Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Nước thải bệnh viện đa khoa là nguồn phát thải có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và đe dọa trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng do chứa đựng nhiều hợp chất hữu cơ, hóa chất đặc thù, dược phẩm tồn dư cùng các chủng vi sinh vật mang mầm bệnh nguy hiểm. Nhận thức được yêu cầu cấp thiết về việc kiểm soát nguồn thải y tế trước khi xả vào nguồn tiếp nhận, đề tài "Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đa khoa" được thực hiện nhằm đưa ra giải pháp kỹ thuật công nghệ phù hợp.
Mục tiêu tổng quát của khóa luận là thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho bệnh viện đa khoa với công suất $100\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, đảm bảo chất lượng nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A) trước khi thải vào nguồn tiếp nhận.
Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm 3 nội dung chính:
- Đánh giá thành phần, nguồn gốc và tính chất đặc trưng của nước thải bệnh viện đa khoa.
- Tổng quan, phân tích và so sánh các công nghệ xử lý nước thải y tế đã và đang được áp dụng trong thực tiễn.
- Đề xuất phương án công nghệ tối ưu, tiến hành tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị trong dây chuyền xử lý và lập dự toán sơ bộ chi phí đầu tư, vận hành.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Nước thải phát sinh từ các hoạt động chuyên môn y tế và sinh hoạt tại bệnh viện đa khoa.
- Phạm vi tính toán thiết kế: Công suất trạm xử lý $100\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$; tiêu chuẩn xả thải áp dụng QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A); tiêu chuẩn thiết kế xây dựng mạng lưới và trạm xử lý TCVN 7957:2008.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận dựa trên các cơ sở lý thuyết về kỹ thuật xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học kết hợp cơ học và công nghệ màng lọc:
- Lý thuyết phân hủy sinh học chất ô nhiễm: Cơ chế phân hủy yếm khí (Anaerobic), thiếu khí (Anoxic) để khử Nitrat hóa ($\text{NO}_3^- \rightarrow \text{N}_2$), và hiếu khí (Aerotank) để oxy hóa chất hữu cơ chứa Carbon ($\text{BOD}_5, \text{COD}$) và Nitrat hóa Amoni ($\text{NH}_4^+ \rightarrow \text{NO}_3^-$).
- Lý thuyết tách sinh khối bằng màng lọc MBR (Membrane Bio-Reactor): Cơ chế lọc màng vi lọc đặt ngập với kích thước lỗ màng nhỏ, giữ lại bùn hoạt tính và vi sinh vật gây bệnh mà không cần bể lắng sinh học bậc 2.
- Tiêu chuẩn và Quy chuẩn áp dụng: QCVN 28:2010/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế), QCVN 14:2008/BTNMT (Nước thải sinh hoạt) và TCVN 7957:2008 (Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình).
Phương pháp nghiên cứu thực hiện:
- Phương pháp thu thập và tổng quan tài liệu: Tra cứu dữ liệu chuyên ngành về thành phần tính chất nước thải y tế và các công nghệ xử lý hiện hành (ao hồ sinh học, lọc nhỏ giọt Biofilter, bùn hoạt tính Aerotank, công nghệ hợp khối dùng chế phẩm DW-97-H/chất keo tụ PACN-95, công nghệ RO, Plasma, AAO, AO, MBBR, MBR).
- Phương pháp tính toán thiết kế công nghệ môi trường: Tính toán cân bằng vật chất, thủy lực dòng chảy ($Q_{\text{tb}}$, $Q_{\text{max-h}}$, $Q_{\text{max-s}}$, $Q_{\text{min-s}}$), xác định kích thước công trình đơn vị (bể thu gom, bể điều hòa, bể Anoxic, bể Aerotank - MBR, bể nén bùn), tính toán nhu cầu oxy ($OC$), lưu lượng cấp khí ($Q_{\text{kk}}$) và động học bùn hoạt tính ($Y$, $K_d$, $\theta_c$, $F/M$).
- Phương pháp so sánh, đánh giá kinh tế - kỹ thuật: Phân tích ưu nhược điểm của 3 phương án công nghệ để chọn ra giải pháp tối ưu.
Nguồn dữ liệu: Số liệu tính chất nước thải đầu vào, các thông số thiết kế thực nghiệm và định mức xây dựng, thiết bị được trích xuất từ các tài liệu giáo trình chuyên ngành kỹ thuật môi trường và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về nước thải bệnh viện đa khoa
Chương 1 trình bày nguồn phát sinh và đặc điểm lý hóa, sinh học của nước thải y tế:
- Nguồn gốc phát sinh: Nước thải sinh hoạt của y bác sĩ, nhân viên; nước thải từ hoạt động chuyên môn gồm pha chế thuốc, rửa dụng cụ, phẫu thuật, khám chữa bệnh, phòng xét nghiệm, bệnh phẩm, chẩn đoán hình ảnh (X-quang, CT, MRI) và hóa trị.
- Cơ cấu phát thải: 80% lưu lượng nước thải có tính chất tương tự nước thải sinh hoạt; 20% còn lại là chất thải y tế nguy hại chứa hóa chất độc hại, máu, dịch, mẫu xét nghiệm, thuốc điều trị ung thư và mầm bệnh nguy hiểm.
- Đặc trưng ô nhiễm: Chứa hàm lượng chất hữu cơ cao ($\text{COD}, \text{BOD}_5$), chất rắn lơ lửng ($\text{SS}$), chất dinh dưỡng ($\text{N, P}$), hóa chất tẩy rửa, dung môi, cùng mật độ vi sinh vật gây bệnh lớn (tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hóa, virus bại liệt, nấm, ký sinh trùng).
| STT | Thông số ô nhiễm | Đơn vị | Nồng độ trước xử lý | QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Lưu lượng ($Q$) | $\text{m}^3/\text{ngày}$ | 100 | - |
| 2 | pH | - | 7,22 | 6,5 – 8,5 |
| 3 | $\text{COD}$ | $\text{mg/l}$ | 345 | 50 |
| 4 | $\text{BOD}_5$ | $\text{mg/l}$ | 240 | 30 |
| 5 | $\text{SS}$ | $\text{mg/l}$ | 350 | 50 |
| 6 | Amoni ($\text{NH}_4^+$) | $\text{mg/l}$ | 45 | 5 |
| 7 | $\text{PO}_4^{3-}$ | $\text{mg/l}$ | 11 | 6 |
| 8 | Coliform | $\text{MPN/100ml}$ | $9,3 \times 10^6$ | 1.000 |
Chương 2: Một số công nghệ xử lý nước thải bệnh viện đã được áp dụng
Chương 2 tổng kết cơ chế và phạm vi ứng dụng của các công nghệ xử lý nước thải y tế:
- Hệ thống ao hồ sinh học:
- Hồ kỵ khí: Sâu 2,4 – 3,6 m, thời gian lưu dài, yêu cầu khoảng cách ly khu dân cư 1,5 – 2 km do phát sinh mùi hôi.
- Hồ hiếu - kỵ khí: Độ sâu 0,9 – 1,5 m, phân tầng nhiệt và sinh học theo 3 vùng; tỷ lệ dài/rộng 1:1 hoặc 1:2, lót đáy sét dày 15 cm.
- Hồ hiếu khí: Loại làm thoáng tự nhiên sâu 0,3 – 0,4 m (tải trọng 250 – 300 kg $\text{BOD/ha.ngày}$, lưu 3 – 12 ngày); loại làm thoáng nhân tạo sâu 2 – 4,5 m (tải trọng 400 kg $\text{BOD/ha.ngày}$, lưu 1 – 3 ngày).
- Bể Aerotank (Bùn hoạt tính lơ lửng): Thời gian lưu nước 4 – 8 giờ, độ ẩm bùn 98 – 99%, trải qua 3 giai đoạn tiêu thụ oxy (tăng cao ban đầu, ổn định cực đại enzyme, và giai đoạn nitrat hóa).
- Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Biofilter): Vật liệu lọc kích thước $\le 25 - 30\text{ mm}$, chiều cao đáy kép 0,4 – 0,6 m, tải trọng tưới $0,5 - 1\text{ m}^3/(\text{m}^3.\text{VLL})$, $\text{BOD}$ đầu ra đạt $15\text{ mg/l}$, tải trọng bể lắng đợt 2 đạt $16 - 25\text{ m}^3/\text{m}^2$.
- Công nghệ hợp khối: Kết hợp xử lý hiếu khí/thiếu khí và lắng tấm lamen; sử dụng chất keo tụ PACN-95 và chế phẩm vi sinh DW-97-H giúp tăng tốc độ phân hủy hữu cơ lên 7 – 9 lần.
- Các công nghệ khác: Công nghệ màng MBR (5 module ngập, rửa ngược khi áp lực đạt $0,34\text{ kg/cm}^2$ hoặc chênh áp chân không $> 50\text{ kPa}$ so với mức $10 - 30\text{ kPa}$); công nghệ RO kết hợp Ozon và $\text{H}_2\text{O}_2$ tạo gốc Hydroxyl ($-\text{OH}$); công nghệ Plasma mini ($0,6 \times 0,6 \times 1,5\text{ m}$, công suất $5 - 7\text{ m}^3/\text{ngày}$); công nghệ AAO và công nghệ AO.
Chương 3: Đề xuất các phương án xử lý nước thải bệnh viện đa khoa
Tác giả đề xuất và phân tích 3 quy trình công nghệ:
- Phương án 1 (MBBR): Song chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể sinh học hiếu khí giá thể dính bám $\rightarrow$ Bể lắng 2 $\rightarrow$ Bể khử trùng (Chlorine 5%) $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận. Bùn lắng tuần hoàn về bể hiếu khí, bùn dư xả sang bể chứa bùn.
- Phương án 2 (Anoxic - Aerotank kết hợp MBR): Song chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể sinh học thiếu khí Anoxic $\rightarrow$ Bể sinh học hiếu khí Aerotank chứa module màng lọc MBR $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận. Bùn dư được xả định kỳ sang bể nén bùn.
- Phương án 3 (Anaerobic - Anoxic - Aerotank): Lưới lược rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể sinh học kỵ khí $\rightarrow$ Bể sinh học thiếu khí $\rightarrow$ Bể sinh học hiếu khí $\rightarrow$ Bể lắng sinh học $\rightarrow$ Bể khử trùng (Chlorine/Ozon) $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận.
| Tiêu chí | Phương án 1 (MBBR) | Phương án 2 (MBR) | Phương án 3 (Truyền thống AO/AAO) |
|---|---|---|---|
| Ưu điểm | Diện tích nhỏ; hiệu quả xử lý $\text{BOD}$ cao ($85 - 90%$); chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp; ít phát sinh mùi; lượng bùn tạo ra thấp. | Chi phí vận hành thấp; tiết kiệm tối đa diện tích xây dựng; dễ dàng module hóa khi nâng công suất hoặc di dời; nước sau xử lý đạt chuẩn cao. | Chịu tải trọng ô nhiễm biến động tốt; vận hành hệ thống tương đối dễ dàng; chi phí vận hành thấp. |
| Khuyết điểm | Đòi hỏi nhân viên vận hành nắm vững công nghệ vi sinh; chất lượng nước phụ thuộc vào từng công trình đơn vị. | Chi phí đầu tư thiết bị ban đầu cao; hệ vi sinh nhạy cảm đòi hỏi kiểm soát kỹ thuật tốt. | Diện tích xây dựng lớn; chi phí đầu tư ban đầu cao; chất lượng đầu ra đạt Cột B. |
Lựa chọn: Tác giả chọn Phương án 2 để thực hiện tính toán thiết kế chi tiết nhờ ưu thế vượt trội về diện tích mặt bằng, khả năng tự động hóa và chất lượng nước đầu ra đạt QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A).
Chương 4: Tính toán các công trình đơn vị trong Phương án 2
Chương 4 thực hiện tính toán kích thước hình học và thông số công nghệ chi tiết cho từng công trình đơn vị:
- Lưu lượng tính toán:
- Lưu lượng trung bình ngày: $Q = 100\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
- Lưu lượng trung bình giờ: $Q_{\text{tbh}} = 4,167\text{ m}^3/\text{h}$.
- Theo TCVN 7957:2008, hệ số không điều hòa: $K_{0\max} = 2,5$; $K_{0\min} = 0,38$.
- Lưu lượng giờ lớn nhất: $Q_{\max\text{-h}} = 10,42\text{ m}^3/\text{h}$.
- Bể thu gom:
- Thời gian lưu nước: $t = 30\text{ phút} = 0,5\text{ h}$.
- Thể tích hữu ích: $V = 5,21\text{ m}^3$.
- Chiều cao xây dựng: $H = 3,5\text{ m}$ (chiều cao hữu ích $H_h = 3,2\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $H_{\text{bv}} = 0,3\text{ m}$).
- Kích thước mặt bằng: Dài $L = 0,82\text{ m}$, Rộng $W = 2\text{ m}$, Diện tích $F = 1,63\text{ m}^2$.
- Thể tích xây dựng: $V_t = 5,74\text{ m}^3$. Bố trí 2 bơm chìm (1 hoạt động, 1 dự phòng) điều khiển bằng phao cơ.
- Bể điều hòa:
- Thời gian lưu nước: $t = 5\text{ h}$.
- Thể tích hữu ích: $V_đ = 20,835\text{ m}^3$.
- Chiều cao xây dựng: $H = 3,5\text{ m}$ ($H_h = 3\text{ m}$, $H_{\text{bv}} = 0,5\text{ m}$).
- Kích thước mặt bằng: Dài $L = 3\text{ m}$, Rộng $W = 2\text{ m}$, Diện tích $F = 6,95\text{ m}^2$, Thể tích xây dựng $V_t = 21\text{ m}^3$.
- Hệ thống cấp khí: Lưu lượng khí nén cần thiết $Q_k = 18,75\text{ m}^3/\text{h}$. Sử dụng ống chính HDPE đường kính 21 mm và 3 ống nhánh HDPE đường kính 21 mm (khoảng cách giữa các ống 0,8 m, cách tường 0,2 m). Mỗi ống nhánh bố trí 5 lỗ phân phối ($d_{\text{lỗ}} = 4\text{ mm}$, vận tốc khí $v_{\text{lỗ}} = 15\text{ m/s}$, lưu lượng $q_{\text{lỗ}} = 1,357\text{ m}^3/\text{h}$).
- Cột áp tổn thất hệ thống khí: $H_d = 3,9\text{ m}$.
- Bể sinh học thiếu khí Anoxic:
- $\text{COD}$ vào $345\text{ mg/l}$, yêu cầu đầu ra $\le 100\text{ mg/l}$; lượng $\text{COD}$ cần khử $G = 24,5\text{ kg/ngày}$.
- Tải trọng khử $\text{COD}$: $a = 8\text{ kg/ngày}$.
- Dung tích xử lý hữu ích: $V = 3,06\text{ m}^3$.
- Vận tốc nước dâng: $v = 0,9\text{ m/h}$; Diện tích bề mặt $F = 4,63\text{ m}^2$.
- Chiều cao xây dựng: $H = 2,1\text{ m}$ (chiều cao xử lý $H_1 = 0,6\text{ m}$, chiều cao vùng lắng $H_2 = 1,2\text{ m}$, chiều cao dự trữ $H_3 = 0,3\text{ m}$).
- Kích thước mặt bằng: Dài $L = 2\text{ m}$, Rộng $W = 2,315\text{ m}$, Tổng thể tích bể $V = 9,723\text{ m}^3$.
- Bể sinh học hiếu khí Aerotank kết hợp MBR:
- Thông số đầu vào: $Q = 100\text{ m}^3/\text{ngày}$, $\text{BOD}_5$ đầu vào $S_0 = 320,8\text{ mg/l}$, tỷ số $f = \text{BOD/COD} = 0,68$.
- Thông số bùn hoạt tính: Nồng độ sinh khối duy trì trong bể $X = 3000\text{ mg/l}$ (MLVSS), nồng độ bùn tuần hoàn $X_T = 7000\text{ mg/l}$, thời gian lưu bùn $\theta_c = 10\text{ ngày}$.
- Hệ số động học: Hệ số sản lượng cực đại $Y = 0,6$; hệ số phân hủy nội bào $K_d = 0,06\text{ ngày}^{-1}$.
- Nồng độ chất rắn lơ lửng đầu ra: $\text{SS}_r = 100\text{ mg/l}$ (chứa 65% cặn phân hủy sinh học). Nồng độ $\text{BOD}_5$ hòa tan đầu ra $S = 37,2\text{ mg/l}$.
- Nhu cầu oxy thực tế: $OC_t = 26,6\text{ kg/ngày}$. Lưu lượng không khí cấp vào bể $Q_{\text{kk}} = 0,028\text{ m}^3/\text{s}$. Thiết bị phân phối khí dạng đĩa xốp bọt mịn đường kính 170 mm ($F = 0,02\text{ m}^2$, cường độ $12\text{ m}^3/\text{h.đĩa}$), đặt ở độ sâu ngập nước $h = 3,8\text{ m}$.
- Module màng MBR: Gồm 5 module màng đặt ngập, chu kỳ hút ngắt quãng (10 phút chạy, 1 – 2 phút nghỉ), dải áp suất chân không vận hành $10 - 30\text{ kPa}$, tự động ngắt và kích hoạt bơm rửa ngược khi áp suất vượt quá $50\text{ kPa}$.
- Bể nén bùn: Tiếp nhận bùn dư định kỳ, nén tách nước hồi lưu về bể điều hòa và phân hủy bùn kỵ khí trước khi hút đem xử lý.
Chương 5: Dự toán sơ bộ kinh phí đầu tư và vận hành cho công trình xử lý nước thải
Chương 5 lập bảng dự toán chi phí triển khai hệ thống:
- Sơ bộ chi phí xây dựng các cụm bể (Bảng 5.1).
- Sơ bộ chi phí mua sắm thiết bị công nghệ: Bơm nước thải, máy thổi khí, module màng MBR, đĩa phân phối khí, hệ thống đường ống và van (Bảng 5.2).
- Chi phí quản lý vận hành thường xuyên bao gồm chi phí nhân công (Bảng 5.3) và chi phí điện năng tiêu thụ (Bảng 5.4).
Kết quả và đóng góp
Kết quả chính
Khóa luận đã hoàn thành tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải bệnh viện đa khoa công suất $100\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ với các thông số kỹ thuật cụ thể:
| Công trình đơn vị | Kích thước xây dựng ($L \times W \times H$) | Thể tích xây dựng ($V_t$) | Thông số kỹ thuật / Thiết bị chính |
|---|---|---|---|
| Bể thu gom | $0,82\text{ m} \times 2,00\text{ m} \times 3,50\text{ m}$ | $5,74\text{ m}^3$ | 02 bơm chìm luân phiên, điều khiển phao cơ, lưu nước $0,5\text{ h}$. |
| Bể điều hòa | $3,00\text{ m} \times 2,00\text{ m} \times 3,50\text{ m}$ | $21,00\text{ m}^3$ | $Q_k = 18,75\text{ m}^3/\text{h}$, 3 ống nhánh HDPE D21 đục lỗ, $H_d = 3,9\text{ m}$. |
| Bể thiếu khí Anoxic | $2,00\text{ m} \times 2,315\text{ m} \times 2,10\text{ m}$ | $9,723\text{ m}^3$ | Tải trọng khử $8\text{ kg COD/ngày}$, $v = 0,9\text{ m/h}$, khuấy trộn bằng bùn tuần hoàn. |
| Bể Aerotank - MBR | Bể tích hợp module màng | - | $X = 3000\text{ mg/l}$, $\theta_c = 10\text{ ngày}$, $Q_{\text{kk}} = 0,028\text{ m}^3/\text{s}$, 05 module màng MBR. |
| Bể nén bùn | Cụm tích hợp liền khối | - | Nén bùn trọng lực, phân hủy kỵ khí, xả bùn định kỳ. |
Giải pháp và đóng góp của đề tài
- Giải pháp công nghệ: Lựa chọn chuỗi công nghệ Anoxic kết hợp Aerotank và màng lọc vi sinh MBR, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu xây dựng bể lắng bậc 2 và bể khử trùng hóa chất Clo thông thường.
- Đóng góp kỹ thuật:
- Đưa ra phương án mặt bằng hợp khối nhỏ gọn, phù hợp với các bệnh viện đa khoa có quỹ đất hạn chế.
- Thiết kế chu trình hút ngắt quãng và hệ thống rửa ngược tự động theo áp suất chân không ($> 50\text{ kPa}$), giúp kéo dài tuổi thọ màng và ổn định hiệu suất lọc.
- Xác lập bảng dự toán chi tiết các hạng mục xây dựng, thiết bị và chi phí vận hành làm cơ sở tham khảo cho việc lập dự án đầu tư thực tế.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Toàn bộ tính toán được xây dựng trên bộ thông số giả định và hệ số thực nghiệm quy chuẩn, chưa có điều kiện kiểm chứng thực nghiệm trực tiếp trên mô hình pilot với mẫu nước thải của một bệnh viện cụ thể.
- Chưa phân tích sâu về động học quá trình tắc màng (membrane fouling) và sự suy giảm thông lượng thấm sau các chu kỳ rửa hóa chất dài hạn.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Thử nghiệm mô hình pilot Anoxic - MBR với các tỷ lệ tuần hoàn bùn khác nhau để xác định chính xác hiệu suất khử Nitơ và Phosphat.
- Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình rửa màng định kỳ bằng hóa chất axit - kiềm để giảm thiểu chi phí bảo dưỡng và tăng tuổi thọ module màng.
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng: Sinh viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị làm đồ án tốt nghiệp hoặc đồ án môn học chuyên ngành xử lý nước thải y tế và nước thải sinh hoạt.
- Nội dung giá trị:
- Phương pháp và công thức tính toán chi tiết hệ thống sục khí bể điều hòa (ống chính, ống nhánh, đường kính và số lượng lỗ khuếch tán khí).
- Quy trình tính toán động học vi sinh và nhu cầu oxy cho bể Aerotank kết hợp thông số vận hành màng MBR.
- Tổng hợp cơ chế hoạt động của các công nghệ xử lý nước thải y tế (ao hồ sinh học, Biofilter, AAO, AO, hợp khối, RO, Plasma).
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao công nghệ màng lọc MBR được lựa chọn thay cho bể lắng sinh học đợt 2 truyền thống?
Công nghệ MBR sử dụng các sợi màng vi lọc với kích thước lỗ rỗng siêu nhỏ đặt ngập trong bể sinh học, cho phép giữ lại toàn bộ cặn lơ lửng ($\text{SS}$) và vi sinh vật gây bệnh trên bề mặt màng. Điều này giúp nâng nồng độ bùn hoạt tính trong bể ($X = 3000\text{ mg/l}$), loại bỏ hoàn toàn diện tích xây dựng bể lắng đợt 2 và bể khử trùng hóa chất, đồng thời đảm bảo chất lượng nước đầu ra trong suốt đạt QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A).
2. Chu kỳ vận hành và điều kiện rửa ngược của module màng MBR được thiết kế như thế nào?
Màng MBR vận hành theo cơ chế hút gián đoạn: Bơm hút hoạt động 10 phút và tạm ngưng 1 – 2 phút. Dải áp suất chân không vận hành bình thường là $10 - 30\text{ kPa}$. Khi áp suất chân không vượt quá $50\text{ kPa}$, 2 bơm hút sẽ tự động ngắt để kích hoạt bơm thứ 3 thực hiện rửa ngược màng từ trong ra ngoài kết hợp rung màng để đẩy cặn bám rơi xuống đáy. Định kỳ, màng được rửa bằng dung dịch hóa chất axit và kiềm, sau đó rửa lại bằng nước sạch để đạt mức trung hòa $\text{pH} = 7$.
3. Hệ thống phân phối khí tại bể điều hòa có thông số kỹ thuật ra sao?
Bể điều hòa sử dụng hệ thống ống nhựa HDPE-PE80 gồm 1 ống chính và 3 ống nhánh đường kính $21\text{ mm}$ đặt cách đáy bể $0,1\text{ m}$. Khoảng cách giữa các ống nhánh là $0,8\text{ m}$, cách tường $0,2\text{ m}$. Trên mỗi ống nhánh khoan 5 lỗ phân phối khí ($d_{\text{lỗ}} = 4\text{ mm}$, khoảng cách 2 lỗ/mét dài). Vận tốc khí qua lỗ đạt $15\text{ m/s}$, lưu lượng khí cấp toàn bể là $18,75\text{ m}^3/\text{h}$ với tổn thất áp lực tính toán $H_d = 3,9\text{ m}$.
4. Tỷ lệ phát sinh giữa nước thải sinh hoạt và chất thải nguy hại trong bệnh viện là bao nhiêu?
Theo phân tích trong Chương 1, khoảng 80% lượng nước thải phát sinh tại bệnh viện đa khoa là nước thải sinh hoạt thông thường. Chỉ 20% còn lại là chất thải y tế nguy hại (chứa dịch bệnh phẩm, máu, hóa chất giải phẫu, chất khử khuẩn, dược phẩm và thuốc điều trị ung thư), nhưng 20% này là nguồn phát tán mầm bệnh chính gây nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý triệt để.
5. Kích thước và thông số tải trọng của bể thiếu khí Anoxic được xác định như thế nào?
Bể Anoxic được thiết kế để khử $24,5\text{ kg COD/ngày}$ với tải trọng khử $a = 8\text{ kg COD/ngày}$, dung tích xử lý hữu ích là $3,06\text{ m}^3$. Bể có diện tích mặt bằng $F = 4,63\text{ m}^2$ (Dài $2,00\text{ m} \times \text{Rộng } 2,315\text{ m}$), vận tốc nước dâng $v = 0,9\text{ m/h}$, tổng chiều cao xây dựng $H = 2,1\text{ m}$ (gồm chiều cao vùng xử lý $0,6\text{ m}$, chiều cao vùng lắng $1,2\text{ m}$ và chiều cao bảo vệ $0,3\text{ m}$).
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Văn Cương đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải bệnh viện đa khoa công suất $100\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ theo quy trình công nghệ Anoxic kết hợp Aerotank và màng lọc sinh học MBR. Các bước tính toán thủy lực, kích thước hình học công trình đơn vị, hệ thống cấp khí và động học bùn hoạt tính được thực hiện chi tiết dựa trên các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Kết quả thiết kế cung cấp một phương án xử lý nước thải y tế đạt chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A) với ưu điểm tiết kiệm diện tích xây dựng, tự động hóa cao và có giá trị tham khảo chuyên môn thiết thực trong lĩnh vực kỹ thuật môi trường.