn loại II nước thải bệnh viện quy định chỉ số

độ pH=6-9, chất lơ lửng không lớn hơn 100mg/l, sunphua không lớn hơn 1mg/l,dẫn xuất amôni không quá 10mg/l và nitơrát không quá 30mg/l, chỉ số BOD5 nhỏ

hơn 30mg/l, không phát hiện được các vi khuẩn gây bệnh, tổng coliform dưới 5000.

Việc nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải bệnh viện không chỉ thỏa mãncác tiêu chuẩn quy định mà còn phải bảo đảm các yếu tố chiếm ít diện tích, dễ lắpđặt, vận hành và bảo dưỡng, không gây ô nhiễm thứ cấp ảnh hưởng đến môi trườngxung quanh Hệ thống công nghệ xử lý nước thải bệnh viện còn phải có giá thànhlắp đặt thiết bị công nghệ và sản phẩm xử lý phải phù hợp, cho năng suất cao vàhoạt động ổn định Hiện nay, các nhà khoa học thuộc Chi nhánh ven biển (Trungtâm nhiệt đới Việt-Nga) do thạc sĩ Bùi Bá Xuân chủ trì đã nghiên cứu thành công

hệ thống xử lý nước thải bệnh viện ứng dụng công nghệ sinh học, bảo đảm thỏamãn các yêu cầu trên Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện của Chi nhánh ven biển

đã lắp đặt cho hàng chục bệnh viện của các tỉnh khu vực miền Trung, một số bệnh