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.
Trong những năm gần đây sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp dệt nhuộm đã góp một phần rất lớn vào sự phát triển kinh tế chung của cả nước. Ngành công nghiệp dệt nhuộm không những đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước mà còn thu được giá trị kinh tế lớn nhờ xuất khẩu. Bên cạnh đó, ngành dệt nhuộm còn giải quyết việc làm cho một lực lượng lớn lao động.
Song song với sự phát triển là vấn đề ô nhiễm môi trường phát sinh từ quá trình sản xuất. Hàng năm ngành dệt nhuộm thải vào môi trường một lượng lớn nước thải với nồng độ ô nhiễm cao do chưa đầu tư hệ thống nước thải dệt nhuộm đạt chuẩn hoặc hệ thống bị hư hỏng chưa cải tạo hệ thống xử lý nước thải kịp thời.
1. Đặc trưng nước thải dệt nhuộm
Trong các nguồn phát sinh ô nhiễm từ ngành dệt nhuộm, nước thải là mối quan tâm đặc biệt từ công đoạn hồ sợi, giũ hồ, quá trình nhuộm và hoàn tất, giặt sử dụng một lượng lớn nguyên liệu thô, nước, thuốc nhuộm và chất trợ nhuộm. Tiêu thụ nước trong quá trình nhuộm dao động rất lớn từ 16-900m3 cho một tấn sản phẩm.
Hầu như tất cả các công đoạn của quá trình nhuộm và hoàn tất đều phát sinh nước thải. Thành phần nước thải nước thải dệt nhuộm thường không ổn định, thay đổi theo loại thiết bị nhuộm, nguyên liệu nhuộm, khi sử dụng các loại thuốc nhuộm có bản chất và màu sắc khác nhau. Nước thải dệt nhuộm thường có nhiệt độ, độ màu, COD và BOD cao. Nước thải phát sinh từ nhà máy dệt nhuộm thường khó xử lý do cấu tạo phức tạp của thuốc nhuộm cũng như nhiều loại thuốc nhuộm và trợ nhuộm được sử dụng trong quá trình nhuộm và hoàn tất.
Bảng thành phần nước thải dệt nhuộm:
2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm
Xử lý nước thải dệt nhuộm bao gồm nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp đạt một hiệu quả nhất định đối với một vài chất ô nhiễm tương ứng. Công nghệ xử lý nước thảiđược áp dụng yêu cầu phải loại bỏ các thành phần như nhiệt độ, độ màu, chất rắn lơ lửng SS, COD, BOD5 và kim loại nặng.
Phương pháp cơ học: song chắn rác thô, tinh, lọc cát để loại bỏ các vật chất có kích thước lớn, tách chất không hòa tan.
Phương pháp hóa học: sử dụng tác nhân hóa học để trung hòa hoặc oxy hóa chất độc hại trong nước thải bao gồm quá trình khử trùng, oxy hóa bậc cao, keo tụ/tạo bông
Phương pháp hóa lý: kết hợp các quá trình keo tụ/tạo bông/lắng, tuyển nổi, lọc (lọc cát và than hoạt tính) tùy thuộc vào đặc điểm nước thải, với mục đích loại bỏ SS, độ màu, một phần chất hữu cơ hòa tan và kim loại nặng
Phương pháp sinh học: sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải nhằm loại bỏ COD, BOD. Quá trình sinh học có thể kết hợp quá trình xử lý kị khí (UASB/EGSB) và hiếu khí (bùn hoạt tính lở lửng, bùn hoạt tính với vật liệu dính bám)...
Thuyết minh quy trình công nghệ xử hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm
Bể tiếp nhận:
Nước thải từ các công đoạn sản xuất của nhà máy được thu gom và bơm tập trung về Bể tiếp nhận. Trước khi vào bể tiếp nhận, nước thải được dẫn qua thiết bị lược rác tinh để loại bỏ rác có kích thước lớn, các mảnh vụ nhỏ, các xơ và các sợi chỉ mịn trước khi qua các công trình xử lý kế tiếp.
Tháp giải nhiệt: một số công đoạn của quá trình sản xuất như nhuộm, giũ hồ, giặt tẩy thường nước thải có nhiệt độ cao, để đảm bảo hoạt động của hệ thống xử lý đặc biệt là công trình xử lý sinh học, nước thải có nhiệt độ cao được đưa qua tháp giải nhiệt để hạ nhiệt độ của nước thải xuống dưới 400C trước khi vào bể điều hòa
Bể điều hòa
Do nồng độ các chất thải của nước thải không ổn định và thường dao động rất lớn vào các thời điểm sản xuất khác nhau nên bể điều hòa có tác dụng điều hòa lưu lượng và đảm bảo nồng độ chất thải có trong nước thải luôn ổn định hoặc dao động ở mức độ chấp nhận trước khí đi vào hệ thống.
Bể keo tụ - tạo bông - tuyển nổi:
Tại bể phản ứng keo tụ, nước thải được bổ sung dung dịch keo tụ và chất loại màu để keo tụ các chất bẩn có trong nước thải và loại màu nước thải. Nước thải sau khi thêm hóa chất keo tụ sẽ kết tụ các chất bẩn lại với nhau, đồng thời chất trợ keo tụ (polymer) được bổ sung nhằm tăng kích thước của bông cặn. Bể tuyển nổi có tác dụng tách bông vặn khỏi nước thải.
Bể keo tụ
Nước thải từ bể điều hòa được bơm lên Bể keo tụ. Tại đây, hóa chất điều chỉnh pH (NaOH) được bơm hóa chất được châm vào để điều chỉnh pH đến giá trị tối ưu
(pH = 6.0 – 6.5) của quá trình phản ứng keo tụ. Đồng thời, hóa chất trợ keo tụ (PAC) cũng được bơm hóa chất châm vào song song. Motor khuấy cũng bắt đầu khuấy trộn tạo điều kiện tiếp xúc tốt giữa hóa chất và nước thải.
Bể tạo bông
Nước thải sau khi qua bể keo tụ sẽ tự chảy vào Bể tạo bông. Tại đây, hóa chất tạo bông (Polymer) được bơm hóa chất được châm vào để tăng hiệu quả tuyển nổi. Motor khuấy cũng bắt đầu khuấy trộn tạo điều kiện tiếp xúc tốt giữa hóa chất và nước thải.
Bể tuyển nổi Nước thải dệt nhuộm sau khi qua bể tạo bông sẽ tự chảy qua Bể tuyển nổi DAF. Tại bể tuyển nổi DAF, hỗn hợp khí và nước thải được tạo ra nhờ máy nén khí – AC và bồn tạo áp làm tăng hiệu quả tách các cặn lơ lửng nhờ các bọt khí li ti và giúp giảm lượng chất hữu cơ và tăng hiệu quả xử lý cho quá trình xử lý sinh học phía sau. Lượng cặn nổi trên bề mặt được tách khỏi nước thải nhờ thiết bị gạt tự động được dẫn xuống vị trí thu gom và thải bỏ nơi quy định.
Bể trung gian
Nước sau khi qua bể DAF sẽ tự chảy vào Bể trung gian. Tại đây, nước thải được ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm (BOD, COD,...) và điều chỉnh pH.
Bể EGSB
Nước thải sau khi qua bể trung gian ổn định lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm sẽ được các bơm chìm bơm vào thiết bị xáo trộn trước khi vào bể EGSB. Đồng thời, hóa chất điều chỉnh pH sẽ được châm vào thiết bị xáo trộn để điều chỉnh pH đến giá trị tối ưu (pH = 6.5 – 7.5) cho quá trình xử lý sinh học hiếu khí các chất hữu cơ, nitơ, phospho.
Chức năng của bể EGSB là phân huỷ kỵ khí các chất hữu cơ có trong nước thải bằng bùn kị khí lơ lửng ở đáy bể.
Bể Aerotank
Nước thải sau khi qua bể EGSB sẽ tiếp tục được xử lý sinh học hiếu khí tại Bể Aerotank. Bể bùn hoạt tính hiếu khí sử dụng vi sinh vạt hiếu khí (bùn hoạt tính lở lửng) trong điều kiện giàu oxy (DO>2 mg/L) nhằm loại bỏ chất hữu cơ và một phần độ màu của nước thải. Hệ thống máy thổi khí được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động.
Bể lắng
Nước thải sau khi ra khỏi bể Aerotank sẽ tự chảy tràn quaBể lắng. Tại đây, xảy ra quá trình tách bông bùn khỏi nước thải dưới tác dụng của trọng lực.
Bùn sau lắng được bơm đến bể chứa bùn và một phần bùn hồi lưu bổ sung vi sinh vật cho bể bùn hoạt tính hiếu khí. Nước thải sau khi qua bể lắng tự chảy sang bể trung gian.
Bể lọc áp lực than hoạt tính
Bể lọc áp lực với than hoạt tính đượ sử dụng để xử lý các hợp chất khó phân hủy sinh học còn lại sau các quá trình xử lý và độ màu còn lại trong nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
Nước thải sau quy trình công nghệ xử lý đạt QCVN 13:2015-MT/BTNMT, cột A