Nghiên Cứu Sử Dụng Vật Liệu ECO-BIO-BLOCK (EBB) Cải Tiến Xử Lý Nước Thải Bệnh Viện

Trong nước thải y tế, ngoài nhữngyếu tố ô nhiễm thông thường như chất hữu cơ, dầu mỡ động, thực vật, còn cónhững chất bẩn khoáng và chất hữu cơ đặc thù, các vi khuẩn gây bệnh, chếphẩm

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG

HÀ NỘI – 2016

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Giáo viên hướng dẫn : ThS HỒ THỊ THÚY HẰNG

Địa điểm thực tập : VIỆN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

HÀ NỘI – 2016

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp em đã nhận được sựgiúp đỡ, chỉ bảo tận tình của thầy cô giáo, gia đình và bạn bè

Nhân dịp này, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáohướng dẫn Th.S Hồ Thị Thúy Hằng cùng các thầy cô bộ môn Công nghệ Môitrường- Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam, những người đã giành nhiều thờigian, tạo nhiều điều kiện thuận lợi, tận tâm, tận tình hướng dẫn và truyền đạtkiến thức, kinh nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tìnhcủa Th.S Hoàng Lương và các cô, chú, anh , chị cán bộ nhân viên Viện Côngnghệ Môi trường- Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trongsuốt thời gian thực hiện khóa luận

Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn quan tâm, độngviên khích lệ em trong suốt thời gian qua

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 05 năm 2016

Người thực hiện

Nguyễn Thị Phượng

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

Các chỉ tiêu hữu cơ của nước thải y tế (BOD5, COD) 5

Các chất dinh dưỡng trong nước thải y tế (các chỉ tiêu nitơ và phospho) 5

Chất khử trùng và một số chất độc hại khác 6

Các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải y tế 6

1.2 Các phương pháp xư lý và một số mô hình xử lý nước thải bệnh viện 8

1.2.1 Các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện 8

Hình 1.1: Song chắn rác 9

Hình 1.2: Bể hiếu khí truyền thống 12

Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ 12

Bể hiếu khí thổi khí kéo dài 12

Hình 1.3: Bể hiếu khí thổi khí kéo dài 13

Bể lọc sinh học 14

Bể lọc sinh học ngập nước 14

Hình 1.4: Giá thể vi sinh vật của bể lọc sinh học ngập nước 15

Bể lọc sinh học nhỏ giọt 15

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo bể lọc sinh học 16

Đĩa quay sinh học 16

Hình 1.6 Cấu tạo đĩa quay sinh học 17

Xử lý nước thải bệnh viện bằng bùn hoạt tính trong bể hiếu khí (Aerotank) 17

Nguyên lý xử lý nước thải của hệ thống 17

Hình 1.7: Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện bằng bùn hoạt tính trong bể hiếu khí 17

Hình 1.8: Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện theo công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt 19

Hình 1.9 EBB được ứng dụng trong xử lý nước sông Melaka Malaysia 23

23

Hình 1.10 Ứng dụng của EBB trong làm sạch bể cá cảnh 23

Hình 1.11 Hình ảnh viên EBB nguyên mẫu Nhật Bản 23

Hình 1.12 Sản phẩm EBB được chế tạo tại Viện Công nghệ môi trường 25

Hình 2.1: Hình dạng mẫu vật liệu EBB cải tiến 27

Hình 2.2 Dụng cụ cấy VSV vào vào EBB cải tiến 28 Hình 3.2 : Hiệu quả xử lý nước thải mô phỏng trong 7 ngày của EBB cải tiến, ở 3 mức lưu lượng 40 Hình 3.4 Viên EBB cải tiến trong bể hiếu khí khi cấp khí 1l/phút và 3l/phút 43 Hình 3.7: Ảnh hưởng của chế độ cấp khí tới hiệu quả xử lý nước thải thử nghiệm của vật liệu EBB cải tiến 47 Hỉnh 3.8 Nước thải bệnh viện E sau xử lý 49

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemistry Oxygen Demand)BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường

COD Nhu cầu oxy hóa học (Chemistry Oxygen Demand)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần nước thải bệnh viện 7

Bảng 1.2 Các công trình xử lý cơ học 9

Bảng 1.3 Áp dụng các quá trình hoá học trong xử lý nước thải 10

Bảng 1.4: So sánh ưu nhược điểm của một số mô hình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện 20

Bảng 1.5 Hiệu suất xử lý của công nghệ EBB tại Mayur Vihar, Ấn Độ 21

Bảng 3.1 Thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải bệnh viên E- Hà Nội 32

Bảng 3.2 Nền mẫu mô phỏng nước thải 33

Bảng 3.3 Kết quả phân tích nước thải mô phỏng 33

Bảng 3.4 Số lượng các vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí tổng số (CFU/g) 34

Bảng 3.6 Hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện E bằng vật liệu EBB cải tiến 47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Song chắn rác 9

Hình 1.2: Bể hiếu khí truyền thống 12

Hình 1.3: Bể hiếu khí thổi khí kéo dài 13

Hình 1.4: Giá thể vi sinh vật của bể lọc sinh học ngập nước 15

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo bể lọc sinh học 16

Hình 1.6 Cấu tạo đĩa quay sinh học 17

Hình 1.7: Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện bằng bùn hoạt tính trong bể hiếu khí 17

Hình 1.8: Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện theo công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt 19

Hình 1.9 EBB được ứng dụng trong xử lý nước sông Melaka Malaysia 23

23

Hình 1.10 Ứng dụng của EBB trong làm sạch bể cá cảnh 23

Hình 1.11 Hình ảnh viên EBB nguyên mẫu Nhật Bản 23

Hình 1.12 Sản phẩm EBB được chế tạo tại Viện Công nghệ môi trường 25

Hình 2.1: Hình dạng mẫu vật liệu EBB cải tiến 27

Hình 2.2 Dụng cụ cấy VSV vào vào EBB cải tiến 28

Hình 3.2 : Hiệu quả xử lý nước thải mô phỏng trong 7 ngày của EBB cải tiến, ở 3 mức lưu lượng 40

Hình 3.4 Viên EBB cải tiến trong bể hiếu khí khi cấp khí 1l/phút và 3l/phút 43

Hình 3.7: Ảnh hưởng của chế độ cấp khí tới hiệu quả xử lý nước thải thử nghiệm của vật liệu EBB cải tiến 47

Hỉnh 3.8 Nước thải bệnh viện E sau xử lý 49

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự phát triển của xã hội, y tế là lĩnh vực ngày càng được quan tâm

ở nước ta Theo thống kê của Bộ Y tế, tính đến năm 2012, cả nước có 1.087bệnh viện (1.023 bệnh viện nhà nước, 64 bệnh viện tư nhân) với tổng số hơn140.000 giường bệnh, ngoài ra còn có hơn 10.000 trạm y tế xã, hàng chụcngàn cơ sở phòng khám tư nhân, cơ sở nghiên cứu, đào tạo, sản xuất dượcphẩm, sinh phẩm y tế Sự phát triển đó một mặt góp phần cho việc nâng caochất lượng đời sống, chăm sóc sức khỏe cho người dân nhưng mặt khác cũng

là nguồn phát sinh ra nhiều chất thải Đặc biệt, nước thải phát sinh tại các cơ

sở khám chữa bệnh là một vấn đề đáng quan tâm hiện này Trung bình mỗingày đêm các cơ sở y tế thải ra khoảng trên 150.000 m3 nước thải(Bộ Y tế,2012) Ngoài phần nước thải phát sinh từ hoạt động lưu trú của cán bộ, y bác

sĩ và bệnh nhân , nước thải y tế còn bao gồm nước thải phát sinh từ quá trìnhkhám, chữa bệnh chứa nhiều kháng sinh, chất sát trùng và mẫu bệnh phẩm cónguy cơ lây nhiễm cao nhiễm cao, gây nên những vấn đề không nhỏ về môitrường và sức khỏe cộng đồng Theo ông Jordan Ryan, nguyên Trưởng đạidiện thường trú Quỹ Môi trường Toàn cầu (UNDP) tại Việt Nam, có 80%trường hợp mắc bệnh do nguồn nước bị ô nhiễm, trong đó có một phần là

từ nước thải các bệnh viện

Do đó xử lý nước thải nói chung và xử lý nước thải bệnh viện là một vấn

đề đã và đang được các nhà khoa học quan tâm Trên thế giới và Việt Nam đãứng dụng rất nhiều các giải pháp xử lý nước thải bệnh viện như là cơ học, hóa học

và sinh học Trong đó ứng dụng sinh học để xử lý nước thải là giải pháp đượcnhiều quốc gia ứng dụng Đây là biện pháp đơn giản, rẻ tiền mà lại có hiệu quảcao về mặt xử lý Dựa trên sinh trưởng của vi sinh vật người ta có thể chia các hệ

thống xử lý sinh học thành hai nhóm là sinh trưởng lơ lửng : bể bùn hoạt tínhAerotank, UASB, SBR…và sinh trưởng bám dính như lọc sinh học, màng sinhhọc Cả hai kiểu sinh trưởng này đều đem lại những hiệu quả nhất định trong xử

lý nước thải Hiệu quả xử lý thường đạt của bể Aerotank từ 80-90% BOD5 và cácchất rắn lơ lửng (nồng độ BOD5 đầu vào thường <400mg/l) Kết quả đó cũngtương tự ở bể lọc sinh học nhỏ giọt

Eco-bio-block (EBB) là vật liệu lọc sinh học được phát minh từ Nhật Bản,được ứng dụng để xử lý nước thải theo cơ chế sinh trưởng bám dính của VSV.EBB của Nhật Bản là một khối rắn được sản xuất thông qua quá trình phatrộn các vật liệu như đá núi lửa ở Nhật kết hợp gắn các hệ vi sinh vật thânthiện với môi trường ( Theo Hitoshi K và cộng sự, 2006) Cơ chế hoạt độngcủa EBB được thực hiện thông qua vai trò của các vi sinh vật được gắn trongtrong khối với mật độ cao bởi độ rỗng và diện tích bề mặt tiếp xúc lớn của vậtliệu, tạo cơ hội nâng cao hiệu quả xử lý Ở các nước Nhật, Ấn Độ, Malaisya,Singapo đã có những công trình công bố nghiên cứu cơ bản về sử dụngEBB trong việc loại bỏ COD và Nitơ, Amoni trong nước thải sinh hoạt Ởnước ta, EBB cải tiến đã được Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâmKhoa học và Công nghệ Việt Nam nghiên cứu và chế tạo thành công bằngcách sử dụng các vật liệu sẵn có trong nước (sỏi nhẹ keramzite phối trộn vớicát, xi măng và than hoạt tính, cấy vi sinh vật) Viện Công nghệ môi trường

đã có các nghiên cứu về việc sử dụng EBB cải tiến để xử lý nước thải sinhhoạt và nước hồ ao cho thấy hiệu quả xử lý của EBB cải tiến với các loạinước thải này khá cao.Cần có nghiên cứu xử lý các đối tượng nước thải tiếptheo để đánh giá khả năng ứng dụng của vật liệu này

Xuất phát từ thực tiễn trên, em thực hiện đề tài “ Nghiên cứu sử dụng vật liệu Eco-Bio-Block (EBB) cải tiến xử lý nước thải bệnh viện.” nhằm

thử nghiệm vật liệu EBB cải tiến trong xử lý nước thải bệnh viện

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Thử nghiệm sử dụng vật liệu EBB cải tiến trong xử lý nước thải bệnhviện và đánh giá hiệu quả

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Hiện trạng phát sinh và đặc trưng của nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện là chất thải ở dạng lỏng phát sinh từ các cơ y tếbao gồm: cơ sở khám bệnh, chữa bệnh; cơ sở y tế dự phòng; cơ sở nghiêncứu, đào tạo y, dược; cơ sở sản xuất thuốc Trong nước thải y tế, ngoài nhữngyếu tố ô nhiễm thông thường như chất hữu cơ, dầu mỡ động, thực vật, còn cónhững chất bẩn khoáng và chất hữu cơ đặc thù, các vi khuẩn gây bệnh, chếphẩm thuốc, chất khử trùng, các dung môi hóa học, dư lượng thuốc khángsinh và có thể có các đồng vị phóng xạ được sử dụng trong quá trình chẩnđoán và điều trị bệnh Do đó nước thải y tế cần được thu gom và xử lý đảmbảo theo các qui định hiện hành

Lượng nước thải phát sinh cần được xử lý tại các bệnh viện thườngđược tính toán dựa trên số lượng bệnh nhân hoặc số giường bệnh (lượng nướcthải tính trên bệnh nhân trong ngày) Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã đưa ramột vài phương pháp ước tính lượng nước thải phát sinh như sau:

- Bệnh viện quy mô nhỏ và trung bình: 200 - 500 lít/người.ngày

- Bệnh viện quy mô lớn: 400 - 700 lít/người.ngày

- Bệnh viện trường học: 500 - 900 lít/người.ngày

Tuy nhiên, lượng nước thải thực tế thu gom phụ thuộc rất nhiều vàochất lượng của hệ thống thu gom trong các cơ sở y tế

Theo thống kê của Bộ Y tế năm 2012, cả nước có 1.087 bệnh viện(1.023 bệnh viện nhà nước, 64 bệnh viện tư nhân) với tổng số hơn 140.000giường bệnh, ngoài ra còn có hơn 10.000 trạm y tế xã, hàng chục ngàn cơ sởphòng khám tư nhân, cơ sở nghiên cứu, đào tạo, sản xuất dược phẩm, sinhphẩm y tế Riêng về nước thải, ước tính mỗi một ngày đêm các cơ sở y tế thải

ra trên 150.000m

Tuy nhiên ,hiện trạng đáng báo động trong việc xử lý nước thải y tế là có tới56% số bệnh viện trên toàn quốc chưa có hệ thống xử lý nước thải và 70% số

hệ thống xử lý nước thải hiện có không đạt tiêu chuẩn cho phép (Bộ trưởng

bộ Y tế PGS.TS Nguyễn Thị Kim Tiến, 2012) Và dù là qua xử lý hay chưa

xử lý nước thải của những cơ sở y tê nước thải hầu hết được gom dẫn rồi đổ

ra các hệ thống nước thải chung và các kênh mương

Về đặc trưng, nước thải bệnh viện có hàm lượng chất hữu cơ dễ phânhủy sinh học khá cao, lượng chất rắn lơ lửng lớn Đặc biệt, nước thải bệnhviện là nguồn điển hình chứa lượng lớn các vi khuẩn gây bệnh Tại hầu hếtcác bệnh viện đã khảo sát, khi phân tích mẫu nước thải cho thấy, tổngColiform nằm trong khoảng 106- 107 MNP/100ml, vượt tiêu chuẩn cho phépnhiều lần (Phí Thị Hải Ninh, Kỹ thuật xử lý chất thải) Ngoài các loại vikhuẩn này, trong nước thải bệnh viện còn có một lượng không ít vi khuẩn gâybệnh khác Do vậy, nước thải bệnh viện nếu không có biện pháp xử lý hữuhiệu, các mầm bệnh này sẽ bị phát tán ra môi trường và thủy vực tiếp nhận,làm gia tăng nguy cơ bùng phát dịch bệnh, ảnh hưởng nghiêm trọng tới môitrường và sức khỏe cộng đồng

Các chất rắn trong nước thải y tế (TS, TSS và TDS)

Thành phần vật lý cơ bản trong nước thải y tế gồm có: tổng chất rắn(TS); tổng chất rắn lơ lửng (TSS); tổng chất rắn hòa tan (TDS) Chất rắn hòatan có kích thước hạt 10-8 - 10-6 mm, không lắng được Chất rắn lơ lửng cókích thước hạt từ 10-3 - 1 mm và lắng được Ngoài ra trong nước thải còn cóhạt keo (kích thước hạt từ 10-5 – 10-4 mm) khó lắng

Theo báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học Bộ Xây dựng “Xây dựngTCVN: Trạm xử lý nước thải bệnh viện - Các yêu cầu kỹ thuật để thiết kế vàquản lý vận hành” Hà Nội, 2008, trong nước thải bệnh viện hoặc các cơ sở y

tế khác, hàm lượng cặn lơ lửng dao động từ 75 mg/l đến 250 mg/l Hàm lượngcủa các chất rắn lơ lửng trong nước thải phụ thuộc vào sự hoạt động của các

bể tự hoại trong cơ sở y tế

Các chỉ tiêu hữu cơ của nước thải y tế (BOD5, COD)

Các chỉ tiêu hữu cơ của nước thải y tế gồm có: nhu cầu oxy sinh hóa(BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD) Các chỉ tiêu hữu cơ của nước thải y tếgồm có: nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD) Theo

dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện của bộ Y tế năm 2014 thì trong nướcthải bệnh viện tại Việt Nam, BOD5 thường có giá trị từ 120mg/l đến 250mg/lít, COD từ 150-500mg/l

Các chất dinh dưỡng trong nước thải y tế (các chỉ tiêu nitơ và phospho)

Trong nước thải y tế cũng chứa các nguyên tố dinh dưỡng gồm Nitơ vàPhốt pho Các nguyên tố dinh dưỡng này cần thiết cho sự phát triển của vi sinhvật và thực vật Nước thải y tế thường có hàm lượng nitơ amôn (N-NH4+ )phụthuộc vào loại hình cơ sở y tế Thông thường nước thải phát sinh từ các phòngkhám và các Trung tâm y tế quận/ huyện thấp (300 - 350 lít/giường ngày)nhưng chỉ số tổng Nitơ cao khoảng từ 50 - 90 mg/l Các giá trị này chỉ có tínhchất tham khảo, khi thiết kế hệ thống xử lý cần phải khảo sát và đánh giá chínhxác nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ở các thời điểm khác nhau.Trong nước, nitơ tồn tại dưới dạng nitơ hữu cơ, nitơ amôn, nitơ nitrit và nitơnitrat (N-NO-

3) Nitơ gây ra hiện tượng phú dưỡng và độc hại đối với nguồnnước sử dụng ăn uống Phốt pho trong nước thường tồn tại dưới dạngorthophotphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4 ) hay polyphotphat [Na3 (PO3)6]

và phốt phát hữu cơ Phốt pho là nguyên nhân chính gây ra sự bùng nổ tảo ở một

số nguồn nước mặt, gây ra hiện tượng tái nhiễm bẩn và nước có màu, mùi khóchịu

Các chất thải bệnh viện (nước thải và rác thải) khi xả ra môi trườngkhông qua xử lý có nguy cơ làm hàm lượng nitơ và photpho trong các sông,

hồ tăng Trong hệ thống thoát nước và sông, hồ, các chất hữu cơ chứa nitơ bịamôn hoá Sự tồn tại của NH4+ hoặc NH3 chứng tỏ sông, hồ bị nhiễm bẩn bởicác chất thải Trong điều kiện có ôxy, nitơ amôn trong nước sẽ bị các loại vi

khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter chuyển hoá thành nitrit và nitrat. Hàm lượng

nitrat cao sẽ cản trở khả năng sử dụng nước cho mục đích sinh hoạt, ăn uống.

Chất khử trùng và một số chất độc hại khác

Do đặc thù hoạt động của các cơ sở y tế, đặc biệt là các bệnh viện, các hóachất khử trùng đã được sử dụng khá nhiều, các chất này chủ yếu là các hợp chấtcủa clo (cloramin B, clorua vôi, ) sẽ đi vào nguồn nước thải và làm giảm hiệuquả xử lý của các công trình xử lý nước thải sử dụng phương pháp sinh học

Ngoài ra, một số kim loại nặng như Pb (chì), Hg (Thủy ngân), Cd(Cadimi) hay các hợp chất AOX phát sinh trong việc chụp X- quang cũng nhưtại các phòng xét nghiệm của bệnh viện trong quá trình thu gom, phân loạikhông triệt để sẽ đi vào hệ thống nước thải có nguy cơ gây ra ô nhiễm nguồnnước tiếp nhận

Các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải y tế

Nước thải y tế có thể chứa các vi sinh vật (VSV) gây bệnh như:

Samonella typhi gây bệnh thương hàn, Samonella paratyphi gây bệnh phó

thương hàn, Shigella sp gây bệnh lỵ, Vibrio cholerae gây bệnh tả,

Ngoài ra trong nước thải y tế còn chứa các vi sinh vật gây nhiễm bẩnnguồn nước từ phân như sau:

-Coliforms và Fecal coliforms: Coliform là các vi khuẩn hình que gram

âm có khả năng lên men lactose để sinh ga ở nhiệt độ 35 ± 0.5oC Coliform có

khả năng sống ngoài đường ruột của động vật (tự nhiên), đặc biệt trong môi

trường khí hậu nóng Nhóm vi khuẩn coliform chủ yếu bao gồm các loài như

Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella và cả Fecal coliforms

(trong đó E coli là loài thường dùng để chỉ định nguồn nước bị ô nhiễm bởi phân) Trong quá trình xác định số lượng Fecal coliform cần lưu ý kết quả có

thể bị sai lệch do có một số vi sinh vật (không có nguồn gốc từ phân) pháttriển được ở nhiệt độ 44oC

-Fecal streptococci: nhóm này bao gồm các vi khuẩn chủ yếu sống trong đường ruột của động vật như Streptococcus bovis và S.equinus Một số

loài có phân bố rộng hơn hiện diện cả trong đường ruột của người và động vật

như S.faecalis và S.faecium hoặc có 2 biotype Các loại biotype có khả năng xuất hiện cả trong nước ô nhiễm và không ô nhiễm Fecal streptococci rất dễ

chết đối với sự thay đổi nhiệt độ.

Bảng 1.1 Thành phần nước thải bệnh viện Thông số Đơn vị Khoảng giá trị Giá trị trung bình

Đối với con người, nước thải bệnh viện này là một trong những nhân tố

cơ bản có khả năng lan truyền vào nước thải những tác nhân truyền nhiễmqua đường tiêu hóa.Đặc biệt nguy hiểm khi nước thải bị nhiễm các vi khuẩngây bệnh có thể dẫn đến dịch bệnh cho người và động vật qua nguồn nước,qua các loại rau được tưới bằng nước thải Khi nước thải bệnh viện được xả thải

ra môi trường mà không qua xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu, các chất độc hại,

vi sinh vật gây hại trong nước thải sẽ xâm nhập vào môi trường và đi theo chuỗithức ăn đi vào cơ thể con người gây ra các căn bệnh nguy hiểm Ngoài ra, khingười dân sử dụng nước bị ô nhiễm do nước thải bệnh viện cũng có thể mắc phảicác bệnh ngoài da, nếu tiếp xúc lâu sẽ có nguy cơ mắc bệnh hiểm nghèo

Nước thải bệnh viện cũng gây ra những ảnh hưởng không nhỏ tới môitrường Nước thải bệnh viện gây ra những ô nhiễm đặc trưng như sự ô nhiễm

do khả năng phân hủy sinh học các chất, quá trình tích lũy sinh học và lantruyền các chất qua chuỗi thức ăn, gây độc tố sinh thái Vì trong nước thảibệnh viện, ngoài những dược phẩm có hoạt tính còn có những chất bổ trợ tổhợp sắc tố, nhứng chất có hoạt tính còn có những chất bổ trợ tổ hợp sắc tố,nhứng loại thuốc được bài tiết ra ngoài mà không được cơ thể chuyển hóa.Ngoài ra, những chất thải như máu, dịch nước tiểu có hàm lượng chất hữu cơcao, phân hủy nhanh nếu không được xử lý đúng tiêu chuẩn, không chỉ gâybệnh mà còn mùi hôi thối, làm ô nhiễm môi trường không khí xung quanh

1.2 Các phương pháp xư lý và một số mô hình xử lý nước thải bệnh viện 1.2.1 Các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện.

Với đặc trưng tính chất như chứa nhiều chất lơ lửng, giàu các dinhdưỡng N, P, hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh nên trong xử lý nước thải y tế cácgiải pháp được áp dụng khá phong phú, tù các giải pháp cơ học để loại bỏ cáctạp chất thô, lơ lửng đến các giải pháp hóa học, sinh học trong xử lý bậc 2

a) Xử lý sơ bộ chất lỏng độc hại

Xử lý sơ bộ được áp dụng cho các loại nước thải từ các phòng nhưphòng xét nghiệm, chất thải lỏng đòi hỏi phải khử khuẩn như khuẩn tả trongphân hoặc dịch nôn mửa Xử lý sơ bộ có thể sử dụng các biện pháp hóa học

để trung hòa, biện pháp hóa học, vật lý để khử khuẩn chất thải nguy cơ lâynhiễm rất cao

Sữa vôi (CaO) có thể được sử dụng để khử trùng chất thải lỏng với hàmlượng hữu cơ cao đòi hỏi phải khử trùng (như khuẩn tả trong phân hoặc dịchnôn mửa) Để khử trùng khuẩn tả trong phân hoặc dịch nôn mửa, phân hoặcdịch nôn mửa được trộn lẫn với sữa vôi theo tỷ lệ 1:2, thời gian tiếp xúc tốithiểu là 6 giờ Với nước tiểu, trộn theo tỷ lệ 1:1, thời gian tiếp xúc tối thiểu 2giờ (Robert Koch Institute, 2003)

Nước thải phóng xạ từ xạ trị phải được thu gom riêng và được lưu giữ antoàn cho đến khi cường độ phóng xạ đã giảm xuống đến mức cho phép Sau thờigian lưu giữ cần thiết, nước thải có thể được xả vào một hệ thống thoát nước

Nước thải y tế sau khi xử lý bậc 1 bằng phương pháp cơ học trong cáccông trình Các pháp cơ học được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lýnước thải nói chung nhằm loại bỏ các tạp chất thô, có kích thước lớn và trongnước thải y tế cũng vậy, chúng thường được đặt ngay đầu hệ thống xử lý haycòn gọi là quá trình tiền xử lý nước thải.Tùy vào kích thước, tính chất hóa lí,hàm lượng cặn lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ làm sạch cần thiết mà

ta sử dụng một trong các quá trình sau: lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn

rác, lắng dưới tác dụng của lực li tâm, trọng trường và lọc Các công trình xử

lý: song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu, bể lắng (đợt 1), lọc…

Hình 1.1: Song chắn rác

Bảng 1.2 Các công trình xử lý cơ học Công trình Áp dụng

Song chắn rác Tách các chất rắn thô và có thể lắng

Lưới chắn rác Tách các chất rắn có kích thước nhỏ hơn

Nghiền rác Nghiền các chất rắn thô đến kích thước nhỏ hơn, đồng nhất

Bể điều hòa Điều hòa lưu lượng và nồng độ (tải trọng BOD, SS)

Khuấy trộn Khuấy trộn hóa chất và chất khí với nước thải, giữ cặn lắng ở

của nước, hoặc sử dụng để nén bùn sinh học

Lọc Tách các hạt cặn còn lại sau xử lý sinh học, hóa học

Màng lọc Tương tự như quá trình lọc Tách tảo từ nước thải sau hồ ổn định Vận chuyển khí Bổ sung và tách khí

c) Xử lý bậc 2

Trong giai đoạn xử lý bậc hai có thể dụng các phương pháp hóa học vàsinh học

Phương pháp hóa học.

Các phương pháp xử lý hóa học gồm có: oxy hóa khử, trung hòa - kết tủahoặc phản ứng phân hủy các chất độc hại

Bảng 1.3 Áp dụng các quá trình hoá học trong xử lý nước thải

Quá trình Áp dụng

Trung hoà Đưa pH của nước thải về khoảng 6,5 – 8,5 thích hợp cho

công đoạn xử lý tiếp theo

Kết tủa Tách phospho và nâng cao hiệu quả của việc tách cặn lơ

lửng ở bể lắng đợt 1

Hấp phụ Tách các chất hữu cơ không được xử lý bằng phương pháp

hoá học thông thường hoặc bằng phương pháp sinh học

Nó cũng được sử dụng để tách kim loại nặng, khửChlorine của nước thải trước khi xả vào nguồn

Phá huỷ chọn lọc các vi sinh vật gây bệnh

(Metcalf & Eddy, 1991)

Phương pháp xử lý sinh học

Đây là phương pháp xử lý nước thải bệnh viện đượcứng dụng phổbiến nhất ở nước ta cũng như các nước trên thế giới Xử lý bằng phương phápsinh học là việc dựa trên khả năng sống và hoạt động của vi sinh vật đểkhoáng hoá các chất bẩn hữu cơ trong nước thải thành các chất vô cơ, cácchất khí đơn giản và nước Các vi sinh vật sử dụng một số hợp chất hữu cơ vàmột số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng Trong quátrình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh

trưởng và sinh sản nên khối lượng sinh khối được tăng lên Dựa trên nhu cầu

ô xy trong quá trình sinh trưởng và chuyển hóa các chất ô nhiễm của vi sinhvật người ta chia thành quá trình sinh học hiếu khí và quá trình sinh học kỵkhí, ngoài ra còn có dạng trung gian trong nhu cầu oxy của vi sinh vật là quátrình thiếu khí Hoặc dựa trên phương thức sinh trưởng của vi sinh vật trong

các hệ thống xử lý người ta chia quá trình xử lý sinh học thành sinh trưởngbám dính và sinh trưởng lơ lửng

Qúa trình sinh trưởng lơ lửng được đề cập ở đây được hiểu đồng nghĩavới bùn hoạt tính ở cả điều kiện hiếu khí và điều kiện kỵ khí Tương tự nhưvậy sinh trưởng bám dính được hiểu đồng nghĩa với màng sinh học

 Sinh trưởng lơ lửng- bùn hoạt tính Bùn hoạt tính là tập hợp các

VSV khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn kết lại thành dạng hạt bông với trungtâm là các chất rắn lơ lửng trong nước Các bông này có màu vàng nâu dễlắng có kích thước thừ 3 đến 150µm Những bông này gồm các VSV sống vàcặn rắn( khoảng 30 đến 40% thành phần cấu tạo bông, nếu hiếu khí bằng thổikhí và khuấy đảo trong thời gian ngắn thì con số này khoảng 30%, thời giandài khoảng 35% và kéo dài vài ngày có thể tới 40%) Những VSV sống ở đâychủ yếu là vi khuẩn, ngoài ra còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, động vậtnguyên sinh, dòi, giun…Bùn hoạt tính lắng xuống là ‘ bùn già,’, hoạt tính

giảm Nếu được hoạt hóa sẽ sinh trưởng trở lại và thuộc tính phục hồi Lượng

VSV trong bùn hoạt tính dao động trong khoảng 108 – 1012 trên 1 mg chấtkhô Hiệu quả của quá trình xử lý nước thải sẽ phụ thuộc vào nồng độ và tuổicủa bùn hoạt tính, thời gian lưu bùn trong thiết bị, pH, nhiệt độ nước thải…(PGS.TS Lương Đức Phẩm,1998)

Bể hiếu khí truyền thống

Bể hiếu khí trộn là loại bể hiếu khí dùng để xử lý sinh học hoàn toànhoặc không hoàn toàn các loại nước thải bệnh viện Tác nhân để xử lý nướcthải là bùn hoạt tính Trong quá trình này, các loại vi khuẩn hiếu khí tích tụthành các bông bùn (sinh trưởng lơ lửng) sẽ hấp thụ các chất hữu cơ và sửdụng oxy được bão hòa trong nước để oxy hóa chất hữu cơ Nồng độ ôxy hoàtan cần thiết được duy trì trong hiếu khí là 4 mg/L, tối thiểu là 2 mg/L Cấpkhí cho bể hiếu khí có thể bằng máy thổi khí hoặc máy khuấy Chiều sâu đặtthiết bị phân phối khí trong bể hiếu khí phụ thuộc chiều sâu bể, là 0,5 - 1m khidùng hệ thống cấp khí áp lực thấp hoặc 3 - 6 m khi dùng các hệ cấp khí khác

Hình 1.2: Bể hiếu khí truyền thống

Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ

Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch Reactor

– Sau đây viết tắt là SBR) kết hợp cả 3 quá trình xử lý thiếu khí, xử lý hiếukhí và lắng bùn hoạt tính, được dùng để xử lý BOD và nitơ trong nước thảibệnh viện Số bể SBR tối thiểu là 2

Trong bể SBR, liều lượng bùn hoạt tính dao động từ 0,5g/L đến 6 g/l.Thời gian cấp nước thải và diễn ra quá trình thiếu khí từ 1,0 giờ đến 1,5 giờ;thời gian sục khí tiếp theo từ 1,5 giờ đến 5,0 giờ; thời gian lắng, xả nước thải

và bùn từ 1,5 giờ đến 2,5 giờ Tổng thời gian một chu kỳ trong bể SBR từ 4giờ đến 9 giờ Lượng bùn giữ lại sau mỗi chu kỳ trong bể SBR thườngchiếm 20 đến 30% thể tích bể

Bể hiếu khí thổi khí kéo dài

Bể Hiếu khí thổi khí kéo dài thường dùng để xử lý BOD, nitơ amoni

và ổn định hiếu khí một phần bùn Thời gian thổi khí trong bể hiếu khí ôxyhóa hoàn toàn t (h) phải lớn hơn 4 giờ Các công trình phía sau bể hiếu khíthổi khí kéo dài để oxy sinh hóa hoàn toàn các chất hữu cơ được thiết kế theocác thông số sau:

-Thời gian nước lưu lại trong vùng lắng của bể lắng đợt hai với lưulượng lớn nhất không dưới 1,5giờ

-Lượng bùn hoạt tính dư chọn bằng 0,35 kg trên 1 kg BOD Việc xảbùn hoạt tính dư cho phép thực hiện đối với bể lắng và bể hiếu khí khi liềulượng bùn đạt tới 5g/L - 6 g/L Độ ẩm bùn xả từ bể lắng là 98% và từ hiếu khí

là 99,4%

Hình 1.3: Bể hiếu khí thổi khí kéo dài

Quá trình sinh trưởng bám dính : Màng sinh học là tập hợp các loài

VSV khác nhau, có hoạt tính oxi hóa các chất hữu cơ trong nước khi tiếp xúcvới màng Màng này dày từ 1-3 mm và hơn nữa, màu của màng thay đổi theothành phần của của nước thải từ màu xám đến màu nâu tối Trong quá trình

xử lý nước thải chảy chảy qua fin lọc sinh hoc có thể cuốn theo các hạt màngvới kích thước từ 15-30µm có màu sáng vàng hoặc nâu.Màng sinh học đượctạo thành từ hàng triệu đến hàng tỷ tế bào vi khuẩn, các VSV khác nhau và có

cả nguyên sinh động vật Khác với quần thể VSV ở bùn hoạt tính ,, thànhphần và số lượng các loài ở màng sinh học tương đối đồng nhất Mỗi mànglọc có một quần thể cho riêng mình Sự khác nhau không chỉ là số lượng mà

cả chất lượng Khi nước chảy qua màng lọc sinh học, do hoạt động sống củaquần thể VSV sẽ thay đổi thành phần nhiễm bẩn của các chất hữu cơ có trongnước Các chất hữu cơ dễ phân giải được VSV sử dụng trước với vận tốcnhanh, đồng thời số lượng của quần thể tương ứng này phát triển nhanh Cácchất hữu cơ khó phân hủy sẽ được sử dụng sau với tốc độ chậm hơn và quầnthể VSV đồng hóa chúng phát triển muộn hơn Màng sinh học được tạo thànhchủ yếu là các vi khuẩn hiếu khí Ngoài ra màng còn có các vi khauanr tùytiện và kỵ khí Ở ngoài cùng lớp màng là lớp hiếu khí, rất dễ thấy loại trực

khuẩn Bacillus Lớp trung gian là các vi khuẩn tùy tiện, như Pseudomonas, Alcaignes, Flavobacterium, Micrococus và Bacillus Lớp sâu bên trong màng

là vi khuẩn kị khí khử lưu huỳnh và nitrat Desulfovibrio.

Các thiết bị xử lý theo kiểu sinh trưởng này như : thiết bị lọc sinh họcnhỏ giọt, đĩa quay sinh học, thiết bị lọc sinh học hiếu khí, kỵ khí… Vật liệuđệm là vật liệu có độ xốp cao, khối lượng riêng nhỏ và bề mặt riêng phần lớn

như sỏi đá, ống nhựa, sợi nhựa, sơ dừa,…

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý trong thiết bị lọc sinh học là:bản chất của chất hữu cơ ô nhiễm, vận tốc oxy hóa, cường độ thông khí, tiếtdiện màng sinh học, thành phần vi sinh, diện tích và chiều cao thiết bị, đặctính vật liệu đệm (kích thước, độ xốp và bề mặt riêng phân), tính chất vật lýcủa nước thải, nhiệt độ của quá trình, tải trọng thủy lực, cường độ tuần hoàn,

sự phân phối nước thải

Bể lọc sinh học

Bể lọc sinh học dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh họchiếu khí mức độ hoàn toàn hoặc không hoàn toàn Bể hoạt động theo nguyêntắc vi sinh vật dính bám trên vật liệu lọc rắn và hình thành màng lọc sinh học

Áp dụng tại Việt Nam hiện có hai dạng bể lọc sinh học bao gồm:

Giá thể của vi sinh vật kỵ khí là các tấm nhựa hình sóng dính kết vớinhau thành khối hoặc các loại đá cuội, antraxit, gạch vỡ, đường kính tươngđương từ 40mm đến 70 mm xếp thành đống trong bể Khối đệm có độ rỗng từ40% (giá thể vật rắn dạng cục đường kính 40-50mm) đến 98% (giá thể là khốitấm nhựa mỏng hình sóng) Nước thải dẫn vào trong bể lọc sinh học kỵ khíphải tạo được thành dòng lan tỏa đều trong khe hở giữa hai bề mặt giá thể.Thời gian nước lưu lại trong bể không nhỏ hơn 1,5 giờ Hiệu suất xử lý nước

thải đạt tới 50% theo BOD (Dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện, 2014)

Giá thể của vi sinh vật hiếu khí là các tấm nhựa hình sóng vật liệuPVC, HIPS hoặc ABS, dày từ 0,25 đến 0,35 mm, gắn với nhau thành khốihoặc các linh kiện nhựa hình dạng kích thước khác nhau xếp thành khối trong

bể Giá thể vi sinh vật hiếu khí ngập nước cũng có thể là cát, antraxit, sỏi cuội

và các vật liệu xốp khác Cấp không khí cho bể bằng máy thổi khí, máy sụckhí dạng jet hoặc quạt gió cưỡng bức hoạt động liên tục Oxy phân tán vàonước nhờ thiết bị khuếch tán khí, aerolif hoặc ejectơ Trong bể, nước thảiđược bão hòa ôxy tạo thành dòng động liên tục qua các lớp đệm vi sinh Thờigian nước lưu lại trong bể trên 2 giờ Hiệu suất xử lý theo BOD5 trong bể từ

70 đến 90%.(Dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện, 2014)

Hình 1.4: Giá thể vi sinh vật của bể lọc sinh học ngập nước

Để kết hợp xử lý nitơ trong nước thải, bể xử lý kỵ khí được bố trí trước

bể hiếu khí Trong bể xử lý hiếu khí, thời gian thổi khí được tính toán kéo dàitrên 4 giờ để đảm bảo cho quá trình nitrat hóa diễn ra Sau đó một phần hỗnhợp nước thải và bùn thứ cấp từ bể hiếu khí được đưa về bể kỵ khí tạo điềukiện cho quá trình khử nitrat diễn ra Lượng hỗn hợp nước thải và bùn tuầnhoàn từ 0,15 đến0,25% lưu lượng nước thải vào bể Tải trọng amoni tính toán0,3 - 2kg N-NH4+/ m3 vật liệu đệm/ngày (Dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnhviện, 2014)

Bể lọc sinh học nhỏ giọt

Dạng bể lọc sinh học nhỏ giọt được cấp gió tự nhiên hoặc cấp gió nhântạo Thông gió tự nhiên thực hiện qua các cửa cấp gió bố trí đều khắp bề mặt

thành bể Tổng diện tích lỗ cấp gió trong phạm vi sàn bể và sàn lọc là 1-5%diện tích bể lọc Thành bể kín để thông gió nhân tạo Dùng quạt gió thổikhông khí vào khoảng không gian giữa sàn lọc và sàn đáy bể với áp lực100mm cột nước (ở chỗ cửa vào) Số đơn nguyên bể lọc không dưới 2 vàkhông quá 8, tất cả đều hoạt động Tính toán máng phân phối và tháo nướccủa bể lọc sinh học theo lưu lượng lớn nhất Có thiết bị để xả cặn và để rửađáy bể lọc sinh học khi cần thiết.

Hàm lượng BOD5 của nước thải đưa vào bể lọc sinh học không lớn hơn200mg/L Nếu nước thải có BOD lớn hơn 200 mg/L thì phải tuần hoàn nước

Vật liệu lọc của bể lọc sinh học nhỏ giọt chủ yếu là dạng hạt có thể là

đá dăm, cuội, sỏi, xỉ đá keramzit, chất dẻo (có khả năng chịu được nhiệt độ 6

-300C mà không mất độ bền) Vật liệu lọc cần có chiều cao giống nhau, cỡ hạtđồng đều theo chiều cao bể (Dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện, 2014)

Nước thải được phân phối trên bề mặt vật liệu lọc theo chu kỳ bằngnhiều cách khác nhau Khi phân phối nước bằng các loại vòi phun với áp lực

tự do, áp lực tại vòi phun cuối cùng không dưới 0,5m cột áp

Hình 1.5: Sơ đồ cấu tạo bể lọc sinh học

Đĩa quay sinh học

Đĩa quay sinh học được sử dụng để xử lý nước thải trong công đoạn xử

lý sinh học Hệ thống được thiết kế dạng đĩa với vi sinh vật bám dính trên đĩa

Hệ chuyển động được gắn vào trục làm cho đĩa chuyển động quay tròn Hệthống này giúp cho oxy đi vào sâu bên trong của giá thể sinh học Đường kínhđĩa thường từ 1-4 m, khoảng cách giữa các đĩa là 10 - 20 mm Để đảm bảo sựhoạt động ổn định của hệ thống, khoảng 40% đĩa được đặt chìm dưới nước

thải và vận tốc quay của đĩa đạt từ 1 - 1,6 vòng/ phút.

Hình 1.6 Cấu tạo đĩa quay sinh học 1.2.2 Một số quy trình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện đang được

áp dụng tại Việt Nam

• Xử lý nước thải bệnh viện bằng bùn hoạt tính trong bể hiếu khí (Aerotank).

Nguyên lý xử lý nước thải của hệ thống

Hình 1.7: Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện bằng bùn hoạt tính trong

bể hiếu khí

Nước thải từ các bể phốt, khu vệ sinh ở các khoa, phòng, buồng bệnhđược thu gom qua hệ thống cống thu đến bể điều hoà có lắp thiết bị song chắnrác nhằm loại bỏ các vật có kích thước lớn như bơm tiêm, mảnh thuỷ tinh vỡ,bông gạc, đồ vải, để đảm bảo cho máy móc, thiết bị và các công trình phíasau hoạt động có hiệu quả.

Bể điều hoà làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ chất bẩntrong nước thải Tại đây, nước thải được khuấy trộn và làm thoáng sơ bộ nhờ

hệ thống sục khí, sau đó được bơm lên bể lắng đợt 1 (bể lắng sơ cấp) Cácbông cặn bẩn, chất rắn có khả năng lắng sẽ lắng xuống đáy và được đưa đến

bể thu bùn

Nước phần trên đi đến bể hiếu khí, tại bể này hàm lượng bùn hoạt tínhđược duy trì lơ lửng để oxy hoá các chất bẩn, hợp chất hữu cơ thành nhữngchất ổn định tạo bông cặn dễ lắng Môi trường hiếu khí trong bể đạt được nhờ

sử dụng hệ thống sục khí nhằm duy trì hỗn hợp lỏng trong thiết bị luôn ở chế

độ khuấy trộn hoàn toàn với không khí Sau một thời gian lưu nhất định, hỗnhợp sinh khối được đưa sang bể lắng đợt 2 (lắng thứ cấp)

Tại bể lắng đợt 2, bùn được lắng xuống tách ra khỏi nước đã xử lý vàmột phần bùn lắng tuần hoàn trở lại bể hiếu khí để duy trì nồng độ bùn hoạttính trong bể Phần nước sạch sau khi được lắng tại bể lắng đợt 2 qua bể khửtrùng với dung dịch Clo được định lượng bơm vào, hoặc qua bể sục ôzôn.Nước thải sau khi xử lý được xả ra môi trường

Phần bùn tạo ra từ bể lắng đợt 1, bể lắng đợt 2 được xả định kỳ nhờ áplực thuỷ tĩnh, bùn được tháo xuống bể nén bùn Tại bể nén, bùn được giảmthể tích và tự phân huỷ, diệt trừ các vi sinh gây bệnh Bùn đã được nén giảmthể tích được chuyển đến bể chứa bùn và định kỳ đem chôn tại bãi chôn lấp

• Xử lý nước thải bệnh viện theo công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt (Biophil) Nguyên lý xử lý nước thải của hệ thống

Hình 1.8: Sơ đồ xử lý nước thải bệnh viện theo công nghệ lọc sinh

Tiếp đó nước thải được chảy tràn hoặc bơm tới bể lọc sinh học nhỏgiọt tùy thuộc cách bố trí hệ thống ngầm hay nổi Tại đây dựa vào khả năngcủa vi sinh vật sử dụng những chất hữu cơ có trong nước thải làm nguồndinh dưỡng để sống và biến đổi chất, giải phóng các chất vô cơ vô hại Trong

bể lọc sinh học nước thải được tưới đều xuống lớp vật liệu lọc là các loại đácục, cuội có kích thước nhỏ hơn 30 mm, với chiều cao vật liệu lọc từ 1,5 -2m Các hạt vật liệu lọc sẽ được bao bọc một lớp màng vi sinh vật

Nước ra khỏi bể lọc sinh học được bơm lên bể lắng thứ cấp, phần bùnlắng xuống đáy được đưa đến bể nén bùn, phần nước trong dẫn đến bể khửtrùng để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh Nước sau khi xử lý thải ra hệ thốngcống thành phố hoặc ao hồ

Trong số 2 mô hình đã được giới thiệu, mỗi một mô hình đều có một

số ưu điểm và nhược điểm nhất định Một mô hình công nghệ phù hợp phảiđược tính toán, chọn lựa sao cho phù hợp nhất với điều kiện thực tế của cơ

sở y tế đang hoạt động, có tính đến sự phát triển trong tương lai

Ra ao, hồ

Bể điều hòa

và lắng 1Song chắn rác

Bảng 1.4: So sánh ưu nhược điểm của một số mô hình công nghệ xử lý

nước thải bệnh viện

- Kết cấu đơn giản, lắpđặt đơn giản, thuận tiện,chi phí đầu tư không cao;

- Có thể không cần cấpkhí cưỡng bức;

- Vận hành và bảo dưỡngđơn giản, chi phí vậnhành không cao do tiêuthụ ít điện năng, khôngđòi hỏi nhân viên vậnhành có trình độ cao;

- Chiếm ít diện tích hơncông nghệ bùn hoạt tính;

- Không gây tiếng ồn

- Chi phí đầu tư cho hệ thốngkhoảng 15 - 18 triệu/m3 nướcthải;

- Không phù hợp với loại nướcthải có mức độ ô nhiễm hữu cơ

và nitơ cao;

- Cần có bể điều hòa để ổn địnhnước thải và cần có bể lắng thứcấp hở và cồng kềnh;

- Không vận hành được nếu mấtđiện;

- Cần có trạm bơm nước thải sau

- Thiết bị hoạt động tựđộng không tốn nhiềunhân công vận hành

- Chi phí đầu tư cho hệ thốngkhoảng từ 15 - 18 triệu đồng/m3nước thải;

- Dễ xảy ra hiện tượng bùn khólắng làm giảm hiệu quả xử lýnước thải Để khắc phục tìnhtrạng này đòi hỏi nhân viên vậnhành có kiến thức và trình độtốt;

- Tiêu hao nhiều điện năng đểcung cấp không khí cưỡng bức,chi phí vận hành cao; không thểvận hành nếu mất điện;

- Có thể phát tán tiếng ồn, mùihôi và vi sinh vật gây bệnh ramôi trường nếu không vận hànhđúng cách;

- Cần thời gian khá lâu để hệbùn hoạt tính hoạt động lại bìnhthường sau sự cố

1.3 Giới thiệu về vật liệu EBB

Eco-bio-block (EBB) là một khối rắn được sản xuất thông qua quá trìnhpha trộn các vật liệu như đá núi lửa kết hợp gắn các hệ vi sinh vật thân thiệnvới môi trường và được ứng dụng trong xử lý môi trường Cơ chế hoạt độngcủa EBB được thực hiện thông qua vai trò của các vi sinh vật được gắn trongkhối với mật độ cao bởi độ rỗng và diện tích bề mặt tiếp xúc lớn của vật liệu

Trên thế giới đã có những công trình công bố nghiên cứu cơ bản về sửdụng EBB trong việc loại bỏ COD và Nitơ, Amoni trong nước thải sinh hoạtThông thường EBB đảm nhận vai trò loại bỏ các chất ô nhiễm bằng cách duytrì sự cân bằng tự nhiên và loại bỏ liên tục các vi sinh vật có hại trong nguồnnước bị ô nhiễm Các dự án lớn ứng dụng EBB trong xử lý nước thải của sôngMelaka Malaysia (hình 1.9), đặc biệt trong lĩnh vực làm sạch các bể cá cảnhcông nghệ EBB đã thể hiện vai trò rất rõ rệt tại nhiều quốc gia Nhật Bản, Ấn

độ, Malaysia, Singaopre Ví dụ được minh họa ở hình 1.10 Trong khi đó, mộtnghiên cứu trên quy pilot tại điểm xả thải Mayur Vihar, Ấn Độ, tiến hành từtháng 12 năm 2006 đến tháng 4 năm 2007 cho thấy hiệu suất xử lý các chất ônhiễm đã giảm được xấp xỉ trên dưới 50% (trình bày trong bảng 1.4)

Bảng 1.5 Hiệu suất xử lý của công nghệ EBB tại Mayur Vihar, Ấn Độ

STT Thông số Trước xử lý Sau xử lý Hiệu suất, %

Tại Nhật bản đã có nghiên cứu của Hitoshi đã khảo sát về vai trò củaEBB trong việc loại bỏ các ký sinh trùng, ấu trùng muỗi trong nước thải vàkhả năng lọc sạch nước thải để loại bỏ các chất ô nhiễm Qua nghiên cứu này,

tác giả đã thu được những số liệu có giá trị hữu hiệu về mặt khoa học trongviệc làm rõ được khả năng tăng hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm và sản sinh ítchất pyriproxyfen, đây là một pyridine có vai trò tiêu diệt các ấu trùng của

động vật thân đốt và các vi khuẩn Bacillus subtilis natto cố định trong khối

EBB sẽ làm tăng hiệu quả xử lý

Tại malaisya, trong nghiên cứu của Mohd lại đề cập đến vai trò củaEBB trong việc đánh giá chất lượng nước của sông Sungai Kenawar Segamattại Malaysia, các thông số được nhóm tác giả tiến hành khảo sát để đánh giánhư: hàm lượng ôxy hòa tan (DO), TDS, BOD, COD, các hợp chất nitơ NH3-

N, NO3- và NO2- Qua nghiên cứu này, tác giả đã kết luận việc ứng dụng EBBcho xử lý nước thải ô nhiễm tại các lạch, mương, sông nhỏ là rất phù hợp,mang lại hiệu quả cao, không sử dụng hóa chất hay tốn chi phí về năng lượngcho quá trình xử lý EBB còn được nghiên cứu rất tỉ mỉ và chi tiết về nhiềukhía cạnh trong việc ứng dụng để xử lý nước thải tại các ao hồ, sông nhỏ vàmương dẫn của các khu dân cư trong luận văn tốt nghiệp của tác giả Ridzuan,

2006 tại trường Đại học Công nghệ Malaysia Tác giả đã đưa ra được nhữngthông số về hữu cơ, nitơ thích hợp để ứng dụng EBB trong xử lý nước thải sinhhoạt Kết quả cuối cùng Ridzuan cho rằng EBB rất phù hợp cho xử lý theo môhình mương ô xy hóa cho đối tượng nước thải sinh hoạt tại các khu dân cư vớimật độ không cao Được phát minh tại Nhật Bản và ngày được ứng dựng rộng rãitại nhiều quốc gia, EBB đã chứng minh được tính năng ưu việt như không sửdụng hóa chất, không tốn chi phí năng lượng và thân thiện với môi trường

Hình 1.9 EBB được ứng dụng trong xử lý nước sông Melaka

Malaysia

Hình 1.10 Ứng dụng của EBB trong làm sạch bể cá cảnh

Hình 1.11 Hình ảnh viên EBB nguyên mẫu Nhật Bản

Ở Việt Nam, Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện Hàn lâm Khoahọc và Công nghệ Việt Nam đã bước đầu tiếp cận với EBB nguyên mẫu từNhật Bản Tại đây các nhà nghiên cứu đã tìm ra công thức chế tạo EBB cảitiến bằng các vật liệu sẵn có trong nước Cụ thể như vật liệu chính là sỏi nhẹkeramzite phối trộn với cát, xi măng và than hoạt tính, nhóm nghiên cứu đãphối trộn thành công khối EBB đầu tiên có tính chất cơ lý rất giống với EBBnguyên mẫu từ Nhật Bản Các sản phẩm EBB được trình bày trên Hình 1.12.Việc ứng dụng vật liệu sỏi nhẹ làm giá thể cho vi sinh vật đã được thực hiệntrên những nghiên cứu trước đây bởi Đỗ Văn Mạnh và cộng sự, 2007