Đồ án Tìm hiểu công nghệ, tính toán thiết kế mô hình xử lý khí thải kết hợp giữa cyclone và túi vải

ểm. Còn tại Hà Nội, 19/29 bệnh viện đổ nước thải trực tiếp ra hệ thống cống của thành phố và 80% bệnh tật tại Việt Nam là do ô nhiễm nguồn nước gây nên. Theo kết quả phân tích của cơ quan chức năng, loại nước này ô nhiễm nặng về mặt hữu cơ và vi sinh. Hàm lượng vi sinh cao gấp 100 - 1.000 tiêu chuẩn cho phép, với nhiều loại vi khuẩn như Salmonella, tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hoá, bại liệt, các loại ký sinh trùng, amip, nấm. Hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp 2-3 lần tiêu chuẩn cho phép.  Sau khi hòa vào hệ thống nước thải sinh hoạt, những mầm bệnh này chu du khắp nơi, xâm nhập vào các loại thủy sản, vật nuôi, cây trồng, nhất là rau thủy canh và trở lại với con người. Việc tiếp xúc gần với nguồn ô nhiễm còn làm tăng nguy cơ ung thư và các bệnh hiểm nghèo khác cho người dân. I.3/ Nguồn phát nước thải, đặc tính nước thải bệnh viện và hiện trạng ô nhiễm: I.3.1/ Nguồn phát nước thải bệnh viện: Nước thải bệnh viện phát sinh từ các phòng mổ, phẫu thuật qua những thiết bị vệ sinh như hố xí, nhà tắm, chậu rửa, từ giặt giũ, rửa thực phẩm, bát đĩa từ việc làm vệ sinh buồng, phòng khi mà những đối tượng đó tiếp xúc với người bệnh, kể cả từ các phòng đặc biệt khác của bệnh viện. Lượng nước thải của bệnh viện trong một ngày là chỉ tiêu để tính toán hệ thống thoát nước và lựa chọn sơ đồ công nghệ xủ lý nước thải bệnh viện. STT Quy mô giường bệnh(số giường bệnh) Tiêu chuẩn nước cấp (l/giường.ngày) Lượng nước thải m3/ngày 1 2 3 4 5 6 <100 100 – 300 300 – 500 500 -700 >700 Bệnh viện kết hợp nghiên cứu và đào tạo > 700 700 700 600 600 600 1000 70 100 – 200 200 – 300 300 – 400 >400 >500 Bảng 1.1: Tiêu chuẩn nước cấp và lượng nước thải bệnh viện. (Nguồn: Trung tâm kỹ thuật môi trường đô thị và khu công nghiệp – Trường ĐHXD, Hà Nội 1996) Chế độ thải nước của bệnh viện không ổn định theo thời gian trong ngày, cũng như theo ngày trong tuần mà phụ thuộc vào cấp và quy mô bệnh viện. I.3.2/ Đặc điểm nước thải bệnh viện: Nước thải bệnh viện được xếp vào danh mục chất thải đặc biệt nguy hại, ngoài các loại vi trùng từ máu, dịch, đờm, phân của người bệnh; còn có dung dịch chứa các chất phóng xạ phát sinh trong quá trình chẩn đoán, điều trị có sử dụng phóng xạ như nước tiểu của bệnh nhân, các dịch bài tiết, nước rửa dụng cụ chứa phóng xạ. Nước thải bệnh viện là môi trường đầy rẫy các vi khuẩn gây bệnh như vi khuẩn Salmonalla, Shigella, Vibrio, Cholerae, Coliorm, tụ cầu, liên cầu... Nước thải từ các cơ sở y tế cũng là nguồn lây nhiễm vi - rút, chủ yếu là vi - rút đường tiêu hoá, bại liệt, các loại ký sinh trùng, amip và các loại nấm. - Nước thải phát sinh ra từ rất nhiều khâu khác nhau trong quá trình hoạt động của bệnh viện như: máu, dịch cơ thể, giặt quần áo bệnh nhân, khăn lau, chăn mền cho các giường bệnh, súc rửa các vật dụng y khoa, xét nghiệm, giải phẩu, sản nhi, vệ sinh, lau chùi làm sạch các phòng bệnh, tráng rửa phim X-quang… - Đây là loại nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ và các vi trùng gây bệnh. Nồng độ BOD5, COD trong nước thải khá cao, rất thích hợp cho quá trình xử lý. Các thành phần chính gây ô nhiễm môi trường do nước thải bệnh viện gây ra là các chất hữu cơ; các chất dinh dưỡng của ni-tơ (N), phốt-pho (P); các chất rắn lơ lửng và các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh. Các chất hữu cơ có trong nước thải làm giảm lượng ô-xy hòa tan trong nước, ảnh hưởng tới đời sống của động, thực vật thủy sinh. Song các chất hữu cơ trong nước thải dễ bị phân hủy sinh học, hàm lượng chất hữu cơ phân hủy được xác định gián tiếp thông qua nhu cầu ô-xy sinh hóa (BOD) của nước thải. Thông thường, để đánh giá độ nhiễm bẩn chất hữu cơ có trong nước thải, người ta thường lấy trị số BOD. Các chất dinh dưỡng của N, P gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn tiếp nhận dòng thải, ảnh hưởng tới sinh vật sống trong môi trường thủy sinh; các chất rắn lơ lửng gây ra độ đục của nước, tạo sự lắng đọng cặn làm tắc nghẽn cống và đường ống, máng dẫn. Nước thải bệnh viện rất nguy hiểm vì chúng là nguồn chứa các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh, nhất là các bệnh truyền nhiễm như thương hàn, tả, lỵ... làm ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Theo phân loại của Tổ chức Môi trường thế giới, nước thải bệnh viện gây ô nhiễm mạnh có chỉ số nồng độ chất rắn tổng cộng 1.200mg/l, trong đó chất rắn lơ lửng là 350mg/l; tổng lượng các-bon hữu cơ 290mg/l, tổng phốt-pho (tính theo P) là 15mg/l và tổng ni-tơ 85mg/l; lượng vi khuẩn coliform từ 108 đến 109. Nước thải bệnh viện là nguồn ô nhiễm động, phát triển dây truyền, gồm nhiều thành phần sống, các chất, hợp chất vô cơ, hữu cơ… Các thành phần, các chất đó liên tục tương tác với nhau nảy sinh thêm các thành phần mới, chất mới với những nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và nguy hiểm đến đời sống con người. Vì vậy, cần phải có các giải pháp công nghệ để xử lý an toàn và triệt để, có hiệu quả nước thải bệnh viện, bảo đảm các tiêu chuẩn cho phép khi thải ra môi trường… Khoa Các thông số pH DO mg/l H2S mg/l BOD5 mg/l COD mg/l Tổng photpho mg/l Tổng nito mg/l SS mg/l Hành chính 6,40 1,91 2,07 87,14 126,58 0,94 9,54 37,99 Lây 7,04 1,81 5,50 117,60 168,98 1,57 9,54 55,82 Xét nghiệm 7,04 1,76 3,32 105,41 149,25 1,103 10,12 23,46 Dược 6,55 1,64 5,95 181,83 235,05 1,56 20,74 51,48 Bảng 1.2: Đặc tính ô nhiễm của nước thải bệnh viện theo các khoa TT Bệnh viện pH DO mg/l H2S mg/l BOD5 mg/l COD mg/l Tổng photpho mg/l Tổng nito mg/l SS mg/l 1 BV Lao Trung ương 7,06 1,80 2,55 105,0 169,2 11,55 8,9 2 BV Nhi Thụy Điển 7,42 1,15 2,55 91,0 145,6 3 BV Việt Đức 7,14 3,08 2,22 70,0 3,73 14,2 4 BV Bạch Mai 1,24 6,15 157,8 198,8 4,22 23,74 24,8 5 BV Thống Nhất TPHCM 6,26 2,12 6,80 75,1 139,2 0,90 16,41 6 BV Hữu Nghị 1,34 12,52 16,8 6,97 1,88 4,05 99,8 163,2 2,55 16,06 18,6 Bảng 1.3: Đặc tính ô nhiễm của nước thải bệnh viện tuyến Trung ương. Nước thải bệnh viện ngoài ô nhiễm thông thường còn có những chất bẩn khoáng và hữu cơ đặc thù như các chế phẩm thuốc, các dung môi hóa học, các đồng vị phóng xạ được xử dụng rộng rãi trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh. Việc sử dụng rộng rãi các chất tẩy rửa (chất hoạt động bề mặt – HĐBM) ở xưởng giặt là của bệnh viện cũng tạo nguy cơ thực tế làm xấu đi mức độ hoạt động của công trình xử lý. I.4/ Đặc trưng về vi trùng và giun sán của nước thải bệnh viện: Điểm đặc thù của nước thải bệnh viện là sự lan truyền rất mạnh của các vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt nguy hiểm là nước thải từ những bệnh viện chuyên các bệnh truyền nhiễm và bệnh lao, cũng như những khoa lây nhiễm khác. Những nguồn nước thải bệnh viện này là một trong những nhân tố cơ bản có khả năng lan truyền vào nước thải những tác nhân truyền nhiễm qua đường tiêu hóa và làm ô nhiễm môi trường. Đặc biệt nguy hiểm khi nước thải bị nhiễm các vi khuẩn gây bệnh có thể dẫn đến dịch bệnh co người và động vật qua nguồn nước, qua các lại rau được tưới bằng nước thải. Đó là những bệnh truyền nhiễm như bệnh tả, thương hàn, phó thương hàn, khuẩn Salmonella, bệnh do amip, bệnh do Lamblia, bệnh do Brucella, bệnh than, lao, giun, sán, viêm gan lây, bệnh nhiễm virut đường ruột và cả một vài bệnh khác. – Các vi sinh vật, vi khuẩn, vi rút được thải ra từ bệnh nhân có thể dẫn đến lây lan. – Các chất kháng sinh và các dược chất, kể cả các chất phóng xạ (dùng trong chẩn đoán và điều trị ). – Các hóa chất và kim loại được thải ra trong các hoạt động của bệnh viện (hóa chất xét nghiệm và sản phẩm, các kim loại có trong các thiết bị dụng cụ y tế). – Các chất thải giống như nước thải sinh hoạt. – Các chất rắn không tan trong nước có kích thước và tỷ trọng lớn dễ lắng và dễ lọc. – Các chất rắn có kích thước nhỏ tạo nên huyền phù lơ lửng trong nước.– Các chất vô cơ và hữu cơ hòa tan trong nước (kể cả các chất khí và ion).– Các chất dầu mỡ có tỷ trọng nhỏ nổi trên mặt nước. I.5/ Nguy cơ dịch bệnh do ô nhiễm nguồn nước bởi nước thải bệnh viện: Nước thải từ các bệnh viện truyền nhiễm, bệnh viện lao, là mối nguy hiểm lớn nhất có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước bởi các vi khuẩn gây bệnh. Nước thải loại này không được khử trùng hoặc khử trùng không triệt để đi vào nguồn nước ngầm và nước mặt luôn là nguy cơ truyền bệnh cho không chỉ một người mà thậm chí cả cộng đồng dân cư. Qua nhiều trường hợp nghiên cứu thực tế, người ta khẳng định các trường hợp mắc bệnh ở người và động vật do nước thải bệnh viện đặc biệt là các bệnh viện truyền nhiễm chưa được xử lý và khử trùng triệt để. Ở đô thị và khu dân cư sự giao nhau giữa hệ thống thoát nước và cấp nước là khó tránh khỏi. Cần tuân thủ các quy định về những biện pháp phòng ngừa ô nhiễm hệ thống cấp nước từ hệ thống thoát nước do các sự cố. Nhưng quan trọng hơn là phải xây dựng hệ thống xử lý và khử trùng nước thải bệnh viện tập trung trước khi xả vào hệ thống thoát nước công cộng. Chỉ có xử lý và khử trùng nước thải bệnh viện đúng quy định mới loại trừ được nguy cơ dịch bệnh truyền nhiễm trong cộng đồng dân cư. I.6/ Những yêu cầu chung đối với thoát nước thải bệnh viện: Sự nguy hiểm về phương diện dịch tễ của nước thải bệnh viện đòi hỏi những giải pháp thiết kế đúng đắn để làm sạch và khử trùng nước thải bệnh viện. Nhiều nhà nghiên cứu đều thống nhất về sự không cần thiết phải xử lý sơ bộ dòng nước thải của các bệnh viện trước khi thải chúng vào hệ thống thoát nước chung của thành phố có công trình xử lý nước thải sinh hoạt. Nước thải của các bệnh viện truyền nhiễm trước khi thải vào hệ thống thoát nước chung của thành phố phải được khử trùng ngay trong khuôn viên bệnh viện. Nếu hệ thống thoát nước tốt và công trình xử lý nước thải sinh hoạt đảm bảo xử lý và khử trùng hoàn toàn nước thải thì hệ thống xử lý nước thải bệnh viện riêng có thể không cần. Nếu hệ thống thoát nước công cộng không có công trình xử lý nước thải sinh học thì bắt buộc phải xây dựng trạm xử lý nước thải bệnh viện cục bộ. Nước thải bệnh viện lao phải được xử lý sinh học và khử trùng hoàn toàn mới được hòa vào hệ thống thoát nước chung của đô thị. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN II.1/ Tóm tắt quy trình công nghệ xử lý nước thải: Giai đoạn tiền xử lý: Bằng phương pháp cơ học, hóa học và hóa lý để loại bỏ rác thô, chất rắn lơ lủng (SS)… ra khỏi nguồn nước. Ngoài ra, còn có chức năng làm ổn định chất lượng nước thải như: điều chỉnh pH, lưu lượng và tải lượng các chất bẩn có trong nguồn thải. Giai đoạn xử lý sinh học: Chủ yếu dùng các phương pháp xử lý như: yếm khí, hiếu khí, thiếu khí để loại bỏ các hợp chất hữu cơ tan có trong nguồn nước nhằm làm giảm các chỉ số BOD, COD, T-N, Y-P… có trong nguồn nước. Qúa trình này sẽ hoạt động hiệu quả khi các thành phần cơ chất (các hợp chất chứa cacbon), dinh dưỡng (các hợp chất chứa nitơ và photpho), nồng độ oxy hòa tan trong nước… được bổ sung hợp lý. Giai đoạn xử lý hoàn thiện: Nhằm mục đích làm ổn định chất lượng nước. khử trùng cho nguồn nước trước khi xả ra môi trường. Giai đoạn này thường dùng phương pháp hóa học để xử lý. Kết thúc quá trình xử lý, nước đầu ra đảm bảo yêu cầu chất lượng xả thải mà không làm ảnh hưởng tới môi trường. Giai đoạn xử lý bùn: Sử dụng phương pháp cơ học và hóa lý để xử lý nhằm giảm thiểu thể tích bùn thải hay chuyển trạng thái bùn từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn dùng cho các mục đích khác như xả bỏ hay làm phân vi sinh. II.2/ Yêu cầu chung cho các phương án xử lý nước thải bệnh viện: Dây chuyền công nghệ áp dụng để xử lý nước thải bệnh viện là tổ hợp các công trình trong đó nước thải được làm sạch theo từng bước. Việc lựa chọn dây chuyền công nghệ là một bài toán kinh tế phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: _ Lưu lượng nước thải . _ Thành phần tính chất của nước thải. _ Yêu cầu về mức độ làm sạch. _ Điều kiên địa hình, năng lượng, tính chất đất đai. _ Diện tích khu xây dựng công trình. _ Nguồn vốn đầu tư. Với các tác nhân gây ô nhiễm chủ yếu có mặt trong nước bệnh viện gồm các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học (tỷ lệ BOD/COD > 0,5) và vi trùng gây bệnh. Hệ thống xử lý được lựa chọn bao gồm các công đoạn sau: + Công đoạn làm sạch cơ học sơ cấp: loại bỏ rác thải và chất rắn lơ lửng. + Công đoạn xử lý sinh học: loại bỏ các chất hữu cơ dễ phân hủy, hàm lượng nitơ, photpho trong nước thải. + Công đoạn làm sạch cơ học thứ cấp: loại bỏ chất rắn lơ lửng, bùn cặn tạo ra trong công đoạn xử lý sinh học. + Công đoạn khử trùng: loại bỏ các vi khuẩn, vi trùng gây bệnh. + Công đoạn xử lý bùn: giảm thể tích bùn sinh ra trong các công đoạn làm sạch cơ học và xử lý sinh học. II.3/ Đề xuất các phương án xử lý nước thải bệnh viện: Dựa vào thành phần tính chất nước thải nêu trên, công nghệ xử lý nước thải bệnh viện được đề xuất như sau: II.3.1/ Xử lý sinh học bằng bể sinh học tiếp xúc hiếu khí: Quy trình công nghệ: Nước thải bệnh viện Song chắn rác Bể điều hòa Bể lắng I Máy thổi khí Bể ASBC Bể chứa bùn Bể lắng II Máy ép bùn Bể khử trùng Chlorine Nguồn tiếp nhận Đường không khí Đường bùn Thuyết minh quy trình công nghệ: - Nước thải (NT) từ bệnh viện được thu gom qua song chắn rác (SCR) và lưới chắn rác (LCR) đi vào bể tiếp nhận. SCR và LCR có nhiệm vụ loại bỏ các cặn bã, các loại tạp chất thô và mịn nằm lẫn trong nước thải. - NT từ bể tiếp nhận được bơm lên bể điều hòa. Bể điều hoà giữ chức năng điều hoà NT về lưu lượng và nồng độ. Tại đây NT được điều chỉnh về pH thích hợp cho quá trình xử lý sinh học (6,5 – 7,5). - NT tiếp tục được đưa vào bể lắng đợt 1 để loại bỏ cặn tươi và các tạp chất nhỏ có khả năng lắng được. - NT được dẫn vào bể lọc sinh học kị khí (UASB) nhằm phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất hữu cơ đơn giản hơn và chuyển hóa chúng thành CH4, CO2, H2S,… Sau đó, NT được xử lý ở bể lọc sinh học hiếu khí, bể này vừa có nhiệm vụ xử lý tiếp phần BOD5, COD còn lại vừa làm giảm mùi hôi có trong NT. - Sau khi xử lý ở bể lọc sinh học hiếu khí, NT tiếp tục chảy sang bể lắng 2 để lắng bùn hoạt tính. Lượng bùn này được rút khỏi bể lắng bằng hệ thống bơm bùn và tuần hoàn về bể sinh học, bùn dư được dẫn về bể nén bùn. - NT từ bể lắng 2 tiếp tục chảy qua bể khử trùng nhằm tiêu diệt các vi trùng và mầm bệnh nguy hiểm có trong nước thải. Sau khi ra khỏi bể khử trùng NT sẽ đạt tiêu chuẩn QCVN 24: 2009/BTNMT loại A, B rồi thải ra nguồn tiếp nhận. II.3.2/ Xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính: Sơ đồ công nghệ: Nước thải bệnh viện Song chắn Hầm tiếp nhận Bể điều hòa Bể lắng I Máy thổi khí Bể Aeroten Bùn tuần Bể lắng ly tâm hoàn Bể chứa bùn Sân phơi bùn Bể khử trùng không khí bùn Bánh bùn nước tách bùn Nguồn tiếp nhận Thuyết minh quy trình công nghệ: Nước thải bệnh viện từ hệ thống cống thu gom đầu tiên sẽ chảy qua song chắn rác để loại bỏ rác, tại đây nước thải sẽ được loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn như bao ni lông, bông băng, vải vụn… nhằm tránh gây tắc ngẽn các công trình phía sau. Sau đó nước thải được dẫn vào bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn trong nước thải, tránh hiện tượng quá tải vào các giờ cao điểm, do dó giúp hệ thống xử lý làm việc ổn định và làm giảm kích thước các công trình đơn vị phía sau. Tại đây, nước thải được khuấy trộn và làm thoáng sơ bộ nhờ hệ thống sục khí nhằm làm xáo trộn hoàn toàn nước thải không cho cặn lắng trong bể đồng thời cung cấp thêm oxy để làm giảm một phần BOD trong nước thải. Sau đó được bơm vào bể lắng I (bể lắng sơ cấp) để tách các bông cặn bẩn, chất rắn có khả năng lắng trong nước thải. Phần nước trong phía trên sẽ chảy sang bể Aeroten thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học ở dạng hòa tan và dạng lơ lửng. Tại bể này các vi sinh vật hiếu khí tồn tại trong lớp bùn hoạt tính lơ lửng được duy trì sẽ oxy hóa các chất bẩn, hợp chất hữu cơ trong nước thải thành khí CO2, nước sinh khối vi sinh vật. Môi trường hiếu khí trong bể đạt được nhờ sử dụng hệ thống phân phối khí nhằm duy trì hỗn hợp sinh khối. Tiếp theo nước thải sẽ chảy vào bể lắng ly tâm để lắng cặn sinh học và bùn hoạt tính. Tại bể lắng ly tâm, bùn được lắng xuống tách khỏi nước đã xử lý, một phần bùn lắng được bơm tuần hoàn trở lại bể Aeroten để duy trì nồng độ bùn hoạt tính. Phần nước trong bên trên của bể lắng ly tâm sẽ chảy vào bể khử trùng để trừ diệt những vi khuẩn gây bệnh. Chất khử trùng là Clo được đưa từ hệ thống cấp dung dịch khử trùng vào bể khử trùng nhờ bơm định lượng. Nước sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn TCVN 24: 2009/BTNMT, giới hạn A, B sẽ cho phép thải ra môi trường. Vi sinh vật có trong lớp bùn hoạt tính tham gia vào quá trình xử lý gồm những thành viên của nhóm: Pseudomonas, Zoogloea, Achronaobacter, Flavobacterium, Nocadia, Mycobacterium và 2 loại vi khuẩn nitrat hóa là Nitrosomonas và Nitrobacter. Phần bùn tạo ra ở bể lắng I và ly tâm được xả định kỳ nhờ áp lực thủy tĩnh, hoặc hệ thống bơm hút bùn để đưa về bể nén bùn. Tại bể này, bùn được làm giảm thể tích và tự phân hủy, diệt trừ các mầm móng gây bệnh như trứng giun sán và các vi sinh vật ký sinh khác. Phần nước tách ra từ bể chứa bùn được dẫn quay trở lại bể điều hòa. Bùn đã được nén giảm thể tích định kỳ được xe hầm cầu của công ty vệ sinh đến hút mang đi. Lượng bùn này đảm bảo không gây hại, có thể sử dụng trong quá trình xử lý rác thải làm phân bón hoặc phơi khô trong sân phơi tập trung sau đó dùng để cải tạo đất. II.3.3/ Xử lý sinh học bằng màng vi sinh dính bám với công nghệ lọc nhỏ giọt: Sơ đồ công nghệ: Nước thải bệnh viện Song chắn rác Hầm tiếp nhận Dẫn khí Dẫn bùn Bể điều hòa Máy thổi khí Bể lọc sinh học nhỏ giọt Bể nén bùn Bể lắng Bể khử trùng Clo Nguồn tiếp nhận Thuyết minh quy trình công nghệ: Nước thải bệnh viện được thu gom từ hệ thống cống thoát, qua song chắn rác nhằm cản các vật lớn đi qua có thể gây tắc nghẽn đường cống thoát, các hệ thống lọc khác nhau, làm giảm hiệu quả và phức tạp thêm quá trình xử lý tiếp theo. Rác bị song chắn rác giữ lại sẽ được vớt thủ công và chuyển tới khu vực tập kết thích hợp. Nước từ ngăn thu được bơm tới bể điều hòa và xử lý sơ bộ nhằm điều hòa thành phần chất bẩn và lưu lượng nước thải, đồng thời tại đây thực hiện quá trình xử lý sơ bộ bằng quá trình sục khí lợi dụng các vi sinh vật có sẵn trong nước thải oxy hóa một phần hợp chất hữu cơ thành phần chất ổn định bông cặn dễ lắng. Tiếp đó nước thải được đưa sang bể lọc sinh học nhỏ giọt. Trong bể lọc sinh học, nước thải được tưới đều xuống lớp vật liệu lọc thường là các loại đá cục, cuội, than cục có kích thước không lớn hơn 30mm, với chiều cao vật liệu lọc từ 1,5 đến 2m. Tại đây nước thải được làm sạch dựa vào khả năng của các vi sinh vật sử dụng những chất hữu cơ chứa trong nước thải làm nguồn dinh dưỡng để sống và biến đổi chất, giải phóng các chất vô cơ vô hại. Bể được cấp khí tự nhiên, qua cửa thu khí xung quanh thành bể. Nước ra khỏi bể lọc sinh học được đưa sang bể lắng thứ cấp. Tại đây các bông cặn cuốn theo dòng nước sẽ xuống đáy còn phần trong nước được chảy sang bể khử trùng để diệt trừ những vi khuẩn, vi rút gây bệnh. Chất khử trùng thường dùng là Clo được đưa từ hệ thống cấp dung dịch khử trùng vào bể khử trùng nhờ bộ châm Clo định lượng. Nước sau khi đã xử lý đạt tiêu chuẩn được thải ra môi trường. Phần bùn tạo ra ở đáy bể xử lý sơ bộ và bể lắng được xả kỹ nhờ hệ thống bơm hút bùn về bể nén bùn. Bùn lắng tại bể nén bùn định kỳ sẽ được hút và vận chuyển về nơi xử lý thích hợp. III.4/ Phân tích, đánh giá và lựa chọn công nghệ: Các phương án đề xuất Ưu điểm Nhược điểm Phương án 1 với công nghệ tiếp xúc hiếu khí. - Hiệu quả xử lý cao hơn hẳn ở các chỉ tiêu được khảo sát, đặc biệt là với chỉ tiêu tổng N. - Tất cả các chỉ tiêu trong nước thải đầu ra đều đạt tiêu chuẩn cho phép loại A, QCVN 24:2009. - Chiếm diện tích đất. - Chi phí xây dựng, chi phí vận hành thiết bị và bảo dưỡng máy móc cao. Phương án 2 với công nghệ bùn hoạt tính Hiệu suất xử lý cao, hoàn toàn có thể đáp ứng yêu cầu chất lượng nước sau xử lý. Có khả năng chịu dao động dòng vào lớn và thời gian phục hồi ngắn. Chiếm diện tích lớn. Phương án 3 với công nghệ lọc nhỏ giọt. - Tiết kiệm được năng lượng (điện năng) nhờ việc cấp khí tự nhiên qua các cửa thu khí xung quanh thành bể. Do đó sẽ giảm được chi phí xử lý. - Do cấp khí tự nhiên nên khó kiểm soát được hiệu quả của quá trình xử lý. - Dễ phát tán mùi, cũng như thu hút ruồi muỗi từ các cửa thu khí tự nhiên nên dễ gây mất mỹ quan trong bệnh viện. Những phân tích trên cho thấy: phương án 1 tuy xử lý đạt hiệu quả cao hơn so với các phương án khác nhưng chiếm diện tích lớn; phương án 3 cũng đáp ứng được hiệu quả xử lý nhưng chiếm diện tích lớn và chi phí đầu tư ban đầu, vận hành cao. Vì vậy cả 2 phương án trên đều không phù hợp. Chỉ có phương án 2 có chi phí đầu tư, vận hành vừa phải, hiệu suất xử lý cao, diện tích đất sử dụng không quá lớn phù hợp cho những bệnh viện tuyến tỉnh hay trong các bênh viện ở các thành phố lớn. Do vậy, nhóm chúng em lựa chọn phương án 2 là phương án áp dụng xử lý nước thải bệnh viện trong đồ án này. CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ III.1/ Đặc trưng dòng vào và yêu cầu xử lý: III.1.1 / Tính chất nước thải cần xử lý: TT Thông số Đơn vị Gía trị nước thải đầu vào 1 Lưu lượng nước thải trung bình m3/giường/ngày 800 2 pH _ 6,91 3 COD mg/l 2000 4 BOD5 mg/l 1000 5 Sunfua mg/l 7,48 6 Hàm lượng SS mg/l 150 7 Tổng Photpho mg/l 5,5 8 Tổng Nitơ mg/l 49,3 9 Tổng Coliform MPN/100ml 9,3.106 Bảng : Thông số đầu vào của nước thải cần xử lý III.1.2/ Yêu cầu xử lý: Nước thải sau khi xử lý phải đạt loại B QCVN 24: 2009/BTNMT như sau: STT Thông số Đơn vị Gía trị giới hạn A B 1 pH _ 6-9 5,5-9 2 SS (Chất rắn lơ lửng) mg/l 50 100 3 BOD5 (200C) mg/l 30 50 4 COD mg/l 50 100 5 Tổng Nitơ mg/l 15 30 6 Tổng Photpho mg/l 4 6 7 Coliform MPN/100ml 3000 5000 8 Sunfua mg/l 0,2 0,5 9 Amoni (tính theo Nitơ) mg/l 5 10 III.2/ Tính toán: Chọn hệ số giờ cao điểm Kh,max = 2,5. Ta có lưu lượng giờ trung bình ngày đêm Qng,tb = 800 m3/ngày đêm. Lưu lượng giờ trung bình: Lưu lượng giờ lớn nhất: Qh,max = Kh, max . Qh,tb = 2,5.33,3 = 83,25 m3/h. Lưu lượng giây: III.2.1/ Bể arotank: Nước thải bệnh viện sau khi qua bể điều hòa khử được 30 – 35% BOD. Chọn hiệu suất khử là 30%, vậy lượng BOD trong nước thải còn lại là: 1000 x (100% - 30%) = 700 mg/l. Nước thải tiếp tục vào bể lắng đứng, tại đây cũng khử được 30% BOD. Vậy hàm lượng BOD5 đầu vào bể arotank: S0 = 700 x (100% - 30%) = 490 mg/l. Yêu cầu đầu ra của nước thải có hàm lượng BOD5 sau lắng II là S = 35 mg/l ( ≤ 50 mg/l). Nước thải sau lắng II chứa 50 mg/l cặn sinh học, trong đó có 65% cặn dễ phân hủy sinh học. Nhiệt độ nước thải t = 200C. Lượng bùn hoạt tính trong nước thải ở đầu vào bể X0 = 0 Các thông số thiết kế bể arotank: Thông số Đơn vị Khoảng dao động Tuổi bùn θc Ngày 3 – 15 Chỉ số F/M gBOD5/g bùn hoạt tính 0,2 – 0,5 Tải trọng thể tích gBOD5/m3ngày 0,64 – 0,96 Nồng độ bùn trong bể mg/l 1500 – 3500 Tỉ lệ tuần hoàn 0,25 – 0,75 Tỷ số hàm lượng chất rắn lơ lửng dễ bay hơi và hàm lượng chất rắn lơ lửng của nước thải: MLVSS/MLSS = 0,8. Hàm lượng bùn hoạt tính được duy trì trong bể arotank X = 3000 mg/l Hàm lượng bùn tuần hoàn Xr = 8000 mg SS/l Thời gian lưu bùn trong bể: θc = 10 ngày Gía trị các thông số động học: Hệ số sử dụng chất nền cực đại: Y = 0,5 gVSS/gBOD5 Hệ số phân hủy nội bào: Kd = 0,05 ngày-1 Tỷ số BOD5/BODL = 0,68 Tính toán: ì Xác định BOD5 hòa tan sau lắng II: BOD5 hòa tan sau lắng II được xác định theo mối quan hệ: Tổng BOD5 = BOD5 hòa tan + BOD5 của cặn lơ lửng Xác định BOD5 của cặn lơ lửng đầu ra: +Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy: 0,65 . 50 mg/l = 32,5 mg/l +BODL của cặn lơ lửng dễ phân hủy sinh học của nước thải sau lắng II: 32,5 . 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hóa = 46,2 mg/l +Lượng BOD5 của cặn lơ lửng trong nước thải sau lắng II: 46,2 . 0,68 = 31,4 mg/l +Lượng BOD5 hòa tan của nước thải sau lắng II: 35 = C + 31,4 => C = 3,6 mg/l ì Tính hiệu quả xử lý: -Hiệu quả xử lý theo BOD5 hòa tan: -Hiệu quả xử lý theo tổng cộng: ì Xác định kích thước bể: Thể tích bể được xác định: Thay vào phương trình trên, xác định thể tích bể arotank: -Chọn: +Chiều cao hữu ích H = 4m +Chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Vậy chiều cao tổng cộng là: HTC = H + hbv = 4 + 0,5 = 4,5m -Diện tích bề mặt của bể aroten: -Chon tỷ số W : H = 2 : 1 Vậy chiều rộng bể là: W = 2H = 2.4 = 8m -Chiều dài của bể: -Chọn kích thước bể arotank: Chiều cao hữu ích: H = 4m Chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5m Chiều rộng: W = 8m Chiều dài: L = 12m Vậy thể tích thiết kế bể arotank: Vr = 4m . 8m . 12m = 384 m3 -Thời gian lưu nước trong bể: ì Tính lượng bùn dư thải ra mỗi ngày: -Hệ số sản lượng quan sát (Yobs) tính theo phương trình: -Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày theo VSS: -Tổng lượng bùn sinh ra mỗi ngày theo SS: -Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày: Lượng bùn dư cần xử lý theo SS = Tổng lượng bùn – Lượng SS trôi ra khỏi lắng II ’ Mdư (SS) = 160,5 – (800 m3/ngày x 50 g/m3 x 10-3 kg/g) = 120,5 kg SS/ngày -Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sin