BÀI NGHIÊN CỨU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài : Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bệnh viện Quân Y 4,
Thành phố Vinh, Nghệ An .
Chuyên ngành : Công nghệ sinh hoc và Môi trường
Sinh viên thực hiện : Hoàng Văn Đạt Lớp:08MT2
Giáo viên hướng dẫn: Phạm Tài Minh
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay môi trường ở Việt Nam nhiều nơi đang bị ô nhiễm cục bộ do nhiều
nguyên nhân khách quan và chủ quan. Việc xử lí nước thải nói chung cũng như việc xử
lí nước thải bệnh viện nói riêng có ý nghĩa trong sự nghiệp bảo vệ môi trường nhằm làm
giảm thiểu các tác động tiêu cực đến môi trường và đời sống con người. Tuy nhiên hiện
nay các cơ sở sản xuất, dịch vụ, bệnh viện vẫn chưa có hệ thống xử lý chung, nhiều khu
vực đã xả thẳng ra môi trường, nước thải bị ô nhiễm làm cho môi trường ngày càng kém
đi.
Nước thải bệnh viện là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng nếu không được xử lí một cách triệt để, do thành phần và tính chất của nó. Trong
khi đó các cơ sở y tế ngày càng gia tăng kéo theo lượng nước thải tăng lên. Vì vậy gây
ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng môi trường địa phương và là nguồn gây bệnh tiềm
tàng đối với đời sống con người.
Bệnh viện Quân y 4 được xây đi vào hoạt động từ ngày 07/10/1956 đến nay.
Hiện bệnh viện có 200 giường bệnh. Mỗi ngày bệnh viện tiếp nhận hơn 300 bệnh nhân
với tổng lượng nước thải phát sinh trong một ngày đêm khoảng 200 m
3
, mặc dù đã được
xây dựng hệ thống xử lí nhưng trong quá trình vận hành chưa đạt được hiệu quả vì vậy
nước thải thải ra môi trường chưa đạt tiêu chuẩn cho phép.
Là sinh viên học ngành công nghệ môi trường tôi rất quan tâm đến chất lượng
môi trường ở địa phương đặc biệt là nước thải của bệnh viện Quân Y 4 vì vậy chúng tôi
mạnh dạn chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lí nước thải bệnh viện Quân Y 4,Thành
phố Vinh,Nghệ An” nhằm tính toán và thiết kế mới các công trình xử lí nước thải của
bệnh viện.
- Phòng Hành chính
- Phòng Điều dưỡng
1.1.3 Quy mô hoạt động của bệnh viện Quân Y 4, Thành phố Vinh, Nghệ An.
Bệnh viện Quân Y 4 là Bệnh viện đa khoa hạng II, với quy mô 200 giường bệnh.
Chức năng của bệnh viện là khám chữa cho các thương bệnh binh và dân cư lân cận .
+ Các phòng, khoa chức năng: gồm 6 phòng, 20 khoa chức năng :
- Các phòng: Phòng Kế hoạch tổng hợp, Phòng Hậu cần, Phòng Tài chính, Phòng
Chính trị, Phòng Hành chính, Phòng Điều dưỡng.
- Các khoa: 7 khoa nội, 7 khoa ngoại, 6 khoa cận lâm sàn.
+ Số lượng cán bộ nhân viên: 355 người, trong đó có 232 nữ và 123 nam.
+ Hoạt động vào năm: Bệnh viện Quân Y 4 chính thức đi vào hoạt động từ ngày
07/10/1956.
2
1.1.4 Nhu cầu sử dụng nước của bệnh viện Quân Y 4, Thành phố Vinh, Nghệ An.
1.1.4.1 Nguồn cung cấp nước:
Nguồn nước sử dụng của bệnh viện được lấy từ hệ thống cấp nước của thành
phố. Nước cấp được dẫn về bể chứa và được bơm lên đài nước đặt trong khuôn viên của
bệnh viện, sau đó nước được phân phối về toàn bộ các khu vực dùng nước ở các phòng
khoa.
1.1.4.2 Nhu cầu sử dụng nước
Nước sử dụng trong bệnh viện với các mục đích như: nước sinh hoạt( dùng cho
bệnh nhân và người nhà bệnh nhân, cán bộ công nhân viên của bệnh viện, cang tin trong
bệnh viện) và nước sử dụng cho mục đích chữa cháy. Trong đó :
+ Nước sinh hoạt: theo số liệu thống kê, lượng nước sử dụng tối đa của bệnh
viện là 169,76m
3
/ngày đêm. Khu A sử dụng hết 167,76m
3
/ngày đêm, xưởng dược
2m
xử lí .
1.2.2 Thành phần, tính chất của nước thải bệnh viện.
Trong nước thải bệnh viện có hàm lượng chất hữu cơ và các các chất ô nhiễm
khác rất cao. Đặc biệt lượng vi khuẩn có khả năng gây bệnh truyền nhiễm rất lớn, đáng
quan tâm là nước thải từ các phòng mổ, phòng xét nghiệm và các khoa truyền nhiễm.
Nếu nước thải được thải trực tiếp ra ngoài sẽ gây ảnh hưởng đến môi trường xung
quanh bệnh viện, khu dân cư lân cận gây nên các bệnh tật, dịch bệnh cho con người, làm
mất cân bằng sinh thái.
Thành phần chính của nước thải gồm:
- Các chất hữu cơ: các chất hữu cơ trong nước thải bệnh viện đa phần là những
chất dễ phân hủy và khó phân hủy sinh học. Sự có mặt của chất hữu cơ là nguyên nhân
chính làm giảm lượng oxi hòa tan trong nước ảnh hưởng đến đời sống động thực vật
thủy sinh.
- Các chất dinh dưỡng của N, P: là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng
cho nguồn tiếp nhận dòng thải ảnh hưởng đến sinh vật sống trong môi trường thủy sinh.
- Các chất lơ lửng: gây ra độ đục của nước, đồng thời trong quá trình vận chuyển
sự lắng đọng của chúng sẽ tạo ra cặn làm tắc nghẽn đường ống, cống rãnh.
- Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: nước thải bệnh viện là nguồn điển hình chứa
lượng lớn các vi sinh vật có khả năng gây ra những căn bệnh rất nguy hiểm. Chúng là
nguyên nhân chính của các dịch bệnh truyền nhiễm như: thương hàn, tả, lỵ… ảnh hưởng
đến sức khỏe cộng đồng.
Nguồn: (, 2011)
Bảng1.2 Đặc trưng nước thải tại các bệnh viện
STT Chất ô nhiễm đặc trưng Hàm lượng (mg/l)
1 pH 6 – 8
2 SS (mg/l) 100 – 200
3 BOD (mg/l) 150 – 250
4 COD (mg/l) 250 – 350
5 Tổng Coliform (MPN/100ml) 10
5
bởi ô nhiễm công nghiệp, mắc các bệnh như nhiễm độc các loại hóa chất, các triệu
chứng xấu về tim mạch và ung thư da, ung thư nội tạng. Ngoài ra, bệnh giun sán do
dùng thực phẩm không sạch hoặc bị ô nhiễm cũng phổ biến: khoảng 80% dân số nước ta
mắc phải bệnh này. Nguồn: Nguyễn Thị Hoàng, Hồ sơ thiết kế, hệ thống xử lí nước thải
bệnh viện Đa khoa Tân Hiệp 140 m
3
/ ngày.đêm, 2007.
Hiện nay tình hình ô nhiễm nước thải bệnh viện ở nước ta đã đến mức báo động.
Nhiều bệnh viện tại Tp.HCM và các khu vực khác trong cả nước vẫn chưa có hệ thống
xử lý nước thải bệnh viện hoặc có nhưng không xử lý tốt. Đây chính là một nguy cơ lớn
cho sức khỏe cộng đồng.
Tại Tp.HCM, số bệnh viện lớn tập trung hầu hết tại các quận 1, 3, 5, 10 và Tân
Bình, chiếm hơn 60% tổng số bệnh viện và trung tâm y tế (TTYT) và khoảng 73% tổng
số giường bệnh trên địa bàn TP. Từ tháng 8/2005 đến nay, Sở Tài nguyên và Môi
trường Tp.HCM đã tiến hành một đợt tổng kiểm tra về HTXLNT tại các bệnh viện và
các TTYT trên toàn TP. Kết quả cho thấy mỗi ngày có 17276 m
3
nước thải được thải ra
từ 109 bệnh viện và TTYT. Nguồn nước thải chủ yếu từ các khâu giải phẫu, xét nghiệm,
khám chữa bệnh, giặt giũ, vệ sinh của nhân viên y tế, bệnh nhân, thân nhân. Kết quả
phân tích nước thải cho thấy loại nước thải này ô nhiễm nặng về mặt hữu cơ và vi sinh,
với hàm lượng BOD
5
khoảng 350 ÷ 400 mg/l, chất rắn lơ lửng 250÷ 300 mg/l, đặc biệt
5
hàm lượng vi sinh cao gấp 100 ÷ 1000 tiêu chuẩn cho phép. Đáng chú ý nhất là trong số
17267 m
3
nước thải hằng ngày thì chỉ có 12925 m
3
hoặc tổn thương cho cơ thể do các vật sắc nhọn (như kim tiêm). Các vật sắc nhọn này
không chỉ gây nên những vết cắt, đâm mà còn gây nhiễm trùng các vết thương nếu vật
sắc nhọn đó bị nhiễm tác nhân gây bệnh. Như vậy những vật sắc nhọn ở đây được coi là
loại chất thải rất nguy hiểm bởi nó gây tổn thưởng kép (vừa gây tổn thường, vừa gây
bệnh truyền nhiễm như viêm gan B, HIV...). Hơn nữa, trong chất thải y tế lại chứa đựng
các tác nhân gây bệnh truyền nhiễm như tụ cầu, HIV, viêm gan B. Các tác nhân này có
thể thâm nhập vào cơ thể qua các vết trầy xước, vết đâm xuyên, qua niêm mạc, qua
đường hô hấp (do hít phải), qua đường tiêu hóa (do nuốt hoặc ăn phải). Nước thải bệnh
viện còn là nơi "cung cấp" các vi khuẩn gây bệnh, nhất là nước thải từ những bệnh viện
chuyên về các bệnh truyền nhiễm cũng như trong các khoa lây nhiễm của các bệnh viện.
Những nguồn nước thải này là một trong những nhân tố cơ bản có khả năng làm lây lan
các bệnh truyền nhiễm thông qua đường tiêu hóa. Đặc biệt nguy hiểm khi nước thải bị
nhiễm các vi khuẩn gây bệnh có thể dẫn đến dịch bệnh cho người và động vật qua
nguồn nước khi sử dụng nguồn nước này vào mục đích tưới tiêu, ăn uống... Những cá
nhân phải thường xuyên tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với chất thải y tế nguy hại đó
là: bác sĩ, y tá, hộ lý; bệnh nhân điều trị nội trú hoặc ngoại trú; khách tới thăm hoặc
6
người nhà bệnh nhân; những người trực tiếp làm công việc xử lý rác thải tại các bãi đổ
rác thải hay các lò đốt rác. Những người thu gom, bới rác là những người đầu tiên chịu
ảnh hưởng bởi các tác động có hại của chất thải y tế nếu như chất thải y tế không được
quản lý đúng cách.
Như vậy, nếu việc thu gom, phân loại và xử lý các chất thải y tế không đảm bảo
đó sẽ gây ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng và nhất là của những người trực tiếp tiếp
xúc với chất thải. Nguồn: (, 2011).
- Đối với môi trường: Khi chất thải y tế không được xử lý đúng cách (chôn lấp,
thiêu đốt không đúng qui định, tiêu chuẩn) thì sẽ dẫn đến ô nhiễm môi trường đất, nước
và không khí và sự ô nhiễm này sẽ ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến sức khỏe con
người, hệ sinh thái.
Như vậy, để tránh được sự nguy hại của chất thải y tế đối với sức khỏe và môi
trường, và bảo vệ những người thường xuyên tiếp xúc với chất thải y tế thì ngành y tế
.
1.3.1.2 Lưới lọc:
Loại bỏ các tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ hơn, mịn hơn.
7
1.3.1.3 Bể tách dầu:
Bể vớt dầu mỡ thường áp dụng xử lý nước thải có chứa dầu mỡ (nước thải công
nghiệp), nhằm tách các tạp chất nhẹ. Nước sau khi xử lí hết dầu mỡ mới được phép cho
chảy vào thủy vực. Hơn nữa, nước thải có lẫn dầu mỡ khi vào xử lí sinh học sẽ làm bít
lỗ hổng ở vật liệu lọc, ở phin lọc sinh học và còn làm hỏng cấu trúc bùn hoạt tính trong
bể aeroten.
1.3.1.4 Bể điều hòa :
Bể điều hòa dùng để duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lí ổn định,
khắc phục những sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nước thải gây ra và nâng
cao hiệu suất của các quá trình xử lí sinh học. Bể điều hòa có thể phân loại như sau:
- Bể điều hòa lưu lượng
- Bể điều hòa nồng độ
- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ
1.3.1.5 Bể lắng : Dùng để tách các chất không tan ở dạng lơ lửng trong nước thải dựa
vào sự chênh lệch giữa trọng lượng các hạt cặn có trong nước thải.
Để tăng cường quá trình lắng ta có thể thêm vào các chất đông tụ sinh học
Trong bể lắng người ta thường phân ra làm 4 vùng :
- Vùng phân phối nước
- Vùng lắng các hạt cặn
- Vùng chứa cặn
- Vùng thu nước ra
Tùy theo từng công nghệ xử lí mà người ta phân biệt bể lắng đợt I và lằng đợt II.
Bể lắng đợt I được đặt trước công trình xử lí sinh học. Bể lắng II được đặt sau công
trình xử lí sinh học. Bể lăng được chia làm 3 loại : bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lăng
li tâm .
Ngoài ra còn có bể lắng trong đó quá trình lắng được lọc qua tầng cặn lơ lửng gọi
bằng màng điện hoá...
1.3.2.1 Keo tụ, tạo bông :
Quá trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách
được các chất gây ô nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn co kích
thước nhỏ từ 10
-7
÷ 10
-8
cm .
Các chất keo tụ thường là các phèn nhôm như : Al
2
(SO4
)
3
.18 H
2
O, NaAlO
2
,
Al
2
(OH)
5
Cl, Kal(SO
4
)
2
.12H
2
tử có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp.
1.3.2.2 Tuyển nổi :
Ứng dụng để xử lí các chất lơ lửng trong nước (bùn hoạt tính, màng vi sinh vật).
Nước thải được nén đến áp suất 40-60 psi với khối lượng không khí bão hòa. Khi áp
suất của hỗn hợp khi- nước này giảm đến áp suất khí quyển trong bể tuyển nổi thì
những hạt nhỏ bé được giải phóng. Bọt khí có khả năng được hấp phụ các bông bùn và
các chất lơ lửng hoặc nhũ tương làm chúng kết dính lại với nhau và nổi trên bề mặt.
Hỗn hợp khi-chất rắn nổi lên tạo thành váng trên bề mặt. Nước đã loại bỏ các chất lơ
lửng được xả ra từ đáy bể tuyển nổi.
1.3.3 Theo phương pháp sinh học (Nguồn: PGS.TS. Lương Đức Phẩm, Công nghệ xử
lý nước thải bằng biện pháp sinh học, Nhà xuất bản Giáo Dục, 2002).
9
Cơ sở của phương pháp này là dựa vào khả năng sống và hoạt động của vi sinh
vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật sử dụng một số hợp
chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Trong
quá trình dinh dưỡng chúng nhận được các chất làm vật liệu xây dựng tế bào, sinh
trưởng va sinh sản nên khối lượng sinh khối tăng lên.
Phương pháp sinh học thường được sử dụng để làm sạch hoàn toàn các loại nước thải
có chứa các chất hữu cơ hòa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo. Do vậy, phương pháp
này thường được dùng sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải. Đối với
các chất vô cơ chứa trong nước thải thì phương pháp này dùng để khử chất sulfite, muối
amon, nitrat – tức là các chất chưa bị oxy hóa hoàn toàn. Sản phẩm cuối cùng của quá
trình phân hủy sinh hóa các chất bẩn sẽ là: khí CO
2
, nitơ, nước, ion sulfate, sinh khối…
Cho đến nay, người ta đã biết được nhiều loại vi sinh vật có thể phân hủy tất cả các chất
hữu cơ có trong thiên nhiên và rất nhiều các chất hữu cơ tổng hợp nhân tạo.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học có thể xem là tốt nhất trong các
phương pháp khác vì: chi phí thấp; có thể xử lý được độc tố; xử lý được N-NH
3
- 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 BOD
5
< 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 CO
2
+ NH
3
+ C
5
H
7
NO
2
+ Các sản phẩm khác`
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 ⇒ NH
3
+ H
2
O + năng lượng + tế bào mơi
Hoặc:
Chất thải + bùn hoạt tính + không khí ⇒ 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
BOD
20
= 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
200gBOD
diễn ra gần giống điều kiện lý tưởng. BOD
5
của nước thải sau xử lý thường thấp hơn
20mg/l, hàm lượng cặn lơ lửng từ 3 ÷ 25mg/l và N_NH
3
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
13
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 µm.
- 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
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
14
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 m
3
/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 m
3
/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
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
15
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 (CH
4
và
CO
2
) 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
0
C.
Để xử lý ở mức độ cao, thời gian lưu chất rắn được xác định là 10 ngày ở 32
0
C,
nếu nhiệt độ giảm đi 11
0
C, thời gian lưu đòi hỏi phải tăng gấp đôi.
1.3.3.4.2 Quá trình lọc kị khí (Anaerobic Filter Process)
16
Copyright: Tài liệu đại học ©