ĐỀ XUÂT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CÔNG SUẤT 500m3 /ngđ

trình bày ĐỀ XUÂT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CÔNG SUẤT 500m3 /ngđ

ĐỀ XUÂT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CÔNG

SUẤT 500m3 /ngđ.

NỘI DUNG

1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

BỆNH VIỆN ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG

3 HÌNH ẢNH THỰC TẾ TRẠM XỬ LÝ

NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ BỆNH VIỆN

4 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC

THẢI BỆNH VIỆN

5 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

6 KHAI TOÁN KINH TẾ

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

Nguồn gốc nước thải bệnh viện

 Sinh hoạt của bệnh nhân, người nuôi

bệnh nhân, cán bộ và công nhân viên

Thành phần, tính chất nước thải BV

 Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trường

do nước thải bệnh viện gây ra là:

 Các chất hữu cơ

 Các chất dinh dưỡng của ni-tơ (N), phốt-pho

(P)

 Các chất rắn lơ lửng

 Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: Salmonella,

tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm…

 Các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ,

dịch, đờm, phân của người bệnh

 Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế

phẩm điều trị, thậm chí cả chất phóng xạ

Chương 2

MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN ĐÃ ĐƯỢC

ÁP DỤNG

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

theo nguyên lý hợp khối

Nguyên lý hoạt động

 Nguyên lý hợp khối cho phép thực hiện kết hợp nhiều quátrình cơ bản xử lý nước thải đã biết trong không gian thiết bị của mỗi mô-đun để tăng hiệu quả

và giảm chi phí vận hành xử lý nước thải.

 Thiết bị xử lý hợp khối cùng một lúc thực hiện

đồng thời quá trình xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí

 Việc kết hợp đa dạng này sẽ tạo mật độ màng vi sinh tối đa mà không gây tắc các lớp đệm, đồng thời thực hiện oxy hóa mạnh và triệt để các chất hữu cơ trong nước thải

 Thiết bị hợp khối còn áp dụng phương pháp lắng có lớp bản mỏng (lamen) cho phép tăng bề mặt lắng và rút ngắn thời gian lưu.

 Đi kèm với giải pháp công nghệ hợp khối

này có các hóa chất phụ trợ gồm: chất keo tụ

PACN-95 và chế phẩm vi sinh DW-97-H giúp

nâng cao hiệu suất xử lý, tăng công suất thiết bị

Với nguyên lý hoạt động nêu trên, Trung tâm CTC đã thiết kế 2 dòng thiết bị xử lý nước thải bệnh viện hợp khối điển hình:

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện V-69

Công nghệ này được Trung tâm CTC thiết kế xây

dựng từ năm 1997 tại Bệnh viện V-69 thuộc Bộ tư

lệnh lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh (Viện nghiên cứu và bảo quản thi thể Bác Hồ) Từ đó đến nay V-69 được phát triển và hoàn thiện nhiều lần Chức năng của các thiết bị xử lý khối kiểu V-69 là xử lý sinh học hiếu khí, lắng bậc 2 kiểu lamen và khử trùng nước thải Ưu

điểm của thiết bị là tăng khả năng tiếp xúc của nước thải với vi sinh vật và oxy có trong nước nhờ lớp đệm

vi sinh có độ rỗng cao, bề mặt riêng lớn; quá trình trao đổi chất và oxy hóa đạt hiệu quả rất cao.

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện CN-2000

Trên nguyên lý của thiết bị xử lý nước thải

V-69, thiết bị xử lý nước thải 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 Thiết bị

CN-2000 có công suất 120 - 150 m3/ngày

đêm (trung bình 20 giờ), được ứng dụng để

xử lý các nguồn nước thải có ô nhiễm hữu

cơ và nitơ Các thông số nước thải đầu vào: BOD5/COD ³ 0,5, BOD £ 350 mg/l, nồng độ các độc tố có hại cho các quá trình xử lý

bằng vi sinh đạt mức cho phép.

Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

theo mô hình DEWATS

Hệ thống DEWATS gồm có bốn bước xử

lý cơ bản với các công trình đặc trưng:

Xử lý sơ bộ bậc một: Quá trình lắng loại bỏ các cặn lơ lửng có khả năng lắng được, giảm tải cho các công trình xử lý phía sau.

Xử lý bậc hai: quá trình xử lý nhờ các vi sinh

vật kị khí để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và hoà tan trong nước thải

Giai đoạn này có hai công nghệ được áp dụng

là bể phản ứng kị khí (BR) có các vách ngăn và

bể lắng kị khí (AF)

Bể lọc kị khí với vật liệu lọc có vai trò là giá đỡ cho các vi sinh vật phát triển, tạo thành các

màng vi sinh vật Các chất ô nhiễm hòa tan

trong nước thải được xử lý hiệu quả hơn khi đi qua các lỗ rỗng của vật liệu lọc và tiếp xúc với các màng vi sinh vật.

xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho các vi sinh vật lớp trên cùng của bãi lọc

Sau một thời gian vận hành, hệ thực vật trong bãi lọc sẽ tạo nên một khuôn viên đẹp cho toàn

bộ hệ thống xử lý

Khử trùng

Hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông được thiết kế

để loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh nhờ bức xạ mặt trời xuyên qua lớp nước trong hồ Tuy nhiên, đối với nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao thì việc sử

dụng hóa chất khử trùng là điều cần thiết

Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện

BIOFASTTM Serie ATCBIOFASTTM là hệ thống xử lý nước thải

theo module (modulair packed wastewater

treatment system) ATC C/Z là 2 loại chuyên

dụng cho các bệnh viện đa khoa từ 30 đến 1000 giường

Các công đoạn xử lý bao gồm: Lọc sơ, phản ứng vi sinh (bio-reaction), sục khí O2, thu gom

và khử mùi hôi khí thải, khử trùng bằng khuếch tán ozone công suất cao, (Riêng ở serie C, hệ thống khử trùng bằng chlorine tự động)

Một hệ thống Biofast™ATC gồm có 3

container Tùy theo dung tích nước thải cần xử lý

mà các container sẽ có kích cỡ khác nhau Loại

lớn nhất là cùng kích thước với container 40 feet (2,4m x 2,4m x 12m), năng lực xử lý 80 m3/ngày, tương đương bệnh viện 400 giường Khi cần dung tích xử lý lớn hơn 100 m3/ ngày đêm, ta lắp thêm các container, hoạt động song song

Các container XLNTBV được PETECH Corp sản xuất theo chất lượng chuyên dụng , để đạt được tuổi thọ trên 20 năm Do vậy, toàn bộ khung sườn, bồn chứa, vách ngăn, vỏ ốp ngoài, … đều được

làm bằng thép không gỉ SUS 304

Chương 3

HÌNH ẢNH THỰC TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ BỆNH VIỆN

Tại bênh viện Chợ Rẫy

Bồn chứa dung dịch chlor

Tại bệnh viện Gia Định

Máy cấp khí Bình sục khí chlor

Nhà điều hành trạm xử lý nước thải và bể tiếp xúc chlor

Tại bệnh viện Ung Bướu

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Bồn pha trộn hóa chất

Hầm chứa nước thải sau xử lý

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Ung Bướu:

Chương 4

ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN

XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN

Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý nước

thải bệnh viện dựa vào các yếu tố cơ bản sau:

Công suất của trạm xử lý;

Thành phần và đặc tính của nước thải;

Mức độ cần thiết xử lý nước thải;

Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận;

Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực;

Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

Phương án 1 NTBV

Song chắn rác

Bùn tuần hoàn

Nước tách bùn

Nguồn tiếp nhận

Ưu điểm của phương án 1

Công nghệ đơn giản

Vận hành đơn giản

Giá thành đầu tư ban đầu thấp vì công nghệ chủ yếu là bê tông cốt thép

Khuyết điểm của phương án 1

VSV phát triển trong bể Aerotank thường rất chậm và sinh khối tạo ra không nhiều

Hiệu quả xử lý không cao vì công nghệ đơn giản

Phương án 2

Nguồn tiếp nhận

NTBV

Song chắn rác

Bùn tuần hoàn

Nước tách bùn

Ưu điểm của phương án 2

Công nghệ đơn giản.

Khuyết điểm của phương án 2

Thời gian vận hành bể UASB khá lâu.

Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn.

Hiệu quả xử lý thấp vì công nghệ đơn giản.

Cl 2

Bùn tuần hoàn

Nước tách bùn

Chôn lấp Bùn dư

Chôn lấp

Song chắn rác

Nước thải bệnh viện

San lấp

Bùn

Máy thổi khí

Máy thổi khí

Ưu điểm của phương án 3

Hiệu quả xử lý cao vì kết hợp xử lý yếm khí và hiếu khí;

Ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động;

Giá thành vận hành thấp

Hệ thống kỵ khí sản sinh ít bùn thừa;

Thu khí CH4 phục vụ nhu cầu năng lượng

Khuyết điểm của phương án 3

Thời gian khởi động bể UASB lâu

Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn

Song chắn rác

Nhiệm vụ : giữ lại các tạp chất có kích thước

lớn, nhờ đó tránh gây tắc nghẽn và bào mòn

bơm, đường ống hoặc kênh dẫn

Chiều cao lớp nước ở song chắn rác lấy bằng

độ dày tính toán ở mương dẫn:

h1 = h = 0,1m

Số khe hở của song chắn rác được tính theo

công thức:

khe h

b v

K

Q

1 , 0 016

, 0 6

, 0

05 ,

1 0058

, 0

Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của

mương trước song chắn rác để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc nhỏ hơn 0,4 m/s

s

m h

B

Q V

s

1 , 0 152

, 0

0058 ,

: hệ số sức cản cục bộ của song chắn được xác

định theo công thức:

m g

v

81 , 9 2

) 8 , 0

( 679

,

0 2

2 2

0 45

sin 016

, 0

008 ,

0 42

, 2

4 3





1 , 0 152 ,

Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn rác L 2 :

Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp

0 2

1

Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác:

1000 365

Trọng lượng rác ngày đêm là:

Hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và BOD 5 của

nước thải sau khi đi qua song chắn rác giảm 4%, còn lại:

Bể lắng cát ngang

Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát, sỏi,xỉ và các các vật liệu rắn khác

có vận tốc lắng hay trọng lượng riêng lớn

Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng cát

Chiều dài bể lắng cát ngang được xác

định theo công thức:

Diện tích tiết diện ướt của bể lắng cát

ngang được tính theo công thức:

m U

v H

K

7,18

3,025

,07

,110001000

0 15

, 0

0058 ,

0

m v

Q

Bể lắng cát ngang

Chiều rộng bể lắng cát ngang được xác định theo công thức :

Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang được tính theo công thức:

m H

F B

tt

16,

025

,0

039,

0 1000

2 3500 02

,

0

t N

P

Bể lắng cát ngang

Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát

ngang trong 2 ngày đêm :

Với n = 1: Số bể lắng cát làm việc

Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang :

Hxd = Httmax + hc + hbv = 1 + 0,26 + 0,5 = 1,76m

m n

B L

W

1 08 , 0 82 , 6

14 ,

Công suất bơm:

Hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và BOD5 của

nước thải sau khi đi qua bể lắng cát giảm

5%, còn lại:

TSS = TS *(100-5)% =252,48*95%=239,98 mg/l BOD5 = BOD5*(100-5)%= 473,3*95%=449,64 mg/l

KW Q

H g

08 , 0 1000

0058 ,

0 10 81 , 9

Bể điều hòa Bể điều hòa

Nhiệm vụ: Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa

nước thải về lưu lượng và nồng độ, giúp làm giảmkích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho cáccông trình phía sau , tránh hiện tượng quá tải

Nội dung tính toán :

Kích thước bể

Hệ thống xáo trộn tránh lắng cặn

Chọn thời gian trong bể điều hoà t=8h

 Xác định kích thước bể:

Thể tích bể điều hòa:

W = 20,8 * 8 = 166,4m3

Chiều cao xây dựng :

Trong đó: chiều cao làm việc h = 4m

chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m

m h

h

H   bv  4  0 5  4 , 5

Bể điều hòa Bể điều hòa

Diện tích mặt bằng bể:

Chia bể điều hòa làm 2 ngăn thông nhau, kích thước mỗi ngăn : L*B*H = 5*3,5*4,5

Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi đi

qua bể điều hòa giảm 5%, còn lại:

, 4

4 ,

166

m m

m H

W

Bể điều hòa Bể điều hòa

L q

Đường kính ống dẫn khí:

Chọn ống = 21mm, đường kính các lỗ 2-5mm.Chọn dlo=4mm=0,004m.Vận tốc khí qua lỗ vlo =5-20m/s Chọn vlo =15m/s

m v

q d

ông

ông

3600 10

78 , 7

4 3600

Lưu lượng khí qua một lỗ:

Số lỗ trên một ống:

Số lỗ trên 1m chiều dài ống: n=N/4,5=2,5 lỗ

Chọn n = 3 lỗ/m.ống

h m

d V

0 15

4

3

2 2

q N

lô

ông

5 ,

11 678

, 0

78 ,

Công suất bơm:

KW

Q H

g

08 , 0 1000

0058 ,

0 10 81

, 9

Tính toán bể lắng hai vỏ

Tính toán máng lắng:

Thể tích tổng cộng của bể lắng:

W = 20,8m3/h * 1,5h = 31,2 m3

Thể tích hữu ích của máng lắng được

tính theo công thức sau đây:

Wm=Qh*t*3600=0,0058*1,5*3600=31,32m3

Diện tích tiết diện ướt của một máng lắng được xác định theo công thức:

2 1

1  bh  0 b , 3



Chiều cao lớp nước phần hình tam giác của

máng lắng được tính như sau:

m

2 , 2 2

3 , 0 5

, 0

,

1 2

2 , 1

2    

m n

n

W

2 1 2 , 2

32 , 31

1 1

Tính toán bể lắng hai vỏ

Chiều sâu trung bình của máng lắng:

H = h 1 +0,5h 2 =0,5+0,5*1,2=1,1m

Tốc độ lắng của hạt lơ lửng qua máng lắng

được xác định theo công thức:

Hiệu quả lắng chất lơ lửng của bể là 40-50% :

TSS = TSS(100-40)% = 239,98 * 60% = 144 mg/l Hàm lượng BOD5 của nước thải giảm 15-20%,

còn lại:

BOD5=BOD5 (100-15)%= 427,15*85%= 363,1mg/l

h

m t

H

5 , 1

1 ,

1







Tính toán bể lắng hai vỏ

Diện tích mặt thoáng được tính như sau:

Theo quy chuẩn 20%<F<50%

 

  100% 28%4

12 , 7 14

, 3

2 12 , 7

2 4

12 , 7 14

, 3

% 100 4

2 4

2

2 2

3 5 ,

45 1000

3 , 1 3500

10

K N

Tính toán bể lắng hai vỏ

Lượng bùn sinh ra mỗi ngày:

Mbun =(SSvao –SSra )500m3/ngày.đ

=(239,98-144)*500*10-3 = 47,99kg/m3Thể tích bùn sinh ra mỗi ngày

Vbun = Mbun /C = 0,6 m3/ngàyTrong đó:

C là hàm lượng chất rắn trong bùn lấy

C=80kg/m3

Tính toán bể lắng hai vỏ

Chiều cao phần hình nón ( với đáy nghiên 300 )

được tính theo công thức:

hn = 0,29D-0,12= 0,29*7,12-0,12=1,9m

Thể tích phần hình nón của bể lắng 2 vỏ được tính theo công thức:

F1: diện tích mặt cắt ngang hình trụ của

bể lắng,F 1 =39,82m 2

F2:Diện tích đáy nhở hình nón cụt,F2=0,23m 2

2 1 2

1 19, 39,82 ,023 39,82 ,023 27 3,

3

13

1

m F

F F

F h

Tính toán bể UASB

34 6

, 0 24

500

m v

3

3 3

0

10

/3

/420

/

500

m ngày

m kgCOD

m gCOD

ngày

m L



m m

m A

V

67 , 41

Thời gian lưu nước trong bể UASB 6h.

Lượng bùn nuôi cấy ban đầu cho vàobể(TS=5%):

kg

m m

kgSS TS

70 /

Tính toán bể UASB

Hàm lượng COD của nước thải sau xử lý kỵ khí:

Hàm lượng BOD của nước thải sau xử lý kỵ khí:

BODra = (1-EBOD )BODvao =(1-0,75)363,1mg/l =272,31 mg/l

Chọn Hlang=40%H tc =1,4m

2 2

3

3

67 ,

41

/ 12

/

500

m ngày

m m

ngày

m L

Q A

a







Tính toán bể UASB

Thời gian lưu nước trong ngăn lắng, thời

gian này phải lớn hơn 1h:

h

Q

H W

W Q

V

t

5 , 1

24 500

4 , 1 6

, 4 6

,

4 2

1 2

24 2

1 2

Tính toán bể UASB

Tính toán phễu thu khí

Giả sử mỗi đơn nguyên gồm 2 phễu thu khí

Mỗi phễu có chiều cao 1,5m

Đáy phễu thu khí có chiều dài bằng cạnh đơn nguyên: l =W = 4,6mg/l và chiều rộng w=1,9m.Trong mỗi đơn nguyên có 4 khe hở

, 4 2 6

, 4

m A

A A A

2

89 ,

0 4

6 , 4 17

,

0 4

17 ,

S

6 , 4

89 ,

0







Tính toán bể UASB

Tính toán tấm hướng dòng

Tấm hướng dòng cũng được đặt nghiêng 1

góc 600 so với phương ngang cách tấm

chắn khí 0,19

Tính toán lượng khí mêtan sinh ra

Thể tích khí mêtan sinh ra mỗi ngày:

VCH4 = 159[(S0-S)Q-1,42Px]=46,8m3/ngày

Tính toán bể UASB

Tính toán lượng bùn sinh ra

Lượng sinh khối hình thành mỗi ngày:

Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày:

k

Q S S

Y P

c đ

kgSS kgSS

kgVS C

P Q

ss

x

/ 30

/ 75

, 0

2 ,

2 75

, 0

Tính toán bể UASB

Tính toán dàn ống phân phối nước vào

ống chính:

Vận tốc trong ống chính v=0,8-2m/s.Chọn vận tốcnước trong ống chính vc = 1 m/s

Chọn ống nhựa PVC có ĐK ống =110mm

m v

Q

3600 24

1

500 4

3600 24

1

2

500 4

3600 24

1

6

500 4

Tính toán bể UASB

Ống dẫn nước thải sang aerotank

Vận tốc nước chảy trong ống v=0,1- 0,5m/s , chọn v=0,5m/s

Chọn ống nhựa PVC có ĐK ống =125mm

m v

Q

3600 24

5 , 0

500 4

Tính toán bể Aerotank

Tính toán bể Aerotank

Nhiệm vụ: Thực hiện quá trình phân hủy các chất

hữu cơ có trong nước thải ở điều kiện hiếu khí

Xác định BOD5 của nước thải đầu vào và đầu ra của bể aerotank

Tính toán bể Aerotank

Tính BOD5 hoà tan trong nước ở đầu ra:

BOD 5ht = 10,321 mg/l

Tính hiệu quả xử lý

Hiệu quả tính theo BOD5 hòa tan:

Hiệu quả xử lý tính theo tổng cộng:

31 , 272

321 ,

10 31

,

272 BOD

%

9031

,272

231,

2731

Tính toán bể Aerotank

Xác định thể tích bể Aerotank

Thời gian lưu của bể:

3 5

5vào 140 , 35

) 1

(

) BOD

(

m K

X

BOD Y

Q W

C d

ra c

W

74,

6

24500

35,

Chiều dài L của bể:

Vậy kích thước của bể Aerotank là:

L x B x H = 7m x 5m x 4m

m H

B

Wm

4 5

35 ,

Tính toán bể Aerotank

Tính toán lượng bùn dư thải ra mỗi ngày

Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) là:

Lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo VSS là:

Pvss = Yobs* Q*(BOD5vao-BOD5ra)= 49 kgVSS/ngày

375 ,

0 10

06 , 0 1

6 ,

0

1     



c d

obs

K

Y Y



Tính toán bể Aerotank

Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS là:

Lượng cặn dư hằng ngày phải xả đi:

P xa =P ss -(Q*30*10 -3 ) = 61,25-(500*30*10 -3 )

= 46,25 kg/ ngày

ngay kgVSS

8,0

49



