Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Nước thải bệnh viện là nguồn thải có mức độ nguy hại cao đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng do chứa hỗn hợp phức tạp gồm các chất ô nhiễm hữu cơ, hóa chất tẩy rửa nồng độ cao, kim loại nặng, chất khử trùng và các vi sinh vật mang mầm bệnh truyền nhiễm. Theo khảo sát thực tế, nước thải phát sinh tại các cơ sở y tế có khoảng 80% là nước thải sinh hoạt từ bệnh nhân, người nhà và cán bộ y tế; 20% còn lại phát sinh từ các hoạt động chuyên môn như phẫu thuật, điều trị, xét nghiệm, giặt là đồ vải y tế và vận hành các thiết bị phụ trợ. Tại Việt Nam, nhiều bệnh viện tuyến huyện và đô thị vẫn chưa có trạm xử lý hoàn chỉnh hoặc hệ thống xử lý hoạt động kém hiệu quả, dẫn đến tình trạng xả thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận công cộng mà không đạt quy chuẩn môi trường.
Khóa luận được thực hiện nhằm giải quyết bài toán xử lý nước thải y tế bằng công nghệ sinh thái chi phí thấp, phù hợp với điều kiện kinh tế - kỹ thuật trong nước thông qua 4 mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:
- Tìm hiểu khái niệm, nguồn gốc, thành phần, nồng độ ô nhiễm và tác động của nước thải bệnh viện đến con người và hệ sinh thái.
- Hệ thống hóa các thông số đánh giá chất lượng nước và tổng quan các phương pháp xử lý nước thải bệnh viện hiện hành.
- Nghiên cứu thực nghiệm hiệu quả xử lý nước thải y tế trên mô hình pilot kết hợp giữa bể tự hoại kỵ khí và bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang (sử dụng cây sậy).
- Tính toán, thiết kế kích thước và thông số kỹ thuật cho hệ thống công trình xử lý hoàn chỉnh (gồm bể tự hoại 3 ngăn, bể điều hòa và bãi lọc ngầm trồng cây) cho một bệnh viện có công suất thiết kế $550\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nước thải bệnh viện (mẫu nước thải thực tế lấy tại Bệnh viện huyện Kiến Thụy, thành phố Hải Phòng). Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá hiệu quả xử lý các thông số ô nhiễm cơ bản ($\text{pH}$, $\text{COD}$, $\text{NH}_4^+$, $\text{SS}$) trong điều kiện vận hành thí nghiệm tháng 6 năm 2015 và tính toán công trình xử lý quy mô thực tế.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết và quy chuẩn áp dụng
Nghiên cứu dựa trên các cơ sở khoa học về xử lý nước thải sinh học kỵ khí và công nghệ đất ngập nước nhân tạo:
- Quy chuẩn kỹ thuật áp dụng: QCVN 28:2010/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế, áp dụng mức giá trị $C_{\text{max}}$ cột B), TCVN 3782-2004, TCVN 4513:1988 (Cấp nước bên trong - Tiêu chuẩn thiết kế) và Tiêu chuẩn ngành 20-TCN-51-84 (Mạng lưới bên ngoài và công trình).
- Hệ thống xử lý nước thải phân tán (DEWATS): Khung công nghệ kết hợp các bậc xử lý sơ bộ (lắng, tách rác), xử lý kỵ khí bậc hai (bể phản ứng kỵ khí vách ngăn, bể lọc kỵ khí) và xử lý hiếu khí bậc ba (bãi lọc ngầm trồng cây).
- Mô hình bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang (Horizontal Subsurface Flow Wetland - HSF): Cơ chế làm sạch dựa trên sự phối hợp giữa quá trình lọc cơ học, lắng cặn, hấp phụ của vật liệu lọc và chuyển hóa sinh học của hệ vi sinh vật bám dính. Hệ vi sinh vật hiếu khí quanh vùng rễ được cung cấp oxy từ quá trình quang hợp và chuyển vận khí của cây sậy (Phragmites australis), thúc đẩy quá trình nitrat hóa và phân hủy chất hữu cơ.
Phương pháp nghiên cứu
Tác giả đã kết hợp các phương pháp nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm và tính toán kỹ thuật:
- Phương pháp phân loại, hệ thống hóa và tổng hợp tài liệu: Thu thập, xử lý các tài liệu chuyên ngành về thành phần nước thải y tế, tiêu chuẩn thiết kế và hiện trạng vận hành trạm xử lý tại Hải Phòng, Hà Nội.
- Phương pháp thực nghiệm mô hình Pilot: Chế tạo và vận hành hệ thống thí nghiệm 2 công đoạn gồm:
- Chậu 1 (Bể kỵ khí/tự hoại): Xô nhựa kín dung tích 10 lít, van xả nước đặt cách đáy 5 cm nhằm tạo khoang chứa bùn cặn lắng và chống xáo trộn bùn khi cấp nước sang chậu 2. Dung tích nước vận hành mỗi mẻ là 5 lít.
- Chậu 2 (Bãi lọc ngầm dòng ngang): Kích thước hình học dài $45\text{ cm} \times \text{rộng } 15\text{ cm} \times \text{cao } 15\text{ cm}$. Hai đầu bố trí đá và sỏi kích thước lớn; phần thân bãi lọc bố trí đá vụn, sỏi nhỏ và cát vàng. Bề mặt trồng cây sậy (Phragmites australis), cây được thuần hóa bằng nước ao tự nhiên trong 7 ngày đầu, từ ngày thứ 7 tiếp nhận nước thải sau bể kỵ khí và bắt đầu phát triển nhánh sau 15 ngày.
- Phương pháp lấy mẫu và phân tích phòng thí nghiệm: Đo đạc các chỉ tiêu $\text{pH}$, $\text{COD}$, $\text{NH}_4^+$, $\text{SS}$ theo tiêu chuẩn phân tích chất lượng nước.
- Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê số liệu, vẽ biểu đồ diễn biến hiệu suất và tính toán thiết kế công trình bằng Microsoft Excel.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương 1 cung cấp tổng quan lý thuyết về đặc tính nước thải bệnh viện, nguồn phát sinh và các tác động môi trường. Lưu lượng xả thải được phân loại theo quy mô giường bệnh, dao động từ $70\text{ m}^3/\text{ngày}$ (dưới 100 giường) đến trên $500\text{ m}^3/\text{ngày}$ (bệnh viện kết hợp nghiên cứu, đào tạo). Tác giả phân tích cụ thể các thông số ô nhiễm chính như $\text{TS}$, $\text{SS}$, $\text{DS}$, $\text{BOD}_5$, $\text{COD}$, hợp chất nitơ, phốt pho, dầu mỡ, kim loại nặng và các vi khuẩn gây bệnh đường ruột (Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae).
Về hiện trạng thực tế, tác giả tổng hợp số liệu quan trắc 6 bệnh viện tại Hải Phòng: Bệnh viện Đa khoa Kiến An và Bệnh viện Y học biển đạt chuẩn; Bệnh viện Hữu nghị Việt Tiệp còn chỉ tiêu $\text{COD}$ vượt chuẩn sau xử lý; Bệnh viện Quân y 7 không đạt $\text{TSS}$ và $\text{COD}$; Bệnh viện Phụ sản Hải Phòng còn $\text{Amoni}$, $\text{BOD}_5$ và $\text{COD}$ vượt chuẩn. Tại Hà Nội, tổng lượng nước thải y tế thống kê đạt $7.127,2\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, trong đó 37/41 bệnh viện trực thuộc thành phố đã đầu tư hệ thống xử lý, các phòng khám đa khoa áp dụng công nghệ HA-18B (D) của Nhật Bản hoặc khử trùng bằng Cloramin B.
Chương này cũng phân tích 2 mô hình công nghệ điển hình:
- Trạm xử lý nước thải DEWATS tại Bệnh viện Nhi Thanh Hóa (công suất $300\text{ m}^3/\text{ngày}$, chi phí 135.000 USD, diện tích $1.400\text{ m}^2$) với hiệu suất xử lý qua từng công đoạn: $\text{COD}$ từ $453\text{ mg/l}$ giảm về dưới $80\text{ mg/l}$, $\text{BOD}_5$ từ $283\text{ mg/l}$ giảm về dưới $50\text{ mg/l}$, $\text{SS}$ từ $204\text{ mg/l}$ giảm về dưới $100\text{ mg/l}$.
- Trạm xử lý AAO tập trung tại Bệnh viện Chợ Rẫy (công suất $4.000\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, kinh phí trên 90 tỷ đồng, nước sau xử lý đạt QCVN 28:2010/BTNMT cột A).
Cuối chương, tác giả trình bày đặc điểm cấu tạo của bãi lọc ngầm dòng chảy ngang và vai trò sinh thái của cây sậy (Phragmites australis họ Poaceae) trong việc truyền dẫn oxy xuống rễ, chống tắc nghẽn tầng lọc và hấp thụ chất dinh dưỡng.
Chương 2: Đối tượng, mục tiêu, phương pháp nghiên cứu, mô hình thí nghiệm
Nội dung chương 2 mô tả chi tiết đối tượng nghiên cứu, hệ thống phương pháp luận khoa học và quy trình lắp đặt mô hình thí nghiệm pilot 2 bậc. Tác giả trình bày cấu tạo chi tiết của Chậu 1 (bể lắng và phân hủy kỵ khí) và Chậu 2 (bãi lọc ngầm dòng ngang), quy cách phân loại vật liệu lọc (đá sỏi to, đá vụn, sỏi nhỏ, cát vàng) cùng quy trình ươm trồng, thích nghi của cây sậy trước khi đưa nước thải vào vận hành chính thức.
Chương 3: Kết quả thí nghiệm - Tính toán bể tự hoại, bể điều hòa và bãi lọc trồng cây để xử lý nước thải bệnh viện công suất 550 m³/ngàyđêm
Chương 3 trình bày các số liệu thực nghiệm thu thập từ mô hình và các bước tính toán kỹ thuật cho trạm xử lý quy mô $550\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$:
-
Kết quả thực nghiệm mô hình pilot:
- Chất lượng nước thải ban đầu (mẫu ngày 22/06/2015): $\text{COD} = 334\text{ mg/l}$; $\text{NH}_4^+ = 37,5\text{ mg/l}$; $\text{SS} = 178\text{ mg/l}$; $\text{pH} = 7,1$.
- Hiệu quả sau Chậu 1 (thời gian lưu 1,5 ngày): $\text{COD}$ giảm xuống $223,8\text{ mg/l}$ (hiệu suất 33,00%); $\text{NH}_4^+$ giảm xuống $34,5\text{ mg/l}$ (hiệu suất 8,00%); $\text{SS}$ giảm xuống $115,7\text{ mg/l}$ (hiệu suất 35,00%); $\text{pH} = 7,2$.
- Hiệu quả sau Chậu 2 (bãi lọc ngầm) theo thời gian lưu:
- Lưu 1,0 ngày: $\text{COD} = 134,28\text{ mg/l}$ (hiệu suất 40,00%); $\text{NH}_4^+ = 25,18\text{ mg/l}$ (27,00%); $\text{SS} = 52,06\text{ mg/l}$ (55,00%); $\text{pH} = 6,9$.
- Lưu 1,5 ngày: $\text{COD} = 95,46\text{ mg/l}$ (hiệu suất 57,34%); $\text{NH}_4^+ = 18,29\text{ mg/l}$ (47,00%); $\text{SS} = 38,18\text{ mg/l}$ (67,00%); $\text{pH} = 7,0$.
- Lưu 2,0 ngày: $\text{COD} = 73,85\text{ mg/l}$ (hiệu suất 67,00%); $\text{NH}_4^+ = 12,07\text{ mg/l}$ (65,00%); $\text{SS} = 26,61\text{ mg/l}$ (77,00%); $\text{pH} = 7,1$.
- Lưu 2,5 ngày: $\text{COD} = 89,52\text{ mg/l}$ (hiệu suất 60,00% - nồng độ tăng nhẹ do hiện tượng phân hủy nội bào của vi sinh vật); $\text{NH}_4^+ = 9,31\text{ mg/l}$ (73,00%); $\text{SS} = 25,45\text{ mg/l}$ (78,08%); $\text{pH} = 7,0$.
- Tác giả kết luận thời gian lưu thích hợp tại bãi lọc ngầm là từ 1,5 đến 2,0 ngày để các chỉ tiêu đạt QCVN 28:2010/BTNMT cột B.
-
Tính toán thiết kế hệ thống xử lý công suất $550\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$:
- Thông số thủy lực: $Q_{\text{tb}} = 550\text{ m}^3/\text{ngày} = 22,92\text{ m}^3/\text{giờ} = 6,37\text{ l/giây}$. Hệ số không điều hòa $K = 3,11$ (nội suy theo tiêu chuẩn 20-TCN-51-84).
- Bể tự hoại 3 ngăn: Thời gian lưu nước $\text{HRT} = 1,5\text{ ngày} = 36\text{ giờ}$. Tổng thể tích $V_T = 825\text{ m}^3$, phân chia thành 3 đơn nguyên độc lập ($V = 275\text{ m}^3/\text{bể}$). Mỗi bể có kích thước: rộng $b = 4\text{ m}$, cao $h = 2\text{ m}$ (chiều cao hữu dụng $1,7\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $0,3\text{ m}$); chiều dài ngăn 1 là $l_1 = 20,22\text{ m}$, chiều dài ngăn 2 và ngăn 3 là $l_2 = l_3 = 10,11\text{ m}$; tổng diện tích bề mặt 1 bể là $161,76\text{ m}^2$. Thể tích bùn tích lũy sau 1 năm tính theo 5.500 người là $385\text{ m}^3$; thời gian lưu nước sau khi tích tụ bùn là $0,8\text{ ngày}$ ($19,2\text{ giờ}$).
- Bể điều hòa: Lưu lượng tính toán $Q_h = 71,25\text{ m}^3/\text{giờ}$, thời gian lưu $t_0 = 2\text{ giờ}$. Thể tích làm việc $V_{\text{đh}} = 142,5\text{ m}^3$. Bể hình chữ nhật có kích thước $L \times R = 8,13\text{ m} \times 5\text{ m}$; chiều cao làm việc $3,5\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $0,5\text{ m}$ (tổng chiều cao $H = 4\text{ m}$); tổng thể tích xây dựng là $162,6\text{ m}^3$.
- Bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang: Nồng độ $\text{BOD}5$ đầu vào bãi lọc $C_i = 160\text{ mg/l}$, nồng độ yêu cầu đầu ra $C_r = 50\text{ mg/l}$, hằng số tốc độ phân hủy $K{\text{BOD}} = 0,15\text{ m/ngày}$. Diện tích bề mặt tính toán $A_h = 4.265\text{ m}^2$. Tỷ lệ dài:rộng chọn 3:1, suy ra chiều rộng $B = 37,7\text{ m}$, chiều dài $L = 113,1\text{ m}$. Chiều cao bãi lọc $h = 0,8\text{ m}$ (chiều cao làm việc $0,6\text{ m}$, dự trữ $0,2\text{ m}$). Hệ số rỗng của vật liệu lọc $\varepsilon = 0,3$ ($30%$). Tổng thể tích bãi lọc là $3.412\text{ m}^3$, thể tích làm việc $2.559\text{ m}^3$. Thời gian lưu nước $t = 1,4\text{ ngày}$. Tải trọng bề mặt đạt $0,129\text{ m}^3/\text{m}^2.\text{ngày}$; tải lượng hữu cơ thực tế đạt $142\text{ kg BOD/ha/ngày}$ (thỏa mãn điều kiện thiết kế $< 150\text{ kg BOD/ha/ngày}$).
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
Chương 4 đúc kết các kết quả đạt được từ mô hình thực nghiệm và đưa ra các đề xuất nhằm mở rộng khả năng áp dụng công nghệ xử lý phân tán bằng đất ngập nước nhân tạo tại các cơ sở y tế ở Việt Nam.
Kết quả và đóng góp
Bảng tổng hợp số liệu thực nghiệm mô hình Pilot
| Công đoạn xử lý |
Thời gian lưu (ngày) |
$\text{COD}$ ($\text{mg/l}$) |
Hiệu suất $\text{COD}$ ($%$) |
$\text{NH}_4^+$ ($\text{mg/l}$) |
Hiệu suất $\text{NH}_4^+$ ($%$) |
$\text{SS}$ ($\text{mg/l}$) |
Hiệu suất $\text{SS}$ ($%$) |
$\text{pH}$ |
| Nước thải đầu vào |
- |
334,00 |
- |
37,50 |
- |
178,00 |
- |
7,1 |
| Chậu 1 (Bể kỵ khí) |
1,5 |
223,80 |
33,00 |
34,50 |
8,00 |
115,70 |
35,00 |
7,2 |
| Chậu 2 (Bãi lọc ngầm) |
1,0 |
134,28 |
40,00 |
25,18 |
27,00 |
52,06 |
55,00 |
6,9 |
|
1,5 |
95,46 |
57,34 |
18,29 |
47,00 |
38,18 |
67,00 |
7,0 |
|
2,0 |
73,85 |
67,00 |
12,07 |
65,00 |
26,61 |
77,00 |
7,1 |
|
2,5 |
89,52 |
60,00 |
9,31 |
73,00 |
25,45 |
78,08 |
7,0 |
| QCVN 28:2010 (Cột B) |
- |
$\le 100$ |
- |
$\le 10$ |
- |
$\le 100$ |
- |
6,5 - 8,5 |
Bảng tổng hợp thông số thiết kế hệ thống xử lý công suất 550 m³/ngày.đêm
| Hạng mục công trình |
Thông số kỹ thuật chính |
Đơn vị |
Giá trị tính toán |
| Bể tự hoại 3 ngăn |
Số lượng bể đơn nguyên |
Bể |
3 |
|
Thể tích mỗi bể |
$\text{m}^3$ |
275 |
|
Kích thước mỗi bể ($L \times B \times H$) |
$\text{m}$ |
$40,44 \times 4,00 \times 2,00$ |
|
Chiều dài ngăn 1 / ngăn 2 / ngăn 3 |
$\text{m}$ |
$20,22$ / $10,11$ / $10,11$ |
|
Thời gian lưu nước thiết kế |
Ngày |
1,5 |
| Bể điều hòa |
Thể tích xây dựng tổng cộng |
$\text{m}^3$ |
162,6 |
|
Kích thước mặt bằng ($L \times R$) |
$\text{m}$ |
$8,13 \times 5,00$ |
|
Chiều cao tổng cộng (làm việc + bảo vệ) |
$\text{m}$ |
$4,00$ ($3,50 + 0,50$) |
|
Thời gian lưu nước |
Giờ |
2,0 |
| Bãi lọc ngầm dòng ngang |
Diện tích bề mặt ($A_h$) |
$\text{m}^2$ |
4.265 |
|
Kích thước mặt bằng ($L \times B$) |
$\text{m}$ |
$113,1 \times 37,7$ |
|
Tổng chiều cao (làm việc + bảo vệ) |
$\text{m}$ |
$0,80$ ($0,60 + 0,20$) |
|
Thời gian lưu nước thực tế |
Ngày |
1,4 |
|
Tải lượng hữu cơ |
$\text{kg BOD/ha/ngày}$ |
142 ($< 150$) |
Đóng góp của đề tài
- Xác lập bộ dữ liệu thực nghiệm về khả năng chuyển hóa các chất ô nhiễm ($\text{COD}$, $\text{SS}$, $\text{NH}_4^+$) trong nước thải y tế bằng mô hình bãi lọc sậy dòng ngang ở các mốc thời gian lưu khác nhau.
- Cung cấp phương án tính toán công nghệ hoàn chỉnh từ khâu tiền xử lý, điều hòa đến xử lý sinh học bằng đất ngập nước cho bệnh viện quy mô $550\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, chứng minh tính khả thi về mặt kỹ thuật của việc ứng dụng công nghệ sinh thái thân thiện môi trường trong xử lý nước thải y tế.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Do giới hạn về thời gian thực hiện, tác giả chưa tiến hành khảo sát thực nghiệm để xác định thời gian lưu nước tối ưu tại bể tự hoại mà phải kế thừa giá trị $\text{HRT} = 1,5\text{ ngày}$ từ các tài liệu tham khảo trước đó. Ngoài ra, công nghệ bãi lọc ngầm đòi hỏi diện tích đất xây dựng tương đối lớn ($4.265\text{ m}^2$ cho công suất $550\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$), khó áp dụng tại các bệnh viện nội thành có quỹ đất hạn hẹp.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý (nhiệt độ môi trường, biến động tải trọng hữu cơ, loại vật liệu lọc thay thế) và mở rộng thử nghiệm mô hình xử lý nước thải y tế phân tán tại các trạm y tế xã, phòng khám khu vực.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Môi trường và Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị khi thực hiện đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về xử lý nước thải y tế. Các nội dung có giá trị sử dụng cao bao gồm:
- Quy trình chế tạo, bố trí tầng vật liệu lọc và nuôi cấy sinh khối cây sậy trong mô hình bãi lọc ngầm pilot dòng chảy ngang.
- Trình tự và công thức tính toán thủy lực, diện tích bề mặt, tải lượng hữu cơ cho bãi lọc ngầm dòng ngang theo hằng số phân hủy động học $K_{\text{BOD}}$.
- Bảng tổng hợp số liệu thực tế về chất lượng nước thải tại các bệnh viện trên địa bàn Hà Nội và Hải Phòng.
Câu hỏi thường gặp
1. Hiệu suất xử lý các chất ô nhiễm trong Chậu 1 (bể tự hoại kỵ khí) đạt bao nhiêu sau 1,5 ngày lưu nước?
Theo số liệu thực nghiệm tại Bảng 3.2 của khóa luận, sau 1,5 ngày lưu trong Chậu 1: nồng độ $\text{COD}$ giảm từ $334\text{ mg/l}$ xuống $223,8\text{ mg/l}$ (đạt hiệu suất $33,00%$); nồng độ $\text{NH}_4^+$ giảm từ $37,5\text{ mg/l}$ xuống $34,5\text{ mg/l}$ (đạt hiệu suất $8,00%$); nồng độ $\text{SS}$ giảm từ $178\text{ mg/l}$ xuống $115,7\text{ mg/l}$ (đạt hiệu suất $35,00%$).
2. Thời gian lưu nước tối ưu tại Chậu 2 (bãi lọc ngầm) được xác định là bao lâu và tại sao nồng độ COD lại tăng ở ngày lưu thứ 2,5?
Thời gian lưu nước tối ưu tại bãi lọc ngầm được xác định là từ 1,5 đến 2,0 ngày. Tại mốc 1,5 ngày, $\text{COD}$ đạt $95,46\text{ mg/l}$ ($< 100\text{ mg/l}$, đạt QCVN 28:2010/BTNMT cột B) và ở mốc 2,0 ngày đạt $73,85\text{ mg/l}$. Đến ngày lưu thứ 2,5, nồng độ $\text{COD}$ tăng ngược lên $89,52\text{ mg/l}$ do hàm lượng dinh dưỡng trong nước thải bị cạn kiệt, dẫn đến hiện tượng vi sinh vật bị phân hủy nội bào và giải phóng chất hữu cơ vào nước.
3. Kích thước hình học và thể tích thiết kế của bể tự hoại 3 ngăn cho trạm xử lý 550 m³/ngày.đêm là bao nhiêu?
Hệ thống gồm 3 bể tự hoại đơn nguyên, mỗi bể có thể tích $275\text{ m}^3$ (tổng thể tích $825\text{ m}^3$). Mỗi bể có chiều rộng $4\text{ m}$, chiều cao tổng cộng $2\text{ m}$ (chiều cao hữu dụng $1,7\text{ m}$, chiều cao bảo vệ $0,3\text{ m}$), tổng chiều dài $40,44\text{ m}$ (ngăn 1 dài $20,22\text{ m}$, ngăn 2 và ngăn 3 mỗi ngăn dài $10,11\text{ m}$), diện tích bề mặt mỗi bể là $161,76\text{ m}^2$.
4. Diện tích bề mặt và kích thước của bãi lọc ngầm trồng cây dòng ngang cho công suất 550 m³/ngày.đêm được tính toán như thế nào?
Dựa trên lưu lượng $550\text{ m}^3/\text{ngày}$, nồng độ $\text{BOD}5$ vào $160\text{ mg/l}$, nồng độ ra $50\text{ mg/l}$ và hệ số $K{\text{BOD}} = 0,15\text{ m/ngày}$, diện tích bề mặt tính toán là $A_h = 4.265\text{ m}^2$. Với tỷ lệ dài:rộng là 3:1, bãi lọc có chiều rộng $B = 37,7\text{ m}$, chiều dài $L = 113,1\text{ m}$, chiều cao tổng cộng $0,8\text{ m}$ (chiều cao làm việc $0,6\text{ m}$, dự trữ $0,2\text{ m}$).
5. Cây sậy (Phragmites australis) đóng vai trò gì trong cơ chế xử lý nước thải của bãi lọc ngầm?
Cây sậy thực hiện quá trình quang hợp ở lá và truyền dẫn một phần khí oxy qua thân xuống vùng rễ vào lớp vật liệu lọc, tạo môi trường hiếu khí cho vi sinh vật nitrat hóa amoni và phân hủy chất hữu cơ. Đồng thời, bộ rễ chằng chịt giúp chống tắc nghẽn dòng chảy, tăng diện tích tiếp xúc cho màng vi sinh bám dính, hấp thụ các chất dinh dưỡng ($\text{N}$, $\text{P}$), hấp thụ khí độc giảm mùi hôi và cải tạo cảnh quan sinh thái.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Đinh Thị Thiên Ngân đã nghiên cứu thực nghiệm thành công mô hình pilot kết hợp bể kỵ khí và bãi lọc ngầm trồng cây sậy dòng chảy ngang để xử lý nước thải bệnh viện, đưa các thông số $\text{COD}$, $\text{SS}$, $\text{NH}_4^+$ về giới hạn cho phép theo QCVN 28:2010/BTNMT cột B. Trên cơ sở số liệu thực nghiệm, tác giả đã hoàn thiện tính toán thiết kế kỹ thuật đầy đủ các hạng mục công trình gồm bể tự hoại 3 ngăn ($825\text{ m}^3$), bể điều hòa ($162,6\text{ m}^3$) và bãi lọc ngầm ($4.265\text{ m}^2$) cho một bệnh viện có công suất $550\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Kết quả nghiên cứu khẳng định tính khả thi và hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ xử lý sinh học phân tán, chi phí thấp cho các cơ sở y tế tại Việt Nam.
