Hệ thống quan trắc nước thải tự động liên tục là một hệ thống gồm các thiết bị đáp ứng yêu cầu kỹ thuật được quy định chi tiết tại Thông tư 24/2017/TT-BTNMT nhằm thực hiện theo dõi tình trạng và chất lượng nguồn thải nước thải một cách liên tục, tự động giúp chủ nguồn thải, cơ quan quản lý nhà nước giám sát chặt chẽ việc xả nước thải tại mọi thời điểm và có các biện pháp giải quyết, ứng cứu kịp thời khi xảy ra sự cố (nếu có).
1. Một hệ thống quan trắc nước thải tự động liên tục bao gồm các thiết bị cơ bản như:
Cảm biến đo các chỉ tiêu (sensors): phụ thuộc vào tính chất nguồn xả thải mà có các sensor đo tương ứng như: lưu lượng vào ra, COD, BOD, TSS, độ màu, pH, nhiệt độ, Tổng Nito (TN), Tổng phốt pho (TP), PO4, NH3, tổng dầu mỡ khoáng, các kim loại,…
Thiết bị lưu trữ, truyền nhận dữ liệu (Datalogger): Mục đích lưu trữ và hiển thị dữ liệu tại trạm, đồng thời truyền dữ liệu theo đúng định dạng chuẩn được quy định tại Thông tư 24/2017/TT-BTNMT về Sở Tài nguyên Môi trường địa phương.
Hệ thống lấy mẫu nước tự động: nhằm giúp cơ quan quản lý có thể lấy mẫu tự động hoặc thủ công từ xa thông qua các thiết bị có kết nối internet mọi lúc mọi nơi khi có bất kỳ thông số nào vượt ngưỡng.
Các thiết bị phụ trợ như: hệ thống làm sạch bằng khí nén, tủ hệ thống chứa các module hiển thị và cấp nguồn cho hệ thống, camera giám sát nguồn thải, các thiết bị phụ trợ khác.
2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống quan trắc nước thải tự động liên tục
Sơ đồ nguyên lý hệ thống quan trắc nước thải tự động liên tục Chú thích:
Bộ đo lưu lượng kênh hở
Bơm nước
Bể chảy tràn
Các sensor đo
Dataloger: quản lý hệ thống
Thiết bị truyền tín hiệu
Thiết bị nhận tín hiệu
PC: tại trung tâm quản lý hệ thống từ xa.
UPS: cấp nguồn duy trì hoạt động hệ thống
Hệ thống làm sạch tự động
Thiết bị lấy mẫu nước tự động
3. Các sensor đo trong nhà trạm quan trắc nước thải tự động online
Theo Điều 25 Mục 6 về Quan trắc nước thải của Thông tư 24/2017/TT-BTNMT quy định: Căn cứ vào mục tiêu quan trắc, các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường hiện hành và yêu cầu của cơ quan nhà nước có thẩm quyền để xác định các thông số cần quan trắc.
Như vậy các thông số cần quan trắc trong hệ thống quan trắc tự động được quy định bởi cơ quan nhà nước có thẩm quyền, cụ thể là Sở tài nguyên, Trung tâm quan trắc của các địa phương. Đồng thời các thông số cần quan trắc cũng phụ thuộc vào tính chất nguồn xả thải ví dụ như nước thải nhà máy thực phẩm, nhà máy dệt nhuộm có các thông số quan trắc khác nhau.
Tuy nhiên, cơ bản các thông số quan trắc của một trạm quan trắc nước thải online cần có bao gồm các thông số như Nhiệt độ, pH, COD, TSS, Lưu lượng thải đầu vào và đầu ra, ngoài ra còn có các thông số khác theo tính chất nguồn thải. Thông số kỹ thuật các chỉ tiêu đo a. Sensor đo pH/Nhiệt độ (tích hợp)
- Dải đo: 0 – 14 pH
- Độ chính xác: ± 0.1 pH
- Cấp bảo vệ: IP 68
- Nhiệt độ: 0 - 80 oC
- Chiều dài cáp tiêu chuẩn: 6m b. Sensor đo COD/TSS
- Phương pháp đo: công nghệ đo UV
- Dải bước sóng: 200 – 800 nm
- Dải đo COD: 0 – 500 mg/l hoặc tùy chọn dải đo theo yêu cầu
- Dải đo TSS: 0 – 300 mg/l hoặc tùy chọn dải đo theo yêu cầu
- Chu kỳ đo: tối thiểu 60s, có thể cài đặt
- Nhiệt độ: -5 tới 60oC
- Cấp bảo vệ: IP68
- Tự động làm sạch bằng khí nén c. Tổng nito
- Phương pháp đo: Quang phổ
- Dải đo: 0 – 200 mg/l (có thể tùy chọn dải đo khác)
- Thời gian đo: tùy chọn thời gian đo hoặc thủ công
- Nhiệt độ làm việc: 5 tới 50 oC
- Đầu ra: 4-20mA
- Nguồn cấp: 220V, 50Hz d. Tổng phốt pho
- Phương pháp đo: quang phổ
- Dải đo: 0 – 30 mg/l (có thể tùy chọn dải đo khác)
- Thời gian đo: tùy chọn thời gian đo hoặc thủ công
- Nhiệt độ làm việc: 5 tới 50oC
- Đầu ra: 4-20 mA
Nguồn cấp: 220V, 50Hz.
e. Đo các kim loại nặng như Cr, Zn, As, Cu, Ni, Fe, Mn, Pb….
- Phương pháp đo: Quang phổ
- Dải đo: có thể tùy chọn đáp ứng theo thông tư 24/2017/TT-BTNMT
- Nhiệt độ làm việc: 5 tới 50oC
- Đầu ra: 4-20mA
- Nguồn cấp: 220V, 50Hz
*Ngoài ra còn một số các chỉ tiêu khác theo QCVN 40/2011/ BTNMT, VITES sẽ gửi báo giá theo yêu cầu của khách hàng.
4. Đo lưu lượng kênh hở dùng máng Parshall
- Công nghệ đo siêu âm không tiếp xúc
- Dải đo: 0 – 5 m/s
- Độ chính xác: ± 1%
- Đầu ra: 4-20mA hoặc RS485
- Nhiệt độ hoạt động: -22 tới 60oC
- Cấp bảo vệ: IP68
- Nguồn cấp 24VDC
* Ngoài việc sử dụng sensor đo bằng sóng siêu âm trong máng Parshall để đo lưu lượng nước thải, trong thực tế, tùy từng điều kiện mà có thể sử dụng phương án đo lưu lượng trong ống kín bằng công nghệ điện từ với độ chính xác cao hơn, giá thành rẻ hơn và thời gian thi công nhanh hơn so với dùng máng Parshall.
5. Thiết bị lấy mẫu nước tự động
Thiết bị lấy mẫu nước tự động theo nguyên lý hút mẫu chân không với khả năng kiểm soát ổn nhiệt.
Chức năng: khi một trong các chỉ tiêu phân tích nào đó vượt mức giới hạn đã cài đặt trước thì thiết bị tự động lấy mẫu, lưu mẫu, bảo quản lạnh và ghi nhận thời gian lấy mẫu lấy mẫu
Số lượng mẫu lấy: 12 chai, 2,9 lit/chai
Nhiệt độ bảo quản: +4oC
Sensor nhiệt độ: Pt100
Chiều cao hút mẫu 7,5m
Thể tích lấy mẫu: 20-350ml
Đầu vào: 0/ 4-20mA
Khả năng kết nối với máy tính để lấy dữ liệu lấy mẫu
6. Phần mềm quản lý và truyền dữ liệu
- Kết nối tới các sensor/analyzer/transmitter để hiển thị các giá trị đo lường.
- Phần mềm có chức năng ghi lại dữ liệu quan trắc, trạng thái trạm, tình trạng vượt ngưỡng các thông số đo.
- Phần mềm cho phép quan sát nhanh xu hướng thay đổi của các thông số đo thông qua đồ thị.
- Dữ liệu được lưu giữ đồng thời tại cơ sở dữ liệu và hai dạng file text (*.txt) (theo qui định) và file *.csv, truyền file *.txt đến các FTP server theo nhịp thời gian khai báo.
- Tên và cấu trúc file *.txt tuân theo qui định hiện hành của nhà nước Việt Nam. Cho phép xuất báo cáo theo nhiều định dạng thông dụng.
- Tích hợp phần mềm WebServer phục vụ các chức năng tra cứu nhanh số liệu đo và điều khiển thủ công thiết bị lấy mẫu. Cho phép người dùng có thể truy cập tới Datalogger tại trạm bằng địa chỉ IP tĩnh của trạm quan trắc từ máy tính hoặc điện thoại, máy tính bảng có kết nối Internet.
Máy đo đa chỉ tiêu kim loại nặng tại hiện trường và PTN Trace2O
Model: HM5000
Hãng sản xuất: Trace2O (Wagtech) – Anh
Xuất xứ: Anh
Tính năng của thiết bị:
- Máy phân tích kim loại nặng với nhiều cải tiến mới, khắc phục một số điểm hạn chế của phương pháp phân tích Vôn-Ampe. Các điện cực điện hóa chất lượng cao tích hợp trong vỏ bọc tĩnh, giảm thiểu nhiễu điện từ. Công nghệ phun mẫu nito mới giảm thiểu nhiễu khỏi oxy, cải thiện độ lặp lại.
- Cung cấp trọn bộ với phần mềm, nguồn cấp, cốc đựng mẫu, và gói khởi động với các phương pháp đã được tích hợp sẵn. Kết nối Bluetooth cho phép người dùng truy cập thiết bị từ xa.
Nguyên tố
Dải đo (ppb)
WHO khuyến cáo (ppb)
Arsenic (III)
1 – 500
<10
Cadimi (Cd)
1 – 500
<3
Crom (VI)
50 – 500
<50
Đồng (Cu)
1 – 500
<2000
Chì Pb
1 – 500
<10
Mangan (Mn)
5 – 200
<100
Thủy ngân (Hg)
1 – 500
<6
Nickel (Ni)
20 – 500
<70
Kẽm (Zn)
1 – 500
<4000
- Với các tùy chỉnh khác nhau, cho phép người dùng điều chỉnh theo phân tích và phát triển phương pháp
- Phần mềm Metaware cho phép điều hoàn toàn kiểm soát các phương pháp đo điện hóa. Phần mềm cho phép người dùng thay đổi thời gian và điện áp, cũng như các kỹ thuật strip: sóng vuông, xung vi sai, quét tuyến tính…
- Thiết bị phân tích kim loại năng trong dung dịch trong phòng thí nghiệm ở nồng độ từ ppm đến ppb
- Chi phí đầu tư thấp, không cần đường khí, điều chỉnh nhiệt độ môi trường.
- Sử dụng được với nhiều mẫu nền khác nhau
- Các phương pháp phân tích tích hợp sẵn cho As, Au, Bi, Cd, Co, Cr (VI), Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, Sn, Tl và Zn.
- Ba mô-đun cảm biến điện cực có thể thay thế với đầu dò nhiệt độ và máy khuấy tích hợp
- Điều khiển nâng cốc mẫu từ xa để giảm thiểu xáo trộn mẫu.
Thông số kỹ thuật:
- Đo các nguyên tố: As, Au, Bi, Cd, Co, Cr (VI), Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, Sn, Tl và Zn.
- Phương pháp đo: Anodic and Cathodic Stripping Voltammetry (ASV) (Phương pháp Von-Ampe hòa tan Anot - Catot)
- Nhiệt độ hoạt động: 0oC đến 70oC
- Đánh giá dữ liệu: Chiều cao peak, phép trừ đường cơ sở, phép thêm chuẩn, đường chuẩn, phép hồi quy tuyến tính / bảng tính
- Giao diện kết nối: Điều khiển qua máy tính với phần mềm qua cổng USB hoặc Bluetooth
- Nguồn cấp: 12 – 15V
- Đáp ứng tiêu chuẩn CE
- Khối lượng: 3.5kg
- Kích thước: 200 x 370 x 210mm
Cung cấp bao gồm:
- HM5000 - Máy đo đa chỉ tiêu kim loại nặng tại hiện trường và PTN kèm cốc mẫu.
- Cáp nguồn, cáp USB, dongle.
- Bộ kit vệ sinh.
- Phần mềm.
- Vật tư tiêu hao cho 50 test mỗi kim loại.
- Dung dịch đệm và dung dịch chuẩn cho 50 test cho tất cả các chỉ tiêu kim loại.
Các thiết bị góp phần cấu thành một hệ thống xử lý nước thải hoàn thiện, nó đóng góp lớn vào hiệu suất xử lý của hệ thống. Vì vậy công tác bảo trì hệ thống xử lý nước thải là không được phép xem nhẹ mà phải có kế hoạch cụ thể để thực hiện định kỳ và đều đặn, đảm bảo duy trì hoạt động của hệ thống xử lý nước thải liên tục.
Quá trình thực hiện chia làm 3 giai đoạn chính:
Giai đoạn I
Thường xuyên thực hiện giám sát, kiểm tra, vệ sinh và tiến hành đo đạc các thông số xem có phù hợp với các chỉ số ghi trên nhãn máy hay không (02 lần/tuần) nhằm phát hiện kịp thời các nguyên nhân có thể dẫn đến hư hỏng máy.
Các thông số gồm: dòng điện, điện áp, độ cách điện và độ ồn …
Độ ồn với các thiết bị được lắp chìm trong chất lỏng là 70 dB. Với các thiết bị được lắp trên mặt thoáng thì độ ồn không vượt quá 80 dB.
Độ cách điện cho phép đối với các thiết bị dùng điện trong lưới điện hạ thế là ³ 01MW..
Điện áp tăng cho phép không vượt quá 10% đối với điện áp ghi trên nhãn máy và sụt áp không quá 2% /100V.
Dòng điện không vượt quá dòng điện ghi trên nhãn máy.
Phải thường xuyên vệ sinh sạch sẽ các thiết bị máy để quá trình giải nhiệt và tản nhiệt được tốt hơn.
Giai đoạn II
Nếu máy đang ở trạng thái làm việc ổn định thì cứ định kỳ 01 tháng/lần hoặc 500 - 600 giờ làm việc ta tiến hành kiểm tra 01 lần để thay thế các chi tiết có thể bị ăn mòn hoặc hư hỏng như phốt bơm, phốt chặn cát, phốt chặn dầu...
Giai đoạn III
Nếu máy đang ở trạng thái làm việc ổn định thì định kỳ ít nhất 1 năm /lần hoặc 5000 - 7000 giờ làm việc phải tiến hành kiểm tra cho thiết bị nhằm tránh các hư hỏng nặng có thể xảy ra dẫn đến thiết bị hư hỏng không thể khắc phục được. Các chi tiết cần thay thế bao gồm:
Dầu cách điện.
Vòng bi.
Phốt bơm.
Các ron máy bị chai cứng, (thông thường trong giai đoạn kiểm tra này, các ron máy nên thay thế toàn bộ).
Chú ý: Quá trình hoạt động, bảo dưỡng, bảo trì hệ thống xử lý nước thải phải được ghi chép lại đầy đủ vào bảng theo dõi thiết bị và lý lịch máy (ngày bảo trì, bảo dưỡng, số lần, đã thay phụ kiện gì và ghi rõ các thông số kỹ thuật để lần bảo trì sau việc theo dõi sẽ dễ dàng hơn).