Tổng quan nghiên cứu

Tại tỉnh Nghệ An vào năm 2012, toàn địa bàn có tổng cộng 6.651 giường bệnh với tỷ lệ đạt 20,6 giường bệnh trên một vạn dân, phân bổ tại 29 bệnh viện công lập bao gồm 12 bệnh viện tuyến tỉnh và 17 bệnh viện tuyến huyện với 4.925 giường bệnh. Theo quy hoạch phát triển hệ thống y tế địa phương, chỉ tiêu này dự kiến tăng lên 25 giường bệnh trên một vạn dân vào năm 2015 và đạt 30 giường bệnh trên một vạn dân vào năm 2020. Sự mở rộng nhanh chóng về quy mô khám chữa bệnh tạo ra áp lực rất lớn lên môi trường tiếp nhận khi nước thải y tế chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, hóa chất xét nghiệm, máu và dịch cơ thể có nguy cơ lan truyền dịch tễ nghiêm trọng cho cộng đồng.

Tuy nhiên, khảo sát thực tế cho thấy toàn tỉnh mới chỉ có 3 trên 12 bệnh viện tuyến tỉnh và 2 trên 17 bệnh viện tuyến huyện được đầu tư hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn. Nhiều cơ sở y tế vẫn xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận hoặc vận hành công nghệ xử lý cũ kỹ, xuống cấp và quá tải so với công suất thiết kế ban đầu. Trước thực trạng cấp bách đó, đề tài tập trung khảo sát hiện trạng phát sinh và hoạt động xử lý nước thải tại các bệnh viện tuyến huyện trên địa bàn tỉnh Nghệ An, trọng tâm là Bệnh viện Đa khoa thị xã Cửa Lò, Bệnh viện Đa khoa huyện Nghi Lộc và Bệnh viện Đa khoa huyện Yên Thành trong giai đoạn 2012 - 2014. Mục tiêu cốt lõi là đánh giá mức độ phù hợp công nghệ theo các tiêu chuẩn kỹ thuật, kinh tế, môi trường và đề xuất giải pháp đồng bộ nhằm nâng cao hiệu quả làm sạch nước thải y tế, bảo vệ sức khỏe nhân dân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết động học xử lý sinh học kết hợp các nguyên lý phân hủy chất hữu cơ hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí trong nước thải y tế. Các chỉ số nồng độ ô nhiễm chính được đối chiếu trực tiếp với QCVN 28:2010/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế, bao gồm nồng độ nhu cầu oxy hóa học tối đa 100 mg/l, nhu cầu oxy sinh học BOD5 tối đa 50 mg/l ở mức B và chỉ tiêu tổng Coliform không vượt quá 5.000 MPN/100ml. Nghiên cứu cũng căn cứ vào QCVN 01:2008/BXD về quy chuẩn khoảng cách vệ sinh cách ly tối thiểu từ 10 đến 100 mét đối với từng loại hình trạm xử lý nước thải đối với khu dân cư.

Đồng thời, luận văn kế thừa mô hình Đánh giá Công nghệ Môi trường ETV do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ USEPA khởi xướng và tài liệu hướng dẫn đánh giá công nghệ của Tổng cục Môi trường Việt Nam năm 2011. Khung đánh giá được cấu trúc thành 4 nhóm tiêu chí với tổng điểm 100, bao gồm: tiêu chí kỹ thuật (chiếm 40 điểm với 8 chỉ tiêu), tiêu chí kinh tế (chiếm 28 điểm với 3 chỉ tiêu), tiêu chí môi trường (chiếm 22 điểm với 4 chỉ tiêu) và tiêu chí xã hội (chiếm 10 điểm với 2 chỉ tiêu). Hệ thống tiêu chí này cung cấp cơ sở định lượng để xếp loại công nghệ theo ba mức: khuyến khích áp dụng trên 70 điểm, có thể áp dụng từ 50 đến 70 điểm và không nên áp dụng khi đạt dưới 50 điểm.

Phương pháp nghiên cứu

Về nguồn dữ liệu và cỡ mẫu, tác giả tiến hành điều tra khảo sát thực địa tại 3 bệnh viện đại diện cho các vùng sinh thái của tỉnh Nghệ An là Bệnh viện Đa khoa thị xã Cửa Lò (quy mô 80 giường bệnh), Bệnh viện Đa khoa huyện Nghi Lộc (200 giường bệnh) và Bệnh viện Đa khoa huyện Yên Thành (200 giường bệnh). Tại Bệnh viện Đa khoa thị xã Cửa Lò, phương pháp chọn mẫu hỗn hợp theo thời gian được áp dụng để lấy mẫu tại 2 vị trí gồm cửa vào và cửa xả sau xử lý. Mẫu nước thải được thu thập tại 3 thời điểm trong ngày gồm 9h00 sáng (cao điểm điều trị), 13h30 chiều (thấp điểm) và 17h00 chiều (cao điểm vệ sinh), thực hiện lặp lại trong 3 đợt quan trắc độc lập với tổng cộng 18 mẫu thử nghiệm để phản ánh chính xác sự dao động tải lượng ô nhiễm.

Các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm được lựa chọn dựa trên tính pháp lý và độ chuẩn xác cao theo tiêu chuẩn quốc gia: đo pH bằng điện cực thủy tinh theo TCVN 6492:1999, phân tích BOD5 bằng phương pháp pha loãng đo DO theo TCVN 6001-1:2008, xác định COD qua đun hồi lưu dicromat theo SMEWW 5220-C, đo hàm lượng chất rắn lơ lửng SS theo TCVN 6625:2000, Amoni theo TCVN 5988:1995 và định lượng Coliform bằng phương pháp nhiều ống theo TCVN 6187-2:1996. Dữ liệu thực nghiệm được xử lý thống kê, tính toán hiệu suất khử ô nhiễm và đưa vào ma trận lượng hóa 17 tiêu chí ETV trong giai đoạn nghiên cứu từ năm 2012 đến năm 2014.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả khảo sát thực tế cho thấy sự chênh lệch lớn giữa lưu lượng nước thải phát sinh và khả năng thu gom, xử lý tại các bệnh viện tuyến huyện. Tại Bệnh viện Đa khoa thị xã Cửa Lò, tổng lượng nước cấp sinh hoạt và khám chữa bệnh là 197,7 m3/ngày đêm, lượng nước thải được thu gom đưa vào trạm xử lý đạt khoảng 70 m3/ngày. Trong khi đó, Bệnh viện Đa khoa huyện Nghi Lộc có quy mô 200 giường bệnh nhưng thường xuyên quá tải tới 430 bệnh nhân nội trú, tạo ra lưu lượng nước thải khoảng 140 m3/ngày, song trạm xử lý chỉ thu gom được 70 m3/ngày, dẫn đến tỷ lệ thất thoát nước thải nguy hại ra môi trường đất lên tới 50%. Tương tự, Bệnh viện Đa khoa huyện Yên Thành phát sinh 100 m3 nước thải mỗi ngày nhưng hệ thống mương dẫn bị xuống cấp khiến phần lớn nước thải ngấm tự do vào tầng đất nông.

Đặc tính ô nhiễm của nước thải đầu vào tại các cơ sở y tế khảo sát có nồng độ chất hữu cơ và vi sinh vật rất cao. Hàm lượng BOD5 dao động từ 110 đến 250 mg/l (giá trị trung bình 150 mg/l), COD dao động từ 140 đến 300 mg/l (trung bình 200 mg/l), hàm lượng chất rắn lơ lửng SS đạt 100 đến 220 mg/l và mật độ tổng Coliform ở mức rất nguy hại từ 10 mũ 6 đến 10 mũ 9 MPN/100ml. Khi áp dụng các công nghệ lọc sinh học nhỏ giọt cải tiến hoặc công nghệ hợp khối AAO kết hợp màng MBR, hiệu suất loại bỏ COD có thể đạt 95,1% (giảm từ 700 mg/l xuống 34 mg/l) và tỷ lệ tiêu diệt vi khuẩn Coliform đạt trên 98%, đảm bảo nước đầu ra đạt quy chuẩn xả thải.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng suy giảm hiệu quả xử lý tại các bệnh viện huyện là do cơ sở hạ tầng mạng lưới thu gom được xây dựng qua nhiều thời kỳ, thiếu tính đồng bộ và không có đường ống thu gom riêng biệt cho các khoa có nguy cơ lây nhiễm cao. Tình trạng quá tải bệnh nhân từ 1,5 đến 2 lần so với quy mô thiết kế làm rút ngắn thời gian lưu nước trong bể sinh học, khiến vi sinh vật bùn hoạt tính không kịp phân hủy cơ chất hữu cơ. Thêm vào đó, sự xuất hiện của các chất tẩy rửa bề mặt và dư lượng thuốc kháng sinh như streptomixin ở nồng độ từ 0,7 đến 1,0 g/l làm ức chế men vi sinh và giảm đáng kể hiệu suất phân hủy hiếu khí.

Về phương thức biểu diễn khoa học, toàn bộ dữ liệu biến thiên nồng độ BOD5, COD, Amoni và Coliform theo thời gian có thể được trình bày trực quan qua biểu đồ đường nhiều trục thể hiện 3 khung giờ quan trắc trong ngày nhằm làm rõ quy luật phát thải đỉnh điểm. Đồng thời, kết quả đánh giá công nghệ cần được tổng hợp dưới dạng bảng ma trận xếp hạng 17 tiêu chí để đối sánh trực quan giữa các phương án công nghệ như Aeroten truyền thống, Lọc sinh học nhỏ giọt và Hợp khối Johkaso. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu xử lý nước thải y tế tại Thái Nguyên và Thái Bình, chứng minh rằng các hệ thống hợp khối khép kín có ưu thế vượt trội về khả năng kiểm soát mùi hôi và tiết kiệm diện tích so với bể aeroten hở truyền thống.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm giải quyết triệt để tình trạng ô nhiễm nước thải y tế và nâng cao hiệu quả vận hành tại các bệnh viện tuyến huyện ở Nghệ An, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

Thứ nhất, tiến hành cải tạo và tách riêng hệ thống thu gom nước thải y tế với mạng lưới thoát nước mưa. Ban Giám đốc các bệnh viện tuyến huyện cần phối hợp với Sở Y tế Nghệ An triển khai xây dựng mới các tuyến ống thu gom kín bằng vật liệu chống ăn mòn, đặt mục tiêu thu gom đạt 100% lượng nước thải phát sinh và giảm tỷ lệ rò rỉ xuống dưới 3% trong lộ trình từ 6 đến 12 tháng.

Thứ hai, nâng cấp công nghệ xử lý bằng giải pháp hợp khối AAO hoặc lọc sinh học nhiều bậc cải tiến. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Nghệ An cùng các cơ sở y tế cần lựa chọn thay thế các bể aeroten hở bằng module xử lý khép kín có diện tích xây dựng nhỏ, đặt mục tiêu hiệu suất khử BOD5 và COD đạt trên 85%, đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt 100% tiêu chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT mức B trong thời gian 12 đến 18 tháng.

Thứ ba, tối ưu hóa quy trình sử dụng hóa chất và tiết kiệm chi phí năng lượng. Đội ngũ kỹ thuật tại các bệnh viện cần ứng dụng thiết bị định lượng tự động khử trùng bằng viên Clo hoặc dung dịch NaOCl sản xuất tại chỗ, duy trì chi phí vận hành ở mức hợp lý từ 2.000 đến 2.500 đồng trên một mét khối nước thải, hoàn thành thiết lập trong 3 đến 6 tháng.

Thứ tư, chuẩn hóa công tác quản lý và nâng cao năng lực cán bộ vận hành. Sở Y tế tỉnh Nghệ An cần chủ trì tổ chức các khóa tập huấn kỹ thuật chuyên sâu thời gian tối thiểu 30 ngày cho 100% nhân viên phụ trách trạm xử lý, đồng thời ban hành quy chế quan trắc định kỳ 3 tháng một lần để giám sát chặt chẽ các chỉ tiêu môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp nguồn tư liệu khoa học và thực tiễn phong phú, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

Thứ nhất, ban lãnh đạo và cán bộ quản lý môi trường tại 17 bệnh viện tuyến huyện và các trung tâm y tế dự phòng. Nhóm đối tượng này có thể sử dụng bộ 17 chỉ tiêu ETV để rà soát, đánh giá hiện trạng trạm xử lý hiện hữu, từ đó lập kế hoạch cải tạo hệ thống xử lý nước thải đạt công suất từ 50 đến 150 m3/ngày phù hợp với quy mô thực tế.

Thứ hai, các kỹ sư môi trường và chuyên gia tư vấn thiết kế công trình xử lý nước thải y tế. Tài liệu cung cấp thông số thực nghiệm chi tiết về tiêu chuẩn cấp nước từ 473 đến 908 lít/giường/ngày và dao động nồng độ BOD5, COD giúp tính toán chính xác dung tích bể điều hòa và lựa chọn thiết bị hợp khối tối ưu.

Thứ ba, cơ quan hoạch định chính sách gồm Sở Y tế và Sở Tài nguyên và Môi trường. Các cấp quản lý có thể tham khảo bức tranh tổng thể về tỷ lệ xử lý nước thải y tế năm 2012 để xây dựng đề án quy hoạch mạng lưới y tế hướng tới mục tiêu 25 đến 30 giường bệnh trên một vạn dân.

Thứ tư, giảng viên, học viên cao học và sinh viên các chuyên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Y tế Công cộng. Luận văn là tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp lấy mẫu 18 đợt thực nghiệm, kỹ thuật phân tích theo chuẩn TCVN và quy trình lượng hóa tiêu chí công nghệ.

Câu hỏi thường gặp

Nước thải bệnh viện tuyến huyện tại Nghệ An có những đặc điểm ô nhiễm chính nào? Nước thải y tế tuyến huyện chứa nồng độ chất hữu cơ cao với BOD5 từ 110 đến 250 mg/l, COD từ 140 đến 300 mg/l và tổng Coliform lên tới 10 mũ 6 đến 10 mũ 9 MPN/100ml. Ngoài ra, dòng thải còn mang nhiều vi khuẩn đường ruột, hóa chất xét nghiệm và dư lượng kháng sinh gây ức chế hệ vi sinh vật phân hủy.

Tại sao tỷ lệ bệnh viện tuyến huyện có trạm xử lý nước thải tại Nghệ An còn thấp? Khảo sát năm 2012 cho thấy chỉ 2 trên 17 bệnh viện tuyến huyện có hệ thống xử lý hoàn chỉnh do thiếu vốn đầu tư ban đầu và hạ tầng mương dẫn cũ kỹ gây thất thoát tới 50% lưu lượng. Bên cạnh đó, cán bộ phụ trách chưa được đào tạo vận hành chuyên môn sâu trên 1 tháng.

Công nghệ hợp khối AAO Johkaso mang lại những lợi ích vượt trội gì? Hệ thống Johkaso tích hợp 3 giai đoạn kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí với mật độ màng sinh học đạt 20.000 vi sinh vật/m3. Công nghệ này giúp xử lý 75% đến 80% COD và nitơ, tiết kiệm diện tích xây dựng ngầm, đồng thời duy trì chi phí vận hành thấp từ 2.000 đến 2.500 đồng/m3 nước thải.

Khung đánh giá công nghệ xử lý nước thải trong nghiên cứu gồm những nhóm tiêu chí nào? Luận văn xây dựng thang điểm 100 theo mô hình ETV gồm 4 nhóm tiêu chí: Kỹ thuật (40 điểm), Kinh tế (28 điểm), Môi trường (22 điểm) và Xã hội (10 điểm). Các công nghệ đạt tổng điểm trên 70 sẽ được khuyến khích đầu tư xây dựng tại các cơ sở y tế tuyến huyện.

Nước thải y tế sau xử lý phải đáp ứng những chỉ tiêu giới hạn nào theo quy chuẩn? Nước xả thải phải tuân thủ QCVN 28:2010/BTNMT mức B với nồng độ COD dưới 100 mg/l, BOD5 dưới 50 mg/l, Amoni dưới 10 mg/l và tổng Coliform dưới 5.000 MPN/100ml. Trạm xử lý cũng phải đảm bảo khoảng cách ly vệ sinh tối thiểu từ 10 đến 100 mét theo QCVN 01:2008/BXD.

Kết luận

  • Đã khảo sát và làm rõ thực trạng nước thải tại 3 bệnh viện tuyến huyện (Cửa Lò, Nghi Lộc, Yên Thành), phản ánh bức tranh thiếu hụt hệ thống xử lý của 17 bệnh viện huyện trên toàn tỉnh Nghệ An.
  • Đã xây dựng hoàn chỉnh bộ tiêu chí định lượng gồm 4 nhóm tiêu chí và 17 chỉ tiêu theo mô hình ETV quốc tế với thang điểm 100 để đánh giá sự phù hợp công nghệ xử lý nước thải y tế.
  • Đã chứng minh các ưu điểm vượt trội về kỹ thuật và kinh tế của công nghệ hợp khối AAO và lọc sinh học nhỏ giọt cải tiến với chi phí xử lý chỉ 2.000 đến 2.500 đồng/m3.
  • Đã đề xuất lộ trình 4 giải pháp toàn diện về hạ tầng thu gom, đổi mới công nghệ và đào tạo nhân sự với thời gian thực hiện từ 3 đến 18 tháng nhằm đưa 100% nước thải đạt chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT.
  • Cung cấp cơ sở khoa học quan trọng phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trường ngành y tế Nghệ An hướng tới mục tiêu 30 giường bệnh trên một vạn dân. Các nhà quản lý và kỹ sư môi trường hãy tham khảo ngay luận văn để áp dụng giải pháp tối ưu cho công trình xử lý nước thải y tế tại địa phương!