Tổng quan nghiên cứu

Bệnh viện Việt Nam - Thụy Điển tại thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh là bệnh viện đa khoa Trung ương hạng I phụ trách chăm sóc sức khỏe cho hơn 9 triệu dân khu vực Đông Bắc. Quy mô thiết kế ban đầu của bệnh viện là 750 giường bệnh, tuy nhiên đến năm 2012 số giường thực kê đã tăng lên 898 giường với 198.495 lượt khám bệnh mỗi năm, làm phát sinh lượng nước thải y tế lớn dao động từ 500 đến 800 m3/ngày đêm.

Thực trạng đáng lo ngại là hệ thống xử lý nước thải dạng 4 hồ sinh học tự nhiên được xây dựng từ năm 1981 đã hoạt động hơn 30 năm, hiện rơi vào tình trạng quá tải nghiêm trọng khi công suất thực tế chỉ đáp ứng được khoảng 75% lượng nước thải phát sinh. Hệ thống hồ lắng hở bề mặt bốc mùi hôi thối, đường ống dẫn gang bị rò rỉ và nước thải sau xử lý chưa đạt chuẩn vẫn xả trực tiếp ra hồ Tân Lập – nguồn cung cấp nước tưới tiêu nông nghiệp trọng yếu của địa phương.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh, mạng lưới thu gom và hiệu quả xử lý nước thải của bệnh viện; đo lường mức độ ô nhiễm tác động đến chất lượng nguồn nước mặt hồ Tân Lập; từ đó đề xuất giải pháp công nghệ AAO kết hợp đệm vi sinh lưu động và hoàn thiện quy trình quản trị môi trường.

Nghiên cứu được triển khai trên tổng diện tích khuôn viên bệnh viện 274.977 m2 tại phường Thanh Sơn, thành phố Uông Bí trong giai đoạn từ năm 2008 đến 2013, tiến hành quan trắc trọng điểm vào mùa khô (tháng 2/2013) và mùa mưa (tháng 8/2013).

Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc cung cấp luận cứ kỹ thuật để cắt giảm từ 70% đến 90% nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh, hướng tới mục tiêu đưa 100% nước thải đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 28:2010/BTNMT Cột A, bảo vệ an toàn vệ sinh dịch tễ cho cộng đồng dân cư xung quanh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn ứng dụng phương pháp luận mô hình DPSIR (Động lực - Áp lực - Hiện trạng - Tác động - Đáp ứng) để thiết lập bức tranh toàn cảnh:

  • Động lực (D): Sự gia tăng nhu cầu khám chữa bệnh với 198.495 lượt khám và công suất sử dụng giường bệnh đạt 114% năm 2012.
  • Áp lực (P): Tải lượng xả thải lên tới 800 m3 nước thải y tế và 94,32 m3 nước thải sinh hoạt mỗi ngày từ 786 cán bộ nhân viên.
  • Hiện trạng (S): Hệ thống 4 hồ sinh học dung tích 30.000 m3 bị quá tải, tích tụ 2.500 m3 bùn lắng.
  • Tác động (I): Gây suy giảm chất lượng nước hồ Tân Lập, phát tán mầm bệnh Coliform và tạo nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm.
  • Đáp ứng (R): Đề xuất chuyển đổi sang công nghệ AAO tiên tiến của Nhật Bản và kiện toàn cơ chế vận hành định kỳ.

Bên cạnh đó, nghiên cứu dựa trên lý thuyết xử lý nước thải sinh học liên tục AAO (Anaerobic - Anoxic - Oxic) kết hợp giá thể đệm vi sinh di động, duy trì mật độ sinh khối cao từ 8.000 đến 10.000 g vi sinh vật/m3 để phân hủy triệt để chất hữu cơ, nitơ và photpho. Hệ thống khái niệm nghiên cứu nòng cốt gồm: Nhu cầu oxy sinh học (BOD5), Nhu cầu oxy hóa học (COD), Tổng chất rắn lơ lửng (TSS), Vi khuẩn chỉ thị phân (Tổng Coliform) và Tải lượng ô nhiễm sinh hoạt tính theo định mức WHO với 45 đến 54 g BOD5/người/ngày và 70 đến 145 g TSS/người/ngày.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp nguồn dữ liệu thứ cấp từ số liệu báo cáo khám chữa bệnh 5 năm (2008 - 2012), quy hoạch y tế tỉnh Quảng Ninh và dữ liệu điều tra 7.236 cơ sở y tế trên 47 tỉnh thành; cùng nguồn dữ liệu sơ cấp qua khảo sát thực địa.

Cỡ mẫu quan trắc gồm 6 vị trí lấy mẫu nước thải đại diện: nước thải đầu vào trạm xử lý (W1), nước thải sau hệ thống hồ sinh học (W2) và 4 điểm khảo sát nước mặt hồ Tân Lập. Phương pháp chọn mẫu là lấy mẫu hỗn hợp theo không gian và thời gian trong 2 đợt tiêu biểu: đợt mùa khô (tháng 2/2013) và đợt mùa mưa (tháng 8/2013). Cỡ mẫu điều tra xã hội học gồm 50 phiếu phỏng vấn ngẫu nhiên các hộ dân sinh sống tại khu vực phụ cận hồ xử lý.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN và SMEWW tại đơn vị đạt chứng chỉ ISO/IEC 17025 (VILAS 396) là nhằm bảo đảm tính pháp lý, độ chuẩn xác cao của 20 chỉ tiêu hóa lý và vi sinh khi đối chiếu với QCVN 28:2010/BTNMT (nước thải y tế) và QCVN 08:2008/BTNMT (nước mặt). Toàn bộ quy trình nghiên cứu được thực hiện xuyên suốt trong 11 tháng năm 2013.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Áp lực tải lượng nước thải tăng trưởng nhanh: Giai đoạn 2008 - 2012 ghi nhận lượt khám bệnh tăng 29,7% (từ 153.038 lên 198.495 lượt), số ca phẫu thuật tăng 25,6% (từ 8.036 lên 10.090 ca), kéo theo lượng nước thải phát sinh đạt đỉnh 800 m3/ngày đêm, vượt 25% công suất xử lý thực tế của hệ thống cũ.

  2. Hiệu suất xử lý vi sinh vật của chuỗi hồ sinh học rất thấp: Chỉ số Tổng Coliform đầu vào W1 ở mức 31.010 MPN/100ml (tháng 2/2013) và 29.015 MPN/100ml (tháng 8/2013), sau khi qua 4 hồ sinh học chỉ giảm về 24.580 MPN/100ml và 18.602 MPN/100ml. Hiệu suất khử trùng tương ứng chỉ đạt 20,74% và 35,89%, vượt gấp 3,7 đến 4,9 lần ngưỡng cho phép của QCVN 28:2010/BTNMT Cột B (5.000 MPN/100ml).

  3. Ô nhiễm hữu cơ và tích tụ bùn đáy nghiêm trọng: Các chỉ số BOD5, COD, TSS trong nước thải đầu ra W2 đều vượt giới hạn quy chuẩn. Lượng bùn cặn lắng đọng dưới đáy 4 hồ sinh học ước tính lên đến 2.500 m3 sau nhiều năm không được nạo vét, làm giảm khoảng 30% dung tích làm việc hữu ích của hệ thống 30.000 m3.

  4. Suy thoái hạ tầng dẫn truyền và phản ứng cộng đồng: Tuyến ống gang ngầm thu gom nước thải bị ăn mòn rỉ sét, xuất hiện nhiều điểm rò rỉ nước thải chưa qua xử lý ra mương thoát nước dân sinh. Kết quả điều tra xã hội học ghi nhận 85% hộ dân xung quanh phản ánh tình trạng mùi xú uế nồng nặc và bày tỏ bức xúc về nguy cơ phát tán dịch bệnh truyền nhiễm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi khiến hệ thống xử lý hồ sinh học vận hành kém hiệu quả là do thiết kế công nghệ hồ hở tự nhiên phụ thuộc hoàn toàn vào quá trình quang hợp của tảo và thời gian lưu nước 30 đến 40 ngày. Khi bùn yếm khí tích tụ dày tới 2.500 m3, hiện tượng thoát khí H2S và CH4 làm xáo trộn lớp cặn, cản trở quá trình oxy hóa hiếu khí và phóng thích ngược chất ô nhiễm vào tầng nước mặt. Việc chỉ khử trùng thủ công bằng vôi bột tại hồ số 3 và thả bèo tại hồ số 4 hoàn toàn bất khả thi trong việc tiêu diệt các chủng vi khuẩn bệnh viện kháng thuốc.

Đặt trong bối cảnh cả nước, kết quả khảo sát 7.236 cơ sở y tế cho thấy chỉ 14,3% nơi có trạm xử lý nước thải và 50,1% số trạm này hoạt động không đạt chuẩn hoặc hư hỏng. Tuy nhiên, tại Quảng Ninh, mô hình chuyển đổi sang công nghệ AAO của Nhật Bản tại 9 bệnh viện tuyến tỉnh (tiêu biểu như Bệnh viện Đa khoa tỉnh Quảng Ninh công suất 700 m3/ngày đêm) đã chứng minh hiệu quả vượt trội khi 100% mẫu nước thải sau xử lý đều đạt QCVN 28:2010/BTNMT Mức A.

Dữ liệu quan trắc của nghiên cứu được trực quan hóa sinh động qua các đồ thị cột so sánh nồng độ BOD5, COD, TSS trước và sau xử lý giữa 2 mùa khô - mưa, cùng bảng ma trận đối chiếu 5 công nghệ xử lý nước thải y tế hiện hành, khẳng định giải pháp thay thế công nghệ là mệnh lệnh cấp bách.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Lắp đặt trạm xử lý nước thải công nghệ AAO kết hợp đệm vi sinh lưu động: Xây dựng hệ thống hợp khối đúc sẵn công nghệ AAO Nhật Bản (Kubota Johkasou) với công suất 800 đến 1.000 m3/ngày đêm, đặt chìm ngầm để tiết kiệm diện tích. Đưa các thông số ô nhiễm về ngưỡng an toàn với BOD5 dưới 30 mg/l, COD dưới 50 mg/l, Tổng Coliform dưới 3.000 MPN/100ml, bảo đảm 100% đạt QCVN 28:2010/BTNMT Mức A. Thời gian thực hiện trong 6 đến 8 tháng do Ban Quản lý Dự án Bệnh viện Việt Nam - Thụy Điển và Sở Y tế Quảng Ninh chủ trì.

  2. Cải tạo mạng lưới thu gom và tách dòng triệt để: Thay thế toàn bộ 100% tuyến ống gang rỉ sét bằng ống nhựa chuyên dụng HDPE chịu hóa chất; xây dựng tuyến thu gom riêng biệt giữa nước mưa chảy tràn và nước thải y tế từ 23 khoa lâm sàng, 8 khoa cận lâm sàng. Bảo đảm tỷ lệ thu gom nước thải đạt 100%, chấm dứt hoàn toàn hiện tượng rò rỉ ra môi trường trong thời hạn 3 tháng đầu triển khai dự án dưới sự phụ trách của Phòng Hành chính Quản trị và Phòng Kỹ thuật Vật tư.

  3. Tối ưu hóa chi phí vận hành và quản lý bùn thải an toàn: Ứng dụng hệ thống bơm cấp khí tự động hóa giúp hạ chi phí điện năng xuống mức 500 đến 600 đồng/m3 nước thải (tiết kiệm hơn 60% so với mức 1.200 đến 1.500 đồng/m3 của các công nghệ cũ). Định kỳ ký hợp đồng hút bùn vi sinh 1 lần/năm với đơn vị môi trường có tư cách pháp nhân, cam kết 100% bùn thải được khử khuẩn an toàn sinh học ngay khi hệ thống mới vận hành do Tổ kỹ thuật trạm xử lý thực hiện.

  4. Nâng cao năng lực nhân sự và quan trắc môi trường định kỳ: Tổ chức đào tạo chuyên sâu về quy trình vận hành và ứng phó sự cố cho 100% kỹ thuật viên trạm xử lý; duy trì quan trắc định kỳ 4 lần/năm (mỗi quý 1 lần) với 20 thông số hóa lý, vi sinh theo chuẩn ISO 17025. Cam kết hoàn thành 100% báo cáo giám sát môi trường định kỳ gửi Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh do Ban Giám đốc bệnh viện chỉ đạo thực hiện thường niên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Ban Giám đốc và cán bộ quản lý môi trường tại các bệnh viện: Tài liệu cung cấp phương pháp tính toán tải lượng nước thải y tế chi tiết theo quy mô giường bệnh (470 đến 600 lít/người/ngày) và bài học thực tiễn chuyển đổi trạm xử lý nước thải công suất 800 m3/ngày đêm đạt chuẩn kỹ thuật quốc gia.

  2. Cơ quan quản lý nhà nước ngành Y tế và Môi trường: Sở Y tế, Sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương có thể vận dụng khung phân tích DPSIR để đánh giá hiện trạng ô nhiễm, từ đó xây dựng tiêu chí thẩm định và phê duyệt các dự án đầu tư công nghệ xử lý nước thải y tế đồng bộ cho hệ thống bệnh viện công lập.

  3. Đơn vị tư vấn thiết kế và kỹ sư công nghệ môi trường: Cung cấp bảng dữ liệu so sánh kỹ thuật kinh tế chi tiết của 5 công nghệ xử lý nước thải y tế phổ biến (V69, CN-2000, lọc sinh học, AAO, AAO kết hợp MBR) làm căn cứ lựa chọn mô hình hợp khối ngầm hóa tối ưu diện tích.

  4. Giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường: Luận văn là tài liệu tham khảo mẫu mực về quy trình tích hợp giữa phương pháp quan trắc hóa lý chuẩn ISO 17025 và điều tra xã hội học nhằm giải quyết bài toán môi trường y tế trong phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vì sao hệ thống 4 hồ sinh học cũ của Bệnh viện Việt Nam - Thụy Điển không đạt chuẩn xả thải? Hệ thống hồ sinh học dung tích 30.000 m3 đã vận hành hơn 30 năm, chỉ xử lý tự nhiên không dùng hóa chất. Đáy hồ lắng đọng tới 2.500 m3 bùn, công suất thực tế vượt 25% thiết kế, dẫn đến hiệu suất diệt Coliform chỉ đạt 20,74% đến 35,89%, khiến nước xả ra hồ Tân Lập vượt quy chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT.

  2. Công nghệ AAO đệm vi sinh lưu động có điểm gì vượt trội so với các công nghệ khác? Công nghệ AAO Nhật Bản kết hợp 3 quá trình kỵ khí, thiếu khí và hiếu khí với mật độ vi sinh vật cao từ 8.000 đến 10.000 g/m3. Hệ thống xử lý triệt để BOD, COD, Nitơ, Photpho, thiết kế hợp khối ngầm không chiếm mặt bằng và chi phí vận hành chỉ 500 đến 600 đồng/m3, rẻ hơn 60% so với công nghệ cũ.

  3. Nước thải y tế phát sinh tại bệnh viện gồm những nguồn chính nào? Nước thải phát sinh từ 3 nguồn: nước khám điều trị từ 23 khoa lâm sàng chứa dịch máu, hóa chất tẩy rửa; nước xét nghiệm từ 8 khoa cận lâm sàng chứa hóa chất nguy hại, đồng vị phóng xạ; và khoảng 94,32 m3 nước thải sinh hoạt mỗi ngày từ 786 cán bộ nhân viên chứa nhiều chất hữu cơ, vi khuẩn.

  4. Hiệu quả thực tế của công nghệ AAO tại các bệnh viện ở Quảng Ninh ra sao? Từ năm 2011, Quảng Ninh đã đầu tư đồng bộ công nghệ AAO Johkasou cho 9 bệnh viện. Tiêu biểu như Bệnh viện Đa khoa tỉnh Quảng Ninh công suất 700 m3/ngày đêm cho 540 giường bệnh, toàn bộ các chỉ tiêu BOD5, COD, TSS và vi sinh vật sau xử lý đều đạt 100% QCVN 28:2010/BTNMT Mức A.

  5. Việc áp dụng mô hình DPSIR đem lại lợi ích gì cho công tác quản trị môi trường? Mô hình DPSIR liên kết mạch lạc giữa Động lực khám chữa bệnh tăng 198.495 lượt, Áp lực 800 m3 nước thải/ngày, Hiện trạng hồ sinh học quá tải, Tác động ô nhiễm hồ Tân Lập đến Đáp ứng đề xuất công nghệ AAO, giúp nhà quản lý đưa ra quyết định đầu tư chính xác và hiệu quả.

Kết luận

  • Đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh từ 500 đến 800 m3 nước thải mỗi ngày tại Bệnh viện Việt Nam - Thụy Điển với quy mô thực kê 898 giường bệnh.
  • Chỉ rõ sự suy thoái nghiêm trọng của hệ thống 4 hồ sinh học cũ khi hiệu suất xử lý Coliform chỉ đạt 20,74% đến 35,89% và tích tụ 2.500 m3 bùn đáy.
  • Đề xuất giải pháp thay thế bằng công nghệ AAO đệm vi sinh lưu động hợp khối ngầm, cam kết đưa nước thải đạt chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT Mức A với chi phí vận hành tối ưu 500 đến 600 đồng/m3.
  • Xây dựng lộ trình hành động 4 bước đồng bộ gồm cải tạo mạng lưới thu gom, lắp đặt module AAO, đào tạo nhân sự và quan trắc 4 lần/năm trong vòng 6 đến 8 tháng.
  • Luận văn là công trình khoa học có giá trị ứng dụng cao cho các cơ sở y tế tuyến Trung ương và địa phương; hãy tải toàn văn tài liệu để áp dụng mô hình quản lý nước thải bệnh viện hiệu quả và bền vững!