Nội dung

Trao i, Tin t c & S ki n C I T O H TH NG X LÝ N C TH I C A B NH VI N M T - TAI M I H NG - R NG HÀM M T AN GIANG B NG CÔNG NGH MÀNG L C MBR Ki u Minh Luân, D ng Hoàng Phúc Tr ng i h c An Giang Tóm t t M c tiêu nghiên c u là ánh giá kh n ng ng d ng công ngh màng l c MBR c i t o h th ng x lý n c th i c a B nh vi n M t - Tai m i h ng - R ng hàm m t An Giang. Do ó ph ng pháp nghiên c u là tìm tài li u hi n có t i n v tìm hi u v l u l ng, thành ph n, tính ch t n c th i, quy trình công ngh và ph ng pháp x lý n c th i t i B nh vi n. ng th i kh o sát hi n tr ng h th ng x lý n c th i k t h p v i s li u th c t thu th p c t ó tính toán công ngh màng l c MBR c i t o h th ng nh m m b o x lý n c th i t QCVN 28:2010/BTNMT (c t B) tr c khi th i ra c ng chung. T khóa: X lý n c th i sinh ho t; Môi tr ng; B nh vi n. Abstract Improving wastewater treatment system of An Giang hospital of Ophthalmology, Otolaryngology and Odonto Stomatology using MBR lter technology The objective of the study was to assess the applicability of MBR membrane technology to improve waste water treatment system of An Giang hospital of Ophthalmology, Otolaryngology and Odonto Stomatology. Therefore, the research method is to nd available materials at the unit to nd out the ow, composition, wastewater quality, technological process and wastewater treatment methods at the hospital. At the same time, the wastewater treatment system has been surveyed in combination with the actual data collected from the MBR membrane technology to improve the wastewater treatment system to achieve QCVN 28: 2010 / BTNMT. (column B) before discharge to the common sewer. Key words: Waste water treatment; Environment; Hospital. 1. TV N B nh vi n M t - Tai m i h ng - R ng hàm m t An Giang l a ch n công ngh Nano x lý n c th i phát sinh t ho t ng c a b nh vi n. Công ngh Nano s d ng v t li u Nano h p ph các ch t ô nhi m và tách các phân t n c ra t ch t th i. ây chính là công ngh m i nh t lúc xây d ng, công ngh Nano x lý ct t c các lo i n c th i, k c các lo i n c th i c tính ch t ô nhi m cao mà các công ngh khác không th x lý c. Nh ng do h th ng x lý n c th i sinh ho t xây d ng lâu n n l p v t li u l c c t l c thô (Nano) và c t l c tinh (Nano) này ch y u là than ho t tính và b no n n vi c x lý ch a t hi u qu . Do vi c c i t o l i h th ng x lý n c th i sinh ho t b ng công ngh màng MBR là c n thi t. 2. N I DUNG NGHIÊN C U 2.1. it ng nghiên c u và ph ng pháp nghiên c u - i t ng nghi n c u: B nh vi n M t - Tai m i h ng - R ng hàm m t An Giang. - Ph ng pháp nghi n c u: Ph ng pháp thu th p d li u, ph ng pháp so sánh, phân tích và ánh giá s li u theo quy chu n k thu t. 122 T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 Trao i, Tin t c & S ki n 2.2. K t qu nghiên c u và th o lu n 2.2.1. c tính n c th i b nh vi n M t - Tai m i h ng - R ng hàm m t An Giang Ngu n n c th i sinh ho t t i b nh vi n bao g m: - N c th i phát sinh t ho t ng khám b nh, ch a b nh và n c th i sinh ho t. - L u l ng x th i trung b nh: 24 m3/ngày. m. - L u l ng x th i l n nh t: 30 m3/ngày. m. Các thông s u vào c a n c th i phát sinh t ho t ng khám b nh, ch a b nh và n c th i sinh ho t: B ng 1. Ch t l TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ng n Thông s ô nhi m Coliforms H2S BOD5 pH TSS COD D um ng th c v t N-NO3PO43N-NH4+ c th i tr c khi x lý nv MPN/100ml mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l K t qu 9,3.105 2,88 2.400 7,04 3.533 3.340 231 0,03 1 58,84 (Ngu n: Trung tâm ng d ng Ti n b và Khoa h c Công ngh An Giang, 2018) 2.2.2. S dây chuy n công ngh x lý n c th i sinh ho t hi n t i c a B nh vi n M t - Tai m i h ng - R ng hàm m t An Giang 2.2.2.1. S dây chuy n công ngh Clorine Hình 1: S dây chuy n công ngh (Ngu n: Trung tâm ng d ng Ti n b và Khoa h c Công ngh An Giang, 2018) T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 123 Trao i, Tin t c & S ki n Thuy t minh s : * B gom: - V t li u: inox 201, dày 1,5 - 5 mm B gom c nhi m v ch a ng n v Giá tr n c th i phát sinh t các khâu trong b nh vi n thông qua h th ng m ng và m3/h 24 lít 2260 c ng thu gom, t i u vào b thu gom c m 1,2 l p t l c rác nh m lo i b các ch t m 2 c n b c kích th c l n tr c khi cho qua công o n x lý ti p theo. B ng 2. Thông s k thu t c a b gom TT 1 2 3 4 Thông s L u l ng trung b nh Th tích th c ng kính Chi u cao * B l ng 1: - V t li u: inox 201, dày 1,5 - 5 mm Sau công o n gom, n c th i c n v Giá tr ti p t c th c hi n quá tr nh l ng tách n c và bùn s b , quá tr nh l ng c th c m3/h 24 lít 2260 hi n b i tr ng l c, máng r ng c a và h m 1,2 th ng ng phân ph i trung tâm. B ng 3. Thông s k thu t c a b l ng 1 TT 1 2 3 4 Thông s L u l ng trung b nh Th tích th c ng kính Chi u cao m 2 N c th i t b gom theo h th ng ng d n trung tâm xu ng áy b y ph n n c trong l n b m t b , ph n c n b và bùn s c gi l i d i áy b , bùn d i áy b l ng c hoàn l u v b gom và c v n chuy n x lý phân h y theo quy nh. * C t l c thô (Nano): - V t li u: inox 201, dày 1,5 - 5 mm. B ng 4. Thông s k thu t c a c t l c thô Sau khi l ng s b , n c th i c (Nano) b m qua c t l c Nano x lý, v t li u l c Nano s x lý ch ti u kh nh t trong n c th i nh : phosphor, ây là ch ti u ô nhi m c nhi u trong n c th i b nh vi n và n c th i sinh ho t và là m t trong nh ng ch ti u r t kh lo i b b ng ph ng pháp x lý n c th i thông th ng. Ngoài ra, v t li u Nano còn làm gi m ch t l l ng, kh trùng và nâng cao và làm n nh pH t 6,5 - 8. Sau khi qua c t l c Nano, các ch ti u ô nhi m kh x lý nh t trong n c th i s gi m i r t nhi u, ây là i u ki n t t nh t h vi sinh v t phát tri n và c ng là i u ki n t t nh t x lý các công o n ti p theo. * Tháp l c 1 và tháp l c 2: - V t li u: inox 201, dày 1,5 - 5 mm. TT 1 2 3 4 Thông s L u l ng trung b nh Th tích th c ng kính Chi u cao n v Giá tr m3/h 24 lít 580 m 0,6 m 2,115 B ng 5. Thông s k thu t c a tháp l c 1 và 2 TT Thông s n v Giá tr 1 L u l ng trung b nh m3/h 24 3 Th tích th c lít 3164 4 ng kính m 1,2 5 Chi u cao m 2,8 124 Trong tháp l c 1 và tháp l c 2 c n i ti p nhân t o thành chu i l c li n ti p, b n trong tháp l c l p t các v t li u r ng cho di n tích b m t ti p xúc v i th tích n c là l n nh t trong i u ki n c th . T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 Trao i, Tin t c & S ki n N c th i t c t l c thô a qua tháp l c b ng cách phun u l n b m t l p v t li u i xu ng, khí oxy c b m t áy tháp i l n. N c th i ti p xúc v i l p v t li u l c và khí oxy chia thành các h t nh ch y thành màng m ng qua khe l p v t li u l c i xu ng. Trong th i gian n c th i ti p xúc v i màng nh y gelatin bám quanh v t li u l c. Sau m t th i gian l p màng nh y gelatin dày l n ng n c n oxy trong không khí i qua l p nh y, i u ki n không c không khí vi sinh v t y m khí b n trong l p nh y gelatin phát tri n m nh t o ra s n ph m cu i cùng là khí CH4 và CO2 làm tr c l p màng ra kh i v t li u c ng r i b n c cu n trôi xu ng phía d i. Tr n m t l p v t li u c ng l i h nh thành m t l p màng nh y m i, hi n t ng này l p i l p l i tu n hoàn và n c th i c làm s ch BOD và các ch t ô nhi m. * B l ng 2: - V t li u: inox 201, dày 1,5 - 5 mm B ng 6. Thông s k thu t c a b l ng 2 TT 1 2 3 4 5 Thông s L u l ng trung b nh Th i gian l u n c Th tích th c ng kính Chi u cao n v Giá tr m3/h 24 gi 2,67 lít 3164 m 1,2 m 2,8 T i b l ng s di n ra quá tr nh tách bùn ho t tính. H n h p n c th i ch y t tháp l c 2 qua b l ng theo ng ng d n xu ng g n áy b , y ph n n c trong tr n b m t ch y vào máng r ng c a và t ch y qua b kh trùng, khoan l ng inox cl p t mb on c t tháp l c ch y qua không b xáo tr n và gi t nh cho ph n n c trong tr n m t b . Bùn l ng du i áy b c thu v b gom thông qua ng ng x áy. * B kh trùng: - V t li u: kh i inox 5mm B ng 7. Thông s k thu t c a b kh trùng TT 1 2 3 4 5 Thông s L u l ng trung b nh Th i gian l u n c Th tích th c Chi u r ng Chi u cao n v Giá tr m3/h 24 gi 2,67 lít 1078 m 0,8 m 2,115 n c th i t quy chu n quy nh (QCVN 28:2010/BTNMT, c t B) th ng ng i ta s d ng h a ch t chlorine d ng dung d ch 10% s d ng n c th i là 5mg/l. Trong b kh trùng c b trí các vách ng n o dòng ch y nh m làm t ng c ng kh n ng khu y tr n gi a n c th i v i h a ch t kh trùng. * C t l c tinh (Nano): - V t li u: inox 201, dày 1,5 - 5 mm N c th i t b kh trùng cb m qua c t tinh l c, b n trong c t l c c n v Giá tr thi t k ít nh t 2 n 3 ng n ch a v t li u l c Nano nh m lo i b tri t các ch t m3/h 24 lít 580 ô nhi m và c n còn l i trong n c th i m 0,6 nh m m b o sau khi x lý qua các công o n và c t l c Nano, n c th i s luôn m 2,115 t (QCVN 28:2010/BTNMT, c t B) tr c khi th i c ng chung c a khu v c. B ng 8. Thông s k thu t c a c t tinh l c (Nano) TT 1 2 3 4 Thông s L u l ng trung b nh Th tích th c ng kính Chi u cao T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 125 Trao i, Tin t c & S ki n * X lý khí th i: Trong quá tr nh v n hành h th ng x lý n c th i, m t ph n các ch t ô nhi m s c chuy n h a thành mùi hôi, l ng mùi này ch y u t p trung nhi u b gom, b l ng và b kh trùng, t các b mùi s bay l n do quá tr nh ho t ng c a các thi t b , s xáo tr n c a n c th i và ch nh l ch nhi t gi a n c th i và môi tr ng b n ngoài. Các mùi phát sinh nh NH3, CH4, H2S,… s c kh b ng khí Ozone tr c khi th i ra môi tr ng. 2.2.2.2. K t qu kh o sát th c t t i h th ng x lý n c th i sinh ho t c a b nh vi n Qua kh o sát và ánh giá hi n tr ng th y r ng B nh vi n l a ch n công ngh Nano x lý n c th i phát sinh t ho t ng c a b nh vi n. Công ngh Nano s d ng v t li u Nano h p ph các ch t ô nhi m và tách các phân t ch t th i ra kh i n c. ây chính là công ngh m i nh t lúc này, công ngh Nano x lý c t t c các lo i n c th i, k c các lo i n c th i c tính ch t ô nhi m cao mà các công ngh khác không th x lý c. Nh ng do h th ng x lý n c th i sinh ho t xây d ng lâu n n l p v t li u l c c t l c thô (Nano) và c t l c tinh (Nano) này ch y u là than ho t tính. Là ch t h p ph t t i v i các ch t không phân c c, th ng là ch t h u c , h p ph y u các ch t phân c c nh n c th i, amoniac. H n s d ng t i thi u là m t n m s d ng, nh k chúng ta ph i r a b ng n c s ch và sau m t n m s d ng chúng ta n n mua v t li u l c m i n ng cao hi u qu x lý. Chi phí thay v t li u cho m i c t là 30 tri u ng cho m t n m s d ng. T ng hai c t là 60 tri u ng cho m t n m s d ng. Do vi c c i t o b ng vi c áp d ng công ngh m i hi n nay mà v n m b o t i u v m t k thu t và kinh t là c n thi t. Tuy nhi n bi t chính xác th c n ánh giá t ng h p c chi phí v t li u, nhân công, i n, làm s ch… nh ng trong ph m vi nghi n c u này gi thi t các chi phí khác là gi ng nhau ch so sánh v chi phí thay v t li u l c và chi phí v n hành so v i chi phí s d ng màng l c MBR c ngh c i t o. 2.2.3. Ph ng án c i t o: C i t o b kh trùng b ng công ngh màng MBR N c th i c a B nh vi n theo ng ng n c th i tr c ti p vào b t ho i 3 ng n nh m phân h y m t s ch t nh ch t m, ch t b o, ch t x ,… và kh ph n l n mùi hôi t phân. Ti p theo, n c th i nhà v sinh sau khi qua ng n t ho i 3 ng n cùng các lo i n c th i t các ngu n th i khác c a B nh vi n thông qua h th ng m ng ng d n c a qua b thu gom n nh l u l ng và dòng ch y c a n c th i. T i ây, l p t song ch n rác lo i b các ch t r n c kích th c l n m b o an toàn, không t t ngh n, h h ng cho công tr nh ti p theo. Sau n c th i ti p t c c a qua b l ng l ng tách n c và bùn s b , bùn d i áy b l ng s c hoàn l u v b thu gom. Sau l ng s b , n c th i ti p t c c b m qua c t l c Nano x lý các ch ti u ô nhi m kh x lý nh t nh Phospho (P) ng th i làm gi m ch ti u SS, kh trùng và nâng cao, làm n nh pH, t o i u ki n t t nh t x lý cho các công o n sau. tháp l c 1, tháp l c 2 và tháp l c 3 c n i ti p nhau t o thành chu i l c li n t c, làm t ng kh n ng làm s ch BOD và các ch t ô nhi m khác trong n c th i. Gi m i áp l c x lý n ng các ch t ô nhi m r t nhi u cho quá tr nh x lý k ti p. Sau khi x lý BOD, n c th i ti n vào công o n x lý sau cùng là b sinh h c hi u khí c màng MBR. T i ây, n c th i s c th m xuy n qua vách màng vào ng mao d n nh nh ng l r ng c c nh t 0.01 - 0.2 m n n bùn sinh h c s c gi l i trong b , m t vi sinh cao t ng hi u su t x lý. Màng ch cho n c s ch i qua còn nh ng t p ch t r n, h u c , vô c ,… còn s t l i s c gi l i tr n b m t màng. N c s ch s b m hút thoát ra ngoài mà không c n qua b l ng, l c và kh trùng. 126 T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 Trao i, Tin t c & S ki n Hình 2: B kh trùng b ng công ngh màng MBR Do c i t o công ngh l c nano thành x lý sinh h c hi u khí c s d ng giá th màng MBR cho hi u qu x lý cao các ch t ô nhi m h u c , các ch t nit , photpho,… T i l ng x lý các ch t h u c cao và t i u h n l i ti t ki m không gian thích h p v i di n tích công tr nh x lý n c th i s n c hi n t i, ti t ki m chi phí h n so v i vi c c i t o thay v t li u l c cho các b Nano h ng n m. Quy tr nh v n hành n gi n h n, l u l ng n c th i trong quá tr nh x lý c n nh và phù h p v i h th ng x lý n c th i hi n c t i b nh vi n. Ngoài ra, s d ng màng l c sinh h c MBR còn c nh ng u i m n i b t trong k thu t x lý nh : - V n hành v i m t sinh kh i cao, công ngh MBR làm gi m th tích b sinh h c hi u khí và không c n b l ng. - T ng hi u qu x lý sinh h c 10% ÷ 30% do MLSS t ng 2 ÷ 3 l n so v i Aerotank truy n th ng. - Ti t ki m di n tích xây d ng v thay th cho toàn c m b (b l ng 1, l c thô, tháp l c 1, tháp l c 2) - l ng - l c - kh trùng. H th ng d qu n lý do c ít công tr nh n v . bi t c ph ng án này c phù h p v i h th ng c hay không c n ph i ánh giá v m t k thu t c ng nh kinh t . * V m t k thu t: Tính toán thông s th tích l u n c: L u l ng thi t k Q = 30 m3/ngày m Q.0, 4 V 0, 4 F Q.C ⇒ 0, 2 = ⇔ = = = 0,67 ngày ≈ 16 gi V .3 Q 0, 6 M V .X C: BOD ho c COD c a n c th i u vào T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 127 Trao i, Tin t c & S ki n Theo chuy n gia thi t k Bùi Xuân Thành th C = 0,3 kg/m3, sau khi tính toán th a m n th i gian l u n c, n n ch n C ≈ 0,4 (v C = 0,3 ÷ 0,7). X: c n bùn, i n h nh là 3kg/m3 V i F/M= 0,2 day-1 (ch t l ng u ra t t) i v i b thông khí k o dài 0,03 < F/M < 0,8 Ch n Q = 1,5m3/h (h th ng v n hành 20 gi ) V= 16 x 1,5 = 24m3 - Mà th tích th c c a 2 tháp bùn ho t tính (tháp l c) ch c 6m3 . - Theo kh o sát th h th ng than c a 2 c t l c Nano b no n n h th ng x lý không t chu n. Theo ph ng án th l p t màng l c sinh h c (MBR) th c n l l ng t ng l n 9kg/m3 (ch n X = 9kg/m3 d a vào chuy n gia thi t k Bùi Xuân Thành) d a vào công th c tr n ta c : Q.0, 4 V 0, 4 F Q.C ⇒ 0, 2 = ⇔ = = 0,22 ngày ≈ 5,3 gi = V .9 Q 1,8 M V .X Ch n Q = 1,5m3/h (h th ng v n hành 20 gi ) V= 5,3 x 1,5 = 8m3 Mà sau khi c i t o b l ng thành tháp l c bùn ho t tính th t ng th tích là V= 3 9m . T th tích th c l n h n th tích tính toán. K t lu n b MBR phù h p v i thi t k do l u l ng n c n nh và th i gian l u ng n. * V m t kinh t : + Thông s b MBR - L u l ng n c th i tính theo ngày m: Q = 30 m3/ngày. m - Công su t 1 màng: 300 L/gi . - Công su t x lý c a h th ng: 30 =1,5 m3/gi (th i gian v n hành 20 gi ) 20 ng màng c n thi t: 1500 300 = 5 màng - Kích th c b : cao 1,5m, r ng 0,5m, dài 1,2m. - Th tích b : 1,5 x 0,5 x 1,2 = 0,9 m3 + D tính chi phí: S l B ng 9. Chi phí thi t b c i t o STT 1 2 3 5 STT 1 128 Tên thi t b S l ng nv Thành ti n Màng l c MBR 05 Cái 32.500.000 (VND) B inox 01 Cái 7.000.000 (VND) B m 1 HP 01 Cái 3.000.000 (VND) B n nh a 300l 01 Cái 800.000 (VND) T ng chi phí: 32.500.000 + 7.000.000 + 3.800.000 = 43.300.000 (VND) Tên thi t b Máy th i khí B ng 10. Chi phí v n hành S l ng Th i gian ho t ng Công su t (KW) T ng công su t 03 6 gi /ng. 1,5 18 T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 Trao 2 3 4 5 6 7 B mc tl c B m nh l ng Máy khu y Máy Ozone B m r a ng c c t l c Màng l c MBR T ng c ng 02 01 01 01 02 05 4 gi /ng. 4 gi /ng. 4 gi /ng. 12 gi /ng. 1 gi /ng. 20 gi /ng. i, Tin t c & S ki n 1,5 0,128 0,375 0,2 0,128 12 0,52 1,5 2,4 0,256 34,676 (Ngu n: Trung tâm ng d ng Ti n b và Khoa h c Công ngh An Giang, 2018) - Chi phí v n hành cho m t ngày m là: 34,676 KW * 1.200 ng = 41.6112 ng/ngày. m - Chi phí v n hành cho m t n m là: 41.6112 ng * 365 = 15.188.088 ng/n m - T ng chi phí u t cho công tr nh: 43.300.000 + 15.188.088 = 58.488.088 ng. D a vào k t qu c th th y r ng chi phí c i t o th p h n chi phí thay v t li u l c b ng công ngh ban u mà c th s d ng lâu dài và chi phí b o tr th p h n. 3. K T LU N Qua kh o sát và ánh giá hi n tr ng công ngh x lý n c th i sinh ho t t i b nh vi n nh n th y r ng h th ng c cho n n hai c t l c thô và tinh b no d n n hi u qu x lý ch a hi u qu n n nh m tác gi xu t ng d ng công ngh màng l c MBR. V MBR so v i công ngh bùn ho t tính truy n th ng là: ti t ki m di n tích, ch t l ng n c n nh do ch c n thay i b l ng 2 thành tháp l c 3 s làm t ng n ng su t làm s ch BOD và các ch t ô nhi m cho quá tr nh làm s ch n c. i m n i b t c a màng MBR thay v bùn ho t tính c l ng gi b l ng th c p trong ph ng pháp truy n th ng th MBR v i vô s l vi l c s giúp phân tích hoàn toàn h n h p n c bùn, v i t m màng si u b n, àn h i cao c kích th c các l l c c c nh t 0.01 - 0.2 m h u nh ch cho n c s ch i qua gi l i các ch t l l ng, vi sinh v t và vi khu n gây b nh cho n n thay th b kh trùng thành b sinh h c hi u khí c màng MBR th quy tr nh v n hành s d dàng và c thi t l p t ng và ti t ki m chi phí v n hành. H u nh gi nguy n l i h th ng c , không t n th m di n tích phù h p v i i u ki n c a B nh vi n. TÀI LI U THAM KH O [1]. Trung tâm ng d ng Ti n b và Khoa h c Công ngh An Giang (2018) [2]. Bùi Xuân Thành (2012). S tay h ng d n thi t k các công trình x lý sinh h c. Nhà xu t b n i H c Qu c Gia thành ph H Chí Minh. [3]. Nguy n c L ng, Nguy n Th Thùy D ng (2003). Công ngh sinh h c và môi tr ng. Nhà xu t b n i H c Qu c Gia thành ph H Chí Minh. [4]. Tr nh Xuân Lai (2000). Tính toán thi t k các công trình x lý n c th i. Nhà xu t b n Xây d ng Hà N i. [5]. Tr n V n Nhân và Ngô Th Nga (1999). Giáo trình công ngh x lý n c th i. Nhà xu t b n Khoa h c k thu t Hà N i. [6]. Nguy n Xuân Nguy n, Ph m H ng H i (2004). Công ngh x lý n c th i b nh vi n. Nhà xu t b n Khoa h c k thu t Hà N i. [7]. Lâm Minh Tri t, Nguy n Thanh Hùng, Nguy n Ph c Dân (2001). X lý n c th i ô th và công nghiêp. Vi n Môi tr ng và Tài nguy n. [8]. L Anh Tu n (2004). Công trình x lý n c th i. Tr ng i h c C n Th . BBT nh n bài: 03/9/2018; Ph n bi n xong: 14/9/2018 T p chí Khoa h c Tài nguyên và Môi tr ng - S 22 - n m 2018 129