Nửa đêm tại phòng điều khiển trung tâm nhà máy sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời FS, tiếng còi báo động chói tai xé toạc không gian tĩnh lặng. Hệ thống xử lý nước siêu tinh khiết (UPW) – trái tim của nhà máy – đang gặp nguy hiểm. Màn hình SCADA nhấp nháy dòng cảnh báo đỏ rực ở cụm lọc thẩm thấu ngược (RO).
Kiên, một kỹ thuật viên trẻ mới có 2 năm kinh nghiệm vội vã lao đến màn hình. Áp suất chênh lệch màng RO tăng vọt, chỉ số SDI online nhảy múa điên cuồng và vượt ngưỡng báo động. Nếu hệ thống RO dừng lại, toàn bộ dây chuyền sản xuất pin mặt trời sẽ phải đóng băng do thiếu nước siêu tinh khiết. Hàng ngàn đô la thiệt hại mỗi giờ đang treo lơ lửng trên đầu cậu.
Kiên xách bộ kit thử SDI chạy vội ra khu vực tiền xử lý. Cậu cẩn thận đặt màng lọc Mixed Cellulose Ester (MCE) kích thước lỗ 0.45 micron vào thiết bị đo thủ công để lấy vật chứng. Bấm đồng hồ. Chỉ sau chưa đầy 5 phút, lưu lượng nước chảy qua màng giảm sút nghiêm trọng. Khi tháo ra, tờ giấy lọc xenlulôzo axetat trắng muốt đã chuyển sang một màu nâu nhờn rít.
“Chỉ số SDI thủ công đo được lớn hơn 6. Có một lượng lớn cặn keo siêu nhỏ đang tấn công trực diện vào màng RO,” Kiên lẩm bẩm. Vật chứng đã có, nhưng thủ phạm thật sự chui ra từ đâu?
Kiên vạch ra 3 nghi phạm chính có thể gây ra hiện tượng này:
-
Nguồn nước thô đột ngột biến chất.
-
Hệ thống màng siêu lọc UF bị đứt gãy (breakthrough).
-
Cụm châm hóa chất keo tụ (Coagulant/PAC) hoạt động sai lệch.
Cậu nhanh chóng kiểm tra mẫu nước thô: độ đục vẫn ổn định. Lấy mẫu nước sau UF kiểm tra độ toàn vẹn: không có dấu hiệu màng UF bị rách. Vậy tâm điểm của vụ án dồn về nghi phạm số 3.
Tại trạm châm hóa chất, bơm định lượng vẫn đang nhịp nhàng gõ những tiếng “tạch… tạch” quen thuộc. SCADA báo lưu lượng châm là 15 lít/giờ – một mức liều lượng hoàn hảo theo đúng thiết kế. Mọi thứ trông có vẻ vô tội. Nhưng bản năng của một kỹ thuật viên hệ thống nước công nghiệp mách bảo Kiên đừng tin hoàn toàn vào những con số điện tử hiển thị trên màn hình.
Cậu quyết định “thẩm vấn” trực tiếp. Lấy một ống đong chuẩn (graduated cylinder), Kiên ngắt đường ống xả của bơm hóa chất, cho chất lỏng chảy thẳng vào ống và bấm giờ đúng 1 phút. Tích tắc… tích tắc… Hết 1 phút, Kiên nheo mắt nhìn vạch chia độ. Chỉ có vỏn vẹn 150ml hóa chất được bơm ra, tương đương với 9 lít/giờ!
Nguyên nhân gốc rễ không nằm ở tín hiệu điều khiển mà nằm ở bộ phận cơ khí. Màng bơm (diaphragm) của bơm định lượng đã bị rão do hoạt động liên tục, kết hợp với van một chiều bị kẹt chút cặn, khiến lưu lượng thực tế thấp hơn tới 40% so với cài đặt.
Liều lượng hóa chất keo tụ không chính xác (quá thấp) khiến các hạt cặn lơ lửng (colloids) trong nước không thể kết bông đủ lớn. Chúng dễ dàng “luồn lách” qua các lớp lọc thô, xuyên thủng lớp phòng ngự UF và bám chặt lên bề mặt màng RO, gây ra hiện tượng tắc nghẽn cấp tính. Bóng ma cặn keo đã lọt qua hàng rào an ninh chỉ vì một sai số cơ khí nhỏ!
Không chần chừ, Kiên lập tức cô lập bơm lỗi, chuyển sang chạy bơm dự phòng, đồng thời tăng nhẹ liều lượng keo tụ lên 110% trong vòng 1 giờ để dọn sạch lượng cặn tồn dư trong các cột lọc đa tầng. Cậu quay lại kích hoạt chu trình rửa ngược (backwash) hệ thống tiền lọc.
Ba giờ sáng. Kiên thực hiện lại bài test SDI với màng lọc MCE mới. Sau 15 phút, màng lọc chỉ hơi ngả màu nhẹ. Công thức tính toán cho ra kết quả SDI = 2.8 – một con số nằm trong ngưỡng an toàn tuyệt đối. Áp suất RO từ từ hạ nhiệt và trở lại điểm vận hành lý tưởng, nhịp đập của nhà máy FS đã ổn định trở lại.
Cậu tháo găng tay, lau mồ hôi trán và mỉm cười ghi chú cách khắc phục vào nhật ký vận hành ca đêm. Một vụ án hóc búa có nguy cơ làm dừng toàn bộ nhà máy đã được giải quyết gọn gàng bởi một kỹ thuật viên mới 2 năm tuổi nghề, bằng chính sự tỉ mỉ, tư duy logic và kỹ năng thực hành sắc bén.
Các bạn có thể tham khảo thêm về kiến thức thiết kế và vận hành hệ thống lọc nước tinh khiết và siêu tinh khiết ở đây
