THIẾT LẬP HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TÂN MAI

TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu: “Thiết lập hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Nhà máy Giấy Tân Mai - Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai” được thực hiện tại Nhà máy Giấy Tân M

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

  

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT LẬP HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI

CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TÂN MAI

Sinh viên : BÙI VĂN CHUYỀN Ngành : QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Niên khóa : 2007 – 2011

Tháng 7/2011

NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI – CÔNG TY

CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TÂN MAI

Tác giả

BÙI VĂN CHUYỀN

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư

Chuyên ngành Quản Lý Môi Trường

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

Tháng 7/2011

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, con xin gửi lời cảm ơn vô hạn đến cha mẹ Cảm ơn cha mẹ đã bên con,

truyền sức mạnh cho mỗi bước đi của con

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Môi trường và Tài nguyên – Trường Đại

học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian học

tại trường

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy Nguyễn Mạnh Hiến đã tận tình hướng dẫn,

chỉ bảo và giúp đỡ em trong suốt thời gian qua

Cảm ơn toàn thể ban lãnh đạo, các anh chị làm việc tại công ty Phượng Hải đã giúp đỡ

em trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Cảm ơn các bạn lớp DH07QM

Xin chân thành cảm ơn tất cả!!!

TP.HCM, ngày 05 tháng 07 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Bùi Văn Chuyền

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu: “Thiết lập hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại

Nhà máy Giấy Tân Mai - Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai” được thực hiện tại Nhà

máy Giấy Tân Mai – Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai, Công ty TNHH TMDV KHKT

Phượng Hải, phòng thí nghiệm khoa Môi trường và Tài nguyên – Trường Đại học Nông

Lâm TP Hồ Chí Minh Thời gian từ ngày 15/03/2011 đến ngày 10/07/2011

Đề tài đã được thực hiện gồm 5 chương với các nội dung cơ bản sau:

Chương 1 – Mở đầu: Giới thiệu mục tiêu của đề tài; nội dung nghiên cứu; phương

pháp nghiên cứu; phạm vi nghiên cứu

Chương 2 – Tổng quan về hệ thống quan trắc chất lượng nước: Tìm hiểu về quan

trắc môi trường nước và hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước

Chương 3 – Tổng quan về Nhà máy Giấy Tân Mai – Hiện trạng môi trường nước

khu vực Nhà máy: Giới thiệu về Nhà máy Giấy Tân Mai – Công ty Cổ phần Tập đoàn

Tân Mai; hiện trạng môi trường; thành phần và tính chất nước thải

Chương 4 – Thiết lập hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Nhà

máy Giấy Tân Mai – Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai: Thiết kế chương trình quan

trắc; đánh giá chất lượng nước thải tại Nhà máy Giấy Tân Mai; lựa chọn thông số, tần số

và vị trí đặt trạm quan trắc; lựa chọn thiết bị; đánh giá hiệu quả và khả năng mở rộng

Chương 5 – Kết luận và kiến nghị.

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG 1

1.2.1 Mục tiêu 1

1.2.2 Nội dung 1

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

1.3.1 Phương pháp tham khảo tài liệu 2

1.3.2 Phương pháp khảo sát điều tra 2

1.3.3 Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm 2

1.3.4 Phương pháp chuyên gia 2

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG 3

2.1.1 Mục tiêu của việc thiết lập hệ thống quan trắc chất lượng môi trường nước 3

2.1.2 Các thông số đánh giá chất lượng nước 4

2.1.2.1 Các thông số thủy văn 4

2.1.2.2 Các thông số hóa lý 4

2.1.2.3 Các thông số thủy sinh 5

2.1.3 Các trạm quan trắc chất lượng lượng nước 5

2.1.4 Tần số, thời gian quan trắc, kỹ thuật thu mẫu và bảo quản mẫu 5

2.1.5 Phương pháp phân tích các thông số đánh giá chất lượng môi trường nước 6

2.1.5.1 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 6

2.1.5.2 Phương pháp đo tự động 6

2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI 7

2.2.1 Hệ thống đo và thu thập dữ liệu chất lượng nước tại hiện trường 7

2.2.2 Bộ phận truyền dẫn dữ liệu 7

2.2.3 Hệ thống giám sát trung tâm 7

Chương 3 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI - CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TÂN MAI 8

3.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TÂN MAI 8

3.1.1 Vị trí địa lý 8

3.1.2 Lịch sử hình thành và cơ cấu tổ chức 8

3.1.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 9

3.1.4 Quy trình sản xuất tại Nhà máy Giấy Tân Mai 10

3.2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI 10

3.2.1 Chất lượng nguồn nước cấp 11

3.2.2 Nước thải 12

3.2.2.1 Nước thải sản xuất 12

3.2.2.2 Nước thải sinh hoạt 13

Chương 4 THIẾT LẬP HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TÂN MAI 18

4.1 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC CHO HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI 18

4.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY 18

4.3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG 19

4.3.1 Căn cứ lựa chọn 19

4.3.2 Khảo sát lựa chọn vị trí 20

4.4 LỰA CHỌN TẦN SỐ VÀ THỜI ĐIỂM QUAN TRẮC 21

4.5 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THIẾT BỊ QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG 21

4.5.1 Hệ thống đo và thu thập dữ liệu chất lượng nước tại hiện trường 21

4.5.1.1 Hệ thống máy chính COD serie CX3000 tích hợp đo chỉ tiêu COD, BOD, độ

màu – hãng AWA 22

4.5.1.2 Điện cực đo pH8000 – Hãng Sensorex 25

4.5.1.3 Điện cực đo tổng chất rắn lơ lửng serie 15SS – hãng Insiteig 27

4.5.2 Bộ phận truyền dẫn dữ liệu 28

4.5.3 Hệ thống giám sát trung tâm 29

4.6 LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TỰ ĐỘNG TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI 29

4.6.1 Lắp đặt hệ thống quan trắc chất lượng nước thải tự động 29

4.6.2 Cài đặt các thông số thiết bị 30

4.6.3 Vận hành hệ thống quan trắc tự động 31

4.6.4 Xuất và xử lý dữ liệu 32

4.7 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐO ĐẠC CỦA HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG 33

4.7.1 Kết quả phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm 33

4.7.2 Kết quả vận hành hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai 34

4.8 HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI 35

4.8.1 Tính toán chi phí 35

4.8.2 Khó khăn khi đầu tư hệ thống quan trắc tự động 36

4.8.3 Hiệu quả ứng dụng và khả năng mở rộng cho toàn Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai 36

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37

5.1 KẾT LUẬN 37

5.2 KIẾN NGHỊ 37

TÀI LIỆU THAM KHẢO 38

PHỤ LỤC 40

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Nhu cầu sử dụng nước 11

Bảng 3.2: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Đồng Nai tại trạm bơm nước cấp của nhà máy ngày 14/ 09/ 2010 11

Bảng 3.3: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Đồng Nai tại trạm bơm nước cấp của nhà máy ngày 13/ 12/ 2010 12

Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng môi trường nước của công ty ngày 14/09/2010 13 Bảng 3.5: Kết quả phân tích chất lượng môi trường nước của công ty ngày 13/12/2010 14 Bảng 3.6: Kết quả phân tích chất lượng nước thải ngày 27/05/2011 (sau HTXLNT) 14

Bảng 3.7: Kết quả phân tích chất lượng nước thải ngày 28/05/2011 (sau HTXLNT) 15

Bảng 3.8: Kết quả phân tích chất lượng nước thải ngày 30/05/2011 (sau HTXLNT) 16

Bảng 4.1: Chú thích cấu tạo của thiết bị phân tích chất lượng nước liên tục 22

Bảng 4.2: Chú thích nguyên lý hấp thụ tia UV 23

Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật thiết bị COD serie CX3000 23

Bảng 4.4: Cấu tạo đầu đo pH 25

Bảng 4.5: Giá trị cài đặt ngưỡng báo động đối với hệ thống quan trắc chất lượng nước thải nhà máy Giấy Tân Mai 30

Bảng 4.6: So sánh kết quả phân tích 33

Bảng 4.7: Kết quả quan trắc chất lượng nước thải sau HTXLNT ngày 27/05/2011 34

Bảng 4.8: Chi phí đầu tư ban đầu thiết bị quan trắc tự động 35

Bảng 4.9: Chi phí vận hành hằng năm của hệ thống quan trắc tự động 35

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ các bước chủ yếu trong thiết lập hệ thống quan trắc môi trường 4

Hình 3.1: Cơ cấu tổ chức Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai 9

Hình 4.1: Cấu tạo thiết bị COD serie CX3000 22

Hình 4.2: Nguyên lý hấp thụ tia UV mẫu nước theo định luật Beer – Lamber 23

Hình 4.3: Cấu tạo đầu đo pH8000 25

Hình 4.4: Nguyên lý hoạt động đầu đo pH8000 26

Hình 4.5: Điện cực đo TSS serie 15SS 27

Hình 4.6: Nguyên lý hoạt động điện cực đo TSS 28

Hình 4.7: Thiết bị truyền dẫn dữ liệu 29

Hình 4.8: Giao diện màn hình thu thập dữ liệu hệ thống quan trắc nước thải tự động tại Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai 31

Hình 4.9: Truy xuất dữ liệu 32

Hình 4.10: Xử lý dữ liệu 33

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

APHA : Hiệp hội Y tế Cộng đồng Mỹ (American Public Health Association)

AWA : Thiết bị phân tích nước tự động (Advanced Water Analyzers)

BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

BVMT : Bảo vệ môi trường

BYT : Bộ Y tế

COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

CTMP : Phương pháp hóa cơ nhiệt (Chemi-thermomechanical Pulp)

DIN : Tổ chức tiêu chuẩn của Đức (Deutsches Institut fur Normung)

DIP : Bột tái sinh

DO : Nồng độ oxy hòa tan (Dissolved Oxygen)

EGSM : Mở rộng của hệ thống thông tin di động toàn cầu (Extended Global System

for Mobile Communications)

GEMS : Hệ thống quan trắc môi trường quy mô toàn cầu (Global Environment

monitoringsystem)

GPRS : Công nghệ chuyển mạch gói (General Packet Radio Service)

GSM : Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile

LCD : Màn hình tinh thể lỏng (Liquid Crystal Display)

LED : Đèn phát quang (Light Emitting Diode)

PLC : Bộ điều khiển có thể cài đặt được (Programmable Logic Controller)

PTN : Phòng thí nghiệm

SIM : Thiết bị nhận dạng thuê bao (Subscriber Identity Module)

SMEWW : Phương pháp thử tiêu chuẩn cho nước và nước thải của Hiệp hội sức khoẻ

cộng đồng Hoa Kỳ

SMS : Dịch vụ tin nhắn ngắn (Short Message Service)

TBVTV : Thuốc bảo vệ thực vật

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVS : Tiêu chuẩn vệ sinh

TMDV : Thương mại dịch vụ

TMP : Phương pháp cơ nhiệt (Thermo Mechanical Pulp)

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

TSS : Tổng chất rắn lơ lửng (Total suspended solids)

UV : Tia cực tím (Ultra Violet)

WTO : Tổ chức thương mại thế giới (World Trade Organization)

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, nền kinh tế nước ta đang trên đà phát triển và giữ vị trí cao trên thương

trường quốc tế Sau bốn năm gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO, nền kinh tế mở

giúp Việt Nam có những bước tiến vượt bậc Với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam cơ

bản trở thành quốc gia công nghiệp theo hướng hiện đại, quá trình công nghiệp hóa, hiện

đại hóa được đẩy mạnh Cùng với những lợi ích mang lại cho nền kinh tế là sức ép ngày

càng lớn lên môi trường sống như: cạn kiệt tài nguyên, giảm đa dạng sinh học, mất cân

bằng sinh thái, biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường, nhiệt độ trái đất ngày càng

tăng…Trước thực trạng trên, mục tiêu đề ra mang tính chiến lược, lâu dài đó là phát triển

kinh tế xã hội luôn đi đôi với phát triển môi trường một cách bền vững

Ngành công nghiệp giấy và bột giấy là một trong những ngành công nghiệp gây ô

nhiễm môi trường nước hàng đầu Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải chưa thể đảm

bảo việc xả thải nguồn nước đạt chuẩn ra nguồn tiếp nhận Để quản lý và vận hành tốt hệ

thống xử lý cũng như cung cấp số liệu cho cơ quan có thẩm quyền kiểm tra thì với tần

suất quan trắc 2 – 4 lần mỗi năm không thể đánh giá chính xác, kịp thời được hết các tác

động của nguồn nước thải lên môi trường Vì vậy nhu cầu quan trắc tự động là một giải

pháp tối ưu, thấy được tầm quan trọng đó nên tôi quyết định thực hiện đề tài “Thiết lập

hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Nhà máy Giấy Tân Mai – Công

ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai”

1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG

1.2.1 Mục tiêu

Đề xuất thiết lập hệ thống quan trắc chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Tập

đoàn Tân Mai và đánh giá hiệu quả sau khi ứng dụng

1.2.2 Nội dung

 Tìm hiểu về quan trắc chất lượng nước, hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước

 Tổng quan về Nhà máy Giấy Tân Mai – Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai, hiện

trạng môi trường nước, đặc điểm và tính chất

 Khảo sát hệ thống xử lý, phân tích chất lượng nước thải sau xử lý của HTXLNT

 Thiết lập hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải và đánh giá hiệu quả sau

khi ứng dụng

1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.3.1 Phương pháp tham khảo tài liệu

 Tìm hiểu tài liệu về quan trắc môi trường, phương pháp xác định chỉ tiêu đánh giá

chất lượng nước

 Nghiên cứu tài liệu về các thiết bị phân tích chất lượng nước tự động

 Tài liệu liên quan từ internet, từ nhà sản xuất thiết bị, công ty Cổ phần Tập đoàn Tân

Mai

1.3.2 Phương pháp khảo sát điều tra

 Khảo sát lĩnh vực, công nghệ sản xuất của công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai

 Khảo sát hệ thống xử lý nước thải, vị trí lắp đặt hệ thống quan trắc tự động

1.3.3 Phương pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

 Phân tích chất lượng nước thải trước và sau hệ thống xử lý công ty Cổ phần Tập

đoàn Tân Mai tại phòng thí nghiệm và bằng thiết bị phân tích tự động

1.3.4 Phương pháp chuyên gia

 Tham khảo ý kiến của các chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực nghiên cứu

(Giáo viên giảng dạy môn học, nhà sản xuất, anh chị trong đơn vị thực tập, chuyên

viên kỹ thuật về thiết bị phân tích…)

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

 Đối tượng nghiên cứu: nước thải và hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước

 Phạm vi nghiên cứu: đề tài nghiên cứu trong phạm vi công ty Cổ phần Tập đoàn Tân

Mai, khu phố I, phường Thống Nhất, TP Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai; các thiết bị ứng

dụng trong hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC

CHẤT LƯỢNG NƯỚC

2.1 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG

Quan trắc môi trường là một quá trình đo đạc thường xuyên một hoặc nhiều chỉ tiêu về

tính chất vật lý, hoá học và sinh học của các thành phần môi trường, theo một kế hoạch

lập sẵn về thời gian, không gian, phương pháp và quy trình đo lường, để cung cấp các

thông tin cơ bản có độ tin cậy, độ chính xác cao và có thể đánh giá được diễn biến chất

lượng môi trường

2.1.1 Mục tiêu của việc thiết lập hệ thống quan trắc chất lượng môi trường nước

 Mục tiêu của quan trắc ô nhiễm môi trường nước là nhằm đánh giá chất lượng môi

trường nước khu vực nghiên cứu Cụ thể quan trắc ô nhiễm nước cung cấp các thông tin

về thành phần, nguồn gốc, nồng độ hoặc hàm lượng của các tác nhân ô nhiễm trong môi

trường nước; về khả năng ảnh hưởng của các tác nhân này; từ đó dự báo xu hướng diễn

biến về nồng độ và ảnh hưởng của chúng

 Các hoạt động quan trắc và phân tích môi trường nước diễn ra ngoài hiện trường

(lấy mẫu, bảo quản mẫu, đo đạc một số thông số không bền) và phân tích trong phòng thí

nghiệm Để thu thập được thông tin cần phải tiến hành một loạt hoạt động bao gồm từ

khâu lập kế hoạch, thiết kế chương trình, thiết kế mạng lưới, lấy mẫu, phân tích trong

phòng thí nghiệm và xử lý số liệu để:

 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước khu vực, địa phương

 Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường nước theo thời gian

 Cảnh báo sớm các hiện tượng ô nhiễm nguồn nước

 Theo các yêu cầu khác của công tác quản lý môi trường và phát triển kinh tế

 Đánh giá sự tuân thủ của các cơ sở sản xuất đối với các tiêu chuẩn nước thải

 Đánh giá mức độ phù hợp các tiêu chuẩn cho phép của nước thải

 Đánh giá hiệu quả của quá trình sản xuất

 Đánh giá hệ thống xử lý nước thải

 Hỗ trợ công tác kiểm soát ô nhiễm, tính phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

Hình 2.1: Sơ đồ các bước chủ yếu trong thiết lập hệ thống quan trắc môi trường

2.1.2 Các thông số đánh giá chất lượng nước

2.1.2.1 Các thông số thủy văn

Dòng chảy (m/s), mực nước (m), lưu lượng (m3/s)…

2.1.2.2 Các thông số hóa lý

Nhiệt độ, độ đục (NTU, FTU), độ màu (Pt – Co)

Oxy hòa tan (DO, mg/l), pH, độ mặn (‰ tức ppt), chất rắn lơ lửng (SS, mg/l), độ dẫn

điện (EC, µS/cm hoặc mS/m), CO2 (mg/l)

Một số thuốc bảo vệ thực vật thường gặp: các Clo hữu cơ (µg/l)…

2.1.2.3 Các thông số thủy sinh

Tổng colifom và các sinh vật gây bệnh

Động vật đáy

Phiêu sinh thực vật

 Tóm lại, để quan trắc chất lượng và đánh giá ô nhiễm nguồn nước ở một lưu vực,

một dòng sông hoặc một hồ chứa ta có thể lựa chọn các thông số hóa, lý, sinh học đặc

trưng

2.1.3 Các trạm quan trắc chất lượng lượng nước

 Trạm tự động

Đánh giá tác động các hoạt động do con người gây ra đối với chất lượng nước và đánh

giá khả năng sử dụng của nước theo các mục đích khác nhau

 Trạm cơ sở

Xác định chất lượng nước về mặt bản chất tự nhiên hoặc nguồn nước đưa từ nước

ngoài vào lãnh thổ quốc gia

Theo dõi xác định nguồn ô nhiễm và đường đi của các chất độc hại đặc biệt khi có sự

cố môi trường

 Trạm xu hướng

Xác định xu hướng thay đổi chất lượng nước ở các trạm chủ yếu là xâm nhập mặn

2.1.4 Tần số, thời gian quan trắc, kỹ thuật thu mẫu và bảo quản mẫu

Chất lượng nước tại mỗi trạm luôn bị thay đổi theo thời gian (phụ thuộc vào lưu lượng

và mức độ tác động của các nguồn ô nhiễm) Do vậy cần đo các giá trị cực đại, cực tiểu

và trung bình của các thông số theo thời gian để có thể phán ánh gần đúng giá trị thực Để

làm điều này số mẫu thu thập cần đủ lớn và tần số thu mẫu cần đủ cao Tuy nhiên việc

tăng cao số mẫu và tần số sẽ gây tốn kém về kinh phí và nhân lực Cho nên cần tính toán

vừa đủ độ tin cậy vừa không quá nhiều chi phí

Ghi chú: Xem phụ lục 1: Các phương pháp cơ bản trong quan trắc chất lượng nước

2.1.5 Phương pháp phân tích các thông số đánh giá chất lượng môi trường nước

2.1.5.1 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm

 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm cần tiến hành thu mẫu, bảo quản và vận

chuyển mẫu Một số thông số dễ bị thay đổi khi điều kiện môi trường bị thay đổi

 Các phương pháp phân tích được lựa chọn áp dụng:

 APHA: Các phương pháp chuẩn kiểm tra nước và nước thải của Hiệp hội Y tế

Cộng đồng Mỹ

 BS: Các tiêu chuẩn của Anh

 DIN: Các phương pháp chuẩn công nghiệp để kiểm tra nước, nước thải và bùn;

DIN 38404, DIN 38405, DIN 38407, DIN 38408, DIN38409

 ISO: Phương pháp chuẩn chất lượng nước của Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế

 SCA: Các phương pháp kiểm tra nước và các vật liệu liên quan của Cục Môi

trường Vương quốc Anh, Ủy ban thường trực các nhà phân tích

 SMEWW: Phương pháp thử tiêu chuẩn cho nước và nước thải của Hiệp hội sức

khoẻ cộng đồng Hoa Kỳ, tập 1, 2, 3 tái bản lần thứ 20

 TCVN: Các tiêu chuẩn Việt Nam về phân tích các thông số môi trường nước, Bộ

Khoa học Công nghệ và Môi trường

2.1.5.2 Phương pháp đo tự động

 Phương pháp đo tự động không yêu cầu lấy mẫu nên khá tiện lợi làm cho kết quả đo

ít bị thay đổi do các điều kiện bên ngoài tác động

 Hiện nay hầu hết các thông số để đánh giá chất lượng nước có thể được thực hiện

một cách tự động tại hiện trường bằng các thiết bị công nghệ mới

 Các phương pháp ứng dụng trong phân tích chất lượng nước tự động như:

 Phương pháp điện cực

 Phương pháp so màu

 Phương pháp quang phổ

 Phương pháp sắc ký…

2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG

NƯỚC THẢI

Các bộ phận của một hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước bao gồm:

2.2.1 Hệ thống đo và thu thập dữ liệu chất lượng nước tại hiện trường

Hệ thống đo đạc và thu thập dữ liệu tại hiên trường bao gồm hệ thống máy chính và

các đầu dò (sensor) đo các chỉ tiêu được kết nối Hệ thống đo có khả năng đo liên tục các

chỉ tiêu kết nối theo chu kỳ cài đặt sẵn Các dữ liệu được lưu trữ và có thể truy xuất dưới

dạng văn bản tiện lợi cho việc báo cáo và theo dõi

2.2.2 Bộ phận truyền dẫn dữ liệu

Bộ phận truyền dẫn dữ liệu gồm một Datalogger và một SIM điện thoại có kết nối

mạng không dây (GPRS, 3G…)

Các dữ liệu số sau khi được phân tích lưu trữ, tự động được truyền lên website thông

qua mạng không dây

Bộ phận truyền dẫn dữ liệu cho phép người quản lý truy cập thông tin trên mạng

internet hay đơn giản là điện thoại di động có kết nối mạng không dây bằng một tài khoản

đã được đăng ký trước

2.2.3 Hệ thống giám sát trung tâm

Hệ thống giám sát trung tâm bao gồm một máy tính chủ kết nối với bộ phận truyền

nhận dữ liệu bằng các thông số được lập trình mặc định

 Phần mềm thu nhận dữ liệu

 Phần mềm xử lý số liệu

Hệ thống giám sát trung tâm truy xuất dữ liệu dựa vào một trang web thiết kế và cài

đặt riêng thông số tài khoản bảo mật

Ghi chú: Xem phụ lục 2: Hiện trạng ứng dụng hệ thống quan trắc tự động môi trường

tại Việt Nam

- Công ty Cổ phần Tập Đoàn Tân Mai thuộc khu phố I – Phường Thống Nhất – TP

Biên Hòa – Tỉnh Đồng Nai

- Diện tích 125.183 m2

- Phía Bắc giáp với đường Phạm Văn Thuận, quốc lộ 15

- Phía Tây Bắc giáp với tường bao Trường Cao đẳng nghề Đồng Nai

- Phía Tây giáp với Ga Biên Hòa, Công viên Biên Hùng

- Phía Nam giáp với đường Võ Thị Sáu, sông Đồng Nai

3.1.2 Lịch sử hình thành và cơ cấu tổ chức

- Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai tiền thân là Công ty Kỹ Nghệ Giấy Việt Nam

(COGIVINA) được thành lập ngày 14/10/1958 và chuyển sang cổ phần vào đầu năm

2006

- Năm 2008 hợp nhất với Công ty cổ phần Giấy Đồng Nai, nâng sản lượng giấy lên

140.000 tấn, chính thức mang tên Công ty Cổ phần Tập Đoàn Tân Mai

Hình 3.1: Cơ cấu tổ chức Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai

Nguồn: http://www.tanmaipaper.com/

3.1.3 Đặc điểm điều kiện tự nhiên

 Địa hình

Là một phường có địa hình thoai thoải về hướng sông, không bằng phẳng, trên địa bàn

phường có 2 rạch lớn làm cơ sở thoát nước, là rạch Đồng Tràm đoạn cuối giáp sông của

suối Săn Máu và rạch Trường Tàu hệ thống thoát nước từ công viên Biên Hùng vào ga

Biên Hòa qua phường Thống Nhất

 Khí hậu – thủy văn

Khí hậu ôn hòa thuộc khu vực Đông Nam Bộ

- Nhiệt độ trung bình hàng năm 25,40C – 29,0C

- Nhiệt độ thấp tuyệt đối 20,50C

- Độ ẩm trung bình hàng năm 83,5% mùa mưa

- Độ ẩm thấp nhất mùa khô có khi dưới 70%

- Lượng mưa trung bình 1.800 mm/năm, phân phối không đều, trong 6 tháng mùa mưa

lượng mưa chiếm 90% lượng mưa cả năm

- Hướng gió chủ yếu là Tây – Tây Nam và Đông – Đông Bắc Gió Tây Nam thổi trong

mùa mưa với vận tốc trung bình 3,5 m/s Gió Bắc – Đông Bắc thổi từ tháng 11 đến tháng

3, là khu vực có ít gió bão

3.1.4 Quy trình sản xuất tại Nhà máy Giấy Tân Mai

Nhà máy Giấy Tân Mai sản xuất các loại sản phẩm bao gồm giấy, bột giấy từ nguyên

liệu gỗ và giấy tái chế với các công nghệ sau:

- Công nghệ sản xuất giấy từ nguyên liệu gỗ

- Công nghệ sản xuất bột CTMP

- Công nghệ sản xuất giấy từ giấy loại – DIP

Số lượng công nhân: 951 người

Ghi chú: Xem phụ lục 3: Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy của nhà máy Giấy Tân Mai

3.2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI

 Trước tháng 4 – 2011 nhà máy chưa xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải,

nước thải sản xuất được tập trung vào bể lắng để tách chất rắn lơ lửng (chủ yếu là bột mịn

bị lọt lưới lọc) bằng phương pháp lắng tự nhiên (lắng cơ học) Lượng nước thải sau khi

qua hệ thống xử lý trên được đưa vào hệ thống cống ngầm ra bể tập trung kết hợp với

nước thải sinh hoạt, nước mưa thoát ra ngoài theo hệ thống cống bê tông chảy vào lưu

vực sông Đồng Nai Bùn thải thu hồi từ bể lắng này chủ yếu là bột giấy được bơm vào bể

phơi bùn và được đưa qua hệ thống các xeo nguội đóng thành bánh và bán cho Công ty

Cổ phần Đồng Nai để tái sử dụng chạy các loại giấy cấp thấp

 Trong thời gian chờ hoàn thành hệ thống xử lý nước thải, nhà máy đã cố gắng xử lý

nội vi nhằm tiếp tục giảm thiểu ô nhiễm môi trường đến mức thấp nhất Nhà máy đã lắp

đặt các bộ lọc thu hồi bột giấy, cặn dăm từ phân xưởng giấy và phân xưởng bột theo công

nghệ Hà Lan Nhà máy đã hoàn thiện xong 2 tháp lắng và đưa vào sử dụng để xử lý nước

thải

 Tuy đã áp dụng các các phương pháp xử lý nước thải nhưng nước thải sau khi xử lý

vẫn chưa đạt tiêu chuẩn xả thải Do đang trong thời gian chờ thi công hệ thống xử lý nước

thải, nguồn nước ô nhiễm với lưu lượng lớn vẫn được xả vào lưu vực sông Đồng Nai làm

ô nhiễm môi trường nước ảnh hưởng tới hệ sinh thái và sức khỏe người dân

 Từ tháng 04 – 2011, nhà máy đưa vào vận hành HTXLNT với công xuất 4.950

m3/ngày

3.2.1 Chất lượng nguồn nước cấp

 Nhu cầu sử dụng nước của nhà máy: khoảng 5.700 m3/ngày

Bảng 3.1: Nhu cầu sử dụng nước Tổng lượng nước sử dụng

 Sông Đồng Nai không những là nguồn cung cấp nước cho công nghiệp, nông nghiệp

và sinh hoạt mà còn là nơi tiếp nhận nước thải của toàn khu vực

Bảng 3.2: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Đồng Nai tại trạm bơm nước cấp

của nhà máy ngày 14/ 09/ 2010

Bảng 3.3: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Đồng Nai tại trạm bơm nước cấp

của nhà máy ngày 13/ 12/ 2010

Chỉ tiêu

TSS (mg/ l)

COD (mg/ l)

BOD5

(mg/ l)

Độ màu

TN (mg/ l)

TP (mg/ l) Ngay trạm bơm

Ghi chú: QCVN 08:2008/BTNMT, Quy chuẩn quy định giới hạn các thông số và

nồng độ cho phép của các chất ô nhiễm trong nước mặt

Nhận xét: Kết quả phân tích cho thấy chất lượng nước sông Đồng Nai tại vị trí lấy

mẫu đã có dấu hiệu ô nhiễm chất hữu cơ

3.2.2 Nước thải

3.2.2.1 Nước thải sản xuất

Hiện nay tổng lưu lượng nước thải công nghiệp của nhà máy khoảng 4.500 m3/ ngày

phát sinh từ các nguồn sau:

- Nước thải rửa gỗ : 5 – 6 m3/ngày

- Nước thải sản xuất bột CTMP : 1.200 m3/ngày

- Nước thải sản xuất máy giấy 1 : 500 m3/ngày

- Nước thải sản xuất máy giấy 2 : 500 m3/ngày

- Nước thải sản xuất máy giấy 3 : 2.000 m3/ngày

- Nước thải sản xuất bột từ giấy vụn : 500 m3/ngày

 Toàn bộ nước thải của nhà máy được tập trung về bể lắng trung tâm để xử lý trước

khi xả ra sông Đồng Nai Bể lắng này có thể tích 9.000 m3 có chức năng lắng tách chất

rắn lơ lửng (chủ yếu là bột mịn và chất độn bị lọt lưới) Hiện tại công ty đã xây dựng hệ

thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn loại A với lưu lượng 4.950 m3 bắt đầu hoạt động từ

cuối tháng 04/2011

3.2.2.2 Nước thải sinh hoạt

Nước thải sinh hoạt của nhà máy chủ yếu gồm nước sinh hoạt từ căn tin, nước sinh

hoạt của công nhân viên trong nhà máy Ngoài ra còn có một lượng nước xả đáy và nước

dư từ phân xưởng xử lý môi trường cùng được nhập chung với nước thải sản xuất để xử

lý

 Kết quả phân tích nước thải trước khi vận hành hệ thống xử lý

Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng môi trường nước của công ty ngày 14/09/2010

Thông số Đơn vị tính Nước thải

trước xử lý

Nước thải sau bể lắng

QCVN 12:2008, kf=1, kq=1,1

QCVN 24:2009, kf=1, kq1,1

Bảng 3.5: Kết quả phân tích chất lượng môi trường nước của công ty ngày 13/12/2010

Thông số Đơn vị tính Nước thải

trước xử lý

Nước thải sau bể lắng

QCVN 12:2008, kf=1, kq=1,1

QCVN 24:2009, kf=1, kq=1,1

Nhận xét: Trước khi vận hành hệ thống xử lý nước thải, kết quả đo chỉ tiêu pH trong

nước thải nằm trong giới hạn quy chuẩn cho phép Riêng các chỉ tiêu như SS, BOD5,

COD, độ màu trong nước thải của nhà máy còn cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn quy

định

 Kết quả phân tích nước thải sau khi vận hành hệ thống xử lý

 Hệ thống xử lý nước thải được xây dựng với công suất 4.950 m3/ngày do Công ty

Công nghệ sạch Cleantech và Công ty Đại Dũng thiết kế và xây dựng Hệ thống sau khi

xây dựng xử lý nước thải đạt QCVN 12:2008/BTNMT và QCVN 24:2009/BTNMT cột

A

Ghi chú: Xem phụ lục 7: Sơ đồ hệ thống XLNT công ty cổ phần Tập đoàn Tân Mai

Bảng 3.6: Kết quả phân tích chất lượng nước thải ngày 27/05/2011 (sau HTXLNT)

STT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp thử Kết quả

QCVN 12: 2008

kf = 1

kq =1,1

QCVN 24:2009

Bảng 3.7: Kết quả phân tích chất lượng nước thải ngày 28/05/2011 (sau HTXLNT)

STT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp thử Kết quả

QCVN 12: 2008

kf = 1

kq =1,1

QCVN 24:2009

USEPA Method

Bảng 3.8: Kết quả phân tích chất lượng nước thải ngày 30/05/2011 (sau HTXLNT)

STT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp thử Kết quả

QCVN 12: 2008

kf = 1

kq =1,1

QCVN 24:2009

Nhận xét: Kết quả phân tích chất lượng nước thải sau khi qua HTXLNT tại Nhà máy

qua 3 ngày cho thấy hầu hết các chỉ tiêu đều đạt quy chuẩn của nhà nước, chỉ còn chỉ tiêu

độ màu thỉnh thoảng không đạt

Nước thải sau xử lý phải đạt QCVN12:2008/BTNMT quy định chất lượng nước thải

ngành giấy và bột giấy, QCVN24:2009/BTNMT cột A quy định chất lượng nước thải

công nghiệp

Ghi chú: Xem phụ lục 6: Qui chuẩn QCVN 12:2008/BTNMT và QCVN 24:2009/

BTNMT

Chương 4

THIẾT LẬP HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY

CỔ PHẦN TẬP ĐOÀN TÂN MAI

4.1 THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC CHO HỆ THỐNG QUAN TRẮC

TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI

 Công tác quan trắc chất lượng nước thải được tiến hành nhằm thu thập các thông tin

định lượng về nồng độ hiện tại của các thông số nước thải Các thông tin này có khả năng

giúp tiến hành quản lý nguồn nước thải tại nhà máy Giấy Tân Mai, cũng như giúp tiến

hành đánh giá phạm vi tác động do các chất ô nhiễm, diễn biến ô nhiễm cũng như các

biện pháp kiểm soát cần được triển khai Việc đánh giá chất lượng môi trường được tiến

hành dựa trên các dữ liệu quan trắc được với các tiêu chuẩn do cơ quan có thẩm quyền

quy định

 Hệ thống giám sát chất lượng nước thải tại nhà máy Giấy Tân Mai được thiết lập

dựa trên các quy trình cơ bản sau:

 Đánh giá chất lượng nước thải tại công ty, từ đó nghiên cứu lựa chọn các thông số

quan trắc

 Nghiên cứu lựa chọn các vị trí đặt trạm quan trắc tự động chất lượng nước thải

cho hệ thống xử lý nước thải

 Nghiên cứu lựa chọn thiết bị quan trắc tự động phù hợp nhất với hoạt động cũng

như chất lượng nước thải tại công ty

 Nghiên cứu ứng dụng cơ sở dữ liệu để quản lý số liệu quan trắc chất lượng nước

thải tự động tại trạm quan trắc

 Đánh giá kết quả thu thập

4.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY

Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai chuyên sản xuất giấy và bột giấy với nguyên liệu

đầu vào là gỗ và giấy loại nên dòng nước thải có lưu lượng lớn, có màu tối, chứa nhiều

chất hữu cơ, hóa chất tẩy trắng, độ màu, giá trị COD và BOD cao

 Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý hầu hết các chỉ tiêu đều đạt so với

QCVN12:2008/BTNMT và QCVN24:2009/BTNMT Tuy nhiên theo kết quả đo đạc thì

thông số về độ màu thay đổi tương đối lớn và có những lúc vượt quy chuẩn cho phép

 Từ những yếu tố trên cùng với yêu cầu số liệu của cơ quan quản lý và tính toán chi

phí lợi ích, các thông số quan trắc chất lượng nước tự động được đề xuất bao gồm: BOD,

COD, TSS, pH, độ màu

 Các chỉ tiêu trên là đặc trưng của thành phần, tính chất nước thải, có ý nghĩa quan

trọng trong việc đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý

4.3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG

4.3.1 Căn cứ lựa chọn

 Vị trí đặt trạm quan trắc phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật chung sau:

- Phân tích các mẫu đại diện của hệ thống

- Đánh giá được chính xác đặc điểm và các thông số ô nhiễm

- Đảm bảo an toàn và hoạt động ổn định của hệ thống quan trắc

- Thuận lợi trong quá trình vận hành và sửa chữa

- Thiết bị lắp đặt và vận hành không làm ảnh hưởng, thay đổi hay di dời các bộ phận

của hệ thống xử lý

 Yêu cầu của Sở Tài nguyên Môi trường

- Sở Tài nguyên Môi trường yêu cầu Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai phải lắp đặt

hệ thống quan trắc chất lượng nước thải tại hố ga phía sau HTXLNT nhà máy Giấy Tân

Mai để đánh giá chất lượng nước trước khi xả vào lưu vực sông Đồng Nai

- Yêu cầu khi lắp đặt và vận hành hệ thống quan trắc không làm thay đổi vị trí lấy

mẫu quan trắc, hướng và lưu lượng của nguồn nước thải

 Yêu cầu của Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai

- Công ty yêu cầu khảo sát và đưa ra phương án khả thi nhất để xây dựng hệ thống

quan trắc: chất lượng hệ thống phải chính xác, đảm bảo bền, đẹp, an toàn

- Hạn chế tối đa việc thi công làm ảnh hưởng, thay đổi các công trình hiện hữu như:

làm thay đổi các hệ thống cống ngầm, xây dựng thêm các công trình phụ trợ…

- Hệ thống dây cáp, ống thu mẫu đặt ngầm dưới mặt đất

4.3.2 Khảo sát lựa chọn vị trí

 Yêu cầu khảo sát

- Khảo sát để lựa chọn vị trí phù hợp nhất với tất cả yêu cầu của các bên

- Việc khảo sát địa hình đảm bảo cho quá trình lắp đặt và vận hành hệ thống đạt kết

quả tốt nhất và đảm bảo an toàn khỏi các hư hại

- Đo đạc chính xác chiều dài để lắp đặt đường ống dẫn và tính toán thiết kế cáp cho

các đầu đo

- Thiết lập mạng lưới cấp điện cho hệ thống quan trắc

 Những vấn đề thực tế cần giải quyết

- Lưu lượng nước tại hố ga lớn (trước khi được hòa chung với hệ thống nước mưa để

xả vào sông Đồng Nai) tạo ra áp lực mạnh lên hệ thống đầu đo và đầu lấy mẫu, có thể gây

đứt dây cáp, các va chạm mạnh có thể làm đầu đo bị vỡ

- Hố ga sâu và hẹp gây khó khăn cho việc thiết kế và lắp đặt các đầu đo, khó khăn

trong quá trình bảo trì, vệ sinh

- Vị trí hố ga lấy mẫu xa so với vị trí đặt máy tại trạm điều hành nên có thể gây sai số

trong quá trình lấy mẫu đo

- Mặt sân từ hố ga tới nhà điều hành bằng bê tông dày khoảng 5 – 7 cm, khó khăn

trong việc thi công hệ thống ống dẫn nước, cáp ngầm nếu đặt hệ thống thiết bị tại nhà điều

hành

 Lựa chọn vị trí đặt trạm quan trắc

Từ những yêu cầu và khắc phục những vấn đề thực tế gặp phải khi khảo sát, quyết

định chọn vị trí đặt trạm quan trắc tại phía trên miệng hố ga ngay sau HTXLNT với

khoảng cách không quá 3 m Tại đây xây một trạm bảo quản với các thông số dài x rộng x

cao là 2 m x 2 m x 2,5 m

Ghi chú: Xem phụ lục 7: Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy Giấy Tân

Mai

4.4 LỰA CHỌN TẦN SỐ VÀ THỜI ĐIỂM QUAN TRẮC

 Lựa chọn tần số quan trắc dựa trên yêu cầu về số liệu và quy trình xử lý của hệ

thống xử lý nước thải

 Việc lựa chọn tần số quan trắc có ảnh hưởng lớn đến kết quả quan trắc thu thập, tần

số quan trắc càng cao thì số liệu thu thập càng chính xác

 Tuy nhiên việc lựa chọn tần số quan trắc phải phù hợp với điều kiện thực tế tại công

ty, đảm bảo cho thiết bị hoạt động an toàn và hiệu quả

 Với yêu cầu về số liệu liên tục và đáp ứng kịp thời, lựa chọn tần số quan trắc như

sau:

 Hệ thống đo và thu thập dữ liệu hoạt động liên tục trong ngày, các giá trị được

lưu trữ và có thể truy xuất mọi lúc mọi nơi

 Cài đặt thời gian lấy mẫu theo chu kỳ là 45 giây, thời gian phân tích và hiển thị

kết quả là 15 giây như vậy mỗi phút thực hiện phép đo và hiển thị kết quả một lần

4.5 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THIẾT BỊ QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG

 Hiện nay trên thị trường có một số hãng cung cấp thiết bị phân tích môi trường liên

tục như AWA (Singapore), Hach (Mỹ), Gimat (Đức), ABB (Đức), Sensorex (Mỹ),

Insiteig (Mỹ),…

 Trên thực tế tìm hiểu về tính năng kỹ thuật và xem xét giá thành, tôi đề xuất lựa

chọn thiết bị của hãng AWA và một số thiết bị khác để xây dựng hệ thống quan trắc tự

động chất lượng nước thải nhà máy Giấy Tân Mai

4.5.1 Hệ thống đo và thu thập dữ liệu chất lượng nước tại hiện trường

Hệ thống đo và thu thập dữ liệu được tích hợp đa chỉ tiêu tại hiện trường bao gồm:

- Hệ thống máy chính COD serie CX3000 tích hợp đo chỉ tiêu COD, BOD, độ màu

hãng AWA sản xuất và cung cấp

- Điện cực đo pH 8000 hãng Sensorex sản xuất và cung cấp

- Điện cực đo tổng chất rắn lơ lửng serie 15SS hãng Insiteig sản xuất và cung cấp

4.5.1.1 Hệ thống máy chính COD serie CX3000 tích hợp đo chỉ tiêu COD, BOD, độ

màu – hãng AWA

- Máy COD serie CX3000 giữ vai trò là máy chính trong mỗi trạm quan trắc Ngoài

chức năng đo trực tiếp nồng độ COD, BOD và độ màu, máy có chức năng kết nối các chỉ

tiêu khác để điều chỉnh và lưu trữ dữ liệu

- COD CX3000 với cổng đầu ra RS232 cho phép kết nối máy tính để truy xuất dữ liệu

cũng như tiến hành các thao tác trên hệ thống tự động

 Cấu tạo

Hình 4.1: Cấu tạo thiết bị COD serie CX3000

Bảng 4.1: Chú thích cấu tạo của thiết bị phân tích chất lượng nước liên tục

 Nguyên lý hoạt động:

Nguyên lý hoạt động dựa trên khả năng hấp thu tia UV của mẫu nước ở bước sóng 254

nm

Khi chiếu một chùm sáng có bước sóng xác định đi qua dung dịch, một phần nguồn

sáng sẽ bị hấp thụ bởi dung dịch đó Dựa vào phần áng sáng bị hấp thụ suy ra được hàm

lượng chất cần phân tích Cường độ chùm ánh sáng bị hấp thu tỉ lệ với nồng chất cần phân

tích tuân theo định luật Beer – Lambert

 Định luật Beer – Lambert:

C = K x lg (Lin / Lout) Trong đó:

C: Nồng độ mẫu

K: Hệ số hấp thụ của mẫu nước

Lin: Cường độ ánh sáng đi vào

Lout: Cường độ ánh sáng đi ra

Hình 4.2: Nguyên lý hấp thụ tia UV mẫu

nước theo định luật Beer – Lamber

3 Bộ tách sóng quang kiểm tra

4 Bộ tách sóng quang tham chiếu

 Thông số kỹ thuật

Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật thiết bị COD serie CX3000

Chu trình đo Chu trình đo liên tục, không sử dụng hóa chất

Tự động bù trừ nhiệt độ,

độ đục, chất rắn lơ lửng

Máy AWA có chức năng tự động bù trừ nhiệt độ, độ đục, chất rắn lơ lửng cho kết quả chính xác

Hệ thống đo đa chỉ tiêu

Khi cần thiết có thể nâng cấp, ghép nối đo thêm các chỉ tiêu khác như: độ đục, Phenol, dầu có 10% vòng thơm, Chlorophyl A, Rhodamin, Nitrate, Amoniac, pH, DO, TSS,… với module tín hiệu MI 4 – 20 mA

Số chỉ tiêu kết nối tối đa 6

Màn hình hiển thị Hiển thị trên màn hình LCD cảm ứng

Hệ thống làm sạch Hệ thống làm sạch tự động

Bộ nhớ máy Lưu trữ kết quả hơn 1 tháng

Kết nối máy tính Cổng RS232 nối máy tính, truy xuất số liệu

Bơm lấy mẫu Bơm lấy mẫu nhu động, bơm cao 5 m, được tích hợp bên

trong máy

Dải đo

Có thể chọn 1 trong 5 dải đo sau ( khi đặt mua máy)

0 – 200 mg/l; 0 – 800 mg/l; 0 – 2.500 mg/l; 0 – 5.000 mg/l; 0 – 20.000 mg/l

Nhiệt độ mẫu nước 0 – 800C (không được đóng băng)

 Chỉ tiêu đo độ màu

- Được tích hợp trên thiết bị đo COD serie CX3000

- Thang đo 0 – 100 Pt – Co; 0 – 1000 Pt – Co

- Độ chính xác 95%

- Nhiệt độ làm việc từ 0 – 500C

- Chu kỳ đo tự cài đặt

4.5.1.2 Điện cực đo pH8000 – Hãng Sensorex

Điện cực đo pH serie M51 – Hãng Sensorex (Mỹ) được kết nối với hệ thống máy chính COD serie CX3000 và lưu trữ kết quả

 Cấu tạo:

Hình 4.3: Cấu tạo đầu đo pH8000

Bảng 4.4: Cấu tạo đầu đo pH

S855 Cable assembly Bộ đầu nối dây cáp

8 – pin connector Đầu nối 8 chân Grease these o – rings Vòng đệm Knurled nut Đầu ốc khía vân Signal conditioner Bộ chỉnh tín hiệu 4 – 20 mA

 Nguyên lý hoạt động

Hình 4.4: Nguyên lý hoạt động đầu đo pH8000

Như một cục pin, điện cực pH gồm hai điện cực: cực thứ nhất là điện cực thuỷ tinh, còn gọi là điện cực đo và điện cực thứ hai là điện cực chuẩn Điện thế chỉ đo được khi hai điện cực này được nối với mạch đo và cả hai điện cực được nhúng chìm trong dung dịch để dòng điện được khép kín

Giá trị pH tính theo nồng độ ion H+ công thức như sau:

pH = - log[H+] Hoặc theo cách tính khi đo điện thế của ion H+ theo phương trình Nernst:

E = E0 – 2,3RT/nF x log[H+] Trong đó:

E0: thế điện cực chuẩn,

R: hằng số khí (R = 8,314 J/Kmol),

T: nhiệt độ tuyệt đối,

F: hằng số Faraday (F = 96,485 C/mol), n: số điện tử

Khi nhiệt độ T = 250C, giá trị 2,3RT/nF = 59,16 và phương trình Nernst viết lại như sau:

E = E0 + 59,16 x pH Phần chính của đầu đo là bầu thủy tinh cảm biến pH, bầu thủy tinh này chỉ cho phép ion H+ sẽ di chuyển vào trong để tạo ra sự cân bằng bên trong và bên ngoài dung dịch Sự

di chuyển của các ion này tạo ra sự thay đổi điện thế và máy sẽ đọc điện thế này để chuyển thành giá trị pH Theo phương trình Nernst ở trên thì nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến giá trị pH, do đó thiết bị sẽ có một sensor nhiệt độ đi kèm để đo nhiệt độ và lấy giá trị này

để bù trừ sai số đó Ngoài ra, sau thời gian đo, do ion đi vào bên trong sensor nên điện thế

chuẩn ban đầu E0 sẽ thay đổi nên phải dùng dung dịch chuẩn để hiệu chuẩn lại Khi bảo trì sensor chỉ cần rửa sạch bầu thủy tinh bằng nước sạch và hiệu chuẩn lại bằng các dung dịch đệm pH 4, pH 7 (hoặc pH 10) Các sensor pH này yêu cầu dòng chảy không quá 2 m/s để kết quả ổn định

 Thông số kỹ thuật

Thang đo: pH 0 – 14

Nhiệt độ làm việc: 0 – 1000C

Thời gian đáp ứng ổn định của đầu đo pH là 10 – 15 giây

Hiệu chuẩn ở pH 4, PH 7 hoặc pH 10

Cáp nguồn từ 10 – 600 m

4.5.1.3 Điện cực đo tổng chất rắn lơ lửng serie 15SS – hãng Insiteig

Điện cực đo TSS 15SS – hãng Insiteig (Mỹ) được kết nối với hệ thống máy chính COD serie CX3000

Hình 4.5: Điện cực đo TSS serie 15SS

Hình 4.6: Nguyên lý hoạt động điện cực đo TSS

 Thông số kỹ thuật

- Phương pháp đo: công nghệ hồng ngoại, không bị ảnh hưởng bởi độ màu và độ lớn của các hạt

- Dãy đo: 0 – 1.000 mg/l hoặc 0 – 30.000 mg/l

- Sai số: 3% toàn thang đo

- Tích hợp sensor đo nhiệt độ và làm sạch bằng khí nén

- Kết nối RS485, RS232

- Cáp dài 6,7 m (khi cần có thể yêu cầu dài hơn)

- Hiển thị kết quả trên màn hình LCD

- Phụ kiện bao gồm làm bộ làm sạch bằng khí nén và bộ giá thiết bị

 Ưu điểm của thiết bị

- Sử dụng công nghệ hồng ngoại gần tăng độ chính xác của thiết bị khi độ màu của nước thải thay đổi

- Đầu làm sạch được tích hợp trên thân sensor và bộ nén khí đi kèm theo thiết bị

4.5.2 Bộ phận truyền dẫn dữ liệu

Ứng dụng công nghệ truyền số liệu không dây với thiết bị truyền số Datalogger

Datalogger là một thiết bị truyền số liệu không dây trên băng tần GSM, EGSM, GPRS hoặc SMS…Thiết bị này cho phép kết nối với thiết bị phân tích thông qua cổng RS232 hay RS485 để truy xuất dữ liệu số Một datalogger cần có một SIM điện thoại được đăng

ký mạng không dây và thiết lập cấu hình truy xuất dữ liệu

Số liệu có thể được truy cập thông qua mạng di động internet bằng máy tính hay điện thoại di động có kết nối mạng không dây Wireless, GPRE, 3G…

Công nghệ truyền số liệu không dây: GSM – 850/1900MHz, EGSM – 900/1800 MHz, GSM, GPRS, và SMS

Tốc độ update web tối đa: min: 1 phút, max: 24 giờ

Tự động thiết lập lại truyền số liệu khi bị lỗi

Giao diện RS232, RS485 để truyền dữ liệu trực tiếp đến máy tính, PLC…

Hình 4.7: Thiết bị truyền dẫn dữ liệu

4.5.3 Hệ thống giám sát trung tâm

4.6.1 Lắp đặt hệ thống quan trắc chất lượng nước thải tự động

- Xây dựng trạm đặt thiết bị đo tại hố ga đầu ra HTXLNT, diện tích 4 m2

- Lắp đặt bồn chứa, đường ống dẫn nước sau HTXLNT và lắp đặt thêm đường ống dẫn lấy mẫu nước trước HTXLNT để có thể đo khi có nhu cầu

- Lắp đặt máy chính và các điện cực

- Lắp đặt hệ thống cấp điện

- Lắp đặt và kết nối bộ phận truyền dẫn dữ liệu