Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Văn Phú tập trung vào nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật công trình bảo vệ môi trường, cụ thể là trạm xử lý nước thải y tế cho một cơ sở y tế đa khoa đang vận hành tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

  • Bối cảnh thực tiễn và lý do chọn đề tài: Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp (thành viên Tập đoàn TMMC Healthcare) đóng tại thành phố Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp với quy mô 210 giường bệnh, tiếp nhận hơn 1.000 lượt bệnh nhân ngoại trú mỗi ngày cùng lượng lớn người bệnh từ các tỉnh lân cận và Campuchia. Quá trình khám chữa bệnh, xét nghiệm, phẫu thuật, giặt giũ và sinh hoạt tại bệnh viện phát sinh lưu lượng lớn nước thải mang tải lượng hữu cơ, hóa chất, mầm bệnh truyền nhiễm và vi sinh vật gây hại cao. Nhằm ngăn chặn nguy cơ lan truyền dịch bệnh ra môi trường xung quanh và giảm thiểu tác động tiêu cực đến nguồn tiếp nhận trực tiếp là sông Đình Trung, việc thiết kế xây dựng trạm xử lý nước thải y tế đạt chuẩn xả thải là yêu cầu cấp thiết.
  • Mục tiêu nghiên cứu: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp với công suất 320 $\text{m}^3/\text{ngày.đêm}$, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế QCVN 28:2010/BTNMT, Cột A.
  • Nhiệm vụ nghiên cứu (6 nội dung thực hiện):
    1. Đánh giá thành phần, tính chất nước thải bệnh viện đa khoa nói chung và cơ sở nghiên cứu nói riêng.
    2. Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện hiện nay.
    3. Đề xuất các phương án công nghệ và tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống.
    4. Dự toán chi phí đầu tư xây dựng và chi phí vận hành xử lý tính trên $1\text{ m}^3$ nước thải.
    5. So sánh, lựa chọn và hoàn thiện dây chuyền công nghệ tối ưu.
    6. Triển khai hồ sơ bản vẽ kỹ thuật của hệ thống xử lý.
  • Đối tượng nghiên cứu: Toàn bộ dòng nước thải phát sinh từ các khoa, phòng chức năng và hoạt động sinh hoạt của Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Khu vực xây dựng trạm xử lý nước thải bố trí trong khuôn viên tổng thể của bệnh viện (tổng diện tích khuôn viên $7.574,4\text{ m}^2$). Nguồn tiếp nhận cuối cùng là sông Đình Trung nằm đối diện bệnh viện.
    • Thời gian thực hiện đề tài: Từ tháng 05/2023 đến tháng 11/2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Khung lý thuyết và quy chuẩn áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết xử lý nước thải cơ học, hóa lý và sinh học hiếu khí/thiếu khí/kỵ khí, dựa trên các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng và môi trường hiện hành của Việt Nam:

  • QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A): Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế – cơ sở xác định nồng độ giới hạn cho phép của các thông số ô nhiễm đầu ra.
  • TCVN 4513:1988: Tiêu chuẩn thiết kế cấp thoát nước bên trong công trình – cơ sở tính toán nhu cầu dùng nước ngoại trú và nhà ăn.
  • TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – tiêu chuẩn xác định định mức cấp nước cho bệnh nhân nội trú, người nhà chăm sóc, nhân viên y tế và vệ sinh sân bãi.
  • TCXDVN 51:2008: Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài – cơ sở tra cứu hệ số không điều hòa chung ($K_o$).
  • Hướng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nước thải y tế (Bộ Y tế, 2015): Căn cứ xác định tỷ lệ phát sinh nước thải so với nước cấp ($80%$).

Phương pháp nghiên cứu và thiết kế

  • Phương pháp khảo sát thực địa: Khảo sát quy mô mặt bằng, công năng 10 chuyên khoa và 5 phòng ban, hiện trạng hạ tầng kỹ thuật cấp thoát nước, giao thông, PCCC tại Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp.
  • Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu: Thu thập tài liệu chuyên ngành, dữ liệu khảo sát từ Viện Y học Lao động và Vệ sinh Môi trường (Bộ Y tế), Trung tâm CTC, Trung tâm Tư vấn chuyển giao công nghệ nước sạch và môi trường.
  • Phương pháp tính toán công nghệ và cân bằng vật chất: Tính toán thủy lực, kích thước hình học, tải trọng thể tích, tải trọng bề mặt, thời gian lưu nước, nhu cầu cấp khí, lượng bùn phát sinh và liều lượng hóa chất khử trùng bằng các công thức toán học và công cụ tính toán bảng tính.
  • Phương pháp thiết kế đồ họa: Sử dụng phần mềm AutoCAD để lập hồ sơ bản vẽ mặt bằng tổng thể, sơ đồ nguyên lý công nghệ, mặt cắt chi tiết từng hạng mục bể.

Nguồn dữ liệu

Dữ liệu quy mô bệnh viện, số lượng phòng khám, giường bệnh và kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu vào do Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp cung cấp năm 2020. Dữ liệu tham khảo công nghệ thực tế từ Bệnh viện Đa khoa Lê Lợi (Bà Rịa – Vũng Tàu), Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park và Bệnh viện Nhi Đồng TP.HCM.

Thiết kế kỹ thuật và tính toán công nghệ

Thông số tính toán thiết kế đầu vào

Thông số lưu lượng Giá trị tính toán Đơn vị
Tổng lưu lượng nước cấp sinh hoạt & y tế ($Q_{\text{cấp}}$) 268,00 $\text{m}^3/\text{ngày}$
Lưu lượng nước thải tính toán ($80% Q_{\text{cấp}} \times K_{\text{ng}} \times K_{\text{at}}$) 306,60 $\text{m}^3/\text{ngày}$
Công suất thiết kế trạm xử lý ($Q_{\text{trạm}}$) 320,00 $\text{m}^3/\text{ngày.đêm}$
Lưu lượng trung bình giờ ($Q_{\text{tb,h}}$) 13,33 $\text{m}^3/\text{h}$
Lưu lượng trung bình giây ($Q_{\text{tb,s}}$) 3,70 $\text{l/s}$
Hệ số không điều hòa chung ($K_{\text{omax}}$) 2,50 -
Lưu lượng lớn nhất giờ ($Q_{\text{max,h}}$) 33,33 $\text{m}^3/\text{h}$
Lưu lượng lớn nhất giây ($Q_{\text{max,s}}$) 9,26 $\text{l/s}$

Đánh giá mức độ ô nhiễm và hiệu suất xử lý yêu cầu

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Nước thải đầu vào QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A) Mức độ xử lý cần thiết
1 $\text{pH}$ - 6,7 6,5 – 8,5 -
2 $\text{COD}$ $\text{mg/l}$ 302,0 50,0 $83,44%$
3 $\text{BOD}_5\text{ }(20^\circ\text{C})$ $\text{mg/l}$ 186,0 30,0 $83,87%$
4 Tổng chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$) $\text{mg/l}$ 134,0 50,0 $62,69%$
5 Tổng Nitơ $\text{mg/l}$ 28,8 - -
6 $\text{Amoni}\text{ (tính theo N)}$ $\text{mg/l}$ 24,2 5,0 $79,34%$
7 $\text{Phosphat}\text{ (tính theo P)}$ $\text{mg/l}$ 4,1 6,0 Đạt chuẩn sẵn
8 Dầu mỡ động thực vật $\text{mg/l}$ 6,2 10,0 Đạt chuẩn sẵn
9 Tổng $\text{Coliform}$ $\text{MPN/100ml}$ $5,4 \times 10^4$ 3.000 Cần khử trùng triệt để
10 $\text{Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae}$ $\text{VK/100ml}$ Không phát hiện Không phát hiện Đạt chuẩn

So sánh hai phương án dây chuyền công nghệ

  • Phương án 1 (Công nghệ sinh học truyền thống kết hợp khử Nitơ):
    • Dây chuyền: Rọ chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể Anoxic (thiếu khí) $\rightarrow$ Bể Aerotank (hiếu khí bùn hoạt tính) $\rightarrow$ Bể lắng II $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận (Sông Đình Trung). Bùn từ bể lắng II tuần hoàn về bể Anoxic/Aerotank và xả bùn dư về bể chứa bùn.
  • Phương án 2 (Công nghệ màng vi sinh chuyển động MBBR):
    • Dây chuyền: Rọ chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể MBBR (giá thể di động dính bám) $\rightarrow$ Bể lắng II $\rightarrow$ Bể trung gian $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận (Sông Đình Trung). Bùn dư từ bể lắng II xả về bể chứa bùn.
[Phương án 1]
Nước thải -> Rọ chắn rác -> Hố thu gom -> Bể điều hòa -> Bể Anoxic -> Bể Aerotank -> Bể lắng II -> Bể trung gian -> Lọc áp lực -> Bể khử trùng -> Sông Đình Trung
                                                               ^            |             |
                                                               |---Tuần hoàn bùn----------|
                                                                            |-> Xả bùn dư -> Bể chứa bùn

[Phương án 2]
Nước thải -> Rọ chắn rác -> Hố thu gom -> Bể điều hòa -> Bể MBBR (giá thể lơ lửng) -> Bể lắng II -> Bể trung gian -> Lọc áp lực -> Bể khử trùng -> Sông Đình Trung
                                                                                         |-> Xả bùn dư -> Bể chứa bùn

So sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa hai phương án

Tiêu chí so sánh Phương án 1 (Anoxic + Aerotank) Phương án 2 (MBBR)
Công trình phản ứng sinh học Cần 02 bể riêng biệt (Anoxic và Aerotank) Tích hợp trong 01 bể MBBR (nhờ cấu trúc màng vi sinh 3 lớp: hiếu khí, thiếu khí, kỵ khí)
Diện tích xây dựng Lớn hơn do có thêm khối tích bể Anoxic Nhỏ gọn, tiết kiệm diện tích trạm
Tuần hoàn bùn vi sinh Bắt buộc tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng II Không cần tuần hoàn bùn vi sinh về bể phản ứng
Độ nhạy với sốc tải Dễ bị ảnh hưởng khi dao động tải lượng Khả năng chịu tải cao nhờ vi sinh bám dính trên giá thể
Chi phí xử lý ($1\text{ m}^3$) $6.900\text{ VNĐ/m}^3$ $6.450\text{ VNĐ/m}^3$
Quyết định lựa chọn Không chọn Được lựa chọn để triển khai bản vẽ kỹ thuật

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này khẳng định tầm quan trọng của dự án trong công tác bảo vệ môi trường ngành y tế. Tác giả trình bày lý do chọn đề tài dựa trên quy mô thực tế của Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp (210 giường) và thực trạng các chất ô nhiễm hữu cơ, mầm bệnh chưa được kiểm soát triệt để nếu không có hệ thống xử lý chuyên biệt. Chương xác lập mục tiêu thiết kế trạm xử lý $320\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ đạt QCVN 28:2010/BTNMT Cột A, đưa ra 6 nội dung nhiệm vụ nghiên cứu, phương pháp tiếp cận (khảo sát thực địa, tổng hợp tiêu chuẩn, tính toán công nghệ, lập bản vẽ CAD) và giới hạn phạm vi nghiên cứu tại khuôn viên bệnh viện, xả thải vào sông Đình Trung.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 cung cấp thông tin toàn diện về cơ sở dự án và đặc trưng nước thải:

  • Hiện trạng bệnh viện: Địa chỉ số 700 Quốc lộ 30, xã Mỹ Tân, TP. Cao Lãnh; cơ cấu tổ chức gồm Hội đồng quản trị, Ban Giám đốc (CEO Đinh Tấn Tài, CMO), 10 chuyên khoa lâm sàng/cận lâm sàng và 5 phòng ban chức năng; tổng số cán bộ nhân viên là 428 người; diện tích đất $7.574,4\text{ m}^2$, tòa nhà 3 tầng, 7 phòng mổ, 31 phòng khám.
  • Tính toán lưu lượng cấp nước ($Q_{\text{cấp}} = 268\text{ m}^3/\text{ngày}$):
    1. Bệnh nhân nội trú: $210\text{ giường} \times 700\text{ l/giường/ngày} = 147,0\text{ m}^3/\text{ngày}$.
    2. Thân nhân nuôi bệnh: $210\text{ người} \times 150\text{ l/người/ngày} = 31,5\text{ m}^3/\text{ngày}$.
    3. Bệnh nhân ngoại trú: $1.100\text{ lượt} \times 15\text{ l/lượt} = 16,5\text{ m}^3/\text{ngày}$.
    4. Cán bộ công nhân viên: $428\text{ người} \times 150\text{ l/người/ngày} = 64,2\text{ m}^3/\text{ngày}$.
    5. Nhà ăn bệnh viện: $200\text{ suất} \times 25\text{ l/suất} = 5,0\text{ m}^3/\text{ngày}$.
    6. Vệ sinh sân bãi, kỹ thuật: $7.574,4\text{ m}^2 \times 0,5\text{ l/m}^2 = 3,8\text{ m}^3/\text{ngày}$.
  • Nguồn gốc và đặc tính ô nhiễm: Nước thải bệnh viện gồm $80%$ là thành phần tương tự nước thải sinh hoạt và $20%$ là chất thải y tế nguy hại (chứa máu, dịch tiết, hóa chất xét nghiệm, thuốc, chất tẩy trùng). Khảo sát dịch tễ vi sinh cho thấy vi khuẩn chiếm $90%$ (bao gồm Listeria monocytogenes, Clostridium tetani, Clostridium botulinum, trực khuẩn, cầu khuẩn), virus chiếm $8%$ (virus đường tiêu hóa), nấm chiếm $1%$ (Candida, Aspergillus), còn lại là amip, trứng giun sán. Số liệu khảo sát cũng chỉ ra tải lượng ô nhiễm tính trên 1 giường bệnh cao gấp 2–3 lần so với tính trên đầu người sinh hoạt bình thường.

Chương 3: Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện

Chương 3 phân tích cơ chế các công nghệ xử lý:

  • Tiền xử lý cơ học: Tách rác qua song/lưới chắn rác, lắng cát, tuyển nổi váng dầu. Xử lý cơ học loại bỏ tối đa $60%$ cặn không tan và $30%$ $\text{BOD}$ (nâng lên $75%$ cặn và $40-50%$ $\text{BOD}$ nếu có làm thoáng sơ bộ).
  • Xử lý sinh học: Phân tích nguyên lý phân hủy chất hữu cơ hiếu khí qua 3 giai đoạn (oxy hóa cơ chất $\text{C}_x\text{H}_y\text{O}_z$, tổng hợp tế bào mới $\text{C}_5\text{H}_7\text{NO}_2$, phân hủy nội bào) và quá trình nitrat hóa qua 2 bước (Nitrosomonas chuyển $\text{NH}_4^+$ thành $\text{NO}_2^-$; Nitrobacter chuyển $\text{NO}_2^-$ thành $\text{NO}_3^-$).
  • So sánh các loại bể sinh học: Bể Aerotank truyền thống (hiệu suất $\text{BOD}$ đạt $90%$), Bể SBR làm việc theo mẻ 5 pha ($90-92%$), Bể Biophin dính bám ($90%$) và Bể MBBR sử dụng giá thể chuyển động ($90%$). Điều kiện nước thải để xử lý sinh học: $\text{COD/BOD} < 2$ hoặc $\text{BOD/COD} \ge 0,5$; $\text{pH}$ từ 6,5–8,5; nhiệt độ 10–40$^\circ\text{C}$; tổng muối tan $< 15\text{ g/l}$.
  • Phương pháp khử trùng và xử lý bùn: Đánh giá khử trùng bằng hợp chất Clo ($\text{Cl}_2$, $\text{Ca(ClO)}_2$, $\text{NaClO}$), Ozone, tia cực tím UV. Phân tích đặc tính bùn rác (độ ẩm 85–95%), bùn cát (độ ẩm 14–35%), váng dầu mỡ và bùn sinh học dư từ bể lắng II.
  • Khảo sát 3 mô hình thực tế:
    1. BVĐK Lê Lợi (Bà Rịa – Vũng Tàu): Công suất $350\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, công nghệ Biofast-AAO 6 bước, điều khiển tự động SCADA, cấu trúc module vỏ thép không gỉ SUS 304.
    2. BVĐK Quốc tế Vinmec Central Park: Công suất $200\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, công nghệ AAO kết hợp bể lắng đứng và khử trùng, nước thải đầu vào $\text{COD } 305\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5\text{ } 220\text{ mg/l}$; đầu ra đạt $\text{COD } 42\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5\text{ } 26\text{ mg/l}$, $\text{TSS } 32\text{ mg/l}$.
    3. BV Nhi Đồng TP.HCM: Công suất $1.500\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, công nghệ AAO kết hợp màng MBR và châm Chlorine, đầu vào $\text{COD } 768\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5\text{ } 461\text{ mg/l}$; đầu ra đạt $\text{COD } 30\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5\text{ } 26\text{ mg/l}$, $\text{SS } 29\text{ mg/l}$.

Chương 4: Đề xuất và tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải

Chương 4 là phần nội dung trọng tâm tính toán kỹ thuật của khóa luận:

  • Xác định thông số đầu vào: Công suất trạm $Q_{\text{trạm}} = 320\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$; phân bố lưu lượng theo 24 giờ với các khung giờ cao điểm (9h–10h, 11h–12h, 12h–13h đạt $32\text{ m}^3/\text{h}$).
  • Tính toán hiệu suất khử ô nhiễm cần đạt: $\text{BOD}_5$ đạt $83,87%$ (từ 186 xuống $30\text{ mg/l}$); $\text{COD}$ đạt $83,44%$ (từ 302 xuống $50\text{ mg/l}$); $\text{TSS}$ đạt $62,69%$ (từ 134 xuống $50\text{ mg/l}$); Amoni đạt $79,34%$ (từ 24,2 xuống $5\text{ mg/l}$).
  • Tính toán chi tiết các công trình đơn vị:
    • Phương án 1: Tính toán kích thước hình học, thủy lực, thiết bị cấp khí và đường ống cho rọ chắn rác, hố thu gom, bể điều hòa, bể Anoxic, bể Aerotank, bể lắng II, bể trung gian, bồn lọc áp lực, bể khử trùng và bể chứa bùn.
    • Phương án 2: Tính toán kích thước bể MBBR (thể tích bể, diện tích giá thể vi sinh di động, hệ thống phân phối khí đáy bể), bể lắng II, bồn lọc áp lực, bể khử trùng và bể chứa bùn.

Chương 5: Phân tích tính khả thi và lựa chọn phương án

Chương 5 tiến hành so sánh toàn diện hai phương án thiết kế:

  • Chỉ tiêu kinh tế: Tổng hợp chi phí xây dựng, chi phí mua sắm thiết bị, điện năng tiêu thụ, hóa chất vận hành và nhân công. Chi phí xử lý tính toán của Phương án 1 là $6.900\text{ VNĐ/m}^3$ nước thải; chi phí xử lý của Phương án 2 là $6.450\text{ VNĐ/m}^3$ nước thải.
  • Chỉ tiêu kỹ thuật và mặt bằng: Phương án MBBR có ưu thế vượt trội về tiết diện mặt bằng xây dựng (rất phù hợp với khuôn viên hiện hữu $7.574,4\text{ m}^2$ của bệnh viện), không đòi hỏi công trình bể Anoxic riêng biệt, chịu được biến động lưu lượng giờ cao điểm tốt hơn và không cần hệ thống tuần hoàn bùn hoạt tính phức tạp.
  • Kết luận lựa chọn: Lựa chọn Phương án 2 (công nghệ MBBR kết hợp lọc áp lực và khử trùng) làm phương án chính thức để lập hồ sơ bản vẽ kỹ thuật chi tiết tại Phụ lục 3.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả kỹ thuật cụ thể:
    • Xác lập đầy đủ bảng cân bằng nước cấp và lưu lượng nước thải y tế cho Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp, quy mô 210 giường, công suất tính toán đạt $320\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
    • Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống các công trình đơn vị xử lý nước thải theo công nghệ MBBR, đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt Quy chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT Cột A trước khi xả vào sông Đình Trung: $\text{COD} \le 50\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5 \le 30\text{ mg/l}$, $\text{TSS} \le 50\text{ mg/l}$, $\text{Amoni} \le 5\text{ mg/l}$, Tổng $\text{Coliform} \le 3.000\text{ MPN/100ml}$, không phát hiện các vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm (Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae).
    • Xây dựng bảng dự toán chi phí vận hành chi tiết, chứng minh hiệu quả kinh tế của phương án MBBR với giá thành xử lý $6.450\text{ VNĐ/m}^3$ nước thải (thấp hơn $450\text{ VNĐ/m}^3$ so với phương án bùn hoạt tính Aerotank truyền thống).
    • Thiết lập hồ sơ bản vẽ kỹ thuật đầy đủ gồm mặt bằng bố trí hệ thống, sơ đồ công nghệ, mặt cắt các bể đơn vị tại Phụ lục 3.
  • Đóng góp thực tiễn của đề tài: Khóa luận cung cấp một phương án thiết kế công nghệ xử lý nước thải y tế có tính ứng dụng thực tế cao, phù hợp với điều kiện mặt bằng hạn chế và đặc thù nguồn thải của các bệnh viện đa khoa tư nhân tuyến tỉnh tại khu vực miền Tây Nam Bộ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Số liệu phân tích thành phần nước thải đầu vào sử dụng kết quả khảo sát mẫu đơn thời điểm năm 2020 của bệnh viện, chưa theo dõi được chuỗi biến thiên nồng độ liên tục qua các mùa trong năm.
    • Các thông số động học sinh học và tải trọng bề mặt trong bể MBBR chủ yếu dựa trên hệ số lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế sẵn có, chưa trải qua giai đoạn chạy mô hình thực nghiệm (pilot) tại hiện trường để tối ưu hóa tỷ lệ lấp đầy giá thể.
  • Hướng phát triển tiếp theo: Triển khai mô hình pilot MBBR với các loại giá thể di động khác nhau để kiểm chứng tốc độ tiêu thụ cơ chất và bổ sung các giải pháp tự động hóa giám sát trực tuyến (SCADA, cảm biến DO, pH, ORP) nhằm tối ưu hóa chi phí điện năng sục khí.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Khóa luận là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Cấp thoát nước khi thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về xử lý nước thải y tế.
  • Nội dung có giá trị sử dụng cao:
    • Phương pháp và công thức tính toán nhu cầu cấp nước chi tiết cho từng đối tượng bệnh viện theo TCVN 4513:1988 và TCXDVN 33:2006.
    • Các bảng biểu thống kê đặc tính ô nhiễm nước thải bệnh viện phân theo tuyến (Trung ương, Tỉnh, Ngành) và phân theo chuyên khoa (Nhiễm, Xét nghiệm, Dược).
    • Phương pháp tính toán kinh tế so sánh giữa công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng (Aerotank) và màng sinh học dính bám di động (MBBR).

Câu hỏi thường gặp

1. Tổng lưu lượng nước cấp và công suất thiết kế trạm xử lý nước thải của bệnh viện được xác định là bao nhiêu?

Tổng lượng nước cấp cho toàn bộ hoạt động của bệnh viện được tính toán là $268\text{ m}^3/\text{ngày}$ (dựa trên định mức cho 210 giường bệnh nhân nội trú, 210 người nhà, 1.100 lượt khám ngoại trú, 428 nhân viên, 200 suất ăn và tưới rửa sân bãi $7.574,4\text{ m}^2$). Lưu lượng nước thải tính bằng $80%$ nước cấp, nhân hệ số không điều hòa ngày $K_{\text{ng}} = 1,3$ và hệ số an toàn $K_{\text{at}} = 1,1$, ra giá trị $306,6\text{ m}^3/\text{ngày}$. Tác giả làm tròn và chọn công suất thiết kế chính thức là $320\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.

2. Nước thải đầu vào của Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp có nồng độ ô nhiễm như thế nào?

Theo số liệu phân tích năm 2020: $\text{pH} = 6,7$; $\text{COD} = 302\text{ mg/l}$; $\text{BOD}_5 = 186\text{ mg/l}$; $\text{TSS} = 134\text{ mg/l}$; $\text{Tổng Nitơ} = 28,8\text{ mg/l}$; $\text{Amoni} = 24,2\text{ mg/l}$; $\text{Phosphat} = 4,1\text{ mg/l}$; $\text{Dầu mỡ ĐTV} = 6,2\text{ mg/l}$; Tổng $\text{Coliform} = 5,4 \times 10^4\text{ MPN/100ml}$; các vi khuẩn gây bệnh $\text{Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae}$ không phát hiện.

3. Vì sao công nghệ MBBR (Phương án 2) không cần xây dựng bể Anoxic riêng biệt như Phương án 1?

Trong bể MBBR, vi sinh vật phát triển dính bám trên bề mặt các giá thể di động tạo thành lớp màng sinh học có cấu trúc 3 tầng: lớp ngoài cùng tiếp xúc với oxy hòa tan là vi sinh vật hiếu khí (phân hủy chất hữu cơ và nitrat hóa amoni), lớp tiếp theo là vi sinh vật thiếu khí (thực hiện quá trình khử nitrat thành khí nitơ), lớp trong cùng là vi sinh vật kỵ khí. Do đó, quá trình xử lý cacbon và khử nitơ diễn ra đồng thời trong cùng một công trình bể MBBR.

4. Chi phí xử lý quy về $1\text{ m}^3$ nước thải của hai phương án công nghệ chênh lệch như thế nào?

Chi phí xử lý tính toán của Phương án 1 (công nghệ bùn hoạt tính Aerotank kết hợp Anoxic) là $6.900\text{ VNĐ/m}^3$ nước thải. Chi phí xử lý của Phương án 2 (công nghệ đệm vi sinh chuyển động MBBR) là $6.450\text{ VNĐ/m}^3$ nước thải. Phương án 2 giúp tiết kiệm $450\text{ VNĐ}$ cho mỗi $\text{m}^3$ nước thải xử lý.

5. Nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý của trạm là nguồn nước nào?

Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý và khử trùng đạt quy chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT Cột A được dẫn xả trực tiếp vào hệ thống sông Đình Trung nằm đối diện khuôn viên Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Văn Phú đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ tính toán thiết kế kỹ thuật hệ thống xử lý nước thải y tế công suất $320\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ cho Bệnh viện Đa khoa Tâm Trí Đồng Tháp, tỉnh Đồng Tháp. Thông qua quá trình phân tích đặc tính nước thải y tế và so sánh hai phương án công nghệ, tác giả đã chứng minh tính ưu việt của công nghệ màng sinh học dính bám chuyển động MBBR về hiệu quả xử lý, diện tích xây dựng nhỏ gọn và giá thành vận hành tối ưu ($6.450\text{ VNĐ/m}^3$). Đề tài hoàn thành đầy đủ thuyết minh tính toán chi tiết và hồ sơ bản vẽ kỹ thuật, đảm bảo nước thải đầu ra đạt chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT (Cột A) trước khi thải vào sông Đình Trung.