Luận Văn Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới AAO trong xử lý nước thải ngành y tế

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới AAO trong xử lý nước thải ngành y tế


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
DANH MỤC HÌNH ẢNH . iv
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT . vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 4
1.1. NGUỒN NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 4
1.2. TÍNH CH Ấ T, THÀNH PHẦ N VÀ LƯU LƯ ỢNG NƯ ỚC THẢI B Ệ NH VI Ệ N 4
1.2.1. Tính chất nước thải bệnh viện . 5
1.2.2. Thành phần nước thải bệnh viện . 6
1.2.3. Lưu lượng nước thải bệnh viện . 7
1.3. CÁC CÔNG NGHỆ ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
BỆNH VIỆN . 9
1.3.1. Yêu cầu chung về công nghệ xử lý nước thải . 9
1.3.2. Các công nghệ xử lý nước thải 10
1.3.2.1. Công nghệ xử lý chất thải lỏng y tế V-69 10
1.3.2.2. Công nghệ xử lý chất thải lỏng y tế CN-2000 12
1.3.2.3. Công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt Biofilter . 15
1.3.2.4. Công nghệ xử lý sinh học theo nguyên tắc AAO . 17
1.3.3. So sánh các công nghệ xử lý CTLYT . 23
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 32
2.2. SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 32
2.2.1. Công nghệ AAO với đệm vi sinh 32
2.2.2. Công nghệ AAO với màng lọc MBR 36
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 46
3.1. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI AAO TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Y TẾ – TRUNG TÂM Y TẾ TP. HỒ CHÍ MINH . 46
iii
3.1.1. Giới thiệu công nghệ XLNT công suất nhỏ 46
3.1.1.1. Đặt vấn đề . 46
3.1.1.2. Ưu điểm công nghệ XLNT theo nguyên tắc AAO loại công suất nhỏ 46
3.1.1.3. Nguyên tắc XLNT công suất nhỏ cho các trung tâm y tế 47
3.1.1.4. Quy trình vận hành XLNT theo nguyên tắc AAO . 48
3.1.2. Bơm bùn vi sinh và kiểm tra chất lượng nước đầu ra . 54
3.1.2.1. Bơm bùn vi sinh 54
3.1.2.2. Kiểm tra chất lượng nước đầu ra 55
3.1.3. Lắp đặt hệ thống hợp khối FRP . 58
3.1.3.1. Thông tin cần xác nhận trước khi thi công lắp đặt . 58
3.1.3.2. Lắp đặt và chôn lấp thiết bị hợp khối cho trung tâm y tế 59
3.1.3.3. Quy trình kiểm tra vận hành . 65
3.1.4. Chi phí vận hành trạm XLNT công suất nhỏ 66
3.2. SO SÁNH CHI PHÍ XÂY DỰNG, LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG
XLNT Y TẾ THEO NGUYÊN TẮC AAO SỬ DỤNG FRP VÀ RC . 68
3.2.1. Chi phí thiết bị và vận hành HTXL nước thải bệnh viện theo nguyên tắc
AAO sử dụng hệ thống hợp khối FRP 68
3.2.2. Chi phí xây dựng và vận hành HTXL nước thải b ệnh viện theo nguyên tắc AAO
sử dụng kiểu RC 73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 78
PHỤ LỤC 79
iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối V-69 10
Hình 1.2. Mặt cắt cấu tạo thiết bị V-69 . 11
Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ thiết bị xử lý hợp khối CN-2000 . 13
Hình 1.4. Mặt cắt cấu tạo thiết bị CN-2000 14
Hình 1.5. Thiết bị CN-2000 được lắp đặt tại bệnh viện Thanh Nhàn-Hà Nội . 15
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt . 16
Hình 1.7. Cấu tạo bể lọc sinh học nhỏ giọt . 17
Hình 1.8. Sơ đồ công nghệ XLNT sử dụng công nghệ AAO+MBR . 17
Hình 1.9. Biểu diễn thời gian thi công của hệ thống FRP 20
Hình 1.10. Khoang khử trùng và hóa chất khử trùng dạng viên 22
Hình 1.11. Vị trí đặt viên khử trùng trong hệ thống xử lý 22
Hình 2.1. Mặt cắt các khoang công nghệ AAO với đệm vi sinh 32
Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ AAO với đệm vi sinh 33
Hình 2.3. Cấu tạo khoang công nghệ AAO với màng lọc MBR 36
Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ AAO với màng lọc MBR 37
Hình 2.5. Cơ cấu màng lọc MBR 39
Hình 2.6. So sánh các quá trình dòng chảy . 40
Hình 2.7. Nguyên lý rửa bề mặt màng lọc MBR 42
Hình 2.8. Biểu đồ biểu diễn hiệu quả loại BOD . 43
Hình 2.9. Biểu đồ biểu diễn hiệu quả loại coliform 44
Hình 2.10. Biều đồ biểu diễn hiệu quả loại virus tả 45
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên tắc xử lý nước thải cho các trung tâm y tế . 47
Hình 3.2. Mặt cắt công nghệ AAO công suất nhỏ 48
Hình 3.3. Quy trình vận hành trong công nghệ AAO . 48
Hình 3.4. Khoang kỵ khí . 49
Hình 3.5. Khoang thiếu khí – ngăn chứa giá đỡ vi sinh . 50
Hình 3.6. Khoang hiếu khí – ngăn chứa đệm vi sinh 52
v
Hình 3.7. Ngăn khử trùng – viên hóa chất khử trùng . 54
Hình 3.8. Bùn hoạt tính trong bể aeroten hoạt động bình thường 55
Hình 3.9. Bùn hoạt tính dưới kính hiển vi 55
Hình 3.10. Bơm bùn vi sinh vào bể hiếu khí 55
Hình 3.11. Lấy mẫu nước đầu ra . 56
Hình 3.12. Hệ thống xử lý nước thải trước khi lắp đặt . 58
Hình 3.13. Đào hố trước khi lắp đặt hệ thống xử lý nước thải ngầm . 59
Hình 3.14. Hệ thống xử lý nước thải sau khi lắp đặt 62
Hình 3.15. Vị trí ống thông hơi . 63
Hình 3.16. Chôn lấp hệ thống xử lý nước thải 64
Hình 3.17. Mặt bằng sau khi bàn giao hệ thống XLNT 65
Hình 3.18. Sơ sồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải bệnh viện 68
Hình 3.19. Hệ thống hợp khối vật liệu composite 72
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần ô nhiễm của nước thải bệnh viện 7
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn nước cấp và lượng nước thải bệnh viện . 8
Bảng 1.3. Lượng nước sử dụng và số giường của các bệnh viện khảo sát . 9
Bảng 1.4. So sánh các công nghệ xử lý nước thải y tế 24
Bảng A.1. Giá trị C của các thông số ô nhiễm 80
Bảng A. 2. Giá trị của hệ số K . 81
Bảng A.3. Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ chất ô nhiễm . 82
vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AAO : Anaerobic – Kỵ khí; Anoxic – Thiếu khí; Oxic – Hiếu khí
BOD5
: Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hóa
COD : Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học
CTLYT : Chất thải lỏng y tế
F/M : Food/Microorganism - Tỉ lệ thức ăn trên số lượng vi sinh
FRP : Fibeglass Reinfored Plastic - Vật liệu nhựa composite
MBR : Membrance Bio Reactor - Bể lọc sinh học bằng màng
MF : MicroFiltration - Màng vi lọc
MLSS : Mixed Liquor Suspended Solids
Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong dung dịch bùn hoạt tính, mg/L
MPN/100ml : Most Probable Number per 100 mililiters
Mật độ khuẩn lạc trong 100ml
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
RC : Reinfored Concret - Bê tông cốt thép
SS : Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
VSV : Vi sinh vật
XLNT : Xử lý nước thải
1
MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Vấn đề ô nhiễm môi trường đang trở thành vấn đề chung được quan tâm đặc
biệt của tất cả các nước trên thế giới. Các tổ chức Quốc tế, Chính phủ của các nước
cũng đã và đang có hướng giải quyết nhằm khắc phục hiện trạng ô nhiễm hiện nay.
Trong những năm gần đây, các vấn đề môi trường ở nước ta cũng bắt đầu được chú
trọng. Việt Nam đã có Luật Bảo vệ môi trường, Nghị định và những chính sách cụ
thể để phát triển kinh tế - xã hội đi đôi với bảo vệ môi trường. Theo đó vấn đề xử lý
chất thải y tế được ưu tiên giải quyết cấp bách.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của đất nước, trong những năm vừa qua công
tác chăm sóc sức khỏe cho nhân dân ngày càng được coi trọng. Những ứng dụng
thành tựu khoa học kỹ thuật, công nghệ của các nước trên thế giới đã góp phần nâng
cao trình độ chuyên môn cũng như khả năng phục vụ của ngành y tế. Ngành y tế
cũng là một trong những ngành có cơ sở phục vụ rộng khắp cả nước.
Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực của các bệnh viện và các cơ sở y tế
thì chúng ta cũng không khỏi băn khoăn về những nguy hại của chất thải y tế, là
nguyên nhân gây lây lan các loại bệnh tật qua nguồn nước, qua các loài côn trùng,
ngấm xuống nước ngầm, nhiễm khuẩn cho thực phẩm, nhưng nguy hiểm nhất là
khi các bệnh phẩm bao gồm các tế bào, các mô cơ thể bị cắt bỏ trong quá trình phẫu
thuật, tiểu phẫu, bông gạc có dính máu mủ, các dụng cụ y tế như kim tiêm, ống
thuốc, nếu không được xử lý tốt sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho con
người và sinh vật.
Theo các tài liệu công bố, Việt Nam hiện có 1.047 bệnh viện với hơn 140 ngàn
giường bệnh và hơn 10 ngàn trạm y tế xã đang thải ra khoảng 400 tấn chất thải rắn y
tế, hơn 1.000.000 m
3
chất thải lỏng hàng ngày. Bộ y tế đã tiến hành đầu tư trên diện
rộng 700 bệnh viện (22 bệnh viện trung ương, 231 bệnh viện cấp tỉnh, 435 bệnh
viện tuyến huyện, 12 bệnh viện tư nhân) kết quả là: chỉ có 250/700 bệnh viện có
trạm xử lý chất thải lỏng y tế (CTLYT) chiếm 35,7%, 278/700 bệnh viện có hệ
thống thu gom nước thải riêng với nước mưa chiếm 39,7%. Tuy nhiên, chính các
2
chuyên gia y tế cho rằng, tới nay ít có bệnh viện nào triển khai hoàn chỉnh từ khâu thu
gom, phân loại và xử lý toàn bộ chất thải y tế. Phần lớn các cơ sở y tế mới chỉ dừng lại
ở việc thu gom, xử lý sơ bộ chất thải l ỏng không đảm bảo tiêu chuẩn thải, chất thải rắn
chưa được thu gom, xử lý triệt để. Trong khi đó, theo phân loại của Quy chế quản lý
chất thải nguy hại do Thủ tướng Chính phủ ban hành thì chất thải y tế là một trong
những chất thải nguy hại cần phải xử lý triệt để.
Theo báo cáo của Vụ Khoa học và Đào tạo – Bộ Y tế, hiện nay việc quản lý
chất thải bệnh viện chưa được đồng bộ, chưa có cơ chế rõ ràng, chưa phân công,
phân cấp cũng như phối hợp hiệu quả. Việc tổ chức nhân lực trong quản lý và áp
dụng công nghệ xử lý nước thải còn nhiều hạn chế, bất cập. Việt Nam đang thiếu và
yếu về phương tiện, dụng cụ chuyên dùng cho việc thu gom và xử lý chất thải.
Theo kết quả khảo sát của Viện Y học Lao động và Vệ sinh môi trường thì
hiện nay nước thải bệnh viện bị ô nhiễm nặng gấp nhiều lần tiêu chuẩn cho phép
thải, các chỉ tiêu về vi sinh trong nước thải rất cao. Việc áp dụng công nghệ xử lý
chỉ có khoảng một phần ba số bệnh viện tuyến trung ương, tỉnh, ngành, còn hầu hết
các bệnh viện tuyến huyện đều chưa có hệ thống xử lý nước thải bệnh viện.
Trước tình hình đó, việc nghiên cứu ứng dụng một công nghệ mới để xử lý
CTLYT là hết sức cần thiết và phải được xem xét nhiều mặt, về kinh tế, kỹ thuật và
môi trường. Đối với các thành phố lớn hiện nay quỹ đất để thực hiện xây dựng một
quy trình công nghệ xử lý còn hạn chế. Vì thế, việc nghiên cứu ứng dụng một công
nghệ có đầy đủ các tính năng cần thiết thay thế cho quy trình công nghệ phức tạp là
hết sức cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới AAO trong xử lý nước thải ngành y tế.
3. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
- Tìm hiểu, thu thập tài liệu về hiện trạng nước thải bệnh viện.
- Đánh giá hiệu quả xử lý của các công nghệ xử lý nước thải bệnh viện đang
được áp dụng.
- Giới thiệu công nghệ mới AAO.
3
- Ứng dụng công nghệ mới AAO để xử lý nước thải cho các bệnh viện, các
trung tâm y tế ở các thành phố đông dân cư.
- Đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ mới AAO trong xử lý nước
thải y tế.
4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên đồ án tốt nghiệp này chỉ tập trung vào
một số phạm vi sau:
- Đồ án chỉ nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới AAO cho nước thải bệnh viện.
- Mô hình sử dụng cho đồ án là công nghệ xử lý nước thải sử dụng thiết bị hợp
khối theo nguyên tắc AAO.
- Ứng dụng cho các bệnh viện, các trung tâm y tế của các thành phố lớn ở Việt
Nam, và tập trung là thành phố Hồ Chí Minh.
5. Ý NGHĨA KINH TẾ - XÃ HỘI
 Ý nghĩa kinh tế
- Góp phần hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng cho những bệnh viện chưa có hệ thống xử
lý nước thải đạt chuẩn.
- Giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường đồng nghĩa với việc bảo vệ nguồn tài
nguyên thiên nhiên.
 Ý nghĩa xã hội
- Việc xây dựng, lắp đặt công trình XLNT không mang lại hiệu quả kinh tế một
cách trực tiếp nhưng những tác động của nó đến đời sống xã hội là không nhỏ.
- Công trình XLNT giải quyết triệt để tính ô nhiễm môi trường của các bệnh
viện cũng là góp phần thực hiện xã hội hóa công tác bảo bệ môi trường.
- Công trình XLNT hoạt động hiệu quả sẽ làm cho môi trường bệnh viện và các
khu vực xung quanh trở nên trong sạch hơn, từ đó sức khỏe và tinh thần của
người dân cũng sẽ được nâng lên và làm cho người dân tin tưởng hơn chủ
trường chính sách của Đảng và Nhà nước.
- Có một hệ thống xử lý môi trường tốt sẽ nâng cao được vị thế, uy tín của bệnh
viện đối với nhân dân và các đối tác trong các hoạt động chuyên môn.
4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. NGUỒN NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN
Theo kết quả phân tích của các cơ quan chức năng, 80% nước thải từ bệnh
viện là nước thải bình thường (tương tự nước thải sinh hoạt) chỉ có 20% là những
chất thải nguy hại bao gồm chất thải nhiễm khuẩn từ các bệnh nhân, các sản phẩm
của máu, các mẫu chẩn đoán bị hủy, hóa chất phát sinh trong quá trình giải phẫu,
lọc máu, hút máu, bảo quản các mẫu xét nghiệm, khử khuẩn. Với 20% chất thải
nguy hại này cũng đủ để các vi trùng gây bệnh lây lan ra môi trường xung quanh.
Đặc biệt, nếu các loại thuốc điều trị bệnh ung thư hoặc các sản phẩm chuyển hóa
của chúng không được xử đúng mà xả thải ra bên ngoài sẽ có khả năng gây quái
thai, ung thư cho những người tiếp xúc với chúng.
Nước thải (không kể nước mưa) của bệnh viện chia thành 2 nguồn sau:
- Nước thải sinh hoạt từ các phòng vệ sinh, nhà giặt, phòng xét nghiệm, phòng
mổ, khu điều trị, các nhà vệ sinh, nhà ăn, nhà hành chính, được thu gom
bằng hệ thống đường ống đưa đến trạm xử lý.
- Nước thải các khu chiếu xạ, phòng chụp phim, X quang, phòng thí nghiệm,
khu chạy thận được cách ly riêng trong các bể chứa và bán phân hủy, sau đó
được bơm nhập vào bể thu của nước thải bệnh viện, trộn lẫn với nước thải sinh
hoạt để tiếp tục xử lý bằng phương pháp vi sinh.
1.2. TÍNH CH ẤT, THÀNH PHẦN VÀ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI B Ệ NH VI Ệ N
Mỗi bệnh viện có thể thải ra khoảng 0.4 – 0.95m
3
nước thải trên một giường
bệnh trong ngày, tùy thuộc vào khả năng cấp nước, dịch vụ bệnh viện, số lượng
bệnh nhân và người nhà Tuy nhiên, nồng độ chất thải rắn lơ lửng (SS), chất hữu
cơ (như BOD
5, COD) và các chất dinh dưỡng (như Nitơ, Phốtpho) trong nước thải
bệnh viện có thể không cao như nước thải đô thị. Nồng độ BOD5
thay đổi từ 80-180
mg/l. Lo ngại chủ yếu tập trung vào vi sinh vật (VSV) gây bệnh đường ruột dễ dàng
lây truy ền qua nước, đặc điểm của nước thải này là chứa rất nhiều VSV, nhất là
VSV gây bệnh truyền nhiễm như tụ cầu vàng (82,5%), trực khuẩn mủ xanh
(14,62%), E.coli (51,61%), Enterobacter (19,36%), . Đây đ ều là những vi khuẩn
5
không được phép thải ra ngoài môi trường. Nếu chất thải y tế không được quản lý
tốt, nước thải bệnh viện còn chứa nhiều dược phẩm, hóa chất có thể ảnh hưởng xấu
đến hiệu suất của công trình xử lý sinh học.
1.2.1. Tính chất nước thải bệnh viện
 Tính chất của nước thải sinh hoạt trong bệnh viện:
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con người trong
bệnh viện, căn tin, nhà vệ sinh có đặc tính là khi chưa phân hủy có màu đen, có
chứa nhiều cặn lơ lửng, rác từ thức ăn thừa, dầu mỡ và các phế thải khác. Nước thải
này có các tác hại như sau:
- Nước thải sinh hoạt có chứa nhiều hợp chất chất hữu cơ, Hydrocacbon, Nitơ,
Phốtpho, lưu huỳnh. Các chất này dễ thối rữa, phân hủy thành các sản phẩm
gây ô nhiễm thứ cấp.
- Các hợp chất vô cơ trong nước thải sinh hoạt thường không gây ảnh hưởng
đáng kể do nồng độ các chất này trong nước thấp nhưng nồng độ chloride
trong nước thải cao ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý nước thải.
- Nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng lớn các VSV, vi khuẩn ký sinh trong
ruột người và động vật nên gây nguy cơ lan truyền ô nhiễm nước mặt và nước
ngầm, gây ô nhiễm môi trường.
- Qua kết quả báo cáo khảo sát mức độ ô nhiễm tại các bệnh viện cho thấy hầu
hết các chỉ tiêu của nước thải vượt quá nhiều lần mức cho phép đặc biệt là các
chỉ tiêu BOD, Nitơ, Phốt pho, Coliform,
 Tính chất của nước thải bệnh viện:
Nước thải bệnh viện phát sinh do quá trình khám, chữa bệnh có đặc tính là khi
chưa phân hủy có màu nâu đỏ, chứa nhiều cặn lơ lửng, hóa chất, thuốc men, vi
khuẩn, dung môi trong dược phẩm và các phế thải khác. Nước thải này có tác hại
như sau:
- Nếu không được xử lý đúng mức sẽ gây ô nhiễm trực tiếp cho môi trường
nước, làm tích tụ chất độc trong các động vật, thực vật thủy sinh.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Cát (2007), “ Xử lý nước thải giàu hợp chất nitơ và phốt pho”,
NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ Hà Nội.
2. Đỗ Hồng Lan Chi – Lâm Minh Triết (2010), “ Vi sinh vật môi trường”,
NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
3. TS. Trịnh Xuân Lai (1999), “ Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải”,
NXB Xây Dựng
4. PGS.TS Lương Đức Phẩm, “ Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp sinh
học”, “ Cơ sở vi sinh trong công nghệ bảo vệ môi trường”,
NXB Giáo Dục.
5. Sổ tay hướng dẫn vận hành và quản lý hệ thống xử lý nước thải và lò đốt chất
thải y tế cho bệnh viện quy mô cấp huyện.
6. Tài liệu dự án của Công ty Cổ Phần Tiến bộ Quốc tế.
7. Mackenzie L.Davis (1991), “Water and Wastewater Engineering”.
McGraw-Hill Inc. New York, USA.
8. http://moh.gov.vn