Giai đoạn xử lý cấp 2 trong hướng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nước thải y tế
Giai đoạn xử lý cấp 2- Hướng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nước thải y tế:
Công nghệ xử lý nước thải y tế tại Việt Nam- Nước thải y tế và công nghệ xử lý nước thải y tế tại Việt Nam
Các giai đoạn xử lý nước thải y tế
Giai đoạn xử lý cấp 2
Nhiệm vụ của giai đoạn xử lý cấp 2 là loại bỏ carbon hòa tan và các dạng hợp chất nitơ, phốt pho dưới tác dụng của hệ vi sinh vật trong nước thải. Hệ vi sinh vật tiêu thụ các chất hữu cơ dễ phân hủy trong nước thải dưới dạng hòa tan như: Đường, chất béo, các phân tử carbon mạch ngắn… và hấp thu các dạng vật chất khó tan hơn ở trạng thái lơ lửng khác vào sinh khối. Trong quá trình khoáng hóa cũng như quá trình nitrate hóa vi khuẩn cần ôxy và dưỡng chất để tồn tại. Để đáp ứng hai điều kiện thiết yếu này, hai phương thức thường được sử dụng là hệ màng lọc cố định bám dính và bùn hoạt tính lơ lửng.
Hệ màng lọc cố định bám dính bao gồm các hệ như: Lọc sinh học nhỏ giọt, đĩa quay sinh học, màng lọc ngập nước… Tại các hệ này, vi sinh vật phát triển trên nền giá thể và nước thải chảy qua các bề mặt này. Các máy thổi khí cưỡng bức hoặc hệ thống cơ học thường được sử dụng để cung cấp ôxy cho hoạt động của hệ vi sinh vật. Trong hệ thống bùn hoạt tính lơ lửng, bùn hoạt tính được trộn với nước thải và được cung cấp oxy trong một bể cố định. Sau công đoạn lắng, bùn hoạt tính được trả lại bể hiếu khí để bù đắp lại lượng sinh khối đã mất đi qua đó đảm bảo khả năng xử lý của hệ vi sinh vật.
Để loại bỏ nitơ, cần có quá trình oxy hóa amoniac thành nitrate dưới tác dụng của các vi sinh vật Nitrospira và Nitrosomonus. Tiếp theo là quá trình khử nitrate thành khí nitơ. Để thực hiện được các quá trình trên cần thực hiện trong điều kiện thiếu oxy. Ngoài ra cũng có thể sử dụng các kỹ thuật trong xử lý cấp 3 như lọc cát, bãi lọc sinh học. Trong các quá trình Nitrate hóa (Nitrification) và khử nitrate (Denitrification) cần được thực hiện một cách cẩn trọng nhằm tạo ra nhóm (chủng) vi sinh vật thích nghi và ổn định.
Các kỹ thuật xử lý cấp 2 thường được sử dụng trong các công trình xử lý nước thải bệnh viện tại Việt Nam bao gồm:
a. Bể lọc sinh học
Bể lọc sinh học dùng để xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí mức độ hoàn toàn hoặc không hoàn toàn. Bể hoạt động theo nguyên tắc vi sinh vật dính bám trên vật liệu lọc rắn và hình thành màng lọc sinh học. Áp dụng tại Việt Nam hiện có hai dạng bể lọc sinh học bao gồm:
– Bể lọc sinh học ngập nước
– Bể lọc sinh học nhỏ giọt
+ Bể lọc sinh học ngập nước
Bể lọc sinh học ngập nước là loại công trình có giá thể thay cho vật liệu lọc, đặt ngập trong nước để vi sinh vật dính bám. Vi sinh vật phát triển thành các lớp màng để hấp thụ các chất hữu cơ và chất dinh dưỡng trong dòng nước thải khi chuyển động qua bề mặt lớp đệm. Bể có thể hoạt động trong điều kiện nước thải không có ôxy (bể kỵ khí) hoặc được sục khí để bão hòa ôxy (bể hiếu khí).
Giá thể của vi sinh vật kỵ khí là các tấm nhựa hình sóng dính kết với nhau thành khối hoặc các loại đá cuội, antraxit, gạch vỡ,… đường kính tương đương từ 40mm đến 70 mm xếp thành đống trong bể. Khối đệm có độ rỗng từ 40% (giá thể vật rắn dạng cục đường kính 40-50mm) đến 98% (giá thể là khối tấm nhựa mỏng hình sóng). Nước thải dẫn vào trong bể lọc sinh học kỵ khí phải tạo được thành dòng lan tỏa đều trong khe hở giữa hai bề mặt giá thể. Thời gian nước lưu lại trong bể không nhỏ hơn 1,5 giờ. Hiệu suất xử lý nước thải đạt tới 50% theo BOD.
Giá thể của vi sinh vật hiếu khí là các tấm nhựa hình sóng vật liệu PVC, HIPS hoặc ABS, dày từ 0,25 đến 0,35 mm, gắn với nhau thành khối hoặc các linh kiện nhựa hình dạng kích thước khác nhau xếp thành khối trong bể. Giá thể vi sinh vật hiếu khí ngập nước cũng có thể là cát, antraxit, sỏi cuội và các vật liệu xốp khác. Cấp không khí cho bể bằng máy thổi khí, máy sục khí dạng jet hoặc quạt gió cưỡng bức hoạt động liên tục. Oxy phân tán vào nước nhờ thiết bị khuếch tán khí, aerolif hoặc ejectơ. Trong bể, nước thải được bão hòa ôxy tạo thành dòng động liên tục qua các lớp đệm vi sinh. Thời gian nước lưu lại trong bể trên 2 giờ. Hiệu suất xử lý theo BOD5 trong bể từ 70 đến 90%.
Để kết hợp xử lý nitơ trong nước thải, bể xử lý kỵ khí được bố trí trước bể hiếu khí. Trong bể xử lý hiếu khí, thời gian thổi khí được tính toán kéo dài trên 4 giờ để đảm bảo cho quá trình nitrat hóa diễn ra. Sau đó một phần hỗn hợp nước thải và bùn thứ cấp từ bể hiếu khí được đưa về bể kỵ khí tạo điều kiện cho quá trình khử nitrat diễn ra. Lượng hỗn hợp nước thải và bùn tuần hoàn từ 0,15 đến 0,25% lưu lượng nước thải vào bể. Tải trọng amoni tính toán 0,3 – 2kg N-NH4+/ m3 vật liệu đệm/ngày.
+ Bể lọc sinh học nhỏ giọt
Dạng bể lọc sinh học nhỏ giọt được cấp gió tự nhiên hoặc cấp gió nhân tạo. Thông gió tự nhiên thực hiện qua các cửa cấp gió bố trí đều khắp bề mặt thành bể. Tổng diện tích lỗ cấp gió trong phạm vi sàn bể và sàn lọc là 1-5% diện tích bể lọc. Thành bể kín để thông gió nhân tạo. Dùng quạt gió thổi không khí vào khoảng không gian giữa sàn lọc và sàn đáy bể với áp lực 100mm cột nước (ở chỗ cửa vào). Số đơn nguyên bể lọc không dưới 2 và không quá 8, tất cả đều hoạt động.
Tính toán máng phân phối và tháo nước của bể lọc sinh học theo lưu lượng lớn nhất. Có thiết bị để xả cặn và để rửa đáy bể lọc sinh học khi cần thiết.
Hàm lượng BOD5 của nước thải đưa vào bể lọc sinh học không lớn hơn 200mg/L. Nếu nước thải có BOD5 lớn hơn 200 mg/L thì phải tuần hoàn nước.
Vật liệu lọc của bể lọc sinh học nhỏ giọt chủ yếu là dạng hạt có thể là đá dăm, cuội, sỏi, xỉ đá keramzit, chất dẻo (có khả năng chịu được nhiệt độ 6 – 300C mà không mất độ bền). Vật liệu lọc cần có chiều cao giống nhau, cỡ hạt đồng đều theo chiều cao bể.
Nước thải được phân phối trên bề mặt vật liệu lọc theo chu kỳ bằng nhiều cách khác nhau. Khi phân phối nước bằng các loại vòi phun với áp lực tự do, áp lực tại vòi phun cuối cùng không dưới 0,5m cột áp.
b. Đĩa quay sinh học
Đĩa quay sinh học được sử dụng để xử lý nước thải trong công đoạn xử lý sinh học. Hệ thống được thiết kế dạng đĩa với vi sinh vật bám dính trên đĩa. Hệ chuyển động được gắn vào trục làm cho đĩa chuyển động quay tròn. Hệ thống này giúp cho oxy đi vào sâu bên trong của giá thể sinh học. Đường kính đĩa thường từ 1-4 m, khoảng cách giữa các đĩa là 10 – 20 mm. Để đảm bảo sự hoạt động ổn định của hệ thống, khoảng 40% đĩa được đặt chìm dưới nước thải và vận tốc quay của đĩa đạt từ 1 – 1,6 vòng/phút
c. Bể hiếu khí truyền thống
Bể hiếu khí trộn là loại bể hiếu khí dùng để xử lý sinh học hoàn toàn hoặc không hoàn toàn các loại nước thải bệnh viện. Tác nhân để xử lý nước thải là bùn hoạt tính. Trong quá trình này, các loại vi khuẩn hiếu khí tích tụ thành các bông bùn (sinh trưởng lơ lửng) sẽ hấp thụ các chất hữu cơ và sử dụng oxy được bão hòa trong nước để oxy hóa chất hữu cơ. Nồng độ ôxy hoà tan cần thiết được duy trì trong hiếu khí là 4 mg/L, tối thiểu là 2 mg/L. Cấp khí cho bể hiếu khí có thể bằng máy thổi khí hoặc máy khuấy. Chiều sâu đặt thiết bị phân phối khí trong bể hiếu khí phụ thuộc chiều sâu bể, là 0,5 – 1m khi dùng hệ thống cấp khí áp lực thấp hoặc 3 – 6 m khi dùng các hệ cấp khí khác.
Trong các bể hiếu khí có hệ thống thiết bị xả cặn bể và bộ phận xả nước khỏi thiết bị nạp khí. Trường hợp cần thiết, cần có thiết bị phá bọt bằng cách phun nước hoặc bằng hoá chất.
d. Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ
Bể hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ (Sequencing Batch Reactor – Sau đây viết tắt là SBR) kết hợp cả 3 quá trình xử lý thiếu khí, xử lý hiếu khí và lắng bùn hoạt tính, được dùng để xử lý BOD và nitơ trong nước thải bệnh viện. Số bể SBR tối thiểu là 2.
Trong bể SBR, liều lượng bùn hoạt tính dao động từ 0,5g/L đến 6 g/L. Thời gian cấp nước thải và diễn ra quá trình thiếu khí từ 1,0 giờ đến 1,5 giờ; thời gian sục khí tiếp theo từ 1,5 giờ đến 5,0 giờ; thời gian lắng, xả nước thải và bùn từ 1,5 giờ đến 2,5 giờ. Tổng thời gian một chu kỳ trong bể SBR từ 4 giờ đến 9 giờ. Lượng bùn giữ lại sau mỗi chu kỳ trong bể SBR thường chiếm 20 đến 30% thể tích bể.
e. Bể hiếu khí thổi khí kéo dài
Bể Hiếu khí thổi khí kéo dài thường dùng để xử lý BOD, nitơ amoni và ổn định hiếu khí một phần bùn. Thời gian thổi khí trong bể hiếu khí ôxy hóa hoàn toàn t (h) phải lớn hơn 4 giờ. Các công trình phía sau bể hiếu khí thổi khí kéo dài để oxy sinh hóa hoàn toàn các chất hữu cơ được thiết kế theo các thông số sau:
– Thời gian nước lưu lại trong vùng lắng của bể lắng đợt hai với lưu lượng lớn nhất không dưới 1,5giờ.
– Lượng bùn hoạt tính dư chọn bằng 0,35 kg trên 1 kg BOD5. Việc xả bùn hoạt tính dư cho phép thực hiện đối với bể lắng và bể hiếu khí khi liều lượng bùn đạt tới 5g/L – 6 g/L.
Độ ẩm bùn xả từ bể lắng là 98% và từ hiếu khí là 99,4%.
f. Mương oxy hóa
Mương ôxy hóa hoạt động theo nguyên lý bùn hoạt tính, được dùng để xử lý nước thải bậc hai hay bậc ba. Lượng bùn hoạt tính dư là 0,4 kg/kg BOD5 – 0,5 kg/ kg BOD5, lượng không khí đơn vị là 1,25 mg/mg BOD5 – 1,45 mg/mg BOD5 cần xử lý. Mương ôxy hóa có hình ôvan, chiều sâu khoảng 1,0m – 2,0m.
Mương ôxy hóa làm thoáng trong bằng thiết bị cơ khí như máy khuấy trục đứng hoặc trục ngang, guồng quay,… đặt ở đoạn kênh thẳng. Hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính tự chảy từ kênh oxy hóa sang bể lắng thứ cấp. Bùn hoạt tính từ bể lắng thứ cấp được đưa liên tục vào mương. Thời gian nước lưu lại trong bể lắng thứ cấp bằng 1,5 giờ theo lưu lượng lớn nhất. Bùn tuần hoàn từ bể lắng 2 được dẫn liên tục về kênh.
g. Bãi lọc trồng cây (bãi lọc sinh học ngập nước)
Bãi lọc ngập nước để xử lý nước thải gồm hai dạng: ngập nước bề mặt và ngập nước phía dưới (bãi lọc ngầm), thường áp dụng đối với vùng đất cát pha và sét nhẹ để xử lý sinh học hoàn toàn nước thải sau khi đã được lắng sơ bộ. Các bãi lọc ngập nước thường được trồng cây phía trên nên thường được gọi tắt là bãi lọc trồng cây.
Bãi lọc được xây dựng trên khu đất bằng phẳng có độ dốc không quá 2% và có mực nước ngầm sâu trên 1,5 m. Bãi lọc ngập nước không được xây dựng trên những khu đất có sử dụng nước ngầm mạch ngang cũng như khu vực có hang động ngầm (vùng castơ).
Nước thải bệnh viện trước khi chuyển đến xử lý trong bãi lọc ngập nước phải được xử lý sơ bộ trong bể tự hoại hoặc trong các loại bể lắng sơ cấp khác.
Trên khu đất làm bãi lọc ngập nước trồng các loại cây thân lớp hoặc thân rỗng và có rễ chùm. Các loại cây có hoa được khuyến cáo trồng trên bãi lọc ngập nước để tạo cảnh quan cho bệnh viện.
Hiệu quả xử lý BOD trong nước thải của bãi lọc ngập nước có thể tới 90%, hiệu quả xử lý theo Nitơ có thể tới 60%. Với thời gian lưu thủy lực lớn (từ 7 ngày đến hàng tháng).
h. Sử dụng hệ thống thiết bị hợp khối đúc sẵn
Do đặc điểm lưu lượng dòng thải không quá lớn nên một số cơ sở y tế sử dụng các hệ thống hợp khối chế tạo sẵn để dễ dàng thao tác, lắp đặt và vận hành hệ thống xử lý nước thải. Tuy nhiên, tùy vào từng đơn vị sản xuất mà thiết bị hợp khối thường chứa từ 1-3 công đoạn xử lý. Hệ thống hợp khối sẽ được giới thiệu cụ thể ở các chương tiếp theo để dễ dàng thao tác lắp đặt và vận hành hệ thống xử lý nước thải bệnh viện.
Mong rằng sự tư vấn của bộ phận tư vấn an toàn sẽ giúp bạn lựa chọn phương án thích hợp nhất để giải quyết những vướng mắc của mình. Vui lòng liên hệ Tổng đài tư vấn pháp luật miễn phí 1900 0340 để nhận được ý kiến tư vấn chính xác nhất.
–
Nếu quý vị cần thêm thông tin thì vui lòng liên hệ Trung tâm ứng phó sự cố an toàn môi trường
Hotline: 1900 0340 | Tel: 0903 063 599 (Ms Vân)
Email: trungtam@ungphosuco.vn
Bình luận