Nghiên cứu mô hình hoá quá trình xử lý nước thải bệnh viện bằng thiết bị CN 2000

Lời cảm ơn
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Văn
Nhân, PGS.TSKH Nguyễn Xuân Nguyên, người thầy đã hết sức tận tình
hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi từ khi bắt đầu xây dựng đề cương cho đến
khi hoàn thiện luận án này.
Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:
Ban giám hiệu Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Ban giám đốc
Trung tâm Đào tạo sau đại học, Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường –
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Trung tâm Tư vấn và Chuyển giao công
nghệ nước sạch và vệ sinh môi trường (CTC) – Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Đặc biệt là GS.TS Đặng Kim Chi, PGS.TS Nguyễn Ngọc Lân, PGS.TS
Huỳnh Trung Hải, TS Phạm Hồng Hải đã luôn giúp đỡ và động viên tôi để tôi
hoàn thành tốt luận án này.
Các anh chị trong Trung tâm đào tạo sau đại học; Cán bộ phòng thí
nghiệm Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường; Cán bộ phòng thí nghiệm,
các anh chị phòng dự án, phòng thông tin của CTC; Viện Công nghệ sinh học
– Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam; các anh chị quản lý các trạm xử lý
nước thải tại các bệnh viện Thanh Nhàn, Xanh p«n, Trung tâm HIV Hà Nội
đã luôn giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã
luôn ủng hộ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Hà Nội, ngày 21 tháng 05 năm 2008
Tác giả
Sreng Sokvung
1
Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan rằng, tất cả các số liệu, kết quả nêu trong luận án này
là trung thực và chưa ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả
Sreng Sokvung
Mục lục

Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn

i
2
Li cam oan

ii
Mc lc

iii
Danh mc cỏc ký hiu, cỏc ch vit tt
vii
Danh mc cỏc bng

x
Danh mc cỏc hỡnh v, th

xii
M u 1
Chơng 1. Tng quan vè nc thi bnh vin, hin trng kim soỏt ô nhim
v cỏc cụng ngh x lý nc thi bnh vin vit
nam 4
1.1. Nớc thải bệnh viện 4
1.1.1. Lu lợng nớc thải bệnh viện 4
1.1.2. Tính chất và thành phần nớc thải bệnh
viện 5
1.2. Hin trng kim soỏt ô nhim do nc thi bnh vin Vit Nam 11
1.2.1. Hệ thống bệnh viện ở Việt Nam

11
1.2.2. Hin trng kim soỏt ô nhim do nc thi ti cỏc bnh vin
Vit Nam 12
1.3. Cụng ngh x lý nc thi bnh vin Vit Nam 14
1.3.1. Xử lý nớc thải bệnh viện bằng lọc sinh học nhỏ giọt 14
1.3.2. Xử lý nớc thải bệnh viện bằng hồ sinh học 15
1.3.3. Xử lý nớc thải bệnh viện bằng bùn hoạt tính truyền thống 15
1.3.4. Xử lý nớc thải bệnh viện bằng công nghệ lọc sinh học nhiều bậc
(có đệm vi sinh)
16
1.3.5. Đánh giá hiệu quả xử lý của các công nghệ xử lý nớc thải bệnh
viện 17
3
1.4. Công nghệ AAO xử lý sinh học nớc thải bệnh viện 21
1.4.1. Công nghệ AAO xử lý nớc thải 21
1.4.1.1. Quỏ trỡnh x lý ym khớ 22
1.4.1.2. Quỏ trỡnh x lý thiu khớ 23
1.4.1.3. Quỏ trỡnh x lý hiu khớ 24
1.4.1.4. Quỏ trỡnh khụ photpho 25
1.4.2. Sơ đồ công nghệ xử lý nớc thải bệnh viện bằng công nghệ AAO

27
1.4.3. Thit b CN 2000 x lý nc thi bnh vin 28
1.4.3.1. Cu to thit b CN 2000 28
1.4.3.2. c im thit b CN 2000 33
1.4.3.3. S cụng ngh x lý nc thi bnh vin bng thit b
CN 2000 35
1.5. Mụ hỡnh hoỏ cỏc quỏ trỡnh cụng ngh 37
1.6. Gii thiu hin trng kim soỏt ô nhim do nc thi bnh vin v nc
thi Campuchia 40

Chng 2. phng phỏp nghiờn cu 45
2.1. Thu thp v phõn tớch cỏc thụng tin v d liu 45
2.2. Phơng pháp thực nghiệm 45
2.3. Phơng pháp mô hình hoá 45
2.3.1. Cỏc bc xõy dng mụ hỡnh 45
2.3.2. La chn dng mụ hỡnh 50
2.4. Ngôn ng xõy dng phn mm tớnh toỏn 55
Chng 3. kt qu v tho lun 56
3.1. Mụ hỡnh mụ t quan h gia cỏc thụng s u vo ca nc thi
bnh vin 56
4
3.1.1. Cơ sở thông tin về đặc tính nước thải bệnh viện 56
3.1.2. X©y dùng m« h×nh
58
3.2. Mô hình hoá quá trình xử lý nước thải bệnh viện bằng thiết bị CN 2000
61
3.2.1. C¬ së th«ng tin ®Ó x©y dùng m« h×nh
61
3.2.2. Cấu trúc dòng trong thiết bị CN 2000 63
3.2.3. Một số phương án công nghệ xử lý nước thải bằng thiết bị
CN 2000 64
3.2.4. Mô hình tính toán ngăn yếm khí 66
3.2.4.1. Mô hình xác định thông số COD đầu ra 66
3.2.4.2. Tính lượng bên 68
3.2.5. Mô hình tính toán ngăn thiếu khí 68
3.2.5.1. Mô hình tính tải trọng ngăn thiếu khí 68
3.2.5.2. Tính tuổi bên 73
3.2.5.3. Tính lượng bên 74
3.2.6. Mô hình tính toán ngăn hiếu khí 74
3.2.6.1. Mô hình tính tải trọng ngăn hiếu khí 74

3.2.6.2. Tính toán quá trình nitrat hoá 77
3.2.6.3. Tính lượng bên 78
3.2.6.4. Nhu cầu oxy và lượng không khí cần thiết 81
3.3. Mô hình dãy hộp với dòng ngược cho các ngăn yếm khí – thiếu khí –
hiếu khí của thiết bị CN 2000 xử lý nước thải bệnh
viện 83
3.3.1. S¬ ®å m« h×nh d·y hép
83
5
3.3.2. Xây dựng mô hình tổng quát
87
3.3.3. Phơng pháp giải 89
3.4. Xây dựng phần mềm tính toán quá trình xử lý nớc thải bệnh viện
bằng thiết bị CN
2000 89
3.4.1. Thông số đầu vào của chơng trình
89
3.4.2. Sơ đồ tính toán quá trình xử lý nớc thải bệnh viện bằng thiết bị
CN 2000 89
3.5. ng dng phn mm tớnh toỏn kim tra cỏc trm x lý nc thi bnh
vin bng thit b CN 2000 90
Kt lun 96
Kin ngh 98
Danh mc cỏc cụng trỡnh ca tỏc gi
Ti liu tham kho
Ph lc
6
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Các ký hiệu
BOD Th«ng sè BOD

5
(nhu cầu oxy sinh hoá), [mg/l]
BOD
O,v
Thông số BOD
5
đầu vào ngăn hiếu khí của thiết bị CN 2000,
[mg/l]
BOD
r
Thông số BOD
5
đầu ra thiết bị CN 2000, [mg/l]
COD Th«ng sè COD (nhu cÇu oxy ho¸ häc), [mg/l]
COD
tn
Thông số COD theo thực nghiệm, [mg/l]
COD
tt
Thông số COD theo tính toán, [mg/l]
COD
U,r
Thông số COD đầu ra ngăn yếm khí, [mg/l]
Thông số COD đầu ra ngăn yếm khí theo thực nghiệm, [mg/l]
Thông số COD đầu ra ngăn yếm khí theo tính toán, [mg/l]
COD
v
Thông số COD trong nước thải đi vào thiết bị CN 2000, [mg/l]
G
BA

Lượng bên sinh ra tại ngăn thiếu khí của thiết bị CN 2000
trong một ngày, [kg/ngày]
G
BN
Lượng bên sinh ra trong quá trình nitrat hoá trong một ngày,
[kg/ngày]
7
G
BO
Lượng bên sinh ra trong quá trình khô BOD trong một ngày,
[kg/ngày]
G
BU
Lượng bên sinh ra tại ngăn yếm khí của thiết bị CN 2000 trong
một ngày, [kg/ngày]
H
2
S Nång ®é hy®rosunfua, [mg/l]
N
T
Nồng độ nit¬ tổng, [mg/l]
N
T,r
Nồng độ nit¬ tổng đầu ra thiết bị CN 2000, [mg/l]
N
T,v
Nồng độ nit¬ tổng trong nước thải đi vào thiết bị CN 2000,
[mg/l]
OC
o

Tổng nhu cầu oxy cần thiết cho quá trình xử lý sinh học hiếu
khí nước thải theo điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 20
o
C,
[kg/ngày]
OC
t
Tổng nhu cầu oxy trong điều kiện thực tế, [kg/ngày]
P
T
Nồng độ photpho tổng, [mg/l]
Q Lu lîng níc th¶i ®i vµo thiÕt bÞ CN 2000 trong một giờ,
[m
3
/h]
Q
A
Lưu lượng nước thải đi vào ngăn thiếu khí của thiết bị CN
2000 trong một giờ, [m
3
/h]
Q
An
Lưu lượng nước thải đi vào ngăn thiếu khí của thiết bị CN
2000 trong một ngày, [m
3
/ngày]
Q
KK
Tổng nhu cầu không khí, [m

3
/ngày]
Q
n
Lưu lượng nước thải đi vào thiết bị CN 2000 trong một ngày,
[m
3
/ngày]
S Nång ®é chÊt dinh dìng (c¬ chÊt) trong níc th¶i, [mg/l]
SS Nồng độ chất rắn lơ lửng, [mg/l]
TT
A
Tải trọng thể tích theo nit¬ tổng của ngăn thiếu khí của thiết bị
CN 2000, [kg N
T
/m
3
.ngày]
8
Ti trng th tớch theo nitơ tng ca ngn thiu khớ ca thit b
CN 2000 tớnh theo thc nghim, [kg N
T
/m
3
.ngy]
Ti trng th tớch theo nitơ tng ca ngn thiu khớ ca thit b
CN 2000 tớnh theo mụ hỡnh, [kg N
T
/m
3

.ngy]
TT
O
Ti trng th tớch theo BOD ca ngn hiu khớ ca thit b CN
2000, [kg BOD/m
3
.ngy]
Ti trng th tớch theo BOD ca ngn hiu khớ ca thit b CN
2000 tớnh theo thc nghim, [kg BOD/m
3
.ngy]
Ti trng th tớch theo BOD ca ngn hiu khớ ca thit b CN
2000 tớnh theo mụ hỡnh, [kg BOD/m
3
.ngy]
V Th tớch mt ngn x lý sinh hc ca thit b CN 2000, [m
3
]
X Nồng độ sinh khối vi sinh vật trong nớc thải, [mg/l]
Cỏc ch vit tt
AAO Tên công nghệ xử lý nớc thải kết hợp các quá trình xử lý sinh
học yếm khí (A Anaerobic), thiu khớ (A Anoxic) v hiu
khớ (O Oxic)
ADB Ngân hàng phát triển Châu á
Airblower Máy thổi khí
Anaerobic Quá trình xử lý sinh học yếm khí
Anoxic Quá trình xử lý sinh học thiếu khí
CN 2000 Tờn thit b hp khi x lý nc thi bng phng phỏp sinh
hc thc hin quỏ trỡnh x lý theo nguyờn lý kt hp cỏc quỏ
trỡnh x lý ym khớ, thiu khớ v hiu khớ trờn lp m vi sinh

bỏm
CTC Trung tâm T vấn Chuyển giao Công nghệ nớc sạch và Vệ
sinh môi trờng
9
JICA Cơ quan hợp tác Quốc tế Nhật Bản
ngđ Ngày đêm
NTBV Nớc thải bệnh viện
ODA Nguồn vốn hỗ trợ chính thức
Oxic Quá trình xử lý sinh học hiếu khí
TB Trung bình
TC Tiêu chuẩn
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh
TW Trung ơng
VSV Vi sinh vật
WB Ngân hàng Thế Giới
XLNT Xử lý nớc thải
Danh mc cỏc bng
Trang
Bng 1.1. Định mức sử dụng nớc tính theo giờng bệnh 4
Bng 1.2. Tiờu chun nc cp v lng NTBV
5
Bng 1.3. Các chỉ tiêu ô nhiễm chính của
NTBV 6
Bng 1.4. Đánh giá chỉ tiờu ô nhim chung cho tng tuyn 8
Bng 1.5. Đặc tính ô nhim ca NTBV theo cỏc khoa
8
Bng 1.6. Đánh giá nớc thải của các bệnh viện theo chuyên khoa 8
Bng 1.7. Ch tiờu vi sinh trong NTBV 9
Bng 1.8. Các vi khuẩn gây bệnh trong NTBV cha qua xử lý

10
10
Bng 1.9. D lợng chất kháng sinh trong NTBV cha qua xử lý 11
Bng 1.10. Hệ thống bệnh viện ở Việt Nam
12
Bng 1.11. Nhóm công nghệ xử lý NTBV ở Việt Nam
14
Bng 1.12. Hiệu quả xử lý các chỉ tiêu hoá lý của lọc sinh học nhỏ giọt
17
Bng 1.13. Hiệu quả xử lý vi sinh của lọc sinh học nhỏ giọt 17
Bng 1.14. Hiu qu x lý cỏc ch tiờu hoỏ lý ca h sinh hc 18
Bng 1.15. Hiu qu x lý vi sinh ca h sinh hc 18
Bng 1.16. Hiệu quả xử lý vi sinh của công nghệ bùn hoạt tính
18
Bng 1.17. Hiu qu x lý cỏc ch tiờu hoỏ lý ca cụng ngh bờn hot tớnh 19
Bng 1.18. Hiệu quả xử lý các chỉ tiêu hoá lý của lọc sinh học nhiều bậc
19
Bng 1.19. Hiệu quả xử lý vi sinh của lọc sinh học nhiều bậc
20
Bng 1.20. Hiệu quả xử lý các chỉ tiêu hoá lý của các nhóm công nghệ 20
Bng 1.21. Hiệu quả xử lý các chỉ tiêu hoá lý của các nhóm công nghệ 21
Bng 3.1. Các thông số đầu vào của một số NTBV ở Việt Nam
57
Bng 3.2. Diễn biến thông số của nớc thải qua các ngăn xử lý của thiết bị
CN 2000 62
Bng 3.3. Cỏc thụng s xõy dng mụ hỡnh tớnh ti trng ca ngn thiu
khớ 72
Bng 3.4. Các thông số của mô hình dãy hộp mô tả các ngăn xử lý của thiết
bị CN 2000 87
11

Bng 3.5. Các thông số nớc thải tại trạm XLNT Trung tâm HIV 91
Bng 3.6. Các thông số nớc thải tại trạm XLNT bệnh viện Thanh Nhàn 92
Bng 3.7. Các thông số nớc thải tại trạm XLNT bệnh viện Xanh Pôn 92
Bng P1.1. Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ chất ô nhiễm của
NTBV khi thải ra môi trờng
Bng P1.2. Nớc thải công nghiệp Giá trị gii hn cỏc thụng s v nng
cht ô nhim
Bng P4.1. Các giá trị COD
tt
v COD
tn
Bng P4.2. Diễn biến thông số của nớc thải qua các ngăn xử lý của thiết bị
CN 2000
Bng P4.3. Cỏc giỏ tr v
Bng P4.4. Các giá trị v
Bng P4.5. Cỏc giỏ tr v
Bng P4.6. Các thông số nớc thải tại trạm XLNT bệnh viện Thanh Nhàn
Bng P4.7. Các thông số nớc thải tại trạm XLNT Trung tâm HIV
Bng P4.8. Các thông số nớc thải tại trạm XLNT bệnh viện Xanh Pôn
Bng P4.9. S lng VSV tng s trong nc thi (s khun lc trong 1 ml
mu)
Bng P4.10. Giá trị các thông số đầu ra tính theo mô hình và theo thực
nghiệm của một số trạm XLNT
Danh mc cỏc hỡnh v, th
12
Trang
Hỡnh 1.1. Sơ đồ công nghệ xử lý NTBV bằng lọc sinh học nhỏ giọt
15
Hỡnh 1.2. Sơ đồ công nghệ xử lý NTBV bằng hồ sinh học
15

Hỡnh 1.3. Sơ đồ công nghệ xử lý NTBV bằng bùn hoạt tính truyền thống
16
Hỡnh 1.4. Sơ đồ công nghệ xử lý NTBV bằng lc sinh hc nhiu bc
16
Hỡnh 1.5. Sơ đồ phân huỷ chất hữu cơ trong điều kin ym
khớ 23
Hỡnh 1.6. Sơ đồ quá trình khử photpho trong nớc thải bằng bùn hoạt
tính
26
Hỡnh 1.7. Sơ đồ công nghệ xử lý NTBV theo công nghệ AAO
27
Hỡnh 1.8. Mặt cắt cấu tạo thiết bị CN 2000
29
Hỡnh 1.9. Trạm XLNT bệnh viện Thanh Nhàn Hà Nội
30
Hỡnh 1.10. Trạm XLNT Trung tâm điều trị bệnh nhõn HIV H Ni
31
Hỡnh 1.11. Trạm XLNT bệnh viện Xanh Pôn Hà Nội
31
Hỡnh 1.12. Trạm XLNT bệnh viện Hữu Nghị Hà Nội
32
13
Hỡnh 1.13. Sơ đồ công nghệ xử lý NTBV bằng thiết bị CN 2000
35
Hỡnh 1.14. Sơ đồ cấu trúc hệ mụ t bng mụ hỡnh thng kờ
39
Hỡnh 1.15. S qun lý nc thi ti Phnom Penh 41
Hỡnh 2.1. Các bớc xây dựng mô hình 46
Hỡnh 3.1. So sỏnh giỏ tr COD
tt

v COD
tn
60
Hỡnh 3.2. Sơ đồ dòng nớc thải trong thiết bị CN 2000 64
Hỡnh 3.3. S phng ỏn cụng ngh XLNT bng thit b CN 2000
65
Hỡnh 3.4. So sánh giá trị v 68
Hỡnh 3.5. So sánh giá trị v 73
Hỡnh 3.6. So sánh giá trị v 76
Hỡnh 3.7. Sơ đồ mô hình dãy hộp với dòng ngợc theo chiu cao ngn ca
thit b CN 2000 84
Hỡnh 3.8. Sơ đồ mô hình dãy hộp với dòng ngợc theo chiu cao mụ t cỏc
ngn ca thit b CN 2000 85
Hỡnh 3.9. Sơ đồ mô hình dãy hộp với dòng ngợc theo chiu cao mụ t quỏ
trỡnh x lý hiu khớ 86
Hỡnh 3.10. Sơ đồ tính toỏn trm x lý NTBV bng thit b CN 2000
90
Hỡnh 3.11. Nồng độ N
T,r
theo tớnh toỏn v thc nghim 93
Hỡnh 3.12. Thụng s BOD
r
theo tớnh toỏn v thc nghim 93
Hỡnh P3.1. Sơ đồ dây chuyền công nghệ trạm xử lý NTBV bằng thiết bị
CN 2000
Hỡnh P3.2. Sơ đồ lấy mẫu nớc thải tại trạm xử lý NTBV bằng thiết bị CN
2000
14
Hình P5.1. S¬ ®å mÆt b»ng tr¹m XLNT bÖnh viÖn Thanh Nhµn – Hµ Néi
Hình P5.2. S¬ ®å mÆt b»ng tr¹m XLNT Trung t©m HIV – Hµ Néi

Hình P5.3. S¬ ®å mÆt b»ng tr¹m XLNT bÖnh viÖn Xanh P«n – Hµ Néi
Hình P5.4. S¬ ®å mÆt b»ng tr¹m XLNT ViÖn Pasteur – TPHCM
15
Mở đầu
Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm trở lại đây các nước đang phát triển nh Việt Nam,
Campuchia đã và đang có những bước phát triển kinh tế xã hội mạnh mẽ rất
đáng tự hào. Khẩu hiệu hiện đại hoá công nghiệp hoá đất nước được hiện thực
hoá rất rõ ràng. Song song với thành tựu to lớn này là mặt trái của sự phát
triển, đó là vấn đề « nhiễm môi trường. Trong quá trình phát triển, môi trường
của các đô thị đã xuống cấp nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt, bệnh viện,
rác thải cũng như chất thải công nghiệp [6], [16], [24], [52].
Nghiêm trọng hơn là nước thải bệnh viện (NTBV). Do đây là một
nguồn gây « nhiễm nguy hiểm đến sức khoẻ cộng đồng dân cư cũng nh bệnh
nhân, người nhà và cán bộ công nhân viên của các bệnh viện và cơ sở y tế.
Với yêu cầu ngày càng cao trong việc bảo vệ môi trường các đô thị và khu
dân cư thì NTBV bắt buộc phải được xử lý đạt tiêu chuẩn thải theo các tiêu
chuẩn Việt Nam (TCVN) trước khi thải vào nguồn tiếp nhận ngoài bệnh viện.
Hiện tại ở Việt Nam NTBV đang được xử lý bằng nhiều phương pháp
khác nhau. Đó là các phương pháp cơ lý (lắng, tách rác), hoá lý (lắng, thả vôi,
keo tô …), sinh học (yếm khí, hiếu khí, hồ sinh học …), hoặc kết hợp nhiều
phương pháp cơ – hoá lý – sinh học.
Theo báo cáo của Bộ Y tế hiện nay mới có khoảng 10 đến 15% các
bệnh viện là có trạm xử lý nước thải (XLNT) theo các phương pháp trên.
Trong số đó chỉ khoảng 5 đến 10% là vận hành đều đặn. Hiện tượng đó kết
hợp với ý thức của các bệnh viện về XLNT chưa cao, thường trong tình trạng
đối phó là nguyên nhân dẫn đến phần lớn các trạm XLNT đạt hiệu quả xử lý
chưa cao.
Cũng theo báo cáo của Bộ Y tế đã tổng kết trong số 250 bệnh viện có
16

trạm XLNT thì có khoảng 40% bệnh viện xử lý theo công nghệ hợp khối,
trong đó thực hiện trên một loại thiết bị có tên gọi là CN 2000 cho kết quả khá
cao trong nhóm các bệnh viện khảo sát. Đây là công nghệ kết hợp nhiều quá
trình xử lý các chất hữu cơ, nit¬ và photpho theo các quy trình yếm khí, thiếu
khí, hiếu khí trên lớp đệm vi sinh bám cho hiệu quả xử lý cao với giá thành
đầu tư và vận hành hợp lý.
Để chuẩn hoá và mở rộng ứng dụng, nâng cao chất lượng tư vấn thiết
kế, tối ưu hoá quá trình quản lý và vận hành trạm xử lý NTBV bằng thiết bị
CN 2000 đảm bảo nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải của TCVN, chúng
tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu mô hình hoá quá trình xử lý nước thải
bệnh viện bằng thiết bị CN 2000”.
Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu xây dựng các mô hình tính toán công nghệ kết hợp quá
trình xử lý yếm khí – thiếu khí – hiếu khí (AAO) trên lớp vi sinh bám trong
thiết bị CN 2000 để xử lý NTBV;
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Các mô hình động học dãy hộp và mô hình thèng kê áp dụng trên các
trạm XLNT bằng thiết bị CN 2000 tại một số bệnh viện của Hà Nội: Thanh
Nhàn, Xanh P«n và Trung tâm điều trị bệnh nhân HIV;
Luận án đã đạt được những kết quả sau:
- Xây dựng được các mô hình thống kê mô tả mối quan hệ giữa các
thông số nước thải của các bệnh viện Việt Nam;
- Xây dựng được mô hình thống kê tính toán thiết bị CN 2000 thực hiện
các quá trình XLNT theo công nghệ AAO trên lớp đệm vi sinh bám;
17
- Xây dựng được mô hình dãy hộp cấu trúc dòng bên trong các ngăn xử
lý sinh học của thiết bị CN 2000;
- Hoàn thiện phần mềm tính toán quá trình XLNT bằng thiết bị CN 2000
trên cơ sở các mô hình nói trên và đã kiểm tra độ tương thích của các mô hình
tại trạm XLNT của một số bệnh viện tại Hà Nội;

ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Luận án đã áp dụng cách tiếp cận mô hình hoá bao gồm các mô hình
thống kê và mô hình dãy hộp cấu trúc dòng để xây dựng các phương pháp
tính toán các thông số thiết kế và vận hành thiết bị CN 2000 trong XLNT các
bệnh viện của Hà Nội. Các mô hình và công thức tính toán nói trên cho phép
khảo sát các quá trình XLNT, cho phép tối ưu hoá quá trình thiết kế và vận
hành các thiết bị XLNT nói trên. Việc này đóng góp tích cực vào phòng
chèng ô nhiễm môi trường của các bệnh viện và đô thị ở Việt Nam và
Campuchia.
Bố cục của luận án
Luận án gồm 98 trang, có 28 bảng, 28 hình, 54 tài liệu tham khảo và 24
trang phụ lục. Luận án bao gồm các phần chính sau: Mở đầu (3 trang),
Chương 1 – Tổng quan về NTBV, hiện trạng kiểm soát « nhiễm và các công
nghệ XLNT bệnh viện ở Việt Nam (41 trang), Chương 2 – Phương pháp
nghiên cứu (11 trang), Chương 3 – Kết quả và thảo luận (40 trang), và phần
kết luận và kiến nghị.
18
Chương 1
Tổng quan vÌ nước thải bệnh viện, hiện trạng
kiểm soát « nhiễm và các công nghệ xử lý nước
thải bệnh viện ở việt nam
1.1. nước thải bệnh viện
Trong điều kiện của Việt Nam cũng nh Campuchia NTBV là một trong
những nguồn « nhiễm môi trường nguy hiểm rất được quan tâm. Dưới đây sẽ
nêu lên lưu lượng, tính chất và thành phần của NTBV để từ đó có thể hiểu rõ
hơn về sự nguy hiểm của chúng.
1.1.1. Lưu lượng NTBV
Thông thường để tính toán hệ thống thoát nước và lựa chọn sơ đồ công
nghệ xử lý NTBV thì phải xác định lượng nước thải của bệnh viện trong một
ngày. Khi quan sát lưu lượng NTBV, thÂy rằng nó dao động theo giờ trong

ngày, theo ngày trong tuần. Chính vì vậy trong tính toán người ta đưa ra hệ số
hiệu chỉnh tính không đều K cho quy mô bệnh viện (tính theo số giường bệnh
hoặc số nhân viên phục vụ). Thường thì giá trị K không vượt qua 2,5 [21].
Ngoài ra trong tính toán còn chấp nhận tiêu chuẩn thoát nước bằng tiêu chuẩn
cấp nước, do vậy lượng nước mà bệnh viện dùng trong một ngày chính là
lượng nước thải trong một ngày. Cũng có thể tính toán lưu lương NTBV theo
định mức sử dụng nước tính trên giường bệnh được trình bày trong bảng 1.1
[10].
Bảng 1.1. Định mức sử dụng nước tính theo giường bệnh
Đối tượng Số lượng/ngày Nhu cầu tiêu thụ nước, l/ngày
Số giường bệnh
Số cán bộ công nhân viên
Người nhà bệnh nhân
N
(0,8 - 1,1)N
(0,9 - 1,3)N
300 - 500
100 - 150
50 - 70
19
Sinh viên thực tập, khách (0,7 - 1,0)N 20 - 30
Tổng số nước dùng thực
tế
(3,4 - 4,4)N 470 - 600
Tính cả nhu cầu phát triển 650 - 950 l/giường/ngày
ở Việt Nam cũng có thể xác định lưu lượng nước thải của bệnh viện Đa
khoa theo TCVN 4470:87 nh thể hiện trong bảng 1.2 [21].
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn nước cấp và lượng NTBV
STT
Quy mô bệnh viện

(số giường bệnh)
Tiêu chuẩn nước
cấp
(l/giường.ngày)
Lượng nước thải
(m
3
/ngày)
1
2
3
4
5
6
<100
100-300
300-500
500-700
>700
Bệnh viện kết hợp nghiên
cứu và đào tạo > 700
700
700
600
600
600
1000
70
100-200
200-300

300-400
>400
>500
Nhưng do nhiều nguyên nhân mà thực tế lượng nước thải của một
giường bệnh trong một ngày đêm lớn hơn nhiều lần so với quy định hiện hành
của TCVN, và ở mức từ 600 - 1000 l/giường ngày đêm phụ thuộc vào các loại
bệnh viện và các cấp bệnh viện [21].
1.1.2. Tính chất và thành phần NTBV
NTBV là một dạng của nước thải sinh hoạt đô thị. Trong nước thải
chứa chủ yếu các chất hữu cơ có nguồn gốc do sinh hoạt của con người. Tuy
nhiên do nước dùng trong quá trình khám chữa bệnh và chăm sóc bệnh nhân
nên về mặt vÔ sinh và dịch tễ học thì trong NTBV chứa nhiều vi khuẩn gây
bệnh, dễ lây lan cho người qua đường nước.
NTBV phát sinh từ ba nguồn chính sau:
20
- Nước thải từ các phòng điều trị, từ các phòng xét nghiệm (giải
phẫu bệnh, huyết học, truyền máu, lau rửa sau các ca mỉ, khoa lây). Đây là
nguồn tạo ra các chất thải nguy hại;
- Nước thải chứa các hoá chất (có các hoá chất độc hại) sinh ra từ
các phòng dược nh các loại thuốc, vacxin, huyết thanh, dung môi hữu cơ, hoá
chất xét nghiệm, các hợp chất vô cơ …;
- Nước thải sinh hoạt của các phòng cán bộ công nhân viên, nhà
bếp, nhà ăn chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân huỷ, các hợp chất vô cơ…
NTBV là một nguồn thải gây nguy hiểm cho môi trường vì khả năng
lan rộng trong môi trường, mức độ nhiễm khuẩn cao, khả năng tồn tại lâu và
nhân lên của vi khuẩn gây bệnh trong điều kiện giàu chất hữu cơ của nước
thải. NTBV có thể mang các tác nhân mầm bệnh như tả, thương hàn, phó
thương hàn, bệnh than, lao, lþ amip, leptospyros, bệnh vàng da nhiễm trùng,
viêm gan siêu vi trùng, bệnh nhiễm virut ruột, giun sán, nÊm mốc, bại liệt
[21].

Theo nghiên cứu của Đào Ngọc Phong và cộng sự cho thấy: NTBV
làm « nhiễm các nguồn nước bề mặt nh nước sông, nước ao, đầm hồ, giếng
khơi và còn gây « nhiễm đất. NTBV gây « nhiễm và gieo rắc mầm bệnh theo
tuyến sông thoát nước thải, nghiên cứu cho thấy rằng số bệnh nhân ở khu dân
cư dọc tuyến sông thoát NTBV thường cao hơn các khu vực khác, đặc biệt là
bệnh về đường tiêu hoá [21].
Các chỉ tiêu « nhiễm chính của NTBV được trình bày trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Các chỉ tiêu « nhiễm chính của NTBV [11], [21]
Chỉ tiêu
Giá trị TCVN
7382:2004
(mức II)
Min Trung bình Max
pH 6,4 7,54 8,15 6,5-6,8
21
Chất rắn lơ lửng, mg/l
BOD
5
, mg/l
COD, mg/l
N
T
, mg/l
P
T
, mg/l
Coliform, MPN/100ml
150
120
150

15
5
10
6
160
150
200
28
9
10
7
220
200
350
36
12
10
9
100
30
80 *
30 *
6 *
5000
* TCVN 5945:2005 (loại B)
Dưới đây sẽ nêu lên những nghiên cứu về NTBV ở Việt Nam.
+ Đánh giá chung về NTBV ở Việt Nam:
Theo kết quả nghiên cứu của Nguyễn Xuân Nguyên và cộng sự (Ban
chỉ đạo quốc gia về cung cấp nước sạch và vệ sinh môi trường), Trần Đức
Hạ (Trường Đại học Xây dựng Hà Nội), Phạm Thị Ngọc Bích (Bộ Xây

dựng) thì có thể nêu lên một số đánh giá về NTBV như sau [21]:
- Đối với các bệnh viện tuyến Thành phố: Nước thải chứa hàm
lượng cặn lơ lửng cao nhất, BOD trong nước thải khá lớn. Nồng độ oxy hoà
tan nằm trong khoảng 0-1 mg/l, tổng Coliform tuy không cao nhưng đều vượt
quá giới hạn cho phép theo TCVN 7382:2004. Các bệnh viện tuyến Thành
phố chủ yếu xả nước thải vào mạng lưới thoát nước thành phố;
- Nước thải các bệnh viện Đa khoa Tỉnh, có hàm lượng cặn lơ
lửng không lớn nhưng các chỉ tiêu BOD, nit¬ amoni, phosphat, Coliform
tương đối cao. Hàm lượng oxy hoà tan trong nước thải thấp. Nước thải các
bệnh viện này xả vào hệ thống thoát nước thị xã hoặc sông hồ, đồng ruộng
xung quanh;
- Đối với các bệnh viện tuyến Huyện, hàm lượng cặn lơ lửng trong
nước thải ở mức trung bình, oxy hoà tan cao, hàm lượng nit¬ amoni nhỏ. Tuy
nhiên tổng số Coliform của nước thải các bệnh viện này lại rất cao. Phần lớn
22
các bệnh viện cấp Huyện xả nước thải trực tiếp ra nguồn nước mặt nh sông,
hồ, đồng ruộng ;
- Đối với các bệnh viện Chuyên khoa, hàm lượng cặn lơ lửng,
BOD trong nước thải không lớn lắm do lượng nước sử dụng lớn. Tuy nhiên
trong nước thải loại này chứa nhiều chất « nhiễm đặc trưng và vi khuẩn gây
bệnh đặc thù. Phần lớn nước thải các bệnh viện này đều xả vào hệ thống thoát
nước thành phố.
+ Nghiên cứu của Trần Quang Toàn và cộng sự (Viện Y học Lao động
và Vệ sinh Môi trường) vÌ đánh giá « nhiễm theo các chỉ tiêu hoá lý của các
bệnh viện theo các tuyến (TW, Tỉnh, Ngành), theo các khoa (hành chính, lây,
xét nghiệm, dược), theo Chuyên khoa (Đa khoa, Lao, Phụ sản) được thể hiện
trong các bảng 1.4, 1.5, 1.6 [7], [21].
Bảng 1.4. Đánh giá chỉ tiêu « nhiễm chung cho từng tuyến
Bệnh viện pH
H

2
S
(mg/l)
BOD
5
(mg/l)
COD
(mg/l)
P
T
(mg/l)
N
T
(mg/l)
SS
(mg/l)
TW 6,97 4,05 99,8 163,2 2,55 16,6 18,6
Tỉnh 6,91 7,48 163,9 214,4 1,71 18,93 10,0
Ngành 7,12 4,84 139,2 179,9 1,44 18,85 46,0
Bảng 1.5. Đặc tính « nhiễm của NTBV theo các khoa
Khoa
Thông số
pH
H
2
S
(mg/l)
BOD
5
(mg/l)

COD
(mg/l)
P
T
(mg/l)
N
T
(mg/l)
SS
(mg/l)
Hành chính 6,40 2,07 87,14 126,58 0,94 9,54 37,99
Lây 7,04 5,50 117,60 168,98 1,57 12,82 55,82
Xét nghiệm 7,04 3,32 105,41 149,25 1,103 10,12 23,46
Dược 6,55 5,95 181,83 235,05 1,56 20,74 51,48
Bảng 1.6. Đánh giá nước thải của các bệnh viện theo chuyên khoa
Chuyên pH H
2
S BOD
5
COD P
T
N
T
SS
23
khoa (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)
Đa khoa 6,91 5,61 147,56 201,4 1,57 17,24 37,96
Lao 6,72 2,98 143,23 207,25 1,15 16,06 22,23
Phụ sản 7,21 7,73 167 221,9 0,99 13,19 51,25
Qua đó cho thấy:

- Tất cả các bệnh viện đều có mức độ « nhiễm cao so với tiêu
chuẩn cho phép;
- Theo các khoa thì khoa dược có hàm lượng chất « nhiễm cao
nhất, khoa hành chính có « nhiễm thấp nhất;
- Theo tuyến thì bệnh viện tuyến Tỉnh « nhiễm hơn so với tuyến
TW và tuyến Ngành. Nguyên nhân có thể là lượng nước sử dụng của bệnh
viện tuyến Tỉnh thực tế thấp hơn các tuyến khác;
- Theo chuyên khoa không có sự khác biệt đáng kể.
+ Nghiên cứu của Từ Hải Bằng và cộng sự (Viện Y học Lao động và Vệ
sinh Môi trường) về chỉ tiêu vi sinh trong NTBV (32 bệnh viện từ tuyến
Huyện đến TW và từ Bắc vào Nam) được thể hiện trong bảng 1.7 [3].
Bảng 1.7. Chỉ tiêu vi sinh trong NTBV
Vi sinh vật N
Giá trị thấp
nhất
Trung bình
Giá trị cao
nhất
Tổng số vi khuẩn hiếu
khí/1ml
32 2000 942 10
7
32 10
10
Cl.perfrigen/10ml 32 30 9.412 855 10
2
Coliform/100ml 32 15 10
4
234 10
6

23 10
8
Feacal coliform/100ml 32 93 10
3
150 10
6
23 10
8
Trứng giun/1000ml 32 0 63 9 10
2
Qua bảng 1.7 cho thấy nồng độ các chỉ điểm vệ sinh về vi sinh trong
nước thải của 32 bệnh viện khảo sát đều rất cao, nồng độ trung bình
Coliform/100ml gấp 234.000 lần tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường theo
24
tiêu chuẩn A (1.000 Coliform/100ml).
Đối với nghiên cứu về các loại vi khuẩn gây bệnh thì kết quả phân lập
từ mẫu NTBV (49 bệnh viện) chưa qua xử lý được thể hiện trong bảng 1.8
[2].
Qua bảng 1.8 cho thấy, trong NTBV chưa qua xử lý phân lập được
nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh, phần lớn các chủng phân lập được là vi
khuẩn đường ruột trong đó E. coli 51,61% và Enterobacter 19,36%. Ngoài ra
còn phân lập được Staphylococcus aureus (tô cầu vàng) 82,54% và
Pseudomonas aeruginosa (trực khuẩn mí xanh) 14,62% là vi khuẩn gây
nhiễm trùng bệnh viện và là vi khuẩn kháng kháng sinh hàng đầu ở Việt Nam
hiện nay [2].
Bảng 1.8. Các vi khuẩn gây bệnh trong NTBV chưa qua xử lý
Vi khuẩn gây bệnh Số mẫu phân lập được Tư lệ (%)
Staphylococcus aureus 175/212 82,54
Pseudomonas aeruginosa 31/212 14,62
E. coli 80/155 51,61

Enterobacter 30/155 19,36
K. pneumoniae 20/155 12,91
Citrobacter 3/155 1,93
Vi khuẩn khác 17/155 10,96
Tóm lại với chỉ tiêu vi sinh, NTBV luôn có nguy cơ tiềm tàng dưới
đây:
- Nguy cơ vi khuẩn: Tất cả các vi khuẩn gây bệnh có thể tìm thấy
trong nước thải như: Samonella, Shigella, Coliform, Pseudomonas,
tô cầu, liên cầu;
- Nguy cơ virut: Chủ yếu là virut đường tiêu hoá, virut gây ỉa chảy
lỏng ở trẻ em;
- Nguy cơ ký sinh trùng: Amip, trứng giun, sán và các nÊm hạ đẳng.
25