Giáo trình Hệ thống cấp nước (Phần 2)

127 trang ngocly 20 Free

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Hệ thống cấp nước (Phần 2)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_he_thong_cap_nuoc_phan_2.pdf

Nội dung text: Giáo trình Hệ thống cấp nước (Phần 2)

166 hƯ thèng cÊp níc Chương 3 CHẤT LƯỢNG CẤP NƯỚC 3.1. CÁC CHỈ TIÊU VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CẤP NƯỚC 3.1.1. Các chỉ tiêu và yêu cầu chất lượng nước cấp 1. Các chỉ tiêu vật lý a) Độ đục Nước nguyên chất là một mơi trường trong suốt và cĩ khả năng truyền ánh sáng tốt, nhưng khi trong nước cĩ tạp chất huyền phù, cặn rắn lơ lửng, các vi sinh vật và cả các hĩa chất hịa tan thì khả năng truyền ánh sáng của nước giảm đi. Dựa trên nguyên tắc đĩ mà người ta xác định độ đục của nước. Nước cĩ độ đục cao tức là nước cĩ nhiều tạp chất chứa trong nĩ và do vậy khả năng truyền ánh sáng qua nước giảm. Cĩ nhiều phương pháp để xác định độ đục của nước và do vậy kết quả thường được biểu thị bằng các đơn vị khác nhau. Thí dụ, đơn vị JTU (Jackson Turbidity Unit) là đơn vị độ đục khi đo bằng ống đo độ đục Jackson. Khi dùng máy đo độ đục Nephel (Nephemeter) ta lại cĩ đơn vị độ đục NTU (Nephelometric Turbidity Unit) hay đơn vị độ đục so sánh với dung dịch tiêu chuẩn (dùng khi độ đục bằng 5 đến 100 đơn vị). Liên hệ giữa hai thang đo độ đục này là: 1 NTU = 2,5 JTU. Theo tiêu chuẩn Việt Nam, chiều sâu lớp nước được thấy, gọi là độ trong, ở độ sâu đĩ người ta cĩ thể đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Đối với nước sinh hoạt, độ đục phải lớn hơn 30 cm. Bảng 3.1 dưới đây cho đơn vị độ đục theo thang đục silic và thang đo độ trong theo chiều cao lớp nước thấy được. b) Độ màu của nước Nước nguyên chất khơng màu, nước cĩ màu là do các chất bẩn hịa tan trong nước tạo nên. Thí dụ, các hợp chất sắt hịa tan làm cho nước cĩ màu nâu đỏ, các chất mùn humic làm cho nước cĩ màu vàng, các loại thủy sinh tạo cho nước cĩ màu xanh lá cây Nước thải sinh hoạt và nước thải cơng nghiệp thường tạo ra màu xám hoặc đen cho nguồn nước. Màu thường gặp trong nước là màu vàng hoặc nâu, những màu đĩ thường do các chất hịa tan trong nước gây nên. Các chất hữu cơ gây màu trong nước thường cĩ nguồn gốc từ thực vật sống trong nước hoặc đã phân hủy trong nước, các chất bào mịn từ đất đá, nước thải sinh hoạt và cơng nghiệp.
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 167 Các hợp chất humic thường tạo ra màu nâu hoặc vàng cho nước, chúng cĩ thể là các axít julvicmic C10H12O5, các axít hymatomeanic C10H12O7, các axit humic C10H18O10 hoặc các hợp chất humus C10H18O5 Bảng 3.1. Độ đục theo thang đục silic và theo chiều cao lớp nước thấy được Thang đo theo chiều sâu Độ đục Ghi chú lớp nước, cm theo thang đục silic, mg/l 2 10000 Nhanh tắc bể lọc 4 360 Nhanh tắc bể lọc 6 190 Nhanh tắc bể lọc 8 130 Nhanh tắc bể lọc 10 100 Nhanh tắc bể lọc 15 65 Vận hành bể lọc khĩ khăn 30 30 Vận hành bể lọc cĩ điều kiện 45 18 Vận hành riêng 80 10 Giới hạn trên của nước đưa vào Cĩ thể giảm nồng độ các hợp chất và giảm cường độ màu của nước bằng các chất oxy hĩa mạnh như Cl2, O3, KMnO4, các chất này sẽ oxy hĩa tồn phần gây màu của các phần tử hợp chất humic: Sau đĩ cĩ thể khử chúng ra khỏi nước bằng keo tụ, hấp thụ than hoạt tính và lọc. Nếu màu của nước do sắt (màu nâu), Mangan (màu đen) hoặc các chất lơ lửng như tảo gây màu xanh lam, xanh lục thì cĩ thể khử bằng lọc nhanh hoặc lọc chậm, keo tụ tạo bơng rồi lọc. Các phương pháp xác định độ màu cĩ thể là so sánh với dung dịch chuẩn trong ống Nessler, thường dùng dung dịch K2Pt12Cl6 + CaCl2; 1 mg/l K2Pt12Cl6 bằng một đơn vị chuẩn màu. Cĩ thể dùng phương pháp trực trắc quang với dụng cụ cĩ các kính cường độ màu khác nhau, so sánh với màu dung dịch chuẩn hoặc sử dụng các ống so màu. c) Mùi vị của nước Các chất khí và các chất hịa tan trong nước làm cho nước cĩ mùi vị . Nước thiên nhiên cĩ thể cĩ mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc mùi đặc trưng của các hĩa chất hịa tan trong nĩ như mùi Clo, mùi Amơniăc, mùi Sufua hydro, Nước cĩ thể cĩ vị mặn, ngọt, chát tùy thành phần và hàm lượng các muối hịa tan trong nước. Các chất gây mùi vị trong nước cĩ thể chia thành ba nhĩm: - Các chất gây mùi vị cĩ nguồn gốc vơ cơ như NaCl, MgSO4 gây vị mặn, muối đồng gây mùi tanh, các chất cĩ tính kiềm gây vị chát, các chất cĩ tính axit gây vị chua, mùi clo là do Cl2, ClO2 , mùi trứng thối là của H2S. - Các chất gây mùi cĩ nguồn gốc hữu cơ trong chất thải cơng nghiệp, chất thải mạ, dầu mỡ, phenol,
168 hƯ thèng cÊp níc - Các chất gây mùi từ quá trình sinh hĩa, các hoạt động của vi khuẩn, rong tảo như CH3-S-CH3 cho mùi tanh cá, C12H22O, C12H11O2 cho mùi tanh bùn Các chất gây mùi trong nước phần lớn cĩ thể khử được bằng cách làm thống khi chúng là các chất hịa tan dễ bay hơi. Sử dụng quá trình oxy hĩa trong quá trình lọc nhanh, lọc chậm, lọc khơ cũng cĩ thể khử được nhiều chất gây mùi. Hiệu quả của quá trình phụ thuộc vào khả năng bị oxy hĩa các chất đĩ. Thường sử dụng các chất oxy hĩa như Cl2, ClO2, O3, KMnO4 Khi lọc nước qua than hoạt tính với thời gian tiếp xúc từ 10 đến 15 phút cũng cĩ khả năng khử mùi tốt. Phương pháp dùng than hoạt tính cĩ hiệu quả cao nhưng chi phí tốn kém. Phương pháp kéo tụ bằng phèn nhơm, sắt cũng cĩ thể mang lại hiệu quả đối với mùi gây ra bởi H2S theo phản ứng: 3+ + 3H2S + 2Fe Fe2S3 + 6H Tuy nhiên, nhiều chất gây mùi vị ở trạng thái hịa tan nên phương pháp sử dụng keo tụ để khử mùi khĩ mang lại hiệu quả cao. d) Hàm lượng chất rắn trong nước Hàm lượng chất rắn trong nước gồm cĩ các chất rắn vơ cơ (các muối hàn tan, chất rắn khơng tan như huyền phù, đất cát ), chất rắn hữu cơ (gồm các vi sinh vật, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, tảo trong cơng nghiệp ). Trong xử lý nước hữu cơ, khi nĩi đến hàm lượng chất rắn, người ta đưa ra các khái niệm sau: - Tổng hàm lượng chất rắn TS (Total Solids) là trọng lượng khơ tính bằng miligam của phần cịn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khơ ở 103°C tới khi cĩ trọng lượng khơng đổi, đơn vị là mg/l. - Lượng chất rắn lơ lửng SS (Suspended Solids), phần trọng lượng khơ tính bằng miligam của phần cịn lại trên giấy lọc tiêu chuẩn với kích thước lỗ 1,2 µm khi lọc một lít mẫu nước, sấy khơ ở 103°C ÷105°C tới khi cĩ trọng lượng khơng đổi, đơn vị là mg/l. - Lượng chất rắn hịa tan DS (Dissolved Solids) bằng hiệu giữa tổng lượng chất rắn TS và lượng chất rắn lơ lửng SS: DS = TS - SS - Chất rắn bay hơi VS (Volatile solids) là phần mất đi khi nung ở 550°C trong một thời gian nhất định. Phần mất đi là chất rắn bay hơi, phần cịn lại là chất rắn khơng bay hơi. 2. Các chỉ tiêu hĩa học a) Hàm lượng oxy hịa tan DO Oxy hịa tan trong nước phụ thuộc vào các yếu tố như áp suất, nhiệt độ, đặc tính của nguồn nước bao gồm các thành phần hĩa học, vi sinh, thủy sinh. Các nguồn nước mặt cĩ bề mặt thống tiếp xúc trực tiếp với khơng khí nên thường cĩ hàm lượng oxy hịa tan cao. Ngồi ra quá trình quang hợp và hơ hấp của sinh vật trong nước cũng làm thay đổi lượng oxy hàn tan trong nước mặt. Nước ngầm thường cĩ hàm lượng oxy hịa tan thấp do các phản ứng oxy hĩa khử xảy ra trong lịng đất đã tiêu thụ một phần oxy.
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 169 Oxy hịa tan trong nước khơng tác dụng với nước về mặt hĩa học. Khi nhiệt độ tăng, khả năng hịa tan oxy trong nước giảm, khi áp suất tăng khả năng oxy hịa tan vào nước tăng. Hàm lượng oxy hịa tan trong nước tuân theo định luật Henry, trong nước ngọt, ở điều kiện 1 at và 0°C, lượng oxy hịa tan trong nước đạt tới 14,6 mg/l, ở 35°C và 1 at, giá trị oxy hịa tan trong nước chỉ cịn 7 mg/l. Thơng thường nồng độ oxy bão hịa trong nước ở điều kiện tới hạn 8 mg/l. Khi nhiệt độ tăng lượng oxy hịa tan trong nước giảm đi, đồng thời lượng oxy tiêu tốn cho các quá trình oxy hĩa sinh học lại tăng lên, do đĩ DO trong các nguồn nước thường giảm đi đáng kể vào mùa hè. b) Khí hyđrơsunfua H2S Khí hyđrơsunfua H2S là sản phẩm của quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ, phân rác cĩ trong nước thải. Khí hyđrơsunfua làm cho nước cĩ mùi trứng thối khĩ chịu. Với nồng độ cao, khí hyđrơsunfua mang tính ăn mịn vật liệu. c) Các hợp chất của axit cacbonic Độ ổn định của nước phụ thuộc vào trạng thái cân bằng giữa các hợp chất của axít cacbonic, Axit cacbonic là một axit yếu, trong nước hợp chất này phân ly như sau: + - H2CO3 → H + HCO3 - 2- 2HCO3 → CO3 + CO2 + H2O 2- - Tương quan hàm lượng giữa CO3 , HCO3 và CO2 ở nhiệt độ nhất định phụ thuộc vào nồng độ của ion H+, nghĩa là phụ thuộc vào độ pH của nước. Tương quan này được biểu thị hình 3.1. 2- - Hình 3.1. Tương quan hàm lượng giữa CO3 , HCO3 và CO2 vào pH Biểu đồ trên hình 3.1 cho ta thấy, khi pH 8,4, lượng CO2 bị triệt tiêu và trong nước - 2- 2- tồn tại HCO3 và CO3 ; khi pH > 12 trong nước chỉ tồn tại CO3 . Xét quá trình phân ly - nĩi trên ta thấy, khi trong nước cĩ một lượng HCO3 nào đĩ thì lập tức cĩ một lượng CO2 tương ứng cùng tồn tại. Lượng CO2 cần cĩ đĩ gọi là lượng CO2 cân bằng. Nếu nước cĩ lượng CO2 hịa tan vượt quá lượng CO2 cân bằng thì khi tiếp xúc với các vật liệu cĩ chứa CaCO3 như bê tơng CaCO3 sẽ được hịa tan do phản ứng với CO2 như sau:
170 hƯ thèng cÊp níc CaCO3 + CO2 → Ca(OH)2 Lượng CO2 tham gia phản ứng này gọi là CO2 xâm thực. Ngược lại nếu nước cĩ - lượng CO2 hịa tan thấp hơn lượng CO2 cân bằng thì một phần HCO3 sẽ bị phân hủy để 2- 2- tạo thành CO2 và CO3 . Khi lượng CO3 trong nước vượt quá mức cân bằng nĩ sẽ kết 2+ hợp với Ca và Mg2+ hịa tan theo phản ứng: 2+ 2- Ca + CO3 → Ca(OH)3 Muối CaCO3 kết tủa khĩ hịa tan, dễ bám kết lắng đọng trong ống dẫn thiết bị, gây cản trở quá trình vận chuyển và quá trình truyền nhiệt. Nước cĩ hàm lượng CO2 hịa tan bằng lượng CO2 cân bằng được gọi là nước ổn định. Trong cơng nghệ xử lý nước cấp, việc xử lý ổn định nước đĩng vai trị quan trọng, cĩ nghĩa là phải xác định hàm lượng CO2 cân bằng và CO2 tự do sao cho nước cĩ tính ổn định. d) Độ cứng của nước Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi, magiê cĩ trong nước. Trong xử lý nước thường phân biệt ba loại độ cứng: độ cứng tồn phần, độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu. Dùng nước cĩ độ cứng cao cĩ tác hại là các ion canxi, magiê phản ứng với axít béo tạo ra các hợp chất khĩ hịa tan trong sinh hoạt gây lãng phí xà phịng, trong sản xuất các muối canxi, magiê kết tủa gây trở ngại cho quá trình sản xuất. Khi tính theo hàm lượng CaCO3 trong nước, người ta cĩ thể chia ra làm ba loại: - Nước mềm cĩ chứa ít hơn 50 mg CaCO3/l, - Nước mềm cĩ chứa ít hơn 150 mg CaCO3/l, - Nước mềm cĩ chứa ít hơn 300 mg CaCO3/l. e) Độ pH của nước Trong mơi trường riêng của mình, một phần các phân tử nước phân ly theo phản ứng sau: + - H2O → H + OH Nồng độ các ion H+ và OH- là các đại lượng biểu thị tính axit và tính kiềm của nước. Sự tương quan giữa nồng độ các ion H+ và OH- được biểu thị bằng biểu thức: + - KW = [H ].[ OH ] Trong đĩ: KW gọi là tích số ion của nước, KW cĩ giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ nước. Nước tinh khiết ở 25°C cĩ nồng độ ion H+ bằng nồng độ ion OH- : [H+] = [OH- ] = 10−7 mol/l Trong thực tế, tính chất axit cũng như tính kiềm của nước ít khi biểu thị bằng nồng độ các ion H+ hoặc OH- theo mol/l mà người ta biểu thị bằng đại lượng pH. Đại lượng pH cĩ giá trị được định nghĩa theo phương trình sau: pH = -lg[H+]
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 171 Tính chất của nước được xác định theo các giá trị khác nhau của pH. Khi pH = 7, nước cĩ tính trung tính; khi pH > 7, nước cĩ tính kiềm; khi pH 250 mg/l) làm cho nước cĩ vị mặn. Các nguồn nước ngầm cĩ thể cĩ hàm lượng Clo lên tới 500÷1000 mg/l. Sử dụng nước cĩ hàm lượng Clo cao cĩ thể gây bệnh thận. Nước chứa nhiều ion Cl- cĩ tính xâm thực đối với bê tơng. Ion Cl- cĩ trong nước do sự hịa tan các muối khống hoặc do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ. h) Các hợp chất sunfat 2- Ion SO4 cĩ trong nước do khống chất hoặc cĩ nguồn gốc hữu cơ, với hàm lượng sunfat lớn hơn 250 mg/l, nước gây tính xâm thực mạnh đối với bê tơng. 2- Ở điều kiện yếu khí, SO4 phản ứng với các chất hữu cơ tạo thành khi H2S là khí mang tính độc hại: Yếm khí 2- SO4 + chất hữu cơ → H2S + O2 → H2SO4 i) Các hợp chất florua
172 hƯ thèng cÊp níc Nước ngầm ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất chứa quặng apatit thường cĩ hàm lượng các hợp chất florua cao (2,0 đến 2,5 mg/l) tồn tại ở dạng cơ bản là Canxi florua và Magiê florua. Các hợp chất florua khá bền vững, khĩ bị phân hủy ở quá trình tự làm sạch. Hàm lượng florua trong nước cấp ảnh hưởng đến việc bảo vệ răng. Nếu thường xuyên dùng nước cĩ hàm lượng florua lớn hơn 1,3 mg/l hoặc nhỏ hơn 0,7 mg/l đều dễ mắc bệnh loại men răng. 3. Các chỉ tiêu vi sinh Trong nước thiên nhiên cĩ nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong, tảo và các loại thủy sinh khác. Tùy theo tính chất, các loại vi sinh trong nước được chia thành hai nhĩm: nhĩm vi sinh cĩ hại và nhĩm vi sinh vơ hại. Nhĩm vi sinh cĩ hại bao gồm các vi trùng gây bệnh, các loại rong, rêu, tảo, nhĩm này cần phải phân loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng. a) Vi trùng gây bệnh Đĩ là các vi trùng trong nước gây bệnh lỵ, thương hàn, dịch tả, bại liệt Việc xác định sự cĩ mặt của các loại vi trùng gây bệnh thường rất khĩ và mất nhiều thời gian do sự đa dạng về chủng loại. Vì vậy trong thực tế thường áp dụng phương pháp xác định chỉ số vi trùng đặc trưng. Nguồn gốc của vi trùng gây bệnh trong nước là các nguồn nhiễm bẩn phân rác, chất thải của người và động vật. Trong chất thải của người và động vật luơn cĩ loại vi khuẩn E.coli sinh sống và phát triển. Sự cĩ mặt của E.coli trong nước chứng tỏ nguồn nước đã bị ơ nhiễm bởi phân rác, chất thải của lượng E.coli nhiều hay ít tùy thuộc vào mức nhiễm bẩn của nguồn nước. Đặc tính của vi khuẩn E.coli là cĩ khả năng tồn tại cao hơn các loại vi trùng gây bệnh khác, do đĩ sau khi xử lý nếu trong nước khơng cịn phát hiện thấy vi khuẩn E.coli chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết. Mặt khác, việc xác định số lượng vi khuẩn E.coli thường đơn giản và nhanh chĩng cho nên loại vi khuẩn này được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức nhiễm bẩn do vi trùng gây bệnh trong nước. Người ta phân biệt trị số E.coli và chỉ số E.coli. Trị số E.coli là đơn vị thể tích nước cĩ chứa một vi khuẩn E.coli, cịn chỉ số E.coli là lượng vi khuẩn E.coli cĩ trong một lít nước. Tiêu chuẩn nước cấp sinh hoạt ở các nước tiên tiến quy định chỉ số E.coli khơng nhỏ hơn 100 ml, nghĩa là cho phép cĩ một vi khuẩn E.coli trong 100 ml nước, chỉ số E.coli tương ứng sẽ là 10. Tiêu chuẩn vệ sinh Việt Nam quy định chỉ số E.coli của nước sinh hoạt phải nhỏ hơn 20. Ngồi ra, trong một số trường hợp, số lượng vi khuẩn hiếm khí và kỵ khí cũng được xác định, để tham khảo thêm trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. b) Các loại rong tảo Các loại rong tảo phát triển trong nước làm cho nước nhiễm bẩn chất hữu cơ và làm cho nước cĩ màu xanh. Trong nước cĩ rất nhiều lồi rong tảo sinh sống. Các loại gây hại chủ yếu và khĩ loại trừ là tảo diệp lục và tảo đơn bào. Trong cơng nghệ xử lý nước cấp, hai loại tảo đĩ thường đi qua bể lắng và đọng lại trên bề mặt lọc làm cho tổn thất cột nước
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 173 trong bể lọc tăng nhanh và thời gian giữa hai lần rửa lọc ngắn đi. Khi phát triển trong ống dẫn nước, rong tảo cĩ thể làm tắc ống, đồng thời làm cho nước cĩ tính ăn mịn do quá trình quang hợp hơ hấp thải ra khí cacbonic. Vì vậy để tránh tác hại của rong tảo cần cĩ các biện pháp phịng ngừa sự phát triển của chúng ngay tại nguồn nước. Tảo rong chỉ tồn tại trong nước mặt và cĩ bốn nhĩm chính cĩ thể phát triển trong nước sơng, hồ: tảo lục (giống vi khuẩn hơn là giống lồi tảo khác); tảo lam, tảo hai nhân và tảo cĩ đuơi. Nguyên nhân của sự phát triển tảo trong các nguồn nước mặt là do cĩ sự tồn tại của + 3- các chất dinh dưỡng như NH4 , NH3, N2, PO4 trong nước và nhờ ánh sáng mặt trời chiếu vào nguồn nước. Các tác hại của tảo cĩ trong nước ngồi việc làm bế tắc bể lọc ống dẫn, hệ thống, cịn gây tình trạng thừa, thiếu oxy trong nước, tạo ra các chất gây mùi vị trong nước, tăng nồng độ các chất hữu cơ trong nước, tạo ra các chất độc hại trong nước. 3.1.2. Yêu cầu chủ đạo đối với chất lượng nước cấp 1. Chất lượng nước uống và nước sinh hoạt Người ta thường sử dụng nguồn nước bề mặt và nước ngầm để xử lý cấp nước uống và nước sinh hoạt. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt do ít thay đổi hơn theo thời gian và thời tiết, dây chuyền cơng nghệ xử lý nước cũng đơn giản hơn, cần ít chất hơn và chất lượng sau xử lý cũng tốt hơn. Tuy nhiên, nguồn nước ngầm khơng phải là vơ hạn, nên nếu chỉ sử dụng nước ngầm thì đến một lúc nào đĩ sẽ gây ảnh hưởng xấu đến địa tầng của khu vực. Nước sau xử lý cần đảm bảo an tồn cho sử dụng. Các tiêu chuẩn phải đảm bảo an tồn về sức khỏe, mùi vị, thẩm mỹ và phù hợp càng nhiều càng tốt các tiêu chuẩn quốc tế. Nước cấp sinh hoạt càng phải đảm bảo khơng cĩ vi sinh vật gây bệnh; nồng độ các chất độc, các chất gây bệnh mãn tính phải đạt tiêu chuẩn. Nước cũng phải đảm bảo độ trong, độ mặn, mùi vị và tính ổn định phải cao. 2. Chất lượng nước cấp cho cơng nghiệp Nước cấp cho các ngành cơng nghiệp như thực phẩm, dệt, giày da, phim ảnh, hĩa chất đều cần cĩ chất lượng nước như nước sinh hoạt, đồng thời cịn cĩ những yêu cầu riêng về độ cứng, hàm lượng Sắt, Mangan. Ngồi ra trong các ngành cơng nghiệp khác, lượng nước dùng cho quá trình làm nguội cần tương đối nhiều. Yêu cầu chất lượng nước làm nguội trong cơng nghiệp cho ở bảng 3.2. Nước cấp cho nồi hơi tuy khơng yêu cầu cao về các chỉ tiêu hĩa sinh, vi sinh nhưng yêu cầu cao về các chỉ tiêu hĩa học. Đối với nước cấp nồi hơi chất lượng yêu cầu tùy thuộc vào áp suất làm việc của nồi hơi và yêu cầu khá nghiêm ngặt để đề phịng khả năng gây nổ, đảm bảo an tồn cho người và thiết bị, nâng cao tuổi thọ của thiết bị. Bảng 3.2. Yêu cầu chất lượng nước cho quá trình làm nguội Các chỉ tiêu Làm nguội một lần Làm nguội nhiều lần pH 7,2 đến 9,5 7,2 đến 9,5
174 hƯ thèng cÊp níc Axit cacbonic xâm thực, mg/l < 20 < 3 Độ cứng tạm thời, dH 8 đến 15 8 đến 15 Độ cứng tồn phần, dH < 50 < 80 Tổng hàm lượng muối, mg/l < 3000 < 1000 Hợp chất Clorua, mg/l < 1000 < 1000 Sắt, mg/l < 1,0 < 1,0 Mangan, mg/l < 0,15 < 0,15 Chất lơ lửng, mg/l < 5 < 5 3.1.3. Quy tắc và điều chỉnh theo Chuẩn đánh giá 1. Giới thiệu Cấp nước đơ thị bao gồm ba đặc trưng chính đặt nĩ trong một tình huống khá đặc biệt như một ngành cơng nghiệp: 1) Là ngành dịch vụ thiết yếu cho sức khỏe và lợi ích của cộng đồng; 2) Là một mặt hàng độc quyền tất yếu; 3) Là một ngành liên quan đến hoạt động kinh tế. Đặc trưng đầu, như bản thân nĩ tự giải thích, là đem lại tầm quan trọng lớn đối với xã hội và chính trị; ngược lại nĩ yêu cầu ngành dịch vụ cung ứng một cách phù hợp về nhu cầu của cộng đồng trên cơ sở bền vững. Nĩ là một mặt hàng độc quyền tất yếu bởi vì nĩ địi hỏi xây dựng và sử dụng hệ thống truyền dẫn tốn kém mà khơng thể được khai thác bởi những nhà cung cấp dịch vụ khác hoặc tương tự như thế hoặc bản chất khác; quy luật cạnh tranh thị trường khơng cịn phù hợp với chúng nữa. Đặc trưng sau cùng (liên quan đến kinh tế) bắt nguồn từ thực tế, nĩ yêu cầu những sự đầu tư vốn lớn, tạo ra những lợi nhuận thực sự và sự hiệu quả trong quản lý, biến những hoạt động này trở thành một cơng việc kinh doanh hấp dẫn. Ba đặc trưng này đơi lúc cũng cĩ đối lập với nhau. Mặt khác, sự phát triển bền vững của những dịch vụ cấp nước đơ thị yêu cầu một sự quản lý kinh doanh cĩ hiệu quả. Hệ thống và cơng nghệ tăng lên một cách phức tạp trong những năm gần đây, nhu cầu và sự kỳ vọng vào dịch vụ đang ngày càng tăng lên. Theo một cách khác, hoạt động cấp nước đơ thị cĩ khuynh hướng khơng bắt kịp so với các hoạt động khác về kinh tế do thiếu sự khuyến khích cạnh tranh thị trường bắt nguồn từ bản chất độc quyền của dịch vụ. Cùng với sự tham gia ngày càng nhiều của các thành phần tư nhân, những mục tiêu quản lý chuyển hướng đến những cổ đơng với sự khơi phục đầu tư của họ trong thời đoạn dài và trung bình. Điều này đơi lúc cĩ thể ảnh hưởng đến quyền lợi của người tiêu dùng. Nhìn chung, ngày nay cĩ một chiều hướng rõ rệt cho chất lượng dịch vụ tin cậy và hiệu quả. Sự đổi mới cách thực hiện trong những thủ tục tổ chức và quản lý, chú trọng tới thoả mãn cả nhu cầu và sự mong đợi của cộng đồng. Do vậy, những mục tiêu chính sách mơi trường chủ yếu là loại trung hạn. Sự triển khai và ứng dụng trong Chỉ số thực hiện ngày nay là chủ đề nĩng trong các cuộc họp về kinh doanh nước trên khắp thế giới. Trong
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 175 thực tế, việc dùng các quy trình đánh giá thực hiện tiêu chuẩn trở thành một yếu tố then chốt thúc đẩy nâng cao việc thực hiện, nhận ra được những hoạt động gì cĩ thể sẽ được cải thiện, tạo ra một số cạnh tranh giả tạo và để trợ giúp trong việc thiết lập những hợp đồng để bảo vệ quyền lợi khách hàng. Phần này nhằm cung cấp câu trả lời cho những câu hỏi về Chỉ số thực hiện (Performance Indicator, viết tắt là PI) dưới đây: - PI là gì? - Những giá trị và lợi ích của việc sử dụng hệ thống PI là gì? - Tình hình nghiên cứu quốc tế hiện nay về đánh giá thực hiện là gì? - Những hệ thống PI cho dịch vụ cấp nước cĩ được phép cơng khai khơng? - Một hệ thống PI được thực hiện như thế nào? Một ví dụ, được đưa ra dựa trên hệ thống PI đề nghị bởi Hiệp hội nước quốc tế. 2. Khái niệm về chỉ số thực hiện, thơng tin bối cảnh, thơng tin ứng dụng Chỉ số thực hiện là tiêu chuẩn để đánh giá hiệu quả và hiệu suất của ngành dịch vụ nước liên quan đến những khía cạnh thực tế của hoạt động dịch vụ và hoạt động của hệ thống (Deb và Cesario 1997). Hiệu quả là thước đo đánh giá nguồn tài nguyên nước được tận dụng tốt nhất để sản xuất nước, cịn hiệu suất là thước đo đánh giá mục tiêu đặt ra đã đạt được. Mỗi một chỉ số thực hiện cho thấy hiệu suất thực sự đã đạt được ở một vùng nào đĩ và trong suốt khoảng thời gian đưa ra, chấp nhận một sự so sánh rõ ràng với những mục tiêu đã đặt ra và đơn giản đi một việc phân tích phức tạp nào đĩ. Theo Hiệp hội nước quốc tế, bất cứ chỉ số thực hiện nào sẽ được định nghĩa là một tỷ số giữa những biến số cĩ bản chất giống nhau (chẳng hạn theo %) hoặc bản chất khác nhau (chẳng hạn $/m3 hoặc lít/đối tượng dùng nước). Trong mọi trường hợp, mẫu số sẽ là một đặc trưng cho quy mơ của hệ thống (số đối tượng dùng nước hoặc tổng chiều dài chính) cĩ kể đến sự so sánh theo thời gian, thậm chí quy mơ hệ thống hư cấu hoặc là những hệ thống cĩ quy mơ khác nhau. Những biến số về căn bản cĩ thể biến đổi từ năm này qua năm khác, đặc biệt nếu khơng cĩ sự kiểm sốt của việc kinh doanh, mẫu số sẽ bị loại bỏ (sự tiêu thụ hàng năm cĩ thể bị ảnh hưởng bởi thời tiết hoặc những lý do bối cảnh khác), trừ khi tử số thay đổi với cùng tỷ lệ. Một hệ thống tổng thể các chỉ số thực hiện phải tuân theo những yêu cầu sau: - Mơ tả tất cả những vấn đề liên quan của việc thực hiện dịch vụ nước, cho phép mơ tả được tồn hệ thống mà giảm được số lượng các chỉ số. - Thuận tiện cho việc mơ tả các vấn đề một cách trung thực và khách quan. - Mang lại kết quả cho hoạt động quản lý việc kinh doanh. - Được xác định rõ ràng với nghĩa ngắn gọn và chỉ cĩ một cách hiểu duy nhất đối với một chỉ số. - Bao gồm những chỉ số thực hiện khơng trùng lặp. - Địi hỏi những thiết bị đo đạc mà ngành kinh doanh dịch vụ đặt ra cĩ khả năng thực hiện được; tránh địi hỏi thiết bị đắt và tinh vi.
176 hƯ thèng cÊp níc - Cĩ thể kiểm tra được, điều này đặc biệt quan trọng khi các thực thể điều chỉnh dùng các chỉ số thực hiện được để kiểm tra các kết quả đưa ra. - Dễ hiểu, nhất là cho những người khơng chuyên mơn, đặc biệt người dùng nước. - Quy cho một khoảng thời gian nào đĩ (thời gian ấn định được đề nghị là một năm, mặc dù trong một số trường hợp cĩ thể khoảng thời gian khác sẽ thích hợp hơn). - Quy cho một vùng địa lý được giới hạn hợp lý. - Được ứng dụng cho những dịch vụ cấp nước cĩ đặc điểm và các giai đoạn phát triển khác nhau. - Càng ít càng tốt, tránh bao gồm cả các vấn đề khơng thiết yếu. Tuy nhiên, các chỉ số thực hiện khơng thể được diễn tả đầy đủ khi khơng đề cập đến các yếu tố độc lập với việc quản lý thực hiện nhưng lại ảnh hưởng đến chúng. Ví dụ, giá để sản xuất nước uống chất lượng tốt phụ thuộc vào số lượng và chất lượng nước thơ, những đặc điểm này nhìn chung nằm ngồi việc kiểm sốt kinh doanh cho dù đúng ra những người quản lý phải đối mặt. Thơng tin bối cảnh này bao gồm những đặc điểm bên ngồi (địa lý, dân số, kinh tế, khí hậu) liên quan đến vùng miền và những đặc điểm bên trong liên quan đến nhà cung cấp nước và hệ thống (hình 3.2). Đây là điều đặc biệt quan trọng khi so sánh kết quả với những con số tham khảo từ tài liệu hoặc cơng việc kinh doanh khác. Việc đánh giá PI yêu cầu tính cĩ thể dùng được của thơng tin thực tiễn xác thực. Thơng tin này cĩ thể được phát ra từ nhiều nguồn trong phạm vi tổ chức và được tạo ra theo nhiều cách khác nhau (hệ thống thanh tốn, thiết bị đo đạc, các hệ thống thơng tin). Như một nguyên tắc chung, sự đánh giá của PI sẽ chỉ cần đến dữ liệu liên quan cho việc ra quyết định tại các mức độ khác nhau trong kinh doanh, do đĩ thường khơng quan tâm đến việc sử dụng nĩ như đầu vào PI. Những đặc tính thơng thường của dữ liệu ứng dụng PI sẽ là: - Là các giá trị tuyết đối. - Quy về cùng khoảng thời gian và vùng địa lý khi PI sẽ được áp dụng. - Địi hỏi chính xác và tin cậy vì những quyết định sẽ được tạo ra trên cơ sở của chúng. - Phù hợp với sự xác định của PI mà chúng sử dụng. Thơng tin được sử dụng như những biến đầu vào PI một phần trùng với thơng tin bối cảnh, đặc biệt với thơng tin hiện trạng hệ thống.
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 177 Hình 3.2. Chỉ số thực hiện và thơng tin bối cảnh 3. Đối tượng sử dụng, lợi ích và phạm vi ứng dụng của chỉ số thực hiện Vì những nhà quản lý kinh doanh nước, yêu cầu hiệu quả và hiệu suất cao hơn đối với nội bộ hoặc đến từ những người sử dụng dịch vụ (đối tượng trực tiếp), từ các chính trị gia và nhà quản lý trong cơ quan, quản lý thành phố (đối tượng gián tiếp) và từ các nhà điều hành quốc gia và bộ chính sách (đối tượng tiên phong). Cuối cùng, nhưng đặc biệt, cĩ sự nhận thức liên tục và mạnh mẽ từ phương tiện truyền thơng đại chúng và từ những tổ chức phi chính phủ về mơi trường (NGOs) và những nhĩm bắt buộc khác (những đối tượng tiên phong). Hệ thống các chỉ số thực hiện được tìm ra tốt cĩ thể đem lại lợi ích cho những đối tượng cĩ những quyền sử dụng và lợi ích tiềm năng sau: Đối với ngành kinh doanh nước - Tạo điều kiện thuận lợi để chất lượng nước tốt hơn và cĩ được sự hồi âm thường xuyên từ các nhà quản lý. - Cho phép việc kiểm tra hiệu quả của những quyết định quản lý dễ dàng hơn. - Cung cấp thơng tin quan trọng trợ giúp việc tiếp cận quản lý tiên tiến, ít xảy ra sự cố hơn (phương pháp tiếp cận phản hồi). - Điểm mạnh và điểm yếu nổi bật nhất của phạm vi hoạt động là nhận ra sự cần thiết cho phạm vi để cải thiện khả năng sản xuất, thủ tục kinh doanh và thĩi quen. - Với sự trợ giúp của việc thi hành chế độ quản lý chất lượng chung, như là một cách nhấn mạnh chất lượng chung và hiệu quả qua khắp các tổ chức. - Tạo điều kiện thực hiện thủ tục kinh doanh tiêu chuẩn dễ dàng, với bên trong, mục đích là để so sánh việc thực hiện tại những vị trí hoặc hệ thống khác nhau; và với bên ngồi mục đích là để so sánh với những đối tượng khác tương tự, do đĩ thúc đẩy nâng cao hiệu suất.
178 hƯ thèng cÊp níc - Cung cấp một cơ sở kỹ thuật hồn chỉnh cho việc kiểm tra những cơng việc tổ chức và dự báo hiệu quả của bất kỳ một kết quả đề nghị nào được đưa ra. Đối với hội đồng lập chính sách quốc gia và vùng - Cung cấp một phương tiện giám sát việc thực hiện kinh doanh liên quan đến pháp chế hiện hành. - Cung cấp cơ sở chung cho việc so sánh hiệu suất của dịch vụ nước và xác định phạm vi cĩ thể hiệu chỉnh. - Hỗ trợ về hệ thống chính sách cho ngành nước trong việc quản lý tơng hợp tài nguyên nước, bao gồm vị trí nguồn nước, sự đầu tư và cải tiến những quy định mới. - Cung cấp một ngơn ngữ tham khảo chung để thơng qua trong phạm vi ngân hàng dữ liệu thống kê quốc gia và quốc tế. Đối với những cơ quan điều hành Cung cấp những cơng cụ giám sát cần thiết để giúp bảo vệ lợi ích của khách hàng trong tình huống phải chịu một dịch vụ độc quyền và thoả mãn khách hàng theo các mục tiêu của hợp đồng. Đối với cơ quan tài chính Cung cấp sự trợ giúp trong việc đánh giá ưu tiên đầu tư, lựa chọn dự án và cơng việc tiếp theo. Đối với cơ quan cấp phép chất lượng: Cung cấp những cơng cụ giám sát cần thiết. Đối với những người kiểm định : Cung cấp một cơ sở kỹ thuật đúng đắn cho việc kiểm định các cơng việc của tổ chức và cĩ thể được ứng dụng để chỉ ra những đề nghị. Đối với những đối tượng dùng nước trực tiếp, gián tiếp và các bên liên đới: Cung cấp phương tiện để chuyển hố các quy trình phức tạp thành những thơng tin đơn giản dễ hiểu và cung cấp biện pháp đo chất chất lượng của dịch vụ được cấp. Đối với những tổ chức siêu quốc gia: Cung cấp một ngơn ngữ rất thích hợp cho việc xác định sự mất cân xứng giữa những miền của thế giới, các nguyên nhân của chúng và sự tiến triển, qua đĩ sẽ đưa ra những chiến lược cụ thể. Những dạng chính của chỉ số thực hiện là: Dành riêng trong lĩnh vực kinh doanh. Những nhà quản lý cĩ thể dùng PI để kiểm tra tiến độ thực hiện, so sánh những kết quả đạt được trong thời gian đã cho với những cái đạt được trong thời gian trước đấy; dạng khác của việc dùng PI là so sánh kết quả thực tế đạt được với những mục tiêu định trước hoặc những giá trị tham chiếu từ những tổ chức khác đã được cơng bố. Đối với hai loại cũ của người quản lý sử dụng, ngành dịch vụ cĩ thể đủ khả năng để xác định và sử dụng những chỉ số riêng của nĩ; đối với loại sau, nĩ phải chấp nhận những định nghĩa được tiêu chuẩn hố để tránh việc so sánh như "táo với lê". Trong khuơn khổ của những sự định chuẩn đánh giá. Ứng dụng bên trong của PI cĩ thể được bổ sung với những sự định chuẩn đánh giá, những sự định này cĩ thể áp dụng trong phạm vi một nhĩm kinh doanh nhỏ nhất trí với nhau dựa trên một tập hợp những chỉ
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 179 dẫn thơng thường căn cứ vào tập hợp các quy định được chấp nhận bởi tất cả các thành viên trong nhĩm. Các phân tích, sự làm sáng tỏ và sự cơng bố cuối cùng các kết quả phải luơn luơn đưa vào tính tốn những quy định này. Như một phần của khung điều chỉnh. Sự phát triển ra tồn cầu của những thành phần tư nhân trong quản lý hệ thống cung cấp nước địi hỏi trách nhiệm nhiều hơn của những nhà điều hành. Việc chấp nhận những hệ thống PI thúc đẩy sự cạnh tranh giả định trong lĩnh vực dịch vụ nước (quy định tương đối hoặc cạnh tranh tiêu chuẩn) đang giành được những sự ủng hộ mới. Cũng trong trường hợp này sử dụng những quy định được tiêu chuẩn hố là cần thiết. Thơng thường PI được sử dụng cho việc điều chỉnh nhằm vào chất lượng nước. Sự tăng tính hiệu quả là của bản thân các bên liên đới, và vì thế những người điều hành khơng cĩ nhu cầu điều khiển các quá trình bên trong mà chỉ cần các kết quả. Như là một phần của hợp động giao kèo. Theo thơng lệ, các hợp đồng giao kèo giữa chính quyền và nhà kinh doanh tư nhân khá là chi tiết trong những điều khoản về tài chính nhưng họ cĩ xu hướng chi tiết ít hơn trong những điều khoản về chất lượng dịch vụ được cung cấp cho khách hàng. Sử dụng PI cho phép những mục tiêu đã vạch ra trở lên rõ ràng theo một cách khách quan và dễ kiểm định, bảo vệ quyền khách hàng. Do đĩ, PI đang bắt đầu được sử dụng trong văn bản hợp đồng. Sử dụng PI cho khách hàng là cĩ thể thực hiện và đơi lúc là cần thiết nhưng sử dụng PI được tiêu chuẩn hố sẽ trợ giúp tốt hơn cho việc đàm phán, chúng cĩ thể được khuyến khích trên cơ sở so sánh với những cái khác. Như là một phần của hệ thống chứng nhận chất lượng. Việc giám sát những quá trình bên trong của các tổ chức cĩ thể đảm bảo bằng việc sử dụng PI. Như trong trường hợp trên, việc sử dụng PI của khách hàng là cĩ thể, nhưng sử dụng PI tiêu chuẩn hố sẽ thích hợp hơn. Như là một phần của chương trình chuẩn bảo hành. Một số lượng kinh doanh gia tăng đã tạo ra những bản hợp đồng với khách hàng để đưa ra quyền lợi và trách nhiệm của họ một cách cụ thể dựa trên cái gọi là Chương trình chuẩn bảo hành (GSS), bao gồm ít nhất là áp suất cung cấp tối thiểu tại những điểm phân phối, thời gian tối đa để nhận một sự kết nối mới và để sửa chữa cái đang tồn tại, thời gian tối đa để trả lời bằng văn bản và sắp xếp thời gian để tham dự vào những chủ đề của khách hàng quan tâm. Trong trường hợp này, doanh nghiệp phải báo cáo lại với khách hàng những quy định của GSS bằng việc kiểm tra cĩ đúng với PI hay khơng. Thuộc phạm vi những báo cáo thống kê cĩ giá trị cơng. Dạng sử dụng khác của PI là ở trong các thống kê được cơng bố bởi các hiệp hội nước hoặc những tổ chức quốc tế và vùng (ví dụ, Tổ chức sức khỏe thế giới, Ngân hàng Phát triển Châu Á, Ngân hàng Thế giới). Theo thơng lệ các kiểu giám sát thực hiện này được giới hạn bởi tài liệu thống kê và chỉ số kinh tế, nhưng những báo cáo gần đây đã bắt đầu kết hợp chặt chẽ với những chỉ số khác. Thực tế chỉ ra rằng thơng tin mập mờ thường được tìm thấy trong những báo cáo này do thiếu những quy định chính xác. Do vậy, những tiêu chuẩn hố các quy định là rất quan trọng trong những trường hợp như thế này. Bảng 3.3. Phạm vi ứng dụng của hệ thống PI Chỉ dành Trong Như Như một Trong Những Trong riêng khuơn một phần của phạm vi chương phạm vi
180 hƯ thèng cÊp níc cho lĩnh khổ phần hợp đồng của hệ trình của những vực dịch những của giao kèo thống bảo báo cáo vụ sáng khung chứng hành thống kê kiến điều nhận chất tiêu cĩ giá trị điểm chỉnh lượng chuẩn cơng cộng Ngành nước        Nhĩm chính sách  Cơ quan điều hành   Nhĩm tài chính   Cơ quan cấp phép  chất lượng Cơ quan kiểm định     Những đối tượng trực tiếp, gián tiếp    và các bên liên đới Những tổ chức   xuyên quốc gia 4. Quan điểm về cách đánh giá thực hiện 1. Tổng quan Trong những năm đầu 90, Hiệp hội Cấp nước Quốc tế (IWSA) đã lựa chọn chủ đề về Chỉ số thực hiện trong một chương trình hội nghị của họ. Đã khơng cĩ bất cứ bản tĩm tắt nào được đăng ký về chủ đề này và nĩ đã phải huỷ bỏ. Chủ đề này dường như khơng gây được sự quan tâm nhiều. Tuy nhiên ba, bốn năm sau, một cuộc trao đổi chủ đề này đã được tổ chức trong khuơn khổ IWSA cho khoảng 150 thành viên đến từ các quốc gia trên thế giới và chỉ rõ rằng PI và thất thốt nước là hai chủ đề quan tâm lớn nhất trong phạm vi hệ thống phân phối và dẫn nước. Sự phát triển nhanh chĩng đĩ đáng phải suy nghĩ. Khơng lệ thuộc bản chất (cá nhân, nhà nước hay một nhĩm người) và phạm vi địa lý của chúng, tất cả ngành nước tuân theo một logic quản lý mà triết lý của chúng cĩ thể bắt đầu như sau: thoả mãn nhiều hơn cho số khách hàng và số đối tượng nhiều hơn, với việc sử dụng tốt nhất các tài nguyên sẵn cĩ (Faria và Alegre, 1996). Trong phạm vi ngành nước, điều này tương đương với hiệu quả lớn hơn và hiệu suất lớn hơn của sự quản lý. Tuy nhiên, nhu cầu để nâng cao hiệu quả và hiệu suất thì khơng mới và khơng tự giải thích được sự quan tâm hiện nay đến giá trị của PI. Phân tích sơ lược một số sự kiện quan trọng trên thế giới để cĩ thể giúp hiểu về xu hướng này. 2. Ảnh hưởng của việc gia tăng thành phần tư nhân trong quản lý kinh doanh Mục đích của phần này khơng phải là tranh luận việc so sánh xem cĩ lợi hay khơng cĩ lợi của dịch vụ cấp nước tư nhân hay nhà nước. Song, phần này trình bày lý do tại sao ngày nay việc sử dụng PI lại trở nên ngày càng quan trọng. Hầu hết dịch vụ nước trên thế giới là do nhà nước cung cấp. Lý do chính cho điều này là bản chất của dịch vụ: cuộc sống con người địi hỏi phải tiêu thụ nước và sức khỏe của cộng đồng bị ảnh hưởng lớn bởi số lượng và chất lượng nước cung cấp. Vì vậy, xuất hiện
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 181 dịch vụ nhà nước. Tuy nhiên, nhiều nước đã đi đến sự chấm dứt do sự quản lý của các cơng ty nhà nước khơng cĩ hiệu quả và vì những cơng ty này thường lỗ và do đĩ địi hỏi phải cĩ sự thay đổi tình hình. Nâng cao vai trị của các thành phần tư nhân là giải pháp đã vạch ra trong những trường hợp này. Một tình trạng tư nhân hố hồn tồn đã xảy ra ở Anh và Xứ Uên. Mặc dù khơng giống hồn tồn với trường hợp này nhưng những ví dụ về hướng đi này cĩ thể thấy ở khắp nơi trên thế giới. Gia tăng số lượng hệ thống ở những cơng ty của Pháp, Mỹ, Viễn Đơng và Châu Phi là sự chứng minh rõ ràng cho khuynh hướng này. Yêu cầu báo cáo cĩ hệ thống về việc thực hiện đã đạt được bằng PI khơng phải là một hoạt động phổ biến trong hầu hết những trường hợp hiện nay. Sự loại bỏ cái cũ một cách thích đáng nhất là những gì xảy ra ở Anh và Xứ Uên, nơi ngành kinh doanh phải định giá và cơng bố mức độ dịch vụ của họ. Những bản hợp đồng tập trung chủ yếu vào khía cạnh tài chính và điều kiện vật chất của tài sản. Những cơng ty tư nhân là đối tượng cĩ cùng pháp chế như những cơng ty nhà nước trong những điều khoản về thủ tục cung cấp dịch vụ. Yêu cầu này đã đi vào truyền thống ở Pháp, nơi mà các cơng ty tư nhân cĩ trách nhiệm quản lý hệ thống cấp nước quan trọng trong nhiều năm cùng tồn tại với các cơng ty nhà nước. Chỉ rất gần đây cĩ những cơng ty đã bắt đầu thể hiện sự quan tâm đến việc sử dụng PI. Tuy nhiên, nĩ phải được đưa vào áp dụng đến nỗi làm cho quá trình tư nhân hố của Pháp rất chậm, và cĩ đủ thời gian để ổn định thủ tục. Ngày nay, quá trình này cĩ khuynh hướng trở nên nhanh hơn, cĩ một vài cơng ty thường ganh đua khi được gọi thầu cho quản lý hệ thống cấp thốt nước, và cĩ một sự nhất trí về lợi nhuận nảy sinh từ những mục tiêu và nguyên tắc rõ ràng. Đây là một lý do rất quan trọng khác giải thích cho việc tăng sự quan tâm đến PI. Cuối cùng, nhưng khơng kém quan trọng, nhiều nhà quản lý kinh doanh nhà nước muốn chứng tỏ rằng họ khơng kém hiệu quả và hiệu suất so với những cơng ty tư nhân. Việc sử dụng hệ thống PI là một phương tiện tốt để họ đạt được mục tiêu này. 3. Quản lý hướng mục tiêu và Chuẩn đánh giá Một yếu tố khác cĩ ảnh hưởng lớn đến khuynh hướng này liên quan chặt chẽ với sự cải tiến về thủ tục quản lý trong hầu hết các ngành cơng nghiệp. Kỹ thuật quản lý đã thay đổi trên khắp thế giới và ngày nay dường như trở thành một điều cơng nhận chung là sự thực hiện quy trình quản lý hướng mục tiêu là một bước đi cần thiết cho sự thành cơng của hầu hết các cơng ty. Cách tiếp cận này địi hỏi sự thiết lập mục tiêu rõ ràng để đạt được trong phạm vi thời hạn đưa ra, so sánh giữa mục tiêu và kết quả, sửa chữa nguyên nhân gây chệch hướng để hiệu quả của cơng ty cĩ thể tốt hơn. Chỉ số thực hiện là một cơng cụ khá mạnh trong bối cảnh này vì chúng kể cho các phương tiện đánh giá rõ ràng và cĩ chất lượng. Một vài cơng ty đã nhận ra rằng nếu họ so sánh chính họ với những cơng ty tốt nhất và xác định đúng đắn các nguyên nhân của những khác nhau thì họ cĩ thể cải thiện cách thực hiện của họ một cách đáng kể. Điều này cho thấy Chuẩn đánh giá (benchmarking) xuất hiện như thế nào và đã được sử dụng thành cơng trong nhiều ngành cơng nghiệp (ví dụ, những cơng ty sao chép, nhà máy sản xuất ơ tơ). Chuẩn đánh giá cũng đang bắt đầu để
182 hƯ thèng cÊp níc trở thành phổ biến trong ngành cơng nghiệp nước và rõ ràng là sự so sánh giữa những cơng ty khác nhau địi hỏi phải sử dụng PI được tiêu chuẩn hố. 4. Những bài học rút ra trong quá trình tư nhân hố ở Liên hiệp Anh Ban đầu đề cập đến quá trình tư nhân hố tiến hành ở Anh và Xứ Uên là một trường hợp khá đặc biệt. Nĩ cĩ những thuận lợi và khĩ khăn; cĩ những người ủng hộ nhưng cũng cĩ những người bất đồng. Một trong những sự phê phán nhằm vào cách thức mà trên thực tế các cơng ty ở Anh đã sử dụng lượng tiền khổng lồ trong những chiến dịch quảng bá nhằm nâng cao hình ảnh của họ và làm vui lịng khách hàng thay vì củng cố sự đầu tư để cải thiện tài sản bản thân họ. Tuy nhiên, phải cơng nhận rằng lịch sử ngành nước ở Anh và Xứ Uên từ năm 1970 đã cĩ một ảnh hưởng lớn đến ngành cơng nghiệp nước trên thế giới. Vì lý do này, sự phân tích nĩ là cơ sở cho những nước quan tâm đến việc đề cao thành phần tư nhân. Trong năm 1970 chính phủ Anh đã quyết định kết hợp hàng trăm cơng ty cấp thốt nước nhỏ và trung bình với nhau thành 10 tập đồn chuyên về nước. Theo cách đĩ, kết quả đạt được là đã làm cho cơng nghiệp nước ở Anh trải qua một sự phát triển về kỹ thuật cực kỳ lớn. Những tập đồn mới cĩ thể tạo ra nhân lực và thiết bị mà những cơng ty trước đĩ khơng thể vươn tới do quy mơ nhỏ của chúng. Trong suốt thời kỳ này nhiều quy trình quản lý hiện đại đã được thực hiện và hiệu suất cũng như hiệu quả đạt được là do sử dụng PI. Tuy nhiên, nhiều hệ thống tồn tại khá lâu, địi hỏi cĩ sự đầu tư lớn và những tập đồn nước khơng thể giải quyết vấn đề này mà khơng cĩ sự hỗ trợ về tài chính từ bên ngồi. Trong bối cảnh đĩ chính phủ đã quyết định tư nhân hố tất cả những dịch vụ cấp và thốt nước ở Anh và Xứ Uên năm 1990. Bất chấp những khĩ khăn và thuận lợi của nĩ, đây cĩ thể là một sáng kiến mà trước đĩ chưa từng cĩ trên thế giới. Đĩ là một sự thách thức lớn, đặc biệt đối với tính độc quyền tự nhiên của ngành cơng nghiệp này. Đã cĩ một vài sự nếm trải khơng thành cơng ở các cơng ty tư nhân trong ngành nước ở Anh và chính phủ Anh dưới sự chỉ trích từ nhiều mặt đã cố gắng bảo vệ nĩ bằng cách tăng cường khung luật pháp nhằm đảm bảo kiếm sốt tình hình (Luật Nước 1990 là cơng cụ luật pháp chủ chốt của thời kỳ đĩ). Trước khi tư nhân bắt đầu tham gia, tất cả "luật chơi và trị chơi" đã được xác định. Những cơ quan kiểm sốt mới đã được thành lập và những cơng ty dịch vụ nước mới phải báo cáo thường xuyên những mức độ dịch vụ đã đạt được cho Văn phịng cung cấp nước (OFWAT). Do đĩ, một phương pháp rõ ràng và chặt chẽ để đánh giá các mức độ dịch vụ phải được xác định. Cơng việc trước đây đã được một số cơ quan quản lý nước triển khai dựa vào hệ thống định giá mới. Ba phương án cĩ thể dùng chọn là: - Cho phép những cơng ty tư nhân hoạt động như những cơng ty quốc doanh trước đĩ, chịu sự quản chế của luật pháp hiện hành. - Tạo ra cơ chế để kiểm sốt hoạt động triển khai bên trong cơng ty. - Tạo ra cơ chế để kiểm sốt đầu ra của cơng ty.
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 183 Đề nghị đầu tiên, kế thừa kinh nghiệm của những nước khác trong quá trình tư nhân hố, khơng được chấp nhận bởi những lý do đã trình bày ở trên. Cách chọn thứ hai cĩ một vài khĩ khăn chính: - Những cơng ty tư nhân đã khơng chấp nhận sự can thiệp liên tục trong những hoạt động của họ và khơng ủng hộ cho đề nghị này. - Đĩ là một sai lầm khi tạo ra những cơ chế kiểm sốt mà khơng thể dễ dàng thực hiện được; để kiểm sốt tất cả các quá trình bên trong theo một cách đáng tin cậy, những người kiểm sốt phải cần những đội quân lớn và cơ chế này khĩ mà đạt hiệu quả. Cách thứ ba được chính phủ Anh lựa chọn, cĩ một số ưu điểm chủ yếu: - Cơng ty cĩ thể tuỳ thích giữ bí mật kinh doanh của họ miễn là dịch vụ thực sự là tốt. - Khách hàng cùng với phương tiện truyền thơng đại chúng giúp kiểm sốt tồn bộ quá trình và đĩng vai trị như một người quản lý thực sự. - Số biến để giám sát và kiểm sốt nhỏ hơn nhiều và những biến này cĩ thể kiểm tra được bằng bất cứ sự kiểm định nào khi thích hợp. Việc quyết định giới hạn các yêu cầu báo cáo cho các chỉ số đầu ra, về mặt phục vụ thực tế là một lý cơ bản tại sao kinh nghiệm của nước Anh liên quan tới các nước khác. Điều này cĩ nghĩa là những cơng ty được tuỳ thích lựa chọn những quy trình quản lý mà họ xem là thích hợp nhất, miễn là biểu thuế thuận lợi và dịch vụ cung cấp cho khách hàng là tốt. Quyết định cĩ vẻ đơn giản này biểu hiện của một giai đoạn quan trọng trong lịch sử tư nhân hố hệ thống cấp nước. Khơng cĩ cái nào tương tự được thực hiện trước đĩ. Quyết định này dựa trên nguyên tắc người điều hành sẽ tập trung chú ý vào hiệu quả của dịch vụ. Đĩ là một mục tiêu của bất cứ cơng ty nào nhằm nâng cao hiệu quả để tăng lợi nhuận. Do đĩ những nhà điều hành khơng cần bận tâm quá nhiều về khía cạnh thực hiện, đặc biệt là do quyền sở hữu thuộc về quản lý tư nhân. Khi khơng ở trường hợp như thế này, các đánh giá bổ sung là cần thiết, chẳng hạn như nhu cầu kiểm định độc lập định kỳ cho tài sản vật chất. Việc giới thiệu kinh nghiệm của nước Anh trong bối cảnh này khơng cĩ nghĩa nĩ là một ví dụ bắt buộc phải làm theo. Nĩ là một kinh nghiệm đáng chú ý, cĩ thể làm đúng cho một số hồn cảnh nhất định mà khơng chắc đúng cho các nước khác. Do đĩ nĩ khơng áp dụng trực tiếp cho một nơi khác. Tuy nhiên, cĩ một số bài học mà bất cứ nước nào cũng nên học ở nĩ, đặc biệt là cho nước mà đang trải qua quá trình đề cao sự tham gia của các thành phần tư nhân trong ngành cơng nghiệp nước. Theo quan điểm một số người, đầu vào chủ yếu của bài học ở nước Anh cho thế giới bên ngồi là: - Sự thi hành một khung điều chỉnh rõ ràng cĩ khả năng áp dụng cho tất cả các cơng ty dịch vụ nước sẽ đảm bảo những nhu cầu chủ yếu của cộng đồng được bảo vệ. - Cơng bố những thành quả đạt được về chất lượng phục vụ cộng đồng của mỗi cơng ty, cộng thêm sự tạo ra văn hố "mở cửa" mới và sự minh bạch. - Thực hiện cơ chế cạnh tranh trong một ngành độc quyền tự nhiên. - Thực hiện các thủ tục cho việc kiểm sốt chất lượng dữ liệu và cơng bố mức độ tin cậy liên quan đến mỗi kết quả đã báo cáo.
184 hƯ thèng cÊp níc - Quy định kiểm sốt duy nhất hiệu suất đầu ra, để cho các cơng ty cĩ một độ tự do hợp lý để thi hành những chiến lược quản lý của họ. - Khả năng cho việc tập trung vào cơ chế kiểm sốt trong một số lượng nhỏ các PI cĩ liên quan. - Nhận ra những vai trị và quyền lợi ngày càng tăng của khách hàng. Những thơng tin cơng bố hàng năm của OFWAT được phân ra thành hai báo cáo chính: Báo cáo về Các mức độ dịch vụ cho ngành cơng nghiệp nước ở nước Anh và Xứ Uên và báo cáo về Giá nước cấp và nước thải được thu gom. Báo cáo trước đây cũng nhận thơng tin đầu vào từ hai cơ quan điều hành khác: Cơ quan thanh tra nước uống (nơi kiểm sốt chất lượng nước uống) và Cơ quan mơi trường (nơi thi hành các tiêu chuẩn chất lượng mơi trường và báo cáo về sự đáp ứng, đặc biệt là liên quan đến các cơng ty thốt nước). Những báo cáo này tập trung vào các PI chỉ rõ các mức dịch vụ sau đây: - Các vấn đề về rủi ro của áp suất thấp. - Các vấn đề của việc ngắt nước 12 h hoặc lớn hơn khơng định trước. - Vấn đề cộng đồng trong những phiền tối của lũ lụt. - Vấn đề về rủi ro lũ lụt. - Những hố đơn thanh tốn khơng được trả lời trong vịng 5 ngày. - Những thắc mắc trên văn bản khơng được trả lời trong vịng 10 ngày. - Những hố đơn khơng dựa vào số đọc ở đồng hồ nước . Phương pháp này đã được thực hiện ở Anh và Xứ Uên cĩ một hiệu quả thúc đẩy lớn trên thế giới. Hầu hết những sáng kiến khác hiện nay đều liên quan đến đánh giá thực hiện và các quy tắc, mà các quy tắc đĩ chịu ảnh hưởng của phương pháp đĩ theo cách này hay cách khác. 5. Hệ thống PI của IWA Hiệp hội nước quốc tế (IWA) - hiệp hội quốc tế lớn nhất trong lĩnh vực nước và nước thải với sự tham gia của khoảng 130 quốc gia - gần đây đã phát triển hệ thống PI cho dịch vụ nước mà hiện nay đang trở thành những tham chiếu trong ngành cơng nghiệp nước. Hệ thống này là một cơng cụ quản lý kịp thời và cĩ sức mạnh cho ngành dịch vụ nước, độc lập với sự phát triển, khí hậu, địa lý và đặc trưng văn hố của vùng. Nĩ nhằm bao quát đầy đủ hàng loạt các chỉ số thực hiện PI về: quản lý, tài nguyên nước, nhân lực, điều kiện tự nhiên, hoạt động, chất lượng dịch vụ và tài chính. Nĩ hướng đến trở thành một ngơn ngữ PI bao trùm đầy đủ hàng loạt các vấn đề trong quản lý. Hệ thống PI của IWA gồm cĩ tài nguyên nước, tổ chức nhân sự, điều kiện tự nhiên, hành động, chất lượng dịch vụ và chỉ số tài chính. Nĩ cũng bao gồm sự xác định thơng tin về hiện trạng dịch vụ cấp nước, hiện trạng hệ thống và hiện trạng vùng. Trong khi hệ thống này đang được thi hành và kiểm tra thử bởi 70 doanh nghiệp trên khắp thế giới, một hệ thống tương tự được phát triển cho dịch vụ thải nước.
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 185 Dự án của IWA về PI đã bắt đầu khá lâu từ trước năm 1997 với sự thành lập của tổ chức IWSA bởi Ủy ban Vận hành và Quản lý. Cơng việc này đã được tiến hành với hơn 20 hội nghị khoa học và kỹ thuật ở Châu Âu, Bắc Mỹ và Châu Phi, với sự tài trợ của hơn 100 nhà quản lý, hoạt động và nghiên cứu cĩ kinh nghiệm trong hơn 50 quốc gia từ năm châu lục. Trong tháng 7 năm 2000 tổ chức này đã đưa ra Các chỉ số thực hiện cho những dịch vụ cấp nước trong quyển sách của IWA về "tập hợp các thực hành tốt nhất" (Alegre và nnk 2000). Mục đích chính của quyển sách này là như một cơng cụ quản lý hữu ích trong ngành kinh doanh nước tại bất cứ giai đoạn phát triển nào và khơng phụ thuộc vào điều kiện địa lý, khí hậu và văn hố. Ngành kinh doanh về nước là những nơi chính sử dụng cuốn sách nhưng vị trí của ngành cơng nghiệp này là một ngành cung cấp dịch vụ thiết yếu độc quyền, cĩ khả năng tạo ảnh hưởng đáng kể lên mơi trường tự nhiên. Điều đĩ cĩ nghĩa là tài liệu này cĩ khả năng được sử dụng như nhau đối với các nhà lập chính sách vùng và quốc gia, các nhà quản lý tài chính và mơi trường, hoạt động của tổ chức giám sát và cộng đồng là một phương tiện để đánh giá các khía cạnh của việc thực hiện cung cấp nước. Tài liệu được xây dựng để đáp ứng những yêu cầu trên và bao gồm một quyển sách 160 trang và một đĩa CD-ROM chứa đựng phần mềm SIGMA Lite. Cĩ thể tải miễn phí theo địa chỉ: Hệ thống IWA-PI gần đây đang trở thành một tài liệu tham khảo trong ngành cơng nghiệp nước (Merkel 2001). Nhiều cơng ty kinh doanh đang dùng nĩ trực tiếp như một cơng cụ quản lý bên trong. Trong những trường hợp khác, nĩ là điểm bắt đầu cho cách tiếp cận đánh giá thực hiện được đưa ra bởi Đan Mạch, Séc, Úc, Đức, Nam Phi, Thụy Điển và Bồ Đào Nha, thường dưới dạng đã được sửa chữa và thay đổi. 6. Bộ cơng cụ Chuẩn đánh giá của Ngân hàng thế giới Trước đây PI được coi là cơng cụ mạnh cho các cơ quan tài chính, như là một cơng cụ đánh giá những ưu tiên đầu tư, lựa chọn dự án và đầu tư tiếp theo. Trên thực tế, những cơ quan như Ngân hàng Thế giới và Ngân hàng Châu Á dường như nhận thức đầy đủ về thực tế này và đã bắt đầu triển khai và sử dụng PI từ lâu. Các chỉ số dịch vụ nước và nước thải là một cơng bố của Ngân hàng Thế giới nhằm vào các chỉ số dịch vụ nước và nước thải và là một trong các cơng bố cĩ liên quan đến chủ đề này. Gần đây Ngân hàng Thế giới đã xuất bản một hệ thống những chỉ số mới nhằm hỗ trợ cho các chuẩn đánh giá. Chuẩn đánh giá ngành dịch vụ nước và vệ sinh (the Benchmaking Water and Sanitation Utilities (BWSU)), được thiết kế chủ yếu cho phát triển vùng, nhằm trang bị và chia sẻ những chi phí và những thơng tin thực hiện giữa các ngành dịch vụ và giữa các quốc gia bằng việc tạo ra một mạng lưới trang Web thơng qua sự nỗ lực liên kết tồn cầu. BWSU bao gồm 27 chỉ số về việc tiêu thụ nước, giá và nhân lực, chất lượng dịch vụ, phương thức thanh tốn, thực hiện tài chính và đầu tư vốn. Với mục đích trợ giúp người sử dụng trong việc so sánh giá trị PI, ba yếu tố giải thích (quy mơ ngành dịch vụ, phạm vi phục vụ và quy mơ của khu vực tư nhân vào) cũng được cung cấp trên trang Web:
186 hƯ thèng cÊp níc Gần đây, dự án đã bao gồm khoảng 130 doanh nghiệp từ Châu Phi, Nam và Bắc Mỹ, Úc và Châu Âu. 7. Sổ dữ liệu Ngân hàng phát triển Châu Á Năm 1997 Ngân hàng phát triển Châu Á (ADB) đã so sánh một cách chặt chẽ về việc thực hiện của 50 dịch vụ nước của vùng Châu Á Thái Bình Dương. Báo cáo được chia làm ba phần: phần I: mơ tả về ngành; phần II: mơ tả vùng; phần III: mơ tả dịch vụ của nước và đơ thị. Một thủ tục phân tích đa chiều đã được triển khai: mỗi chỉ số được phân tích riêng lẻ cho tập hợp nhiều ngành, về mặt phân tích xu thế và mỗi cơng ty, thành phố được đưa ra và phân tích qua hàng loạt chỉ số. Thơng tin gồm cĩ cả thơng tin giải thích và những chỉ số. Các chỉ số thường tĩm tắt những kết quả đã đạt được (bảng 3.4). Bảng 3.4. Những tài liệu hướng dẫn bởi Ngân hàng phát triển Châu Á Chỉ số Đơn vị Chỉ số Đơn vị Sự tham gia của khối Mơ tả ngắn Dụng cụ đo % tư nhân Sản phẩm/dân số m3/ngày/người Tỷ số hoạt động % Khả năng bao trùm % Tỷ số nhân viên/1000 % đối tượng dùng nước Khả năng cấp nước giờ Lương quản lý USD Khả năng tiêu thụ lít/đối tượng dùng Đối tượng dùng nước USD nước/ngày mới Thất thốt nước % Thu báo cáo kê khai tháng Thất thu nước % Vốn trợ cấp % Mức thuế USD/m3 Vốn kinh doanh % Hố đơn nước USD/tháng Vốn hợp đồng địa % phương Tỷ lệ năng lượng / USD/tháng Chi phí vốn/đối tượng USD lượng nước hĩa đơn dùng nước Các vịi cơng cộng Cĩ/khơng Báo cáo hàng năm Khơng, loại bản thảo hoặc báo cáo khống 8. Khả năng xây dựng Hiệp hội ngành nước ở Châu Phi Khả năng xây dựng Hiệp hội cho ngành nước ở Châu Phi là một chương trình liên kết được sáng tạo bởi Liên hiệp cấp nước Châu Phi - Abidjan, Trung tâm miền cho vệ sinh chi phí thấp - Ouagadougou, Burkina Faso và Trung tâm phát triển đào tạo, nghiên cứu và mạng lưới - Kusima, Ghana. Thành lập vào năm 1995, chương trình này đã được bắt đầu vào năm 1996 với sự hỗ trợ của Ngân hàng thế giới, Cộng đồng Châu Âu, Pháp, Thuỵ Điển và Anh
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 187 hiện nay cũng tài trợ (WUP). Ý tưởng ban đầu cho việc sáng tạo ra WUP là để xây dựng một Hiệp hội giữa ngành vệ sinh cấp nước Châu Phi và những ngành quan trọng khác để tạo ra những cơ hội để chia sẻ kinh nghiệm và xây dựng khả năng. WUP dự định đạt được những mục tiêu của nĩ nhờ năm đặc trưng rất chặt chẽ với các dự án đã liên kết, một trong số các dự án đĩ là SPBNET (Service Provides’ Performance Indicators and Benchmarking Network). Mục đích của dự án này là cung cấp cho những ngành dịch vụ kế hoạch biên soạn và chia sẻ tài liệu thực hiện và tăng sự hiểu biết về tài liệu để sử dụng cho đúng. Cĩ 21 ngành dịch vụ từ 15 nước cung cấp tài liệu thực hiện của họ và kết quả là được cơng bố bởi WUP. Dự án đang được mở rộng để bao phủ phần cịn lại các ngành dịch vụ ở Châu Phi (khoảng 100 dịch vụ đã tận tâm và nhiệt tình tham gia). Những hoạt động thực tế bao gồm: - Phát triển chương trình phần mềm cho việc sử dụng phân tích dữ liệu thực hiện. - Thu thập dữ liệu thực hiện từ các ngành dịch vụ. - Tạo ra ngân hàng dữ liệu về việc thực hiện của các ngành dịch vụ ở Châu Phi. - Đào tạo cán bộ cơng nhân viên ngành dịch vụ tiêu chuẩn và ứng dụng vào ngành. Sổ dữ liệu chuẩn ngân hàng và hệ thống PI của IWA là hai tài liệu tham khảo cho hệ thống đã triển khai. Một ứng dụng bảng tính đã được triển khai cho việc thu thập số liệu và đánh giá PI. 9. Nhĩm sáu thành phố Xcandinavi Một sáng kiến tương tự ở các nước Bắc Âu bao gồm một nhĩm đầu tiên sáu thành phố: Stockholm, Gothenburg, Malmo, Copenhagen, Oslo và Helsinki. Dịch vụ cấp thốt nước ở Xcandinavi thường được cung cấp bởi những nhà điều hành địa phương cũng hoạt động và định giá riêng. Trong những cộng đồng nhỏ ở Đan Mạch, Phần Lan và Na Uy cấp nước thường được quản lý bởi tập hợp những người tiêu dùng trong khi thành phố tự quản cung cấp hệ thống thốt nước. Cĩ một sự quan tâm lớn dần trong việc tăng sự hợp tác giữa những thành phố láng giềng tự quản. Sự hợp tác trong sáu thành phố đã bắt đầu từ cuối những năm 70 của thế kỷ XX giữa các Bộ Kế hoạch trong những ngành kinh doanh dịch vụ. Nĩ trở lên rất hiệu quả thơng qua việc trao đổi kinh nghiệm và đạt được kết quả trong các quy hoạch tổng thể. Sau đĩ, các vấn đề về quản lý được tranh luận và địi hỏi các nhà định hướng quản lý phải họp mỗi năm hai ngày với một kế hoạch được chuẩn bị chu đáo. Năm 1995, nhĩm sáu thành phố đã bắt đầu một dự án hợp tác với mục đích phát triển PI để dễ dàng so sánh giữa những thành phố và đưa ra cơ sở tốt hơn cho những cuộc tranh luận với các nhà chính trị và thúc đẩy sự phát triển ngành kinh doanh dịch vụ. Hệ thống PI của họ bao trùm lên các vấn đề: - Sự hài lịng của khách hàng - PI và những phương pháp đánh giá phản ánh sự mong đợi của khách hàng và chất lượng dịch vụ nước. - Chất lượng - PI liên quan đến chất lượng bổ sung thêm cho PI kinh tế và PI hài lịng của khách hàng. - Khả năng thực hiện - PI diễn tả độ tin cậy trong quá trình hoạt động của tồn bộ hệ thống. - Mơi trường - PI minh hoạ những thành tựu mơi trường ứng dụng.
188 hƯ thèng cÊp níc - Tổ chức / nhân sự - PI minh hoạ hiệu quả và mối quan hệ giữa cơng việc nội bộ với các dịch vụ bên ngồi. - Kinh tế - PI so sánh giá ở mức độ tổng thể. Cấu trúc PI được lựa chọn dựa trên những đối tượng, mục tiêu và PI được sử dụng trong sáu thành phố. Nhĩm này đã tranh luận PI nào cĩ thể là sự quan tâm của cấp quản lý và thêm vào vài PI mới được cân nhắc liên quan đến việc đánh giá tổng quát về phát triển dịch vụ cấp thốt nước dài hạn. Bộ PI được chọn đã được kiểm tra hàng năm trên những hoạt động của sáu thành phố từ năm 1996. Sự thử nghiệm bất chấp ranh giới đất nước, ngơn ngữ khác nhau và tiền tệ cũng khác nhau vẫn cĩ thể so sánh các kết quả. Những cuộc thử nghiệm đã chỉ ra rằng: - Những xác định về số liệu và các PI là quan trọng nhất. - Nhiều trong các PI nên được đưa vào việc diễn tả khuynh hướng sẽ diễn ra trong 5÷10 năm tiếp theo. - Những điều kiện địa phương và quy tắc tính tốn cĩ ảnh hưởng lớn đến những giá trị của PI. - Trong suốt quá trình kiểm tra, các PI đã cĩ được cải tiến và các PI mới được phát triển. - Sự quan tâm làm việc với PI đã tăng trong các ngành dịch vụ. - PI cĩ thể được sử dụng như một phần bổ sung vào bản báo cáo hàng năm. Dự án này đã khuyến khích Hiệp hội Cấp thốt nước Thuỵ Sĩ đề xướng một nghiên cứu với mục đích xem xét việc thực hiện của các thành viên của nĩ. Hệ thống này căn cứ trên hệ thống PI. 10. Hiệp hội những cơng ty nước Hà Lan Một ví dụ khá thú vị cĩ thể thấy ở Hà Lan (Vander Willigan 1997). Năm 1992, mười ba cơng ty nước Hà Lan tầm cỡ đã tạo ra một "Hiệp hội những cơng ty nước" và một tiêu chuẩn chung sử dụng làm chuẩn được đưa ra. Những cơng ty này nhất trí chỉ rõ bản chất những chỉ số thực hiện để đánh giá việc thực hiện của chính họ và so sánh những kết quả đạt được từng năm. Theo Vander Willigen (1997), danh mục những chỉ số thực hiện quan trọng như dưới đây: - Tổng quát - Bao gồm đối tượng dùng nước, tổ chức nhân sự và chiều dài những đoạn ống chính. - Sản xuất - Bao gồm sản xuất nội bộ, sản xuất bên ngồi, phân phối bên ngồi, phân phối đến điểm phân chia, nước thất thu, quy mơ mạng, những nhu cầu về số lượng và nhu cầu trên mỗi điểm tiêu thụ. - Giá - Bao gồm sản xuất, phân phối, bán, tổng số, thu nhập, kết quả và đưa vào trong tổng giá chung trên mỗi m3 nước bán được và trên mỗi đối tượng tiêu dùng. - Tổ chức nhân sự - Bao gồm quan hệ giữa mỗi người, sản xuất, phân phối, nhu cầu, tổng thể, lương mỗi người, nghỉ ngắn hạn và dài hạn. 11. Cách tiếp cận kỹ thuật cho đánh giá thực hiện
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 189 Coelth (1997), Cardoso và nnk (2000) chú trọng đến khía cạnh kỹ thuật của vấn đề bằng việc sử dụng một cơ cấu tổ chức linh hoạt dựa trên một loạt các chỉ số thực hiện. Hệ thống đánh giá thực hiện mà họ triển khai là một cơng cụ phân tích kỹ thuật, được thiết kế để chuyển trọng tâm hoạt động và quản lý của hệ thống nước sang một cái rộng hơn, khắt khe hơn và quan điểm hướng về sự thực hiện. Nĩ dựa trên một hệ thống các đường cong bất lợi, đủ mềm dẻo để thích hợp với độ nhạy cảm và sự am hiểu cá nhân. Phương pháp này cho phép thu nhanh độ nhạy hoạt động của mạng lưới, cung cấp một phương tiện tiêu chuẩn để chẩn đốn và là một hỗ trợ tốt cho quy hoạch, thiết kế, vận hành và phục hồi hệ thống phân phối nước. Tương tự như các loại chỉ số thực hiện khác, cách tiếp cận này cũng tính đến những chỉ số định lượng dựa trên những phân tích, từ những quan điểm, về những đặc điểm và hoạt động của mạng lưới. Tuy nhiên, những loại phân tích thực hiện trước dựa chủ yếu vào những kết quả cĩ cơ sở như tỷ lệ hư hỏng hoặc chi phí bảo dưỡng, hoặc tài liệu lấy được từ những nghiên cứu hệ thống hoặc nghiên cứu hiện trường. Loại sau địi hỏi phải sử dụng những cơng cụ mơ phỏng động lực học chất lượng nước và thủy lực với mục đích để tìm ra sự hoạt động của mạng lưới nếu giải pháp sửa chữa đưa ra được thi hành. Những chỉ số thực hiện mà các tác giả đưa ra được phân thành ba nhĩm sau: - Thuỷ lực - tập trung vào áp suất và sự thay đổi áp suất; - Chất lượng nước - tập trung vào thời gian di chuyển và lắng cặn; - Độ tin cậy - tập trung vào độ tin cậy mạng lưới hình học. Giá trị giới hạn cho mỗi một chỉ số thực hiện phải được xác định theo từng hồn cảnh, đối tượng dịch vụ, những đặc điểm địa phương, sự hạn chế về mặt luật pháp và chiến lược quản lý của nĩ. Đánh giá thực hiện cĩ thể được truy cập trên cơ sở kinh nghiệm và khơng hệ thống hoặc theo một cách khác hệ thống hơn. Trong trường hợp sau, ba loại đối tượng đã tạo ra từng khía cạnh để được phân tích, cĩ thể xác định theo phạm vi: - Biến trạng thái cĩ liên quan, đĩ là một con số giải thích hoạt động hoặc các thuộc tính ở cấp độ phần tử của mạng. Phần tử của mạng là nút hoặc đường ống được sử dụng trong các phân tích mạng lưới, từ đĩ tất cả những giả thiết được kế thừa. Ví dụ, về những biến trạng thái như vậy là áp suất nút, kiểm tra sự thoả mãn về yêu cầu áp suất; tỷ lệ hư hỏng, được so sánh với những giá trị tham chiếu xác định cho mỗi loại vật liệu và lớp đường kính; hoặc nồng độ chất tại nút như những chất đặc biệt khi so sánh với chỉ dẫn chất lượng nước. - Hàm bất lợi ghi những giá trị của biến trạng thái đối lập với thang các giá trị chỉ dẫn (từ 6 - tối ưu, đến 0 - khơng dịch vụ). Những đường cong bất lợi được thiết kế bởi người sử dụng và chuyển càng nhiều càng tốt tới sự phân loại phổ biến của sự thực hiện trong phạm vi đã định. - Hàm tổng quát được sử dụng cho việc mở rộng tính tốn ở cấp độ phần tử sang cấp độ mạng, tạo ra các chẩn đốn vùng hay tồn mạng. Các chỉ số bao hàm cả hai nghĩa: cục bộ và tồn mạng lưới. Ví dụ, đối với một chỉ số áp suất, hàm tổng quát được đề nghị ở đây
190 hƯ thèng cÊp níc là trung bình cĩ trọng số cho mạng lưới. Những loại tốn tử khác cĩ thể được sử dụng, chẳng hạn như những tốn tử tập trung vào giá trị nhỏ nhất hoặc lớn nhất. Kỹ thuật này được áp dụng cho cả các kịch bản vận hành thời gian dài và cho phạm vi của các yếu tố tải trọng, biểu lộ các dải phân tán thích hợp (25% đã vào một trong những nhĩm đĩ). Sự xem xét về bản chất của các chỉ số nêu ở trên đề ra một nhu cầu chọn lựa cẩn thận các biến phù hợp cho một xử lý như vậy. Ví dụ, về mặt thuỷ lực, những biến được sử dụng để đánh giá hiệu suất năng lượng của hệ thống là: tổng năng lượng bơm, tổng năng lượng bị tiêu hao và sự khác nhau giữa thế năng thực tế và thế năng nhỏ nhất cần cho việc cung cấp cho mọi nút áp suất nhỏ nhất cho phép. 12. Tình trạng của đánh giá thực hiện ở Mỹ Từ những quan điểm nghiên cứu được áp dụng, hai đề án được tiến hành bởi Quỹ viện trợ nghiên cứu ngành nước Mỹ đã trở thành tài liệu tham khảo cho quốc tế. Trong đề án đầu, một báo cáo cĩ đầu đề là Đánh giá hiệu quả hệ thống phân phối nước chỉ rõ những đánh giá hiệu quả hệ thống phân phối và thiết lập các loại mục tiêu quốc gia cho những đánh giá này. Nĩ cũng triển khai những nguyên tắc chỉ đạo cho quản lý ứng dụng để đánh giá thường xuyên tồn bộ những tình trạng hệ thống phân phối nước của họ với mục đích nhận rõ nhu cầu đầu tư và hệ thống (AWWARF, 1995). Đề án sau, cĩ tựa đề là Chuẩn đánh giá thực hiện cho ngành dịch vụ nước, xác định phạm vi của các hoạt động và quản lý dịch vụ cấp nước, thích hợp cho việc triển khai các điểm chuẩn để đánh giá. Nĩ gồm các đề nghị mà các nhà quản lý dịch vụ nước cĩ thể sử dụng để đánh giá và cải thiện hiệu suất các hoạt động riêng của họ (AWWARF). Từ những quan điểm thực tế và theo Paralez (2001), cĩ 53% trong 900 cơng ty dịch vụ trả lời câu hỏi đặt ra bởi cuộc điều tra của GASB (Government Accounting Standard Board) năm 1998 -1999 đã sử dụng thước đo PI để đánh giá. Tuy nhiên, cĩ một sự cách biệt dễ thấy giữa những người đánh giá các thước đo thực hiện và những người sử dụng chúng như một phần của quá trình ra quyết định. Trong thực tế chỉ cĩ một nửa những người dùng PI báo cáo chúng đến những người cĩ trách nhiệm và chỉ cĩ 25% báo cáo những đánh giá kết quả cho ban quản lý nội bộ. Điều tra khách hàng gần đây (5% người được hỏi) thừa nhận cĩ khuynh hướng tương tự. Một số cơng ty kinh doanh phát đạt bày tỏ rằng những nỗ lực đánh giá của họ khơng cĩ được ứng dụng thực tế hoặc khơng được chấp nhận bởi nhân viên. Paralez (2001) cho rằng những vấn đề sau cần được chú trọng với mục đích là để khắc phục những thiếu sĩt dễ nhận thấy: - Những người thu thập số liệu là những người sử dụng số liệu; - Nhân viên hiện trường (cơng nhân) cần được lơi kéo vào việc vừa thu thập và vừa sử dụng số liệu, như: bảo quản, sửa chữa, đổi mới, ra quyết định; - Tăng cường sự phân bố và am hiểu dữ liệu thực hiện;
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 191 - Cần thiết phải cố gắng hơn nữa việc tích hợp hệ thống thơng tin; - Tối đa hố tính sẵn cĩ của dữ liệu và việc sử dụng dữ liệu; - Kiểm sốt chất lượng một cách thích đáng nên được áp dụng cho tất cả dữ liệu; - Thừa nhận và sử dụng các thơng tin nên được khuyến khích. 13. Những sáng kiến khác Nhiều ngành dịch vụ khác đang sử dụng PI của riêng họ. Ngồi quá trình đánh giá chuẩn đưa ra trước đây như ở những nước Bắc Âu và Bắc Mỹ (gồm Mỹ và Canada), những nước khác hiện nay đang bắt đầu triển khai và thi hành ở những vùng khác nhau trên thế giới. Ở Châu Phi quá trình đánh giá chuẩn được chỉ đạo bởi Umgeni Water, từ Bắc Phi đã cĩ những kết quả. Một nghiên cứu mà khơng thể khơng tham khảo là một báo cáo được xuất bản năm 1996 bởi Hiệp hội nước Malaysia (MWA, 1996). Tài liệu xuất sắc này đề nghị PI được sắp xếp dưới ba loại sau: - Vật chất - Đưa ra một sự biểu thị về quy mơ và bao trùm các khía cạnh vật lý của cấp nước và phạm vi tài nguyên dưới đất. Loại chỉ tiêu đánh giá này cĩ lợi cho kế hoạch tương lai. - Dịch vụ - Tập trung vào phục vụ người tiêu dùng và khả năng sản xuất trong một mơi trường, nơi mà sự mong đợi của khách hàng ngày càng tăng. Họ đo đầu ra của ngành dịch vụ nước dựa vào nguồn nhân lực, sự đánh giá mức độ phục vụ như số lượng nhân viên, gián đoạn cấp nước của các đường ống chính, chất lượng nước, thất thốt nước và sự than phiền khách hàng hàng năm. - Tài chính - Định giá khía cạnh của hiệu quả tài chính, con người và vật chất, bao trùm lên các chi phí và sự sử dụng tiết kiệm của cải, lao động, máy mĩc và thiết bị. MWA tiếp tục những hoạt động của nĩ trong chủ đề này và cơng bố một báo cáo năm 2001. MWA cũng đang tham gia trong một dự án kiểm tra hiện trường về PI của IWA trong một nghiên cứu ở Penang. Cũng từ quan điểm khoa học về chủ đề PI đang thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu ở nhiều nơi khác nhau trên thế giới. Ngoại trừ những nghiên cứu trước đây được đề cập đến, một số luận án Ph.D đã được cơng bố với chủ đề này. Ví dụ, Ancarani (1999) tập trung vào những khía cạnh đánh giá hiệu quả kinh tế, Guérin- Scheider (2001) thực hiện một cơng việc rất tốt dựa trên việc sử dụng PI từ quan điểm của người điều chỉnh, Cabrera Jr. (2001) đã thiết kế một hệ thống đánh giá thực hiện bao gồm phương pháp cho sự đo chuẩn đánh giá quá trình. Hai nghiên cứu sau cĩ một liên kết chặt chẽ với hệ thống PI của IWA. Một yếu tố của việc đánh giá thực hiện và chuẩn đánh giá là phương tiện truyền thơng. Trung tâm nghiên cứu nước ở Anh xuất bản định kỳ thư thơng báo trực tuyến Watermarqui (Tạp chí Watermarqui: Hướng dẫn bạn đến chuẩn đánh giá ngành cơng nghiệp cấp thốt nước). Tạp chí này được xuất bản hai tháng một lần qua thư điện tử, cập nhật những sáng kiến tồn cầu, các vùng, các quốc gia và các cơng ty; báo cáo về các nghiên cứu và về học bổng cho Chuẩn đánh giá; cung cấp chi tiết về nội dung các
192 hƯ thèng cÊp níc hội thảo về vấn đề này; và bao gồm ấn phẩm cĩ thể tìm kiếm trực tuyến. Tạp chí này được xuất bản sáu lần mỗi năm cho các thuê bao. Đăng ký miễn phí tại: http//:www.wrcpl.com/pbngroup/pbn-group.nsf/htmlmedia/index.html. 3.2. CÁC TIÊU CHUẨN VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP 3.2.1. Tiêu chuẩn quốc tế Tiêu chuẩn hướng dẫn cũ của WHO là dựa theo Tiêu chuẩn quốc tế về nước uống ban hành năm 1971, đến nay ở nhiều nơi vẫn cịn áp dụng như tiêu chuẩn quốc gia của họ và sửa đổi một số điểm cho phù hợp với điều kiện riêng của địa phương. Năm 1993, WHO hướng dẫn bổ sung thêm vào nhiều chất mới, đặc biệt các tổng hợp chất hữu cơ khơng cĩ trong bản ban đầu 1971. Nước Anh cĩ Luật cấp nước năm 1989 và sau đĩ cĩ thêm một số văn bản về chất lượng nước dưới dạng Pháp lệnh cơng nghiệp nước 1991, trong đĩ áp dụng các tiêu chuẩn gần với tiêu chuẩn của EC năm 1980. Ở Mỹ thì năm 1974 đã cĩ luật về nước uống, sau đĩ cĩ thêm luật về chì, đồng và quy tắc xử lý nước mặt. Sau này USEPA mới trình luật an tồn nước uống và được Quốc hội Mỹ thơng qua năm 1996. Cĩ thể thao khảo các tiêu chuẩn về chất lượng nước cấp của một số nước và tổ chức như bảng 3.5, 3.6 và 3.7 dưới đây. Bảng 3.5. Tính chất vật lý và hố học định mức cho phép của nước sinh hoạt USEPA WHO 1993 Cấp nước EC Director Luật 1996 - Tính chất Mức hướng dẫn Anh 98/83 Nước uống - (a) Luật 1989 EC 11/1998 SMCL Chấp nhận người Màu 15 màu thực 5 NTU 20 mg/l Pt/C thang 15 thang màu o tiêu dùng Chấp nhận người 0,5÷1,0 NTU Độ đục < 1NTU (TS) 4 NTU- cả khối lượng tiêu dùng 1 ITU (TS) o No Dilution - 3 Chấp nhận người Mùi vị Chấp nhận tiêu dùng 3 tại 25°C tiêu dùng Hydro sunfua 0,05 mg/l Cần xem màu Nhiệt độ 25°C PH <8 5,5÷9,5 6,5÷9,5 6,5÷8,5 Clo dư 600 ÷1000 µg/l Chất cặn khơ 1000 mg/l 1500 mg/l (c) 500 mg/l Điện trở 1500 µs/cm-20°C (d) 2500 µs/cm-20°C Akalinit 30 mg/l (e) (HCO3)
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 193 Tổng độ cứng 60 mg/l (e) Clo (Cl) 250 mg/l 400 mg/l 250 mg/l 250 mg/l Sunfat (SO4) 250 mg/l 250 mg/l 250 mg/l 2 mg/l Amoniac và 15 mg/l NH 0,5 mg/l NH 0,5 mg/l NH Amoni 3 4 4 Canxi (Ca) 250 mg/l Mange (Mg) 50 mg/l Phốt pho (P) 2,2 mg/l Potasium (K) 12 mg/l Natri (Na) 150 mg/l (f) 200 mg/l Nhơm (Al) 0,2 mg/l 0,2 mg/l 0,2 mg/l 0,05÷0,2 mg/l Đồng (Cu) 2,0 mg/l 3,0 mg/l 1,0 mg/l Sắt (Fe) 0,3 mg/l 0,2 mg/l 0,2 mg/l 0,3 mg/l Mangan (Mn) 0,1 mg/l 0,05 mg/l 0,05 mg/l 0,05 mg/l Bạc (Ag) 0,01 mg/l Kẽm (Zn) 3,0 mg/l 5,0 mg/l 5,0 mg/l Dạng sữa Hydro 0,01 mg/l (g) cacbon Nitơ (N) 1,0 mg/l Oxy (O2) 5,0 mg/l 5,0 mg/l Phenol 0,5 µg/l (C6H5OH) Chất hoạt động 0,2 mg/l 0,5 mg/l bề mặt Sunfat sữa Tổng Carbon Khơng vượt quá Khơng thay đổi hữu cơ mức bình thường bất thường Ghi chú: SMCL - mức lớn nhất cho phép ở Mỹ; TS - tiêu chuẩn áp dụng sau cơng trình xử lý nước; c - sau khi sấy khơ 180°C; d - trung bình năm; e - chỉ cho nước nhẹ; f - áp dụng 80% tuỳ mức độ; g - chấp nhận 0,08 mg/l nếu Bạc dùng trong xử lý; Bảng 3.6. Nồng độ cho phép của các chất vơ cơ để khơng nguy hại cho sức khoẻ WHO 1993 Cấp nước Anh EC Director USEPA Tính chất 98/83 Luật 1996 - Nước Mức hướng dẫn (a) Luật 1989 EC 11/1998 uống - SMCL (1) (2) (3) (4) (5) Antimon (Sb) 0,05 mg/l (p) 0,01 mg/l 0,005 mg/l 0,006 mg/l Asen (As) 0,01 mg/l (p) 0,05 mg/l 0,001 mg/l 0,05 mg/l Sợi Amiăng 6 7.10 sợi/l >10µm Bari (Ba) 0,7 mg/l 1,0 mg/l (b) 2,0 mg/l Bronxe (B) 0,5 mg/l (p) 2,0 mg/l (b) 1,0 mg/l Bronate (BrO3) 0,025 mg/l (p) 0,01 mg/l 0,01 mg/l Cadmiam (Cd) 0,003 mg/l(p) 0,005 mg/l 0,005 mg/l 0,05 mg/l Clorat (Clo3) 0,7 mg/l (c)
194 hƯ thèng cÊp níc Clo (Cl2) 5,0 mg/l 4,0 mg/l Chlorit (ClO2) 0,2 mg/l (p) 0,5 mg/l (d) 0,8 mg/l Crom (Cr) 0,05 mg/l (p) 0,05 mg/l 0,05 mg/l 0,1 mg/l Đồng (Cu) 2,0 mg/l (p) 3,0 mg/l 2,0 mg/l 1,3 mg/l(e) Xianua (Cn) 0,07 mg/l 0,05 mg/l 0,05 mg/l 0,2 mg/l Florua (F) 1,5 mg/l (f) 1,5 mg/l 1,5 mg/l 4,0 mg/l Chì (Pb) 0,01 mg/l 0,05 mg/l (g) 0,01 mg/l (h) 0,001 Thuỷ ngân (Hg) 0,001 mg/l 0,001 mg/l 0,02 mg/l mg/l Molypden (Mo) 0,07 mg/l Mangan (Mn) 0,5 mg/l (p) Niken (Ni) 0,02 mg/l 0,05 mg/l 0,02 mg/l 0,1 mg/l Nitrit 3,0 mg/l NO2 (j) 0,1 mg/l NO2 0,5 mg/l NO2 1,0 mg/l N Nitrat 50 mg/l NO3 50 mg/l NO3 50 mg/l NO3 10 mg/l N Nitrat +Nitrit 0,1 mg/l sau 10 mg/l N cơng trình Selen (Se) 0,01 mg/l 0,01 mg/l 0,01 mg/l 0,05 mg/l Sunfat (SO4) Xem bảng 3.7 500 mg/l Thalium 0,002 mg/l Triti 100Bg/l Tổng chất phĩng 0,1 msv/năm (k) xạ Urani 0,002 mg/l (p) 0,02 mg/l Ghi chú: MCL - mức tối đa được chứa; p - mức hướng dẫn tạm thời của WHO; a - tiêu chuẩn tạm thời; b - trung bình năm; c - khi xử lý nước cĩ dung dịch điện phân Clo được dùng; d - nơi dùng Clo dioxyt xử lý khi mà Clorit, Clorat và Clo dioxyt tổng cộng nhỏ hơn 0,5 mg/l cịn lại trong nước sau xử lý; e - mức hoạt động nếu hợp chất đồng cĩ hơn 10% trong mẫu nước sau vịng xử lý đầu tiên thì thời kỳ đĩ sẽ lớn hơn 1,3 mg/l; f - giá trị phụ thuộc vào khí hậu và điều kiện địa phương; g - mức áp dụng cho mẫu đầu tiên, khơng bay hơi; h - giá trị được tính cho mẫu nước tiêu dùng, bởi phương pháp 2 vịng quay, giá trị trung bình tuần, tạm thời 0,025 mg/l; i - mức hoạt động nếu chất chì lớn hơn 10% trong mẫu vịng quay sau, thì nĩ là 0,015 mg/l; j - mức ảnh hưởng, đề nghị mức 0,2 mg/l cho NO2 khi dùng Clo tẩy trùng; k - bao gồm cả Tritium, Potassium sản xuất tia chữa bệnh. Bảng 3.7. Nồng độ cho phép của các chất vơ cơ để khơng hại cho sức khỏe Cấp nước EC Director USEPA WHO 1993 Tính chất Anh 98/83 Luật 1996 - Mức hướng dẫn (a) Luật 1989 EC 11/1998 Nước uống - SMCL Acrylamide 0,5 µg/l 0,1µg/l (a) TT Benzen 10 µg/l 1µg/l 0,005 mg/l
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 195 Dichloroethane 30 µg/l 3 µg/l 0,005 mg/l Epichlorohydrine 0,4 µg/l 0,1 µg/l (a) TT Pesticides - Tổng 0,5µg/l (b) 0,5 µg/l (b) thuốc trừ sâu Pesticide-invidual 0,1µg/l (b) 0,1 µg/l (b) Aldrin 0,03 µg/l 0,03 µg/l Dieldrin 0,03 µg/l 0,03 µg/l Heptachlor 0,03 µg/l 0,03 µg/l 0,0004 µg/l Heptachlor-epoxyde 0,03 µg/l 0,03 µg/l 0,0002 µg/l Polycyclic-aromatic 0,2 µg/l (e) 0,1 µg/l (d) hydrocacbon Benzo (a) pyrene 0,7 µg/l 10 µg/l (e) 0,01µg/l 0,0002 µg/l Tetrachloromethane 2 µg/l 3 µg/l (e) 0,005 µg/l Trichloroethene 70 µg/l 30 µg/l (e) 10 µg/l (f) 0,005 µg/l Tetrachloroethene 40 µg/l 10 µg/l (f) 0,005 µg/l Trihalomethanes G 100 µg/l 100 µg/l (i) 0,08 µg/l Vynyl chloride 5 µg/l 0,5 µg/l 0,002 µg/l Ghi chú: MCl - mức chứa chất tối đa P - giá trị hướng dẫn đề nghị. TT - yêu cầu kỹ thuật xử lý. a - chất dư đơng đặc một mình. b - thuốc trừ sâu gốc hữu cơ diệt cơn trùng, diệt nấm, diệt mối, diệt tảo, bảo vệ gỗ Tổng chất chất cĩ ý nghĩa tổng các cĩ trong nước hiện hữu. c - tổng số cịn lại chất như Benzen (a) Fluoranthene, Benzo (a) Pyrene, Benzo (ghi) Perylene và Indeno (1, 2, 3 - cd) Pyrene. d - tổng như trên. e - trung bình hàng năm. f - tổng của Tetrachloroethene + Trichloroethene. g - mức cho chất thơm riêng lẻ THMs cĩ 200 µg/l . Chlouforun 100 µg/l Bromodichloromethan, theo đĩ tỷ lệ cĩ trên tiêu chuẩn giới hạn sẽ nhỏ hơn bằng 1. h - ba tháng lấy kết quả một lần. i - Tổng các chất được xác định Trichloromethane, Tribromomethane, Dibromochloromethane và Bromodichloromethane (thấp hơn giá trị cho thì càng tốt). 3.2.2. Tiêu chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn chất lượng nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt, chế biến thực phẩm và đồ uống cấp thường được Bộ Y tế quy định. Bộ Tài nguyên và Mơi trường cũng đã ban hành hàng loạt các tiêu chuẩn về chất lượng nước và đã đưa các tài liệu này lên mạng. Cĩ thể tham khảo trực tuyến tại địa chỉ: Sau đây sẽ giới thiệu một số tiêu chuẩn quan trọng của Việt Nam liên quan đến chất lượng nước trong cấp nước.
196 hƯ thèng cÊp níc 1. Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch Nước sạch quy định trong tiêu chuẩn này là nước dùng cho các mục đích sinh hoạt cá nhân và gia đình, khơng sử dụng làm nước ăn uống trực tiếp. Bảng 3.8 là các giá trị tiêu chuẩn chất lượng nước cấp sinh hoạt theo TCVN 5502:2003, áp dụng cho các trạm cấp nước cĩ quy mơ trên 500 người sử dụng và cho các hệ thống cấp nước đơ thị và các điểm dân cư tập trung cĩ trên 500 người dùng nước chung. Giá trị các tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch (theo Quyết định số 09/2005/QĐ-BYT) được áp dụng đối với các hình thức cấp nước sạch hộ gia đình, các trạm cấp nước tập trung phục vụ tối đa 500 người và các hình thức cấp nước sạch khác, đối tượng áp dụng là các tổ chức, cá nhân khai thác nguồn nước cung cấp cho hộ gia đình hoặc nguồn cấp nước cho cụm dân cư dưới 500 người sử dụng. Bảng 3.8. Yêu cầu chất lượng nước cấp sinh hoạt (theo TCVN 5502:2003) TT Tên gọi Ký hiệu / Cơng thức Đơn vị A 1 Amoniac (tính theo N) NH3 (N) mg/l 3 2 Antimon mg/l 0,005 3 Asen As mg/l 0,01 4 Benzen mg/l 0,01 5 Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,5 6 Chất rắn hồ tan tổng số TDS mg/l 1000 7 Chì Pb mg/l 0,01 8 Clorua Cl- mg/l 250 9 Coliform MPN/100ml 2,2 10 Crom Cr mg/l 0,05 11 Dầu mỏ mg/l 0,1 12 Độ cứng (theo CaCO3) mg/l 300 13 Độ đục độ đục NTU 5 14 Đồng Cu mg/l 1,0 15 E.Coli và Coliform chịu nhiệt MPN/100ml 0 16 Florua F− mg/l 0,7-1,5 17 Hydro sunfua H2S mg/l 0,05 18 Kẽm Zn mg/l 3,0 19 Mangan Mn mg/l 0,5 20 Màu sắc màu sắc Pt-Co 15 21 Mùi mùi cảm quan khơng cĩ mùi lạ 22 Nhơm Al mg/l 0,5 − 23 Nitrat (tính theo N) NO3 (N) mg/l 10 − 24 Nitrit (tính theo N) NO2 (N) mg/l 1 25 Oxy hồ tan DO mg/l 6
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 197 26 Phenol mg/l 0,01 27 Sắt tổng số Fe-tổng (Fe++, Fe+++) mg/l 0,5 28 Thuốc trừ sâu Clo hữu cơ mg/l 0,1 29 Thuốc trừ sâu lân hữu cơ mg/l 0,01 30 Thuỷ ngân Hg mg/l 0,001 31 Tổng hoạt độ phĩng xạ anpha pCi/l 3 32 Tổng hoạt độ phĩng xạ beta pCi/l 30 33 Vị cảm quan khơng cĩ vị lạ 34 Xianua CN- mg/l 0,07 2. Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống Nước dùng trực tiếp cho ăn uống phải xử lý để đạt tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống ban hành kèm theo Quyết định số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18-4-2002 của Bộ trưởng Bộ Y tế như ở bảng 3.9 sau đây. Bảng 3.9. Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống (theo 1329/2002/BYT/QĐ) Đơn Giới hạn Mức độ TT Tên chỉ tiêu Phương pháp thử vị tối đa giám sát (1) (2) (3) (4) (5) (6) (a) 1 Màu sắc TCU 15 TCVN 6185-1996 A (ISO 7887-1985) (a) 2 Mùi vị Khơng cĩ Cảm quan A mùi, vị lạ (a) 3 Độ đục NTU 2 (ISO 7027-1990) A TCVN 6184-1996 (a) 4 pH 6,5-8,5 AOAC hoặc A SMEWW (a) 5 Độ cứng mg/l 300 TCVN 6224-1996 A (a) 6 Tổng chất rắn hồ tan(TDS) mg/l 1000 TCVN 6053-1995 B (ISO 9696-1992) (a) 7 Hàm lượng nhơm mg/l 0,2 ISO 12020-1997 B 8 Hàm lượng Amoni, tính theo mg/l 1,5 TCVN 5988-1995 B + NH4 (a) (ISO 5664-1984) 9 Hàm lượng Antimon mg/l 0,005 AOAC hoặc C SMEWW 10 Hàm lượng Asen mg/l 0,01 TCVN 6182-1996 B (ISO 6595-1982) 11 Hàm lượng Bari mg/l 0,7 AOAC hoặc MEWW C 12 Hàm lượng Bo tính chung cho mg/l 0,3 ISO 9390-1990 C cả Borat và Axit boric 13 Hàm lượng Cadimi mg/l 0,003 TCVN 6197-1996 C
198 hƯ thèng cÊp níc (ISO 5961-1994) (a) 14 Hàm lượng Clorua mg/l 250 TCVN 6194-1996 A (ISO 9297-1989) 15 Hàm lượng Crom mg/l 0,05 TCVN 6222-1996 C (ISO 9174-1990) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (a) 16 Hàm lượng đồng (Cu) mg/l 2 TCVN 6193-1996 C (ISO 8288-1986) 17 Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 TCVN 6181-1996 C (ISO 6703/1-1984) 18 Hàm lượng Florua mg/l 0,7-1,5 TCVN 6195-1996 B (ISO10359/1-1992) (a) 19 Hàm lượng Hydro sunfua mg/l 0,05 ISO10530-1992 B 20 Hàm lượng Sắt (a) mg/l 0,5 TCVN 6177-1996 A (ISO 6332-1988) 21 Hàm lượng Chì mg/l 0,01 TCVN 6193-1996 B (ISO 8286-1986) 22 Hàm lượng Mangan mg/l 0,5 TCVN 6002-1995 A (ISO 6333-1986) 23 Hàm lượng Thuỷ ngân. mg/l 0,001 TCVN 5991-1995 B (ISO 5666/1-1983 ISO 5666/3-1983) 24 Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 AOAC hoặc C SMEWW 25 Hàm lượng Niken mg/l 0,02 TCVN 6180-1996 C (ISO 8288-1986) (b) 26 Hàm lượng Nitrat mg/l 50 TCVN 6180-1996 A (ISO 7890-1988) (b) 27 Hàm lượng Nitrit mg/l 3 TCVN 6178-1996 A (ISO 6777-1984) 28 Hàm lượng Selen mg/l 0,01 TCVN 6183-1996 C (ISO 9964/1-1993) 29 Hàm lượng Natri mg/l 200 TCVN 6196-1996 B (ISO 9964/1-1993) (a) 30 Hàm lượng Sunphát mg/l 250 TCVN 6200-1996 A (ISO 9280-1990) (a) 31 Hàm lượng kẽm mg/l 3 TCVN 6193-1996 C (ISO 8288-1989) 32 Độ oxy hố mg/l 2 Chuẩn độ bằng A
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 199 KMnO4 Giải thích bảng 3.9: - A: Bao gồm những chỉ tiêu sẽ được kiểm tra thường xuyên, cĩ tần suất kiểm tra một tuần (đối với nhà máy nước) hoặc một tháng (đối với cơ quan Y tế cấp tỉnh, huyện). Những chỉ tiêu này chịu sự biến động của thời tiết và các cơ quan cấp nước cũng như các trung tâm Y tế dự phịng tỉnh thành phố làm được. Việc giám sát chất lượng nước theo các chỉ tiêu này giúp cho việc theo dõi quá trình xử lý nước của trạm cấp nước để cĩ biện pháp khắc phục kịp thời. - B: bao gồm các chỉ tiêu cần cĩ trang thiết bị khá đắt tiền và ít biến động theo thời tiết hơn. Tuy nhiên đây là những chỉ tiêu rất cơ bản để đánh giá chất lượng nước. Các chỉ tiêu này cần được kiểm tra trước khi đưa nguồn nước vào sử dụng và thường kỳ mỗi năm một lần (hoặc khi cĩ yêu cầu đặc biệt) đồng thời với một đợt kiểm tra các chỉ tiêu theo chế độ A bởi cơ quan y tế địa phương hoặc khu vực. - C: đây là những chỉ tiêu cần cĩ trang thiết bị hiện đại đắt tiền, chỉ cĩ thể xét nghiệm được bởi các Viện Trung ương, Viện Khu vực hoặc một số trung tâm Y tế dự phịng tỉnh, thành phố. Các chỉ tiêu này nên kiểm tra hai năm một lần (nếu cĩ điều kiện) hoặc khi cĩ yêu cầu đặc biệt bởi cơ quan y tế Trung ương hoặc khu vực. - AOAC: Association of Official Analytical Chemists (Hiệp hội các nhà hố phân tích chính thống). - SMEWW: Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water (Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải) của Cơ quan Y tế Cơng cộng Hoa Kỳ xuất bản. - Do Việt Nam chưa xây dựng được phương pháp xét nghiệm cho các chỉ tiêu này do đĩ đề nghị các phịng xét nghiệm nước sử dụng các phương pháp của các tổ chức này. - Chỉ tiêu cảm quan. - Khi cĩ mặt cả hai chất Nitrit và Nitrat trong nước ăn uống thì tổng tỷ lệ nồng độ của mỗi chất so với giới hạn tối đa của chúng khơng lớn hơn 1: + C: Nitrat /GHTĐ nitrat + Cnitrit/GHTĐ nitrit < 1 + C: Nồng độ đo được + GHTĐ : Giới hạn tối đa theo quy định trong tiêu chuẩn này 3. Tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước Các chỉ tiêu lựa chọn nguồn nước mặt, nước ngầm phục vụ cho hệ thống cấp nước sinh hoạt được giới thiệu ở bảng 3.10 và 3.11.
200 hƯ thèng cÊp níc Bảng 3.10. Phân loại chất lượng nguồn nước mặt - Giá trị giới hạn các thơng số nồng độ của các chất thành phần trong từng loại nước mặt Số Các loại nước Các thơng số Đơn vị TT Loại A Loại B Loại C 1 Độ pH 6,5÷8,5 6,0÷9,0 > 9 và < 6 2 Độ đục NTU < 20 <500 < 1000 3 Độ màu mg/l Pt <10 <100 < 200 4 Độ ơxy hố KLMnO4 mg/l O2 <2 2÷5 < 10 5 Độ cứng tồn phần °dH 4÷8 < 4 hoặc < 28 8÷13 6 Sulfua H2S mg/l 0 0 < 0,5 7 Clorua Cl- mg/l <25 <200 < 400 2− 8 Sunfat SO4 mg/l <25 <250 < 400 − 9 Nitrit NO2 mg/l <0,1 <1 < 2 − 10 Nitrat NO3 mg/l N 0 < 6 < 10 3− 11 Photphat PO4 mg/l 0 <1,5 < 2 12 Sắt tổng Fe mg/l <0,3 <1 < 2 13 Mangan tổng Mn mg/l < 0,2 <0,5 < 1 + 14 Amonium NH4 mg/l < 0,2 < 0,5 < 1 - 15 Florua F- mg/l 0,5÷1,0 <1,5 <2 16 Xianua CN- µg/l 0 < 50 < 100 17 Phenol µg/l 0 < 0,5 < 100 18 Asen As µg/l 0 50 < 100 19 Cadmi Cd µg/l 0 < 1 < 5 20 Crom tổng Cr µg/l 0 < 10 <50 21 Selen Se µg/l 0 5 < 10 22 Thuỷ ngân Hg µg/l 0 0 < 1 23 Đồng Cu µg/l <50 < 1.000 < 3.000 24 Chì Pb µg/l 0 < 10 < 50 25 Kẽm Zn µg/l <50 < 1.000 < 5.000 26 E. coli MNP/100ml <20 < 100 < 200 27 Tổng hố chất bảo vệ thực vật mg/l 0 < 0,15 < 0,15 (trừ DDT) 28 DDT mg/l 0 <0,01 < 0,01 29 Tổng hoạt độ phĩng xạ α Bq/l <0,1 <0,1 < 0,1 30 Tổng hoạt độ phĩng xạ β Bq/l <1 <1 < 1 Bảng 3.11. Phân loại chất lượng nguồn nước ngầm - Giá trị giới hạn các thơng số nồng độ của các chất thành phần trong từng loại nước ngầm Số Các thơng số Đơn vị Các loại nước
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 201 TT Loại A Loại B Loại C 1 Độ pH 6,5÷8,5 6,0÷8,0 4,5÷8,5 2 Độ ơxy hố KLMnO4 mg/l O2 < 0,5 0,5÷2,0 < 10 3 Độ cứng tồn phần °dH 4÷8 < 4 hoặc 8÷13 < 28 4 Sulfua H2S mg/l 0 0 < 0,5 5 Clorua Cl- mg/l <25 <200 < 400 2− 6 Sunfat SO4 mg/l <25 <250 < 400 − 7 Nitrit NO2 mg/l < 0 <0,1 < 2 − 8 Nitrat NO3 mg/l N 0 < 6 < 10 3− 9 Photphat PO4 mg/l 0 <1,5 < 2 10 Sắt tổng Fe mg/l <0,3 <10 < 50 11 Mangan tổng Mn mg/l <0,05 < 2 < 3 + 12 Amonium NH4 mg/l < 0 < 3 < 30 - 13 Florua F- mg/l 0,5÷1,0 0÷0,5 hoặc 1÷1,5 <2 14 Xianua CN- µg/l 0 <50 < 100 15 Phenol µg/l 0 0,5 < 100 16 Asen As µg/l 0 50 < 100 17 Cadmi Cd µg/l 0 <1 < 5 18 Crom tổng Cr µg/l 0 <10 <50 19 Selen Se µg/l 0 <5 < 10 20 Thuỷ ngân Hg µg/l 0 0 <1 21 Đồng Cu µg/l <50 <1.000 < 3.000 22 Chì Pb µg/l 0 <10 < 50 23 Kẽm Zn µg/l <50 <100 < 5.000 24 E. coli MNP/100ml < 0 < 20 < 100 Ghi chú: - Tiêu chuẩn ở bảng 3.10 và 3.11 dùng để đánh giá, so sánh và lựa chọn nguồn nước thơ khi nghiên cứu lập báo cáo đầu tư xây dựng các hệ thống cấp nước sinh hoạt. Tiêu chuẩn này khơng áp dụng trong lĩnh vực cấp nước cho cơng nghiệp, nơng nghiệp và nuơi trồng thuỷ sản. - Giá trị giới hạn các thơng số, nồng độ các chất thành phần của nguồn nước mặt, nước ngầm được quy hoạch dùng cho mục đích ăn uống, sinh hoạt theo sự phân loại được quy định trong bảng 3.10 và bảng 3.11. - Cột A là nguồn nước cĩ chất lượng tốt, chỉ xử lý đơn giản trước khi cấp nước cho ăn uống và sinh hoạt. - Cột B là nguồn nước cĩ chất lượng bình thường, cĩ thể khai thác, xử lý để cấp nước cho ăn uống và sinh hoạt. - Cột C là nguồn nước cĩ chất lượng xấu. Nếu sử dụng vào mục đích cấp nước ăn uống và sinh hoạt thì cần được xử lý bằng các cơng nghệ đặc biệt, phải được giám sát nghiêm ngặt và thường xuyên về chất lượng nước. 3.3. CÁC QUÁ TRÌNH BIẾN ĐỔI CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 3.3.1. Quá trình trộn nước 1. Khái quát Quá trình trộn nước được diễn ra trên tồn mạng lưới cấp nước, bao gồm: - Trộn trong đường ống vận chuyển nước; - Trộn tại các mối nối;
202 hƯ thèng cÊp níc - Trộn trong các thiết bị trữ nước, như bể chứa, đài nước, Quá trình trộn nước trong hệ thống cấp nước làm thay đổi nồng độ các chất trong nước theo khơng gian và theo thời gian. Nếu các chất cĩ trong nước cĩ các phản ứng với nước trong ống hoặc với vật liệu thành ống hoặc cả hai thì diễn biến của nồng độ các chất trong mạng lưới (cả về khơng gian và thời gian) xảy ra khá phức tạp. Trong những năm 90 của thế kỷ XX, với sự phát triển của các phần mềm mơ phỏng mạng lưới cấp nước, đặc biệt là những phần mềm cĩ thể mơ phỏng thuỷ lực theo thời gian mở rộng, các nghiên cứu về chất lượng nước trong mạng lưới cấp nước được đề cập đến. Phương trình mơ tả vận chuyển qua các ống, pha trộn tại các nút, trữ và pha trộn tại các bể chứa và đài nước được Boccelli (1998) đưa vào, và các phản ứng hình thành và phân huỷ hố chất được triển khai trong mỗi mặt cắt dịng chảy. Một số vấn đề lý thuyết cơ bản về quá trình trộn nước và việc dùng các mơ hình chất lượng nước để mơ phỏng các quá trình trộn nước trong mạng lưới cấp nước sẽ được trình bày chi tiết hơn trong mục 4.2.7 của cuốn sách này. Sau đây đề cập một cách khái quát về quá trình trộn nước. 2. Vận chuyển nước trong ống Một chất hồ tan sẽ lắng xuống theo chiều dài của ống với cùng tốc độ trung bình giống như nước, trong khi cùng thời gian này phản ứng (tăng lên hoặc giảm xuống). Sự khuyếch tán theo chiều dịng chảy thường khơng phải là một kiểu di chuyển chủ yếu trong hầu hết các tình trạng hoạt động. Điều này cĩ nghĩa là khơng cĩ sự trộn lẫn khối lượng giữa những phần nước tiếp giáp nhau khi lắng xuống ống. 3. Trộn tại mối nối Những chỗ giao nhau nhận dịng chảy vào từ hai hay nhiều phía. Sự trộn lẫn này được xem như là hồn tồn và ngay lập tức. Vì vậy, nồng độ của một chất trong nước rời khỏi chỗ giao nhau hồn tồn là tổng trọng lượng dịng chảy. 4. Trộn trong các thiết bị trữ nước Hầu hết các mơ hình chất lượng nước khẳng định rằng các chất chứa trong bình đều được hịa trộn hồn tồn. Do đĩ, nồng độ các chất trong bình là kết quả của sự hịa trộn các chất cĩ sẵn trong bình và của các chất đi vào trong bình. Ở cùng một thời điểm, nồng độ ở trong bình cĩ thể thay đổi phụ thuộc vào các phản ứng. 1. Trạng thái chảy lý tưởng Cĩ hai giải thiết trong đĩ nước cĩ thể chảy qua một bình chứa hoặc bể chứa trong một trạng thái hỗn độn hoặc trong trạng thái khơng hỗn độn. Hai trạng thái này được minh họa trên hình 4.34 ở chương 4. Đối với dịng chảy hịa trộn, nước đi vào bình chứa sẽ trộn tức thời và hồn tồn với nước trong bình tạo thành một hỗn hợp đồng nhất. Thành phần của nước tại thời điểm đi ra bể chứa cũng giống như thành phần đồng nhất trong bình chứa. Đối với dịng chảy "lớp", nước chảy qua bình chứa mà khơng hịa trộn với nước trong bình. Điều này tạo ra một quy luật "vào trước ra trước" (FIFO) hoặc "vào sau ra trước" (LIFO).
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 203 Cĩ rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hịa trộn thực tế ở trong hồ, do đĩ kết quả là dịng chảy khơng phải là dịng chảy hồ trộn hồn tồn cũng khơng phải là dịng chảy lớp. Những yếu tố mà cĩ thể dẫn đến điều kiện chảy thực bao gồm ảnh hưởng của nhiệt độ, sự tương tác giữa đầu vào và đầu ra sinh ra trong một vùng nhỏ, những vùng tù đọng trong đĩ dịng chảy là khơng hồn thiện, và những vùng nước xốy quy mơ nhỏ. Những quá trình đơn vị, như ngăn tiếp xúc Clo và giếng khoan tại trạm xử lý nước, thường được thiết kế cho việc quản lý dịng chảy lớp để đảm bảo tất cả phần nước đều trải qua những khoảng thời gian tiếp xúc là giống nhau. Những điều kiện thuận lợi trong bình chứa của hệ thống phân phối cần được thiết kế để thúc đẩy dịng chảy trộn hồn tồn hoặc dịng chảy lớp. Một yếu tố chính ảnh hưởng đến việc lựa chọn trạng thái chảy đĩ là sự tổn thất chất khử trùng phải nhỏ nhất. Khi mức độ tổn thất của chất khử trùng theo thời gian phụ thuộc nồng độ thì nồng độ càng nhiều của lượng Clo sẽ dẫn đến sự phân hủy của nĩ càng nhanh vì sự phản ứng của nĩ với các thành phần khác cĩ ở trong nước. Khi biểu diễn phản ứng loại này theo động lực học phản ứng thì một bình được quản lý theo dịng chảy lớp sẽ cĩ tổn thất chất khử trùng nhiều hơn so với dịng chảy hồ trộn. Dịng chảy lớp sẽ cĩ hiệu quả lớn trong lưu vực nơng, hẹp và dài hoặc thơng qua việc sử dụng vách ngăn hay máy khuếch tán để làm giảm xung lượng của dịng chảy. Quá trình hịa trộn gần hồn tất được quan sát trong rất nhiều bình chứa thơng qua quá trình hồ trộn vịi phun thơng thường mà khơng cần đến sự trợ giúp của bất cứ kết cấu hoặc thiết bị trộn nào. 2. Quá trình trộn của các đường dịng Khi nước đi vào bình chứa thì một dịng nước được hình thành. Dịng chảy cĩ thể được phân loại theo dịng chảy tầng hoặc dịng chảy rối. Đối với quá trình trộn vịng, trị số hệ số Reynold là giống nhau tại mọi điểm trong dịng chảy và bằng với trị số của dịng chảy ở đầu vào ống. Trạng thái chảy rối hồn tồn được đặc trưng bởi trị số hệ số Reynold lớn hơn 3000, trong khi trạng thái chảy tầng được đặc trưng bởi trị số hệ số Reynold nhỏ hơn 1000. Đối với dịng chảy rối, khi nước chuyển động từ chỗ vào thì đường kính của dịng chảy mở rộng do sự xâm nhập của các phần tử nước trong mơi trường vào dịng chảy. Khi dịng chảy tiếp xúc với bề mặt tự do hoặc lớp biên thì hướng của dịng chảy sẽ thay đổi và dẫn đến tăng cường quá trình hồ trộn. Quá trình trộn bằng dịng chảy rối đĩng vai trị là một quá trình trộn cơ học chính trong bình chứa. Đối với trạng thái chảy tầng, dịng chất lỏng đi vào và chất lỏng mơi trường luơn là những tầng riêng rẽ, và quá trình hồ trộn chỉ diễn ra thơng qua sự khuếch tán phân tử cơ học rất chậm chạp. Tác động của nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình hịa trộn của dịng chảy. Khi nước đầu vào là nĩng hoặc lạnh hơn so với nước trong bình thì dịng chảy thu được sẽ nổi trên bề mặt và sự khác nhau về nhiệt độ cũng như mật độ được kết hợp sẽ cung cấp nguồn chuyển động khác. Một dịng chảy dương (khi nhiệt độ của nước vào lớn hơn nhiệt độ của nước mơi trường xung quanh) sẽ cĩ khuynh hướng nổi lên, điều này ngược lại đối với
204 hƯ thèng cÊp níc dịng chảy âm (khi nhiệt độ của nước đầu vào nhỏ hơn nhiệt độ của nước mơi trường); chuyển động theo chiều thẳng đứng được đặc trưng. Sự khác nhau về nhiệt độ giữa nước vào và nước trong mơi trường cĩ thể là do sự trao đổi nhiệt thơng qua vách của bình chứa, hoặc là nhiệt độ mơi trường lớn hơn nhiệt độ của bề mặt nước, hoặc thơng qua sự thay đổi nhiệt độ nước đầu vào do sự thay đổi của hệ thống vận hành. Hoạt động của dịng chảy nổi cĩ chức năng giống như thiết bị trộn bị chi phối bởi sự tác động lẫn nhau của hai yếu tố: xung lượng và sức nổi. 3. Thời gian hịa trộn Quá trình hịa trộn dịng chảy thường được sử dụng trong quá trình chế biến hĩa học hoặc cơng nghiệp dầu và khí, nĩ như là một phương tiện hiệu quả của việc hịa trộn những lượng chất chứa trong bình chứa lớn. Kinh nghiệm cho thấy việc hịa trộn dịng chảy cũng cĩ thể áp dụng cho nước uống chứa trong bể chứa. Đối với lĩnh vực khí và dầu, Fossett và Prosser (1949) đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của đường kính đầu vào sự định hướng đối với sự hịa trộn trong bình ứng với chiều cao và đường kính khác nhau. Đối với lĩnh vực nghiên cứu trên và các lĩnh vực khác thì sự thực hiện của các dụng cụ trộn dịng chảy thường được đo bằng cách xác định thời gian hịa trộn. Thời gian hịa trộn là thời gian cần thiết để một lượng chất đạt tới một mức độ đồng nhất xác định trong bình chứa. Kết quả của một số nghiên cứu chỉ ra sự liên quan giữa thời gian trộn với kích thước của bình chứa cũng như mức độ dịng chảy, được đề cập đến trong sách của Fossett (1973), Hyman (1962), và Simpson (1975), và được tổng kết trong bảng 3.12. Mỗi cơng thức chỉ ra rằng thời gian trộn sẽ tăng khi kích thước của bình tăng và thời gian trộn sẽ giảm khi luồng xung lượng (lưu lượng × vận tốc) tăng. Bảng 3.12. Các cơng thức tính thời gian trộn cho các thiết bị trữ nước Người điều tra Cơng thức Hệ số Ghi chú Fossett và Prosser KD2 K = 8 D - Đường kính bể 1/2 M - Xung lượng vào M (= vận tốc × lưu lượng) Van de Vusse (1959) KD2 K = 9 M1/2 Okita và Oyama KH1/2 D 3/2 K = 4,9 H - Mực nước Re > 5000 M1/2 Fox và Gex KH1/2 D K tuỳ theo đơn vị Re - Số Reynolds 1/6 2/3 1/6 g - Gia tốc trọng Re M g trường 2/3 1/2 Rossman và Grayman KV / M K = 10,2 V - Thể tích đài 4. Sự phân tầng
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 205 Nước trong bình chứa cĩ thể truyền nhiệt với thành bình và khơng khí bề mặt của bình chứa, sau đĩ chúng sẽ truyền nhiệt với mơi trường xung quanh. Kết quả của việc làm lạnh hay làm nĩng cĩ thể tạo ra một sự khác biệt về nhiệt độ giữa nước trong bình và nước vào bình. Sự khác biệt về nhiệt độ cũng cĩ thể do sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ nước đầu vào (nguyên nhân là do sự thay đổi nhiệt độ của nguồn nước hoặc do sự thay đổi của nước đầu vào). Nhiệt độ khác nhau giữa nước trong bình và nước vào bình tạo ra sự khác biệt nhiệt độ tương ứng, đến lượt nĩ sẽ tạo ra lực đẩy nổi trong suốt thời gian nước vào. Sức nổi âm xảy ra khi nước vào lạnh hơn và đậm đặc hơn so với nước trong bình, điều này xảy ra ngược lại đối với sức nổi dương. Dịng chảy vào với một sức nổi dư sẽ làm chức năng như một thiết bị hịa trộn hiệu quả và sẽ dẫn tới những điều kiện phân tầng ổn định trong một số vùng trong bình. Đối với dịng chảy đổ vào sơng hoặc hồ thì số Froude (Fr) là một số đo ổn định. Fr là tỷ lệ giữa lực quán tính và lực đẩy nổi và được xác định bởi cơng thức sau: u Fr = (g' d) 1/2 trong đĩ: u - vận tốc dịng chảy ra; d - đường kính ống thốt; , g’ - gia tốc biểu kiến; g= g( ρfaa −ρ ) / ρ ; g - gia tốc trọng trường; ρf - mật độ của dịng nước thốt; ρa - mật độ của nước mơi trường. 5. Thời gian lưu nước Sự suy giảm chất lượng nước thường liên quan tới thời gian lưu nước, cịn gọi là độ tuổi của nước. Sự giảm của dư lượng chất khử trùng và sự tái sinh trưởng của vi khuẩn cĩ thể do độ tuổi của nước. Do đĩ, mục tiêu ngầm trong việc thiết kế cũng như quản lý và vận hành hệ thống phân phối nước là giảm thiểu thời gian lưu nước và tránh sự phân tầng nước. Thời gian lưu nước cho phép phụ thuộc vào chất lượng của nước, phụ thuộc vào những tương tác của nĩ, phụ thuộc vào loại chất khử trùng được sử dụng, và phụ thuộc vào thời gian trước và sau khi nước đi ra khỏi bể chứa. Thời gian lưu nước trung bình trong bể chứa phụ thuộc vào chế độ nước vào và ra bể chứa, đồng thời cũng phụ thuộc vào thể tích của bể chứa. Đối với điều kiện bình chứa hoạt động theo chế độ đầy cạn thì thời gian lưu nước cĩ thể được xác định bằng cách chia khoảng thời gian trung bình của một chu kỳ đầy cạn với những phần nước mà được lấy ra trong một chu kỳ. Một cách tốn học, điều này cĩ thể được miêu tả theo cơng thức dưới đây: τ=[0,5 + (V / ∆ V)] ( τdf +τ ) (3.1) trong đĩ: τ - thời gian lưu nước trung bình; τf - thời gian nạp nước đến khi đầy; τd - thời gian tháo nước từ khi đầy đến khi cạn;
206 hƯ thèng cÊp níc V - thể tích nước tại thời điểm bắt đầu cung cấp nước; ∆V - mức thay đổi thể tích nước trong suốt khoảng thời gian cung cấp nước. Kết quả của ứng dụng phương trình này được thể hiện ở hình 3.3. Một ví dụ, cho một bể chứa mà cĩ một chu kỳ đầy cạn trong một ngày và trong đĩ 20% thể tích được lấy ra, thời gian lưu nước trung bình là 5,5 ngày. Hình 3.3. Thời gian lưu nước trung bình trong các bể làm đầy và tháo cạn 3.3.2. Ăn mịn và lắng đọng trong ống 1. Sự ăn mịn bên trong Sự ăn mịn bên trong là sự phá huỷ phía trong thành ống hoặc lớp phủ của thành ống mà nguyên nhân là sự tác dụng với nước. Sự phá huỷ cĩ thể là nguyên nhân của những tác động vật lý ăn mịn lớp phủ hoặc bể mặt thành ống, sự hịa tan hố học lớp phủ hoặc vật liệu thành ống, hoặc những phản ứng điện ly làm hao kim loại ở thành ống. Sự ăn mịn cĩ thể gây nhiễm độc tố kim loại chì và đồng, lan truyền vị kim loại trong nước, làm giảm khả năng thuỷ lực của đường ống và cuối cùng gây ra thủng hoặc tắc nghẽn ống. Bảng 3.13 tĩm tắt tính chất ăn mịn của những vật liệu thường được sử dụng trong hệ thống phân phối nước. 2. Những loại ăn mịn Những kiểu ăn mịn chính: 1) Mịn đều; 2) Rỗ; 3) Sùi; 4) Sinh hĩa. Rỗ xảy ra khi một quá trình ăn mịn cục bộ, khơng đều tạo ra những vết rỗ trong thành ống và cuối cùng cĩ thể dẫn đến hỏng ống. Ăn mịn sinh hố gây ra từ những sự tương tác giữa vật liệu ống và vi sinh vật phá huỷ thành ống. Những sự thay đổi cục bộ trị số pH và oxy hồ tan trong vùng phát triển sinh vật cĩ thể làm tăng hoạt động ăn mịn. 3. Những yếu tố gây ra sự ăn mịn Những yếu tố sinh hố, hố học, vật lý cĩ thể ảnh hưởng việc xảy ra và mức độ ăn mịn. Một số yếu tố riêng cĩ thể cũng làm tăng hoặc hạn chế sự ăn mịn tuỳ thuộc vào những điều kiện khác nhau. Những yếu tố quan trọng nhất gồm cĩ:
Ch¬ng 3 - chÊt lỵng cÊp níc 207 Tốc độ dịng chảy. Tốc độ cao làm tăng tốc độ chuyển động của chất rắn vào thành ống. Điều này cĩ thể làm tăng khả năng ăn mịn do việc tăng tốc truyền oxy hịa tan hoặc hạn chế nĩ bằng cách tăng sự tiêu nước mà lớp gỉ cĩ thể hình thành tại đĩ. Tình trạng tù đọng làm tăng khả năng sùi và rỗ trong ống thép. Bảng 3.13. Tính chất ăn mịn của những vật liệu được sử dụng trong hệ thống phân phối nước Vật liệu phân phối Khả năng chống ăn mịn Những ơ nhiễm tiềm tàng Đồng Chống ăn mịn tốt đối với các đối tượng gây Đồng ăn mịn cao như tốc độ cao, nước mềm, hố chất Clo, Oxy hịa tan, pH thấp Chì Ăn mịn bởi nước mềm với pH thấp Chì, Asen và Catmi Thép mềm Bị ăn mịn đều Thép dẻo hoặc gang Cĩ thể là đối tượng bị ăn mịn khi tiếp xúc Sắt, gây ra đục và màu với nước nước đỏ Xi măng amiăng Chống ăn mịn tốt, nước tấn cơng cĩ thể hồ Sợi amiăng tan canxi từ xi măng Nhựa Chống ăn mịn Nguồn: Singley và nnk (1984) Nhiệt độ. Nĩi chung, như những phản ứng hĩa học khác, tốc độ ăn mịn tăng cùng với tăng nhiệt độ. Tuy nhiên, tại những nhiệt độ cao hơn, CaCO3 cĩ khuynh hướng kết tủa nhiều hơn và hình thành lớp bảo vệ trên bề mặt ống. pH. pH tỷ lệ nghịch với hàm lượng ion H+ cĩ trong nước, bởi vì những ion này hoạt động như những chất nhận electron trong phản ứng ăn mịn, pH thấp sẽ thúc đẩy sự ăn mịn. Với trị số pH 9 cả hai kim loại này thường được bảo vệ khỏi sự ăn mịn (1984). Giữa hai giá trị này, ăn mịn rỗ cĩ thể xảy ra nếu như khơng cĩ lớp bảo vệ phủ trên bề mặt thành ống. Sự hình thành và hịa tan của lớp bảo vệ cũng bị ảnh hưởng bởi pH. Độ kiềm. Độ kiềm bao gồm hầu hết các ion cacbonat và bicacbonat. Nĩ tạo cho nước cĩ khả năng để trung hịa những thay đổi của pH. Nĩ cũng phủ lên thành ống một lớp bảo vệ cacbonat kim loại và ngăn cản sự hịa tan canxi đối với những ống xi măng và xi măng amiăng. Độ oxy hịa tan. Oxy được xem như là tác nhân đầu tiên trong các phản ứng ăn mịn điện hĩa. Nĩ là một chất mà nhận các electron thốt ra khỏi kim loại của cực anơt. Oxy cũng phản ứng với hydro thốt ra từ catơt để tạo thành nước, làm giảm lượng hydro dư thừa, nếu khơng nĩ làm ngăn cản quá trình phản ứng. Oxy sẽ phản ứng với sắt hịa tan sinh ra trong phản ứng ăn mịn để hình thành hydroxyt sắt kết tủa. Điều này dẫn đến sự hình thành cặn và làm cho nước cĩ màu đỏ. Tổng chất rắn hịa tan. Tổng chất rắn hịa tan cao cho thấy sự đơng tụ ion cao trong nước, làm tăng khả năng truyền dẫn điện, dẫn đến làm tăng tốc độ di chuyển điện tích và tất nhiên làm tăng tính ăn mịn điện hĩa.