Hệ thống xử lý nước thải trung tâm y tế dự phòng tỉnh đạt chuẩn quốc gia công suất 35 m3/ngày đêm tại Biên Hòa Đồng Nai

1. Thông tin chung về dự án

• Tên Dự án: Trung tâm Y tế dự phòng tỉnh đạt chuẩn Quốc gia
• Chủ đầu tư: Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng tỉnh Đồng Nai
• Bên mời thầu: Ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng tỉnh Đồng Nai
• Địa điểm xây dựng: Tỉnh Đồng Nai
• Nguồn vốn: Ngân Sách tỉnh
• Hạng mục: Cung cấp hàng hóa lắp đặt trạm xử lý nước thải công suất 35m3/ng.đ
• Công nghệ xử lý: Công nghệ đệm vi sinh lưu động kết hợp lọc và tuần AAO, nước ra đạt QCVN 28:2010/BTNMT cột A–Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế.
• Thiết bị công nghệ chi tiết theo yêu cầu của HSMT

2. Lựa chọn công nghệ

3. Thuyết minh công nghệ

GIAI ĐOẠN 1: XỬ LÝ SƠ BỘ

Rọ chắn rác

Nước thải từ các khu vệ sinh, tắm rửa và nấu ăn được hệ thống đường ống dẫn nước về trạm xử lý  đi qua rọ chắn rác tinh vào bể tách cặn số 1,2 sơ bộ. Rọ chắn rác là thiết bị xử lý đầu tiên rất cần thiết. Rọ chắn rác cho phép bảo vệ các hạng mục xử lý phía sau, cản các vật lớn đi qua có thể gây nên tắc nghẽn trong các hệ thống. Tại đây, rác có kích thước cỡ ≥  10 mm được loại bỏ. Lượng rác này được gom vào thùng chứa rác bằng phương pháp thủ công và được Công ty có chức năng thu gom và xử lý định kỳ như rác thải thông thường. Định kỳ 2-3 ngày/lần vệ sinh rọ chắn rác thô một lần.

Bể điều hòa

Nước thải từ bể tách cặn 1,2 sẽ được tự động chảy qua bể điều hòa. Nước thải trong bể điều hòa được xáo trộn bằng hệ thống phân phối khí thô dưới đáy bể nhằm đảm bảo:

• Điều hòa lưu lượng cho hệ thống hoạt động 24/24;
• Ổn định tải lượng ô nhiễm cho các giai đoạn vi sinh hoạt động hiệu quả tối ưu;
• Kiểm soát pH luôn ở trạng thái tối ưu;
• Tránh quá trình phân hủy kị khí phát sinh mùi hôi.
• Tại bể điều hòa đặt 02 bơm chìm để bơm đi các công trình xử lý tiếp theo. Mục đích đặt bơm chìm để có thể chủ động điều chỉnh lưu lượng cho các hạng mục xử lý phía sau.

GIAI ĐOẠN 2: XỬ LÝ VI SINH

Ngăn 1: Thiếu khí – Anoxic

Nước từ bể điều hòa được bơm sang bể anoxic xảy ra quá trình khử Nitơ và photpho nhờ vào sự sinh trưởng – phát triển của vi sinh vật đặc chủng trong điều kiện môi trường thiếu oxy, ở giai đoạn hiếu khí vi khuẩn nitrosomonas và Nitrobacter sẽ oxi hóa hàm lượng Amonia thành Nitrate, tiếp đến quá trình khử Nitrate này diễn ra trong môi trường thiếu oxy. Mức oxy hòa tan này < 1,5 mg/l.

Trong nước thải, có chứa hợp chất Nito và photpho, những hợp chất này cần phải được loại bỏ ra khỏi nước thải.

Tại bể Anoxic, trong điều kiện thiếu khí nhờ máy khuất chìm và tuần hoàn bùn tạo điều kiện để hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril.

Quá trình Nitrat hóa xảy ra như sau

Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Nitrosonas và Nitrobacter. Trong môi trường thiếu Oxi, các loại vi khuẩn này sẻ khử Nitrat Denitrificans sẽ tách oxi của Nitrat (NO₃^–) và Nitrit (NO₂^–) theo chuỗi chuyển hóa

NO₃^–  →  NO₂^–  →  N₂O  →  N₂↑

Khí Nito phân tử N₂ tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài. Như vậy là Nito đã được xử lý.

Quá trình Photphorit hóa

Chủng loại vi khuẩn tham gia vào quá trình này là Acinetobacter. Các hợp chất hữu cơ chứa photpho sẽ được hệ vi khuẩn Acinetobacter chuyển hóa thành các hợp chất mới không chứa photpho và các hợp chất có chứa photpho nhưng dễ phân hủy đối với chủng loại vi khuẩn hiếu khí.

Để quá trình Nitrat hóa và Photphoril hóa diễn ra thuận lợi, tại bể Anoxic bố trí máy khuẩn chìm với tốc độ khuấy phù hợp. Máy khuấy có chức năng khuấy trộn dòng nước tạo ra môi trường thiếu oxi cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển.

Anaerobic: xử lý sinh học kỵ khí

Trong bể sinh học kỵ khí xảy ra quá trình phân huỷ các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thải với sự tham gia của các vi sinh vật kỵ khí. Vi sinh vật yếm khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hoà tan có trong nước thải, phân huỷ và chuyển hoá chúng thành khí (khoảng 70 – 80% là metan, 20 – 30% là cacbonic). Bọt khí sinh ra bám vào hạt bùn cặn, nổi lên trên làm xáo trộn và gây ra dòng tuần hoàn cục bộ trong lớp cặn lơ lửng. Hiệu quả khử BOD và COD có thể đạt 70 – 90%. Các hệ thống kỵ khí ứng dụng khả năng phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật trong điều kiện không có oxy. Quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ rất phức tạp liên hệ đến hàng trăm phản ứng và sản phẩm trung gian. Tuy nhiên người ta thường đơn giản hóa chúng bằng phương trình sau đây:

Lên men

Chất hữu cơ         →           CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

Kỵ khí

Quá trình phân hủy kỵ khí được chia thành 3 giai đoạn chính như sau:

1. Phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử.
2. Tạo nên các axit.
3. Tạo methane.

Giai đoạn I Thủy phân và lên men

Giai đoạn II Tạo axid acetic, H2

Giai đoạn III sinh CH4

                                         Ba giai đoạn của quá trình lên men kỵ khí          

            Ba nhóm vi khuẩn chính tham gia vào quá trình là nhóm vi sinh vật thủy phân chất hữu cơ, nhóm vi sinh vật tạo acid bao gồm các loài Clostridium spp., Peptococcus anaerobus, Bifidobacterium spp., Desulphovibrio spp., Corynebacterium spp., Lactobacillus, Actonomyces, Staphylococcus và Escherichia coli, và nhóm vi sinh vật sinh methane gồm các loài dạng hình que (Methanobacterium, Methanobacillus), dạng hình cầu (Methanococcus, Methanosarcina).

– Oxic: xử lý hiếu khí:

Tại bể hiếu khí diễn ra quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân huỷ các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ đơn giản như: CO2, H2O…

Chất hữu cơ + Vi sinh vật hiếu khí  → H₂O + CO₂  + sinh khối mới.

Chủng loại vi khuẩn đặc thù: achromobater, acinetobater, agrobacterium, alcaligenes, arthrobacter, corynebacterium, flavobacterrium, moraxella, neisseria, alcaligenes… là những vi khuẩn luôn gắn liền với quá trình xử lý hiếu khí. Đặc biệt hai chủng loại vi khuẩn Nocardia, microthrix chính là nguyên nhân gây hình thành lớp bọt trên bề mặt sục khí.

 

Các phản ứng chuyển hóa BOD tuần tự diễn ra như sau:

         Oxy hóa các chất hữu cơ:

C_xH_yO_z + O₂ + Enzyme à CO₂ +H₂O + ∆H

Tổng hợp tế bào mới:

C_xH_yO_z + NH₃  + O₂ + Enzyme à Tế bào vi khuẩn + CO₂ +H₂O + C₅H₇NO₂ + ∆H

          Phân hủy nội bào:

C₅H₇NO₂ + 5O₂ + Enzyme à 5CO₂ + 2H₂O + NH₃  ± ∆H

– MBR: là quá trình lọc Màng:

Tại đây, nước thải sau quá trình xử lý sinh học sẽ gồm nước và bùn sinh học. Màng MBR có kích thước lỗ mao quản  rất nhỏ 0,08 – 0,1 µm nên chỉ cho nước đi qua các cặn bẩn sẽ được giữ lại. Nước sau khi qua màng có hàm lượng BOD, SS, chất hòa tan, hàm  lượng Coliform rất thấp đạt QCVN 28:2010/BTNMT, cột A. Bùn dư được tuần hoàn lại nên lượng bùn dư rất ít được xả và đưa đến bể chứa bùn.

GIAI ĐOẠN 3: XỬ LÝ HOÀN THIỆN

Ngăn khử trùng

Trước khi chảy đến mạng lưới thoát nước thì nước thải sẽ được khử trùng trên đường ống bởi hóa chất khử trùng là Chlorine. Quá trình diệt vi sinh vật xảy ra qua hai giai đoạn. Đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh, sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến sự tiêu diệt của tế bào vi sinh.

Các phản ứng hóa học xảy ra khi cho Chlorine vào nước (Clo hóa nước):

Cl₂ + H₂O = HOCl + HCl

Hoặc ở dạng phương trình phân ly:

Cl₂ + H₂O = 2H⁺ + OCl^– + Cl^–

Mục đích của khử trùng nhằm loại bỏ các vi trùng, vi khuẩn… gây bệnh còn sót lại trong nước sau xử lý. Liều lượng hóa chất Chlorine (nồng độ pha loãng 3-5%) để khử trùng khoảng 0,02 kg hóa chất cho 1.0 m³ nước thải.

Nước sau khi khử trùng tại hồ sinh học đạt tiêu chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT, cột A và được xả ra môi trường tiếp nhận.

GIAI ĐOẠN 4: XỬ LÝ BÙN

Hỗn hợp bùn và nước được đưa về bể chứa bùn, tại đây bùn được lắng xuống nước dư được dẫn tuần hoàn lại bể điều hòa.

Công nghệ áp dụng cho trạm xử lý nước thải trại cai nghiện tạo ra lượng bùn thải tương đối ít, nên thuê đơn vị thu gom xử lý định kì năm 1 lần.

ƯU ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

• Công nghệ: Có thể xử lý nhiều loại nước thải khác nhau, linh động theo lưu lượng, tải lượng ô nhiễm….
• Khi có dao động thay đổi nồng độ đột ngột vẫn xử lý tốt
• Hiệu quả xử lý: 95 – 100%và rất ổn định;
• Không cần thiế kế bể lắng.
• Diện tích thiết kế: nhỏ gọn theo modul, linh động theo mặt bằng hiện trạng cụ thể.
• Lắp đặt: Modul dạng hợp khối dễ dàng lắp đặt vận hành
• Xử lý Nito triệt để nhờ quá trình sinh học tại bể thiếu khí và lọc màng MBR
• Lượng bùn sinh ra: Giảm 30% lượng bùn sinh ra so với công nghệ thông thường;
• Chi phí vận hành: thấp chỉ cần 2 người vận hành.

Vận hành: hệ thống vận hành tự động đơn giản theo cài đặt chế độ luân phiên của thiết bị, đảm bảo độ bền, ít phải bảo trì, hệ thống rửa ngược màng MBR bằng khí

4. Hình ảnh thi công thực tế