Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Sự gia tăng quy mô và công suất hoạt động của hệ thống y tế nhằm đáp ứng nhu cầu khám chữa bệnh của người dân kéo theo lượng chất thải y tế phát sinh ngày càng lớn. Chất thải y tế, đặc biệt là nước thải bệnh viện, chứa nhiều hợp chất hữu cơ, hóa chất tẩy rửa, dược phẩm tồn dư cùng mật độ vi sinh vật gây bệnh cao. Nếu không được thu gom và xử lý đạt chuẩn, nguồn thải này sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước tiếp nhận và đe dọa trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Thực trạng công tác bảo vệ môi trường tại nhiều cơ sở y tế vẫn còn tồn tại các hạn chế: hệ thống xử lý nước thải được đầu tư chưa đồng bộ, vận hành không đạt hiệu quả hoặc không có hệ thống xử lý hoàn chỉnh.
Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Đỗ Đức Thịnh tập trung giải quyết bài toán xử lý nước thải y tế thông qua việc tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Bệnh viện Đa khoa An Dương (thành phố Hải Phòng) với công suất thiết kế $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:
- Khảo sát hiện trạng cơ sở hạ tầng, quy mô giường bệnh, nhân lực và các nguồn phát sinh nước thải tại Bệnh viện Đa khoa An Dương.
- Xác định thành phần, tính chất nước thải đầu vào và lựa chọn quy chuẩn nước thải đầu ra cần đạt.
- So sánh, lựa chọn sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải tối ưu về mặt kỹ thuật, diện tích và tính chất nước thải y tế.
- Tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị trong hệ thống xử lý nước thải.
- Lập dự toán kinh tế bao gồm chi phí xây dựng công trình, kinh phí mua sắm thiết bị và chi phí vận hành định kỳ của trạm xử lý.
Đối tượng nghiên cứu là dòng nước thải sinh hoạt và nước thải y tế phát sinh từ các khoa, phòng chuyên môn (khoa khám bệnh, phòng mổ, phòng xét nghiệm, nhà giặt, khu vệ sinh, nhà ăn) của Bệnh viện Đa khoa An Dương. Phạm vi nghiên cứu về không gian là khuôn viên Bệnh viện Đa khoa An Dương (bệnh viện hạng III, quy mô kế hoạch 160 giường bệnh, diện tích mặt bằng khoảng $1.500\text{ m}^2$). Phạm vi thời gian nghiên cứu và chuỗi số liệu được thu thập, phân tích từ năm 2008 đến năm 2016; thời gian thực hiện đồ án từ ngày 10/10/2016 đến ngày 26/12/2016.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận tổng hợp hệ thống cơ sở lý thuyết về các quá trình và công nghệ xử lý nước thải, bao gồm:
- Phương pháp cơ học: Lọc qua song chắn rác, lưới chắn; lắng cát trong bể lắng ngang hoặc bể lắng đứng; các dạng bể lắng trọng lực (bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm); tách tạp chất nổi (dầu, mỡ); lọc qua lớp vật liệu hạt hoặc vật liệu tấm.
- Phương pháp hóa lý: Quá trình đông tụ và keo tụ (sử dụng phèn nhôm $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$, muối sắt $\text{FeCl}_3$, $\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3$); tuyển nổi bằng sục khí; hấp phụ bằng than hoạt tính; trao đổi ion qua vật liệu ionit; các phương pháp màng (thẩm thấu ngược RO, siêu lọc UF, thẩm tách điện); phương pháp điện hóa và trích ly pha lỏng.
- Phương pháp hóa học: Trung hòa độ pH về ngưỡng $6{,}5 - 8{,}5$; oxy hóa khử bằng các tác nhân hóa học ($\text{KMnO}_4$, $\text{H}_2\text{O}_2$, $\text{O}_3$); khử trùng nước thải bằng hợp chất chứa clo (khí clo, nước Javel, clorua vôi), iod, ozon hoặc bức xạ tia cực tím (UV).
- Phương pháp sinh học: Phân hủy sinh học hiếu khí dựa trên hoạt động của vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh trong điều kiện tự nhiên (cánh đồng tưới, bãi lọc, hồ sinh học) hoặc điều kiện nhân tạo (bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank sinh trưởng lơ lửng, bể lọc sinh học màng bám Biofilter/FBR); phân hủy kỵ khí qua ba giai đoạn (thủy phân, axit hóa, metan hóa) với bùn lơ lửng, giá mang hữu cơ hoặc hồ kỵ khí.
Khung quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng trong đồ án:
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7382:2004 – Chất lượng nước: Nước thải bệnh viện – Tiêu chuẩn thải (áp dụng giá trị giới hạn Cột B).
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 51:2007 – Thoát nước: Mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế.
Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả triển khai:
- Phương pháp điều tra, thu thập số liệu thứ cấp về tổ chức bộ máy, nhân lực, công suất giường bệnh nội trú và trang thiết bị của Bệnh viện Đa khoa An Dương.
- Phương pháp tổng hợp tài liệu chuyên ngành để đối chiếu các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng của nước thải y tế từ các bệnh viện có quy mô tương đương.
- Phương pháp so sánh kỹ thuật - kinh tế để lựa chọn dây chuyền công nghệ xử lý phù hợp với đặc thù mặt bằng và yêu cầu kiểm soát mầm bệnh.
- Phương pháp tính toán kỹ thuật môi trường: Áp dụng phương trình cân bằng vật chất, động học vi sinh bùn hoạt tính (các hệ số $Y$, $k_d$, $\theta_c$, chỉ số MLSS, MLVSS), tính toán thủy lực dòng chảy và lựa chọn thiết bị công nghệ.
- Phương pháp lập dự toán kinh tế kỹ thuật theo định mức đơn giá xây dựng, thiết bị và chi phí năng lượng, hóa chất, nhân công vận hành.
Nội dung chính theo từng chương
Phần I: Đặt vấn đề
Tác giả trình bày bối cảnh thực tiễn của ngành y tế, nhu cầu nâng cấp hạ tầng khám chữa bệnh và nguy cơ ô nhiễm môi trường do chất thải y tế phát sinh. Phân tích chỉ ra những tồn tại trong công tác quản lý chất thải bệnh viện tại Việt Nam: việc phân loại, vận chuyển còn bất cập, nhiều cơ sở xử lý sơ sài hoặc xả thải trực tiếp. Tác giả nhấn mạnh đặc trưng của nước thải bệnh viện là chứa nhiều mầm bệnh lây nhiễm, hóa chất và chất tẩy rửa, từ đó khẳng định tính cấp thiết của việc thiết kế hệ thống xử lý đạt chuẩn.
Phần II: Tổng quan
Chương này được chia thành hai nội dung lớn:
- Tổng quan về Bệnh viện Đa khoa An Dương: Giới thiệu vị trí địa lý tại huyện An Dương, cửa ngõ phía Tây Bắc thành phố Hải Phòng. Cơ cấu tổ chức gồm Ban Giám đốc, 5 phòng chức năng và 11 khoa chuyên môn cùng 1 Trung tâm Y tế tại Khu công nghiệp Nomura. Tổng số cán bộ viên chức ghi nhận là 163 người (trong đó có 35 bác sĩ, 50 điều dưỡng). Cơ sở vật chất gồm 5 dãy nhà trên diện tích $1.500\text{ m}^2$, trang thiết bị đa số trang bị từ năm 2001 và đang xuống cấp. Số liệu thực hiện chỉ tiêu giường bệnh giai đoạn 2014 – 2016 được tổng hợp như sau:
| STT |
Tên khoa, phòng |
Năm 2014 (KH / TH) |
Năm 2015 (KH / TH) |
Năm 2016 (KH / TH) |
| 1 |
Khám bệnh |
11 / 13 |
12 / 10 |
10 / 16 |
| 2 |
Ngoại |
30 / 37 |
30 / 27 |
29 / 31 |
| 3 |
Phụ sản |
30 / 37 |
30 / 30 |
32 / 38 |
| 4 |
Truyền nhiễm |
25 / 27 |
24 / 24 |
25 / 30 |
| 5 |
Nội nhi |
29 / 34 |
30 / 29 |
31 / 35 |
| 6 |
Y học cổ truyền |
28 / 37 |
28 / 30 |
27 / 38 |
| 7 |
PT - HSCC |
7 / 8 |
6 / 7 |
6 / 7 |
| Tổng |
Toàn bệnh viện |
160 / 193 |
160 / 157 |
160 / 195 |
Công suất sử dụng giường bệnh nội trú hàng năm đều vượt kế hoạch từ 13% đến 35%, phản ánh tình trạng quá tải cục bộ.
- Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải: Trình bày chi tiết nguyên lý, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của các phương pháp xử lý cơ học (song chắn, lắng, tách dầu mỡ, lọc), hóa lý (keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, lọc màng RO/UF, điện hóa), hóa học (trung hòa, oxy hóa khử, khử trùng bằng Clo, Ozon, UV) và sinh học (hiếu khí, kỵ khí, hồ sinh học, cánh đồng tưới).
Phần III: Lựa chọn và tính toán thiết kế phương án xử lý nước thải
Tác giả xác định thông số tính chất nước thải thô và yêu cầu chất lượng nước đầu ra theo TCVN 7382:2004 Cột B:
| STT |
Chỉ tiêu ô nhiễm |
Nước thải thô |
Nước sau xử lý (TCVN 7382:2004 Cột B) |
Đơn vị tính |
| 1 |
pH |
7,2 |
6,5 |
- |
| 2 |
$\text{BOD}_5$ |
250 |
20 |
mg/L |
| 3 |
$\text{COD}$ |
350 |
- |
mg/L |
| 4 |
Chất rắn lơ lửng (SS) |
120 |
50 |
mg/L |
| 5 |
$\text{PO}_4^{3-}$ |
9 |
- |
mg/L |
| 6 |
Nitrat ($\text{NO}_3^-$ tính theo N) |
20 |
30 |
mg/L |
| 7 |
Tổng Coliform |
$10^5$ |
1.000 |
MPN/100 mL |
Tác giả đưa ra 2 phương án công nghệ để so sánh:
- Phương án 1: Song chắn rác $\rightarrow$ Ngăn tiếp nhận $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh $\rightarrow$ Bể lắng ly tâm (đợt II) $\rightarrow$ Bể tiếp xúc khử trùng $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Xả ra môi trường/tưới cây. Bùn lắng được tuần hoàn một phần về Aerotank, bùn dư dẫn về Bể chứa bùn và ép bằng máy ép bùn.
- Phương án 2: Song chắn rác $\rightarrow$ Ngăn tiếp nhận $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể Biofilter (Biofin) cao tải $\rightarrow$ Bể lắng ngang $\rightarrow$ Bể tiếp xúc $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực; bùn đưa qua bể nén bùn và sân phơi bùn.
Lựa chọn: Phương án 1 được chọn do xử lý bùn cặn triệt để bằng máy ép bùn kín, tránh phát tán mầm bệnh y tế ra môi trường xung quanh và chiếm ít diện tích mặt bằng hơn so với sân phơi bùn của Phương án 2.
Tính toán các công trình đơn vị thuộc Phương án 1:
- Song chắn rác (rổ lọc rác): Công suất cấp nước giả định $250\text{ L/người}\cdot\text{ngđ}$, tương ứng quy mô 600 người. Lượng rác sinh ra $W_1 = 0{,}013\text{ m}^3/\text{ngày}$ ($9{,}75\text{ kg/ngày}$; lưu lượng rác giờ lớn nhất $0{,}82\text{ kg/h}$). Thiết kế rổ chắn rác inox kích thước $D \times R \times C = 2{,}0 \times 0{,}3 \times 0{,}3\text{ m}$, thu gom rác thủ công. Đường ống thu gom dẫn vào là ống DN200.
- Ngăn tiếp nhận (hố thu gom): Thời gian lưu $t = 1{,}5\text{ giờ}$, hệ số không điều hòa $k = 1{,}5$. Thể tích $V = 14\text{ m}^3$. Chiều sâu công tác $H = 2\text{ m}$, diện tích $F = 7\text{ m}^2$. Kích thước mặt bằng $3{,}5 \times 2{,}0\text{ m}$, chiều cao xây dựng tổng thể $3\text{ m}$ (chiều cao an toàn $1\text{ m}$). Lắp đặt 2 bơm chìm (1 hoạt động, 1 dự phòng), vận tốc trong ống dẫn DN50 là $v = 1{,}2\text{ m/s}$, cột áp bơm $H = 5{,}5\text{ m}$.
- Bể điều hòa kỵ khí: Lưu lượng trung bình $Q_{tb} = 6{,}25\text{ m}^3/\text{h}$, thời gian lưu nước $t = 5\text{ giờ}$. Thể tích hữu ích $V = 31{,}25\text{ m}^3$. Chiều cao hữu ích $H_1 = 3\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $H_2 = 0{,}5\text{ m}$ (tổng chiều cao $3{,}5\text{ m}$). Kích thước xây dựng $L \times B = 3{,}0 \times 3{,}0\text{ m}$. Bố trí 2 bơm chìm luân phiên có tích hợp Ejector, cột áp bơm $H = 4{,}6\text{ m}$.
- Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh: Sau xử lý sơ bộ, tải lượng ô nhiễm giảm: COD giảm 30% (còn $245\text{ mg/L}$), $\text{BOD}_5$ giảm 10% (còn $225\text{ mg/L}$), TSS giảm 60% (còn $48\text{ mg/L}$).
- Các thông số thiết kế: Nhiệt độ $25^\circ\text{C}$; $\text{MLVSS}/\text{MLSS} = 0{,}7$ (độ tro $Z = 0{,}3$); nồng độ bùn hoạt tính $\text{MLVSS}$ duy trì trong bể $X = 3.000\text{ mg/L}$; thời gian lưu bùn $\theta_c = 10\text{ ngày}$; hệ số chuyển đổi $\text{BOD}5/\text{BOD}{20} = 0{,}68$; hệ số phân hủy nội bào $k_d = 0{,}06\text{ ngày}^{-1}$; hệ số sản lượng tế bào tối đa $Y = 0{,}5\text{ kg VSS/kg BOD}_5$.
- Cân bằng vật chất: Nồng độ $\text{BOD}_5$ hòa tan ở đầu ra bể Aerotank đạt $S = 7\text{ mg/L}$. Hiệu quả xử lý $\text{BOD}_5$ hòa tan đạt $E = 97%$, hiệu quả xử lý $\text{BOD}_5$ toàn hệ thống đạt $E_0 = 91%$.
- Các công trình phụ trợ: Bể lắng 2 (tách bùn hoạt tính), Bể tiếp xúc khử trùng (châm Chlorine), Bồn lọc áp lực (khử cặn lơ lửng và mùi trước khi xả ra môi trường hoặc hồ chứa nước tưới cây), Bể chứa bùn và máy ép bùn (phân hủy kỵ khí cặn, tách nước đưa về bể điều hòa).
Phần IV: Dự toán kinh tế
Khóa luận thiết lập danh mục chi phí đầu tư và chi phí vận hành thường xuyên của trạm xử lý:
- Chi phí đầu tư ban đầu: Bao gồm kinh phí xây dựng các hạng mục công trình bể (hố thu gom, bể điều hòa, bể Aerotank, bể lắng, bể tiếp xúc, bể chứa bùn, nhà điều hành) và kinh phí mua sắm thiết bị (máy bơm nước thải, hệ thống cấp khí, máy khuấy Ejector, bồn lọc áp lực, bơm định lượng hóa chất, máy ép bùn, đường ống và van phụ kiện).
- Chi phí vận hành trạm: Tính toán dựa trên 5 khoản mục chi phí:
- Chi phí sử dụng điện năng tiêu thụ cho hệ thống bơm, máy thổi khí, máy ép bùn.
- Chi phí sử dụng hóa chất khử trùng (Chlorine/dung dịch khử khuẩn) và hóa chất keo tụ xử lý bùn.
- Chi phí nhân công quản lý, vận hành trạm xử lý.
- Chi phí sử dụng nước sạch phục vụ pha hóa chất và thau rửa kỹ thuật.
- Tổng hợp chi phí xử lý trên $1\text{ m}^3$ nước thải theo thực tế vận hành.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống xử lý nước thải Bệnh viện Đa khoa An Dương được thiết kế theo dây chuyền công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí xáo trộn hoàn toàn, vận hành khép kín để triệt tiêu mùi hôi và kiểm soát lây nhiễm mầm bệnh.
Sơ đồ quy trình công nghệ
Dòng nước thải sinh hoạt và y tế từ các khoa/phòng sau xử lý sơ bộ qua bể tự hoại 3 ngăn và bể tách mỡ được dẫn theo hệ thống cống riêng về trạm xử lý tập trung:
- Nước thải qua Song chắn rác (rổ lọc inox đặt tại kênh dẫn DN200) $\rightarrow$ chảy vào Ngăn tiếp nhận (hố thu gom) $\rightarrow$ bơm chìm chuyển tiếp sang Bể điều hòa kỵ khí (điều hòa lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm, tạo pha phân hủy kỵ khí ban đầu).
- Từ Bể điều hòa, nước thải được bơm định lượng vào Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh (vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ hòa tan thành $\text{CO}_2$, $\text{H}_2\text{O}$ và sinh khối vi sinh).
- Hỗn hợp bùn nước tự chảy sang Bể lắng II (bể lắng ly tâm) để tách bùn hoạt tính ra khỏi dòng nước. Bùn lắng được bơm tuần hoàn định kỳ về bể Aerotank nhằm duy trì nồng độ vi sinh $X = 3.000\text{ mg/L}$, lượng bùn dư xả sang Bể chứa bùn.
- Nước trong sau lắng chảy vào Bể tiếp xúc khử trùng (hòa trộn hóa chất Clo với thời gian tiếp xúc tối thiểu 30 phút để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh và Coliform) $\rightarrow$ bơm qua Bồn lọc áp lực (loại bỏ triệt để cặn lơ lửng, xác vi sinh và mùi) $\rightarrow$ xả ra nguồn tiếp nhận hoặc hồ chứa nước tưới cây.
- Bùn thải tại Bể chứa bùn được phân hủy kỵ khí để giảm thể tích, sau đó đưa qua Máy ép bùn để làm khô cặn; nước dư tách từ bể bùn được tuần hoàn trở lại Bể điều hòa để xử lý lại.
Bảng thông số kỹ thuật các công trình đơn vị chính
| Công trình đơn vị |
Thông số thiết kế chính |
Kích thước / Quy cách công trình |
Thiết bị công nghệ kèm theo |
| Song chắn rác |
Công suất $150\text{ m}^3/\text{ngđ}$; rác $9{,}75\text{ kg/ngđ}$ |
Rổ inox $D \times R \times C = 2{,}0 \times 0{,}3 \times 0{,}3\text{ m}$ |
Kênh dẫn DN200, lấy rác thủ công |
| Ngăn tiếp nhận |
$V = 14\text{ m}^3$; lưu nước $t = 1{,}5\text{ h}$; $k = 1{,}5$ |
$L \times R \times H_{xd} = 3{,}5 \times 2{,}0 \times 3{,}0\text{ m}$ |
02 bơm chìm nước thải (1 chạy, 1 dự phòng), ống DN50 |
| Bể điều hòa kỵ khí |
$V = 31{,}25\text{ m}^3$; lưu nước $t = 5{,}0\text{ h}$ |
$L \times R \times H_{xd} = 3{,}0 \times 3{,}0 \times 3{,}5\text{ m}$ |
02 bơm nước thải, 01 Ejector khuấy trộn |
| Bể Aerotank |
$\text{MLVSS} = 3.000\text{ mg/L}$; $\theta_c = 10\text{ ngày}$ |
Bể khuấy trộn hoàn chỉnh |
Hệ thống phân phối khí bọt mịn, máy thổi khí |
| Bể lắng II |
Tách pha bùn - nước sau hiếu khí |
Bể lắng ly tâm |
Bơm tuần hoàn bùn và bơm xả bùn dư |
| Bể tiếp xúc |
Thời gian tiếp xúc Clo $\ge 30\text{ phút}$ |
Bể có vách ngăn dòng |
Bơm định lượng hóa chất Chlorine/dung dịch Clo |
| Bồn lọc áp lực |
Khử cặn tinh và xác vi sinh vật |
Bồn áp lực hình trụ đứng |
Vật liệu lọc hạt chuyên dụng, hệ thống van rửa lọc |
| Bể chứa & ép bùn |
Phân hủy kỵ khí cặn bùn dư |
Bể chứa bùn kín |
Máy ép bùn cơ học, đường ống hồi lưu nước dư |
Toàn bộ các bể xử lý được thiết kế dạng nắp đậy kín, có hệ thống ống hút và khuếch tán khí phát sinh để ngăn ngừa mùi hôi ảnh hưởng đến môi trường bệnh viện.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung chuyên môn về tính toán kỹ thuật và quản lý môi trường:
- Thiết lập dây chuyền công nghệ xử lý nước thải y tế đạt chuẩn xả thải TCVN 7382:2004 Cột B với công suất $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, đáp ứng yêu cầu xử lý nước thải phát sinh từ quy mô 160 – 195 giường bệnh nội trú của Bệnh viện Đa khoa An Dương.
- Tính toán chi tiết các thông số động học và hiệu quả xử lý của bể sinh học Aerotank: $\text{BOD}_5$ đầu vào từ $225\text{ mg/L}$ giảm xuống $\text{BOD}_5$ hòa tan đầu ra $S = 7\text{ mg/L}$ (hiệu quả khử $\text{BOD}_5$ hòa tan đạt 97%, hiệu quả khử $\text{BOD}_5$ toàn hệ thống đạt 91%), nồng độ cặn lơ lửng đầu ra kiểm soát ở mức $\text{SS} \le 20\text{ mg/L}$ (đạt chuẩn quy định $\le 50\text{ mg/L}$).
- Xác định kích thước hình học, thể tích xây dựng và yêu cầu lắp đặt thiết bị cho toàn bộ các công trình đơn vị từ song chắn rác, hố thu gom, bể điều hòa, bể Aerotank đến bể khử trùng, bồn lọc áp lực và khu xử lý bùn cặn.
- Đưa ra giải pháp quản lý bùn thải y tế bằng công nghệ ép bùn cơ học kín thay vì sân phơi bùn hở, giúp giảm thiểu diện tích đất sử dụng và loại trừ nguy cơ phát tán mầm bệnh, ruồi muỗi trong khuôn viên bệnh viện.
- Xây dựng bảng dự toán chi tiết các hạng mục xây dựng, mua sắm thiết bị và đơn giá vận hành kỹ thuật định kỳ (điện, hóa chất, nhân công, nước sạch), cung cấp cơ sở dữ liệu kinh tế rõ ràng cho đơn vị quản lý bệnh viện.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Khóa luận dừng lại ở mức độ tính toán thiết kế kỹ thuật trên lý thuyết và lập dự toán kinh tế, chưa tiến hành lắp đặt mô hình thực nghiệm (pilot) hoặc thi công thực tế tại công trình để kiểm chứng hiệu suất xử lý đối với các thành phần nước thải y tế phức tạp (dược phẩm, chất cản quang, hóa chất xét nghiệm).
- Số liệu tính chất nước thải thô đầu vào được tham khảo từ các bệnh viện có quy mô tương tự, chưa thực hiện quan trắc và lấy mẫu phân tích trực tiếp theo chuỗi thời gian liên tục tại từng nguồn xả chuyên biệt (phòng mổ, phòng X-quang, phòng xét nghiệm) của Bệnh viện Đa khoa An Dương.
- Hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm việc triển khai thi công mô hình thực tế, quan trắc biến thiên lưu lượng và tải lượng ô nhiễm theo giờ khám bệnh, đồng thời tối ưu hóa liều lượng châm hóa chất khử trùng và chu kỳ ép bùn để tối thiểu hóa chi phí vận hành trạm xử lý.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, giảng viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Hạ tầng và Cấp thoát nước trong việc thực hiện các đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp về thiết kế trạm xử lý nước thải bệnh viện quy mô vừa và nhỏ ($100 - 300\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).
Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu bao gồm:
- Quy trình tính toán động học và cân bằng vật chất cho bể bùn hoạt tính Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh dựa trên các chỉ số $\text{MLVSS}$, $\text{MLSS}$, thời gian lưu bùn $\theta_c$ và hệ số phân hủy nội bào $k_d$.
- Phương pháp tính toán thủy lực cho trạm bơm nước thải, hố thu gom và bể điều hòa kỵ khí có tích hợp thiết bị trộn Ejector.
- Bảng tổng hợp các tiêu chí lựa chọn công nghệ xử lý nước thải y tế gắn liền với điều kiện mặt bằng hạn chế và yêu cầu kiểm soát lây nhiễm mầm bệnh.
Câu hỏi thường gặp
1. Công suất thiết kế của trạm xử lý nước thải Bệnh viện Đa khoa An Dương được xác định là bao nhiêu?
Trạm xử lý được thiết kế với công suất $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Con số này được tính toán dựa trên tiêu chuẩn cấp nước bệnh viện là $250\text{ L/người}\cdot\text{ngđ}$, tương ứng phục vụ khoảng 600 người (bao gồm bệnh nhân nội trú, ngoại trú và đội ngũ y bác sĩ, nhân viên bệnh viện).
2. Chất lượng nước sau xử lý của hệ thống bắt buộc phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật nào?
Nước thải sau xử lý được yêu cầu đạt Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7382:2004 Cột B (Chất lượng nước – Nước thải bệnh viện – Tiêu chuẩn thải) với các thông số bắt buộc: $\text{pH} = 6{,}5$; $\text{BOD}_5 \le 20\text{ mg/L}$; $\text{SS} \le 50\text{ mg/L}$; Nitrat tính theo N $\le 30\text{ mg/L}$; Tổng Coliform $\le 1.000\text{ MPN/100 mL}$.
3. Vì sao tác giả lựa chọn phương án Aerotank kết hợp máy ép bùn thay vì phương án Biofilter và sân phơi bùn?
Vì nước thải bệnh viện chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm, cặn bùn thải cần được xử lý triệt để trong môi trường kín bằng máy ép bùn để tránh lây lan mầm bệnh và mùi hôi ra môi trường xung quanh. Đồng thời, phương án bể Aerotank kết hợp máy ép bùn chiếm ít diện tích mặt bằng hơn so với phương án sử dụng sân phơi bùn, phù hợp với diện tích hạn chế của bệnh viện ($1.500\text{ m}^2$).
4. Các thông số thiết kế động học cơ bản của bể Aerotank trong đồ án gồm những gì?
Bể Aerotank được thiết kế theo mô hình khuấy trộn hoàn chỉnh hoạt động ở nhiệt độ $25^\circ\text{C}$ với các thông số: nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi $\text{MLVSS} = 3.000\text{ mg/L}$; tỷ lệ $\text{MLVSS}/\text{MLSS} = 0{,}7$; thời gian lưu bùn $\theta_c = 10\text{ ngày}$; hệ số sản lượng tế bào $Y = 0{,}5\text{ kg VSS/kg BOD}_5$; hệ số phân hủy nội bào $k_d = 0{,}06\text{ ngày}^{-1}$; hiệu quả khử $\text{BOD}_5$ hòa tan đạt $97%$.
5. Lượng rác và bùn thải sinh ra trong hệ thống được thu gom và xử lý như thế nào?
Rác thô được giữ lại tại rổ lọc rác inox kích thước $2{,}0 \times 0{,}3 \times 0{,}3\text{ m}$ với khối lượng tính toán là $9{,}75\text{ kg/ngày}$ ($0{,}013\text{ m}^3/\text{ngày}$) và được công nhân thu gom thủ công hàng ngày. Bùn dư từ bể lắng II được dẫn về bể chứa bùn để phân hủy kỵ khí giảm thể tích, sau đó đưa qua máy ép bùn để tách nước và làm khô cặn trước khi bàn giao cho đơn vị dịch vụ xử lý chất thải nguy hại.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đỗ Đức Thịnh đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Bệnh viện Đa khoa An Dương với công suất $150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Dây chuyền công nghệ lựa chọn dựa trên sự kết hợp giữa xử lý cơ học, xử lý sinh học bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank xáo trộn hoàn toàn, lắng ly tâm, khử trùng bằng Clo và bồn lọc áp lực. Toàn bộ các công trình đơn vị được tính toán chi tiết về kích thước hình học, thông số động học và dự toán kinh tế, đảm bảo nước thải đầu ra đạt quy chuẩn TCVN 7382:2004 Cột B và kiểm soát an toàn mầm bệnh y tế.
