Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Bối cảnh thực tiễn
Nước là tài nguyên thiết yếu duy trì sự sống và phục vụ các hoạt động dân sinh, sản xuất kinh tế. Nhu cầu sử dụng nước sạch tại Việt Nam đang gia tăng nhanh chóng do quy mô dân số mở rộng và mức sống ngày một nâng cao. Tại các đô thị và khu công nghiệp trên phạm vi toàn quốc, nguồn nước mặt từ hệ thống sông, hồ hiện chiếm hơn 60% tổng công suất của các trạm cấp nước, đạt sản lượng khai thác xấp xỉ 3 triệu $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$.
Tuy nhiên, tài nguyên nước tại Việt Nam đối mặt với tình trạng phân bố không đồng đều theo cả không gian lẫn thời gian:
- Phân bố không gian: Trên 60% tổng nguồn nước tập trung tại lưu vực đồng bằng sông Hồng, trong khi các phần lãnh thổ còn lại chỉ nắm giữ 40% lượng nước nhưng phải phục vụ 80% dân số và hơn 90% hoạt động sản xuất kinh doanh, dịch vụ. Riêng tại khu vực Đông Nam Bộ và lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn, lượng nước bình quân đầu người chỉ đạt khoảng 2.900 $\text{m}^3/\text{người/năm}$, tương đương 28% mức trung bình cả nước.
- Phân bố thời gian: Lượng nước trong mùa mưa (kéo dài 4–5 tháng) chiếm từ 75% đến 80% tổng lượng nước cả năm, trong khi mùa khô (kéo dài 7–8 tháng) chỉ chiếm khoảng 15% đến 25%.
- Dự báo dài hạn: Các nghiên cứu cho thấy tổng lượng nước mặt của Việt Nam có xu hướng suy giảm dưới tác động của biến đổi khí hậu: dự kiến đến năm 2025 chỉ bằng khoảng 96%, đến năm 2070 còn khoảng 90% và đến năm 2100 chỉ còn khoảng 86% so với hiện nay; đặt ra nguy cơ thiếu nước nghiêm trọng trong vòng 50 năm tới.
Thị xã Dĩ An (tỉnh Bình Dương) giữ vị trí cửa ngõ tiếp giáp với Thành phố Hồ Chí Minh và thành phố Biên Hòa, tập trung mật độ cao các khu công nghiệp, khu chế xuất, trường học và dân cư. Do đó, yêu cầu cấp nước sạch liên tục, an toàn và việc quản lý, ứng phó rủi ro kỹ thuật - môi trường trong quá trình vận hành nhà máy xử lý nước cấp trở thành vấn đề cấp bách.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
- Khảo sát và tìm hiểu chi tiết quy trình công nghệ xử lý nước cấp từ nguồn nước mặt sông Đồng Nai thành nước sinh hoạt đạt chuẩn phục vụ người tiêu dùng và các khu công nghiệp.
- Nhận diện các mối nguy, rủi ro kỹ thuật bên trong nhà máy và các yếu tố tác động từ môi trường bên ngoài trong quá trình vận hành dây chuyền xử lý.
- Đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quy trình quản trị an toàn lao động và bảo vệ môi trường (HSE) nhằm giảm thiểu sự cố, nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống cấp nước.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Khu hệ thống xử lý nước cấp và quy trình ứng phó sự cố môi trường, an toàn lao động.
- Phạm vi nghiên cứu: Công ty Cổ phần Nước – Môi trường Bình Dương (BIWASE) – Chi nhánh Cấp nước Dĩ An (Nhà máy nước Dĩ An).
- Thời gian thực hiện: Báo cáo hoàn thành vào tháng 11 năm 2020.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng
Nghiên cứu kết hợp cơ sở lý thuyết kỹ thuật xử lý nước cấp với khung quản trị an toàn - sức khỏe - môi trường:
- Khung quản trị HSE: Ứng dụng hệ thống quản trị Sức khỏe – An toàn – Môi trường (Health – Safety – Environment), tiêu chuẩn ISO 14001 (Hệ thống quản lý môi trường), tiêu chuẩn OHSAS 18001 / ISO 9001, Thông tư liên tịch số 01/2011/TTLT-BLĐTBXH-BYT, và Sổ tay Hướng dẫn chung về Môi trường, Sức khỏe và An toàn do Bộ Tài nguyên và Môi trường phối hợp với Công ty Tài chính Quốc tế (IFC) ban hành năm 2007.
- Hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn chất lượng:
- Nước mặt đầu vào: Đánh giá dựa trên QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt - Cột A2).
- Nước sạch sau xử lý: Đánh giá dựa trên QCVN 01:2009/BYT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống).
- Phương pháp kiểm nghiệm chuẩn: Các tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) và bộ phương pháp Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (SMEWW), phương pháp thử nghiệm HACH, ASTM.
Phương pháp nghiên cứu
Tác giả sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu thực tiễn sau:
- Phương pháp thu thập và xử lý số liệu: Thu thập hồ sơ thiết kế, dữ liệu vận hành thực tế, báo cáo kiểm nghiệm chất lượng nước định kỳ từ Chi nhánh Cấp nước Dĩ An; tham vấn kỹ sư vận hành và kết hợp quan sát trực tiếp hiện trường thực tập.
- Phương pháp liệt kê mối nguy: Nhận diện các mối nguy tiềm ẩn và hiện hữu liên quan đến dây chuyền công nghệ (hóa chất, sự cố thiết bị, sai lệch quy trình) và điều kiện làm việc của công nhân (an toàn lao động, phát tán khí độc).
- Phương pháp đánh giá rủi ro theo ma trận $5 \times 5$: Mức độ rủi ro được định lượng bằng tích số giữa tần suất xảy ra sự cố và mức độ nghiêm trọng của hậu quả:
$$\text{Mức độ rủi ro} = \text{Tần suất xảy ra} \times \text{Mức độ tác động}$$
| Tần suất xảy ra |
Điểm |
Mức độ tác động đến cộng đồng / môi trường |
Điểm |
| Rất chắc chắn (1 ngày/lần) |
5 |
Rất lớn (ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng) |
5 |
| Có khả năng (1 tuần/lần) |
4 |
Lớn (tác động lớn đến sức khỏe cộng đồng) |
4 |
| Trung bình (1 tháng/lần) |
3 |
Vừa (ảnh hưởng đến một số khu vực của cộng đồng) |
3 |
| Không có khả năng (1 năm/lần) |
2 |
Nhỏ (ảnh hưởng đến một nhóm người trong cộng đồng) |
2 |
| Hiếm có (5 năm/lần) |
1 |
Không nghiêm trọng (tác động không đáng kể) |
1 |
Ma trận định lượng chia thành 5 mức rủi ro theo thang điểm từ 1 đến 25, phân loại các nguy cơ vi sinh (M), hóa học (C) và vật lý (P).
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1. Tổng quan về An toàn Sức khỏe Môi trường (HSE)
Chương 1 hệ thống hóa lịch sử hình thành ngành quản lý HSE từ sáng kiến "Chăm sóc có trách nhiệm" (Responsible Care) năm 1985 trong ngành hóa chất sau các thảm họa công nghiệp Seveso và Bhopal. Tác giả phân tích ý nghĩa cấu thành của mô hình HSE:
- H (Health - Sức khỏe): Bảo vệ sức khỏe thể chất và kiểm soát bệnh nghề nghiệp cho người lao động.
- S (Safety - An toàn): Ngăn ngừa tai nạn lao động, bảo vệ an toàn cho con người, trang thiết bị và tài sản doanh nghiệp.
- E (Environment - Môi trường): Quản lý chất thải, khí thải, nước thải, hướng đến sự phát triển bền vững và tuân thủ khung pháp lý môi trường.
2. Lịch sử hình thành và phát triển của Chi nhánh Cấp nước Dĩ An
Tác giả tổng hợp quá trình hình thành, nâng cấp công suất và giảm tỷ lệ thất thoát nước của Nhà máy nước Dĩ An từ năm 1998 đến năm 2020:
- 17/09/1998: Thủ tướng Chính phủ phê duyệt chủ trương sử dụng vốn ODA Đan Mạch (DANIDA) tại Văn bản số 1101/CP-QHQT để xây dựng Nhà máy nước Dĩ An Giai đoạn 1 với công suất $15.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
- 04/03/1999: UBND tỉnh Bình Dương ban hành Quyết định phê duyệt dự án số 796/QĐ-CT do Công ty Cấp Thoát Nước Bình Dương (nay là BIWASE) làm chủ đầu tư.
- 30/12/2000: Ký hợp đồng xây dựng với Nhà thầu Intertec A/S (Đan Mạch) trị giá 3,6 triệu USD (tương đương 50,4 tỷ đồng).
- Năm 2003: Khánh thành Giai đoạn 1 ($15.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$), tổng vốn đầu tư 81,9 tỷ đồng (nguồn tín dụng DANIDA chiếm 61,5%, vốn ngân sách đối ứng chiếm 38,5%).
- 17/08/2004: Thành lập Xí nghiệp cấp nước Dĩ An trực thuộc Công ty Cấp Thoát Nước Bình Dương.
- Năm 2005: Hoàn thành Giai đoạn 2 bằng nguồn vốn vay 14 tỷ đồng từ Quỹ hỗ trợ phát triển VN chi nhánh Bình Dương, nâng công suất lên $30.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, phục vụ hơn 2.000 khách hàng; tỷ lệ thất thoát nước ghi nhận ở mức 19,17%.
- Năm 2006: Mở rộng công suất lên $60.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ từ nguồn vốn tiết kiệm của dự án vay Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB) theo Công văn số 6962/UBND-SX ngày 28/12/2006.
- Năm 2008: Công suất thiết kế đạt $90.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, cung cấp cho hơn 22.000 khách hàng, doanh thu đạt 113 tỷ đồng, tỷ lệ thất thoát nước giảm xuống còn 8,5%.
- Năm 2014–2015: Thực hiện dự án Nhà máy nước Dĩ An 2 theo mô hình Hợp tác công - tư (PPP). ADB tài trợ 450 tỷ đồng đầu tư mạng lưới truyền dẫn; mở rộng thêm công suất $50.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ với vốn đầu tư 204 tỷ đồng. Đến cuối năm 2015, tổng công suất toàn nhà máy đạt $190.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, phục vụ hơn 56.000 khách hàng, doanh thu 336 tỷ đồng, tỷ lệ thất thoát nước giảm xuống 5,72%.
- 28/02/2019: Xí nghiệp Cấp nước Dĩ An chuyển đổi cơ cấu tổ chức thành Chi nhánh Cấp nước Dĩ An.
CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Đánh giá chất lượng nguồn nước và quy chuẩn kỹ thuật
Chương 2 trình bày cơ sở lý thuyết về thành phần nước thô, cơ chế lý học, hóa lý của các quá trình keo tụ, tạo bông, lắng, lọc, khử trùng, đồng thời công bố kết quả phân tích chất lượng mẫu nước mặt sông Đồng Nai (nước thô đầu vào) so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột A2):
| STT |
Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị |
Phương pháp thử nghiệm |
Giới hạn QCVN 08 Cột A2 |
Kết quả thử nghiệm |
| 1 |
Độ pH |
- |
TCVN 6492:2011 |
6,0 – 8,5 |
7,06 |
| 2 |
Oxy hòa tan (DO) |
$\text{mg/L}$ |
TCVN 7325:2004 |
$\ge 5$ |
5,94 |
| 3 |
Nhu cầu oxy sinh học ($\text{BOD}_5$) |
$\text{mg/L}$ |
TCVN 6001-2:2008 |
$\le 6$ |
1,02 |
| 4 |
Nhu cầu oxy hóa học (COD) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 5220-C:2017 |
$\le 15$ |
8 |
| 5 |
Amoni ($\text{NH}_4^+$ tính theo N) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8038 |
$\le 0,3$ |
0,71 (vượt) |
| 6 |
Nitrit ($\text{NO}_2^-$ tính theo N) |
$\text{mg/L}$ |
TCVN 6178:1996 |
$\le 0,05$ |
0,03 |
| 7 |
Nitrat ($\text{NO}_3^-$ tính theo N) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-B:2017 |
$\le 5$ |
0,58 |
| 8 |
Phosphat ($\text{PO}_4^{3-}$ tính theo P) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-D:2017 |
$\le 0,2$ |
0,09 |
| 9 |
Sắt tổng ($\text{Fe}_{\text{tc}}$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8008 |
$\le 1,0$ |
1,4 (vượt) |
| 10 |
Clorua ($\text{Cl}^-$) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-B:2017 |
$\le 350$ |
5 |
| 11 |
Đồng ($\text{Cu}$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8506+8026 |
$\le 0,2$ |
0,05 |
| 12 |
Kẽm ($\text{Zn}$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8009 |
$\le 1,0$ |
0,02 |
| 13 |
Chất rắn lơ lửng (SS) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8006 |
$\le 30$ |
84 (vượt) |
| 14 |
Mangan ($\text{Mn}$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8149 |
$\le 0,2$ |
0,05 |
| 15 |
Sunfat ($\text{SO}_4^{2-}$) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-E:2017 |
Không quy định |
8,08 |
| 16 |
Nhôm ($\text{Al}$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8012 |
Không quy định |
0,04 |
| 17 |
Độ cứng tổng cộng |
$\text{mg/L }\text{CaCO}_3$ |
SMEWW 2340-C:2017 |
Không quy định |
20,7 |
| 18 |
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) |
$\text{mg/L}$ |
Đầu dò cảm biến |
Không quy định |
37 |
| 19 |
Độ đục |
$\text{NTU}$ |
TCVN 6184:2008 |
Không quy định |
109 |
| 20 |
Độ màu |
$\text{Pt-Co}$ |
TCVN 6185:2008 |
Không quy định |
726 |
| 21 |
Crom VI ($\text{Cr}^{6+}$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8023 |
$\le 0,02$ |
0,005 |
| 22 |
Niken ($\text{Ni}$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8150 |
$\le 0,1$ |
0,009 |
| 23 |
Tổng dầu, mỡ |
$\text{mg/L}$ |
ASTM D7066-04 |
$\le 0,5$ |
0,1 |
| 24 |
Coliform tổng |
$\text{MPN/100mL}$ |
TCVN 6187-2:1996 |
$\le 5000$ |
1400 |
| 25 |
E. coli |
$\text{MPN/100mL}$ |
TCVN 6187-2:1996 |
$\le 50$ |
900 (vượt) |
Đánh giá: Mẫu nước thô sông Đồng Nai có 4 thông số vượt ngưỡng giới hạn của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột A2) bao gồm: $\text{NH}_4^+$ ($0,71\text{ mg/L}$ so với chuẩn $\le 0,3$), Fe tổng ($1,4\text{ mg/L}$ so với chuẩn $\le 1,0$), chất rắn lơ lửng SS ($84\text{ mg/L}$ so với chuẩn $\le 30$) và vi sinh E. coli ($900\text{ MPN/100mL}$ so với chuẩn $\le 50$).
2. Dây chuyền công nghệ xử lý nước cấp của Nhà máy nước Dĩ An
Dây chuyền xử lý nước mặt sông Đồng Nai tại nhà máy được vận hành theo chu trình nối tiếp:
- Thu nước và xử lý sơ bộ: Nước thô từ sông Đồng Nai đi qua song chắn rác và lưới chắn rác để loại bỏ rác có kích thước lớn, sau đó qua Trạm bơm cấp 1 đưa về nhà máy.
- Khuấy trộn hóa chất (Bể trộn nhanh / Bể trộn đứng): Nước thô được châm đồng thời hóa chất keo tụ PAC ($\text{Poly Aluminium Chloride}$) nồng độ 1% và vôi sữa nồng độ 5%. Bể trộn đứng có cấu tạo thân trên tiết diện vuông, đáy hình côn góc nghiêng $30^\circ - 40^\circ$. Vôi có vai trò điều chỉnh pH đạt mức tối ưu $\approx 6,0$, tạo môi trường cho PAC hoạt động hiệu quả, đẩy nhanh quá trình kết tủa kim loại nặng (Fe, Mn).
- Phản ứng tạo bông (Bể phản ứng có lớp cặn lơ lửng & bể vách ngăn): Đáy bể có cấu tạo xoáy côn giúp tạo dòng chuyển động, các hạt keo kết dính thành bông cặn lớn. Nước sau đó chảy qua mương trung gian được thiết kế giảm tốc độ dòng chảy nhằm tránh phá vỡ cấu trúc bông cặn.
- Quá trình lắng (Bể lắng ngang kết hợp tấm lắng Lamen): Các bông cặn có tỷ trọng lớn lắng xuống đáy bể bằng trọng lực và được xả bùn định kỳ; phần cặn lơ lửng kích thước nhỏ được giữ lại khi nước đi qua khối tấm lắng Lamen.
- Quá trình lọc (Bể lọc nhanh): Nước trong từ bể lắng chảy qua máng răng cưa sang bể lọc nhanh chứa lớp vật liệu lọc gồm than hoạt tính, cát và sỏi để giữ lại toàn bộ cặn lơ lửng sót lại. Nước rửa lọc được dẫn về hố thu hồi và bơm tuần hoàn lại bể trộn.
- Khử trùng và phân phối: Khử trùng bằng cách châm Clo tại đầu bể chứa nước sạch (duy trì hàm lượng Clo dư đạt từ $0,3 - 0,5\text{ mg/L}$ theo chuẩn). Sau thời gian tiếp xúc trong bể chứa, Trạm bơm cấp 2 bơm nước sạch vào mạng lưới phân phối đô thị.
3. Kết quả kiểm nghiệm chất lượng nước sạch sau xử lý
Mẫu nước sau khi qua toàn bộ dây chuyền xử lý được kiểm nghiệm theo QCVN 01:2009/BYT:
| STT |
Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị |
Phương pháp thử nghiệm |
Quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT |
Kết quả thử nghiệm |
| 1 |
Độ pH |
- |
TCVN 6492:2011 |
6,5 – 8,5 |
7,23 |
| 2 |
Mùi vị |
- |
Cảm quan |
Không có mùi, vị lạ |
Không có mùi, vị lạ |
| 3 |
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) |
$\text{mg/L}$ |
Đầu dò cảm biến |
$\le 1000$ |
42 |
| 4 |
Độ đục |
$\text{NTU}$ |
TCVN 6184:2008 |
$\le 2$ |
0,19 |
| 5 |
Độ màu |
$\text{Pt-Co}$ |
TCVN 6185:2008 |
$\le 15$ |
1 |
| 6 |
Độ cứng tổng cộng |
$\text{mg/L }\text{CaCO}_3$ |
SMEWW 2340-C:2017 |
$\le 300$ |
26,5 |
| 7 |
Clorua ($\text{Cl}^-$) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-B:2017 |
$\le 250$ |
10 |
| 8 |
Clo dư |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-Cl:2017 |
0,3 – 0,5 |
0,5 |
| 9 |
Amoni ($\text{NH}_4^+$) |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8038 |
$\le 3$ |
0,08 |
| 10 |
Nitrit ($\text{NO}_2^-$) |
$\text{mg/L}$ |
TCVN 6187:1996 |
$\le 3$ |
Không phát hiện ($\text{LOD: } 0,03\text{ mg/L}$) |
| 11 |
Nitrat ($\text{NO}_3^-$) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-B:2017 |
$\le 50$ |
1,7 |
| 12 |
Sunfat ($\text{SO}_4^{2-}$) |
$\text{mg/L}$ |
SMEWW 4500-E:2017 |
$\le 250$ |
3,12 |
| 13 |
Hàm lượng Sắt tổng |
$\text{mg/L}$ |
HACH Method 8008 |
$\le 0,3$ |
0 |
Đánh giá: Nước thành phẩm đạt trạng thái trong suốt, không màu, không mùi vị lạ; toàn bộ các chỉ tiêu lý học, hóa học và vi sinh đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 01:2009/BYT.
4. Nhận diện sự cố kỹ thuật và quản lý an toàn trong vận hành
Báo cáo phân loại các sự cố thường gặp tại các đơn nguyên xử lý và thiết bị định lượng:
- Sự cố công nghệ: Sai lệch liều lượng hóa chất keo tụ PAC/vôi làm giảm hiệu quả tạo bông; tắc nghẽn hoặc tạo mảng bám tại tấm lắng Lamen; tắc nghẽn và tăng tổn thất áp lực qua lớp vật liệu lọc (cát, than, sỏi) do chu kỳ rửa lọc không kịp thời.
- Sự cố thiết bị và hệ thống hóa chất: Rò rỉ hệ thống châm Clo khí hóa lỏng tại phòng Clo; hỏng hóc bơm định lượng; nghẹt đường ống cấp vôi sữa do lắng cặn.
- Biện pháp quản lý kỹ thuật và an toàn: Thiết lập quy trình vận hành chuẩn qua bộ điều khiển lập trình PLC; định kỳ kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị phân tích; trang bị đầy đủ phương tiện bảo hộ cá nhân (mặt nạ phòng độc, găng tay, ủng) tại nhà chứa hóa chất và phòng châm Clo.
CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Tác giả tổng kết hiệu quả vận hành của công nghệ xử lý nước cấp tại Chi nhánh Cấp nước Dĩ An và đề xuất các nhóm giải pháp nhằm duy trì năng lực cấp nước an toàn, bao gồm việc tăng cường quan trắc tự động chất lượng nước sông Đồng Nai, tự động hóa kiểm soát liều lượng hóa chất và đào tạo định kỳ về an toàn lao động - ứng phó sự cố hóa chất Clo cho đội ngũ công nhân vận hành.
Kết quả và đóng góp
Kết quả chính
- Làm rõ hiệu quả xử lý thực tế: Nghiên cứu đã chứng minh dây chuyền công nghệ hiện hữu của Nhà máy nước Dĩ An xử lý triệt để các thông số ô nhiễm trong nước thô sông Đồng Nai. Cụ thể:
- Hàm lượng Sắt tổng giảm từ $1,4\text{ mg/L}$ xuống $0\text{ mg/L}$.
- Độ đục giảm từ $109\text{ NTU}$ xuống $0,19\text{ NTU}$ (tiêu chuẩn $\le 2\text{ NTU}$).
- Độ màu giảm từ $726\text{ Pt-Co}$ xuống $1\text{ Pt-Co}$ (tiêu chuẩn $\le 15\text{ Pt-Co}$).
- Nồng độ Amoni ($\text{NH}_4^+$) giảm từ $0,71\text{ mg/L}$ xuống $0,08\text{ mg/L}$.
- Khử sạch vi sinh E. coli từ $900\text{ MPN/100mL}$ và Coliform từ $1.400\text{ MPN/100mL}$ về ngưỡng an toàn nhờ hệ thống khử trùng Clo duy trì nồng độ $0,5\text{ mg/L}$.
- Số liệu hóa quá trình vận hành: Ghi nhận thực tế quy trình pha chế hóa chất keo tụ PAC 1%, vôi sữa 5% để ổn định $\text{pH} \approx 6,0$, kết hợp hệ thống tấm lắng Lamen và tái tuần hoàn 100% nước rửa lọc.
- Xây dựng ma trận rủi ro HSE: Áp dụng ma trận rủi ro định lượng 25 mức điểm vào việc kiểm soát các mối nguy công nghệ và thiết bị tại nhà máy cấp nước.
Giải pháp và kiến nghị
- Hoàn thiện nội dung quản lý kỹ thuật cho từng công trình đơn nguyên (bể trộn đứng, bể phản ứng vách ngăn/cặn lơ lửng, bể lắng Lamen, bể lọc nhanh).
- Tăng cường kiểm soát an toàn vận hành tại các khu vực nguy cơ cao (phòng Clo, kho chứa hóa chất).
- Duy trì chế độ bảo dưỡng định kỳ các thiết bị cơ khí, bơm nước thô, trạm bơm cấp 2 và cảm biến phân tích tự động.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Báo cáo dựa trên chuỗi số liệu mẫu thử nghiệm tại thời điểm khảo sát (tháng 11/2020) tại một phân khu xử lý cụ thể của Chi nhánh Cấp nước Dĩ An; chưa phản ánh đầy đủ sự biến động theo mùa khô - mùa mưa của nước sông Đồng Nai qua nhiều năm liên tục.
- Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu đánh giá sự biến đổi chất lượng nước sông Đồng Nai theo chu kỳ nhiều năm; tối ưu hóa liều lượng PAC và hóa chất trợ lắng tự động qua thuật toán tích hợp hệ thống điều khiển SCADA/PLC.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tư liệu thực tế có giá trị phục vụ cho:
- Sinh viên và học viên: Các chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Cấp thoát nước, An toàn - Sức khỏe - Môi trường (HSE) tham khảo cấu trúc một báo cáo kỹ thuật thực tập tốt nghiệp hoàn chỉnh.
- Kỹ sư và cán bộ vận hành: Tham khảo thông số kiểm soát thực nghiệm (nồng độ PAC 1%, vôi 5%, kiểm soát pH, châm Clo dư $0,3-0,5\text{ mg/L}$, cấu tạo bể trộn đứng và bể lắng Lamen) cùng ma trận đánh giá rủi ro an toàn lao động trong các trạm xử lý nước mặt công suất lớn.
Câu hỏi thường gặp
1. Nguồn nước thô đầu vào của Nhà máy nước Dĩ An lấy từ đâu và có những chỉ tiêu nào vượt ngưỡng quy chuẩn?
Nguồn nước thô được khai thác từ sông Đồng Nai thông qua Trạm bơm cấp 1. Theo kết quả thử nghiệm đối chiếu với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột A2), nước thô có 4 chỉ tiêu vượt ngưỡng: Amoni ($\text{NH}_4^+$) đạt $0,71\text{ mg/L}$ (giới hạn $\le 0,3\text{ mg/L}$), Sắt tổng đạt $1,4\text{ mg/L}$ (giới hạn $\le 1,0\text{ mg/L}$), Chất rắn lơ lửng SS đạt $84\text{ mg/L}$ (giới hạn $\le 30\text{ mg/L}$) và E. coli đạt $900\text{ MPN/100mL}$ (giới hạn $\le 50\text{ MPN/100mL}$).
2. Dây chuyền công nghệ của nhà máy sử dụng những loại hóa chất nào và liều lượng pha chế ra sao?
Nhà máy sử dụng:
- Chất keo tụ: $\text{Poly Aluminium Chloride}$ (PAC) pha nồng độ 1%.
- Vôi sữa: Nồng độ 5% nhằm nâng pH nước thô lên mức tối ưu $\approx 6,0$, giúp PAC keo tụ kim loại nặng (Fe, Mn) đạt hiệu quả cao nhất.
- Khí Clo: Châm khử trùng tại đầu bể chứa nước sạch, duy trì nồng độ Clo dư từ $0,3\text{ đến }0,5\text{ mg/L}$ theo QCVN 01:2009/BYT.
3. Công suất thiết kế và tỷ lệ thất thoát nước của Nhà máy nước Dĩ An thay đổi như thế nào qua các giai đoạn?
- Năm 2003: Giai đoạn 1 đưa vào hoạt động với công suất $15.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
- Năm 2005: Nâng công suất lên $30.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, tỷ lệ thất thoát nước là $19,17%$.
- Năm 2008: Nâng công suất lên $90.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, tỷ lệ thất thoát nước giảm xuống $8,5%$.
- Cuối năm 2015: Hoàn thành dự án Dĩ An 2 (PPP), nâng tổng công suất thiết kế lên $190.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, phục vụ trên 56.000 khách hàng, tỷ lệ thất thoát nước giảm còn $5,72%$.
4. Ma trận đánh giá rủi ro HSE trong báo cáo được xác định như thế nào?
Ma trận rủi ro được tính theo công thức: $\text{Mức độ rủi ro} = \text{Tần suất xảy ra} \times \text{Mức độ tác động}$. Cả hai tiêu chí đều chia làm 5 bậc (từ 1 đến 5 điểm), tạo ra thang đo rủi ro từ 1 đến 25 điểm. Các mối nguy được phân thành 3 nhóm ký hiệu: Vi sinh (M), Hóa học (C) và Vật lý (P).
Kết luận
Báo cáo tốt nghiệp của tác giả Đào Viết Hoàng đã phân tích toàn diện hiện trạng công nghệ xử lý nước cấp và công tác quản lý an toàn - sức khỏe - môi trường tại Chi nhánh Cấp nước Dĩ An (BIWASE). Kết quả phân tích thực nghiệm khẳng định dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt sông Đồng Nai (kết hợp keo tụ PAC/vôi, lắng Lamen, lọc nhanh và khử trùng Clo) vận hành hiệu quả, chuyển hóa nguồn nước thô có các thông số ô nhiễm SS, Fe, $\text{NH}_4^+$ và E. coli thành nước sạch đạt quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT. Nghiên cứu đồng thời cung cấp hệ thống dữ liệu kỹ thuật và ma trận đánh giá rủi ro HSE có giá trị tham khảo thực tiễn cao cho công tác quản lý, vận hành nhà máy nước đô thị.
