Xử lý nước thải - Đề xuât quy trình xử lý nước thải bệnh viện công suất 500m3 /ngày đêm

ĐỀ XUÂT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CÔNG SUẤT 500m3 /ngđ. NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 2. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG 3. HÌNH ẢNH THỰC TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ BỆNH VIỆN 4. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN 5. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 6. KHAI TOÁN KINH TẾ Chương 1TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN Nguồn gốc nước thải bệnh viện Sinh hoạt của bệnh nhân, người nuôi bệnh nhân, cán bộ và công nhân viên của bệnh viện. Pha chế thuốc. Tẩy khuẩn. Lau chùi phòng làm việc. Phòng bệnh nhân… Thành phần, tính chất nước thải BV 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. Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh: Salmonella, tụ cầu, liên cầu, virus đường tiêu hóa, bại liệt, các loại kí sinh trùng, amip, nấm… Các mầm bệnh sinh học khác trong máu, mủ, dịch, đờm, phân của người bệnh. Các loại hóa chất độc hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị, thậm chí cả chất phóng xạ. Thành phần và tính chất NTBV Chương 2 MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện theo nguyên lý hợp khối Nguyên lý hoạt động Nguyên lý hợp khối cho phép thực hiện kết hợp nhiều quátrình cơ bản xử lý nước thải đã biết trong không gian thiết bị của mỗi mô-đun để tăng hiệu quả và giảm chi phí vận hành xử lý nước thải. Thiết bị xử lý hợp khối cùng một lúc thực hiện đồng thời quá trình xử lý sinh học thiếu khí và hiếu khí. Việc kết hợp đa dạng này sẽ tạo mật độ màng vi sinh tối đa mà không gây tắc các lớp đệm, đồng thời thực hiện oxy hóa mạnh và triệt để các chất hữu cơ trong nước thải. Thiết bị hợp khối còn áp dụng phương pháp lắng có lớp bản mỏng (lamen) cho phép tăng bề mặt lắng và rút ngắn thời gian lưu. Đi kèm với giải pháp công nghệ hợp khối này có các hóa chất phụ trợ gồm: chất keo tụ PACN-95 và chế phẩm vi sinh DW-97-H giúp nâng cao hiệu suất xử lý, tăng công suất thiết bị. Với nguyên lý hoạt động nêu trên, Trung tâm CTC đã thiết kế 2 dòng thiết bị xử lý nước thải bệnh viện hợp khối điển hình: Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện V-69 Công nghệ này được Trung tâm CTC thiết kế xây dựng từ năm 1997 tại Bệnh viện V-69 thuộc Bộ tư lệnh lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh (Viện nghiên cứu và bảo quản thi thể Bác Hồ). Từ đó đến nay V-69 được phát triển và hoàn thiện nhiều lần. Chức năng của các thiết bị xử lý khối kiểu V-69 là xử lý sinh học hiếu khí, lắng bậc 2 kiểu lamen và khử trùng nước thải. Ưu điểm của thiết bị là tăng khả năng tiếp xúc của nước thải với vi sinh vật và oxy có trong nước nhờ lớp đệm vi sinh có độ rỗng cao, bề mặt riêng lớn; quá trình trao đổi chất và oxy hóa đạt hiệu quả rất cao. Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện CN-2000 Trên nguyên lý của thiết bị xử lý nước thải V-69, thiết bị xử lý nước thải CN-2000 được thiết kế chế tạo theo dạng tháp sinh học với quá trình cấp khí và không cấp khí đan xen nhau để tăng khả năng khử nitơ. Thiết bị CN-2000 có công suất 120 - 150 m3/ngày đêm (trung bình 20 giờ), được ứng dụng để xử lý các nguồn nước thải có ô nhiễm hữu cơ và nitơ. Các thông số nước thải đầu vào: BOD5/COD ³ 0,5, BOD £ 350 mg/l, nồng độ các độc tố có hại cho các quá trình xử lý bằng vi sinh đạt mức cho phép. Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện theo mô hình DEWATS Hệ thống DEWATS gồm có bốn bước xử lý cơ bản với các công trình đặc trưng: Xử lý sơ bộ bậc một: Quá trình lắng loại bỏ các cặn lơ lửng có khả năng lắng được, giảm tải cho các công trình xử lý phía sau. Xử lý bậc hai: quá trình xử lý nhờ các vi sinh vật kị khí để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và hoà tan trong nước thải. Giai đoạn này có hai công nghệ được áp dụng là bể phản ứng kị khí (BR) có các vách ngăn và bể lắng kị khí (AF). Bể lọc kị khí với vật liệu lọc có vai trò là giá đỡ cho các vi sinh vật phát triển, tạo thành các màng vi sinh vật. Các chất ô nhiễm hòa tan trong nước thải được xử lý hiệu quả hơn khi đi qua các lỗ rỗng của vật liệu lọc và tiếp xúc với các màng vi sinh vật. Xử lý bậc ba: Quá trình xử lý hiếu khí Công nghệ áp dụng chủ yếu của bước này là bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy ngang. Ngoài quá trình lắng và lọc tiếp tục xảy ra trong bãi lọc thì hệ thực vật trồng trong bãi lọc góp phần đáng kể trong xử lý nước thải nhờ khả năng cung cấp ôxy qua bộ rễ của cây xuống bãi lọc tạo điều kiện hiếu khí cho các vi sinh vật lớp trên cùng của bãi lọc Sau một thời gian vận hành, hệ thực vật trong bãi lọc sẽ tạo nên một khuôn viên đẹp cho toàn bộ hệ thống xử lý. Khử trùng Hồ chỉ thị với chiều sâu lớp nước nông được thiết kế để loại bỏ các vi khuẩn gây bệnh nhờ bức xạ mặt trời xuyên qua lớp nước trong hồ. Tuy nhiên, đối với nước thải có lượng vi sinh vật gây bệnh cao thì việc sử dụng hóa chất khử trùng là điều cần thiết. Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện BIOFASTTM Serie ATC BIOFASTTM là hệ thống xử lý nước thải theo module (modulair packed wastewater treatment system). ATC C/Z là 2 loại chuyên dụng cho các bệnh viện đa khoa từ 30 đến 1000 giường. Các công đoạn xử lý bao gồm: Lọc sơ, phản ứng vi sinh (bio-reaction), sục khí O2, thu gom và khử mùi hôi khí thải, khử trùng bằng khuếch tán ozone công suất cao, (Riêng ở serie C, hệ thống khử trùng bằng chlorine tự động). Một hệ thống Biofast™ATC gồm có 3 container. Tùy theo dung tích nước thải cần xử lý mà các container sẽ có kích cỡ khác nhau . Loại lớn nhất là cùng kích thước với container 40 feet (2,4m x 2,4m x 12m), năng lực xử lý 80 m3/ngày, tương đương bệnh viện 400 giường. Khi cần  dung tích xử lý lớn hơn 100 m3/ ngày đêm, ta lắp thêm các container, hoạt động song song. Các container XLNTBV được PETECH Corp sản xuất theo chất lượng chuyên dụng , để đạt được tuổi thọ trên 20 năm. Do vậy, toàn bộ khung sườn, bồn chứa, vách ngăn, vỏ ốp ngoài, … đều được làm bằng thép không gỉ SUS 304. Chương 3 HÌNH ẢNH THỰC TẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI MỘT SỐ BỆNH VIỆN Tại bênh viện Chợ Rẫy Tại bệnh viện Gia Định Tại bệnh viện Ung Bướu Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải bệnh viện Ung Bướu: Chương 4ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁNXỬ LÝ NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN Lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý nước thải bệnh viện dựa vào các yếu tố cơ bản sau: Công suất của trạm xử lý; Thành phần và đặc tính của nước thải; Mức độ cần thiết xử lý nước thải; Tiêu chuẩn xả nước thải vào nguồn tiếp nhận; Điều kiện mặt bằng và đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực; Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Phương án 1 Ưu điểm của phương án 1 Công nghệ đơn giản Vận hành đơn giản Giá thành đầu tư ban đầu thấp vì công nghệ chủ yếu là bê tông cốt thép Khuyết điểm của phương án 1 VSV phát triển trong bể Aerotank thường rất chậm và sinh khối tạo ra không nhiều Hiệu quả xử lý không cao vì công nghệ đơn giản Phương án 2 Ưu điểm của phương án 2 Công nghệ đơn giản. Vận hành đơn giản. Giá thành đầu tư ban đầu thấp vì công nghệ chủ yếu là bê tông cốt thép. Thu được khí CH4 phục vụ nhu cầu về năng lượng. Khuyết điểm của phương án 2 Thời gian vận hành bể UASB khá lâu. Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn. Hiệu quả xử lý thấp vì công nghệ đơn giản. Phương án 3 Ưu điểm của phương án 3 Hiệu quả xử lý cao vì kết hợp xử lý yếm khí và hiếu khí; Ít tiêu hao năng lượng trong quá trình hoạt động; Giá thành vận hành thấp Hệ thống kỵ khí sản sinh ít bùn thừa; Thu khí CH4 phục vụ nhu cầu năng lượng. Khuyết điểm của phương án 3 Thời gian khởi động bể UASB lâu. Khó kiểm soát trạng thái và kích thước hạt bùn. CHƯƠNG 5TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ PHƯƠNG ÁN 3 Xác định lưu lượng tính toán: Q= 500m3/ng.đ Qh = m3/h Qs = m3/s Song chắn rác Nhiệm vụ : giữ lại các tạp chất có kích thước lớn, nhờ đó tránh gây tắc nghẽn và bào mòn bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Chiều cao lớp nước ở song chắn rác lấy bằng độ dày tính toán ở mương dẫn: h1 = h = 0,1m Số khe hở của song chắn rác được tính theo công thức: Số thanh chắn: m = n- 1 = 6 – 1 = 5 thanh Chiều rộng của song chắn rác được tính theo công thức: Bs = s(n+1) + bn = 0,008(6+1) + 0,0166 Bs= 0,152 m Trong đó: s là bề dày của thanh chắn rác, s = 0,008 mg/l Kiểm tra vận tốc dòng chảy ở phần mở rộng của mương trước song chắn rác để khắc phục khả năng lắng đọng cặn khi vận tốc nhỏ hơn 0,4 m/s Tổn thất áp lực ở song chắn rác: Trong đó: v: vận tốc nước thải trước song chắn; K: hệ số tính đến sự tăng tổn thất do vướng mắc rác ở song chắn, K=2-3,chọn K=2; : hệ số sức cản cục bộ của song chắn được xác định theo công thức: :hệ số phụ thuộc vào tiết diện ngang của thanh song chắn, chọn hình dạng tiết diện thanh song chắn là hình chữ nhật, khi đó =2,42; :góc nghiêng của song chắn so với hướng dòng chảy, =450. Chiều dài phần mở rộng trước thanh chắn rác L1: Trong đó: Bs : chiều rộng song chắn rác B : chiều rộng mương dẫn : góc nghiêng chỗ mở rộng, thường lấy =200 Chiều dài phần mở rộng sau thanh chắn rác L2: Chiều dài xây dựng của phần mương để lắp đặt song chắn rác: L = L1 + L2 + Ls = 0,07 +0,035 + 0,5 = 0,605 m Trong đó: Ls: chiều dài phần mương đặt song chắn rác, Ls =0,5m. Chiều sâu xây dựng của phần mương đặt song chắn rác: H = h1 + hs + hbv= 0,1 + 0,044 + 0,5 = 0,644m Khối lượng rác được giữ lại trước song chắn rác được xác định: Trọng lượng rác ngày đêm là: Hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và BOD5 của nước thải sau khi đi qua song chắn rác giảm 4%, còn lại: TSS = TSS * (100-4)% = 263 * 96% = 252,48 mg/l BOD5 = BOD5 * (100-4)% =493 * 96%=473,3 mg/l Bể lắng cát ngang Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất vô cơ không hòa tan như cát, sỏi,xỉ và các các vật liệu rắn khác có vận tốc lắng hay trọng lượng riêng lớn. Chọn thời gian lưu nước trong bể lắng cát ngang t = 60s Lưu lượng NT tính toán:Q = 0,0058 m3/s Thể tích tổng cộng của bể lắng cát: W = 0,0058*60 = 0,348 m3 Bể lắng cát ngang Chiều dài bể lắng cát ngang được xác định theo công thức: Diện tích tiết diện ướt của bể lắng cát ngang được tính theo công thức: Bể lắng cát ngang Chiều rộng bể lắng cát ngang được xác định theo công thức : Thể tích phần chứa cặn của bể lắng cát ngang được tính theo công thức: Bể lắng cát ngang Chiều cao lớp cát trong bể lắng cát ngang trong 2 ngày đêm : Với n = 1: Số bể lắng cát làm việc Chiều cao xây dựng của bể lắng cát ngang : Hxd = Httmax + hc + hbv = 1 + 0,26 + 0,5 = 1,76m Bể lắng cát ngang Công suất bơm: Hàm lượng chất lơ lửng (TSS) và BOD5 của nước thải sau khi đi qua bể lắng cát giảm 5%, còn lại: TSS = TS *(100-5)% =252,48*95%=239,98 mg/l BOD5 = BOD5*(100-5)%= 473,3*95%=449,64 mg/l Bể lắng cát ngang Bể điều hòa Nhiệm vụ: Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa nước thải về lưu lượng và nồng độ, giúp làm giảm kích thước và tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau , tránh hiện tượng quá tải. Nội dung tính toán : Kích thước bể Hệ thống xáo trộn tránh lắng cặn Chọn thời gian trong bể điều hoà t=8h Xác định kích thước bể: Thể tích bể điều hòa: W = 20,8 * 8 = 166,4m3 Chiều cao xây dựng : Trong đó: chiều cao làm việc h = 4m chiều cao bảo vệ hbv = 0,5m Bể điều hòa Diện tích mặt bằng bể: Chia bể điều hòa làm 2 ngăn thông nhau, kích thước mỗi ngăn : L*B*H = 5*3,5*4,5 Hàm lượng BOD5 của nước thải sau khi đi qua bể điều hòa giảm 5%, còn lại: BOD5 = BOD5 * (100-5)%= 449,64 * 95% = 427,15 mg/l Bể điều hòa Tính toán hệ thống cấp khí cho bể ĐH: Lượng không khí cần thiết : Lkhi = Qh *a = 20,8*3,74 = 77,79 m3 Trong đó:a là lượng không khí cấp cho bể điều hòa, a = 3,74m3 khí/m3 nước thải Lưư lượng khí trong mỗi ống : Bể điều hòa Đường kính ống dẫn khí: Chọn ống = 21mm, đường kính các lỗ 2-5mm. Chọn dlo=4mm=0,004m.Vận tốc khí qua lỗ vlo =5- 20m/s. Chọn vlo =15m/s Bể điều hòa Lưu lượng khí qua một lỗ: Số lỗ trên một ống: Số lỗ trên 1m chiều dài ống: n=N/4,5=2,5 lỗ Chọn n = 3 lỗ/m.ống. Bể điều hòa Công suất bơm: Bể điều hòa Tính toán bể lắng hai vỏ Nhiệm vụ: Lắng các tạp chất lơ lửng; Chế biến cặn lắng bằng quá trình lên men kỵ khí. Nội dung tính toán bể lắng 2 vỏ gồm 2 phần cơ bản: Tính toán máng lắng; Tính toán ngăn lên men cặn lắng. Tính toán bể lắng hai vỏ Tính toán máng lắng: Thể tích tổng cộng của bể lắng: W = 20,8m3/h * 1,5h = 31,2 m3 Thể tích hữu ích của máng lắng được tính theo công thức sau đây: Wm=Qh*t*3600=0,0058*1,5*3600=31,32m3 Diện tích tiết diện ướt của một máng lắng được xác định theo công thức:  Tính toán bể lắng hai vỏ Trong đó : b : chiều ngang máng lắng, lấy không quá 3m, chọn b=2m ; h1 : chiều cao lớp nước phần hình chữ nhật của máng lắng lấy không quá 1m, chọn h1=0,5m ; Chiều cao lớp nước phần hình tam giác của máng lắng được tính như sau: Tính toán bể lắng hai vỏ Chiều dài của máng lắng được xác định theo công thức: Trong đó: n: số lượng bể lắng 2 vỏ, n=1; n1: số lượng máng lắng trong một bể, n1=2. Chọn bể lắng 2 vỏ có dạng hình tròn trong mặt bằng, vì vậy chiều dài của máng lắng bằng đườg kính trong bể: L = D = 7,12m Tính toán bể lắng hai vỏ Chiều sâu trung bình của máng lắng: H = h1 +0,5h2 =0,5+0,5*1,2=1,1m Tốc độ lắng của hạt lơ lửng qua máng lắng được xác định theo công thức: Hiệu quả lắng chất lơ lửng của bể là 40-50% : TSS = TSS(100-40)% = 239,98 * 60% = 144 mg/l Hàm lượng BOD5 của nước thải giảm 15-20%, còn lại: BOD5=BOD5 (100-15)%= 427,15*85%= 363,1mg/l Tính toán bể lắng hai vỏ Diện tích mặt thoáng được tính như sau: Theo quy chuẩn 20%10,42 m2 Vậy kích thước mỗi ngăn của bể L * B * H = 2,2m*1m*1,3m Bể khử trùng Tính toán bể nén bùn Nhiệm vụ: Tách bớt nước do một phần bùn hoạt tính từ bể lắng 2 đưa vào, làm giảm sơ bộ độ ẩm của bùn, tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý bùn ở phần tiếp theo. Thể tích bùn hoạt tính sinh ra trong ngăn lắng : Lượng bùn dư đưa đến bể nén bùn: qbd = 0,5*Wb= 0,5*0,87 =0,44 m3/h Diện tích hữu ích bề mặt yêu cầu : Diện tích ống trung tâm của bể nén bùn đứng: Tính toán bể nén bùn Tính toán bể nén bùn Diện tích tổng cộng của bể nén bùn đứng: F = F1 + F2 = 1,22 + 0,0044= 1,2244m2 Đường kính của bể nén bùn: Đường kính ống trung tâm Tính toán bể nén bùn Đường kính phần loe của ống trung tâm: d1 = 1,35 * d = 1,35 * 0,075 = 0,1m Đường kính tấm chắn: dch = 1,3*d1 = 1,3*0,1 = 0,13m Chiều cao phần lắng của bể nén bùn đứng: h1 = vl*t*3600 = 0,0001 * 10 * 3600 = 3,6 m Tính toán bể nén bùn Chiều cao phần hình nón với góc nghiêng 450, đường kính bể D = 1,3 m và đường kính của đỉnh đáy bể 1m: Chiều cao tổng cộng của bể nén bùn: HT = h1+ h2 + h3 = 3,6 + 0,15 + 0,4= 4,15 m Tính toán bể nén bùn Kích thước của bể nén bùn D x H = 1.25 x 4.15m. Nước tách ra trong quá trình nén bùn sẽ được dẫn trở lại bể điều hoà để tiếp tục xử lý. Tính toán bể nén bùn Chương 7Tính toán kinh tế Phần xây dựng cơ bản: S1 =1,066,066,000 (VNĐ) Phần máy móc – thiết bị : S2 =380,300,000 (VNĐ) Chi phí điện năng: S3= 249,600 (VNĐ/ngày) Chi phí nhân công: S4= 7,000,000 (đồng/tháng). Tổng chi phí hoá chất : S5= 27,000,000 (VNĐ/năm) Giá thành 1m3 nước thải là: (144,636,000 +116,856,000 )/500*300 =1,750( đồng).