Khóa luận Thiết kế hệ thống xử lí nước thải bệnh viện Quân Y 4, thành phố Vinh, Nghệ An

1÷6 tuần.Theo cơ chế của quá trình xử lý nước thải người ta phân biệt ba loại hồ sinh vật: Hồ yếm khí Hồ tuỳ tiện Hồ hiếu khí: hồ làm thoáng tự nhiên và nhân tạo. 1.3.3.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo (Nguồn: PGS.TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002). Để chọn được phương pháp xử lý sinh học hợp lý cần phải biết hàm lượng chất hữu cơ (BOD, COD) trong nước thải. Các phương pháp lên men kị khí thường phù hợp khi nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao. Đối với nước thải có hàm lượng chất hữu cơ thấp và tồn tại chủ yếu dưới dạng chất keo và hòa tan thì cho chúng tiếp xúc với màng vi sinh vật hợp lí. 1.3.3.3 Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí (Nguồn: PGS.TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002). Đối với nước thải bệnh viện có hàm lượng BOD5 < 1000mg/l, do đó khi xử lý loại nước thải này ta chỉ cần quan tâm đến việc xử lý sinh học trong môi trường hiếu khí. Quá trình sinh trưởng hiếu khí dựa trên nguyên tắc là vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy hòa tan theo phương trình sau: Vi khuẩn Chất hữu cơ CO2 + NH3 + C5H7NO2 + Các sản phẩm khác` Ngoài việc phân hủy các chất hữu cơ để tạo ra tế bào mới, vi sinh vật còn thực hiện quá trình hô hấp nội sinh để tạo ra năng lượng theo phương trình: Vi khuẩn C5H7NO2 + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + Q Các vi sinh vật này gọi là bùn hoạt tính. Chúng tự sinh ra khi ta thổi khí vào nước thải. Về khối lượng, bùn hoạt tính được tính bằng khối lượng chất bay hơi có trong tổng hàm lượng bùn (cặn khô) đôi khi còn gọi là sinh khối. Ta có thể áp dụng nhiều quá trình khác nhau khi xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong môi trường hiếu khí. Công nghệ xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính đem lại hiệu quả khử COD, BOD cao, đa số các trường hợp đạt từ 78 ÷ 82% hoặc có thể lớn hơn. Các công trình tương thích của quá trình xử lý sinh học hiếu khí có thể kể đến như: bể Aerotank bùn hoạt tính (vi sinh vật lơ lửng), bể thổi khí sinh học tiếp xúc (vi sinh vật dính bám), bể lọc sinh học, tháp lọc sinh học, bể sinh học tiếp xúc quay… 1.3.3.3.1 Quá trình bùn hoạt tính Quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính được áp dụng rộng rãi để xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp. Quá trình xử lý nước thải sử dụng bùn hoạt tính dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank, các chất lơ lửng đóng vai trò là các hạt nhân để vi khuẩn cư trú, sinh sản và phát triển dần lên thành các bông cặn gọi là bùn hoạt tính. Các vi sinh vật đồng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải thành các chất dinh dưỡng cung cấp cho sự sống nên sinh khối của chúng tăng lên nhanh. Hiệu quả làm sạch bể Aerotank phụ thuộc vào: đặc tính thủy lợi của bể, phương pháp nạp chất nền vào bể và thu hỗn hợp bùn hoạt tính ra khỏi bể, kiểu dáng và đặc trưng của thiết bị làm thoáng nên khi thiết kế phải kể đến ảnh hưởng trên để chọn kiểu dáng và kích thước bể cho phù hợp. Quá trình sinh học diễn tả tóm tắt như sau: Chất hữu cơ + vi sinh vật + oxy Þ NH3 + H2O + năng lượng + tế bào mơi Hoặc: Chất thải + bùn hoạt tính + không khí Þ Sản phẩm cuối + bùn hoạt tính dư. 1.3.3.3.2 Mương oxy hóa Mương oxy hóa là một dạng cải tiến của bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính (sinh trưởng lơ lửng của VSV trong nước) chuyển động hoàn toàn trong mương. Nước thải có độ nhiễm bẩn cao BOD20 = 1000 ÷ 5000 mg/l có thể đưa vào xử lý ở mương oxy hóa. Đối với nước thải sinh hoạt chỉ cần qua song chắn rác, lắng cát và không cần qua lắng I là có thể đưa vào mương oxy hóa. Tải trọng của mương tính theo bùn hoạt tính vào khoảng 200gBOD5/kg.ngày. Một phần bùn được khoáng hóa ngay trong mương. Do đó, số lượng bùn giảm khoảng 2.8 lần. Thời gian xử lý hiếu khí là 1 ÷ 3 ngày. Bể sinh học theo mẻ SBR (Sequence Batch Reactor) Thực chất của bể sinh học hoạt động theo mẻ là một dạng của bể Aerotank. Khi xây dựng bể SBR nước thải chỉ cần đi qua song chắn rác, bể lắng cát và tách dầu mỡ nếu cần, rồi nạp thẳng vào bể. Bể Aerotank làm việc theo mẻ liên tục có ưu điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, photpho khi vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí. Bể sinh học làm việc theo từng mẻ kế tiếp được thực hiện theo 5 giai đoạn: Giai đoạn 1 (pha làm đầy): đưa nước thải vào bể. Nước thải đã qua song chắn rác và bể lắng cát, bể tách dầu mở, tự chảy hoặc bơm vào bể đến mức định trước. Có thể vận hành với 2 chế độ: làm đầy tĩnh, làm đầy hòa trộn và làm đầy sục khí. Thời gian pha làm đầy có thể chiếm từ 25 ÷30% chu kì hoạt động. Giai đoạn 2 (pha phản ứng sục khí): tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cách oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời gian làm thoáng phụ thuộc vào chất lượng nước thải, yêu cầu về mức độ xử lý. Thông thường chiếm khoảng 30% chu kỳ hoạt động. Giai đoạn 3 (pha lắng): lắng trong nước. Quá trình diễn ra trong môi trường tĩnh, hiệu quả thuỷ lực của bể đạt 100% (không cho nước vào, không rút nước ra, các thiết bị khác đều tắt). Thời gian lắng trong và cô đăc bùn thường kết thúc sớm hơn 2 giờ (chiếm 5 ÷ 30% chu kì hoạt động). Giai đoạn 4 (pha tháo nước sạch): tháo nước đã được lắng trong ở phần trên của bể ra nguồn tiếp nhận. Giai đoạn 5 (pha chờ): chờ đợi để nạp mẻ mới, thời gian chờ đợi phụ thuộc vào thời gian vận hành 4 quy trình trên và vào số lượng bể, thứ tự nạp nước nguồn vào bể. Ưu điểm của bể Aerotank hoạt động gián đoạn - Bể có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành. - Hiệu quả xử lý cao do các quá trình hòa trộn nước thải với bùn, lắng bùn cặn… diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng. BOD5 của nước thải sau xử lý thường thấp hơn 20mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 3 ÷ 25mg/l và N_NH3 khoảng tử 0.3 ÷12mg/l. - Sự dao động lưu lượng nước thải ít ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý. - Bể làm việc không cần lắng II. Trong nhiều trường hợp có thể bỏ qua bể điều hòa và bể lắng I. Đây là một ưu điểm lớn của bể Aerotank hoạt động gián đoạn trong điều kiện đất đai bị giới hạn trong thành phố. Nhược điểm chính của bể : là công suất xử lý nhỏ và để bể hoạt động có hiệu quả thì người vận hành phải có trình độ và theo dõi thường xuyên các bước xử lý nước thải. 1.3.3.3.4 Quá trình vi sinh bám dính Phần lớn vi khuẩn có khả năng sinh sống và phát triển trên bề mặt vật rắn, khi có đủ độ ẩm và thức ăn là các hợp chất hữu cơ, muối khoáng và oxy. Chúng dính bám vào bề mặt vật rắn bằng chất Gelatin do chính vi khuẩn tiết ra và chúng có thể dễ dàng di chuyển trong lớp Gelatin dính bám này. Đầu tiên vi khuẩn cư trú hình thành tập trung ở một khu vực, sau đó màng vi sinh không ngừng phát triển, phủ kín toàn bộ bề mặt vật rắn bằng một lớp tế bào. Chất dinh dưỡng (hợp chất hữu cơ, muối khoáng) và oxy có trong nước thải cần xử lý khuếch tán qua màng biophin vào tận lớp xenlulô. Sau một thời gian, sự phân lớp hoàn thành: lớp ngoài cùng là lớp hiếu khí, được oxy khuếch tán xâm nhập, lớp giữa là lớp tuỳ nghi, lớp trong là lớp yếm khí không có oxy. Bề dày lớp hoạt tính hiếu khí thuường khoảng 300 ÷ 400 mm. - Bể lọc sinh học (Biophin) Là công trình được thiết kế nhằm mục đích phân hủy các vật chất hữu cơ có trong nước thải nhờ quá trình oxy hóa diễn ra trên bề mặt vật liệu tiếp xúc. Trong bể thường chứa đầy vật liệu tiếp xúc, là giá thể cho vi sinh vật sống bám. Bể lọc sinh học thường phân biệt làm hai loại: bể biophin với lớp vật liệu lọc không ngập nước (bể biophin nhỏ giọt, bể biophin cao tải) và bể biophin với lớp vật liệu lọc ngập trong nước. - Bể biophin nhỏ giọt (Bể lọc thấp tải) Dùng để xử lý sinh học nước thải hoàn toàn với hàm lượng nước sau khi xử lý đạt tới 10 ÷ 15 mg/l với lưu lượng không quá 1000 m3/ngày.đêm. Trong bể lọc, chất các lớp vật liệu có độ rỗng và diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích lớn nhất trong điều kiện có thể. Nước thải được hệ thống phân phối phun thành giọt đều khắp trên bề mặt lớp vật liệu. Nước sau khi chạm lớp vật liệu chia thành các hạt nhỏ chảy thành màng mỏng qua khe lớp vật liệu đi xuống dưới. Trong thời gian chảy như vậy, nước thải tiếp xúc với màng nhầy Gelatin do VSV tiết ra bám quanh vật liệu lọc. Sau một thời gian màng nhầy Gelatin tăng lên ngăn cản oxy của không khí không vào trong lớp màng nhầy được. Do không có oxy, tại lớp trong của màng nhầy sát với bề mặt cứng của vật liệu lọc, vi khuẩn yếm khí phát triển tạo ra sản phẩm phân hủy yếm khí cuối cùng là khí metan và CO2 làm tróc lớp màng ra khỏi vật cứng rồi bị nước cuốn xuống phía dưới. Trên mặt hạt vật liệu lọc lại hình thành lớp màng mới, hiện tượng này được lặp đi lặp lại tuần hoàn và nước thải được làm sạch BOD và chất dinh dưỡng. Để tránh hiện tượng tắc nghẽn trong hệ thống phun, trong khe rỗng lớp vật liệu, trước bể nhỏ giọt phải thiết kế song chắn rác, lưới chắn, lắng đợt I. Nước sau bể lọc có nhiều bùn lơ lửng do các màng sinh học tróc ra nên phải xử lý tiếp bằng lắng II. Yêu cầu chất lượng nước thải trước khi vào biophin là hàm lượng BOD5 không quá 220 mg/l (theo điều 6412 TCXD 51-84) và hàm lượng chất lơ lửng cũng không quá 150mg/l. Vì cần có các công trình trước đó nhằm làm giảm lượng chất bẩn để biophin làm việc có hiệu quả. Vật liệu lọc tốt nhất là vật liệu có diện tích mặt tiếp xúc trong một đơn vị thể tích lớn, độ bền cao theo thời gian, giá rẻ và không bị tắc nghẽn. Có thể chọn vật liệu lọc là than đá cục, đá cuội, cuội sỏi lớn, đá ong có kích thước trung bình 60 ÷ 100 mm. Nếu kích thước vật liệu nhỏ sẽ làm giảm độ rỗng gây tắc nghẽn cục bộ. Nếu kích thước vật liệu lớn thì diện tích mặt tiếp xúc bị giảm nhiều, làm giảm hiệu suất xử lý. Chiều cao lớp vật liệu khoảng 1.5 ÷ 2.5 m. Ngày nay, vật liệu lọc thông thường được thay bằng những tấm nhựa đúc lượn sóng, gấp nếp và các dạng khác nhau của quả cầu nhựa. Các loại này có đặc điểm là nhẹ, dễ lắp đặt và tháo gỡ nên chiều cao bể tăng dẫn đến diện tích mặt bằng của bể lọc. Bể thường được sử dụng trong trường hợp lưu lượng nước thải không lớn, từ 20 ÷1000 m3/ngày. - Bể lọc sinh học cao tải: Về công nghệ, bể lọc cao tải có những đặc điểm là: tải trọng thủy lực đạt tới 10 ÷30 m3/ngày.đêm, gấp 10 ÷ 30 lần so với bể lọc nhỏ giọt. Tải trọng lớn hơn làm cho tốc độ lọc và năng lực oxy hóa cũng lớn hơn, đẩy màng sinh học ra khỏi bể lọc một cách ổn định, điều hòa. Vì kích thước các vật liệu lọc lớn (40 ÷ 65mm) nên thể tích các lỗ hổng giữa các vật liệu lọc cũng lớn. Do đó ở bể lọc cao tải với thông gió nhân tạo tạo sự trao đổi không khí mạnh hơn nhiều so với ở bể lọc nhỏ giọt. Nhờ tốc độ lớn và sự trao đổi không khí diễn ra khá mạnh nên trong bể không có hiện tượng lắng đọng bùn. Mặt khác, trong bể chủ yếu diễn ra quá trình hấp phụ các chất bẩn trong nước và oxy hóa các chất hữu cơ dễ bị oxy hóa. Các chất khó bị oxy hóa sẽ bị cuốn đi cùng màng sinh học. Như vậy, oxy của không khí lọt vào thân bể lọc, tiêu thụ chủ yếu cho quá trình oxy hóa những chất dễ bị oxy hóa chứ không phải tất cả lượng các chất bẩn hữu cơ đều được tách khỏi nước thải như trong bể lọc nhỏ giọt. Bể lọc cao tải có những đặc điểm sau: - Chiều cao lớp vật liệu lọc từ 2 ÷ 4m. - Có thể làm việc với xử lý không hoàn toàn hoặc xử lý hoàn toàn trong nước thải. - Khi có nước thải đậm đặc chảy vào phải pha loãng bằng nước sạch hoặc nước thải đã làm sạch, tức là tuần hoàn nước thải. - Bể biophin với vật liệu lọc ngập trong nước: Bể lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước hoạt động theo nguyên lý lọc dính bám. Công trình này thường được gọi là bioten, có cấu tạo gần giống với bể lọc sinh học và bể aeroten. Vật liệu thường được đóng thành khối và để ngập trong nước. Phạm vi ứng dụng của bể là BOD5 vào không quá 500mg/l và tốc độ lọc không quá 3m/h. Trong bể lọc sinh học có lớp vật liệu lọc ngập trong nước: nước thải vào bể lọc sẽ được trộn đều với không khí cấp từ ngoài vào với áp lực thấp qua dàn ống phân phối. Hỗn hợp khí, nước thải đi cùng chiều từ dưới lên qua lớp vật liệu lọc. Trong lớp vật liệu lọc xảy ra quá trình khử BOD5, và chuyển hóa NH4+ thành NO3-, lớp vật liệu lọc có khả năng giữ lại cặn lơ lửng. Khi tổn thất trong lớp vật liệu lọc đến 0.5m thì xả bể lọc. Nước xả rửa lọc được dẫn về bể lắng kết hợp đông tụ sinh học để tạo điều kiện thuận lợi cho lọc sinh học này. Bể lọc sinh học dùng vật liệu nổi có khả năng giữ được trong khe rỗng các vẫy tróc của màng vi sinh vật bám quanh hạt, nên mặc dù cường độ thổi gió lớn nhưng hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải ở đầu ra không vượt quá 20mg/l. Do đó có thể không cần bể lắng đợt II chỉ cần đưa đến bể khử trùng. - Bể lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC): RBC bao gồm các đĩa tròn polystyren hoặc polyvinyl chloride đặt gần sát nhau. Đĩa nhúng chìm khoảng 40% trong nước thải và quay ở tốc độ chậm. Khi đĩa quay, màng sinh khối trên đĩa tiếp xúc với chất hữu cơ có trong nước thải và sau đó tiếp xúc với oxy. Đĩa quay tạo điều kiện chuyển hóa oxy và luôn giữ sinh khối trong điều kiện hiếu khí. Đồng thời đĩa quay còn tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh không còn khả năng bám dính và giữ chúng ở dạng lơ lửng để đưa qua bể lắng II. Khác với quần thể VSV ở bùn hoạt tính, thành phần loài và số lượng các loài là tương đối ổn định. VSV trong màng bám trên đĩa quay gồm các vi khuẩn kị khí tùy tiện như: Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium… Các VSV hiếu khí như: Bacillus. Khi lượng không khí cung cấp không đủ thì VSV tạo thành màng mỏng gồm các chủng VSV yếm khí như: Desulfovibrio và một số vi khuẩn sunfua, trong điều kiện yếm khí VSV thường tạo mùi khó chịu. Nấm và VSV hiếu khí phát triển ở màng trên, và cùng tham gia vào việc phân hủy các chất hữu cơ. Sự đóng góp nấm chỉ quan trọng trong trường hợp pH nước thải thấp, hoặc các loại nước thải công nghiệp đặc biệt, vì nấm không thể cạnh tranh với các loại vi khuẩn về thức ăn trong điều kiện bình thường. 1.3.3.4 Xử lý sinh học trong điều kiện kị khí: (Nguồn: PGS.TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002). Phân hủy kị khí là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có oxy. Động lực của quá trình kị khí và cân bằng vật chất nói chung tương tự như các hệ thống hiếu khí, tuy nhiên có một vài khác biệt cần được cân nhắc. Việc chuyển hóa các axit hữu cơ thành khí mêtan sản sinh ra ít năng lượng. Lượng chất hữu cơ chuyển hóa thành khí vào khoảng 80 ÷ 90%. Hiệu quả xử lý phụ thuộc vào nhiệt độ của nước thải, pH, nồng độ, MLSS. Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng sinh khí từ 32 ÷ 35 0C. Ưu điểm của quá trình xử lý kị khí là lượng bùn sản sinh ra rất thấp, vì thế chi phí cho việc xử lý bùn thấp hơn nhiều so với các quá trình xử lý hiếu khí. 1.3.3.4.1 Bể tự hoại: Bể tự hoại là công trình xử lý nước thải bật I (xử lý sơ bộ) đồng thời thực hiện hai chức năng: lắng và lên men cặn lắng. Bể tự hoại có dạng hình chữ nhật hoặc hình tròn trên mặt bằng xây dựng bằng gạch, bê tông cốt thép, hoặc chế tạo bằng vật liệu composite. Bể chia làm hai hoặc ba ngăn. Do phần lớn cặn lắng trong ngăn thứ nhất nên dung tích ngăn này chiếm 50 ÷ 75% dung tích toàn bể. Các ngăn bể tự hoại chia làm hai phần: phần lắng nước thải nằm ở phía trên, phần lên men cặn lắng nằm phía dưới. Thời gian lưu nước thải trong bể từ 1 ÷ 3 ngày. Do vận tốc trong bể nhỏ nên phần lớn cặn lơ lửng được lắng lại. Hiệu quả lắng cặn trong bể tự hoại có thể đạt từ 40 ÷ 60% phụ thuộc vào nhiệt độ, chế độ quản lý và vận hành. Qua thời gian từ 3 ÷ 6 tháng, cặn lắng lên men yếm khí. Quá trình lên men chủ yếu diễn ra trong giai đoạn đầu là lên men axit. Các chất khí tạo nên trong quá trình phân giải (CH4, CO2, H2S…) nổi lên kéo theo các hạt cặn khác có thể làm cho nước thải nhiễm bẩn trở lại và tạo nên một lớp váng nổi trên mặt nước. Cặn được lấy theo định kỳ, mỗi lần lấy phải để lại khoảng 20% lượng cặn đã lên men lại trong bể để làm giống men cho bùn cặn tươi mới lắng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân hủy cặn. 1.3.3.4.2 Quá trình kị khí tiếp xúc (Anaerobic Contact Process) Quá trình này cung cấp phân ly hoặc hoàn lưu các VSV giống, do đó cho phép vận hành quá trình ở thời gian lưu từ 6 ÷12 giờ. Cần có một thiết bị khử khí để giảm thiểu tải trọng chất rắn ở bước phân ly. Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở 320C, nếu nhiệt độ giảm đi 110C, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi. 1.3.3.4.2 Quá trình lọc kị khí (Anaerobic Filter Process) Lọc kị khí gắn với sự tăng trưởng các VSV kị khí trên các giá thể. Bể lọc có thể vận hành ở chế độ chảy ngược hoặc chảy xuôi. 1.3.3.4.3 Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ (bông bùn) và các chất hữu cơ bị phân hủy. Các bọt khí mêtan và NH3, H2S nổi lên trên và được thu bằng các chụp thu khí để dẫn ra khỏi bể. Nước thải tiếp theo đó chuyển đến vùng lắng của bể và tại đó diễn ra sự phân tách 2 pha lỏng và rắn. Nước thải tiếp tục đi ra khỏi bể, còn bùn hoạt tính thì hoàn lưu lại vùng lớp bông bùn. Sự tạo thành bùn hạt và duy trì được nó là vô cùng quan trọng khi vận hành UASB. Thường cho thêm vào bể 150 mg/l Ca2+ để đẩy mạnh sự tạo thành hạt bùn và 5 ÷ 10 mg/l Fe2+ để giảm bớt sự tạo thành các sợi bùn nhỏ. Để duy trì lớp bông bùn ở trạng thái lơ lửng, tốc độ dòng chảy thường lấy khoảng 0.6 ÷ 0.9 m/h. Sự ổn định chất thải diễn ra đồng thời với việc chuyển dịch chất thải xuyên qua lớp bùn. 1.3.3.4.4 Xử lý sinh học trong điều kiện thiếu khí Nguyên tắc của phương pháp này là trong điều kiện thiếu oxy (hàm lượng oxy hòa tan được giữ trong nước là 1 mg/l) thì các chất dinh dưỡng như nitơ, photpho có trong nước thải sẽ bị các VSV tùy nghi phân hủy. 1.3.4 Bể tiếp xúc (Bể khử trùng) (Nguồn: PGS.TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002). Nước thải thường chứa rất nhiều vi trùng gây bệnh. Nếu xả nước thải ra nguồn cấp nước, hồ nuôi cá thì khả năng lan truyền bệnh rất lớn. Do vậy cần phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Các biện pháp khử trùng xử lý nước thải phổ biến hiện nay: Dùng Clo hơi qua thiết bị định lượng Clo. Dùng Hypoclorit – Canxi dạng bột – Ca(ClO)2 – Hòa tan trong thùng dung dịch 3 ÷5% rồi định lượng vào bể khử trùng. Dùng Hypoclorit – Natri, nước Javel NaClO. Dùng Ozone được sản xuất từ không khí do máy tạo ozone đặt trong nhà máy xử lý nước thải. Ozone sản xuất ra được dẫn ngay vào bể khử trùng. Dùng tia cực tím (UV) do đèn thủy ngân áp lực thấp sản sinh ra. Đèn phát tia cực tím đặt ngập trong bể khử trùng có nước thải chảy qua. Từ trước đến nay, phương pháp khử trùng nước thải bằng Clo hơi hay các hợp chất của Clo thường được sử dụng phổ biến vì Clo là hóa chất được các ngành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn trên thị trường với giá thành chấp nhận được, hiệu quả tiệt trùng cao. 1.3.6 Xử lý và sử dụng cặn nước thải Bùn cặn của nước thải là hỗn hợp của nước và cặn lắng có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân hủy, dễ bị thối rửa và có các vi khuẩn có thể gây độc hại cho môi trường. Vì thế, cần có biện pháp xử lý trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Mục đích của quá trình xử lý bùn cặn là: Giảm khối lượng của hỗn hợp bùn cặn bằng cách gạn một phần hay phần lớn lượng nước có trong hỗn hợp để giảm kích thước trước thiết bị xử lý và giảm trọng lượng phải vận chuyển đến nơi tiếp nhận. Phân hủy các chất hữu cơ dễ bị thối rửa, chuyển chúng thành các hợp chất hữu cơ ổn định và các hợp chất vô cơ để dễ dàng tách nước ra khỏi bùn cặn và không gây tác động xấu đến môi trường của nơi tiếp nhận. Đây thực chất là quá trình ổn định bùn. Bùn, cặn trong nhà máy xử lý nước thải thường được thu gom ở các công đoạn sau: Các loại rác có kích thước > 10mm được giữ lại ở song chắn rác và lưới chắn rác. Loại cặn này có số lượng thay đổi tùy thuộc vào hiệu quả quản lý các hố thu và hầm thu nước trên mạng thu gom, nhưng có số lượng rất ít. Cặn rác có độ ẩm từ 85 ÷95%, chứa từ 50 ÷ 80% là chất hữu cơ có mùi hôi thối, có khả năng phân hủy. Cát, bùn nặng, các hợp chất hữu cơ dính bám vào bùn cát được giữ lại ở bể lắng cát, có kích thước lớn hơn 0.2mm, tỷ trọng cặn khô là 2.65. Cặn có độ ẩm từ 14 ÷ 35%, chứa 30 ÷ 50% cặn hữu cơ. Khối lượng thu được khoảng 30 lít trong 1000 m3 nước thải. Dầu, mỡ và bọt nổi thu gom từ bề mặt nước trong hầm bơm, bể lắng cát, bể lắng I, bể Aerotank, bể lắng II… Bọt váng có độ ẩm từ 90 ÷ 98%, hàm lượng chất hữu cơ lớn 95%, tỷ trọng xấp xỉ bằng 1. Khối lượng thường dao động từ 0.75 lít đến 50 lít trong 1000 m3 nước thải. Một phần cặn lơ lửng lắng được ở bể lắng I, còn gọi là cặn tươi vì có chứa cặn vô cơ và nhiều cặn hữu cơ chưa bị phân hủy. Cặn lắng ở bể lắng II, chủ yếu là bùn hoạt tính hay màng vi sinh do công đoạn xử lý sinh học tạo ra khi nước thải đi qua bể Aerotank, bể lọc sinh học Bảng1.3 : Các công đoạn và thiết bị áp dụng trong dây chuyền xử lý cặn Cô đặc cặn Ổn định cặn Làm tăng mật độ cặn Khử nước ra khỏi cặn Giảm thể tích cặn Nguồn tiếp nhận 1.Trọng lực 2.Tuyển nổi 3.Ly tâm 4.Lọc qua băng tải 1.Yếm khí 2.Hiếu khí 3.Nhiệt 4.Hóa chất (vôi) 1.Hóa chất 2.Nhiệt 1.Lọc chân không 2.Lọc nén ép 3.Lọc ly tâm 4.Sân phơi bùn 5.Hồ lắng 1.Đốt 2.Oxy hóa 1.Chôn lấp 2.Phân bón 3.Cải tạo đất Nguồn: TS. Nguyễn Phước Dân, Giáo trình giảng dạy kỹ thuật xử lý nước thải trường Đại Học Bách Khoa, Thành Phố Hồ Chí Minh. CHƯƠNG II : ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu: Nước thải và các đối tượng liên quan đến nước thải. 2.2 Địa điểm nghiên cứu Luận văn được nghiên cứu tại Bệnh viện quân y 4 thành phố Vinh tỉnh Nghệ An. 2.3 Thời gian nghiên cứu: Thời gian nghiên cứu luận văn được thực hiện từ ngày 14/02/2011 đến ngày 14/05/2011 2.4 Phương pháp nghiên cứu: Trong luận văn được thực hiện hai phương pháp nghiên cứu: - Hồi cứu số liệu - Xử lí số liệu - Tìm hiểu thực tế hệ thống xử lý nước thải ở một số bệnh viện. - Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn đã đề ra. CHƯƠNG III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN 3.1 Đặc trưng của nước thải bệnh viên Quân Y 4, Thành phố Vinh, Nghệ An. Nói lên được nọi dung cua bảng 3.1 Bảng 3.1 Đặc trưng của nước thải bệnh viện Quân Y 4 STT Thông số Đơn vị Giá trị 1 2 3 4 5 6 7 Ph SS BOD5 COD Tổng Coliform Tổng N Tổng P - Mg/l Mg/l Mg/l MPN/100mg/l Mg/l Mg/l 7.2 100-175 169.1 222.8 2.6*106 18.6 1.4 Nguồn: Bệnh viện Quân y 4. 3.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải tại bệnh viện Quân Y 4, Thành phố Vinh, Nghệ An. 3.1.1.1 Nước thải sinh hoạt: Nước thải bệnh viện: nước thải sinh hoạt của bệnh nhân, người nhà bệnh nhân, khách vãng lai và của cán bộ công nhân viên trong bệnh viện; nước thải từ các phòng thí nghiệm, phòng mổ; nước vệ sinh dụng cụ, thiết bị. - Nước thải từ nhà giặt tẩy. - Nước thải từ nhà ăn 3.1.2 Chế độ thải và lưu lượng thải của bệnh viện Quân Y 4, Thành phố Vinh, Nghệ An. 3.1.2.1 Chế độ thải Nước thải bệnh viện không đều chủ yếu tập trung vào các giờ chính trong ngày: từ 6 – 23h, nồng độ chất bẩn thay đổi từng giờ trong ngày. Hàm lượng chất bẩn thay đổi theo từng giờ và từng ngày. 3.1.2.2 Lưu lượng thải - Lưu lượng nước thải ngày đêm của bệnh viện: 200 (m3/ngđ) - Lưu lượng nước thải trung bình trong 1h (hệ thống làm việc trong 16h). Qh1 =200/16 = 12.5(m3/h) - Lưu lượng nước thải trung bình trong 24 giờ Qh2= 200/24= 8.3 (m3/h) - Lưu lượng nước thải theo phút Qp= 200/24*60= 0.138(m3/phút) - Lưu lượng nước thải theo giây Qs= 200/24*3600 = 2.31*10-3(m3/S) - Lưu lượng nước thải cực đại Trong đó: k: hệ số không điều hòa chung của nước thải lấy theo quy định ở điều 2.1.2 – Tiêu chuẩn Xây dựng TCXD-54-84 và có thể tham khảo ở Bảng 2, chọn k = 3. Vậy: Qmax= k*Qh1= 3*12.5= 37.5(m3/h) 3.1.3 Nồng độ các chất ô nhiễm của nước thải bệnh viện Quân Y 4, Thành phố Vinh, Nghệ An. - Ph = 7.2 - SS = 100-175 Mg/l - BOD5 = 169.1 Mg/l - COD = 222.8 Mg/l - Tổng Coliform = 2.6*106 MPN/100mg/l - Tổng N =18.6 Mg/l - Tổng P = 1.4 Mg/l 3.2 Yêu cầu nước thải sau khi xử lí: Nước thải sau xử lý đạt TCVN 7382-2004 – Mức 2 - pH = 6,5 – 8,5. - BOD5 = 30 mg/l. - TSS = 100 mg/l. - NO3- = 30 mg/l. - PO43- = 6 mg/l. - Tổng Coliforms = 5.000 MNP/100ml. Nguồn : Tiêu chuẩn Việt Nam (2004), Các Tiêu chuẩn Việt Nam về Môi trường, Hà Nội. 3.3 Xác định mức độ cần thiết xử lí nước thải: Nước thải sau khi xử lí đạt tiêu chuẩn việt nam 7382-2004 -mức 2 Mức độ cần thiết xử lý nước thải thường được xác định theo: - Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS). - Hàm lượng BOD. 3.3.1 Mức độ cần thiết để xử lí nước thải thêo chất lơ lửng : Mức độ xử lí nước thải theo chất lơ lửng được xác định theo công thức sau: D = Trong đó: Cy: hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý phải đạt được, Ta có Cy = 100 (mg/l). : hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải, Cv=175 (mg/l). D = = = 42.9 % 3.3.2 Mức độ xử lí nước thải theo BOD5 : Mức độ xử lí nước thải theo BOD5 được xác định theo công thức sau: D = Trong đó: Ly: hàm