Xử lý nước thải bệnh viện – Quy trình, công nghệ và hệ thống đạt chuẩn QCVN

Nước thải bệnh viện chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh, hóa chất và dược phẩm tồn dư, nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Vì vậy, việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đạt chuẩn QCVN là yêu cầu bắt buộc đối với mọi cơ sở y tế. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ quy trình, công nghệ xử lý nước thải bệnh viện hiện nay, cùng các tiêu chuẩn kỹ thuật cần đáp ứng để đảm bảo an toàn và tuân thủ quy định của Bộ Tài nguyên & Môi trường.

Vì sao cần xử lý nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện là một trong những loại nước thải nguy hại nhất, bởi nó chứa hàm lượng cao các vi sinh vật gây bệnh, hóa chất độc hại, dược phẩm và kim loại nặng. Nếu không được xử lý đúng quy trình, các chất này sẽ thấm vào đất, nguồn nước ngầm hoặc xả thẳng ra môi trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng và đe dọa sức khỏe cộng đồng.

Ngoài ra, việc xử lý nước thải bệnh viện đạt chuẩn QCVN còn là yêu cầu bắt buộc theo quy định của Nhà nước nhằm:

• Bảo vệ môi trường và hệ sinh thái khỏi ô nhiễm vi sinh, hóa học.
• Ngăn chặn lây lan dịch bệnh từ nguồn nước thải y tế.
• Đảm bảo hình ảnh, uy tín và trách nhiệm xã hội của cơ sở y tế.
• Tuân thủ các quy định pháp luật, tránh bị xử phạt hành chính hoặc đình chỉ hoạt động.

Từ đó có thể thấy, đầu tư hệ thống xử lý nước thải bệnh viện đạt chuẩn không chỉ là nghĩa vụ mà còn là giải pháp bền vững cho môi trường và sức khỏe con người.

Thành phần cả nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện có thành phần vô cùng phức tạp, bao gồm cả chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật gây bệnh và hóa chất độc hại. Thành phần này thay đổi tùy theo quy mô, loại hình và hoạt động của từng bệnh viện, nhưng nhìn chung có thể chia thành các nhóm chính sau:

1. Chất ô nhiễm hữu cơ

Các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy như protein, carbohydrate, lipid… phát sinh từ hoạt động sinh hoạt, rửa dụng cụ, giặt là quần áo, ga giường.

Các chất này làm tăng chỉ tiêu BOD, COD, gây mùi hôi và làm giảm oxy hòa tan trong nước nếu không được xử lý kịp thời.

2. Chất ô nhiễm vô cơ

Bao gồm muối vô cơ, kim loại nặng (Hg, Pb, Cd, Cr…), các ion Cl⁻, SO₄²⁻, PO₄³⁻.

Nguồn gốc từ phòng xét nghiệm, khu chẩn đoán hình ảnh, khu xử lý thiết bị, dụng cụ y tế.

Có khả năng tích tụ sinh học và gây độc cho sinh vật thủy sinh cũng như con người.

3. Vi sinh vật gây bệnh

Có trong nước thải từ phòng khám, khu nội trú, nhà vệ sinh, phòng xét nghiệm vi sinh.

Gồm vi khuẩn (E. coli, Salmonella, Vibrio cholerae), virus, ký sinh trùng, nấm mốc…

Đây là nguồn lây lan dịch bệnh nguy hiểm nếu không được tiêu diệt trước khi xả thải.
4. Dược phẩm và hóa chất tồn dư

Thuốc kháng sinh, thuốc giảm đau, thuốc kháng viêm, chất khử trùng, dung môi, chất tẩy rửa, formalin, phenol…

Gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái và làm xuất hiện hiện tượng kháng kháng sinh trong môi trường nước.

5. Chất rắn lơ lửng (SS)

Bao gồm bông gạc, mô tế bào, cặn bẩn, máu và các hạt rắn khác.

Làm tăng độ đục của nước và cản trở quá trình xử lý sinh học.

Như vậy, nước thải bệnh viện không chỉ là vấn đề môi trường mà còn là mối nguy tiềm tàng đối với sức khỏe con người, đòi hỏi phải có hệ thống xử lý chuyên biệt và đạt chuẩn QCVN.

Nguồn gốc và đặc điểm của nước thải bệnh viện

Nguồn gốc và đặc điểm của nước thải bệnh viện cụ thể như sau: 

1. Nguồn gốc của nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện phát sinh từ nhiều khu vực và hoạt động khác nhau trong cơ sở y tế. Tùy theo quy mô và chức năng của từng bệnh viện, lượng nước thải và mức độ ô nhiễm có thể khác nhau. Các nguồn chính bao gồm:

• Khu khám và điều trị: phát sinh từ rửa tay, tắm rửa, vệ sinh cá nhân của bệnh nhân và nhân viên y tế.
• Phòng phẫu thuật, hồi sức, xét nghiệm: chứa máu, dịch cơ thể, hóa chất, dung môi và vi sinh vật gây bệnh.
• Khu giặt là, nhà bếp, căn tin: sinh ra nước thải chứa dầu mỡ, chất tẩy rửa, cặn bẩn hữu cơ.
• Phòng xét nghiệm, nhà thuốc: phát sinh các loại hóa chất, dung môi, thuốc kháng sinh, dược phẩm tồn dư.
• Nước mưa chảy tràn: có thể cuốn theo rác, vi sinh, chất ô nhiễm từ khuôn viên bệnh viện.

Như vậy, nước thải bệnh viện là hỗn hợp giữa nước thải sinh hoạt và nước thải y tế, có tính chất phức tạp và độc hại hơn nhiều so với nước thải thông thường.

2. Đặc điểm của nước thải bệnh viện

Nước thải bệnh viện có các đặc điểm nổi bật sau:

• Lưu lượng và thành phần không ổn định: Thay đổi theo số lượng bệnh nhân, thời điểm trong ngày và loại hình hoạt động y tế.
• Chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh: Vi khuẩn, virus, ký sinh trùng có khả năng lây nhiễm cao.
• Hàm lượng chất hữu cơ cao: Thể hiện qua các chỉ số BOD, COD vượt xa giới hạn cho phép nếu chưa xử lý.
• Nhiều hóa chất và dược phẩm tồn dư: Khó phân hủy sinh học, ảnh hưởng lâu dài đến môi trường nước.
• Có thể chứa kim loại nặng và chất độc hại: Từ các thiết bị y tế, dung dịch tẩy rửa, thuốc thử.
• Mùi hôi và độ đục cao: Do chứa máu, mô cơ thể, dịch thải và chất rắn lơ lửng.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý nước thải bệnh viện

Hệ thống xử lý nước thải bệnh viện được thiết kế nhằm loại bỏ toàn bộ các chất ô nhiễm hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật gây bệnh và hóa chất độc hại trước khi xả ra môi trường. Tùy theo quy mô bệnh viện và yêu cầu xả thải, hệ thống có thể được bố trí theo mô hình xử lý sinh học hiếu khí, kỵ khí hoặc kết hợp.

Cấu tạo của hệ thống xử lý nước thải bệnh viện

Một hệ thống hoàn chỉnh thường bao gồm các công trình và thiết bị chính sau:

1. Song chắn rác: Loại bỏ rác thô, gạc y tế, bao nilon, tóc, bông băng… tránh làm tắc nghẽn hệ thống.
2. Bể tách mỡ và lắng cát: Giữ lại dầu mỡ, cặn nặng và các chất không tan có trong nước thải từ khu bếp và giặt là.
3. Bể điều hòa: Có nhiệm vụ cân bằng lưu lượng và nồng độ nước thải, giúp hệ thống hoạt động ổn định.
4. Bể kỵ khí (UASB hoặc Septic):
   • Diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy.
   • Giảm tải BOD, COD ban đầu, đồng thời sinh ra khí metan (CH₄).
5. Bể hiếu khí (Aerotank, MBBR hoặc SBR):
   • Vi sinh vật hiếu khí phân hủy tiếp các chất hữu cơ hòa tan còn lại.
   • Cung cấp oxy bằng hệ thống thổi khí hoặc giá thể vi sinh, giúp xử lý triệt để BOD, COD, Amoni.
6. Bể lắng sinh học:
   • Giúp tách bùn hoạt tính ra khỏi nước sau xử lý sinh học.
   • Bùn lắng được tuần hoàn về bể hiếu khí hoặc đưa sang bể chứa bùn.
7. Bể khử trùng (Clorine hoặc UV): Tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật, vi khuẩn gây bệnh trước khi xả ra môi trường.
8. Bể chứa bùn – máy ép bùn: Thu gom và xử lý bùn thải định kỳ, đảm bảo khối lượng và độ ẩm đạt tiêu chuẩn trước khi đem đi xử lý.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý nước thải bệnh viện

Toàn bộ hệ thống vận hành theo nguyên lý xử lý sinh học kết hợp cơ học – hóa lý, gồm các giai đoạn sau:

1. Xử lý cơ học: Nước thải được đưa qua song chắn rác, bể lắng cát để loại bỏ tạp chất thô.
2. Xử lý hóa lý: Có thể bổ sung các bước keo tụ – tạo bông để loại bỏ kim loại nặng và chất khó phân hủy.
3. Xử lý sinh học: Vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí hoạt động trong các bể UASB, Aerotank hoặc MBBR giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ, giảm BOD, COD, Nito, Photpho.
4. Khử trùng: Giai đoạn cuối cùng dùng hóa chất hoặc tia UV để diệt khuẩn, đảm bảo nước đầu ra đạt chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT – Cột A hoặc B tùy yêu cầu xả thải.

Cấu tạo của hệ thống xử lý nước thải bệnh viện 

Quy trình xử lý nước thải bệnh viện

Quy trình xử lý nước thải bệnh viện được thiết kế nhằm loại bỏ toàn bộ chất ô nhiễm hữu cơ, hóa chất độc hại, dược phẩm và vi sinh vật gây bệnh trước khi thải ra môi trường. Dưới đây là quy trình xử lý nước thải bệnh viện đạt chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT đang được áp dụng phổ biến tại Việt Nam:

Bước 1: Thu gom và tiền xử lý

• Nước thải từ các khu khám, điều trị, xét nghiệm, nhà ăn, giặt là… được thu gom qua hệ thống đường ống kín về khu xử lý tập trung.
• Qua song chắn rác thô và tinh để loại bỏ rác, bông gạc, nilon, tóc, vật rắn tránh gây tắc nghẽn thiết bị.
• Sau đó, nước thải đi qua bể tách mỡ và bể lắng cát để loại bỏ dầu mỡ, cặn nặng và tạp chất không tan.

Bước 2: Bể điều hòa

• Chức năng: điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, giúp quá trình xử lý phía sau ổn định.
• Tại đây, máy thổi khí được lắp đặt để khuấy trộn đều, tránh lắng cặn và khử mùi sơ bộ.

Bước 3: Xử lý sinh học kỵ khí (Bể UASB hoặc Septic)

• Trong điều kiện không có oxy, vi sinh vật kỵ khí sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy, giảm mạnh chỉ số BOD, COD ban đầu.
• Quá trình này còn giúp giảm tải ô nhiễm cho các công đoạn phía sau.

Bước 4: Xử lý sinh học hiếu khí (Bể Aerotank, MBBR hoặc SBR)

• Nước thải sau xử lý kỵ khí được dẫn sang bể hiếu khí.
• Vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy để phân hủy tiếp các chất hữu cơ hòa tan và chuyển hóa amoni (NH₄⁺) thành nitrat (NO₃⁻).
• Giai đoạn này xử lý triệt để các chỉ tiêu BOD, COD, N, P trong nước thải.

Bước 5: Bể lắng sinh học

• Dòng nước từ bể hiếu khí được dẫn sang bể lắng để tách bùn vi sinh ra khỏi nước.
• Phần bùn lắng xuống đáy được hút tuần hoàn về bể hiếu khí, phần dư đưa đến bể chứa bùn để xử lý định kỳ.

Bước 6: Khử trùng (Clorine hoặc tia UV)

• Trước khi xả ra môi trường, nước thải được khử trùng nhằm tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn, virus, ký sinh trùng còn sót lại.
• Phổ biến nhất là châm Clo hoặc dùng tia UV, đảm bảo nước đầu ra đạt QCVN 28:2010/BTNMT – Cột A (nếu xả ra nguồn tiếp nhận nhạy cảm).

Bước 7: Xử lý bùn thải

• Bùn từ các bể được đưa qua bể nén bùn hoặc máy ép bùn để tách nước.
• Phần bùn khô sau đó được thu gom, xử lý theo quy định về chất thải y tế nguy hại.

Các công nghệ xử lý nước thải bệnh viện

Tùy theo quy mô, tính chất nước thải và yêu cầu xả thải, các bệnh viện có thể áp dụng nhiều công nghệ xử lý nước thải khác nhau. Dưới đây là những công nghệ tiên tiến và được sử dụng phổ biến nhất hiện nay giúp nước thải đầu ra đạt chuẩn QCVN 28:2010/BTNMT.

Công nghệ AAO (Anaerobic – Anoxic – Oxic)

Nguyên lý:
Công nghệ AAO kết hợp ba giai đoạn xử lý sinh học:

• Kỵ khí (Anaerobic): Phân hủy chất hữu cơ và giải phóng photpho.
• Thiếu khí (Anoxic): Khử nitrat thành nitơ (quá trình khử nitrat).
• Hiếu khí (Oxic): Vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ, chuyển hóa Amoni (NH₄⁺) thành nitrat (NO₃⁻).

Ưu điểm:

• Xử lý hiệu quả BOD, COD, N, P trong nước thải.
• Ổn định, dễ vận hành, chi phí vận hành vừa phải.
• Phù hợp với quy mô vừa và lớn.

Nhược điểm:

• Cần diện tích lắp đặt tương đối lớn.
• Phải kiểm soát tốt hệ vi sinh và lưu lượng đầu vào.

Công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor)

Nguyên lý:
Sử dụng giá thể nhựa (biochip) di động trong bể hiếu khí. Vi sinh vật bám dính trên bề mặt giá thể, tạo thành màng sinh học phân hủy chất hữu cơ trong nước.

Ưu điểm:

• Hiệu quả xử lý cao, tiết kiệm diện tích so với Aerotank truyền thống.
• Hoạt động ổn định, ít phát sinh bùn dư.
• Có thể nâng cấp hệ thống cũ dễ dàng bằng cách bổ sung giá thể.

Nhược điểm:

• Giá thành đầu tư ban đầu cao hơn.
• Cần bảo dưỡng định kỳ hệ thống thổi khí.

Công nghệ SBR (Sequencing Batch Reactor)

Nguyên lý:
Là công nghệ xử lý theo mẻ tuần hoàn, trong cùng một bể diễn ra tuần tự các giai đoạn: nạp nước – sục khí – lắng – xả – nghỉ.

Ưu điểm:

• Tiết kiệm diện tích, linh hoạt trong vận hành.
• Đạt hiệu quả cao trong xử lý BOD, COD, Nitơ, Photpho.
• Phù hợp với bệnh viện có lưu lượng nước thải dao động theo giờ làm việc.

Nhược điểm:

• Yêu cầu người vận hành có kinh nghiệm.
• Dễ ảnh hưởng nếu nguồn nước đầu vào thay đổi đột ngột.

4. Công nghệ MBR (Membrane Bio-Reactor)

Nguyên lý:
Kết hợp quá trình sinh học hiếu khí với màng lọc vi sinh (UF/MF) để tách hoàn toàn bùn hoạt tính và vi sinh vật khỏi nước.

Ưu điểm:

• Nước đầu ra đạt chuẩn cao, có thể tái sử dụng cho tưới cây, rửa sàn, làm mát.
• Hệ thống tự động hóa cao, vận hành ổn định.
• Không cần bể lắng sinh học.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư và bảo trì cao.
• Màng lọc dễ bị tắc nếu không bảo dưỡng định kỳ.

5. Công nghệ khử trùng tiên tiến (Ozone, UV, Clorine)

Sau khi xử lý sinh học, nước thải được khử trùng bằng một trong các phương pháp sau:

• Clorine: Rẻ, phổ biến nhưng có thể tạo sản phẩm phụ độc hại.
• Ozone: Khử trùng mạnh, khử mùi và oxy hóa tốt, nhưng chi phí cao.
• Tia UV: Diệt khuẩn hiệu quả, không sinh chất độc thứ cấp, thích hợp cho bệnh viện vừa và nhỏ.

Mỗi công nghệ có ưu – nhược điểm riêng, tuy nhiên, xu hướng hiện nay là kết hợp các công nghệ AAO, MBBR hoặc MBR xử lý nước thải bệnh viện vừa đảm bảo hiệu quả xử lý, vừa tiết kiệm diện tích và chi phí vận hành, đáp ứng đầy đủ yêu cầu của QCVN.