Công nghệ xử lý nước thải y tế

I. Tính cấp thiết của vấn đề II. Tổng quan về nước thải y tế II.1. Một số khái niệm về nước thải y tế II.2. Nguồn gốc phát sinh II.3. Tính chất đặc trưng II.4. Thành phần đặc trưng II.5. Áp lực xả thải II.6. Tác động của nước thải y tế tới môi trường III. Giới thiệu công nghệ xử lí nước thải y tế III.1. Một số công nghệ đang được xử lí III.2. Giới thiệu công nghệ xử lí phổ biến Công nghệ xử lí nước thải y tế AAO III.2.1. Giai đoạn xử lí III.2.2. Sơ đồ công nghệ III.2.3. Điều kiện sử dụng và địa điểm thực hiện III.2.4. Ưu nhược điểm và giải pháp IV. Kết luận

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM KHOA: MÔI TRƯỜNG

~~~~~~*~~~~~~

BÀI TIỂU LUẬN

KỸ THUẬT XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Tên đề tài: Công nghệ xử lý nước thải y tế

Giáo viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Ngọc Tú Nhóm thực hiện : Nhóm 1 – tiết 789 thứ 3 – TY106

HÀ NỘI – 2016

1

Danh sách thành viên nhóm I:

STT Mã sinh viên H lót ọ Tên Mã l p ớ Tên l p ớ Đi m thành ể viên

Nội dung trình bày

I Tính cấp thiết của vấn đề

II Tổng quan về nước thải y tế

II.1 Một số khái niệm về nước thải y tế

II.2 Nguồn gốc phát sinh

II.3 Tính chất đặc trưng

II.4 Thành phần đặc trưng

II.5 Áp lực xả thải

II.6 Tác động của nước thải y tế tới môi trường

III Giới thiệu công nghệ xử lí nước thải y tế

III.1 Một số công nghệ đang được xử lí

III.2 Giới thiệu công nghệ xử lí phổ biến

Công nghệ xử lí nước thải y tế AAO

III.2.1 Giai đoạn xử lí

III.2.2 Sơ đồ công nghệ

III.2.3 Điều kiện sử dụng và địa điểm thực hiện III.2.4 Ưu nhược điểm và giải pháp

IV Kết luận

I

TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ

Kinh tế ngày càng phát triển, xã hội tiến bộ đồng nghĩa với việc mức sống của người dân ngày một tăng cao Kéo theo như cầu chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cũng như chữa trị bệnh tật ngày càng tăng lên

Dịch vụ y tế cũng từ đó mà xuất hiện ngày một quy mô và hiện đại hơn Các cơ sở dịch vụ y tế như phòng khám, chữa bệnh, bệnh viện tư nhân mọc lên cùng với những bệnh viện của Nhà nước…

Hoạt động y tế cũng như bất kì hoạt động sản xuất nào đều phát sinh chất thải đặc thù Ở đây được gọi là chất thải y tế Mỗi ngày tất cả các cơ sở có dịch vụ

y tế trong nước thải ra từ 350-400 tấn chất thải y tế Trong đó có khoảng 120.000

m3 nước thải y tế Đó thật sự là một con số khổng lồ

Nước thải y tế là một loại nước thải có thành phần phức tạp, trong đó có chứa nhiều vi sinh vật gây dịch bệnh nguy hiểm, ngoài ra với thành phần hóa học đặc trưng của nước thải y tế là nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái môi trường,…

Vì vậy, việc tìm ra một công nghệ xử lí nước thải y tế là vô cùng quan trọng Tuy nhiên, với nhiều lí do khác nhau, lựa chọn một công nghệ xử lí hiệu quả vẫn còn rất nhiều hạn chế Đó là nước thải sau khi xử lí cần đạt được QCVN, TCVN; công nghệ xử lí cần tiết kiệm, hiệu quả; dễ dàng trong việc lắp đặt, sử dụng;…

Do tính cần thiết của vấn đề này, nhóm 01 đã tìm hiểu và nghiên cứu về đặc điểm của nước thải y tế, các công nghệ xử lí nước thải bệnh viện đang được áp dụng và đề xuất công nghệ xử lí phù hợp với nước thải y tế đối với Việt Nam hiện nay

Hiện nay có rất nhiều công nghệ xử lí nước thải hiện đại và được áp dụng nhiều trong thực tế Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm khác nhau, một trong số đó nhóm 01 sẽ giới thiệu về công nghệ AAO của Nhật Bản

II

TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ

II.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ

Chất thải y tế là chất thải từ các hoạt động khám chữa bệnh, chăm sóc, xét

nghiệm, nghiên cứu…

Chất thải y tế nguy hại là chất thải có các thành phần như: máu, dịch cơ thể,

chất bài tiết, các bộ phận, cơ quan, bơm, kim tiêm, vật sắc nhọn, dược phẩm, hoá chất, chất phóng xạ…

Nước thải y tế là dung dịch từ các phòng khám, chữa bệnh hoặc từ các bệnh

viện thải ra; bao gồm chất lỏng thải ra trong điều trị (máu, mủ, dịch tiết, dịch rửa,

…), hóa chất (thuốc thừa, nước rửa dụng cụ,…), các chất rắn bị phân hủy và nước thải sinh hoạt y tế (vệ sinh, lau chùi,…)

II.2 NGUỒN GỐC PHÁT SINH

Nước thải bệnh viện thường phát sinh từ 2 mục đích chính: từ sử dụng cho mục đích sinh hoạt của các bộ, y tá, bác sĩ và bệnh nhân trong bệnh viện, từ sử dụng cho các mục đích khám chữa bệnh

Trong đó, nước thải từ các phòng điều trị, phòng phẫu thuật, phòng truyền máu, lau rửa phòng mổ, vệ sinh phòng bệnh là nguồn tạo ra các chất thải nguy hại, phát sinh lượng lớn vi trùng, chủ yếu là các virus đường tiêu hóa, bại liệt, các loại ký sinh trùng, các loại nấm Nguồn nước thải này nếu không được xử lý thì sẽ

là nguồn lan truyền bệnh dịch cho con người

Ngoài ra còn do các hóa chất phát sinh từ các loại thuốc, huyết thanh, vacxin quá hạn, các dung môi hữu cơ, các hóa chất xét nghiệm Các loại hóa chất này có ảnh hưởng lớn tới sức khỏe của con người Đồng thời, việc chứa các loại kháng sinh quá hạn sẽ làm chết các vi sinh vật có trong nước tự nhiên

Nước thải từ các hoạt động tắm giặt, vệ sinh phòng bệnh, sinh hoạt của bác sĩ,

y tá, bênh nhân chứa nhiều hợp chất hữu cơ dễ bị phân hủy

II.3 TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG

Nước thải bệnh viện chủ yếu là 80% là nước thải sinh hoạt của bệnh nhân, thân nhân và cán bộ công nhân viên bệnh viện Ngoài ra, 20% còn lại là nước từ phẫu thuật, dịch tiết, máu, mủ, khám chữa bệnh, xét nghiệm, giặt giũ Do đó:

- Đây là loại nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, lượng chất rắn lơ lửng lớn, các vi trùng gây bệnh, nhất là các bệnh truyền nhiễm như thương hàn, tả, lỵ,… có thể gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của cộng đồng

- Nồng độ BOD5, COD trong nước thải không cao, rất thích hợp cho quá trình xử lý sinh học

Do đặc thù của nguồn nước thải bệnh viện thường chứa nhiều khuẩn coliform, fecal – colifom, các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng của N, P, các chất rắn lơ lửng

và các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh.,…Bởi vậy, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải bệnh viện là một công việc khá khó khăn

II.4 THÀNH PHẦN ĐẶC TRƯNG:

- Ô nhiễm hữu cơ:

+ Các chất dễ phân hủy sinh học (hoặc các chất tiêu thụ oxy) là cacbonhydrat, protein, chất béo, tác hại cơ bản của các chất này là làm giảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến sự suy thoái tài nguyên thủy sản, giảm chất lượng nước cho sinh hoạt

+ Các chất khó phân hủy sinh học như hidratcacbon vòng thơm, các hợp chất

đa vòng ngự trị, các clo hữu cơ, các polymer các chất này có độc tính cao đối với con người và sinh vât, chúng lại có khả năng tồn lưu lâu dài trong môi trường và

cơ thể sinh vật

Nước thải bệnh viện và các cơ sở y tế có một số thành phần giống như nước thải sinh hoạt, chứa lượng lớn chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ đặc trưng bằng chỉ tiêu BOD5, các chất dinh dưỡng nitơ và phốtpho Trong nước thải hàm lượng BOD5 thường dao động từ 80 đến 250 mg/1, hàm lượng nitơ amoni thường dao động tù

30 đến 50 mg/I Đổi với các BV đa khoa và các phòng khám, hàm lượng nitơ amoni trong nước đen có thể lên tói 80-120 mg/1 do quá tải trong việc sử dụng khu

vệ sinh, lớn hơn trong nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị nhiễu lần

- Ô nhiễm vô cơ:

Các chất vô cơ có nồng độ cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là nước bẩn, có một hàm lượng khá lớn các ion Cl-, SO42-, PO43-, Na+

- Ô nhiễm vi sinh vật:

Trong người và động vật có chứa nhiều loại vi trùng gây hại (vi trùng tả, lị, thương hàn, trứng giun sán, khuẩn Salmonella ) Trong thực tế không thể xác định tất cả các vi trùng này đối với từng mẫu nước vì phức tạp và tốn nhiều thời gian, Thông thường ta chỉ xác định nước có bị nhiễm phân hay không mà thôi

- Chất ô nhiễm đặc biệt khác:

+ Các kim loại nặng: Chì (Pb) là kim loại nặng có độc tính với não và có thể gây chết người nếu bị nhiễm nặng và tích lũy lâu dài trong cơ thể Thủy ngân (Hg) thủy ngân vô cơ hay hữu cơ đều độc đối với con người và thủy sinh

+ Quá trình in tráng phim chụp X - quang hình thành nên các hóa chất độc hại dạng lỏng như các chất AOX và các hợp chất bạc có thể bị dẫn vào hệ thống thoát nước BV và các cơ sở y tế Các chất thải phóng xạ lỏng phát sinh từ các hoạt động chẩn đoán, điều trị, nghiên cứu và sản xuất Các chất kháng sinh như Amoxicillin, Ampicillin, Penicilin có trong nước thải khoa dược hoặc nước thải trong quá trình điều trị, có cấu trúc Beta-lactam Đấy là các chất ô nhiễm đặc biệt, rất khó xử

lý bằng các phương pháp thông thường

Thành phần ô nhiễm chính trong nước thải bệnh viện

Tổng coliform (MNP/100ml) 105 ÷ 107

II.5 ÁP LỰC XẢ THẢI

Hoạt động y tế sinh ra lượng nước thải lớn

Công nghệ xử lí chưa phổ biến và hiệu quả

Hành vi xả thải trái phép chưa được xử lí đúng

Chi phí xử lí chất thải rất cao

Xử phạt còn thấp hơn chi phí xử lí

Nhận thức còn thấp về mức độ nguy hiểm

II.6 TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI Y TẾ TỚI MÔI TRƯỜNG

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 Nitơ (N), Phốtpho (P); các chất rắn lơ lửng và các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh Các chất hữu cơ có trong nước thải làm

giảm lượng Oxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng tới đời sống của động - thực vật thủy sinh Song các chất hữu cơ trong nước thải dễ bị phân hủy sinh học, hàm lượng chất hữu cơ phân hủy được xác định gián tiếp thông qua nhu cầu Oxy sinh hóa (BOD) của nước thải Thông thường, để đánh giá độ nhiễm bẩn chất hữu cơ có trong nước thải, người ta thường lấy trị số BOD Các chất dinh dưỡng của N, P gây

ra hiện tượng phú dưỡng nguồn tiếp nhận dòng thải, ảnh hưởng tới sinh vật sống trong môi trường thủy sinh; các chất rắn lơ lửng gây ra độ đục của nước, tạo sự lắng đọng cặn làm tắc nghẽn cống và đường ống, máng dẫn Nước thải Bệnh viện rất nguy hiểm vì chúng là nguồn chứa các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh, nhất là các bệnh truyền nhiễm như thương hàn, tả, lụy làm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng

III GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI Y TẾ III.1 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ ĐANG ĐƯỢC XỬ LÍ

Công nghệ xử lý nước thải Plasma

Công nghệ xử lý nước thải MBR

Công nghệ xử lý nước thải AAO

III.2 GIỚI THIỆU MỘT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHỔ BIẾN

Công nghệ xử lý nước thải AAO:

AAO là viết tắt của các cụm từ Anaerobic (Yếm khí) – Anoxic (Thiếu khí) – Oxic (Hiếu khí) Công nghệ AAO là quy trình xử lý sinh học liên tiếp ứng dụng nhiều hệ vi sinh vật khác nhau: Hệ vi sinh vật Yếm khí, Thiếu khí, Hiếu khí để xử lý chất thải Dưới tác dụng phân giải các chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà chất ô nhiễm được xử lý trước khi thải ra môi trường

Sơ đồ công nghệ AAO

Quy trình :

Hệ thống AAO

Anaerobic (Yếm khí)

Anoxic (Thiếu khí)

Oxic (Hiếu khí)

Công nghệ xử lý nước thải AAO

Giai đoạn xử lí

Xử lý kị khí: Xử lý các chất hữu cơ, kim loại nặng, Các chất clo hoạt động

Xử lý thiếu khí: Giai đoạn chủ yếu xử lý Nitơ, photpho, COD và BOD

Xử lý hiếu khí: Khử COD, BOD về ngưỡng giá trị cho phép.

Tiệt trùng: Bằng lọc vi lọc hoặc sử dụng hóa chất, mà chủ yếu là Hypocloride (CaOCl2) để khử các vi trùng gây bệnh…

Bể điều hòa:

Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng nước thải trong ngày, và điều hòa nồng độ khác nhau từ các nguồn thải, giúp cho hệ thống xử lý nước thải bệnh viện có mức hoạt động ổn định, giúp hệ vi sinh vật tăng trưởng và phát triển tốt

Hoá chất cân bằng pH được bơm vào bể điều hoà giúp cho nước thải luôn

ổn định về pH nằm trong ngưỡng phát triển tốt của vi sinh vât nhờ hệ thống đầu

dò, cảm biến pH cùng bơm định lượng

Quá trình Anaerobic (Quá trình Yếm khí)

Các quá trình này có thể họp thành 4 giai đoạn, xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ:

Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (polysaccharides, protein, lipid) chuyển hóa thành các phức đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (đường, các amino acid, acid béo)

Quá trình này xảy ra chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào

pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất Chất béo thủy phân rất chậm

 Acid hóa:

Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới Sự hình thành các acid có thể làm pH giảm xuống 4.0

Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành acetate, H2, CO2 và sinh khối mới

Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân huỷ kỵ khí Acetic, H2, CO2, acid fomic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới

Trong 3 giai đoạn thuỷ phân, acid hóa và acetic hóa, COD hầu như không giảm, COD chỉ giảm trong giai đoạn methane

–Thực hiện quá trình khử NITRATE và khử một phần các hợp chất hữu cơ

1.1 Quá trình xử lý nước thải bệnh viện trong bể Anoxic (bể sinh học thiếu khí):

- Nước thải bệnh viện sau khi được xử lý các chất hữu cơ khó phân huỷ tại bể

kỵ khí sẽ được chuyển qua bể thiếu khí để xử lý tiếp Trong bể thiếu khí, với sự đa dạng các chủng loại vi sinh vật có tính tuỳ nghi chuyên dụng cho xử lý nước thải bệnh viện sẽ xử lý hàm lượng Nito có trong nước, giúp chuyển hóa năng lượng và hình thành tế bào mới

- Trong nước thải, có chứa hợp chất nitơ và photpho, những hợp chất này cần phải được loại bỏ ra khỏi nước thải Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí, hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa

+ Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau:

Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat (NO3–) và Nitrit (NO2–) theo chuỗi chuyển hóa:

NO3– → NO2– → N2O → N2↑

Khí nitơ phân tử N2 tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài Như vậy là nitơ

đã được xử lý

+ Quá trình Photphorit hóa:

Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí

- Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuấy chìm với tốc độ khuấy phù hợp Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxy cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển Ngoài ra, để tăng hiệu quả xử lý và làm nơi trú ngụ cho hệ vi sinh vật thiếu khí, tại bể Anoxic lắp đặt thêm hệ thống đệm sinh học được chế tạo từ nhựa PVC, với bề mặt hoạt động 230 ÷ 250 m2/m3 Hệ vi sinh vật thiếu khí bám dính vào bề mặt vật liệu đệm sinh học để sinh trưởng và phát triển

Quá trình xử lý nước thải bệnh viện trong bể Oxic ( bể sinh học hiếu khí )

Đây là bể xử lý sử dụng chủng vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất thải Trong bể này, các vi sinh vật (còn gọi là bùn hoạt tính) tồn tại ở dạng lơ lửng sẽ

hấp thụ oxy và chất hữu cơ (chất ô nhiễm) và sử dụng chất dinh dưỡng là Nitơ & Photpho để tổng hợp tế bào mới, CO2, H2O và giải phóng năng lượng

Ngoài quá trình tổng hợp tế bào mới, tồn tại phản ứng phân hủy nội sinh (các

tế bào vi sinh vật già sẽ tự phân hủy) làm giảm số lượng bùn hoạt tính Tuy nhiên quá trình tổng hợp tế bào mới vẫn chiếm ưu thế do trong bể duy trì các điều kiện tối ưu vì vậy số lượng tế bào mới tạo thành nhiều hơn tế bào bị phân hủy và tạo thành bùn dư cần phải được thải bỏ định kỳ

Dưới sự tác động của sinh vật hiếu khí và hệ thống phân phối khí trong bể, các chỉ tiêu COD, BOD được xử lý hiệu quả 92 – 98% làm tăng chỉ số oxy hòa tan trong nước (DO) Mức duy trì chỉ số DO trong bể Aerotank luôn ở mức 1,5 – 2 mg/l

Các phản ứng chính xảy ra trong bể Aerotank (bể xử lý sinh học hiếu khí) như:

Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:

Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O + năng lượng

Quá trình tổng hợp tế bào mới:

Chất hữu cơ + O2 + NH3 → Tế bào vi sinh vật + CO2 + H2O + năng lượng

Quá trình phân hủy nội sinh:

C5H7O2N + O2 → CO2 + H2O + NH3 + năng lượng

Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aeroten: 3500 mg/l, tỷ lệ tuần hoàn bùn 100% Hệ vi sinh vật trong bể Oxic được nuôi cấy bằng chế phẩm men vi sinh hoặc từ bùn hoạt tính Thời gian nuôi cấy một hệ vi sinh vật hiếu khí từ 45 đến 60 ngày Oxy cấp vào bể bằng máy thổi khí đặt cạn hoặc máy sục khí đặt chìm

III.2.3 ĐIỀU KIỆN SỬ DỤNG VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN

Ứng dụng xử lí

Xử lý các nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao