›
›

Khóa luận Xử lý nước thải bệnh viện bằng bể tự hoại kết hợp bãi lọc ngầm trồng cây dõng ngang và ứng dụng tính toán mô hình xử lý cho một bệnh viện - Đinh Thị Thiên Ngân

pdf 51 trang huongle 900
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Xử lý nước thải bệnh viện bằng bể tự hoại kết hợp bãi lọc ngầm trồng cây dõng ngang và ứng dụng tính toán mô hình xử lý cho một bệnh viện - Đinh Thị Thiên Ngân", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_xu_ly_nuoc_thai_benh_vien_bang_be_tu_hoai_ket_hop.pdf

Nội dung text: Khóa luận Xử lý nước thải bệnh viện bằng bể tự hoại kết hợp bãi lọc ngầm trồng cây dõng ngang và ứng dụng tính toán mô hình xử lý cho một bệnh viện - Đinh Thị Thiên Ngân

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Đinh Thị Thiên Ngân Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. Hoàng Thị Thúy HẢI PHÕNG – 2015
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN BẰNG BỂ TỰ HOẠI KẾT HỢP BÃI LỌC NGẦM TRỒNG CÂY DÕNG NGANG VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN MÔ HÌNH XỬ LÝ CHO MỘT BỆNH VIỆN. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Đinh Thị Thiên Ngân Người hướng dẫn: TS. Hoàng Thị Thúy HẢI PHÕNG – 2015
  3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân Mã số: 1112301020 Lớp: MT1501 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Xử lý nước thải bệnh viện bằng bể tự hoại kết hợp bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang và ứng dụng tính toán mô hình xử lý cho một bệnh viện.
  4. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  5. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: Hoàng Thị Thúy Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan công tác: Khoa Môi Trường – Trường ĐHDL Hải Phòng. Nội dung hướng dẫn: “Xử lý nước thải bệnh viện bằng bể tự hoại kết hợp bãi lọc trồng cây dòng ngang và ứng dụng tính toán mô hình xử lý cho một bệnh viện.” Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2015 Yêu cầu phải hoàn thành trước ngày tháng năm 2015 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Đinh Thị Thiên Ngân Ths. Hoàng Thị Thúy Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  6. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: . . . . . . . . 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề ra trong nhiệm vụ ĐTTN trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu) 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ): Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Cán bộ hƣớng dẫn Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  7. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn: ThS. Hoàng Thị Thúy - Khoa Môi Trường, trường Đại học Dân lập Hải Phòng người đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài này. Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong Khoa Môi Trường và toàn thể các thầy cô đã dạy em trong suốt khóa học tại trường ĐHDL Hải Phòng. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và người thân đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình học và làm khóa luận. Việc thực hiện khóa luận là bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học, do thời gian và trình độ có hạn nên bài khóa luận của em không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy cô giáo và các bạn góp ý để khóa luận của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng năm 2015 Sinh viên Đinh Thị Thiên Ngân Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  8. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Giải thích 1 BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa 2 CHC Chất hữu cơ 3 COD Nhu cầu ôxy hóa học 5 DEWATS Xử lý nước thải phân tán 6 DO Hàm lượng oxy hòa tan 7 DS Hàm lượng chất rắn hòa tan 8 KHCN Khoa học công nghệ 9 GS - TSKH Giáo sư - Tiến sĩ khoa học 10 SS Chất rắn lơ lửng 11 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 12 T - N Tổng hàm lượng nitơ 13 T - P Tổng hàm lượng phốt pho 14 TSS Tổng hàm lượng các chất rắn lơ lửng 15 HSF Các hệ thống dòng chảy ngang 16 VSV Vi sinh vật 17 QCVN 28: 2010/ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải quy BTNMT (B) chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế, giá trị C cột B 18 XLNT Xử lý nước thải Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  9. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2 1.1.Khái niệm về nước thải bệnh viện 2 1.2.Tính chất và thành phần của nước thải bệnh viện 2 1.3. Các thông số đánh giá chất lượng nước thải bệnh viện 5 1.3.1.Chất rắn 5 1.3.2.Mùi 5 1.3.3.Độ màu 6 1.3.4.pH 6 1.3.5.Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 6 1.3.6.Nhu cầu oxy hóa học (COD) 6 1.3.7.Nitơ 6 1.3.8.Phốt pho 7 1.3.9.Oxy hòa tan (DO) 7 1.3.10.Kim loại nặng và các chất độc hại 7 1.3.11.Vi sinh vật 7 1.4.Ảnh hưởng của nước thải bệnh viện đến con người và môi trường 9 1.4.1.Đối với con người 9 1.4.2.Đối với môi trường 9 1.5.Hiện trạng nước thải bệnh viện của nước ta hiện nay 9 1.6.Một số phương pháp xử lý thường được sử dụng cho nước thải bệnh viện[13],[14],[15] 12 1.7.Xử lý nước thải phân tán 15 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, MỤC TIÊU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 19 2.1. Đối tượng nghiên cứu 19 2.2. Mục tiêu nghiên cứu 19 2.3. Phương pháp nghiên cứu 19 2.3.1. Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết 19 2.3.2. Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu 19 Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  10. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 2.3.3. Phương pháp Pilot 20 2.3.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm 20 2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu 20 2.4. Mô hình thí nghiệm 20 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - TÍNH TOÁN BỂ TỰ HOẠI, BỂ ĐIỀU HÒA VÀ BÃI LỌC TRỒNG CÂY ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI BỆNH VIỆN CÔNG SUẤT 550 m3/ ngàyđêm. 26 3.1. Kết quả thí nghiệm 26 3.2. Tính toán bể tự hoại, bể điều hòa và bãi lọc trồng cây để xử lý nước thải của bệnh viện có công suất 550 m3/ngàyđêm.[1],[2],[6],[10] 30 3.2.1. Tính toán bể tự hoại 3 ngăn 30 3.2.2 Bể điều hòa 32 3.2.3. Bãi lọc ngầm trồng cây (dòng chảy ngang) 33 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 4.1. Kết luận 37 4.2. Kiến nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  11. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hệ thống DEWATS đã đi vào hoạt động tại bệnh viện Nhi Thanh Hoá 12 Hình 1.2. Mô hình công nghệ AAO 14 Hình 1.3.Trạm xử lý nước thải của bệnh viện Chợ Rẫy 15 Hình 1.4.Ví dụ về mô hình xử lý nước thải phân tán Error! Bookmark not defined. Hình 2.1.Chậu 1 của mô hình. 21 Hình 2.2.Chậu 2 của mô hình. 21 Hình 2.3.Mô hình thí nghiệm 22 Hình 2.4.Đá và sỏi kích cỡ to 22 Hình 2.5.Đá vụn và sỏi kích cỡ nhỏ. 23 Hình 2.6.Cát vàng 23 Hình 2.7.Chậu 2 sau khi được cho vật liệu lọc. 23 Hình 2.8.Mô hình sau khi được trồng cây (cây sậy) 24 Hình 2.9. Mô hình khi cây sậy phát triển 25 + Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, NH4 , SS của chậu 1 sau 1.5 ngày 27 + Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD, NH4 của chậu 2 theo thời gian. 28 Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý SS của chậu 2 theo thời gian. 29 Hình 3.4. Mô hình khái quát hệ thống xử lý nước thải bệnh viện 30 Hình 3.5. Mô hình bể tự hoại 3 ngăn 31 Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  12. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.Tiêu chuẩn nước cấp và lương nước thải bệnh viện. 2 Bảng1.2.Thành phần và tính chất nước thải bệnh viện 4 Bảng 1.3.Nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước thải bệnh viện 8 Bảng 1.4.Tiêu chuẩn đầu ra cho nước thải ý tế 8 Bảng 1.5: Thống kê nước thải tại một số cơ sở y tế trên địa bàn thành phố Hà Nội 11 Bảng 1.6.Hiệu quả xử lý qua từng công đoạn 13 Bảng 3.1. Nồng độ đầu vào của nước thải qua các ngày. 26 Bảng 3.2. Nồng độ các chất của nước thải trong chậu 1 sau 1.5 ngày. 27 + Bảng 3.3. Hiệu suất xử lý COD, NH4 theo thời gian của chậu 2. 28 Bảng 3.4. Hiệu suất xử lý SS, pH theo thời gian của chậu 2 29 Bảng 3.5. Hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lưu lượng nước thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lưới bên ngoài và công trình 20-TCN-51-84. 30 Bảng 3.6. Các thông số tính toán của bể tự hoại 32 Bảng 3.7. Các thông số tính toán bể điều hòa 33 Bảng 3.8. Các thông số tính toán của bãi lọc ngầm dòng chảy ngang 36 Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501
  13. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, vấn đề môi trường đang là mối quan tâm hàng đầu của toàn nhân loại. Sự phát triển vượt bậc của xã hội và khoa học kỹ thuật nhằm đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của con người đã làm cho môi trường sống của chúng ta đang xấu dần đi. Thiên tai, lũ lụt, cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên .Xảy ra thường xuyên, nghiêm trọng hơn, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Đứng trước hiện trạng môi trường sống đang bị suy thoái, sức khỏe của con người cũng bị đe dọa. Nhiều bệnh viện đã được thành lập nhằm phục vụ cho nhu cầu chăm sóc sức khỏe cho người dân và gặt hái được nhiều kết quả tốt đẹp. Tuy nhiên, vấn đề môi trường hiện nay tại các bệnh viện là bài toán khó cho các cơ quan chức năng. Chất thải nói chungvà nước thải nói riêng tại các bệnh viện hầu hết vẫn chưa được xử lý, nên không đạt tiêu chuẩn, cũng như chưa có chiến lược quản lý một cách có hiệu quả. Trong thời gian gần đây, chỉ một số ít bệnh viện là có đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải. Đa phần còn lại cho nước thải chảy vào hệ thống thoát nước chung của thành phố, thậm chí chảy tràn trên mặt đất gây ô nhiễm đất, làm mất vẻ đẹp mỹ quan của bệnh viện nói riêng và thành phố nói chung. Với xu thế hội nhập thế giới của Việt Nam như hiện nay việc đầu tư cho chiến lược bảo vệ môi trường nói chung và xây dựng các hệ thống xử lý nước thải nói riêng là một việc làm hết sức thiết thực. Không chỉ riêng các công ty, các doanh nghiệp hay các khu công nghiệp có nước thải ô nhiễm được thải ra từ quá trình sản xuất mà nước thải từ bệnh viện cũng phải được xử lý trước khi thoát ra môi trường. Chính vì thế nước thải ra từ các hoạt động của bệnh viện cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép. Chính vì những lý do đó mà đề tài: “Xử lý nƣớc thải bệnh viện bằng bể tự hoại kết hợp bãi lọc trồng cây dòng ngang và ứng dụng tính toán mô hình xử lý cho một bệnh viện.” đã hình thành với mong muốn góp phần bảo vệ môi trường và hạn chế ô nhiễm do nước thải y tế gây ra. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 1
  14. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Khái niệm về nƣớc thải bệnh viện[3],[7] Theo QCVN 28:2010/BT NMT- QCKTQG về nước thải y tế thì: Nước thải y tế là dung dịch thải từ các cơ sở khám, chữa bệnh. Nguồn tiếp nhận nước thải là các nguồn: nước mặt, vùng nước biển ven bờ, hệ thống thoát nước, nơi mà nước thải y tế thải vào. Nước thải bệnh viện chủ yếu 80% là nước thải sinh hoạt của bệnh nhân, thân nhân nuôi người bệnh và cán bộ công nhân viên trong bệnh viện. Ngoài ra, 20% còn lại là nước từ phẫu thuật, dịch tiết, máu, mủ, khám chữa bệnh, xét nghiệm, giặt giũ và từ các công trình phụ trợ (thiết bị xử lý khí thải, giải nhiệt máy phát điện dự phòng, giải nhiệt cho các máy điều hòa không khí ) Do đó, nước thải bệnh viện chủ yếu ô nhiễm các hợp chất hữu cơ, vi sinh và chứa nhiều vi trùng gây bệnh. Lượng nước cấp và nước thải của bệnh viện có thể tham khảo bảng sau: Bảng 1.1.Tiêu chuẩn nƣớc cấp và lƣơng nƣớc thải bệnh viện.[7] STT Quy mô bệnh viện Tiêu chuẩn nƣớc cấp Lƣợng nƣớc thải (số giƣờng bệnh) (L/giƣờng/ngày) (m3/ngày) 1 700 600 >400 6 Bệnh viện kết hợp 1000 >500 Nghiên cứu và đào tạo 1.2.Tính chất và thành phần của nƣớc thải bệnh viện[8],[12],[13] -Tính chất: Nước thải bệnh viện không chỉ ô nhiễm thông thường (ô nhiễm khoáng chất và các chất hữu cơ) còn có chứa những tác nhân gây bệnh như vi trùng, động vật nguyên sinh gây bệnh, trứng giun, virus. Chúng đặc biệt nhiều nếu ở bệnh viện có khoa truyền nhiễm. Còn gây nguy hiểm hơn về phương diện dịch tễ là nước thải của những bệnh viện truyền nhiễm chuyên khoa, các trại điều dưỡng bệnh lao và những cơ sở lây nhiễm khác. Chế độ nước thải của bệnh viện không ổn định theo thời gian trong ngày, cũng như theo ngày trong tuần mà phụ thuộc vào cấp và quy mô bệnh viện. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 2
  15. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Đối với các hoạt động ăn uống, sinh hoạt, vệ sinh, giặt giũ giống như nước thải sinh hoạt nhưng nước thải bệnh viện có mức độ ô nhiễm cao hơn nước thải sinh hoạt do: công việc giặt giũ quần áo bệnh nhân, quần áo các cán bộ, bác sĩ, chăn ga, gối được diễn ra thường xuyên. Việc giặt giũ thường được sử dụng các loại thuốc tẩy chuyên dụng do phải tẩy nhiều chất bẩn đặc biệt như máu, mủ, dịch Do vậy nước thải bệnh viện chứa 1 hàm lượng lớn các chất hóa học tẩy rửa nồng độ cao. Hơn nữa, các bệnh nhân trong bệnh viện thường có chế độ ăn uống cao hơn so với bình thường do phải bổ sung các chất dinh dưỡng để tăng sức đề kháng nên nước thải từ hoạt động ăn uống trong bệnh viện có hàm lượng chất hữu cơ cao. Đó là 1 vài nguyên nhân tiêu biểu khiến cho tính chất của nước thải bệnh viện khác với nước thải khác. - Thành phần: + Nước thải sinh hoạt ở bệnh viện: Cũng giống như nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư: có chứa các cặn bã, các chất hữu cơ hòa tan (các chỉ tiêu BOD và COD), các chất dinh dưỡng (nitơ, phốt pho) và vi trùng. Chất lượng nước thải loại này vượt quá tiêu chuẩn quy định hiện hành và có khả năng gây ô nhiễm môi trường hữu cơ, làm giảm lượng oxy hòa tan (DO) vốn rất quan trọng đối với đời sống của thủy sinh vật tại nguồn tiếp nhận. + Nước thải do hoạt động khám và điều trị bệnh: Chứa nhiều vi trùng gây bệnh nhất trong số các dòng thải nước của bệnh viện. Nước thải này phát sinh từ nhiều khâu và quá trình khác nhau trong bệnh viện: Giặt, tấy quần áo bệnh nhân, khăn lau, chăn mền, ga, trải giường cho các giường bệnh, súc rửa các vật dụng y khoa, xét nghiệm, giải phẫu, sản nhi, vệ sinh lau chùi làm sạch các phòng bệnh và phòng làm việc Tùy theo từng khâu và quá trình cụ thể mà tính chất nước thải và mức độ ô nhiễm khi đó sẽ khác nhau. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 3
  16. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng1.2.Thành phần và tính chất nƣớc thải bệnh viện[8] Hiện trạng TCVN So sánh nƣớc thải bệnh 3782-2004 với Stt Thông số đánh giá viện Giá trị giới hạn TCVN Khoảng Giá trị Mức I Mức II (Số lần) giá trị điển hình 1 pH - - 6.5-8.5 6.5-8.5 - 2 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) : mg/L 100-200 180 50 100 1-2 0 3 BOD5 (20 C) : mg/L 120-150 170 30 50 2.4-3 4 COD : mg/L 150-350 300 50 100 1.5-3.5 5 Sunfua : mg/L - - 1.0 4.0 - (Tính theo H2S) 6 Amoni : mg/L 30-60 40 5 10 3-6 (Tính theo N) 7 Nitrat : mg/L - - 30 50 - (Tính theo N) 8 Dầu mỡ động, thực vật - - 10 20 - : mg/L 9 Octophosphat : mg/L 10-30 25 6 10 1-3 10 Tổng coliforms MPN/100ml 106 -109 106 -107 3000 5000 200- 2.105 11 Vi khuẩn gây Bệnh đƣờng ruột Salmonella - - KPHĐ KPHĐ - Shigella KPHĐ KPHĐ Vibria cholera KPHĐ KPHĐ 12 Tổng hoạt độ - - 0.1 0.1 - Phóng xạ α: Bq/L 13 Tổng hoạt độ - - 1.0 1.0 - Phóng xạ β: Bq/L - KPHĐ: Không phát hiện được. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 4
  17. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng - Mức I: Nước thải bệnh viện đổ vào thủy vực với các mục đích khác. - Mức II: Nước thải bệnh viện đổ vào hơi chỉ định, hệ thống thoát nước thành phố - MPN/100ml (Most Probable Number 100 mililiters): Số có xác suất cao nhất trong 100ml. - “-”: Chưa có số liệu. 1.3.Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc thải bệnh viện[2],[11] 1.3.1.Chất rắn Chất rắn là những thành phần không hòa tan trong nước. Về bản chất, chúng có thể là những hạt chất hữu cơ, vô cơ, hoặc là những xác của VSV nguyên sinh động vật hay phiêu sinh vật. Các chất rắn có trong nước được đánh giá qua những thông số cơ bản sau: Tổng số chất rắn (TS): Tổng số chất rắn được xác định bằng phương pháp đo trọng lượng khô còn lại sau khi đem sấy khô 1 lít ở nhiệt độ 103ºC đến trọng lượng không đổi. Tổng số chất rắn được biểu thị bằng mg/l hay g/l. Chất rắn lơ lửng (SS): Trong nước thải gồm các chất không tan hoặc lơ lửng và các hợp chất đã được hòa tan vào trong nước. Hàm lượng chất rắn lơ lửng được xác định bằng cách lọc một thể tích xác định mẫu nước thải qua giấy lọc và sấy khô ở 105ºC đến trọng lượng không đổi. Độ chênh lệch khối lượng giữa trước khi lọc mẫu và sau khi lọc mẫu trong cùng một điều kiện cân chính là lượng chất rắn lơ lửng có trong một thể tích mẫu đã được xác định. Một số chất rắn lơ lửng có khả năng lắng rất nhanh, tuy nhiên các chất rắn lơ lửng ở kích thước hạt keo thì lắng rất chậm chạp hoặc hoàn toàn không thể lắng được. Chất rắn hòa tan (DS): Các chất rắn hòa tan là những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô cơ lẫn chất hữu cơ. Hàm lượng các chất hòa tan DS (Dissolved Solids) là lượng khô của phần dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy khô ở 105ºC cho tới khi khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/L. DS = TS – SS 1.3.2.Mùi Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là trước các phản ứng gay gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận hành tốt. Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu, Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 5
  18. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khó chịu sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới các điều kiện yếm khí. Một số hợp chất gây mùi cho nước thải: H2S có mùi trứng thối, sắt và mangan có mùi tanh, mùi hóa chất khử trùng clo, NH3 có mùi khai 1.3.3.Độ màu Màu của nước thải là do các chất ô nhiễmhoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng là Platin – Coban (Pt-Co) Độ màu là một thông số mang tính chất định tính, có thể sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải. Nước thải để chưa quá 6 giờ thường có màu nâu nhạt. Màu xám nhạt đến trung bình là màu đặc trưng của các loại nước thải đã bị phân hủy một phần. 1.3.4.pH Trị số pH cho biết nước thải có tính trung tính hay axit hoặc tính kiềm, được tính bằng nồng độ của ion hydro(pH = - lg[H+]). Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất trong quá trình sinh hóa bởi tốc độ của quá trình này phụ thuộc đáng kể vào sự thay đổi pH. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. Đối với nước thải bệnh viện, pH thường dao động trong khoảng 6~8. 1.3.5.Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) Nhu cầu oxy sinh hóa BOD là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sống và hoạt động để oxy hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy có trong nước thải. BOD là một trong những thông số cơ bản đặc trưng, là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa sinh hóa (các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học). BOD trong nước thải y tế thường dao động từ 150~250 mg/l. 1.3.6.Nhu cầu oxy hóa học (COD) Nhu cầu oxy hóa học COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các chất hữu cơ, một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải, kể cả các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học. Trị số COD luôn luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD/BODcàng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ. Đối với nước thải y tế, thông thường CODdao động từ 300~500 mg/l. 1.3.7.Nitơ Nước thải luôn có một số hợp chất chứa nitơ. Nitơ có trong nước thải ở dạng hữu cơ và vô cơ. Các nitơ hữu cơ là protein, axit amin, ure Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 6
  19. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng + Dạng hợp chất vô cơ chứa nitơ có trong nước thải là nitrit và nitrat, NH4 , NH3. Bởi vì amoni tiêu thụ oxy trong quá trình nitrat hóa và các VSV nước, rong tảo dùng nitrat làm thức ăn để phát triển, cho nên nếu hàm lượng nitơ có trong nước thải xả ra sông, hồ, quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng kích thích sự phát triển nhanh của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước. Nitơ có trong nước thải y tế dao động từ 34~38 mg/l. 1.3.8.Phốt pho Phốt pho cũng giống như nitơ, là chất dinh dưỡng cho vi khuẩn sống và phát triển trong các công trình xử lý nước thải. Phốt pho là chất dinh dưỡng đầu tiên cần thiết cho sự phát triển của thực vật nước, nếu nồng độ phốt pho trong nước thải xả ra sông, suối hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng. Phốt pho có thể ở dạng photphao vô cơ hay photpho hữu cơ và bắt nguồn từ chất thải là phân, nước tiểu, u rê và từ các chất tẩy rửa Phốt pho có trong nước thải y tế dao động từ 3.2~3.5 mg/l. 1.3.9.Oxy hòa tan(DO) Nồng độ oxy hòa tan DO trong nước thải trước và sau khi xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng đặc biệt là trong quá trình xửlý sinh học hiếu khí. Trong các công trình xử lý sinh học hiếu khí thì lượng oxy hòa tan cần thiết từ 1.5 – 2 mg/l. Oxy là chất rất cần thiết đối với sinh vật thủy sinh hô hấp và các vi sinh vật để oxy hóa các chất hữu cơ dễ bị phân hủy nên hàm lượng DO thấp chứng tỏ nước bị ô nhiễm.Lượng oxy hòa tan không được nhỏ hơn 4mg/l đối với nguồn nước dùng để cấp nước loại A và không nhỏ hơn 6mg/l đối với nguồn nước dùng để nuôi cá. 1.3.10.Kim loại nặng và các chất độc hại Kim loại nặng trong nước thải có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình xử lý, nhất là xử lý sinh học. Các kim loại nặng độc hại bao gồm: niken, đồng, chì, coban, crôm, thủy ngân, cadimi. Ngoài ra, còn có một số nguyên tố độc hại khác không phải kim loại nặng như: Xianua, stibi(Sb), Bo 1.3.11.Vi sinh vật Nước thải y tế chứa vô số vi sinh vật chủ yếu là vi sinh vật với số lượng từ 105-106tế bào trong 1ml. Các nguồn chủ yếu đưa vi sinh vào nước thải là phân, nước tiểu, đất và hoạt động của con người. Tế bào vi sinh hình thành từ chất hữu cơ nên có thể coi tập hợp vi sinh là Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 7
  20. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng một phần của tổng chất hữu cơ có trong nước thải. Có rất nhiều vi khuẩn gây bệnh trong nước thải y tế như: các vi khuẩn gây thương hàn, tả lỵ và virus viêm gan A. Bảng 1.3.Nồng độ các chất ô nhiễm có trong nƣớc thải bệnh viện[13] STT Thông số ô nhiễm Đơn vị Hàm lƣợng 1 pH 6 ÷ 8 2 SS mg/l 100 ÷ 150 3 BOD mg/l 150 ÷ 250 4 COD mg/l 300 ÷ 500 5 Tổng coliform MPN/100ml 105 ÷ 107 6 E.coli MPN/100ml 12 x 10³ Bảng 1.4.Quy định giá trị nồng độ của các thông số ô nhiễm trong QCVN 28:2010/BTNMT[16] Giá trị C TT Thông số Đơn vị A B 1 pH - 6,5 – 8,5 6,5 – 8,5 o 2 BOD5 (20 C) mg/l 30 50 3 COD mg/l 50 100 4 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 5 Sunfua (tính theo H2S) mg/l 1,0 4,0 6 Amoni (tính theo N) mg/l 5 10 7 Nitrat (tính theo N) mg/l 30 50 8 Phosphat (tính theo P) mg/l 6 10 9 Dầu mỡ động thực vật mg/l 10 20 10 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 0,1 11 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0 12 Tổng coliforms MPN/100ml 3000 5000 13 Salmonella Vi khuẩn/100 ml KPH KPH 14 Shigella Vi khuẩn/100ml KPH KPH 15 Vibrio cholerae Vi khuẩn/100ml KPH KPH Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 8
  21. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 1.4.Ảnh hƣởng của nƣớc thải bệnh viện đến con ngƣời và môi trƣờng[17] 1.4.1.Đối với con người Nước thải bệnh viện là một trong những nhân tố cơ bản có khả năng lan truyền vào môi trường những tác nhân truyền nhiễm qua đường tiêu hóa. Đặc biệt nguy hiểm khi nước thải bị nhiễm các vi khuẩn gây 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 chuỗi thức ăn đi vào cơ thể con người gây ra các căn bệnh nguy hiểm. Ngoài ra, khi người dân sử dụng nước bị ô nhiễm do nước thải bệnh viện cũng có thể mắc phải các bệnh ngoài da, nếu tiếp xúc lâu sẽ có nguy cơ mắc bệnh hiểm nghèo. 1.4.2.Đối với môi trường Hiện nay, do nguồn chi phí hạn hẹp nên hầu hết các bệnh viện và trung tâm y tế ở nước ta không có hệ thống xử lý nước thải, hoặc hệ thống xử lý nước thải kém hiệu quả. Do vậy đã thải ra môi trường nhiều chất bẩn và vi trùng vi rút gây bệnh. Bên cạnh đó một số bệnh viện vì hệ thống mương dẫn xây dựng đã lâu nên bị rò rỉ dưới tác động của các vi sinh vật sinh ra các khí độc như: H2S, CH4, NH3 gây mùi hôi thối. Đồng thời các vi sinh vật phát triển bám vào bụi trong không khí lan tỏa khắp nơi có thể gây dịch bệnh. Chính vì điều này là nguyên nhân gây nên sự nhiễm trùng hậu phẫu bệnh nhân. Hiện nay tình trạng ô nhiễm các nguồn nước đang ngày càng trở lên báo động. Ở các bệnh viện chưa có hệ thống phân luồng các nguồn nước thải, khi nước mưa tràn sẽ cuốn theo nước thải bệnh viện đi vào nguồn nước mặt như ao hồ, sông ngòi gây ô nhiễm nguồn nước mặt, một phần sẽ ngấm xuống đất mang theo các chất ô nhiễm, vi sinh vật vào các nguồn nước ngầm, gây ô nhiễm nước ngầm. 1.5.Hiện trạng nƣớc thải bệnh viện của nƣớc ta hiện nay[5] Hầu hết nước thải phát sinh từ các bệnh viện này được xử lý nhưng không triệt để trực tiếp chảy theo cống rãnh vào sông, gây ô nhiễm nghiêm trọng tới nguồn nước các con sông tiếp nhận. Kết quả quan trắc, phân tích chất lượng nước thải của 6 bệnh viện trên địa bàn thành phố Hải Phòng cho thấy chỉ riêng nước thải của bệnh viện Đa khoa Kiến An và bệnh viện Y học biển là đạt mức giới hạn cho phép và nước thải bệnh viện Lao phổi Hải phòng phải sau khi xử lý mới đạt QCVN 28:2010/BTNMT. Đối với các bệnh viện khác: Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 9
  22. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Nước thải của bệnh viện Hữu nghị Việt Tiệp trước khi xử lý có 4 thông số không đạt quy chuẩn (TSS, Amoni, BOD5, COD), sau khi xử lý để đưa vào cống thoát chung của thành phố vẫn còn 1 thông số COD là không đạt quy chuẩn. Nước thải trong khu vực của bệnh viện Quân y 7 sau xử lý vẫn còn 2 thông số không đạt quy chuẩn cho phép là TSS và COD. Nước thải của bệnh viện phụ sản Hải Phòng sau xử lý khi đưa ra cống thoát nước chung của thành phố vẫn còn 3 thông số không đạt chuẩn là Amoni, BOD5 và COD. Theo số liệu quản lý của ngành Y tế, hiện tại trên địa bàn thành phố có: - Đối với các đơn vị y tế do thành phố quản lý có 41 bệnh viện đa khoa, chuyên khoa, với 9.600 giường bệnh, 02 trung tâm chuyên khoa, 52 phòng khám đa khoa khu vực và 04 nhà hộ sinh quận, 584 trạm y tế xã, phường, thị trấn. - Các cơ sở khám chữa bệnh do bộ Y tế quản lý: 16 bệnh viện đa khoa và chuyên khoa với 6.680 giường bệnh, 16 viện nghiên cứu và thực nghiệm y dược với 1.030 giường bệnh, 06 trường đại học, cao đẳng y, dược. - Các cơ sở khám chữa bệnh do các bộ, ngành khác quản lý: 24 bệnh viện và trung tâm khám chữa bệnh với 5.080 giường bệnh. - Trạm y tế của các cơ quan, xí nghiệp đóng trên địa bàn Thành phố - Các cơ sở hành nghề y tư nhân: 28 bệnh viện, 249 phòng khám đa khoa, 1.569 phòng khám chuyên khoa; 299 cơ sở tư nhân làm dịch vụ y tế; có 555 cơ sở hành nghề y học cổ truyền, 3.564 cơ sở hành nghề dược tư nhân. Thống kê lượng nước thải tại các cơ sở y tế trên địa bàn thành phố như sau: Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 10
  23. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng 1.5: Thống kê nƣớc thải tại một số cơ sở y tế trên địa bàn thành phố Hà Nội[5] Số Số giƣờng Lƣợng nƣớc thải TT Loại hình cơ sở y tế lƣợng bệnh (m3/ngày.đêm) 1 Cơ sở khám chữa bệnh do Bộ Y tế quản lý 1.542 2 Bệnh viên đa khoa 16 6.680 1.336 Viện nghiên cứu và thực nghiệm y 3 16 1.030 206 dược Cơ sở khám chữa bệnh do bộ, 4 1.016 ngành khác quản lý Bệnh viện và trung tâm khám chữa 5 24 5.080 1.016 bệnh 6 Cơ sở y tế do Sở Y tế quản lý 4.569,2 7 Bệnh viện đa khoa, chuyên khoa 41 9.600 4.187,2 8 Trung tâm chuyên khoa 02 50 28 9 Phòng khám đa khoa khu vực 52 0 36 10 Trạm y tế xã/phường 584 0 295 11 Nhà hộ sinh quận 04 45 23 Tổng 7.127,2 (Ghi chú:lượng nước thải được tính toán dựa trên lượng nước cấp được tính theo TCVN 4513:1988 – Cấp nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế) Hiện trạng hệ thống XLNT tại các cơ sở y tế theo số liệu thống kê (tính đến hết ngày 31/12/2013) như sau: Có 11/21 Bệnh viện trực thuộc Bộ Y tế và 7/14 bệnh viện trực thuộc các bộ, ngành đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải. Các bệnh viện đã có hệ thống XLNT bao gồm: Nhóm các bệnh viện thuộc Bộ Y Tế: Bệnh viện Hữu Nghị; Bệnh viện hữu nghị Việt Đức; Bệnh viện Nhi Trung ương; Bệnh viện Phụ sản Trung ương; Bệnh viện tâm thần TW 1; Bệnh viện K (cả 3 cơ sở ); Bệnh viện E Trung ương; Bệnh viện Đại học Y Hà Nội; Bệnh viện phổi Trung ương; Viện Huyết học và Truyền máu Trung ương; Bệnh viện Bạch Mai. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 11
  24. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Nhóm các bệnh viện thuộc bộ/ngành khác quản lý: Bệnh viện GTVT 1; Bệnh viện nam Thăng Long; Bệnh viện Nông nghiệp 1; Bệnh viện Xây dựng; Bệnh viện Bưu điện cơ sở 2; Bệnh viện Thể thao Việt Nam; Bệnh viện 19/8. 37/41 Bệnh viện thuộc Thành phố đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải theo dự án đầu tư được duyệt; 4/41 Bệnh viện đang hoàn thiện dự án đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải y tế. 22/29 Bệnh viện tư nhân ngoài công lập có hệ thống xử lý nước thải. 45 phòng khám đa khoa thuộc các trung tâm y tế quận/huyện/thị xã đã có hệ thống xử lý nước thải theo công nghệ HA-18B (D) của Nhật Bản. Các trạm y tế và các phòng khám, cơ sở dịch vụ y tế tư đang được sử dụng phương pháp xử lý hoá chất khử trùng bằng Cloramin B trước khi thải vào hệ thống thoát nước chung của Thành phố. 1.6.Một số phƣơng pháp xử lý thƣờng đƣợc sử dụng cho nƣớc thải bệnh viện[13],[14],[15] Hiện tại có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải bệnh viện, sau đây là một số phương pháp thường được sử dụng: - Công nghệ xử lý nước thải DEWATS cho bệnh viện Nhi Thanh Hóa Sơ lược về Bệnh viện Nhi Thanh Hóa và Tình hình điều kiện vệ sinh: Bệnh viện Nhi Thanh Hóa có quy mô 500 giường bệnh với 150 nhân viên. Các nguồn nước thải từ nhà vệ sinh, nhà tắm, giặt là, nhà bếp và phòng thí nghiệm của bệnh viện. Hình 1.1: Hệ thống DEWATS đã đi vào hoạt động tại bệnh viện Nhi Thanh Hoá Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 12
  25. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Hệ thống DEWATS xử lý nước thải tại bệnh viện Nhi Thanh Hóa với công suất 300 m3/ngày, khởi công xây dựng vào tháng 7/2008 và bắt đầu vận hành vào tháng 11/2008 chi phí xây dựng là 135.000 USD. Tổng diện tích xây dựng là 1400 m2 với các hạng mục xử lý: Bể tách mỡ (tại nhà bếp), bể thu gom, bể phản ứng kị khí vách ngăn (BR), bể lọc kị khí (AF), bãi lọc trồng cây dòng chảy ngang và hồ chỉ thị. Tiêu chuẩn BOD5 sau xử lý nhỏ hơn 50 mg/l, COD sau xử lý duới 80 mg/l. Bảng 1.6.Hiệu quả xử lý qua từng công đoạn[15] Thông Bể yếm Bãi lọc Các thông Lọc yếm Hồ khử số thiết Bể lắng khí vách trồng số khí trùng kế ngăn cây Lưu lượng 300m3/ 300m3/ 300m3/ 300m3/ 300m3/ 300m3/ NT ngày ngày ngày ngày Ngày ngày (m3/ngày) Thể tích sử - 99 m3 250 m3 300 m3 240 m3 36 m3 dụng (m3) Thời gian lưu trong - 1.5 h 19 h 24 h 10 h 1.2h bể (h) COD 453 mg 350 210 mg/l 62 mg/l 56 mg/l < 80 mg/l (mg/l) /l mg/l COD chuyển 22 % 40 % 70 % 10 % hóa(%) BOD (mg/ 283 mg 220 5 124 mg/l 27 mg/l 24 mg/l l) /l mg/l BOD5 chuy 22 % 44 % 78 % 11 % ển hoá (%) 204 mg 122 < 100 SS (mg/l) 49 mg/l 15 mg/l <1.5 mg/l /l mg/l mg/l SS chuyển 40 % 60 % 70 % - hóa (%) Σ N (mg/l) 42.5 mg/l 30 mg/l 10 mg/l < 60 mg/l Σ N chuyển 30% 70% hoá (%) Coliform 106 - 109 40- 50% 80 - 90% < 1000 MPN/100ml - Mô hình xử lý nước thải của bệnh viện Chợ Rẫy bằng công nghệ sinh học theo nguyên lý AAO Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 13
  26. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Ngày 11/3/2012 bệnh viện Chợ Rẫy đã khánh thành trạm xử lý nước thải tập trung công suất 4.000m3/ngày đêm với kinh phí xây dựng trên 90 tỷ đồng, trở thành đơn vị đi tiên phong trong hoạt động xây dựng hệ thống xử lý nước thải. AAO là viết tắt của các cụm từ Anaerobic (kỵ khí) – Anoxic (thiếu khí) – Oxic (hiếu khí). Công nghệ AAO là quy trình xử lý sinh học liên tục ứng dụng nhiều hệ vi sinh vật khác nhau: hệ vi sinh vật kỵ khí, thiếu khí, hiếu khí để xử lý nước thải. Dưới tác dụng phân hủy chất ô nhiễm của hệ vi sinh vật mà nước thải được xử lý trước khi xả thải ra môi trường. Trong đó: - Kỵ khí: để khử hydrocacbon, kết tủa kim loại nặng, kết tủa photpho, khử Clo hoạt động - Thiếu khí: để khử NO3 thành N2 và tiếp tục giảm BOD, COD. - Hiếu khí: để chuyển hóa NH4 thành NO3, khử BOD, COD, sunfua - Tiệt trùng: bằng lọc vi lọc hoặc bằng hóa chất – chủ yếu dung hypocloride canxi (Ca(OCl)2) để khử các vi trùng gây bệnh Hình 1.2. Mô hình công nghệ AAO Hiện mỗi ngày bệnh viện thải ra hơn 2.500m3 nước, việc đưa vào sử dụng trạm xử lý nước thải với công nghệ hiện đại góp phần làm sạch môi trường, đảm bảo sức khỏe cho người bệnh và người dân thành phố nói chung. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 14
  27. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Hệ thống XLNT đã hoàn thành và đi vào hoạt động. Nước thải sau khi được xử lý đạt loại A QCVN 28:2010 có thể tái sử dụng cho các mục đích như tưới cây, rửa xe và một số mục đích khác. Hình 1.3.Trạm xử lý nƣớc thải của bệnh viện Chợ Rẫy 1.7.Xử lý nƣớc thải phân tán Khái niệm:Hệ thống quản lý nước thải được coi là phân tán khi có hệ thống thoát nước và XLNT phân tán bao gồm việc thu gom, xử lý, xả hay tái sử dụng nước thải cho các hộ gia đình riêng lẻ (giải pháp tại chỗ), khu dân cư (giải pháp phân tán theo cụm), các nhà máy, xí nghiệp sản xuất riêng lẻ. Một mô hình xử lý nước thải phân tán đầy đủ gồm có bốn bước xử lý cơ bản : - Xử lý sơ bộ bậc một: Loại bỏ rác, 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 Baffle Reactor (BR) có các vách ngăn và bể lắng kị khí Anarobic Filter (AF). Bể phản ứng kị khí với các vách ngăn giúp cho nước thải chuyển động lên xuống. Dưới đáy mỗi ngăn, bùn hoạt tính được giữ lại và duy trì, dòng nước thải vào liên tục được tiếp xúc và đảo trộn với lớp bùn hoạt tính có mật độ vi sinh vật kị khí cao, nhờ đó Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 15
  28. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng mà quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ trong nước thải được diễn ra mạnh mẽ giúp làm sạch nước thải hiệu quả hơn các bể tự hoại thông thường. 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 hoà 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. Toàn bộ phần kị khí nằm dưới đất, không gian phía trên có thể sử dụng làm sân chơi, bãi để xe Điều này rất thích hợp với các khu vực thiếu diện tích xây dựng. - Xử lý bậc ba: Quá trình xử lý hiếu khí. Công nghệ áp dụng chủ yếu của bước này là bãi lọc ngầm trồng cây. Ngoài quá trình lắng và lọc tiếp tục xảy ra trong bãi lọc thì hệ thực vật trồng trong bãi lọc góp phần đáng kể trong xử lý nước thải nhờ khả năng cung cấp ô xy qua bộ rễ của cây xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho các vi sinh vật lớp trên cùng của bãi lọc. Bộ rễ của thực vật cũng là môi trường sống thích hợp cho các vi sinh vật có khả năng tiêu thụ các chất dinh dưỡng có trong nước thải, tăng hiệu quả xử lý của bãi lọc. Ngoài ra thực vật trong bãi lọc hấp thụ các chất dinh dưỡng như Nitơ và Phốtpho. Nước sau bãi lọc trồng cây thường không còn mùi hôi thối như đầu ra của các công trình xử lý kị khí. 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 hoá chất khử trùng là điều cần thiết. Ưu điểm: - Hiệu quả xử lý cao - Hoạt động tin cậy, lâu dài, thích ứng với sự dao động về lưu lượng - Không cần tiêu thụ điện năng nếu khu vực xử lý có độ dốc thích hợp - Công nghệ xử lý thân thiện với môi trường, xử lý nước thải nhờ các vi sinh vật có trong nước thải hoặc nhờ quá trình tự nhiên mà không sử dụng đến hóa chất - Yêu cầu vận hành và bảo dưỡng đơn giản, chi phí rất thấp. Tuy nhiên, bên cạnh những ưu điểm mà hệ thống mang lại, hệ thống xử lý nước thải này vẫn tồn tại một số nhược điểm như sau: - Thiết kế xây dựng các công trình xử lý phải phù hợp với điều kiện của địa phương và khu đất để xây hệ thống này phải có chất lượng tốt, không bị sụt lún. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 16
  29. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng - Tốn nhiều diện tích cho xây dựng. - Chỉ áp dụng để xử lý nước thải hữu cơ, không xử lý được nước thải vô cơ như nước thải chế biến kim loại, nước thải có chứa hóa chất, Hiện nay đã có nhiều hệ thống xử lý nước thải phân tán đang hoạt động hiệu quả ở các nước như Indonesia, Ấn Độ, Philippin, Trung Quốc, Việt Nam và các nước Nam Phi. Tại Việt Nam, hệ thống đã được áp dụng xử lý nước thải tại: · Bệnh viện Nhi Thanh Hóa, tỉnh Thanh Hóa; · Bệnh viện đa khoa Kim Bảng, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam; · Xử lý nước thải sinh hoạt tại thôn Kiêu Kị, xã Kiêu Kị, huyện Gia Lâm, Hà Nội; 1.8.Giới thiệu về bãi lọc trồng cây dòng ngang[18],[6] -Khái niệm của bãi lọc trồng cây: Bãi lọc trồng cây chính là mô hình đất ngập nước nhân tạo và nó được định nghĩa như sau: “Hệ thống được thiết kế và xây dựng như một vùng đất ngập nước nhưng việc xử lý nước thải hiệu quả hơn, giảm diện tích và đặc biệt có thể quản lý được quá trình vận hành ở mức đơn giản”. Đất ngập nước nhân tạo hay đất ngập nước kiến tạo hay bãi lọc trồng cây là công trình mang đầy đủ các đặc điểm chức năng, vai trò và ý nghĩa của đất ngập nước tự nhiên thông thường. Việc thiết kế và xây dựng một mô hình đất ngập nước nhân tạo nhằm phục vụ công tác quản lý và sử dụng hiệu quả hơn. Trong xử lý môi trường, việc sử dụng mô hình đất ngập nước nhân tạo là chủ yếu và đem lại hiệu quả cao hơn, cả về mặt môi trường và kinh tế. - Bãi lọc trồng cây dòng ngang (bề mặt): Hệ thống này mô phỏng một đầm lầy hay đất ngập nước trong điều kiện tự nhiên. Dưới đáy bãi lọc là một lớp đất sét tự nhiên hay nhân tạo, hoặc rải một lớp vải nhựa chống thấm. Trên lớp chống thấm là đất hoặc vật liệu phù hợp cho sự phát triển của thực vật có thân nhô lên khỏi mặt nước. Dòng nước thải chảy ngang trên bề mặt lớp vật liệu lọc. Hình dạng bãi lọc này thường là kênh dài hẹp, vận tốc dòng chảy chậm, thân cây trồng nhô lên trong bãi lọc là những điều kiện cần thiết để tạo nên chế độ thuỷ kiểu dòng chảy đẩy (plug-flow). Hệ thống dòng chảy bề mặt là hệ thống được thiết kế có lớp nước bề mặt tiếp xúc với không khí. Trong hệ thống dòng chảy ngầm, mực nước được cố định thấp hơn so với bề mặt vật liệu. Đối với hệ thống dòng chảy ngầm ngang, lớp vật liệu luôn được giữ trong trạng thái bão hoà nước; đối với hệ thống dòng chảy đứng, lớp vật liệu không ở trạng thái bão hoà vì nước được cấp không liên tục mà theo các khoảng thời gian nhất định và được thấm qua lớp vật liệu (tương tự như trong hệ thống lọc cát gián đoạn). Tất cả các dạng bãi lọc ngập nước đều được cấy trồng ít nhất là một loại thực vật có rễ trong một loại vật liệu nào đó (thường là đất, sỏi hoặc cát). Các chất ô nhiễm được khử nhờ sự phối hợp của các quá trình hóa học, lý học, sinh học, lắng, kết tủa và hấp thụ vào đất, quá trình đồng hóa bởi thực vật và các sự chuyển hóa bởi các vi khuẩn [Brix, 1993; Vymazal và các cộng sự, 1998]. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 17
  30. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bãi lọc ngầm trồng cây có dòng chảy bề mặt thường có diện tích từ vài trăm đến vài chục mét nghìn vuông. Thông thường, tải lượng thủy lực trong các bãi lọc tự nhiên thường nhỏ hơn so với các bãi lọc nhân tạo do không được thiết kế cho mục đích xử lý nước thải [Kadlec and Knight, 1996] 1.9. Giới thiệu về cây sậy[9] Loài sậy có danh pháp khoa học Phragmites australis, là một loài cây lớn thuộc họ Hòa thảo (Poaceae) có nguồn gốc ở những vùng đất lầy ở cả khu vực nhiệt đới và ôn đới của thế giới, nó được coi là loài duy nhất trong chi Phragmites. Nói chung, nó hay tạo thành các bãi sậy dày đặc, có thể tới 100 hecta hoặc lớn hơn. Khi các điều kiện sinh trưởng thích hợp, nó có thể tăng chiều cao tới 5 m hoặc hơn trong một năm và mọc ra các rễ ở những khoảng đều đặn. Các thân cây mọc đứng cao từ 2-6 m, thường cao hơn trong các khu vực có mùa hè nóng ẩm và đất màu mỡ. Lá của nó là rộng đối với các loài cỏ, dài từ 20-50 cm và bản rộng 2-3 cm. Hoa có dạng chùy có màu tía sẫm mọc dày dặc, dài 20- 50 cm. Hình 2.1. Cây sậy Vai trò của cây sậy trong hệ thống đất ngập nƣớc: - Lá cây sậy sảy ra quá trình quang hợp, O2 tạo ra một phần truyền qua thân xuống vùng rễ và đi vào lớp lọc giúp cho các hợp chất của Nitơ bị nitơrat hóa tại những vùng này, đồng thời giúp các vi sinh vật hiếu khí phát triển, điều này cũng thúc đẩy quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ. - Rễ của cây sậy rất dài, sau một thời gian chúng mọc chằng chịt trong vùng vật liệu lọc, giúp vật liệu lọc không bị tắc nghẽn khi nước thải chảy qua, nước thải không bị chảy tắt trong hệ thống và cung cấp diện tích bề mặt cho vi sinh vật bám dính, giảm xói mòn. - Để sống và phát triển, sậy trong hệ thống hấp thụ chất dinh dưỡng như Nitơ, Phôtpho, một phần kim loại nặng trong nước thải. - Sậy hấp thụ các khí độc tạo ra khi các chất bẩn trong nước thải phân hủy làm giảm mùi hôi thối. - Cách nhiệt vào mùa đông để tăng khả năng xử lý nước thải - Cải tạo cảnh quan sinh thái, thu hút các sinh vật đến sinh sống như ếch nhái, cua, côn trùng Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 18
  31. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, MỤC TIÊU, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là nước thải của bệnh viện. 2.2. Mục tiêu nghiên cứu  Tìm hiểu khái niệm, nguồn, thành phần, tác động tới con người và môi trường của nước thải bệnh viện.  Tìm hiểu các thông số đánh giá chất lượng nước và các phương pháp xử lý của nước thải bệnh viện.  Nghiên cứu hiệu quả của xử lý nước thải bệnh viện bằng bể tự hoại hết hợp bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang.  Tính toán các công trình bể tự hoại và bãi lọc ngầm cho bệnh viện có công suất 550 m3/ngày đêm. 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu [10] Trong quá trình làm khóa luận đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: 2.3.1. Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết Phân loại là phương pháp sắp xếp các tài liệu khoa học một cách có hệ thống theo từng mặt, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cùng dấu hiệu bản chất, cùng một hướng phát triển. Phân loại làm cho khoa học từ chỗ có kết cấu phức tạp trong nội dung thành cái dễ nhận thấy, dễ sử dụng theo mục đích nghiên cứu của đề tài. Hệ thống hóa là phương pháp sắp xếp tri thức theo hệ thống giúp cho việc xem xét đối tượng nghiên cứu đầy đủ và chi tiết, rõ ràng hơn. Phân loại và hệ thống hóa luôn đi liền với nhau, trong phân loại có yếu tố hệ thống hóa, hệ thống hóa phải dựa trên cơ sở phân loại. 2.3.2. Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu Phân tích tài liệu là phương pháp nghiên cứu các văn bản, tài liệu bằng cách phân tích chúng thành từng mặt, từng bộ phận để hiểu vấn đề một cách đầy đủ và toàn diện, từ đó chọn lựa những thông tin cho đề tài nghiên cứu. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 19
  32. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Phương pháp tổng hợp là liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin từ các lý thuyết đã thu thập được để tạo ra một hệ thống lý thuyết mới, đầy đủ và sâu sắc về đề tài cần nghiên cứu. Phân tích tài liệu chuẩn bị cho tổng hợp nhanh và chọn lọc đúng thông tin cần thiết, tổng hợp giúp cho phân tích sâu sắc hơn. 2.3.3. Phương pháp Pilot Phương pháp Pilot là phương pháp tiến hành xây dựng và thử nghiệm hệ thống (áp dụng thử quy trình cho một quy mô nhỏ) trước khi đưa vào hệ thống vào hoạt động nhằm tìm ra các nhược điểm có thể mắc phải và tìm cách khắc phục để đưa hệ thống ứng dụng vào thực tiễn. 2.3.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm Mẫu nước lấy từ địa điểm cần phân tích, có ghi rõ ngày, giờ, thời gian lấy mẫu. Sau đó mẫu nước được chuyển đến phòng phân tích chất lượng nước càng sớm càng tốt. Sau khi nước thải được đưa đến phòng phân tích, tiến hành bảo quản mẫu và phân tích các chỉ tiêu cần nghiên cứu theo đúng quy định. 2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu Đo đạc, tính toán, tổng hợp các số liệu nghiên cứu. Thể hiện, thống kê các kết quả, thông số bằng đồ thị, biểu đồ. Phân tích, đánh giá, nhận xét các thông số thực nghiệm. Sử dụng các phần mềm Word để viết văn bản, Excel để tính toán. 2.4. Mô hình thí nghiệm Cấu tạo của hệ thống xử lý:  Chậu 1 : là chậu phân hủy kỵ khí, tại đây các chất SS sẽ lắng xuống đáy và các chất ô nhiễm sẽ bị phân hủy kỵ khí.  Chậu 2: là chậu xử lý, có vai trò là một bãi lọc trồng cây với dòng chảy ngang. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 20
  33. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Hình 2.1.Chậu 1 của mô hình. Hình 2.2 Chậu 2 của mô hình. Lắp ráp mô hình: Sử dụng ống nhựa Φ21 để làm đường ống dẫn nước. Chậu 1 là xô nhựa, có nắp đậy với dung tích: 10(lít). Cách đáy xô 5cm có một van khóa nước để dẫn nước sang chậu xử lý. Đặt van khóa nước cách đáy xô 5 cm nhằm mục đích tạo ra phần thể tích ở đáy xô chứa bùn cặn khi các chất rắn lơ lửng trong nước thải lắng xuống. Ngoài ra còn để giảm mức độ sục bùn cặn khi vặn nước sang chậu 2. Đồng thời Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 21
  34. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng van khóa còn có tác dụng điều chỉnh tốc độ nước chảy. Van khóa nước được nối với hệ thống ống dẫn nước để dẫn nước thải xuống chậu 2. Chậu 2 có chiều dài là 45cm, chiều rộng là 15cm, chiều cao là 15cm. Tại vị trí cuối chậu 2 có 1 van khóa nước. Van khóa nước được tách làm 2 nhánh. Môt là để thu nước sau khi xử lý qua bãi lọc trồng cây, hai là để duy trì mức nước ổn định trong chậu 2. Sau đây là hình ảnh mô hình đã được lắp rắp. Hình 2.3 Mô hình thí nghiệm Vật liệu lọc: Vật liệu lọc sau khi rửa sạch được phân loại kích cỡ. Tại vị trí đầu và cuối chậu 2 sử dụng đá và sỏi kích cỡ to. Tại vị trí giữa chậu 2 sử dụng đá vụn, sỏi kích cỡ nhỏ và cát vàng. Sau đây là hình ảnh vật liệu lọc được rửa sạch, phân loại và đưa vào mô hình. Hình 2.4 Đá và sỏi kích cỡ to Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 22
  35. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Hình 2.5.Đá vụn và sỏi kích cỡ nhỏ. Hình 2.6.Cát vàng Hình 2.7.Chậu 2 sau khi đƣợc cho vật liệu lọc. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 23
  36. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Hình 2.8.Mô hình sau khi đƣợc trồng cây (cây sậy) Trong thời kỳ đầu mới trồng, sậy trồng trong chậu được nuôi sống bằng nguồn dinh dưỡng có trong nước ao tự nhiên vì lúc này cây sậy chưa phát triển nên nếu dùng nước thải tưới cho cây, cây sẽ sốc. Sau 7-15 ngày, bộ rễ của cây bắt đầu phát triển. Rễ của cây bắt đầu mọc sau 7 ngày, từ ngày thứ 7 trở đi sậy được nuôi bởi nguồn dinh dưỡng có trong nước thải đưa vào chậu 1. Sau 15 ngày trở đi, cây sậy bắt đầu đâm chồi, đẻ nhánh và phát triển nhanh chóng trong chậu xử lý. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 24
  37. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Hình 2.9. Mô hình khi cây sậy phát triển Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 25
  38. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng CHƢƠNG 3: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3.1. Kết quả thí nghiệm Để chọn một phương pháp xử lý thích hợp đối với bất kỳ loại nước thải nào ta cần đánh giá mức độ ô nhiễm đầu vào của loại nước thải đó. Do thời gian ngắn nên tác giả không khảo sát thời gian lưu tối ưu tại bể tự hoại mà lấy thời gian lưu tối ưu của 1 số tài liệu tại bể tự hoại là 1.5 ngày. Nồng độ đầu vào của nước thải qua các ngày lấy mẫu được thể hiện qua bảng 3.1 (Nước thải được lấy về cho lắng 30 phút để lắng các tạp chất, sau đó mới lấy mẫu mang đi phân tích) Bảng 3.1. Nồng độ đầu vào của nƣớc thải qua các ngày. + Ngày COD (mg/l) NH4 (mg/l) SS (mg/l) pH 18/06/2015 317 41.22 171.1 7.5 19/06/2015 330.7 39.3 179.5 6.9 20/06/2015 326.6 39.8 165 6.7 21/06/2015 312 37.1 173.3 7.1 22/06/2015 334 37.5 178 7.1 QCVN 100 10 100 6.5-8.5 28:2010/BTNMT (QCVN 24:2009/BTNMT) Nhận xét: Từ kết quả bảng 3.1 cho thấy nước thải bị ô nhiễm, bởi vì hầu hết các chỉ tiêu + (COD, NH4 , SS) đều vượt quá mức cho phép theo quy chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT loại B. Trừ thông số pH. Ngày 22/6/2015, tác giả cho mẫu vào mô hình chạy để xem xét hiệu suất xử lý. Cho 5 lít vào chậu 1 có vai trò như bể tự hoại với các thông số ô nhiễm đầu vào (COD: + 334 mg/l ; NH4 : 37.5 mg/l ; SS: 178 mg/l ; pH: 7.1) cho lưu tại bể tự hoại 1.5 ngày. Tại đây, các chất ô nhiễm bị phân hủy kỵ khí. Sau 1.5 ngày lấy mẫu đem đi phân tích được kết quả như bảng 3.2. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 26
  39. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng 3.2. Nồng độ các chất của nƣớc thải trong chậu 1 sau 1.5 ngày. Thông số Đầu vào Đầu ra Hiệu suất COD(mg/l) 334 223.78 33% + NH4 (mg/l) 37.5 34.5 8.8% SS(mg/l) 178 115.7 35% pH(mg/l) 7.1 6.8 400 350 300 250 t (mg/l) t ấ Đầu vào 200 cácch Đầu ra ộ 150 ng đ ng ồ N 100 50 0 COD(mg/l) NH4+(mg/l) SS(mg/l) + Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý COD, NH4 , SS của chậu 1 sau 1.5 ngày Nhận xét: Từ kết quả được thể hiện trên bảng 3.2 và hình 3.1 cho ta thấy hàm lượng COD, + NH4 , SS trong chậu 1 (có vai trò như bể tự hoại) sau 1.5 ngày đều giảm. + Cụ thể như nồng độ COD giảm xuống 110.22 mg/l đạt hiệu suất 33%; NH4 giảm còn 3 mg/l đạt hiệu suất 8.8%; SS giảm 62.3 mg/l đạt 35%. Tuy nhiên, sau chậu 1 nước thải vẫn vượt quá tiêu chuẩn cho phép nên cần tiến hành quá trình xử lý sau đó.  Sau 1.5 ngày xử lý qua chậu 1 cho nước thải chảy từ chậu 1 sang chậu 2 có vai trò là bãi lọc ngầm. Tiến hành khảo sát hiệu quả theo thời gian lưu để tìm ra thời gian lưu tối ưu. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 27
  40. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng + Hiệu suất xử lý COD, NH4 được kết quả thể hiện qua bảng 3.3. + Bảng 3.3. Hiệu suất xử lý COD, NH4 theo thời gian của chậu 2. + Thời gian lƣu COD (mg/l) Hiệu suất NH4 (mg/l) Hiệu suất (ngày) Đầu vào 223.78 0.00% 34.5 0.00% 1 159.18 28.87% 18.04 47.7% 1.5 95.46 57.34% 9.6 72.2% 2 92.2 58.8% 9.37 72.8% 2.5 98.02 56.2% 9.43 73% 80 70 60 50 lý lý (%) ử Nồng độ t x t 40 ấ COD (mg/l) usu 30 ệ Hi Nồng độ 20 NH4+ (mg/l) 10 0 1 1.5 2 2.5 Thời gian lưu (ngày) + Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý COD, NH4 của chậu 2 theo thời gian. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 28
  41. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Đối với thông số SS, pH thì hiệu quả xử lý được thể hiện qua bảng 3.4 Bảng 3.4. Hiệu suất xử lý SS, pH theo thời gian của chậu 2 Thời gian lƣu SS (mg/l) Hiệu suất (%) pH (ngày) Đầu vào 115.7 0.00% 6.8 1 52.3 54.8% 6.9 1.5 36.6 68.37% 7.3 2 31.9 72.43% 7.1 2.5 32.3 72.08% 7 80 70 60 50 lý lý SS (%) Hiệu ử 40 suất xử t x t ấ lý SS (%) 30 usu ệ 20 Hi 10 0 1 1.5 2 2.5 Thời gian lưu (ngày) Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý SS của chậu 2 theo thời gian. Nhận xét: + Từ kết quả bảng 3.3 và hình 3.2 cho ta thấy hàm lượng COD, NH4 trong nước thải sau xử lý hầu như đều giảm theo thời gian. Sau 1.5 ngày thì đạt tiêu chuẩn nước thải + loại B. (COD giảm xuống còn 95.46 mg/l <100 mg/l; NH4 giảm xuống 9.6 <10 mg/l). Do xảy ra quá trình ôxy hóa sinh hóa chuyển hóa các hợp chất amoni thành nitrit và nitrat amoniac, làm cho hàm lýợng amoni giảm dần theo thời gian xử lý. Còn nồng độ COD ngày thứ 2.5 lại tăng lên do hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước thải giảm nên VSV bị phân hủy nội bào. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 29
  42. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng SS giảm dần theo thời gian, giảm nhanh nhất ở ngày đầu tiên (hiệu suất = 54.8%). Sau đó giảm chậm dần và đến ngày 2.5 kết quả gần bằng với ngày 2. pH thì dao động quanh giá trị 6.8 ~ 7.3. Vậy thời gian tối ưu của bãi lọc ngầm là 3.2. Tính toán bể tự hoại, bể điều hòa và bãi lọc trồng cây để xử lý nƣớc thải của bệnh viện có công suất 550 m3/ngàyđêm.[1],[2],[6],[10] Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện được khái quát theo mô hình sau: Nước Khu vệ sinh Bể tự thải hoại Song chắn rác Nguồn Bể điều Bãi lọc tiếp nhận hòa ngầm Hình 3.4. Mô hình khái quát hệ thống xử lý nƣớc thải bệnh viện Ta có: 3 Lưu lượng trung bình của nước thải là : Qtb = 550 (m /ng.đ) 3 Lưu lượng trung bình giờ : Qtb.h = = 22.92(m /h) -3 3 Lưu lượng trung bình giây : Qtb.s = = 6.37x10 (m /s) = 6.37(l/s) Bảng 3.5. Hệ số không điều hòa phụ thuộc vào lƣu lƣợng nƣớc thải theo tiêu chuẩn ngành mạng lƣới bên ngoài và công trình 20-TCN-51-84.[6] Lưu lượng nước thải(l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 1250 Hệ số không điều hòa K 3 3.5 2 1.8 1.6 1.4 1.35 1.25 1.2 1.15 Từ bảng 3.1. với Qtb.s = 6.37(l/s) nội suy ta có được K = 3.125 >1.5 : cần xây dựng bể điều hòa. 3.2.1. Tính toán bể tự hoại 3 ngăn Bể tự hoại hình chữ nhật có 3 ngăn, nước thải trước tiên đi qua ngăn thứ nhất, phần lớn các cặn sẽ được lắng xuống và được phân hủy kỵ khí, sau đó nước thải qua ngăn thứ hai, tại đây các cặn lơ lửng tiếp tục được lắng xuống và chất hữu cơ lại tiếp tục phân hủy kỵ khí tạo thành các chất khí và một phần tạo thành các chất vô cơ hòa tan. Nước Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 30
  43. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng thải qua ngăn thứ 3 vẫn còn chứa hợp chất hữu cơ do đó cần phải lưu thêm thời gian để phân hủy tiếp. Cặn lắng sau khoảng 12 tháng sẽ được thu gom và đưa đến bãi chôn lấp. Khí được sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ khí nước thu vào ống thu khí. I I II III Bùn Bùn Bùn Hình 3.5. Mô hình bể tự hoại 3 ngăn  Ta có: 3 Lưu lượng nước thải trung bình: Qtb,ngđ = 550 m /ng.đ, Thời gian lưu nước: HRT = 1.5 ngày = 36 h 3 Thể tích bể tự hoại: VT = Qtb,ngđ x HRT = 550 x 1.5 = 825 m Với lưu lượng 550 m3/ng.đ cần một thể tích là 825 m3 , trên thực tế người ta tiến hành chia thành 3 bể tự hoại phân bố đều trong các khoa của bệnh viện, vậy nên: 3 Thể tích 1 bể tự hoại cần xây dựng là: V = VT = x 825 = 275 m 1 1 3 Thể tích của ngăn I : VI = V = x 275 = 137.5 m 2 2 3 Thể tích của ngăn II và ngăn III: VII = VIII = VI = x 137.5 = 68.75 m Chiều rộng của bể tự hoại: b = 4 m Chiều cao của bể tự hoại: h = 2 m Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 31
  44. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng  Sau đó: Chiều dài ngăn 1 của bể tự hoại: l1 = = = 20.22 m Chiều dài ngăn 2 và ngăn 3 : l2 = l3 = = = = 10.11 m  Diện tích bề mặt bể: 2 A = l x b = (11 +l2 +l3) x b = (20.22 + 10.11 + 10.11) x 4 = 161.76 m (Lưu ý chiều cao hữu dụng của bể tự hoại là 1.7m và chiều cao bảo vệ là 0.3m). Kiểm tra thời gian lưu nước sau khi tích tụ bùn: Tỷ lệ tích luỹ bùn = 70 lít/người/năm Khoảng thời gian hút bùn = 1 năm Thể tích bùn = Tỷ lệ tích luỹ bùn x số lượng người sử dụng x khoảng thời gian hút bùn Giả sử 1 người/1 ngày thải ra 100 lít (0.1 m3) nước thải. Với lưu lượng nước thải 3 trung bình Qtb,ngđ = 550 m /ng.đ, suy ra số người N= = 5500 (người) 3 → Thể tích bùn Vb = 70 x 5500 x 1 = 385,000 (l) = 385 m Thể tích nước có trong bể= tổng thể tích - thể tích bùn= 825 - 385 = 440m3 HRT sau khi tích tụ bùn= Thể tích nước có trong bể/Lưu lượng nước thải trung bình = = 0.8 ngày = 19.2 h (HRT> 12h, thiết kế đạt yêu cầu). Bảng 3.6. Các thông số tính toán của bể tự hoại STT Các thông số Đơn vị Giá trị 1 Chiều cao m 2 2 Chiều rộng m 4 3 Chiều dài ngăn 1 m 20.22 4 Chiều dài ngăn 2 và ngăn 3 m 10.11 5 Diện tích bề mặt bể m2 161.76 6 Thể tích 1 bể m3 275 3.2.2.Bể điều hòa Đối với hệ thống xử lý nước thải bệnh viện ta tiến hành thiết kế và xây dựng bể điều hòa lưu lượng và chất lượng để có được kết quả tối ưu nhất. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 32
  45. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Trong bể phải có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo san đều nồng độ các chất bẩn có trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể. Trong bể cũng phải đặt các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Từ bảng 3.1 có K = 3.125. 3 → Qh = K x Qtb = 3.125 x 22.92 = 71.625 (m /h) 3 → Q.s = = 0.02(m /s) Tính toán thông số hệ thống:  Thời gian lưu nước trong bể điều hòa chọn là: to = 2h (to = 2h-6h)  Thể tích bể điều hòa là: Vdh 3 Vđh = Qh× to = 71.125 x 2 = 142.25 m Chọn chiều cao của bể là h = 3.5 m 2  Diện tích bể điều hòa là: Fdh = = = 40.64 m Chọn bể hình chữ nhật có kích cỡ là L × R = 8.13 x 5 Chọn chiều cao bảo vệ là 0.5m → Chiều cao tổng cộng : H = h + 0.5 = 3.5 + 0.5 = 4(m) → Tổng thể tích xây dựng bể điều hòa là : V = L x R x H = 8.13 x 5 x 4 = 162.6(m3) Bảng 3.7. Các thông số tính toán bể điều hòa STT Các thông số Đơn vị Giá trị 1 Thời gian lưu nước m 2 2 Chiều rộng m 5 3 Chiều dài m 8.13 4 Chiều cao m 4 5 Thể itch m3 162.6 6 Diện tích m2 40.64 3.3.Bãi lọc ngầm trồng cây (dòng chảy ngang) Tính toán mô hình bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang cho bệnh viện quy mô 550 m3/ngđ với các thông số như sau Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 33
  46. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Lưu lượng nước thải cần xử lý Q = 550 m3/ngđ, Hằng số tốc độ (m/d), KBOD = 0.15 m/ngày Nồng độ BOD5 sau bể tự hoại và cũng là đầu vào bãi lọc Ci =160mg/l. Yêu cầu nồng độ BOD5 đầu ra Cr= 50 mg/l  Diện tích bề mặt bãi lọc: * Qd Ci C Ah = ln ( * ) k BOD Cr C 2 Ah : Diện tích bề mặt của bãi lọc (m ) 3 Qd : Lưu lượng trung bình của nước thải (m /ngày) Ci : Nồng độ BOD đầu vào (mg/l) Cr : Nồng độ BOD đầu ra (mg/l) C*: Nồng độ BOD ở môi trường ban đầu (mg/l) coi như(C* = 0) KBOD : Hằng số tốc độ BOD (m/d) 2 Ah = ln ( ) = 4264.89 m 2 Lấy Ah = 4265 m  Thời gian lưu nước trong bãi lọc ngầm A .h. t= h Q t: Thời gian lưu nước (ngày) 2 Ah : Diện tích bề mặt của bãi lọc (m ) Q : Lưu lượng trung bình của nước thải (m3/ngày) h: Chiều cao của bãi lọc (m). Chiều cao làm việc hlv= 60 cm, chiều cao dự trữ hdt = 20 cm. Vậy tổng chiều cao của bãi h= 80 cm ε :Hệ số độ xốp của vật liệu 30%, ta lấy ε = 0.3 t = = 1.4 (ngày) = 33.6 (h)  Thể tích của bãi lọc ngầm V = Ah x h V : Thể tích bãi lọc ngầm (m3) Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 34
  47. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng 2 Ah : Diện tích bề mặt của bãi lọc (m ) h: Chiều cao của bãi lọc (m) V= 4265 x 0.8 = 3412 m3 3  Thể tích làm việc: Vlv = Ah.hlv = 4265 x 0.6 = 2559 (m ) Tỷ lệ dài : rộng=3:1, nên ta có A  Chiều rộng bãi lọc B = h = = 37.7 (m) 3  Chiều dài bãi lọc L = 3 x B = 3 x 37.7 = 113.1 (m)  Tải trọng bề mặt Qd Lw = Ah 3 2 Lw : Tải trọng bề mặt (m /m . ngđ) 2 Ah: Diện tích bãi lọc (m ) 3 Qd : Lưu lượng trung bình của nước thải (m /ngày) 3 2 Lw= = 0.129 (m /m . ngđ)  Kiểm tra tải trọng hữu cơ của hệ thống Lượng hữu cơ hệ thống xử lý là: 160 -50 = 110(mg/l) Suy ra lượng chất hữu cơ được xử lý của hệ thống là: 550m3/ngày x 110mg/l = 550m3/ngày x 110g/m3 = 60.5(kg) Tải lượng hữu cơ mà hệ thống xử lý là: L = = 142(kg/ha/ngày) < 150ngàykgBOD/ha/ngày (đạt tiêu chuẩn thiết kế) Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 35
  48. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng Bảng 3.8. Các thông số tính toán của bãi lọc ngầm dòng chảy ngang STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 Chiều dài m 113.1 2 Chiều rộng m 37.7 3 Làm việc 0.6 Chiều cao Dự trữ m 0.2 Tổng 0.8 4 Thời gian lưu nước ngày 1.4 5 Diện tích m2 4265 6 Thể tích Làm việc m3 3412 Tổng 2559 7 Tải trọng hữu cơ Kg BOD/ha/ngày 142 8 Tải trọng bề mặt m3/m2.ngđ 0.129 Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 36
  49. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Đề tài nghiên cứu khoa học đã giới thiệu về xử lý nước thải bệnh viện huyện Kiến Thụy, Hải Phòng bằng hệ thống bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang. Trong đó có ba nội dung chính bao gồm: - Giới thiệu tổng quan về nước thải bệnh viện như nguồn, tính chất, các phương pháp xử lý, trong đó nhấn mạnh về xử lý bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang. -Xây dựng mô hình xử lý gồm 2 chậu: chậu 1 và chậu 2 (kích thước, cách lắp đặt và vật liệu lọc đã nêu trong bài). - Mô hình được trồng bằng cây sậy. - Vận hành mô hình và tiến hành phân tích mẫu nước đầu vào, đầu ra để tìm ra được thời gian lưu tối ưu mà hệ thống có thể xử lý tại bãi lọc ngầm dòng ngang. Lưu lượng nước thải đưa vào hệ thống là 5l - Chất lượng nước đầu vào và đầu ra khỏi hệ thống xử lý được đánh giá qua việc + phân tích các thông số cơ bản như: pH, SS, COD, NH4 . - Kết quả đầu ra: Các thông số nằm trong giới hạn cho phép QCVN 28:2010/BTNMT. Qua các kết quả trên cho thấy: Hệ thống đạt hiệu quả xử lý cao đối với nước thải bệnh viện có mức ô nhiễm trung bình. Kiến nghị - Đất nước ta còn nghèo, tình trạng ô nhiễm môi trường lại ngày càng nghiêm trọng. Vì thế rất cần thiết phải có các hệ thống xử lý ô nhiễm môi trường vừa rẻ tiền mà lại đạt được hiệu quả xử lý cao, thân thiện với môi trường. Xử lý nước thải bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang là một công nghệ đã đáp ứng được những yêu cầu đó. Công nghệ này rất phù hợp với điều kiện của Việt Nam vì các loại vật liệu lọc và loại cây được sử dụng trong hệ thống đều là những loại rất dễ kiếm và phổ biến. Vì vậy nên ứng rộng rãi mô hình hệ thống xử lý này để xử lý nước thải bệnh viện góp phần làm sạch được môi trường đang từng ngày bị ô nhiễm như hiện nay. - Nên nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống nhằm tìm ra những ưu điểm, nhược điểm của phương pháp xử lý này để có thể ứng dụng tốt vào trong thực tế. - Nên ứng dụng phương pháp này để xử lý nước thải ở quy mô phân tán sẽ mang lại hiệu quả cao hơn do vấn đề về diện tích đất sử dụng để xử lý, khi xử lý ở Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 37
  50. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng quy mô phân tán thì yêu cầu về đất sẽ ít hơn khi đó khả năng ứng dụng của phương pháp này sẽ nhiều hơn mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho quốc gia và vệ sinh môi trường. Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 38
  51. Khoá luận tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Bộ xây dựng, Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 51-84-2003, “Thoát nước mạng lưới bên ngoài công trình”, T.p Hồ Chí Minh [2]Giáo trình công nghệ xử lý nước thải – Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga. [3]Hoàng Huệ (1996), “Xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội. [4]QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI Y TẾ. [5]Sở Y tế thành phố Hà Nội [6]Trịnh Xuân Lai (2000), “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải”, NXB Xây Dựng Hà Nội. [7]Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp – Trường ĐHXD, 1996 [8]Viện công nghệ môi trường [9]Nguyễn Thuỳ Linh, Xử lý nước thải bằng cây sậy [10] vien-da-khoa-cu-chi-voi-cong-suat-950m3ngay-dem-11564/ [11] [12] [13] ly.html [14] nhat.html [15] VN/item/58/Default.aspx.1 [16] [17] b%E1%BB%87nh_vi%E1%BB%87n [18] ngam-trong-cay-de-xu-ly-nuoc-thai-chan-nuoi-trong-dieu-kie Sinh viên: Đinh Thị Thiên Ngân - MT1501 39