Ngày tạo: 21/06/2021 - Lượt xem: 927

1.  Nước thải y tế là gì?

Nước thải y tế là nước thải phát sinh từ các cơ sở y tế, bao gồm: cơ sở khám bệnh, chữa bệnh; cơ sở y tế dự phòng; cơ sở nghiên cứu, đào tạo y, dược; cơ sở sản xuất thuốc. Trong nước thải y tế, ngoài những yếu tố ô nhiễm thông thường như chất hữu cơ, dầu mỡ động, thực vật, còn có những chất bẩn khoáng và chất hữu cơ đặc thù, các vi khuẩn gây bệnh, chế phẩm thuốc, chất khử trùng, các dung môi hóa học, dư lượng thuốc kháng sinh và có thể có các đồng vị phóng xạ được sử dụng trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh. Do đó nước thải y tế cần được thu gom và xử lý đảm bảo theo các qui định hiện hành.

2.  Nguồn phát sinh của nước thải y tế từ đâu?

Lượng nước cấp của các bệnh viện trong một ngày là cơ sở để tính toán hệ thống thu gom nước thải và lựa chọn công suất của hệ thống xử lý nước thải một cách chính xác nhất. Tuy nhiên, lượng nước thải phát sinh cần được xử lý tại các bệnh viện thường được tính toán dựa trên số lượng bệnh nhân hoặc số giường bệnh (lượng nước thải tính trên bệnh nhân trong ngày). Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã đưa ra một vài phương pháp ước tính lượng nước thải phát sinh như sau:

- Bệnh viện quy mô nhỏ và trung bình: 200 - 500 lít/người.ngày.

- Bệnh viện quy mô lớn: 400 - 700 lít/người.ngày

- Bệnh viện trường học: 500 - 900 lít/người.ngày

Tuy nhiên, lượng nước thải thực tế thu gom phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của hệ thống thu gom trong các cơ sở y tế. Trên thực tế với hệ thống thu gom không hiệu quả, lượng nước thải thực tế thu được thường thấp hơn đáng kể so với các giá trị được chỉ ra.

3. Thành phần của nước thải y tế

1. Các chất rắn trong nước thải y tế (TS, TSS và TDS)

Thành phần vật lý cơ bản trong nước thải y tế gồm có: tổng chất rắn (TS); tổng chất rắn lơ lửng (TSS); tổng chất rắn hòa tan (TDS). Chất rắn hòa tan có kích thước hạt 10^-8 - 10^-6 mm, không lắng được. Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt từ 10^-3 - 1 mm và lắng được. Ngoài ra trong nước thải còn có hạt keo (kích thước hạt từ 10^-5 - 10^-4 mm) khó lắng. Trong nước thải bệnh viện hoặc các cơ sở y tế khác, hàm lượng cặn lơ lửng dao động từ 75 mg/L đến 250 mg/L. Hàm lượng của các chất rắn lơ lửng trong nước thải phụ thuộc vào sự hoạt động của các bể tự hoại trong cơ sở y tế.

2. Các chỉ tiêu hữu cơ của nước thải y tế (BOD₅ , COD)

Các chỉ tiêu hữu cơ của nước thải y tế gồm có: nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) và nhu cầu oxy hóa học (COD).

• BOD₅ gián tiếp chỉ ra mức độ ô nhiễm do các chất có khả năng bị oxy hoá sinh học, mà đặc biệt là các chất hữu cơ. BOD₅ thường được xác định bằng phương pháp phân hủy sinh học trong thời gian 5 ngày nên được gọi là chỉ số BOD₅. Trong nước thải bệnh viện tại Việt Nam, BOD₅ dao động từ 120 mg/l đến 200 mg/lít.
• COD là chỉ tiêu để đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải kể cả chất hữu cơ dễ phân huỷ và khó phân huỷ sinh học. Đối với nước thải, hàm lượng ô nhiễm hữu cơ được xác định gián tiếp thông qua chỉ số COD. Trong nước thải bệnh viện tại Việt Nam, COD thường có giá trị từ 150mg/l đến 250 mg/lít

3. Các chất dinh dưỡng trong nước thải y tế (các chỉ tiêu nitơ và phospho)

Trong nước thải y tế cũng chứa các nguyên tố dinh dưỡng gồm Nitơ và Phốt pho. Các nguyên tố dinh dưỡng này cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật và thực vật. Nước thải y tế thường có hàm lượng N-NH4⁺ phụ thuộc vào loại hình cơ sở y tế. Thông thường nước thải phát sinh từ các phòng khám và các Trung tâm y tế quận/ huyện thấp (300 - 350 lít/giường. ngày) nhưng chỉ số tổng Nitơ cao khoảng từ 50 - 90 mg/l. Các giá trị này chỉ có tính chất tham khảo, khi thiết kế hệ thống xử lý cần phải khảo sát và đánh giá chính xác nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ở các thời điểm khác nhau. Trong nước, nitơ tồn tại dưới dạng nitơ hữu cơ, nitơ amôn, nitơ nitrit và nitơ nitrat. Nitơ gây ra hiện tượng phú dưỡng và độc hại đối với nguồn nước sử dụng ăn uống. Phốt pho trong nước thường tồn tại dưới dạng orthophotphat (PO₄^3-, HPO₄^2-, H₂PO₄^-, H₃PO₄) hay polyphotphat [Na₃(PO₃)₆] và phốt phát hữu cơ. Phốt pho là nguyên nhân chính gây ra sự bùng nổ tảo ở một số nguồn nước mặt, gây ra hiện tượng tái nhiễm bẩn và nước có màu, mùi khó chịu.

Các chất thải bệnh viện (nước thải và rác thải) khi xả ra môi trường không qua xử lý có nguy cơ làm hàm lượng nitơ và photpho trong các sông, hồ tăng. Trong hệ thống thoát nước và sông, hồ, các chất hữu cơ chứa nitơ bị amôn hoá. Sự tồn tại của NH4 + hoặc NH3 chứng tỏ sông, hồ bị nhiễm bẩn bởi các chất thải. Trong điều kiện có ôxy, nitơ amôn trong nước sẽ bị các loại vi khuẩn Nitrosomonas và Nitrobacter chuyển hoá thành nitơrit và nitơrat. Hàm lượng nitơrat cao sẽ cản trở khả năng sử dụng nước cho mục đích sinh hoạt, ăn uống

4. Chất khử trùng và một số chất độc hại khác

Do đặc thù hoạt động của các cơ sở y tế, đặc biệt là các bệnh viện, các hóa chất khử trùng đã được sử dụng khá nhiều, các chất này chủ yếu là các hợp chất của clo (cloramin B, clorua vôi, ...) sẽ đi vào nguồn nước thải và làm giảm hiệu quả xử lý của các công trình xử lý nước thải sử dụng phương pháp sinh học. Ngoài ra, một số kim loại nặng như Pb (chì), Hg (Thủy ngân), Cd (Cadimi) hay các hợp chất AOX phát sinh trong việc chụp X- quang cũng như tại các phòng xét nghiệm của bệnh viện trong quá trình thu gom, phân loại không triệt để sẽ đi vào hệ thống nước thải có nguy cơ gây ra ô nhiễm nguồn nước tiếp nhận.

5. Các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải y tế

Nước thải y tế có thể chứa các vi sinh vật gây bệnh như: Samonella typhi gây bệnh thương hàn, Samonella paratyphi gây bệnh phó thương hàn, Shigella sp. gây bệnh lỵ, Vibrio cholerae gây bệnh tả, ...

4. Quy trình xử lý như thế nào?

5. Thuyết minh quy trình

Bước 1: Hố thu gom sẽ tiếp nhận nước thải từ hoạt động sinh hoạt của các bác sĩ, y tá, bệnh nhân; quá trình khử trùng, xác khuẩn dụng cụ y tế;... Sau đó nước thải từ bể thu gom sẽ được bơm qua bể điều hòa.

Bước 2: Tại bể điều hòa nước thải được xáo trộn và thổi khí thường xuyên nhằm tránh tình trạng lắng cặn xảy ra. Bể điều hòa giúp hạn chế được tình trạng quá tải nguồn nước thải, ổn định nồng độ pH trong suốt quá trình xử lý nước thải. Nước thải tại bể điều hòa sau đó sẽ được bơm vào bể thiếu khí (Anoxic).

Bước 3: Tại bể Anoxic, dùng các vi sinh vật thiếu khí xử lý toàn bộ lượng Amoni và Phốt pho có trong nước thải. Trong bể thiếu khí thì hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển mạnh, xử lý N, P trong nước thải qua quy trình như sau:

Quá trình Nitrat hóa được xảy ra theo phương trình sau:

NH3 → NO₃- → NO₂- → NO → N₂O → N₂ (khí)

Quá trình khử Amoni được thực hiện bởi 2 chủng vi sinh vật là Nitrosonas và Nitrobacter. Thành phần Amoni có trong nước thải sẽ được chuyển hóa hoàn toàn thành N2 và thoát ra môi trường. Nhờ đó mà thành phần Nitơ có trong nước thải giảm xuống.

Quá trình Photphorit hóa được xảy ra theo phương trình sau:

PO4^-3 Microorganism (PO4^-3) dạng muối => Bùn

Chủng vi sinh vật tham gia vào quá trình trên là Acinetobacter. Các chất hữu cơ có trong nước thải sẽ được chuyển hóa thành hợp chất không chứa phốt pho hoặc các hợp chất có chứa phốt pho nhưng dễ bị phân hủy với vi sinh vật hiếu khí ở quá trình tiếp theo.

Nhằm tăng quá trình tiếp xúc cũng như tăng hiệu quả quá trình phản ứng. Thì trong bể Anoxic được bố trí các cánh khuấy chìm. Ngoài ra, nhằm thúc đẩy quá trình phản ứng thì trong thực tế còn sử dụng giá thể từ nhựa, đệm sinh học. Nhằm tạo môi trường cho vi sinh vật phát triển thuận lợi.

Bước 4: Bể Aerotank (hay còn gọi là bể sinh học hiếu khí) là bể dùng cho quy trình xử lý sinh học hiếu khí nhân tạo. Bể Aerotank hoạt động dựa trên các chủng vi sinh xử lý nước thải có khả năng oxi hóa và khoáng hóa các chất hữu cơ có trong nước thải. Tại bể Aerotank các chất thải hữu cơ sẽ được các vinh sinh vật có lợi phân hủy bằng cách là các vi sinh này dùng các chất thải hữu cơ để làm chất dinh dưỡng để sinh trưởng và phát triển.

Nguyên lý hoạt động bể Aerotank được diễn ra với 3 quy trình cơ bản như sau:

1. Đầu tiên là quá trình oxi hóa các chất hữu cơ:

Quá trình này có thể diễn giải bằng phương trình sau:

C_xH_yO_z + O₂ — Enizyme —> CO₂ + H₂O + H

Trong giai đoạn này, những bùn hoạt tính được hình thành và phát triển nhanh chóng. Tốc độ oxi hóa càng cao thì tốc độ tiêu thụ khí oxi cũng diễn ra càng nhanh. Ở thời điểm này, lượng dinh dưỡng trong các chất thải cao nên tốc độ sinh trưởng phát triển của vi sinh rất lớn. Cũng vì vậy mà nhu cầu tiêu thụ oxi trong bể Aeroten rất lớn.

2. Quá trình tổng hợp tế bào mới:

C_xH_yO_z + NH₃ + O₂ — Enizyme —> CO₂ + H₂O + C₅H₇NO₂ – H

Ở quá trình thứ 2 này, các vi sinh vật đã phát triển ổn định và nhu cầu tiêu thụ oxi của chúng cũng không có sự thay đổi quá nhiều. Cũng tại đây, các chất hữu cơ được phân hủy nhiều nhất. Đồng thời, hoạt lực của Enzym trong bùn hoạt tính cũng đạt mức cực đại.

3. Quá trình phân hủy nội bào:

C₅H₇NO₂ + 5O₂ — Enizyme —> 5CO₂ + 2H₂O + NH₃ ± H

Trong giai đoạn này, tốc độ tiêu thụ oxi trong bể lại tiếp tục tăng cao. Theo nguyên lý làm việc của bể Aerotank thì giai đoạn này là lúc Nitrat hóa các muối Amoni. Ngay sau đó thì nhu cầu tiêu thụ oxi lại tiếp tục giảm xuống.

Bước 5: Sau đó, nước thải từ bể Aerotank sẽ chảy sang bể màng MBR. Tại đây, nước thải sẽ thấm qua màng lọc, đi vào trong những ống mao dẫn từ trong những lỗ kích thước siêu nhỏ. Khi được lọc qua những màng này thì các tạp chất rắn, chất vô cơ, chất hữu cơ sẽ bị giữ lại.

Bước 6: Nước sau khi lọc sẽ được bơm hút để cho vào bể chứa nước sạch. Trong quá trình hút thì hóa chất khử trùng cũng được châm vào một cách tự động để khử trùng.

Khi áp suất chân không trong bể lớn hơn 50 KPA so với mức trung bình (mức trung bình 10-30 KPA) thì 2 ống bơm hút sẽ ngắt tự động. Cùng lúc đó, ống bơm thứ 3 sẽ bơm rửa ngược trở lại. Khi đó, màng MBR sẽ bị rung chuyển và làm cho các chất cặn bị rơi xuống phía dưới.

Bước 7: Một phần bùn từ bể màng MBr sẽ được tuần hòa về bể Anoxic, phần bùn còn lại sẽ được xử lý định kì.

6. Ưu nhược điểm của hệ thống xử lý nước thải y tế theo công nghê màng MBR

• Ưu điểm:

• Bể MBR có ưu điểm vượt trội so với những loại bể xử lý nước thải khác đó là bạn sẽ không cần phải xây dựng bể lắng. Kích thước của phần bể nén bùn vừa phải do đó bạn có thể tiết kiệm được chi phí xây dựng.
• Bể MBR có thẻ lưu trữ nước từ 2.5 – 5 tiếng đồng hồ. Trong khi đó, các bể xử lý thông thường khác sẽ phải mất hơn 6 tiếng đồng hồ để lọc.
• Công nghệ màng lọc MBR có nồng độ vi sinh MLSS cao giúp cho thời gian lưu trữ bùn dài hơn và các tạp chất cũng ít hơn rất nhiều.
• Bên cạnh đó, nồng độ bùn vi sinh cao sẽ làm cho bể xử lý hạn chế được rất nhiều sự cố và tình trạng nổi bùn như những loại bể truyền thống khác.
• Chất lượng đầu ra của nước khi lọc nước qua bể MBR luôn đạt được tiêu chuẩn về chất lượng, những tạp chất ô nhiễm sẽ được xử lý triệt để. Nguồn nước thoát ra chỉ có lượng chất rắn ở dưới mức 4.5mg/lít và có lượng COD thấp. Đây chính là một trong những điểm mạnh của bể MBR mà không phải những bể khác cũng có thể làm được.
• Nguồn nước này không hề lãng phí bởi vì bạn có thể sử dụng chúng trong việc đồng áng, tưới cây, rửa đường.
• Cách thức vận hành của bể MBR khá đơn giản, nhân công sử dụng không quá nhiều mà đều được tự động hóa giúp giảm chi phí vận hành.
• Muốn tăng hiệu suất của bể, bạn chỉ cần mua thêm Module (màng lọc MBR). Công nghệ lọc MBR cũng rất đa dạng, áp dụng được cho cả bể kị khí và bể hiếu khí.

• Nhược điểm:

• Màng lọc MBR thường hay xảy ra tình trạng nghẽn và tắc.
• Bể lọc MBR phải được làm sạch, tẩy rửa bằng hóa chất theo định kỳ từ 6 đến 12 tháng 1 lần.