Công nghệ xử lý nước thải y tế

Nhóm công nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính dính bám bằng vi sinh hiếu khí hoặc yếm khí dính bám trên giá thể: Quy trình công nghệ xử lý nước thải của nhóm công nghệ lọc sinh học nhỏ gi

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Y TẾ

1 Thực trạng công tác xử lý nước thải y tế ở nước ta: Nước thải y tế có nguồn

gốc từ hoạt động chuyên môn khám bệnh, chẩn đoán và điều trị, từ các thiết bị vệ sinh và nước sinh hoạt của khu vệ sinh, nhà tắm, giặt giũ chăn màn, quần áo, lau sàn nhà, phục vụ ăn uống, khu vực xúc rửa dụng cụ chai lọ, điều chế thuốc hay khu chăn nuôi súc vật thí nghiệm Đặc điểm của các loại nước thải này là chứa nhiều tạp chất, chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và đặc biệt là các vi trùng gây bệnh Loại nước thải này nhất thiết phải được xử lý và khử trùng trước khi thải vào môi trường

Tính đến nay, cả nước có 1.186 bệnh viện trong đó có 1.102 bệnh viện công,

84 bệnh viện tư với tổng số 150.000 giường bệnh Bên cạnh đó còn có 14 Viện thuộc hệ y tế dự phòng; 189 trung tâm thuộc hệ y tế dự phòng tuyến tỉnh (63 trung tâm Y tế dự phòng; 59 trung tâm Phòng, chống HIV/AIDS; 28 trung tâm Phòng, chống sốt rét; 23 trung tâm Phòng, chống bệnh xã hội; 11 trung tâm Kiểm dịch y tế quốc tế; 08 trung tâm Sức khỏe lao động và Môi trường); 686 trung tâm Y tế huyện; gần 100 cơ sở nghiên cứu đào tạo y, dược và 181 các công ty, xí nghiệp sản xuất thuốc; 11.104 trạm y tế xã, phường, thị trấn

Theo số liệu thống kê cho thấy có 766 cơ sở y tế cần được xây dựng và trang

bị mới hoặc sửa chữa nâng cấp hệ thống xử lý nước thải, trong đó khoảng gần 600

cơ sở cơ sở chưa có hệ thống xử lý nước thải, chủ yếu là ở tuyến huyện và tỉnh

2.Các công nghệ chính xử lý nước thải y tế:

2.1 Nhóm công nghệ xử lý cơ, hoá lý:

Bắt buộc áp dụng cho các bệnh viên đa khoa với số giường lớn, mật độ bệnh nhân khám chữa bênh cao,cũng như các bệnh viện với nhiều khoa chuyên ngành như lao phổi, các khoa lây nhiễm, chạy thận nhân tạo, chiếu chụp X-quang với phim ướt, chiếu xạ u biếu nước thải chứa nhiều kim loại nặng và các chất gây độc hoặc

ức chế đối với vi sinh vật Đó là các quá trình cơ học (lắng cát, tách rác, điều hoà,

lắng sơ bộ), hoá lý (điều chỉnh pH, keo tụ tách kim loại nặng, tách cặn, oxy hoá sơ

bộ nước thải )

Riêng các quá trình cơ lý lắng cát, tách rác, điều hoà và lắng sơ bộ là bắt buộc với tất cả các hệ thông xử lý nước thải bệnh viện trừ trường hợp xử lý nước thải bằng hồ sinh học

2.2 Nhóm công nghệ xử lý sinh học tự nhiên: Hồ sinh học tự hoại (Bio-lake) và lọc

sinh học qua thảm thực vật (Wetland)

2.3 Nhóm công nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính lơ lửng (bằng vi sinh hiếu khí hoặc yếm khí): Bể sục khí với bùn hoạt tính thông thường (bể Aeroten), Aeroten có

tính cho cả quá trình khử amoni

2.4 Nhóm công nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính dính bám (bằng vi sinh hiếu khí hoặc yếm khí dính bám trên giá thể):

Quy trình công nghệ xử lý nước thải của nhóm công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt, aeroten khử BOD và Amoni có giá thể vi sinh bám, công nghệ AAO qua lớp đệm vi sinh bám trong thiết bị hợp khối, được sản xuất trong nước và từ nước ngoài

Giải thích về các quá trình công nghệ:

Chắn rác: Nước thải thường chứa lẫn các tạp vật thô như rác, cành, lá cây

Các tạp vật thô này cần được loại ra trước khi đưa nước thải vào hệ xử lý nhằm tránh làm hỏng hóc bơm và làm tắc đường ống Với mục đích như vậy, nước thải được đưa qua song chắn rác đặt trong hố thu nước thải để loại bỏ các tạp vật có kích thước lớn rồi đưa sang bể điều hoà Rác bị song chắn giữ lại thu xuống giỏ gom rác, định kỳ được lấy ra đưa đến nơi xử lý rác của bệnh viện

Điều hoà: Bể điều hoà có chức năng chứa nước thải, điều hoà lưu lượng, pH

và nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải Tại đây, nước thải được khuấy trộn chống lắng cặn và làm thoáng sơ bộ và tránh gây mùi nhờ sục khí Nước thải từ bể chứa điều hoà được bơm lên bể lắng sơ cấp (lắng sơ bộ)

Lắng sơ bộ: Bể lắng sơ cấp được sử dụng để tách phần chất rắn lơ lửng có

thể lắng được ra khỏi nước thải, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý tiếp theo hoạt động ổn định và có hiệu quả Cặn bùn lắng xuống đáy bể lắng được xả định kỳ xuống bể phân huỷ bùn bằng áp lực thuỷ tĩnh

Xử lý hoá lý có thể thực hiện trước hoặc sau lắng sơ bộ Trường hợp đơn giản

xử lý trước lắng sơ bộ bao gồm chỉnh pH, keo tụ bằng phèn nhôm, phèn sắt, sữa vôi Trường hợp phức tạp thực hiện sau lắng sơ bộ bao gồm oxy hoá bằng ozon, bằng hoá chất và tách các sản phẩm oxy hoá

Xử lý sinh học :

- Đối với công nghệ Bùn hoạt tính - BHT: Nước thải sau khi ra khỏi bể lắng

sơ cấp được chảy sang các bể xử lý sinh học: yếm khí, thiếu khí và hiếu khí bằng bùn hoạt tính lơ lửng hoặc bùn hoạt tính bám dính với lớp giá thể bám dính ngập hoặc không ngập trong nước

- Đối với trường hợp giá thể bám dính ngập nước - LNN, mật độ VSV bám dính đạt đến 5.000-10.000 g/m3,chủng loại VSV cũng đa dạng hơn, tuổi bùn hoạt tính đạt 30-45 ngày, dẫn đến khả năng xử lý đối với nhiều thành phần chất ô nhiễm cao hơn

- Đối với công nghệ Lọc sinh học nhỏ giọt là công nghệ hiếu khí với bùn hoạt tính bám dính, khả năng xử lý chính là các hợp chất Hydro-cacbon, cấp khí cho

quá trình xử lý bằng phương thức đối lưu không khí tự nhiên mà không hoặc ít cần cấp khí cưỡng bức

Lắng thứ cấp: Nước ra khỏi thiết bị xử lý sinh học được ống dẫn đưa sang bể

lắng thứ cấp để tách bùn ra khỏi nước Đối với công nghệ BHT, bùn lắng một phần được bơm tuần hoàn trở lại bể Aeroten để duy trì hàm lượng bùn hoạt tính cần thiết trong bể này, phần dư được đưa qua bể phân hủy bùn Đối với công nghệ LNN và LNG, không cần tuần hoàn bùn về thiết bị xử lý sinh học, toàn bộ lượng bùn lắng ở đây được đưa qua bể xử lý bùn

Khử trùng: Sau bể lắng thứ cấp, nước thải được đưa qua bể khử trùng để tiêu

diệt các vi khuẩn gây bệnh trước khi xả vào cống thoát nước chung của toàn bệnh viện Chất khử trùng được sử dụng là dung dịch nước Javen được đưa từ hệ thống cấp dung dịch khử trùng vào bể khử trùng nhờ bơm định lượng Các phương pháp khử trùng bằng hoá chất mới được đưa vào ứng dụng là điện phân muối ăn để sản xuất dung dịch Javen, sử dụng viên nén Hypoclorit Canxi trong giỏ nhúng định lượng Các phương pháp khử trùng mới không dùng hoá chất như sử dụng màng siêu vi lọc (Ultra filtration membrane) giữ lại hầu hết vi khuẩn, hoặc tia dưới hồng ngoại (Far Infrared Ray -FIR), tạo hiệu ứng Ion hoá, phá huỷ các màng tế bào của vi khuẩn gây hại

Xử lý bùn: Bùn phát sinh trong quá trình xử lý hoá lý hoặc vi sinh được đưa

về bể phân hủy bùn Bể xử lý bùn được thiết kế dưới dạng bể tự hoại 2 -3 ngăn nhằm làm ổn định và giảm đến mức tối thiểu lượng bùn cặn tạo ra Định kỳ hút cặn mang đến nơi xử lý chất thải rắn nguy hại theo qui định Nước tách ra trong quá trình

xử lý bùn được tuần hoàn trở lại bể điều hoà để xử lý lại

Nhóm 03 công nghệ này (BHT, LNN, LNG) chỉ khác nhau về kỹ thuật thực hiện quá trình xử lý sinh học - quá trình xử lý chính (bùn hoạt tính lơ lửng, bùn hoạt tính dính bám trên lớp vật liệu lọc ngập nước hoặc không ngập nước)

Sau đây là một số công nghệ chính:

1-Công nghệ Bùn hoạt tính đơn giản (BHT): Đây là công nghệ đã có từ những

năm 1950, đang sử dụng khá nhiều ở nước ta Sử dụng bể Aeroten (bể sục khí với bùn hoạt tính lơ lửng) kết hợp với lắng sơ cấp, lắng thứ cấp và khử trùng Bùn cặn

từ bể lắng sơ cấp và bùn hoạt tính dư được đưa qua bể phân hủy bùn (Hình 1) Phương pháp này chủ yếu chỉ xử lý được các hơp chất Hydro cacbon, tức là khử BOD, COD

Hệ thống cấp khí Bể chứa điều hoà

Bể Aeroten

Lắng bậc 2

Khử trùng

Bể chứa - phân huỷ

bùn yếm khí

Bơm định lượng Bơm TH

Nước đã xử lý Bùn TH

Nước thải

Hố thu – Song chắn rác

Lắng bậc 1 Bơm

Chứa HC khử trùng

Pha HC khử trùng

Hình 1 Sơ đô công nghệ Bùn hoạt tính (BHT) truyền thống

2-Công nghệ Lọc sinh học ngập nước (LNN): Sử dụng bể lọc sinh học hiếu khí có

vật liệu mang vi sinh vật ngập trong nước kết hợp với lắng sơ cấp, lắng thứ cấp và khử trùng Bùn và cặn phát sinh trong quá trình xử lý sẽ được thu gom và xử lý tiếp bằng phương pháp phân huỷ bùn yếm khí (Hình 2)

Nước thải

Hố thu – Song chắn rác

Bể chứa điều hoà

và xử lý sơ bộ

Lọc sinh học nhiều bậc

Bể khử trùng

Bể chứa và phân huỷ bùn

Định lượng hoá chất khử trùng

Bơm tuần hoàn bùn

Bơm

Nước thải đã xử lý

Hệ

thống

cấp khí

Hình 2 Công nghệ Lọc sinh học ngập nước (LNN)

Đặc điểm:

Không cần bể thứ cấp

ít bùn

Đã thực hiện trên khoảng 150 trạm XLNT trong đó 74 trạm đã được xây dựng và

đi vào hoạt động

3-Công nghệ Lọc sinh học nhỏ giọt (LNG)-Đây là công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí trên lớp vật liệu bámdính không ngập nước: Sử dụng tháp lọc sinh học nhỏ

giọt cấp khí tự nhiên kết hợp với lắng sơ cấp, lắng thứ cấp và khử trùng Bùn thải phát sinh trong quá trình xử lý sẽ được thu gom và đưa về bể phân hủy bùn dạng yếm khí Bùn cặn sau xử lý trong các bể xử lý bùn sẽ được định kỳ hút mang đi chôn lấp đúng nơi quy định (Hình 3)

Chôn lấp đúng nơi qui định

Nước thải

Hố thu - song chắn rác

Bể chứa điều hoà

Tháp lọc sinh học

Bể lắng thứ cấp

Bể chứa và phân hủy bùn Nước đã xử lý

Lắng sơ cấp

Nước trong Bùn

Bùn

Hoá chất khử trùng

Hình 3: Công nghệ Lọc sinh học nhỏ giọt (LNG)

Đặc điểm:

Chỉ cần bơm hồi lưu bùn

Không cần máy thổi khí

Thích nghi với bệnh viện tuyến huyện: lượng nước thải nhỏ và nồng độ ô nhiễm thấp

4- Thiết bị xử lý nước thải y tế V 69

Sự hình thành và phát triển: Năm 1997, áp dụng mô hình thiết bị hợp khối lần đầu tiên tại Viện V 69 Từ đó đến nay V 69 đã được phát triển và hoàn thiện nhiều lần

Hình 4: Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối V - 69

Trong đó chức năng của các thiết bị xử lý hợp khối kiểu V69 là xử lý sinh học hiếu khí, lắng bậc 2 kiểu Lamen và khử trùng chất thải lỏng y tế

Hình 5: Mặt cắt cấu tạo thiết bị V 69

Chất thải

lỏng y tế

Hố bơm+hệ thống bơm chìm

Bể điều hoà+

xử lý sơ bộ

Thiết bị xử lý aeroliff - aeroten có đệm

vi sinh với tải trọng cao

Bể lắng lamen thứ cấp

Chất thải lỏng

y tế đã xử lý

Thiết bị khử trùng

Bể bùn

Ngăn thu chất thải lỏng

y tế

Song+lưới chắn rác

HỆ THỐNG BỂ HỢP KHỐI

Hệ thống thiết bị hợp khối

5- Thiết bị xử lý nước thải y tế CN - 2000

Trên nguyên lý của thiết bị xử lý chât thải lỏng y tế V 69, thiết bị xử lý chât

thải lỏng y tế CN - 2000 được thiết kế chế tạo theo dạng tháp sinh học với quá trình

cấp khí và không cấp khí đan xen nhau để tăng khả năng khử nitơ bằng quá trình

denitrificaton:

Hình 6: Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối CN - 2000

Thiết bị xử lý chât thải lỏng y tế CN - 2000 được ứng dụng để xử lý chất thải

lỏng y tế đối với các nguồn chất thải lỏng có ô nhiễm hữu cơ và nitơ

Nguyên lý và quá trình vận hành cụ thể của thiết bị xử lý CTLYT CN - 2000

như sau:

Nước thải từ nguồn thải đi vào rọ chắn rác và cặn vô cơ (bùn, cát ), sau đó

được trộn với các chế phẩm vi sinh DW 97 với nồng độ DW 97 là 2 - 3 mg/l để

thuỷ phân sơ bộ các chất thải hữu cơ và trộn với các chất keo tụ PACN - 95 (nồng

độ đưa vào 5 - 8 mg/l) để thực hiện tách sơ bộ cặn lơ lửng và một phần BOD, COD

ở ngăn trộn

Phần nước thải đã được lắng cũng như phần gạn trong từ bể nén bùn được

đưa vào ngăn điều hoà và xử lý sơ bộ có lớp đệm vi sinh bám, được chế tạo từ vật

liệu nhựa (hoặc vật liệu hữu cơ khác) có các thông số: Độ rỗng > 90%, bề mặt riêng

250 - 300 m2/m3 Modul thiết bị CN 2000 đảm nhiệm quá trình xử lý vi sinh bậc 2

Ở đây trong mỗi Modul thực hiện 3 quá trình xử lý vi sinh:

+ Aerolif (trộn khí cưỡng bức) cường độ cao bằng việc dùng không khí thổi

cưỡng bức để hút và đẩy nước thải;

Trạm bơm chất thải Rọ chắn rác hòa & xử lý Ngăn điều

sơ bộ

Ngăn bùn

Thiết bị xử lý có đệm vi sinh

Ngăn thu chất thải lỏng y tế

Bể lắng lamella

Thiết bị khử trùng

Nguồn

tiếp nhận

TB XỬ LÝ HỢP KHỐI CN2000

BỂ HỢP KHỐI

Mạng

thu

gom

+ Aeroten kết hợp biofilter dòng xuôi có lớp đệm vi sinh bám ngập trong nước

+ Anaerobic dòng ngược với vi sinh lơ lửng

Thời gian lưu của nước thải trong thiết bị hợp khối xử lý vi sinh bậc 2 là 2 - 2,5/h

Sau khi qua Modul thiết bị CN 2000 nước thải cùng bùn hoạt hoá chuyển qua bể lắng đệm bản mỏng lamen để tách khỏi bùn hoạt hoá và được trộn với Cl2

với mục đích khử trùng Đệm lamen có thông số: Độ rỗng > 95%, bề mặt riêng 150

- 200 m2/m3 Dung dịch Hypochloride Na hoặc Ca (NaOCl hoặc Ca(OCl)2) được pha trộn trong thiết bị R3 và bơm định lượng với nồng độ 5 - 7 mg Cl2/m3 nước thải

Máy bơm hồi lưu bùn bơm hút bùn từ bể lắng lamen hồi lưu một phần bùn hoạt hoá trở lại thiết bị tháp CN 2000 và một phần bùn dư về bể nén bùn

Các máy thổi khí (Air - blower) B1 và B2 cung cấp oxy cho các giai đoạn oxy hoá bằng vi sinh hiếu khí Máy B1 và máy B2 được nối vào hệ thống phân phối khí chung cho các ngăn, bể và được điều chỉnh lưu lượng cấp khí bằng hệ thống van

Hình 7: Mặt cắt cấu tạo thiết bị CN - 2000

6- Thiết bị xử lý hợp khối chìm loại đúc sẵn của Nhật Bản (công nghệ mới được

đề nghị lựa chọn)

Thiết bị hợp khối chìm loại đúc sẵn của Nhật Bản theo công nghệ AAO là công nghệ mới với hiệu quả xử lý sinh học đạt hiệu quả cao Đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng về xử lý chất thải lỏng y tế theo quy định hiện hành

Hiện nay đây là công nghệ thích hợp và đảm bảo nhất để xử lý nước thải ở quy mô nhỏ và vừa

Mô tả công nghệ:

- Nước thải từ hệ thống cống thu gom của bệnh viện được dẫn vào hố thu Trước hố thu có đặt song chắn rác bằng inox có kích thước song 5mm và 1mm để chắn lại hầu hết lượng rác ảnh hưởng đến hệ thống xử lý

- Nước thải được dẫn vào hố tập trung và điều hòa nước thải Tại đây, nước thải được điều hòa trong thời gian 3-4 giờ để được điều hoà về lưu lượng và nồng

độ trước khi vào hệ thống xử lý

- Nước thải tại bể điều hòa được bơm vào thiết bị AAO hợp khối Tại đây, thiết bị được chia làm 3 quá trình xử lý như sau:

+ Anarobic dòng ngược với vi sinh lơ lửng được kết hợp với các khối đệm

vi sinh bằng PVC chuyên dụng có tác tạo các màng vi sinh vật (VSV) yếm khí, tăng tối đa mật độ VSV có trong nước thải lên 15.000 đến 20.000 VSV/1m3 nước thải (công nghệ thông thường chỉ đạt từ 500 đến 1.500 VSV/1 m3 nước thải) đảm bảo hiệu quả trong xử lý yếm khí đạt hiệu suất cao nhất (75 - 80%) đối với COD, P-T

+ Anoxic là quá trình thiếu khí trong xử lý nước thải Một phần nước thải và bùn hoạt tính trong quá trình Oxic được bơm tuần hoàn về ngăn Anoxic để khử T -

N trong nước thải Thực chất quá trình này là quá trình oxyhoá các Hydrocacbon bằng Nitơ hoá trị +3 trong Nitrit, hoặc Nitơ hóa trị +5 trong Nitrat thay vì dùng ôxy Quá trình này giảm thiểu được chi phí oxy cung cấp cho xử lý, đồng nghĩa với việc giảm chi phí vận hành

- Ngăn hiếu khí (Oxic): không khí được cấp khí bởi máy sục khí Trong ngăn này, Amonia sẽ chuyển thành Nỉtit va Nitrat bởi quá trình nitrat hoá bằng các

vi sinh vật Nitrifiers và khử BOD bằng các vi sinh vật Carboneuos

Thiết bị xử lý hợp khối áp dụng công nghệ AAO nhiều bậc tuỳ theo nhu cầu khử các chất ô nhiễm, thông qua các thông số đầu vào của nước thải BOD, COD, N-T, N-NH4, P-T và các thành phần hoá học khác như hàm lượng các chất khử trùng, các kim loại nặng, các chất ức chế đối với VSV có trong nước thải bệnh viện

Có thể tóm tắt quá trình công nghệ như sau:

-Xử lý hoá lý, để điều chỉnh pH, loại bỏ phần lớn kim loại nặng và một phần các chất ức chế VSV đòng thời giảm hàm lượng cặn

- Xử lý sơ bộ bằng vi khuẩn yếm khí (Anarobic) để khử BOD, COD, P-T

- Xử lý bằng VSV hiếu khí (Oxic) để khử BOD và Amoni

- Khử Nitơ tổng (N-T) bằng quá trình thiếu khí (Anoxic)

- Sau khi qua các bậc xử lý nước thải được đưa vào ngăn lắng thứ cấp để tách phần lớn lượng bùn hoạt tính nhằm hồi lưu một phần về ngăn Anarobic hoặc Anoxic và phần bùn thừa về bể thu bùn

Nước thải sau ngăn lắng thứ cấp được đưa vào ngăn khử trùng có sử dụng màng hoặc không sử dụng màng

Điểm đặc biệt quan trọng trong công nghệ xử lý mới này là có thể sử dụng khử trùng bằng công nghệ siêu vi lọc (ultra filtration), với kích thước 0,3 - 0,5 µ m

Do đó có thể loại đến 99,8 % vi khuẩn đi qua màng lọc, màng này cũng trở thành giá thể vi sinh bám (trong đó vi khuẩn chỉ thị E.Coli có kích thước >0,6 µm có thể được loại bỏ ) Bơm tăng cường quá trình lọc được lập trình tự động lọc nước theo chu kỳ và rửa ngược màng lọc MBR

- Công nghệ màng, ngoài chức năng thực hiện siêu vi lọc, còn tiếp tục xử lý nước thải do có những đặc điểm sau:

• Mật độ vi sinh được tập trung với số lượng lớn 20.000g (VSV) trong 1m3 nước thải đảm bảo hiệu quả xử lý triệt để Phương pháp bùn hoạt tính thông thường chỉ đạt nồng độ Bùn hoạt tính 1.500 - 2.000 g VSV/1m3 (công nghệ V 69, CN -

2000 ở trên đạt được tầm 5.000 - 6.000g VSV /1m3)

• Độ oxy hòa tan (DO) được đáp ứng đủ và với hiệu suất cao nhu cầu oxy so với các công nghệ cũ và gấp 3-4 lần công nghệ V 69 và CN - 2000 đã giới thiệu ở trên

• Tuổi của các VSV cao (đạt từ 20-35 ngày), do đó việc xử lý bùn đạt hiệu quả cao hơn Chủng loại VSV cũng đa dạng, hơn so với công nghệ cũ

Bùn thừa đã được ổn định và khoáng hoá định kì được hút đi bằng xe hút chuyên dụng của công ty vệ sinh môi trường đô thị 1 - 2 lần/năm tại ngăn ổn định bùn