Lọc nước Chuyên dụng
Hệ thống xử lý nước thải phòng thí nghiệm tiêu chuẩn
Th3
1. Thực trạng nước thải phòng thí nghiệm
Nước thải phòng thí nghiệm là nguồn nước thải xuất phát từ hoạt động thí nghiệm và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm các cơ quan, trường học, bệnh viện. Nước thải này có chứa một lượng lớn các chất hóa học, dung môi hữu cơ, vi khuẩn, virus và các chất ô nhiễm khác.
Do đó, nó có tính chất hóa học phức tạp và độc tính cao hơn so với nước thải sinh hoạt thông thường. Nếu không xử lý kỹ càng trước khi xả ra môi trường có thể gây ô nhiễm độc hại cho môi trường và sức khỏe cộng đồng.
2. Nguồn phát thải và thành phần nước thải
2.1. Nguồn gốc
Nguồn phát sinh nước thải đến từ những hoạt động thực nghiệm, thí nghiệm đa dạng trong các phòng lab. Cụ thể, nước thải chủ yếu xuất phát từ:
- Nước rửa dụng cụ thí nghiệm sau khi sử dụng bao gồm các dung dịch pha loãng, tinh dầu dư thừa của dung môi hữu cơ…
- Nước thải sau các quá trình tẩy trùng, khử trùng thiết bị y tế tại phòng thí nghiệm.
- Nước thải từ các phòng thử nghiệm chuyên ngành như: Nuôi cấy mô, xét nghiệm y học, hóa sinh…chứa tàn dịch thử nghiệm.
- Nước rửa tay, rửa dụng cụ, rửa chén cốc được sử dụng tại khu vực phòng thí nghiệm.
- Nước thải của các chế phẩm sinh học, hóa chất đã bị hư hỏng hoặc hết hiệu quả sử dụng.
2.2. Thành phần nước thải phòng thí nghiệm
- Dung môi hữu cơ: Et-hanol, Met-hanol, Ac-e-ton, Xy-len, Ben-zen…
- Kim loại nặng: Chì, Cadmi, Sắt, Đồng, Kẽm…
- Axit – Bazơ: Hydro-clo-ric, Nit-ric, Su-lơ, Hid-ro-xi…
- Hợp chất hữu cơ: Phễu, Ben-zen, Tolu-en, Xy-len, Fe-nol…
- Chất thải y tế: Máu, nước tiểu, phân, dịch tiết… có thể chứa vi-rus, vi-khuẩn.
- Chất tẩy rửa: Cloramin B, Al-co-hol, Cồn i-ốt, Am-moni-ac…
- Hóa chất độc: Ar-se-nic, Cad-mi, Chì, Kềm, Kẽm, Selen…
- Phẩm màu: Mạch đỏ, Mạch xanh, Sin…
- Chất bảo quản: For-mal-de-hyt, Hexa-chlo-ro-phan, Thi-me-rosal…
- Phụ gia thực phẩm: E221, E333, E951…
- Cao su, nhựa: Bit-mul, Poli-este, Poli-me…
Nhìn chung, nước thải phòng thí nghiệm rất phức tạp, chứa nhiều chất độc hại nguy hiểm nếu không xử lý sẽ gây ô nhiễm môi trường.
3. Tác hại nước thải phòng xét nghiệm, thí nghiệm
Có nhiều lý do giải thích tại sao nước thải phòng xét nghiệm, thí nghiệm lại mang đến nhiều tác hại:
- Thành phần phức tạp: Nước thải chứa đa dạng các chất hóa học, kim loại nặng, dung môi, chất thải y tế độc hại do hoạt động phức tạp của phòng thí nghiệm.
- Nồng độ chất độc cao: Lượng chất thải từ các thí nghiệm tập trung, khiến nồng độ các chất độc trong nước thải vượt ngưỡng cho phép.
- Không được xử lý triệt để: Phần lớn nước thải phòng thí nghiệm không qua xử lý hoặc xử lý không hiệu quả trước khi xả ra môi trường.
- Tiếp xúc trực tiếp: Nước thải xả trực tiếp ra môi trường khiến con người, hệ sinh thái phải tiếp xúc trực tiếp với các chất độc hại.
- Tích lũy độc tính: Một số chất độc tích lũy sinh học qua thời gian gây nguy hiểm cao hơn.
Do đó, nước thải phòng xét nghiệm mang tính chất nguy hiểm cao nếu không xử lý hợp lý
4. Thuyết minh quy trình xử lý
Bước 1: Tách nước thải tại nơi phát sinh
Việc tách nguồn nước thải phòng thí nghiệm ngay tại nơi phát sinh là bước quan trọng đầu tiên trong quy trình xử lý. Cụ thể, cơ sở sẽ lắp đặt hệ thống đường ống riêng biệt cho từng phòng thí nghiệm. Tùy vào tính chất hoạt động của từng phòng mà lựa chọn kích thước đường ống phù hợp.
Đường ống sẽ dẫn nước thải từ nơi sản sinh ra tới hệ thống thu gom chung. Việc phân luồng ngay tại nguồn giúp theo dõi được xuất xứ của nước thải, tránh pha trộn chất thải giữa các phòng. Đây cũng là cơ sở quan trọng để lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp sau này.
Bên cạnh đó, việc lắp đặt hệ thống đường dẫn kín ngăn ngừa tình trạng nước thải rò rỉ ra môi trường xung quanh trước khi được xử lý.
Bước 2: Lắng đọng chất rắn lơ lửng
Sau khi tách nguồn tại các phòng thí nghiệm, dòng nước thải sẽ được dẫn đến khu vực tập trung. Bước tiếp theo là lắng đọng chất rắn lơ lửng trong nước thải.
Cơ sở thường sử dụng thiết bị như thùng lắng hoặc bể lắng để tiến hành bước này. Khi nước thải được dẫn vào thùng, nhờ trọng lực, các hạt rắn lơ lửng sẽ tụ tập lại và hình thành thành từng đống đọng xuống đáy. Quá trình này mất khoảng 8-12 giờ.
Sau đó, phần nước trong hơn được dẫn tiếp sang các bước tiếp theo, còn bùn được thu gom hàng ngày. Đây là cách loại bỏ hiệu quả phần chất rắn lơ lửng đầu tiên trong nước thải.
Bước 3: Xử lý sinh học
Sau khi loại bỏ chất rắn, phần nước thải sẽ được dẫn đến khu vực xử lý sinh học. Đây là bước tiến hành quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước thải bằng các phản ứng sinh học của vi khuẩn.
Cụ thể, nước thải sẽ được đổ vào hồ hoặc lò sinh học. Tại đây có sự có mặt của vi khuẩn hiếu khí. Những vi khuẩn này sẽ tiến hành quá trình hô hấp các chất hữu cơ như:
CH3CH2OH + O2 → CO2 + H2O
Qua phản ứng này, cacbon hữu cơ sẽ được oxy hóa thành cacbonic và nước. Đồng thời vi khuẩn sẽ tiêu thụ O2 và sinh ra CO2.
Quá trình này diễn ra trong 8-12h và cần có đủ O2 tham gia. Sau đó nước thải sẽ được kiểm tra độ COD, BOD5, DO để xác định hiệu quả xử lý trước khi cho xả ra bước tiếp theo.
Bước 4: Xử lý hóa học
Cụ thể, nước thải được dẫn vào bể xử lý hóa học. Tại đây sẽ tiến hành phản ứng hóa học bằng cách cho thêm các chất sau:
- Chất khử trùng như Clorua hoặc ozon để diệt khuẩn, khử trùng nước thải:
Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl-
- Chất phức hợp để kết tủa các kim loại nặng:
Fe2+ + NaOH → Fe(OH)2
- Nhóm sunfat, photphat để làm mềm nước.
Quá trình này kéo dài khoảng 30 phút đến 2h tuỳ thành phần nước thải. Sau đó nước sẽ được lọc và kiểm tra thông số để xả ra môi trường.
Bước 5: Xử lý vật lý
Nước thải được dẫn đến khu vực xử lý vật lý. Tại đây sẽ áp dụng các phương pháp lọc như: sử dụng bộ lọc siêu lọc (UF, RO), lọc điện phân hay cô đặc bằng phương pháp bay hơi.
Với lọc siêu lọc, nước sẽ được đi qua lớp màng lọc có độ rỗng siêu nhỏ, loại bỏ hầu hết các hạt cặn còn sót lại.
Còn phương pháp điện phân giúp ly giả các ion kim loại nặng, cho phép lắng hạt để loại bỏ.
Sau các bước này, nước thải đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường. Toàn bộ quy trình này giúp lọc làm sạch triệt để nước thải phòng thí nghiệm trước khi xả ra môi trường bên ngoài.
Bước 6: Xả nước thải sau khi đạt QCVN
Đây là bước cuối cùng trong quy trình xử lý nước thải phòng thí nghiệm, đánh dấu việc hoàn tất toàn bộ quá trình và an toàn trước khi thải ra môi trường.
Sau khi qua 5 bước trước, nước thải sẽ được kiểm tra các thông số về chất lượng như pH, BOD5, COD, DO, kim loại nặng…để đảm bảo đáp ứng QCVN 28:2010/ BTNMT.
5. Những lưu ý khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải phòng thí nghiệm
- Phân luồng nước thải từ từng phòng thí nghiệm tránh tràn lan, pha trộn.
- Lựa chọn vật tư thiết bị phù hợp quy mô phòng thí nghiệm và lượng nước thải dự kiến.
- Bố trí hệ thống đường ống dẫn thải kín không rò rỉ, lắp đặt van chống ngược dòng.
- Xây dựng khu xử lý tập trung các bể lắng, sinh học, hoá học theo từng bước.
- Lắp đặt hệ thống theo dõi, kiểm soát tự động và lấy mẫu định kỳ.
- Bố trí hệ thống giám sát môi trường xung quanh khu vực.
- Lập phác đồ luồng và quy trình vận hành, xử lý kỹ thuật.
- Đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn, quy chuẩn về xả thải của Bộ TNMT.
6. Kết luận
Xử lý nước thải phòng thí nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng để bảo vệ môi trường. Đây là yêu cầu bắt buộc để kiểm soát các chất ô nhiễm, chất thải hữu cơ, kim loại nặng xuất phát từ hoạt động thí nghiệm. Việc thực hiện theo quy trình khép kín, đảm bảo tiêu chuẩn cho phép giảm thiểu tác động ô nhiễm ra môi trường xung quanh.
Đồng thời, hệ thống xử lý này góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và duy trì cân bằng sinh thái. Do đó, xử lý nước thải phòng thí nghiệm đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường một cách hiệu quả.
