Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp "Phân tích thực trạng kiểm soát chất lượng nước tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một" được thực hiện bởi sinh viên Huỳnh Thị Tường Như (Mã số sinh viên: 19124011, Khóa 2019), chuyên ngành Quản lý công nghiệp, Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn khoa học của ThS. Nguyễn Thị Anh Vân vào tháng 05 năm 2023.
Về bối cảnh thực tiễn và lý do chọn đề tài, tác giả viện dẫn các cơ sở dữ liệu từ Thương Huế (2020) và Hiệp hội Tài nguyên nước Quốc tế (IWRA), phản ánh nguồn nước nội địa của Việt Nam chỉ đạt mức trung bình kém so với thế giới và hiện có khoảng 20% dân cư chưa được tiếp cận nguồn nước sạch. Dù sở hữu mạng lưới sông ngòi dày đặc, lượng nước nội địa bình quân của Việt Nam chỉ đạt khoảng 3.840 m³/người/năm, đồng thời theo dự báo của Bộ Tài nguyên và Môi trường, đến năm 2025 chỉ số này có thể giảm xuống còn một nửa. Trước thách thức ô nhiễm nguồn nước mặt và nhu cầu cấp nước sạch ngày càng tăng, Công ty Cổ phần Nước - Môi trường Bình Dương (BIWASE), trực tiếp là Chi nhánh Cấp nước Thủ Dầu Một, đã triển khai các phương án xử lý nước mặt từ sông Sài Gòn phục vụ sinh hoạt và công nghiệp. Yêu cầu đặt ra là vừa đảm bảo chất lượng nước đầu ra đạt chuẩn y tế, vừa tối ưu hóa chi phí vận hành và không gây tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định gồm hai nội dung chính:
- Phân tích và làm rõ thực trạng quy trình kiểm soát chất lượng từ nguồn nước thô đến nước sạch sinh hoạt tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một.
- Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát chất lượng, bảo đảm cung cấp nguồn nước an toàn với chi phí phù hợp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình kiểm soát chất lượng nước tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một thuộc Công ty Cổ phần Nước - Môi trường Bình Dương (BIWASE).
- Phạm vi không gian: Nhà máy nước Thủ Dầu Một, địa chỉ tại đường Nguyễn Văn Lộng, phường Chánh Mỹ, thành phố Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương.
- Phạm vi thời gian: Thu thập và phân tích dữ liệu quan trắc trong khoảng thời gian từ ngày 01/06/2022 đến ngày 30/06/2022.
- Phạm vi nội dung: Các hoạt động kiểm tra, giám sát chỉ tiêu hóa lý và vi sinh trong quá trình chuyển hóa từ nước thô sang nước sạch phục vụ sinh hoạt.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận xây dựng nền tảng lý luận dựa trên các hệ thống tiêu chuẩn quản lý chất lượng và quy chuẩn kỹ thuật chuyên ngành cấp nước:
- Khái niệm về chất lượng và quản trị chất lượng: Tác giả tổng hợp quan điểm của Juran (1999) về tính năng đáp ứng khách hàng và tính không sai lỗi; Feigenbaum (1991) về chất lượng định hướng khách hàng; Harvey và Green (1993) về sự phù hợp với mục tiêu; định nghĩa chất lượng theo điều 3.1 của tiêu chuẩn ISO 9000:2005. Quản lý chất lượng được xem xét theo Crosby (1979), hệ thống 3 cấp độ (kiểm soát chất lượng, đảm bảo chất lượng, quản lý chất lượng toàn diện) và chu trình PDCA (Plan - Do - Check - Act) của Deming (1950), cùng các yêu cầu kiểm soát theo tiêu chuẩn ISO 9001:2015.
- Cơ sở lý thuyết về chất lượng nước: Dẫn xuất định nghĩa của Diersing và Nancy (2009), phân loại 3 nhóm chỉ tiêu (vật lý, hóa học, sinh học). Các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật gồm: QCVN 08-MT:2015/BTNMT (áp dụng cho nước mặt/nước thô); QCVN 01:2018/BYT và QCVN 01-1:2018/BYT (quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt); tham chiếu các tiêu chuẩn TCVN 5942:1995, Quyết định 1329/2002/BYT/QĐ, TCVN 5576:1991, TCXD 76:1979, TCXD 66:1991, TCXDVN 233:1999 và khuyến cáo của WHO, USEPA.
- Khung phương pháp tiếp cận phòng ngừa: Khái niệm Kế hoạch cấp nước an toàn (Water Safety Plan - WSP) theo Gunnarsdottir và cộng sự (2012), Vieira (2011), các nghiên cứu của Rong và cộng sự (2008), Howard và cộng sự (2005), cùng nghiên cứu thực nghiệm tại Việt Nam của Đặng Viết Hùng và cộng sự (2009) tại Nhà máy nước Tân Hiệp (SAWACO).
- Phương pháp Phân tích chế độ lỗi và ảnh hưởng (Failure Mode and Effects Analysis - FMEA): Khái niệm theo Mikulak và cộng sự (2017), Goodwin và cộng sự (2015), ứng dụng công thức tính toán mức độ nguy cơ: Rủi ro = Tần suất xảy ra × Mức độ thiệt hại (theo Lê Thị Hồng Trân, 2008 a và b).
- Các công cụ kiểm soát chất lượng: Phiếu kiểm tra (Check sheet) theo Magar và Shinde (2014); Biểu đồ kiểm soát Shewhart (Control charts - Shewhart, 1920; Gibra, 1975) gồm đường trung tâm CL, giới hạn trên UCL, giới hạn dưới LCL cho dữ liệu biến số (X-bar, R, S) và thuộc tính (p, np, c, u); Biểu đồ nhân quả (biểu đồ xương cá Ishikawa - Ishikawa, 1943; Kenett, 2008; Nguyễn Như Phong, 2009) phân tích theo 4 nhóm yếu tố chính: Phương pháp, Con người, Nguyên vật liệu, Thiết bị.
Phương pháp nghiên cứu thực tế được kết hợp giữa hai nhánh:
- Phương pháp định tính: Sử dụng kỹ thuật phỏng vấn chuyên gia, bao gồm ban điều hành, quản đốc nhà máy và các kỹ sư, kỹ thuật viên vận hành trực tiếp tại các tổ công nghệ.
- Phương pháp định lượng: Sử dụng thống kê mô tả để xử lý, biểu diễn chuỗi số liệu quan trắc hóa lý thu thập hàng ngày, đối chiếu giới hạn kiểm soát thống kê và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.
- Nguồn dữ liệu: Dữ liệu thứ cấp trích xuất từ nhật ký vận hành, hệ thống SCADA tại phòng điều hành, báo cáo phân tích định kỳ tháng 06/2022 của Chi nhánh Cấp nước Thủ Dầu Một và cổng thông tin Công ty Cổ phần Nước - Môi trường Bình Dương (Biwase.vn).
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về công ty
Chương này trình bày lịch sử hình thành, cơ cấu tổ chức và năng lực sản xuất của đơn vị thực tập:
- Công ty Cổ phần Nước - Môi trường Bình Dương (BIWASE) có trụ sở tại số 11 Ngô Văn Trị, phường Phú Lợi, thành phố Thủ Dầu Một, do ông Trần Chiến Công làm Tổng Giám đốc. Tiền thân trước năm 1975 chỉ gồm 5 trạm bơm nước ngầm công suất 2.000 m³/ngày đêm với 8 km đường ống D100 - D200 phục vụ nội ô. Tính đến năm 2022, BIWASE đã phát triển mạng lưới 18 đơn vị trực thuộc (9 chi nhánh cấp nước, 4 chi nhánh nước thải, chi nhánh dịch vụ đô thị, xử lý chất thải, tư vấn cấp thoát nước, xây lắp cơ điện và thương mại Con Voi). Danh mục sản phẩm mở rộng gồm nước máy sinh hoạt, nước đóng chai, nước Ion Gold, phân bón Con Voi và gạch Con Voi.
- Chi nhánh Cấp nước Thủ Dầu Một (thành lập ngày 27/08/2004, do ông Đỗ Thành Công làm Giám đốc) vận hành cung ứng nước sạch 24/7 theo QCVN 01:2018/BYT, cơ cấu gồm Ban Giám đốc và 7 bộ phận chuyên môn: Tổ chức quản trị - nhân sự, Kinh tế kế hoạch, Phòng kinh doanh, Phòng chống thất thoát, Quản đốc nhà máy, Tổ vận hành sản xuất (kèm tổ cơ khí, tổ điện) và Tổ thí nghiệm.
- Nhà máy nước Thủ Dầu Một (do ông Nguyễn Phú Đông làm Quản đốc) đặt tại đường Nguyễn Văn Lộng, phường Chánh Mỹ. Đây là nhà máy cấp nước đầu tiên của BIWASE, có công suất thiết kế ban đầu 21.600 m³/ngày đêm, sau nâng cấp lên công suất tối đa 35.000 m³/ngày đêm và công suất duy trì thực tế là 25.000 m³/ngày đêm, lấy nguồn nước thô từ sông Sài Gòn. Hạ tầng nhà máy gồm: phòng điều hành trung tâm kết nối SCADA, trạm biến áp cao thế và máy phát điện dự phòng, trạm bơm cấp 1, trạm bơm cấp 2, nhà hóa chất, bể trộn, bể phản ứng, bể lắng, bể lọc và bể chứa.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 2 hệ thống hóa cơ sở khoa học về chất lượng và các công cụ quản lý tác nghiệp:
- Làm rõ bản chất của chất lượng theo quan điểm hiện đại (tiêu chuẩn ISO 9000:2005) và cấu trúc quản lý chất lượng gồm 3 cấp độ: kiểm soát (QC), đảm bảo (QA) và toàn diện (TQM), gắn liền với việc triển khai chu trình cải tiến liên tục PDCA.
- Phân tích các thông số đặc trưng của chất lượng nước sinh hoạt theo QCVN 01:2018/BYT, bao gồm thông số vật lý (độ đục, độ màu, mùi vị), hóa học (pH, TDS, clo dư, hàm lượng sắt, mangan, amoni) và vi sinh vật.
- Luận giải nguyên lý của Kế hoạch cấp nước an toàn (WSP) theo khuyến nghị của WHO, nhấn mạnh sự vượt trội của phương pháp tiếp cận phòng ngừa đa rào cản xuyên suốt từ lưu vực nguồn đến vòi nước người tiêu dùng so với phương pháp kiểm tra thụ động sản phẩm cuối.
- Trình bày kỹ thuật phân tích dạng sai hỏng và tác động (FMEA), thiết lập nguyên lý tính toán rủi ro định lượng để xếp hạng mức độ ưu tiên kiểm soát lỗi kỹ thuật.
- Chi tiết hóa quy trình thiết kế và vận hành ba công cụ kiểm soát chất lượng chính: Phiếu kiểm tra dữ liệu phân tầng; Biểu đồ kiểm soát Shewhart (nguyên lý thiết lập đường trung tâm và các dải giới hạn sai số ngẫu nhiên ±3 sigma); Biểu đồ xương cá Ishikawa nhận diện nguyên nhân gốc rễ theo mô hình 4M.
Chương 3: Phân tích thực trạng kiểm soát chất lượng nước tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một
Chương 3 đi sâu khảo sát thực tế dây chuyền sản xuất và cơ chế kiểm soát chất lượng nước:
- Đặc tính nguồn nước thô sông Sài Gòn: Chiều dài 256 km (chảy qua TP.HCM 80 km), lưu lượng bình quân 54 m³/s, diện tích lưu vực hơn 5.000 km². Nguồn nước thô chịu tác động ô nhiễm hữu cơ và hóa chất từ nước thải công nghiệp, sinh hoạt chưa xử lý; chỉ số pH tự nhiên vào mùa mưa ở mức thấp (6,0 - 6,5).
- Thuyết minh quy trình công nghệ xử lý nước khép kín:
- Nước thô từ sông chảy vào họng thu Trạm bơm Cấp 1 (cách nhà máy 2 km), được châm hóa chất thuốc tím (KMnO4) nhằm tiêu diệt rong rêu, tảo và vi sinh vật, bảo vệ đường ống truyền dẫn.
- Bể trộn: Hòa trộn thủy lực hỗn hợp nước thô, chất keo tụ PAC (Poly Aluminium Chloride) và vôi bột để nâng pH. Thiết kế đáy hình côn góc 30° - 40°, ống cấp D600, tạo dòng chảy rối với vận tốc 1,2 - 1,5 m/s, thời gian trộn nhanh từ 1 đến 10 giây; nước sau trộn phân phối qua 2 ống D300 sang bể phản ứng.
- Bể phản ứng: Bê tông cốt thép gồm 4 ngăn (kích thước 7,5m × 3m), vận tốc nước vào 0,5 - 0,6 m/s, vận tốc dòng dâng qua lớp cặn 0,9 - 2,2 m/s, thời gian lưu nước không nhỏ hơn 20 phút; trang bị điện cực đo pH trực tiếp để căn chỉnh hóa chất.
- Bể lắng: Bể lắng ngang tích hợp tấm lắng lamen, thời gian lưu nước 2 - 3 giờ; thu nước sau lắng bằng máng răng cưa inox dạng dòng chảy hở (mực nước bể cao hơn máng 2 - 5 cm; máng chung thấp hơn máng nhánh 5 - 10 cm). Đáy bể trang bị máy cào bùn tự động định kỳ 8 giờ/lần vào mùa mưa và 12 giờ/lần vào mùa nắng.
- Bể lọc: Gồm hai đơn nguyên A và B (mỗi bên 4 bể lọc), tốc độ lọc dao động 5 - 15 m/h. Cấu trúc vật liệu lọc gồm lớp sỏi đa kích cỡ (lớn, vừa, nhỏ), lớp cát thạch anh, lớp than hoạt tính và tấm đan lọc HDPE. Vận hành rửa lọc bằng công nghệ khí và nước kết hợp (sục khí 5 - 10 phút, sục nước rửa ngược, thực hiện xả lọc đầu 10 phút trước khi thu nước sạch).
- Bể thu hồi và bể chứa: Bể thu hồi tiếp nhận bùn đáy bể lắng, nước rửa lọc và nước xả lọc đầu; phần nước được bơm tuần hoàn về bể trộn, bùn thải chuyển đến Nhà máy xử lý chất thải Bình Dương. Bể chứa nước sạch (khu A và B) được châm Clo khử trùng trên đường ống nạp; nóc bể lắp tấm pin mặt trời và trồng cỏ cách nhiệt.
- Đánh giá thực trạng kiểm soát chất lượng qua phiếu kiểm tra: Nhà máy thực hiện kiểm tra định kỳ 2 giờ/lần đối với nước thô (theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT) và nước sau xử lý (theo QCVN 01:2018/BYT). Số liệu ngày 28/06/2022 cho thấy: nước thô có pH 6,7 - 7,01; độ đục 66 - 79 NTU; độ màu 470 - 533 Pt-Co; TDS 41 - 50 mg/L. Nước sau xử lý tại bể chứa duy trì pH 7,02 - 7,21; độ đục 0,32 - 0,86 NTU; độ màu 0 - 2 Pt-Co; TDS 68 - 73 mg/L; Clo dư 0,5 - 0,66 mg/L, hoàn toàn đáp ứng ngưỡng kỹ thuật cho phép.
Chương 4: Giải pháp nâng cao chất lượng nước tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một
Dựa trên thực trạng vận hành, tác giả đề xuất hai nhóm giải pháp trọng tâm:
- Ứng dụng Kế hoạch cấp nước an toàn (WSP) kết hợp FMEA: Xây dựng ma trận đánh giá rủi ro (Bảng 4.1) và bảng phân tích FMEA (Bảng 4.2) nhằm xác định các điểm kiểm soát tới hạn trên toàn chuỗi công nghệ (họng thu nước thô, trạm châm hóa chất, bể lắng, bể lọc, hệ thống châm Clo khử trùng). Thiết lập bảng thông số kiểm tra chi tiết và các biện pháp ứng phó vận hành (Bảng 4.3).
- Ứng dụng các công cụ kiểm soát chất lượng nâng cao:
- Triển khai biểu đồ kiểm soát Shewhart (Hình 4.1, 4.2, 4.3) theo dõi chuỗi số liệu quan trắc 26 ngày trong tháng 06/2022 (Bảng 4.4) đối với 3 chỉ tiêu cốt lõi của nước bể chứa: độ đục, độ màu và độ pH. Biểu đồ xác lập các đường giới hạn kiểm soát trên (UCL) và giới hạn kiểm soát dưới (LCL), giúp người vận hành nhận diện sớm xu hướng bất thường trước khi vượt ngưỡng quy chuẩn.
- Xây dựng biểu đồ nhân quả (biểu đồ xương cá Ishikawa - Hình 4.4) nhằm truy vết và phân loại các nguyên nhân dẫn đến hiện tượng chỉ tiêu nước bể chứa tăng cao trong ngày theo 4 nhóm yếu tố: Phương pháp vận hành, Yếu tố con người, Chất lượng nguyên vật liệu hóa chất và Tình trạng thiết bị cơ điện.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận trích xuất các kết quả đo đạc thực nghiệm cụ thể chứng minh hiệu quả xử lý của dây chuyền công nghệ tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một trong tháng 06/2022:
Bảng tổng hợp đối chiếu chỉ tiêu chất lượng nước ngày 28/06/2022:
| Thời điểm đo |
Mẫu nước thô: pH |
Mẫu nước thô: Độ đục (NTU) |
Mẫu nước thô: Độ màu (Pt-Co) |
Mẫu nước thô: TDS (mg/L) |
Mẫu nước bể chứa: pH |
Mẫu nước bể chứa: Độ đục (NTU) |
Mẫu nước bể chứa: Độ màu (Pt-Co) |
Mẫu nước bể chứa: TDS (mg/L) |
Mẫu nước bể chứa: Clo dư (mg/L) |
| 07h30 |
6,89 |
73 |
495 |
50 |
7,10 |
0,58 |
0 |
68 |
0,50 |
| 09h30 |
6,90 |
79 |
533 |
41 |
7,02 |
0,50 |
0 |
70 |
0,50 |
| 11h30 |
6,70 |
66 |
485 |
47 |
7,20 |
0,32 |
0 |
73 |
0,60 |
| 13h30 |
6,80 |
68 |
486 |
47 |
7,21 |
0,40 |
0 |
72 |
0,66 |
| 15h30 |
7,01 |
66 |
470 |
48 |
7,04 |
0,86 |
2 |
71 |
0,60 |
| QCVN 01-1:2018/BYT |
- |
- |
- |
- |
6,0 - 8,5 |
≤ 2 |
≤ 15 |
≤ 1.000 |
0,2 - 1,0 |
Bảng kết quả thử nghiệm tổng hợp Chi nhánh Cấp nước Thủ Dầu Một tháng 06/2022:
| STT |
Chỉ tiêu phân tích |
Đơn vị tính |
Ngưỡng theo QCVN 01-1:2018/BYT |
Giá trị nhỏ nhất (Min) |
Giá trị lớn nhất (Max) |
| 1 |
Độ pH |
- |
6,0 - 8,5 |
6,79 |
7,24 |
| 2 |
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) |
mg/L |
≤ 1.000 |
67 |
86 |
| 3 |
Mùi, vị |
- |
Không có mùi, vị lạ |
Không phát hiện |
Không phát hiện |
Về mặt đóng góp giải pháp, tác giả đã:
- Thiết lập quy trình đánh giá rủi ro có cấu trúc bằng ma trận rủi ro và bảng FMEA cho quy trình xử lý nước mặt tại đơn vị, giúp chuyển đổi cơ chế kiểm soát chất lượng từ kiểm tra thụ động sang kiểm soát chủ động các yếu tố nguy cơ.
- Đề xuất áp dụng biểu đồ kiểm soát Shewhart đối với chuỗi dữ liệu 26 ngày (tháng 6/2022) của độ đục, độ màu, pH nước bể chứa, cung cấp công cụ trực quan hóa biến động quá trình thay cho hình thức lưu trữ số liệu rời rạc trên phiếu kiểm tra giấy.
- Mô hình hóa các tác nhân gây sai lệch chất lượng nước bằng biểu đồ xương cá Ishikawa theo 4 nhóm yếu tố (Phương pháp, Con người, Nguyên vật liệu, Thiết bị), tạo công cụ hỗ trợ cán bộ kỹ thuật truy tìm nguyên nhân và xử lý sự cố công nghệ nhanh chóng.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ ra một số giới hạn dựa trên phạm vi và điều kiện thực hiện nghiên cứu:
- Hạn chế về thời gian và mùa vụ: Dữ liệu thu thập chỉ diễn ra trong vòng một tháng (từ 01/06/2022 đến 30/06/2022), trùng với thời điểm mùa mưa tại Nam Bộ, do đó các chỉ tiêu nước thô chỉ phản ánh tính chất nguồn nước trong mùa mưa (nhiễm đục cao, pH tự nhiên thấp từ 6,0 - 6,5) mà chưa phản ánh được các đặc tính mùa khô (nguy cơ xâm nhập mặn, thay đổi hàm lượng chất rắn hòa tan và biến động lưu lượng dòng chảy).
- Hạn chế về phạm vi dữ liệu: Bộ dữ liệu định lượng tập trung chủ yếu vào 5 chỉ tiêu hóa lý kiểm tra nhanh thường nhật (pH, độ đục, độ màu, TDS, Clo dư); các phân tích vi sinh và kim loại nặng chỉ được trích xuất ở dạng tổng hợp tháng do hạn chế về điều kiện đo đạc tại hiện trường.
- Hướng mở nghiên cứu tiếp theo: Mở rộng chuỗi số liệu quan trắc qua chu kỳ trọn vẹn cả năm (bao gồm cả mùa mưa và mùa khô); mở rộng phạm vi áp dụng WSP và FMEA sang toàn bộ hệ thống mạng lưới đường ống truyền dẫn và phân phối đến đồng hồ hộ tiêu thụ; nghiên cứu liên kết dữ liệu SCADA với các phần mềm quản lý chất lượng tự động để thiết lập biểu đồ kiểm soát biến thiên theo thời gian thực.
Giá trị tham khảo
Khóa luận có giá trị thực tiễn đối với các nhóm đối tượng:
- Sinh viên, học viên các ngành Quản lý công nghiệp, Quản trị chất lượng, Kỹ thuật môi trường và Kỹ thuật cấp thoát nước: Tài liệu là tài liệu tham khảo cụ thể về cách ứng dụng các công cụ quản lý chất lượng công nghiệp (FMEA, biểu đồ Shewhart, sơ đồ Ishikawa, phiếu kiểm tra phân tầng) vào một hệ thống sản xuất công ích thực tế.
- Kỹ sư vận hành, cán bộ quản lý kỹ thuật và nhân viên phòng kiểm nghiệm (QA/QC) tại các nhà máy xử lý nước cấp đô thị: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về thông số kỹ thuật, cấu tạo và nguyên lý vận hành của các công trình đơn vị (bể trộn thủy lực vách ngăn, bể phản ứng tạo bông, bể lắng lamen máng răng cưa, bể lọc nhanh đan lọc HDPE đa tầng vật liệu) cùng phương pháp thiết lập kế hoạch cấp nước an toàn WSP.
Câu hỏi thường gặp
1. Nguồn nước thô cung cấp cho Nhà máy nước Thủ Dầu Một lấy từ đâu và có đặc tính chất lượng như thế nào?
Nguồn nước thô được khai thác từ sông Sài Gòn thông qua Trạm bơm Cấp 1 đặt cách nhà máy 2 km. Sông Sài Gòn có lưu lượng trung bình khoảng 54 m³/s, diện tích lưu vực trên 5.000 km². Nguồn nước này chịu áp lực ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa xử lý tại lưu vực. Vào mùa mưa, nước thô có độ pH tự nhiên thấp (dao động từ 6,0 đến 6,5); số liệu thực tế ngày 28/06/2022 ghi nhận độ đục nước thô đạt từ 66 đến 79 NTU, độ màu từ 470 đến 533 Pt-Co và TDS từ 41 đến 50 mg/L.
2. Hóa chất nào được sử dụng trong quy trình công nghệ tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một và mục đích là gì?
Nhà máy sử dụng 4 loại hóa chất chính:
- Thuốc tím (KMnO4): Châm trực tiếp tại phòng bơm nước thô (Trạm bơm Cấp 1) nhằm tiêu diệt rong rêu, tảo và vi sinh vật trước khi dẫn nước qua tuyến ống 2 km về nhà máy, giúp bảo vệ đường ống và giảm tải cho các khâu xử lý sau.
- Phèn keo tụ PAC (Poly Aluminium Chloride): Châm tại bể trộn thủy lực để kết dính các hạt cặn lơ lửng thành các bông cặn lớn.
- Vôi: Châm đồng thời tại bể trộn thủy lực trong mùa mưa nhằm nâng độ pH của nước thô từ ngưỡng 6,0 - 6,5 lên mức tối ưu cho quá trình keo tụ và tạo bông.
- Clo: Châm khử trùng trực tiếp trên đường ống dẫn nước từ bể lọc sang bể chứa nhằm diệt trừ vi khuẩn và duy trì nồng độ Clo dư bảo vệ nước thành phẩm.
3. Quy trình rửa lọc tại các bể lọc của nhà máy được thực hiện theo các bước nào?
Quy trình rửa bể lọc sử dụng công nghệ kết hợp khí và nước, vận hành qua hệ thống điều khiển SCADA hoặc thao tác tay qua 9 bước kỹ thuật:
- Bước 1: Dùng tấm chắn chặn 2 lỗ phân phối nước từ bể lắng sang.
- Bước 2: Điều chỉnh van phao tốc độ lọc để hạ mực nước trong bể xuống cách bề mặt than lọc khoảng 10 - 20 cm.
- Bước 3: Đóng van thu nước, mở van xả đáy dẫn nước xuống bể thu hồi.
- Bước 4: Khởi động máy sục khí nén từ đáy bể lên trong thời gian 5 - 10 phút để xới tơi và tách cặn bẩn bám trên lớp vật liệu lọc.
- Bước 5: Tắt máy sục khí, khởi động máy bơm nước rửa lọc cho đến khi nước rửa đạt độ trong quan sát được.
- Bước 6: Mở van xả lọc đầu, hạ mực nước trong bể còn cách mặt lớp than khoảng 10 - 20 cm.
- Bước 7: Đóng van đáy, mở tấm chắn đưa nước từ bể lắng vào.
- Bước 8: Khi mực nước dâng gần đến phao lọc, tiến hành xả lọc đầu thêm một lần nữa (khoảng 10 phút) để loại bỏ nước đục ban đầu.
- Bước 9: Đóng van xả lọc đầu và mở van thu nước dẫn nước sạch sang bể chứa.
4. Chu kỳ xả bùn đáy bể lắng tại nhà máy được phân bổ như thế nào giữa các mùa?
Hệ thống cào bùn tự động tại đáy bể lắng ngang (tích hợp tấm lắng lamen) hoạt động định kỳ theo thời gian cài đặt: trong mùa mưa, chu kỳ cào và xả bùn diễn ra 8 tiếng một lần; trong mùa khô (mùa nắng), chu kỳ được thực hiện 12 tiếng một lần. Việc xả bùn định kỳ nhằm ngăn ngừa hiện tượng cặn lắng bị cuốn ngược gây vẩn đục nước mặt, tránh quá trình phân hủy yếm khí của bùn sinh mùi vị lạ và duy trì dung tích lưu nước hữu hiệu của bể từ 2 đến 3 giờ.
5. Chất lượng nước sau xử lý tại bể chứa trong đợt kiểm tra tháng 06/2022 có đạt quy chuẩn hay không?
Các chỉ tiêu hóa lý kiểm tra trong tháng 06/2022 đều đạt chuẩn theo QCVN 01-1:2018/BYT của Bộ Y tế. Cụ thể, trong ngày 28/06/2022, nước bể chứa đạt độ pH từ 7,02 đến 7,21 (ngưỡng quy định 6,0 - 8,5); độ đục từ 0,32 đến 0,86 NTU (ngưỡng quy định ≤ 2 NTU); độ màu từ 0 đến 2 Pt-Co (ngưỡng quy định ≤ 15 Pt-Co); TDS từ 68 đến 73 mg/L (ngưỡng quy định ≤ 1.000 mg/L); nồng độ Clo dư duy trì từ 0,5 đến 0,66 mg/L. Số liệu tổng hợp cả tháng ghi nhận pH dao động 6,79 - 7,24, TDS đạt 67 - 86 mg/L và không phát hiện mùi vị lạ.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của Huỳnh Thị Tường Như đã hệ thống hóa và phân tích chi tiết quy trình công nghệ xử lý nước mặt sông Sài Gòn tại Nhà máy nước Thủ Dầu Một thuộc Công ty Cổ phần Nước - Môi trường Bình Dương. Các số liệu thực nghiệm trong tháng 06/2022 xác nhận chất lượng nước sạch sau xử lý hoàn toàn đáp ứng các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01:2018/BYT. Công trình đóng góp thiết thực qua việc đề xuất mô hình tích hợp Kế hoạch cấp nước an toàn (WSP), phương pháp FMEA, biểu đồ kiểm soát Shewhart và biểu đồ xương cá Ishikawa, tạo cơ sở khoa học giúp đơn vị chuyển từ cơ chế giám sát chất lượng thụ động sang quản trị phòng ngừa rủi ro chủ động.
