"Máy theo dõi nhịp" trong xử lý nước: Thiết bị đo lưu lượng không thể thiếu

Trong hệ thống xử lý nước rộng lớn và phức tạp như một "thành phố", các thiết bị khác nhau thực hiện những nhiệm vụ riêng biệt, phối hợp nhịp nhàng để đảm bảo quá trình chuyển đổi an toàn từ nước thô thành nước sạch và từ nước thải thành nước được làm sạch. Nếu máy bơm nước là trái tim và đường ống là các mạch máu, thì thiết bị đo lưu lượng chính là những "máy đo nhịp tim" được phân bố khắp nơi trong hệ thống. Chúng liên tục và chính xác đo lường "nhịp tim" của dòng chảy nước — chính là lưu lượng — cung cấp dữ liệu cơ bản và quan trọng nhất cho việc điều khiển quy trình, kế toán chi phí và bảo vệ môi trường.

Vậy chính xác thì ở đâu trong các giai đoạn xử lý nước cần đến thiết bị đo lưu lượng? Chúng ta có thể theo hành trình của dòng nước để tìm hiểu.

I. Kiểm soát nguồn: Giai đoạn lấy nước và dẫn nước vào
Các điểm lấy nước thô: Dù lấy nước từ sông, hồ hay hồ chứa, cần phải lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng trên các đường ống xả ra của trạm bơm lấy nước. Mục đích là:

Đo tổng lượng nước lấy vào: Đây là cơ sở cốt lõi để thanh toán giữa nhà máy nước và đơn vị quản lý nguồn nước, đồng thời là dữ liệu nền tảng để tính tổng lượng dùng nước của khu vực (tổng lượng dùng nước toàn khu vực).

Kiểm soát hoạt động của máy bơm: Dữ liệu lưu lượng có thể tối ưu hóa việc đóng/mở và điều chỉnh tốc độ bơm, từ đó tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu hao.

Lối vào nhà máy nước/nhà máy xử lý nước thải: Cổng đầu tiên nơi nước đi vào nhà máy xử lý. Tại đây, đồng hồ đo lưu lượng đóng vai trò như những "người canh gác".

Cơ sở để điều khiển quy trình: Lưu lượng nước đầu vào là giá trị nền tảng để điều chỉnh tất cả các thông số trong quy trình xử lý tiếp theo (ví dụ như liều lượng hóa chất, thể tích khí cấp vào, lượng bùn thải ra). Biết được "có bao nhiêu nước đang vào" sẽ quyết định "cần thêm bao nhiêu hóa chất".

Cảnh báo tải: Lưu lượng tức thời quá cao (ví dụ: trong mưa lớn) có thể gây sốc hệ thống xử lý. Đồng hồ đo lưu lượng có thể cung cấp cảnh báo kịp thời, giúp vận hành viên chuẩn bị trước.

II. Độ chính xác trong quy trình: Giai đoạn xử lý và định lượng cốt lõi
Đây là nơi đồng hồ đo lưu lượng được sử dụng phổ biến nhất và là nơi yêu cầu kỹ lưỡng nhất, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý, sự ổn định vận hành và kiểm soát chi phí.

Định lượng hóa chất: Xử lý nước yêu cầu bổ sung các hóa chất như chất keo tụ, chất kết tụ, chất khử trùng (ví dụ: clo), và axit/bazơ (để điều chỉnh pH). Liều lượng các hóa chất này phải tỷ lệ chính xác với tốc độ dòng chảy đầu vào.

Điều khiển tỷ lệ: Tín hiệu từ lưu lượng kế được truyền đến bơm định lượng (bơm đo lường), cho phép "định lượng theo lưu lượng". Điều này đảm bảo hiệu quả xử lý (tránh thiếu liều) và ngăn ngừa lãng phí cũng như ô nhiễm thứ cấp (tránh quá liều). Giai đoạn này thường sử dụng các lưu lượng kế điện từ hoặc lưu lượng kế khối lượng có độ chính xác cao.

Tuyến xử lý bùn

Hoàn lưu bùn: Việc hoàn lưu bùn hoạt tính từ đáy bể lắng về đầu vào của bể sinh học là yếu tố quan trọng để duy trì nồng độ vi sinh vật. Cần sử dụng lưu lượng kế để điều chỉnh tỷ lệ hoàn lưu, đảm bảo hệ thống sinh học luôn ổn định và hiệu quả.

Xả bùn dư: Việc xả định kỳ lượng bùn dư phát triển quá mức trong hệ thống đòi hỏi phải dùng lưu lượng kế để kiểm soát chính xác lượng xả, tránh ảnh hưởng đến sự cân bằng của hệ thống do xả quá nhiều hoặc quá ít.

Vận chuyển và tách nước bùn: Cần sử dụng lưu lượng kế trước và sau khi bùn đi vào thiết bị tách nước (ví dụ: máy ly tâm, máy ép lọc băng tải) để theo dõi quá trình và tính toán sản lượng.

Điều khiển quá trình cấp khí: Trong các đơn vị xử lý sinh học (ví dụ: AAO, rãnh oxy hóa), lượng không khí hoặc oxy được bơm vào nước thải là yếu tố then chốt.

Lưu lượng kế khí: Được lắp đặt trên đường ống xả của máy thổi khí hoặc các nhánh ống cấp khí, lưu lượng kế khí được dùng để giám sát cường độ cấp khí, tối ưu hóa mức tiêu thụ năng lượng (cấp khí là một trong những khâu tiêu thụ năng lượng lớn nhất tại nhà máy) và đảm bảo vi sinh vật có đủ oxy cho các phản ứng phân hủy.

Lọc và rửa ngược

Nước lọc ra: Theo dõi lưu lượng nước ra từ mỗi bể lọc để đánh giá trạng thái vận hành và hiệu suất hoạt động.

Nước rửa ngược: Bộ lọc cần được rửa ngược định kỳ bằng nước sạch hoặc hỗn hợp khí-nước để khôi phục khả năng lọc. Các lưu lượng kế được sử dụng để kiểm soát cường độ và thời gian rửa ngược, ngăn ngừa việc làm sạch không đủ hoặc lãng phí nước.

III. Giám sát đầu ra: Giai đoạn nước thải và phân phối
Cửa xả nước thải cuối cùng của trạm xử lý: Đây là điểm lắp đặt bắt buộc theo quy định, là "bảng điểm tổng kết" của quá trình xử lý nước.

Tính toán xả thải nhằm tuân thủ quy định: Cơ quan môi trường tính toán tổng lượng chất ô nhiễm thải ra dựa trên lưu lượng nước thải và nồng độ các chất ô nhiễm (ví dụ: COD, nitơ amoni). Đây là dữ liệu quan trọng để giám sát và thu phí môi trường.

Đánh giá hiệu suất: Thống kê lượng nước thực tế xử lý hàng ngày của trạm là các chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả vận hành và công suất xử lý.

Tái sử dụng nước tái chế (nước tuần hoàn): Đối với nước tái chế cung cấp cho người dùng (ví dụ: tưới tiêu, xả toilet, làm mát công nghiệp) sau quá trình xử lý nâng cao, cần sử dụng đồng hồ đo lưu lượng để thanh toán thương mại và giám sát mức độ sử dụng.

Truyền tải và phân phối nước sạch: Trong các mạng cấp nước đô thị, đồng hồ đo lưu lượng được lắp đặt rộng rãi tại các trạm bơm tăng áp, khu vực được đo lường theo từng vùng (DMA) và đầu vào của các khách hàng lớn.

Cân bằng mạng lưới và kiểm soát rò rỉ: Bằng cách so sánh tốc độ dòng chảy vào và ra ở các khu vực khác nhau, có thể nhanh chóng xác định và đánh giá vị trí rò rỉ đường ống, giảm thiểu lượng nước thất thoát không thu phí.

Cấp nước (điều tiết): Dựa trên sự thay đổi lưu lượng thực tế theo thời gian thực, công suất máy bơm và nhà máy có thể được điều tiết một cách khoa học để đảm bảo áp lực cấp nước ổn định.

Làm thế nào để chọn đồng hồ đo lưu lượng phù hợp?
Yêu cầu đối với đồng hồ đo lưu lượng khác nhau ở các giai đoạn khác nhau. Các yếu tố chính cần xem xét bao gồm:

Loại môi chất: Là nước sạch, nước thải, bùn hay hóa chất? Mức độ ăn mòn và độ dẫn điện của nó như thế nào?

Yêu cầu độ chính xác: Là để thanh toán thương mại (độ chính xác cao) hay điều khiển quá trình (độ chính xác trung bình)?

Đường kính ống và dải lưu lượng: Là đường kính lớn với vận tốc dòng chảy thấp, hay đường kính nhỏ với vận tốc dòng chảy cao?

Điều kiện lắp đặt: Có đủ chiều dài ống thẳng không? Ống đầy hay chỉ một phần?

Các loại đồng hồ đo lưu lượng phổ biến bao gồm đồng hồ đo lưu lượng điện từ (ưu tiên cho chất lỏng dẫn điện), đồng hồ đo lưu lượng siêu âm (thuận tiện cho lắp đặt có áp lực), đồng hồ đo lưu lượng xoáy (dùng cho khí/chất lỏng sạch), đồng hồ đo lưu lượng khối lượng (dùng cho đo hóa chất độ chính xác cao) và đồng hồ đo lưu lượng kênh hở (dùng cho hệ thống thoát nước nhà máy).

Kết Luận
Tóm lại, từ quá trình đầu vào của một giọt nước thô đến đầu ra của một giọt nước sạch, sự hiện diện của các lưu lượng kế len lỏi suốt toàn bộ vòng đời xử lý nước. Chúng chính là "đôi mắt" của sản xuất, "cái cân" cho chi phí và "thước đo" cho bảo vệ môi trường. Trong thời đại nước thông minh và quản lý tinh tế, dữ liệu lưu lượng chính xác và đáng tin cậy ngày càng trở nên quan trọng, liên tục cung cấp nhịp đập dữ liệu mạnh mẽ nhất cho vận hành hiệu quả, tiết kiệm và ổn định của thành phố nước này.