Tin tức

Mưa lớn có thể biến một ca vận hành xử lý nước vốn ổn định thành tình huống ứng phó khẩn cấp: nước thô sẫm màu hơn, bông cặn thay đổi và bộ lọc cần rửa sớm hơn dự kiến. Nếu bạn đang hỏi, “Tại sao liều lượng chất keo tụ xử lý nước của tôi lại tăng?” thì câu trả lời thường bắt đầu từ phía thượng nguồn. Nước mưa chảy tràn mang các hạt lơ lửng và chất hữu cơ tự nhiên vào cửa lấy nước, trong khi những thay đổi về độ kiềm, pH, nhiệt độ và lưu lượng có thể làm các thông số xử lý hiện tại kém hiệu quả hơn.

Tuy nhiên, độ đục tăng không đồng nghĩa với việc phải tự động tăng liều lượng. Đôi khi nhà máy cần thêm chất keo tụ; đôi khi cần điều chỉnh pH keo tụ, cải thiện quá trình khuấy trộn hoặc hiệu chỉnh hệ thống định lượng. Phân biệt được các tình huống này sẽ giúp sự kiện mưa lớn không biến thành một chu kỳ tốn kém gồm việc tăng hóa chất liên tục và hiệu suất xử lý suy giảm.

Mưa làm thay đổi những gì trước khi nước đến nhà máy

Một trận mưa không chỉ làm tăng lượng nước trong sông hoặc hồ chứa. Nó kết nối cửa lấy nước với đất, hệ thống thoát nước ven đường, đất nông nghiệp, thảm thực vật và trầm tích bị xáo trộn trên toàn lưu vực. Những thay đổi phát sinh có thể đến cùng lúc hoặc theo từng đợt riêng biệt.

Các hạt mịn có thể khó loại bỏ hơn vẻ ngoài của chúng

Nước chảy tràn thường làm tăng độ đục của nước thô do cuốn theo đất sét, phù sa và các vật chất lơ lửng khác. Nhiều hạt mịn vẫn phân tán vì điện tích bề mặt khiến chúng khó kết dính với nhau. Quá trình keo tụ làm mất ổn định các hạt này, tạo điều kiện cho quá trình tạo bông và tách cặn diễn ra sau đó.

Tuy nhiên, độ đục là phép đo quang học, không phải thước đo trực tiếp về nhu cầu hóa chất. Các hạt khoáng thô có thể lắng tương đối dễ dàng, trong khi mức tăng không đáng kể của các hạt keo mịn lại có thể gây ra thách thức xử lý lớn. Kích thước hạt, hóa học bề mặt và cơ chế keo tụ đều ảnh hưởng đến liều lượng cần thiết.

Không có công thức quy đổi phổ quát đáng tin cậy nào từ NTU của nước thô sang mg/L chất keo tụ. Mối tương quan được xây dựng từ hồ sơ vận hành của nhà máy có thể hỗ trợ việc ra quyết định, nhưng cần được kiểm tra lại khi điều kiện mưa làm thay đổi đặc tính của nước.

Chất hữu cơ tự nhiên có thể làm tăng nhu cầu ngay cả sau khi độ đục giảm

Mưa cuốn thực vật phân hủy, các chất humic và vật chất hữu cơ khác vào nguồn nước. Chất hữu cơ tự nhiên này có thể tiêu hao chất keo tụ và làm thay đổi điều kiện cần thiết để loại bỏ hiệu quả. Khi có các chỉ tiêu đo phù hợp, người vận hành có thể nhận thấy màu nước đậm hơn, lượng carbon hữu cơ hòa tan tăng hoặc độ hấp thụ UV tăng.

Điều này giải thích một tình huống gây khó chịu: sông trông trong hơn sau khi đỉnh lũ qua đi, nhưng khi trở lại liều lượng bình thường thì kết quả xử lý kém. Hàm lượng chất rắn lơ lửng có thể đã giảm trong khi chất hữu cơ hòa tan vẫn ở mức cao. Trong xử lý nước uống, kiểm soát các chất hữu cơ này cũng có thể quan trọng để hạn chế sự hình thành sản phẩm phụ khử trùng ở công đoạn sau.

Độ kiềm và pH có thể vượt khỏi khoảng vận hành thông thường

Các chất keo tụ gốc nhôm và sắt phản ứng với nước và thường tiêu thụ độ kiềm. Nếu mưa làm pha loãng nguồn nước có độ kiềm thấp, liều lượng trước đây vốn hiệu quả có thể làm giảm pH keo tụ nhiều hơn dự kiến. Khi đó, việc tiếp tục tăng chất keo tụ có thể khiến điều kiện cần thiết cho quá trình hình thành bông cặn trở nên kém thuận lợi hơn.

Mưa không phải lúc nào cũng làm giảm độ kiềm hoặc pH; phản ứng phụ thuộc vào lưu vực và hóa học của nguồn nước. Hãy đo cả hai chỉ tiêu thay vì giả định chiều hướng thay đổi. Giá trị quan trọng không chỉ là pH tại cửa lấy nước mà còn là pH sau khi bổ sung chất keo tụ trong điều kiện khuấy trộn đại diện.

Nhu cầu hóa chất có tăng hay nhà máy đang cấp nhiều hóa chất hơn?

Trước khi chẩn đoán vấn đề hóa học, hãy phân biệtliều lượng với mức tiêu thụ. Liều lượng thường được biểu thị bằng mg/L. Mức tiêu thụ là lượng hóa chất sử dụng trong một khoảng thời gian, chẳng hạn kg/ngày. Nhà máy xử lý nhiều nước hơn sau khi mưa có thể sử dụng nhiều hóa chất hơn mà liều lượng không thay đổi.

Trên cơ sở khối lượng nhất quán:

Mức tiêu thụ hóa chất (kg/ngày) = liều lượng (mg/L) × lưu lượng (m³/ngày) ÷ 1,000.

Ví dụ, 20 mg/L tại lưu lượng 10,000 m³/ngày tương đương 200 kg/ngày theo cơ sở liều lượng đã nêu. Nếu lưu lượng tăng lên 15,000 m³/ngày, mức tiêu thụ sẽ là 300 kg/ngày với cùng liều lượng. Mức sử dụng hằng ngày tăng 50% tự nó không chứng minh nhu cầu chất keo tụ đã tăng.

Hãy phân biệt rõ liều lượng sản phẩm thương mại, liều lượng theo hàm lượng hoạt chất và liều lượng theo kim loại. Khi quy đổi thể tích cấp hóa chất dạng lỏng sang khối lượng, hãy sử dụng khối lượng riêng và nồng độ tương ứng của sản phẩm. Nếu không, việc so sánh phần trăm cài đặt của bơm hoặc số lít mỗi giờ giữa các lô hàng khác nhau có thể dẫn đến nhận định sai lệch.

Cách thực tế để điều tra nguyên nhân liều lượng chất keo tụ tăng

Phản ứng ban đầu hữu ích nhất là tiến hành kiểm tra ngắn gọn, phối hợp giữa chất lượng nước nguồn, việc cấp hóa chất và hiệu suất xử lý. Tránh thay đổi nhiều biến cùng lúc, trừ khi yêu cầu vận hành trước mắt đòi hỏi phải làm như vậy.

Thời điểm lấy mẫu rất quan trọng. Nước tại cửa lấy mẫu được thu thập lúc này có thể chưa đến bể lắng hoặc bộ lọc ngay. Hãy đối chiếu các kết quả đo nước thô, điều chỉnh hóa chất và kết quả ở công đoạn sau theo thời gian lưu chuyển ước tính của nhà máy. Nếu không, một điều chỉnh hợp lý có thể bị xem là không hiệu quả chỉ vì lượng nước tương ứng chưa đến điểm giám sát.

Sớm loại trừ các vấn đề của hệ thống cấp hóa chất

Kiểm tra lưu lượng cấp thực tế của bơm theo quy trình hiệu chuẩn đã được nhà máy phê duyệt. Kiểm tra tình trạng khóa khí, lưới lọc đường hút bị tắc, van rò rỉ, ống chích bị hạn chế hoặc áp suất ngược thay đổi. Xác nhận tín hiệu lưu lượng dùng để điều khiển định lượng theo lưu lượng là đáng tin cậy.

Đồng thời, rà soát các lô hàng mới nhận và quy trình pha loãng gần đây. Nồng độ khác, tỷ lệ pha chế không chính xác hoặc thay đổi sản phẩm không được ghi nhận có thể khiến cùng một cài đặt bơm tạo ra liều lượng hiệu dụng khác nhau. Những kiểm tra này đặc biệt quan trọng khi mưa lớn xảy ra cùng lúc với việc chuyển đổi bồn chứa.

Dùng thử nghiệm cốc để tìm nguyên nhân, không chỉ để chọn một con số lớn hơn

Thử nghiệm cốc hữu ích trong sự kiện mưa lớn cần sử dụng mẫu nước đại diện cho nguồn nước hiện đang gây khó khăn cho nhà máy. Lấy mẫu nước thô mới và mô phỏng điều kiện của nhà máy sát nhất có thể, bao gồm trình tự bổ sung hóa chất, khuấy nhanh, tạo bông, nhiệt độ và thời gian lắng.

1. Thử các mức thấp hơn và cao hơn liều lượng hiện tại. Nên thử cả mức thấp hơn vì trong một số điều kiện, quá liều có thể góp phần làm giảm hiệu suất.
2. Đo pH sau khi định lượng. So sánh hiệu suất trong khoảng keo tụ đã được nhà máy xác lập. Nếu độ kiềm là yếu tố giới hạn, hãy đánh giá việc điều chỉnh độ kiềm đã được phê duyệt thay vì chỉ tăng chất keo tụ.
3. Kiểm soát các biến số khác. Đánh giá có hệ thống các thay đổi về polymer hoặc điều chỉnh pH để kết quả có thể được giải thích rõ ràng.
4. Đánh giá nhiều chỉ tiêu, không chỉ hình dạng bông cặn. Ghi lại độ đục sau lắng và các chỉ số màu hoặc loại bỏ chất hữu cơ có liên quan. Khi có phương pháp thử phù hợp, hãy xem xét hiệu suất nước sau lọc.
5. Xác nhận cài đặt đã chọn tại nhà máy. Thực hiện các điều chỉnh có kiểm soát và chờ thời gian lưu chuyển của quy trình trước khi đánh giá kết quả.

Bông cặn lớn nhất không nhất thiết cho kết quả tốt nhất. Bông cặn trông ấn tượng có thể dễ vỡ hoặc bị cuốn theo trong điều kiện thủy lực thực tế. Ngược lại, liều lượng cho độ đục sau lắng ở mức chấp nhận được có thể chưa xử lý đầy đủ chất hữu cơ hoặc chưa đáp ứng yêu cầu lọc ở công đoạn sau.

Không có một giá trị pH tối ưu hay liều lượng áp dụng cho mọi trận mưa và mọi loại chất keo tụ. Phèn nhôm, muối sắt và các sản phẩm nhôm tiền thủy phân có đặc tính khác nhau; các cấp sản phẩm thương mại cũng có thể khác nhau về nồng độ và độ kiềm hóa. Hướng dẫn sản phẩm là điểm khởi đầu; thử nghiệm tại chỗ sẽ xác định liệu thay đổi đó có phù hợp hay không.

Khi tăng thêm chất keo tụ không còn giải quyết được vấn đề

Mưa lớn có thể đẩy các công trình xử lý vật lý vượt khỏi phạm vi vận hành thuận lợi. Lưu lượng cao hơn làm giảm thời gian tiếp xúc sẵn có và có thể tăng tải trọng lên bể lắng. Nước chảy tràn lạnh hơn có thể làm chậm quá trình hình thành bông cặn, trong khi tải lượng chất rắn lớn hơn làm tăng gánh nặng cho việc loại bỏ bùn.

Nếu thử nghiệm cốc cho kết quả nước tốt nhưng nhà máy thì không, hãy kiểm tra quy trình trước khi tiếp tục tăng liều lượng:

• Khuấy nhanh có phân tán hóa chất hiệu quả ở lưu lượng hiện tại không?
• Các thông số tạo bông có giúp các hạt va chạm mà không làm bông cặn vỡ quá mức không?
• Bùn có được xả đủ thường xuyên để kiểm soát lớp bùn và ngăn hiện tượng cuốn theo không?
• Bộ lọc có đang nhận lượng chất rắn vượt quá khả năng xử lý giữa các lần rửa ngược không?
• Việc lựa chọn cửa lấy nước, điều hòa, phối trộn hoặc giảm lưu lượng trong giới hạn được phép có thể làm giảm tác động không?

Bổ sung thêm chất keo tụ cũng tạo ra thêm bùn hóa học. Vượt quá phạm vi vận hành hiệu quả có thể làm tăng chi phí xử lý chất rắn, giảm pH hoặc góp phần gây ra vấn đề về kim loại dư và lọc. Hãy đánh giá hiệu suất dựa trên các giới hạn vận hành đã thiết lập và yêu cầu chất lượng nước hiện hành, không chỉ dựa vào vẻ ngoài của nước thô.

Mưa cũng có thể đưa vi sinh vật gây ô nhiễm và các mối nguy đặc thù khác của lưu vực vào nguồn nước. Tối ưu hóa chất keo tụ hỗ trợ quá trình xử lý nhưng không thay thế việc kiểm soát khử trùng hoặc các quy trình ứng phó sự cố tổng thể của nhà máy.

Chuẩn bị nguồn cung hóa chất mà không nhầm lẫn vai trò của sản phẩm

Một đợt mưa kéo dài có thể làm tăng mức tiêu thụ hằng ngày, trong khi gián đoạn vận chuyển khiến việc bổ sung hàng khó dự đoán hơn. Hãy rà soát lượng tồn kho dựa trên kịch bản sử dụng trong mưa lớn thực tế, sức chứa hiện có, thời gian giao hàng và thời gian cần thiết để phê duyệt sản phẩm thay thế. Việc thay thế chưa được thử nghiệm trong điều kiện bất ổn sẽ tạo thêm một biến số mà người vận hành phải xử lý.

Đối với hóa chất nhập khẩu, hãy yêu cầu thông số kỹ thuật liên quan, chứng nhận phân tích theo lô, phiếu an toàn hóa chất và các tài liệu cần thiết cho thị trường đích cũng như mục đích sử dụng dự kiến. Việc sử dụng trong xử lý nước uống có thể cần các phê duyệt cụ thể; sản phẩm cấp công nghiệp thông thường không mặc nhiên phù hợp.

Việc nhận diện sản phẩm rõ ràng rất quan trọng khi làm việc với các nhà cung cấp có danh mục sản phẩm rộng như Shandong Huafeng Chemical Co., Ltd. Ví dụ,Triethylene glycol CAS#112-27-6 là chất lỏng hút ẩm, được sử dụng trong các ứng dụng như khử nước khí tự nhiên và một số hệ thống hút ẩm công nghiệp. Đây không phải là chất keo tụ xử lý nước và cũng không thể thay thế chất keo tụ. Trong yêu cầu mua hàng, cần nêu rõ hóa chất và cấp sản phẩm dùng cho xử lý cần thiết, thay vì chỉ dựa vào một nhóm hóa chất chung.

Đừng quay lại liều lượng bình thường chỉ vì mưa đã tạnh

Thách thức trong xử lý có thể kéo dài hơn thời tiết xấu. Nước chảy tràn có thể đến muộn, các tầng nước trong hồ chứa có thể phản ứng khác nhau và chất hữu cơ có thể vẫn ở mức cao sau khi độ đục đạt đỉnh rồi giảm. Hãy tiếp tục giám sát theo sự kiện cho đến khi nguồn nước và phản ứng xử lý ổn định.

Giảm liều lượng thông qua các điều chỉnh đã được xác minh, thay vì lập tức trở lại cài đặt trước khi mưa. Ghi lại thời điểm mưa, chất lượng nước thô, cơ sở tính liều lượng, pH keo tụ, lưu lượng, hiệu suất nước sau lắng, tình trạng bộ lọc và điều kiện bùn. Qua nhiều sự kiện, những hồ sơ này có thể cho thấy các chỉ số nào giúp cảnh báo sớm hữu ích nhất.

Vì vậy, câu trả lời thực tế cho tình trạng nhu cầu tăng sau mưa không phải là “cứ thêm hóa chất cho đến khi nước trong”. Cần xác định điều gì đã thay đổi, xác nhận hệ thống cấp thực sự đưa vào bao nhiêu hóa chất, thử nghiệm các điều kiện xử lý liên quan và theo dõi kết quả xuyên suốt nhà máy. Cách tiếp cận này giúp người vận hành xác định được liều lượng có cơ sở và tăng khả năng duy trì xử lý ổn định mà không sử dụng hóa chất không cần thiết.