Tin tức

Khi hiệu quả làm trong giảm, trước hết hãy xem դա là vấn đề của quy trình

Kết quả kém sau khi bổ sung Polyaluminium Chloride có thể trông giống như sự cố sản phẩm: độ đục vẫn cao, bông cặn yếu, chất lượng nước sau lắng suy giảm hoặc bộ lọc bắt đầu tải nhanh hơn bình thường. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, chất keo tụ đang được yêu cầu hoạt động ngoài những điều kiện mà nó có thể tạo thành và duy trì bông cặn có thể sử dụng.

Đối với người vận hành, câu hỏi trước mắt không đơn giản là có nên tăng liều lượng hay không. Liều cao hơn có thể khôi phục hiệu quả đối với một số loại nước thô, nhưng cũng có thể gây quá liều, mờ đục dư, bông cặn mịn, tăng bùn, pH không ổn định và tiêu thụ hóa chất không cần thiết. Cách xử lý thực tế là xác định công đoạn nào trong chuỗi keo tụ đang gặp vấn đề: trung hòa điện tích, phân tán nhanh, phát triển bông cặn, lắng hoặc lọc.

Polyaluminium Chloride hoạt động bằng cách làm mất ổn định các hạt lơ lửng mịn và giúp chúng kết tụ thành các bông cặn có thể lắng hoặc lọc. Kết quả đó phụ thuộc vào đặc tính nước thô, cấp và nồng độ PAC, điểm châm hóa chất, năng lượng khuấy trộn, pH và độ kiềm, nhiệt độ cũng như chương trình polymer ở công đoạn sau. Sự thay đổi ở bất kỳ điều kiện nào trong số này đều có thể khiến một cài đặt vốn đáng tin cậy trở nên không hiệu quả.

Bắt đầu bằng biểu hiện của sự cố

Hình dạng của nước và bông cặn có thể thu hẹp phạm vi điều tra trước khi thực hiện những thay đổi lớn về liều lượng. Người vận hành nên quan sát đồng thời khu vực trộn nhanh, bể tạo bông, bể lắng và chất lượng nước sau lọc. Chỉ xem xét độ đục cuối cùng có thể che giấu nguồn gốc thực sự của vấn đề.

• Không thấy bông cặn sau khi châm hóa chất: Liều PAC có thể quá thấp, hóa chất có thể không được phân tán đủ nhanh, pH có thể không phù hợp hoặc các hạt đầu vào có thể đã thay đổi đáng kể.
• Bông cặn mịn xuất hiện nhưng không phát triển: Kiểm tra năng lượng tạo bông, thời gian lưu, liều chất trợ keo tụ, nhiệt độ và liệu lực cắt có làm vỡ bông cặn ban đầu hay không.
• Bông cặn lớn nhưng dễ vỡ hình thành rồi biến mất: Khuấy trộn quá mức, lực cắt từ bơm, đường ống chuyển tải dài, van góc nhọn hoặc liều polymer quá cao có thể là nguyên nhân.
• Bông cặn lắng kém hoặc nổi lên trong bể lắng: Vấn đề có thể liên quan đến kiểm soát lớp bùn, tải trọng thủy lực, sự hình thành khí hoặc vấn đề về mật độ bông cặn thay vì chỉ riêng liều PAC.
• Nước bể lắng có vẻ đạt yêu cầu nhưng bộ lọc nhanh bị bẩn: Bông cặn nhỏ bị cuốn theo, lắng kém, dư chất keo tụ hoặc polymer, hoặc sự thay đổi kích thước hạt có thể đang đi đến bộ lọc.

Việc kiểm tra trực quan này cần được kết hợp với các hồ sơ vận hành cơ bản. So sánh độ đục nước thô hiện tại, pH, độ kiềm, độ dẫn điện khi liên quan, nhiệt độ, lưu lượng, tốc độ cấp PAC, nồng độ dung dịch, lượng cấp polymer và độ đục nước sau lắng với giai đoạn vận hành ổn định gần nhất. Liều lượng chỉ được biểu thị bằng tốc độ bơm hoặc chiều dài hành trình rất khó diễn giải khi lưu lượng hoặc nồng độ dung dịch đã thay đổi.

Không khắc phục liều chưa xác định bằng cách thêm nhiều hóa chất hơn

Nhiều vấn đề về châm liều bắt đầu từ tính toán không đáng tin cậy. PAC có thể được cung cấp dưới dạng chất lỏng với hàm lượng hoạt chất khác nhau, hoặc có thể được pha loãng tại chỗ trước khi sử dụng. Nếu hệ thống cấp liệu được hiệu chuẩn theo thể tích mà không xác nhận nồng độ dung dịch thực tế và lưu lượng xử lý, liều biểu kiến có thể bị sai lệch ngay cả khi cài đặt bơm không thay đổi.

So sánh hữu ích là khối lượng sản phẩm PAC thương phẩm, hoặc tốt hơn là khối lượng thành phần hoạt tính theo phương pháp kiểm soát của cơ sở, trên một đơn vị thể tích nước được xử lý. Việc tính toán phải sử dụng lưu lượng hiện tại của nhà máy, không phải giá trị thiết kế hoặc lưu lượng danh nghĩa. Thay đổi lưu lượng có thể đủ lớn để biến một liều bình thường thành thiếu liều trong thời điểm lưu lượng đỉnh, đặc biệt khi điều khiển cấp hóa chất không được liên kết chính xác với tín hiệu lưu lượng.

Trước khi thay đổi liều mục tiêu, hãy kiểm tra các điểm thực tế sau:

• Xác nhận bồn pha chứa đúng dung dịch PAC dự kiến và không xảy ra sai sót pha loãng trong quá trình pha chế.
• Xác minh lưu lượng đầu ra của bơm bằng phương pháp thu gom theo thời gian hoặc phương pháp hiệu chuẩn khác được cơ sở phê duyệt. Bơm có thể chạy nhưng không cấp đúng thể tích dự kiến do kẹt khí, hạn chế ở đường hút, ống bị mòn, mồi bơm kém hoặc van một chiều bị kẹt.
• Kiểm tra ống châm hoặc đường cấp liệu để phát hiện đóng cặn, tắc nghẽn, rò rỉ hoặc điểm xả đã lệch khỏi đường dòng chảy chính.
• Xác nhận hệ thống điều khiển sử dụng đúng đầu vào lưu lượng, đơn vị, giá trị cài đặt và hệ số nồng độ hóa chất.
• Xem xét liệu sản phẩm có được thay đổi hay không, bao gồm nồng độ, độ bazơ, lịch sử lưu trữ hoặc hướng dẫn pha loãng.

Các kiểm tra này quan trọng vì sự cố cấp hóa chất có thể giống như vấn đề nước thô. Tăng giá trị cài đặt mà không xác nhận việc cấp thực tế chỉ có thể che giấu lỗi cho đến khi bơm đột ngột trở lại lưu lượng bình thường và gây quá liều.

Sử dụng thử nghiệm cốc để xác định khoảng liều, không phải một con số kỳ diệu duy nhất

Thử nghiệm cốc hữu ích nhất khi tái tạo được trình tự quyết định của nhà máy. Thử nghiệm bằng nước thô thực tế, sử dụng cùng cơ sở dung dịch PAC như tại nhà máy, áp dụng điều kiện trộn nhanh và tạo bông tương đương, đồng thời đánh giá nước sau lắng sau một khoảng thời gian lắng có ý nghĩa. Một thử nghiệm dùng nước phòng thí nghiệm sạch, khuấy trộn tùy ý hoặc chỉ một điểm liều lượng có thể đưa ra kết luận sai lệch.

Thực hiện một dãy liều bao gồm các mức thấp hơn và cao hơn liều vận hành thông thường. Mục tiêu là tìm ra liều thấp nhất luôn tạo ra hiệu quả làm trong chấp nhận được và bông cặn ổn định, đồng thời vẫn có dư địa cho biến động nước thô thông thường. Bao gồm mẫu trắng khi phù hợp. Nếu sử dụng chất trợ keo tụ, trước tiên hãy xác định khoảng PAC, sau đó thử nghiệm các thay đổi polymer trong khoảng đó. Thay đổi đồng thời cả hai hóa chất khiến kết quả khó diễn giải.

Cốc trong nhất không phải lúc nào cũng là cài đặt tốt nhất cho nhà máy. Theo dõi tốc độ xuất hiện bông cặn, khả năng duy trì nguyên vẹn khi thao tác nhẹ nhàng, đặc tính lắng và liệu mẫu nước trong có chứa vật chất lơ lửng mịn hay không. Liều PAC cao có thể tạo phản ứng nhanh về mặt hình ảnh nhưng tạo ra bông cặn nhẹ, lắng kém hoặc gây điều kiện làm mất ổn định hiệu quả ở công đoạn sau.

Nếu mọi cốc đều cho kết quả kém trong một khoảng PAC hợp lý, đừng cho rằng sản phẩm yếu. Hãy điều tra pH, độ kiềm, hóa học nước thô, sự khuấy trộn và sự hiện diện của các chất gây nhiễu. Kết quả thử nghiệm cốc có ý nghĩa là một công cụ chẩn đoán quy trình, không chỉ là khuyến nghị về liều lượng.

pH và độ kiềm có thể giới hạn hiệu quả PAC trước cả khi liều lượng trở thành giới hạn

Polyaluminium Chloride thủy phân trong nước và tiêu thụ độ kiềm trong quá trình keo tụ. Mức độ thay đổi pH phụ thuộc vào nước thô, công thức PAC, liều lượng và các hóa chất xử lý khác. Khi độ kiềm thấp, một liều vốn hợp lý có thể làm pH giảm đủ để làm suy yếu quá trình keo tụ hoặc tạo ra kết quả không nhất quán giữa các ca vận hành.

Khoảng pH cần thiết không giống nhau đối với mọi nguồn nước hoặc mọi cấp PAC. Nước mặt có chất hữu cơ tự nhiên, nước ngầm có độ đục khoáng, nước quy trình công nghiệp và nước thải đều có đặc tính khác nhau. Vì lý do đó, người vận hành nên sử dụng các giới hạn vận hành đã được cơ sở xác lập và xác nhận hiệu quả bằng thử nghiệm có kiểm soát thay vì áp dụng một mục tiêu pH chung.

Khi hiệu quả PAC thay đổi sau một sự kiện liên quan đến nước thô, hãy so sánh pH và độ kiềm trước và sau keo tụ. pH sau châm hóa chất giảm, bông cặn yếu và nhu cầu tăng liều liên tục có thể cho thấy khả năng đệm không đủ. Trong tình huống đó, điều chỉnh độ kiềm hoặc pH ở thượng nguồn có thể hiệu quả hơn so với tiếp tục tăng PAC.

Cũng có một vấn đề thực tế về trình tự. Nếu vôi, xút, natri bicacbonat, axit, chất oxy hóa hoặc hóa chất điều chỉnh khác được bổ sung gần điểm châm PAC, thời gian tiếp xúc không đủ hoặc chênh lệch nồng độ cục bộ có thể làm thay đổi phản ứng. Các điểm châm hóa chất nên được đánh giá như một chuỗi, không phải như các hệ thống cấp liệu riêng lẻ.

Sự cố khuấy trộn thường bị nhầm lẫn với sự cố hóa chất

PAC cần được phân tán nhanh và đồng đều ngay sau khi châm. Nếu nó đi vào một kênh chảy chậm, vùng chết, bể khuấy trộn kém hoặc đường ống chỉ tiếp xúc với một phần dòng chảy, một phần nước sẽ nhận quá nhiều chất keo tụ trong khi phần khác nhận quá ít. Liều tính toán trung bình có thể trông chính xác trong khi hiệu quả làm trong vẫn không ổn định.

Khuấy trộn nhanh cần phân phối hóa chất nhanh mà không tạo lực cắt kéo dài làm hỏng bông cặn đang phát triển. Sau đó, quá trình tạo bông cần năng lượng được kiểm soát và giảm dần để các va chạm có thể tạo thành hạt lớn hơn. Quá ít năng lượng khiến các hạt tách rời; quá nhiều năng lượng khiến bông cặn liên tục hình thành rồi vỡ.

Các dấu hiệu cảnh báo phổ biến bao gồm bông cặn chỉ xuất hiện gần điểm châm, kích thước bông không đồng đều trong bể, thay đổi đột ngột sau sự kiện bảo trì máy khuấy hoặc hiệu quả được cải thiện khi lưu lượng thấp hơn. Kiểm tra hoạt động của máy khuấy, tình trạng cánh khuấy, tấm hướng dòng, hiện tượng ngắn mạch thủy lực và mọi bố trí bơm mới giữa keo tụ và lắng.

Khi sử dụng chất trợ polymer, điểm châm của nó cần được chú ý riêng. Thêm polymer trước khi PAC được phân tán có thể làm giảm hiệu quả. Thêm tại vị trí khuấy trộn quá mạnh có thể làm cắt polymer và phá hủy hiệu ứng bắc cầu. Dư polymer có thể tạo chất rắn dạng sợi hoặc nổi, cản trở quá trình lắng và làm bộ lọc bẩn nhanh hơn.

Thay đổi nước thô có thể nhanh chóng làm dịch chuyển khoảng vận hành phù hợp

Liều PAC ổn định thường gắn liền với nguồn nước ổn định. Nước chảy tràn do mưa bão, biến động theo mùa, tảo, màu, chất hữu cơ, đất sét mịn, biến động xả thải công nghiệp, dòng quy trình tuần hoàn, thay đổi độ mặn và biến động nhiệt độ đều có thể làm thay đổi hành vi keo tụ. Chỉ riêng độ đục không mô tả được những thay đổi này. Hai nguồn nước có cùng độ đục có thể cần xử lý rất khác nhau vì điện tích hạt, kích thước hạt, hàm lượng chất hữu cơ hòa tan và độ kiềm của chúng khác nhau.

Nước lạnh là nguyên nhân thường gặp gây tạo bông chậm hoặc yếu. Nhiệt độ thấp hơn có thể làm chậm phản ứng và sự phát triển của bông cặn, trong khi thay đổi độ nhớt có thể ảnh hưởng đến khuấy trộn và lắng. Biện pháp khắc phục có thể bao gồm tăng thời gian tạo bông, điều chỉnh cường độ khuấy trộn, sửa đổi chương trình chất trợ keo tụ hoặc điều chỉnh liều PAC. Tăng mạnh PAC mà không thử nghiệm có thể làm tăng lượng bùn nhưng cải thiện rất ít.

Hàm lượng chất hữu cơ cao cũng có thể tạo ra phản ứng khó đánh giá. Nước có thể giảm màu nhưng vẫn còn các hạt mịn, hoặc cần nhiều chất keo tụ hơn nhưng lắng kém. Trong những điều kiện này, thử nghiệm cốc nên so sánh một số liều PAC và, khi được thiết kế xử lý cho phép, các điều chỉnh pH hoặc độ kiềm. Mục tiêu là xác định liệu thay đổi nước thô có đưa nhà máy ra ngoài khoảng vận hành thông thường hay không.

Trình tự khôi phục thực tế cho người vận hành

Khi hiệu quả làm trong suy giảm, mỗi lần chỉ thực hiện một điều chỉnh có kiểm soát. Một trình tự có kỷ luật giúp tránh chu kỳ phổ biến là tăng PAC, tăng polymer, thay đổi pH rồi không thể xác định hành động nào đã cải thiện hoặc làm xấu đi hiệu quả.

• Kiểm tra lưu lượng nước thô, độ đục, pH, độ kiềm, nhiệt độ và các thay đổi có thể quan sát trong nguồn nước.
• Xác nhận lượng PAC thực tế được cấp: nồng độ trong bồn, hiệu chuẩn bơm, tình trạng đường hút, tính toàn vẹn của đường cấp liệu và điểm châm.
• Quan sát hoạt động trộn nhanh, tạo bông và bể lắng trước khi điều chỉnh hóa chất.
• Thực hiện một loạt thử nghiệm cốc tập trung bằng nước thô hiện tại và các dung dịch hóa chất xử lý hiện tại.
• Điều chỉnh PAC trong khoảng đã thử nghiệm, sau đó đánh giá lại chất lượng nước sau lắng và phản ứng của bộ lọc.
• Chỉ sau khi điều kiện PAC ổn định, tối ưu polymer hoặc các chất trợ ở công đoạn sau khác nếu chúng là một phần của quy trình.
• Ghi lại các điều kiện vận hành cuối cùng để có thể lặp lại biện pháp xử lý trong lần thay đổi nước thô tương tự tiếp theo.

Sự cố đột ngột sau khi nhận lô PAC mới cũng cần được điều tra một cách có phương pháp. Trước hết hãy kiểm tra nhận diện sản phẩm, điều kiện lưu trữ, pha chế dung dịch và hiệu chuẩn cấp liệu. Nếu điều kiện quy trình không thay đổi và so sánh có kiểm soát vẫn cho thấy phản ứng khác biệt, hãy lưu giữ mẫu và thực hiện quy trình chất lượng nhà cung cấp của cơ sở. Đánh giá sản phẩm đáng tin cậy hơn khi được tách khỏi các biến số châm liều và khuấy trộn chưa được giải quyết.

Keo tụ đáng tin cậy đến từ việc kiểm soát toàn bộ chuỗi xử lý: cấp hóa chất chính xác, hóa học nước phù hợp, phân tán nhanh, bảo vệ sự phát triển của bông cặn và nhận biết kịp thời các thay đổi của nước thô. Khi những điều kiện này được thể hiện rõ trong dữ liệu vận hành thường xuyên, việc châm liều PAC trở thành một điều chỉnh có thể quản lý thay vì một quá trình thử-và-sai lặp đi lặp lại.