phần mở đầu khẳng định tính cấp thiết của đề tài, các mục tiêu cần đạt được khi thực hiện đề tài, các cách tiếp cận, nội dung nghiên cứu và phương pháp thực hiện để đạt được các mục tiêu đó. Luận văn gồm 3 chương chính, phụ lục và danh mục tài liệu tham khảo. 5 TỔNG QUAN Tổng quan về nghiên cứu cấp nước an toàn trên thế giới và tại Việt Nam 1.1 Tổng quan về tình hình cấp nước an toàn trên thế giới 1.1Cấp nước an toàn trên thế giới Khái niệm cấp nước an toàn trên thế giới: Cấp nước an toàn là việc cung cấp nước ổn định, duy trì đủ áp lực, liên tục, đủ lượng nước, đảm bảo chất lượng nước theo quy chuẩn, quy định. Cấp nước an toàn bao gồm cả việc xác định được các mối nguy hiểm có nguy cơ đe dọa đến nguồn nước nhằm mục đích làm giảm thiểu đến mức thấp nhất những nguy cơ có thể xảy ra để giúp cho việc kiểm soát chất lượng nước cấp một cách hiệu quả nhất và nguồn nước cấp cho người dân được an toàn.
Tại Phần Lan, nước sạch có thể sử dụng trực tiếp tại vòi nước sinh hoạt căn hộ, việc ngừng cấp nước là sự cố về nước và quản lý về rủi ro được xác định bằng cách tính tổng số thời gian ngưng cấp nước trong 1 năm, nếu số thời gian này vượt qua 12 giờ, người sử dụng có thể yêu cầu đền bù chi phí cấp nước tối thiểu 2%. Do vậy, việc đảm bảo chất lượng dịch vụ cấp nước tại Phần Lan được xem như vấn đề sống còn của doanh nghiệp. Tại nhiều quốc gia như Estonia, Malaysia, Hàn Quốc…, cấp phép hoặc quyết định ủy quyền đối với dịch vụ cấp nước là cơ sở để ràng buộc về điều kiện được phép kinh doanh nước sạch của chính quyền khi giao cho tư nhân thực hiện. Các hình thức cấp nước có thể, thể hiện bằng việc ủy quyền hoặc giấy phép hoạt động ( Estonia: hợp đồng, Malaysia: giấy phép, Hàn Quốc: Ủy quyền).
Nội dung của việc cấp phép cơ bản bao gồm quyền quản lý công trình cấp nước, quyền kinh doanh dịch vụ cấp nước, khu vực cung cấp dịch vụ cấp nước, các điều khoản về chuyển nhượng, gia hạn, thu hồi, cấp lại, yêu cầu chất lượng dịch vụ. Tại thành phố New York, Mỹ: ( Soha.vn, 2016) Nguồn nước được xử lý tại lưu vực Catskill và Delaware nằm cách trung tâm thành phố 201 km về phía Tây cung cấp 6 90% lượng nước cho thành phố. Tất cả lượng nước đó được dẫn đến thành phố nhờ trọng lực” nguồn năng lượng hiệu quả”. Áp lực nước để đưa nước đến tầng thứ 6 của hầu hết các tòa nhà.
Là một thành phố lớn bậc nhất thế giới với công suất hoạt động liên tục nhưng New York chưa từng xảy ra một đợt thiếu nước nào. Có thể thấy New York rất chú trọng đến hiệu quả cấp nước sinh hoạt. Để đạt được các hiệu quả này New York đã nghiên cứu ứng dụng vận hành rất nhiều các giải pháp kỹ thuật, trong đó đặc biệt là mô phỏng phân tích thủy lực chính xác bằng các phần mềm thủy lực nội địa của hãng (Benley – Mỹ) và các phần mềm của tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ ( US EPA). Ở các nước tiên tiến hay các nước có nền công nghiệp phát triển như Mỹ, Canada, Anh, Hà Lan, Đức, Singapore, Nhật Bản,… chất lượng nước nguồn và nước sử dụng rất tốt.
Chất lượng nước dịch vụ cao, nguồn nước cấp thường xuyên liên tục và ổn định với đầy đủ áp lực, đáp ứng nhu cầu sử dụng nước khá lớn từ thấp là 128 lít/người/ngày (Hà Lan) tới cao nhất 371 lít/người/ngày (Mỹ). Số người sử dụng nước sạch ở các nước tiên tiến này đạt tới 96% đến 100%. Ngược lại ở các nước đang phát triển như Ấn Độ, Trung Quốc, Malaysia, Indonesia,… và cả Việt Nam chất lượng nguồn nước cấp chưa đảm bảo, chất lượng dịch vụ chưa cao, nguồn nước cấp không thường xuyên liên tục và ổn định, áp lực nước không đầy đủ, chỉ đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng nước từ 50 lít/người/ngày ở vùng nông thôn đến 226 lít/người/ngày ở Malaysia. Số người sử dụng nước sạch từ 54% đến 100%, nhưng thực tế số người lắp đặt thủy kế vào các hộ gia đình còn ở mức thấp.2 Tình hình cấp nước an toàn tại các nước tiên tiến trên thế giới Ấn Độ là nước có dân số đông đứng thứ 2 trên thế giới, khoảng 1.2 tỷ người.
Trong đó, 86% cư dân đang sinh sống ở các vùng nông thôn, nơi nguồn nước sạch đang ngày càng trở nên khan hiếm và hệ thống cấp nước sạch trở nên khó khăn với người dân. Việc cấp nước trở nên mất an toàn nghiêm trọng. Chương trình Phát triển của Liên Hiệp Quốc (UNDP) báo cáo, hiện có 2,4 tỷ người trên thế giới không được dùng nước sạch. Ngày 22 tháng 3 hàng năm đã được Liên 7 Hiệp Quốc chọn làm Ngày Nước Thế Giới – ngày để con người nhìn lại tầm quang trọng của tài nguyên quý giá bậc nhất trên Trái Đất.
Nước là tài nguyên chiếm ¾ diện tích Địa cầu nhưng chỉ có khảng 2.5% trong tổng đó là nước có thể sử dụng được. Các căn bệnh liên quan đến nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm, trong đó có bệnh dịch tả, làm nhiều người tử vong hơn cả số người chết vì HIV/AIDS và sốt rét. Nghiêm trọng hơn, số trẻ chết do thiếu nước sạch cao gấp năm lần số trẻ chết vì căn bệnh AIDS.2 Tổng quan về tình hình cấp nước an toàn tại Việt Nam Tại Việt Nam một số ứng dụng về sử dụng công nghệ mới trong xử lý nước sạch hiện đã được một số Công ty Cấp nước Đô Thị áp dụng đưa vào lắp đặt và sản xuất vận hành thử: - Keo tụ tạo bao bằng máy khuấy Milon (USA); - Bể lắng có tấm lắng Lamella; - Đan lọc HDPE 2 tầng – Leopold – USA; - Hệ thống trao đổi ion bằng hạt lọc Purolite (USA); - Hệ thống hút bùn Sinphon đặt chìm tự động (ASC); - Hệ thống quản lý vận hành điều khiển hệ thống cấp nước bằng SCADA; Trang bị hệ thống giám sát chất lượng nước liên tục (online) chất lượng nước thô và chất lượng nước sạch, luôn được kiểm soát chặt chẽ và đáp ứng theo Quy chuẩn. Nhờ đó, một số chỉ tiêu chất lượng nước sạch đã được nâng lên ở mức khắc khe hơn so với Quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT như: pH, độ đục, sắt, mangan,… Các giải pháp tối ưu hóa quy trình công nghệ xử lý nước, nghiên cứu ứng dụng các công nghệ mới đã được triển khai thực hiện kế hoạch cấp nước an toàn.
Đến nay, các biện pháp sử dụng PAC làm chất keo tụ thay phèn nhôm, tối ưu hóa việc quá trình tiền chlorine hóa đã đem lại hiệu quả tích cực, góp phần ổn định và từng bước nâng cao được chất lượng nước sạch. 8 Xác định các biện pháp quản lý, khai thác bền vững, đảm bảo an toàn nguồn nước; phối hợp với các cơ quan chuyên môn trong và ngoài nước nghiên cứu ứng dụng các công nghệ xử lý nước mới; hạn chế phát sinh các sản phẩm phụ khử trùng và cải thiện nâng cao chất lượng nước như: công nghệ sinh học tiếp xúc ngược dòng ( U-BCF), công nghệ oxy hóa sử dụng Ozone hoặc KMnO4 thay cho chlorine v.v… Đầu tư tăng cường năng lực, hiện đại hóa hệ thống quản lý vận hành hệ thống điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu SCADA, các giải pháp cải tạo hệ thống xử lý nước hiện hữu. Các hệ thống cấp nước được đầu tư xây dựng bằng nhiều nguồn vốn khác nhau như: vốn hỗ trợ phát triển chính thức (ODA), vốn ngân sách nhà nước, vốn cách thành phần kinh tế khác v.v… Tính từ năm 1988 đến nay, tổng mức đầu tư cho cấp nước đô thị khoảng trên 19. Trong các nguồn đầu tư cho công tác xây dựng và cải tạo hệ thống cấp nước thì nguồn vốn nước ngoài chiếm 81%.
Tại vùng nông thôn, theo báo cáo kết quả tình hình thực hiện Chương trình nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn giai đoạn 2006 – 2010, số vốn huy động khoảng 20.700 tỷ đồng đạt 91,6% so với dự kiến, gấp 3 lần số vốn huy động giai đoạn 1999 – 2005. Nhờ đó, đã đáp ứng được cơ bản yêu cầu thực hiện các mục tiêu của chương trình.3 Những nghiên cứu về cấp nước an toàn trên thế giới Thế kỷ thứ XIII, các thành phố ở Châu Âu đã có HTCCN. Thời đó chưa có các loại hóa chất keo tụ xử lý nước mặt. Người ta phải xây dựng các bể lắng có kích thước lớn.
Do đó, công trình cồng kềnh, chiếm diện tích và khinh phí xây dựng lớn. Vào những năm 1600 việc dùng phèn nhôm để làm keo tụ nước được các nhà truyền giáo Tây Ban Nha phổ biến tại Trung Quốc. Vào những năm 1800 các thành phố ở Châu Âu, châu Mỹ đã có HTCCN khá đầy đủ thành phần như công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới,v.v… Năm 1810 hệ thống lọc nước cho thành phố được xây dựng tại Paisay –Scotlen. 9 Từ thế kỷ XX, kỹ thuật cấp nước đã đạt tới trình độ cao và còn tiếp tục phát triển.
Các loại thiết bị cấp nước ngày càng đa dạng, phong phú và hoàn thiện. Thiết bị dùng nước trong nhà luôn được tiên tiến để phù hợp và thuận thiện cho người sử dụng tiết kiệm nước. Kỹ thuật điện tử và tự động hóa kết hợp với CNTT cũng được sử dụng rộng rãi trong ngành cấp nước.4 Những nghiêm cứu về cấp nước an toàn tại Việt Nam Tại một số địa phương, quản lý hệ thống cấp nước đã ứng dụng tích hợp các công nghệ bản đồ số GIS, công nghệ di động công nghệ điện toán đám mây, tích hợp thành hệ thống an toàn diện quản lý cho các doanh nghiệp cấp nước: thiết lập bản đồ số mạng lưới cấp nước, quản lý tài sản, giám sát vận hành và bảo trì mạng lưới, quản lý chăm sóc khách hàng, ghi chỉ số và kiểm tra đồng hồ nước, quản lý đồng hồ nước, quản lý chất lượng nước, hỗ trợ phòng chống thất thoát…Các giải pháp dịch vụ gia tăng như tổng đài chăm sóc khách hàng VOIP 1900, SMS, hóa đơn điện tử được tích hợp vào hệ thống quản lý khách hàng. Ứng dụng KH&CN một cách hiệu quả tại Tổng công ty cấp nước Sài Gòn ( Sawaco): trang thiết bị biến tầng cho các Trạm bơm.
Ứng dụng phần mềm thủy lực (Watergems) vào quản lý vận hành, phát triển hệ thống cấp nước. Triển khai hệ thống GIS ( thông tin địa lý) cho vào mạng lưới cấp nước thành phố.