Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế trạm xử lý nước thải Bệnh viện Đa khoa Châu Đức - Bà Rịa Vũng Tàu

Giải pháp thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện Châu Đức đạt công suất 350m3/ngày. Phân tích quy trình kỹ thuật, tiêu chuẩn môi trường và tối ưu chi phí

• Tác giả: Huỳnh Thị Hiền
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Thiết kế trạm xử lý nước thải cho Bệnh viện Đa khoa Châu Đức – Bà Rịa Vũng Tàu công suất 350 m³/ngày đêm
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan thiết kế trạm xử lý nước thải Bệnh viện Đa khoa Châu Đức

Đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm xử lý nước thải cho Bệnh viện Đa khoa Châu Đức, Bà Rịa Vũng Tàu, công suất 350 m³/ngày đêm. Bệnh viện là cơ sở y tế đa khoa tuyến huyện. Nguồn nước thải phát sinh từ nhiều hoạt động khám chữa bệnh. Nước thải bệnh viện chứa nhiều chất ô nhiễm đặc thù. Chúng bao gồm vi sinh vật gây bệnh, hóa chất dược phẩm, chất hữu cơ khó phân hủy. Việc xử lý đạt quy chuẩn trước khi xả ra môi trường là yêu cầu bắt buộc. Đồ án thực hiện thiết kế hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh. Công suất thiết kế đáp ứng lưu lượng nước thải trung bình ngày. Quy trình công nghệ lựa chọn phù hợp với đặc điểm nguồn thải. Hệ thống đảm bảo hiệu quả xử lý cao, vận hành ổn định. Dự án góp phần bảo vệ môi trường nước khu vực Châu Đức.

1.1. Giới thiệu đề tài và mục tiêu nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu thiết kế trạm xử lý nước thải Bệnh viện Đa khoa Châu Đức thuộc lĩnh vực Công nghệ Kỹ thuật Môi trường. Nước thải y tế là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý đúng cách. Bệnh viện đa khoa với quy mô lớn, lượng nước thải phát sinh hàng ngày rất lớn. Mục tiêu chính là xây dựng hệ thống xử lý đạt quy chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT. Đồ án tính toán thiết kế đầy đủ các công trình đơn vị. Quy trình vận hành và bảo trì hệ thống cũng được đề cập chi tiết.

1.2. Địa điểm và quy mô dự án tại Bà Rịa Vũng Tàu

Bệnh viện Đa khoa Châu Đức nằm tại huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Đây là bệnh viện đa khoa tuyến huyện phục vụ nhu cầu khám chữa bệnh cho nhân dân. Quy mô bệnh viện đáp ứng hàng trăm giường bệnh. Công suất xử lý nước thải thiết kế là 350 m³/ngày đêm. Lưu lượng nước thải trung bình khoảng 14.000 m³/giờ. Dự án được thực hiện từ tháng 10/2018 đến tháng 01/2019. Địa điểm xây dựng trạm xử lý nằm trong khuôn viên bệnh viện.

II. Phân tích đặc điểm nước thải bệnh viện đa khoa Châu Đức

Nước thải bệnh viện có thành phần phức tạp và đa dạng. Các chất ô nhiễm chính bao gồm chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, vi sinh vật gây bệnh. Chỉ tiêu BOD₅ phản ánh tải lượng chất hữu cơ dễ phân hủy. Chỉ tiêu COD đo tổng lượng chất oxy hóa được trong nước thải. Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS thường cao do chứa bông cặn, tế bào. Nước thải còn chứa dầu mỡ, hóa chất tẩy rửa, thuốc kháng sinh. Các vi sinh vật gây bệnh như E.coli, Coliform cần được loại bỏ hoàn toàn. Nhiệt độ và pH của nước thải cũng cần được kiểm soát. Đặc điểm nước thải thay đổi theo giờ trong ngày. Lưu lượng cực đại có thể gấp nhiều lần lưu lượng trung bình. Việc nắm rõ đặc điểm nguồn thải là cơ sở để lựa chọn công nghệ phù hợp.

2.1. Thành phần và tính chất nước thải y tế

Nước thải bệnh viện chứa nhiều chất ô nhiễm đặc thù từ hoạt động y tế. Chất hữu cơ có nồng độ BOD₅ từ 100-300 mg/l, COD từ 250-600 mg/l. Hàm lượng chất rắn lơ lửng SS dao động từ 100-350 mg/l. Vi sinh vật gây bệnh là thành phần nguy hiểm nhất trong nước thải y tế. Nước thải còn chứa dầu mỡ từ nhà bếp, khu giặt là. Hóa chất khử trùng, thuốc kháng sinh cũng có mặt trong nước thải. Các chất này khó phân hủy sinh học. Nhiệt độ nước thải thường cao hơn nước tự nhiên.

2.2. Các thông số ô nhiễm chính cần xử lý

Các thông số ô nhiễm chính cần xử lý bao gồm BOD₅, COD, SS, vi sinh vật. BOD₅ là chỉ tiêu quan trọng đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ. COD phản ánh tổng chất oxy hóa được, thường lớn hơn BOD₅. Chất rắn lơ lửng SS gây đục nước, ảnh hưởng hệ sinh thái. Vi sinh vật gây bệnh cần được loại bỏ đạt tiêu chuẩn vệ sinh. Dầu mỡ cần được tách riêng trước khi xử lý sinh học. Nito và photpho trong nước thải cũng cần được kiểm soát. Các thông số này phải đạt QCVN 28:2010/BTNMT cột B.

III. Giải pháp công nghệ xử lý nước thải bệnh viện công suất 350 m³

Quy trình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện bao gồm nhiều giai đoạn. Giai đoạn xử lý sơ bộ gồm song chắn rác và bể điều hòa. Song chắn rác loại bỏ rác thô bảo vệ thiết bị phía sau. Bể điều hòa ổn định lưu lượng và nồng độ nước thải. Giai đoạn xử lý chính sử dụng bể Aerotank xử lý sinh học hiếu khí. Bùn hoạt tính trong bể phân hủy các chất hữu cơ. Bể lắng thứ cấp tách bùn hoạt tính khỏi nước thải đã xử lý. Giai đoạn xử lý sâu gồm bể lọc và khử trùng. Bể lọc loại bỏ cặn lơ lửng còn lại. Khử trùng bằng Chlorine tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh. Hệ thống bể chứa bùn xử lý bùn thải phát sinh. Toàn bộ quy trình đảm bảo nước thải đạt quy chuẩn trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.

3.1. Quy trình công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Quy trình công nghệ gồm các bước chính: tiếp nhận, xử lý sơ bộ, xử lý sinh học, xử lý sâu. Nước thải từ bệnh viện được thu gom về hố thu gom. Qua song chắn rác thô loại bỏ rác có kích thước lớn hơn 20mm. Bể điều hòa trộn đều nước thải, ổn định lưu lượng. Bể Aerotank xử lý sinh học hiếu khí với bùn hoạt tính. Bể lắng thứ cấp tách bùn và nước trong. Bể lọc áp lực loại bỏ cặn lơ lửng còn sót. Cuối cùng là khử trùng bằng hóa chất trước khi xả ra nguồn.

3.2. Các công trình xử lý chính trong hệ thống

Hệ thống gồm nhiều công trình xử lý chính được tính toán kỹ lưỡng. Song chắn rác model VS-2H loại bỏ rác thô hiệu quả. Bể điều hòa có dung tích phù hợp với lưu lượng ngày. Bể Aerotank là công trình xử lý sinh học trung tâm. Bể lắng thứ cấp tách bông bùn hoạt tính. Bể lọc áp lực làm trong nước thải trước khi khử trùng. Bể khử trùng sử dụng dung dịch Chlorine. Hệ thống bể chứa và xử lý bùn thải. Các công trình được bố trí hợp lý trong khuôn viên bệnh viện.

IV. Kết luận và ứng dụng thiết kế trạm xử lý nước thải Châu Đức

Đồ án đã hoàn thành thiết kế trạm xử lý nước thải Bệnh viện Đa khoa Châu Đức. Công suất thiết kế đạt 350 m³/ngày đêm đáp ứng nhu cầu thực tế. Quy trình công nghệ lựa chọn phù hợp với đặc điểm nước thải bệnh viện. Các công trình đơn vị được tính toán chi tiết, chính xác. Hệ thống đảm bảo loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm. Nước thải sau xử lý đạt QCVN 28:2010/BTNMT cột B. Hệ thống vận hành ổn định, dễ bảo trì. Chi phí đầu tư và vận hành hợp lý. Đồ án có tính ứng dụng cao cho các bệnh viện tương tự. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo hữu ích. Dự án góp phần bảo vệ môi trường nước khu vực Bà Rịa Vũng Tàu.

4.1. Hiệu quả xử lý đạt được của hệ thống

Hệ thống xử lý đạt hiệu quả cao đối với các chỉ tiêu ô nhiễm. Hiệu quả loại bỏ BOD₅ đạt trên 90%. Chất rắn lơ lửng SS được loại bỏ trên 85%. Vi sinh vật gây bệnh giảm đáng kể sau quá trình khử trùng. COD giảm mạnh qua các giai đoạn xử lý. Nước thải đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT cột B. Hệ thống hoạt động ổn định trong điều kiện vận hành bình thường. Hiệu quả xử lý được kiểm chứng qua số liệu tính toán.

4.2. Hướng dẫn vận hành và bảo trì hệ thống

Vận hành hệ thống cần tuân thủ quy trình kỹ thuật nghiêm ngặt. Kiểm tra song chắn rác hàng ngày, vệ sinh định kỳ. Theo dõi hoạt động của máy thổi khí bể Aerotank. Vận hành bơm bùn đúng chu trình để duy trì nồng độ bùn hoạt tính. Kiểm tra liều lượng Chlorine khử trùng phù hợp. Bảo trì thiết bị theo lịch trình định kỳ. Ghi chép sổ sách vận hành đầy đủ. Đào tạo nhân viên vận hành chuyên nghiệp. Xử lý sự cố kịp thời để đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HUYỆN CHÂU ĐỨC VÀ BỆNH VIỆN ĐA KHOA CHÂU ĐỨC 1.1 Tổng quan về huyện Châu Đức: 1.1 Giới thiệu sơ lược về huyện Châu Đức: Huyện Châu Đức được thành lập và hoạt đồng từ tháng 8/1994 theo Nghị định số 45/1994/NĐ-CP ngày 02/6/1994 của Chính phủ, là một huyện nông nghiệp của tỉnh, phía bắc giáp huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai, phía nam giáp huyện Đất Đỏ và Thành phố Bà Rịa, phía tây giáp huyện Tân Thành, phía đông giáp huyện Xuyên Mộc. Tổng diện tích đất tự nhiên khoảng 42.456,61 ha, toàn huyện đến nay có 16 đơn vị hành chính, gồm 15 xã và 1 thị trấn Ngãi Giao. Dân số trung bình của huyện hiện nay khoảng 157.816 người, lao động trong độ tuổi là 101. Thổ nhưỡng: Hầu hết đất đai của huyện là đất đỏ, vàng và đen trên nền đất Bazan (chiếm tỷ lệ 85,8% tổng diện tích đất) thuộc loại đất rất tốt, có độ phì cao, rất thích hợp cho việc trồng các loại cây lâu năm như: cao su, cà phê, tiêu, điều, cây ăn trái và các cây hàng năm như: bắp, khoai mì, đậu các loại, bông vải.

Đây thực sự là một thế mạnh so với các về bệnh viện Đa khoa Châu Đức.2 Lịch sử hình thành và quy mô bệnh viện: 1.1 Lịch sử hình thành: Bệnh viện Đa khoa Châu Đức được thành lập từ năm 1984. Hiện tại có đội ngũ cán bộ chuyên khoa có trình độ chuyên môn sâu có trang bị thích hợp đủ khả năng khám chữa bệnh, thực hiện các kỹ thuật cao như: mổ nội soi trong lĩnh vục ngoại, sản, TMH, tán sỏi niệu qua nội soi ngược dòng bằng laser, mổ phaco điều trị đục thủy tinh thể,. Bên cạnh bệnh viện cũng có mã số đào tạo, có cán bộ có chứng chỉ sư phạm y học để tổ chức đào tạo liên tục và hỗ trợ chuyên môn cho các Bệnh viện tuyến huyện. Bệnh viện Đa khoa Châu Đức có quy mô 350 giường, được tổ chức thành 12 khoa lâm sàng, 5 khoa cận lâm sàng, 5 phòng chức năng.

Tổng số CBVC: 280. Tổ chức bộ máy của Bệnh viện gồm có: Ban giám đốc và 03 phòng chức năng và 16 khoa. Tình hình nhân lực của bệnh viện: - Tổng số nhân lực: 275 nhân viên. - Biên chế: 195 nhân viên.

4 - Hợp đồng: 80 nhân viên.2 Cơ cấu tổ chức: Với quy mô và số lượng công nhân viên như vậy để đảm bảo cho việc phục vụ công tác khám chữa bệnh tốt nhất thì việc phân công công việc và khu vực làm việc là yếu tố cần thiết góp phần cho sự phát triển của bệnh viện. Cơ cấu của bệnh viện gồm các khoa, phòng có nhiệm vụ và chức năng riêng nhưng đồng thời cũng có nhiệm vụ hỗ trợ nhau trong công tác quản lý và phát triển bệnh viện. 1: Cơ cấu tổ chức, phân bổ nhân sự của Bệnh viện Số cán Số Số điều Số dược STT Tên khoa phòng bộ bác sĩ dưỡng sĩ 1 Phòng Giám đốc 3 3 0 0 2 Phòng Tài chính kế toán 4 0 0 0 3 Phòng Điều dưỡng 3 0 3 0 4 Khoa Cấp cứu 18 4 10 4 5 Khoa Dược 10 1 4 5 6 Khoa Khám bệnh – BHYT 24 4 16 4 7 Khoa Ngoại tổng quát 10 2 8 0 8 Khoa Tai – Mũi - Họng 15 4 11 0 9 Khoa Ngoại Thận Tiết niệu 18 3 15 0 10 Khoa Ngoại Thần Kinh 23 8 15 0 11 Khoa Phẫu thuật – Gây mê hồi sức 29 5 20 4 12 Khoa Nội tổng hợp tim mạch 18 3 12 3 13 Khoa Nội tổng hợp cơ xương 9 2 6 1 14 Khoa Nội tổng hợp 2 12 2 8 2 15 Khoa Chẩn đoán hình ảnh 12 2 10 0 16 Khoa Mắt 10 3 6 1 16 Khoa Vi sinh 12 4 6 2 17 Khoa Huyết học 6 3 2 1 18 Khoa Nhi – Sinh sản 30 7 18 5 19 Bảo vệ 9 0 0 0 5 CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN, CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 2.1 Nguồn gốc nước thải bệnh viện: Trong quá trình hoạt động của bệnh viện thì hầu hết các khâu đều sử dụng nước và tất nhiên sẽ phát sinh ra nước thải. Tùy theo đặc điểm của từng bộ phận mà tính chất nước thải sinh ra khác nhau.

Tuy nhiên sự khác biệt này cũng không quá lớn. Do đó để đơn giản hóa trong quá trình thu gom nước thải và thuận tiện cho quá trình tính toán thiết kế, có thể xem là như nhau. Nhìn chung thì nước thải bệnh viện phát sinh từ các nguồn: Nước thải y tế phát sinh từ các phòng khám, phòng phẫu thuật, phòng thí nghiệm, xét nghiệm và các khoa trong bệnh viện. Nước thải này chứa nhiều vi khuẩn, mầm bệnh, máu, các hóa chất, dung môi trong dược phẩm…, từ phòng thanh trùng dụng cụ y khoa với nhiệt lượng cao, từ nhà giặt tẩy… Nước thải sinh hoạt sinh ra từ toilet, bể tự hoại, nước rửa tay, tắm giặt… của cán bộ công nhân viên bệnh viện, khu nội trú, người nuôi bệnh, người thăm bệnh, người đến khám bệnh.

Nước thải sinh hoạt cũng phát sinh từ căn tin, bếp ăn tập thể… Nước thải thoát ra từ khu giặt giũ của bệnh viện. Nước mưa chảy tràn trên toàn bộ diện tích khuôn viên của bệnh viện.2 Thành phần và tính chất của nước thải bệnh viện: 2.1Tính chất vật lý: Màu chủ yếu phát sinh từ màu của các hóa chất như dung dịch thuốc dùng để điều trị bệnh, đặc biệt là trong khu vực phòng mổ, nước thải có màu của máu phát sinh từ quá trình mổ và rửa các dụng cụ phẫu thuật. Mùi sinh ra do quá trình thối rữa các loại bệnh phẩm có nguồn gốc hữu cơ còn sót lại do việc thu gom chất thải không triệt để. Chất rắn bao gồm các loại bệnh phẩm có nguồn gốc hữu cơ còn sót lại như: bông băng, các bộ phận cơ thể bị bệnh của người cắt lọc ra…(có kích thước rất nhỏ nên không thể thu gom.2 Thành phần hóa học của nước thải bệnh viện: Thành phần hữu cơ chủ yếu là các chất sinh ra trong quá trình phân rã tự nhiên các chất hữu cơ từ các bệnh phẩm.

6 Thành phần vô cơ chủ yếu là các thành phần vô cơ có trong các dung dịch thước dùng trong quá trình điều trị. Thành phần sinh học bao gồm các vi sinh vật, vi khuẩn gây bệnh. Theo các số liệu thống kê của các nhà nghiên cứu trên thế giới, hàm lượng các chất ô nhiễm gồm: -Chất rắn tổng cộng (TS): Hòa tan (TDS), Lơ lửng. -Chất rắn lắng được -BOD5 -Tổng lượng cácbon hữu cơ -COD -Tổng nitơ (tính theo N) -Tổng photpho (tính theo P): Hữu cơ, Vô cơ.

-Tổng Coliforms Bảng 2.1 : Giá trị điển hình của các chỉ tiêu của nước thải bệnh viện Thông số Đơn vị Giá trị Giá trị C STT điển hình A B 1 pH - 6-8 6.5 o 2 BOD5 (20 C) mg/l 150 - 450 30 50 3 COD mg/l 300 – 500 50 100 4 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 100 – 300 50 100 5 Sunfua (tính theo H2S) mg/l CXĐ 1.0 6 Amoni (tính theo N) mg/l 15 – 30 5 10 7 Nitrat (tính theo N) mg/l 50 – 80 30 50 8 Phosphat (tính theo P) mg/l 10 – 20 6 10 9 Dầu mỡ động thực vật mg/l CXĐ 10 20 10 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l CXĐ 0.1 11 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l CXĐ 1.0 MPN/ 5 7 12 Tổng coliforms 100ml 10 – 10 3000 5000 2.3 Các chất gây ô nhiễm chính của nước thải bệnh viện: Nước thải bệnh viện ngoài các yếu tố ô nhiễm thông thường như chất hữu cơ, dầu mỡ động thực vật, vi khuẩn, còn có những chất bẩn khoáng và hữu cơ đặc thù như các phế phẩm thuốc, các chất khử trùng, các dung môi hóa học, dư lượng thuốc kháng sinh, các đồng vị phóng xạ được sử dụng trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh. 7 Việc sử dụng rộng rãi các chất tẩy rửa (chất hoạt động bề mặt) ở xưởng giặt của bệnh viện cũng tạo nguy cơ thực tế làm xấu đi mức độ hoạt động của công trình xử lý. Một số kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng chất hoạt động bề mặt trong nước thải làm xấu đi khả năng tạo huyền phù trong bể lắng, và đa số vi khuẩn tụ tập lại trong bọt. Những chất tẩy rửa riêng biệt ảnh hưởng đến quá trình làm sạch sinh học nước thải: chất tẩy rửa anion tăng lượng bùn hoạt tính, chất tẩy rửa cation làm giảm lượng bùn hoạt tính đi.

Bên cạnh đó, điểm đặc thù của nước thải bệnh viện là sự lan truyền rất mạnh các vi khuẩn gây bệnh. Những nguồn nước thải bệnh viện này là một trong những nhân tố cơ bản có khả năng lan truyền vào nước thải những tác nhân truyền nhiễm qua đường tiêu hóa và làm ô nhiễm môi trường. 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. Tuy nhiên, đối với nước thải mang tính chất đặc trưng của các bệnh viện, nếu chỉ sử dụng quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học đơn thuần sẽ khó có thể giải quyết được các nguy cơ gây bệnh cũng như các chất khó phân hủy sinh học như thuốc kháng sinh, chất hoạt động bề mặt.

Vì vậy để đảm bảo nước sau xử lý không chỉ đạt các chỉ tiêu thông thường về vi sinh mà còn bảo đảm được các chỉ tiêu về hóa học như các chất hữu cơ khó (không) phân hủy sinh học, công nghệ tích hợp sẽ được áp dụng vào quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp kết hợp quá trình hóa và quá trình sinh học để khử dư lượng thuốc kháng sinh cũng như chất hoạt động bề mặt (chất tẩy rửa) mà không thể tự phân hủy sinh học.4 Ảnh hưởng của nước thải bệnh viện đến nguồn tiếp nhận: Nước thải bệnh viện có hàm lượng chất rắn lơ lửng lớn, độ hoà tan oxy thấp, hàm lượng các chất hữu cơ cao (đặc trưng bởi COD, BOD) và đặc biệt là chứa nhiều vi sinh vật nhất là sinh vật gây bệnh truyền nhiễm. Do đó, nếu không có các biện pháp xử lý hiệu quả sẽ dễ gây ra các tác tác động đối với môi trường xung quanh: Nước thải bệnh viện có hàm lượng chất rắn lơ lửng cao, làm nước biến màu và mất oxy, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nguồn nước tiếp nhận, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thuỷ vực của nguồn nước tiếp nhận.