Nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các khu chế xuất khu công nghiệp TP.HCM

BÁO CÁO NGHIỆM THU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÁC KCX – KCN Ở TP.HỒ CHÍ MINH CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: PGS.TS NGUYỄN ĐINH TUẤN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 09/2008 ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ SỞ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CHI CỤC BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG (HEPA) MỤC LỤC Giới thiệu chung 1. Tính cần thiết của đề tài 2 2. Mục tiêu của đề tài 3 3. Nội dung của đề tài 3 4. Phương pháp thực hiện 4 Chương 1 : Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội và hiện trạng chất lượng nước sông, kênh rạch của thành phố 1.1 Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã h ội của thành phố HCM 5 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 5 1.1.2 Tình hình phát triển kinh tế - xã hội 7 1.2 Hiện trạng chất lượng nước sông, kênh rạch của thành phố 9 1.2.1 Hiện trạng chất lượng nước sông 9 1.2.2 Hiện trạng chất lượng nước kênh rạch 17 Chương 2 : Hiện trạng quản lý chất lượng nước thả i của các KCX – KCN Tp.HCM 2.1 Giới thiệu chung về các KCX – KCN 29 2.2 Hiện trạng chất lượng nước thải của các KCX – KCN Tp.HCM 33 2.3 Hoạt động quản lý chất lượng nước thải của các KCX – KCN 39 Chương 3 : Nghiên cứu lựa chọn các thông số quan trắc và thiết bị quan trắc tự động phù hợp với hoạt động của các KCX – KCN ở Tp.HCM 3.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 43 3.1.1 Kinh nghiệm xây dựng hệ thống quan trắc nước thải tự động của nước ngoài 43 3.1.2 Tình hình nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc nước thải tự động trong nước 43 3.2 Cơ sở lựa chọn các thông số quan trắc tự động chất lượng nước thải 44 3.3 Nghiên cứu lựa chọn các thiết bị quan trắc tự động phù hợp với hoạt động của các KCX – KCN 50 3.3.1 Tổng quan các thông số đo đạc lự a chọn 50 3.3.2 Phân tích và lựa chọn thiết bị đo đạc 57 Chương 4 : Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu và phần mềm ứng dụng phục vụ cho việc thu thập, lưu trữ, truyền số liệu và hiển thị dữ liệu 4.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu 72 4.1.1 Giới thiệu chung 72 4.1.2 Lý thuyết phân tích, thiết kế cơ sở dữ liệu theo cách tiếp cận hướng đối tượng 73 4.1.3 Phân tích, thiết kế cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý, giám sát chất lượng nước thải tại các KCX-KCN 83 4.1.4 Cài đặt cơ sở dữ liệu, quản lý dữ liệu quan trắc 92 4.2 Xây dựng phần mền ứng dụng 94 4.2.1 Phần mềm thu thập và truyền số liệu 94 4.2.2 Phần mềm lưu trữ và khai thác dữ liệu 119 Chương 5 : Mô hình trình diễn trạm quan trắc tự động chất lượng nước thải tại KCN Tân Bình 5.1 Mục tiêu của hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải thử nghiệm 138 5.2 Mô tả hệ thống quan trắc tự độ ng chất lượng nước thải thử nghiệm 138 5.3 Trang thiết bị và kinh phí cho hệ thống quan trắc thử nghiệm 139 5.3.1 Trang thiết bị cho hệ thống quan trắc thử nghiệm 139 5.3.2 Kinh phí thực hiện hệ thống thử nghiệm 143 5.3.3 Tiến độ thực hiện hệ thống quan trắc tự động thử nghiệm 145 5.3.4 Công tác vận hành, hiệu chỉnh và ảo trì, bảo dưỡng 145 5.4 Đánh giá hệ thống thử nghiệm 146 Chương 6 : Xây dựng đề án thiết lập mạng lưới quan trắc tự động chất lượ ng nước thải cho các KCX-KCN tại Tp,HCM 6.1 Nghiên cứu phương pháp luận thiết lập mạng lưới quan trắc tự động chất lượng nước thải cho các KCX-KCN tại Tp.HCM 147 6.1.1 Các yếu tố cần thiết để xây dựng mạng lưới quan trắc tự động chất lượng nước thải cho các KCX – KCN 147 6.1.2 Nghiên cứu phương pháp luận xây dựng mạng lưới quan trắc tự động chất lượng nước thải cho các KCX – KCN 149 6.2 Nghiên cứu thiết kế mạng lưới quan trắc tự động chất lượng nước thải 151 6.2.1 Nghiên cứu, đề xuất các nội dung cho hoạt động quan trắc tự động chất lượng nước thải 151 6.2.2 Nghiên cứu phương pháp xử lý số liệu và các họat động tác nghiệp khác 156 6.3 Thiết lậ p mạng lưới quan trắc tự động chất lượng nước thải cho các KCX – KCN 158 6.3.1 Nghiên cứu đề xuất các trang thiết bị và kinh phí họat động cho hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các KCX – KCN ở Tp.HCM 160 6.3.2 Dự trù kinh phí vận hành và bảo trì các trạm quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các KCX – KCN tại Tp.HCM 165 6.3.3 Tiến độ thực hiệ n 166 6.3.4 Công tác vận hành, hiệu chỉnh và bảo trì bảo dưỡng 166 Chương 7 : Kết luận và kiến nghị 7.1 Kết luận 167 7.2 Kiến nghị 167 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIỆT BVMT Bảo vệ môi trường BOD Nhu cầu ôxy sinh học BTNMT Bộ tài nguyên môi trường CN – TTCN Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp COD Nhu cầu oxy hóa học Coliform Loài vi sinh vật chỉ thị ô nhiễm do phân người, động vật. EC Độ dẫn điện DO Lượng ôxy hòa tan trong nước, là một chỉ tiêu chỉ tình trạng chất lượng nước ĐN Đồng Nai ĐTM Đánh giá tác động môi trường HEPZA Ban quản lý các KCN-KCX HTMT Hiện trạng môi trường GIS Hệ thông tin địa lý GEMS Hệ thống quan trắc môi trường toàn cầu KCN Khu công nghiệp KCX Khu chế xuất KT-XH Kinh tế – xã hội KLN Kim loại nặng mg/l Miligam trên lít mg/m 3 Miligam trên mét khối MPN Số xác suất cao N, NH 3 , P Công thức hóa chất: Nitơ, Amoni, Phospho pH là một đại lượng biểu hiện tính acid (pH=1-6); tính kiềm (pH=8-14) hoặc trung tính (pH=7) của dung dịch được đo PLC Thiết bị điều khiển P.QLMT Phòng Quản lý Môi trường QĐ Quyết định QT Quan trắc SG Sài Gòn SS Chất rắn lơ lửng Sở KHCN Sở Khoa học Công nghệ TT QTTN&MT Trung tâm quan trắc Tài nguyên và Môi trường TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam TP Thành phố WHO Tổ chức y tế thế giới UBND Ủy Ban Nhân Dân XLNT Xử lý nước thải DANH SÁCH BẢNG 1. Bảng 2.1. Vị trí các điểm thu mẫu 33 2. Bảng 2.2. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại các KCX-KCN Tp.HCM 05/2007 35 3. Bảng 2.3. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại các KCX-KCN Tp.HCM 09/2007 36 4. Bảng 3.1. Các thông tin cơ bản của một số KCN ở TP.HCM 48 5. Bảng 4.1. Mô hình Geodatabase 74 6. Bảng 4.2. Các lớp trạm quan trắc nước thải 85 7. Bảng 4.3. Các lớ p dữ liệu quan trắc 86 8. Bảng 4.4. Đặc điểm của chuẩn giao tiếp RS232C 99 9. Bảng 4.5. Bảng tóm tắt các chân RS232C của EIA 99 10. Bảng 4.6. Bảng tín hiệu EIA RS449 101 11. Bảng 4.7. Các chuẩn điều chế 102 DANH SÁCH HÌNH 1. Hình 1.1. Diễn biến pH tại các trạm quan trắc nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai 10 2. Hình 1.2. Diễn biến DO tại các trạm quan trắc nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai 11 3. Hình 1.3. Diễn biến BOD5 và COD tại các trạm quan trắc nước mặt sông SG – ĐN 11 4. Hình 1.4. Diễn biến nồng độ dầu tại các trạm quan trắc nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai 12 5. Hình 1.5. Diễn biến Coliform tại các trạm quan trắc nướ c mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai 13 6. Hình 1.6. Diễn biến pH tại các trạm quan trắc nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai 14 7. Hình 1.7. Diễn biến DO tại các trạm quan trắc nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai 14 8. Hình 1.8. Diễn biến COD và BOD5 tại các trạm quan trắc nước mặt sông SG – ĐN 15 9. Hình 1.9. Diễn biến nồng độ dầu tại các trạm quan trắc nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai 16 10. Hình 1.10. Di ễn biến pH nước mặt các kênh Tham Lương – Vàm Thuật năm 2006 – 2007 18 11. Hình 1.11. Diễn biến nồng độ COD nước mặt các kênh Tham Lương – sông Vàm Thuật năm 2006 – 2007 18 12. Hình 1.12. Diễn biến nồng độ BOD nước mặt các kênh Tham Lương – sông Vàm Thuật năm 2006 – 2007 19 13. Hình 1.13. Diễn biến độ pH nước mặt kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè năm 2006 – 2007.20 14. Hình 1.14. Diễn biến nồng độ COD nước mặt kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè năm 2006 – 2007 21 15. Hình 1.15. Di ễn biến nồng độ BOD nước mặt kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè năm 2006 – 2007 21 16. Hình 1.16. Diễn biến độ pH nước mặt kênh Tàu Hủ – Bến Nghé năm 2006 – 2007 22 17. Hình 1.17. Diễn biến nồng độ COD nước mặt kênh Tàu Hủ – Bến Nghé năm 2006 – 2007 23 18. Hình 1.18. Diễn biến nồng độ BOD nước mặt kênh Tàu Hủ – Bến Nghé năm 2006 – 2007 24 19. Hình 1.19. Diễ n biến nồng độ pH nước mặt kênh Đôi – Tẻ năm 2006 – 2007 25 20. Hình 1.20. Diễn biến nồng độ COD nước mặt kênh Đôi – Tẻ năm 2006 – 2007 26 21. Hình 1.21. Diễn biến nồng độ BOD nước mặt kênh Đôi – Tẻ năm 2006 – 2007 26 22. Hình 1.22. Diễn biến độ pH nước mặt kênh Tân Hóa – Lò Gốm năm 2006 – 2007 27 23. Hình 1.23. Diễn biến nồng độ COD nước mặt kênh Tân Hóa – Lò Gốm năm 2006 – 2007 28 24. Hình 1.24. Diễn biến nồng độ BOD nước mặt kênh Tân Hóa – Lò Gốm năm 2006 – 2007 28 25. Hình 3.1. Máng đo lưu lượng Parshall 50 26. Hình 3.2. Ống hở đầu 51 27. Hình 3.3. Thiết bị đo lưu lượng cơ khí 52 28. Hình 3.4. Thiết bị đo lưu lượng bằng điện từ 52 29. Hình 3.5.a. Thiết bị tính truyền sóng âm 53 30. Hình 3.5.b. Thiết bị sóng âm phản xạ 53 31. Hình 3.6. Điện cực thủy tinh đo pH 53 32. Hình 3.7. Đầu dò DO 54 33. Hình 3.8. Nguyên lý đo độ đục 55 34. Hình 3.9. Thiết bị Nephelometer 55 35. Hình 4.1. Ánh xạ lược đồ lớp ở mức logic sang repository 90 36. Hình 4.2. Xuất mô hình dùng công cụ Case Tool 90 37. Hình 4.3. Chọn tập tin để xuất mô hình 91 38. Hình 4.4. Thực hiện export 91 39. Hình 4.5. Giao diện kiểm tra kết quả sau khi xuất qua repository 91 40. Hình 4.6. Giao diện xây dựng geodatabase từ repository 92 41. Hình 4.7. Các lớp thuộc tính, lớp không gian và các quan hệ giữa các lớp được lưu trữ trong geodatabase 93 42. Hình 4.8. Hệ thống truyền nhận dữ liệu 94 43. Hình 4.9. Hệ thống kết nối đường truyền, trao đổi dữ liệu và kết thúc kết nối 109 44. Hình 4.10. Giao diện của chương trình thu thập và truyền dữ liệu 116 45. Hình 4.11. Giao diện kế t nối dữ liệu 116 46. Hình 4.12. Giao diện hộp thoại đăng ký cuộc gọi 117 47. Hình 4.13. Giao diện chờ kết nối 118 48. Hình 4.14. Giao diện kết nối hòan thành 118 49. Hình 4.15. Mô hình phần mềm quản lý dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải 120 50. Hình 4.16. Mô hình truy cập dữ liệu từ máy chủ trong hệ thống mạng 121 51. Hình 4.17. Hướng dẫ n cài đặt chương trình 128 52. Hình 4.18. Giao diện lựa chọn chương trình 128 53. Hình 4.19. Giao diện chính của chương trình 129 54. Hình 4.20.Giao diện cập nhật điểm quan trắc 130 55. Hình 4.21. Giao diện cập nhật thông tin trạm quan trắc 131 56. Hình 4.22. Giao diện cập nhật dữ liệu chất lượng nước thải 131 57. Hình 4.23. Giao diện xem thông tin trạm quan trắc 132 58. Hình 4.24. Giao di ện xem thông tin dữ liệu chất lượng nước thải 133 59. Hình 4.25. Giao diện tìm kiếm trạm quan trắc 133 60. Hình 4.26. Giao diện tìm kiếm trạm quan trắc chất lượng nước thải theo chỉ tiêu 134 61. Hình 4.27. Giao diện thống kê dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải 134 62. Hình 4.28. Giao diện kết quả thống kê dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải 135 63. Hình 4.29. Giao diện lựa chọn xuất dữ liệu quan trắc ra bảng Excel 135 64. Hình 4.30. Giao diện dữ liệu quan trắc trên bảng Excel 136 65. Hình 4.31. Giao diện thể hiện biểu đồ theo thời gian 136 66. Hình 4.32. Giao di ện thể hiện biểu đồ sự biến thiên chất lượng nước thải theo thời gian 137 67. Hình 5.1. Sơ đồ hệ thống quan trắc chất lượng nước thải từ xa 138 SUMMARY OF RESEARCH CONTENT Currently, the situation of water pollution of rivers, canals in Ho Chi Minh City (HCMC) as well as in other provinces has become more serious than ever due to waste water discharge from industrial and domestic activities. Waste water monitoring at discharge outputs is one of the tools for environmental management authorities to control those pollution sources. However, most of current monitoring practices have been conducted discontinuously so the quality of waste water discharge has not been assessed properly, especially when enterprises try to avoid fulfilling their legal obligation in environmental protection. Therefore, it is very necessarily for environmental management authorities to monitor waste water discharge continuously in order to deliver timely environmental protection solutions. Based on the approach to studies in and outside the country and the awareness of the importance of waste water quality control at existing export processing - industrial zones in the city, the project “A Study on Installation of Automatic Waste Water Quality Monitoring System at export processing - industrial zones in HCMC” was conducted by Assoc. Prof. Dr. Nguyen Dinh Tuan and his colleagues. The study’s results show that the application of Automatic Waste Water Quality Monitoring System in practice is feasible and necessary for environmental management. Some of the study’s results are summarized below: 9 Determining the waste water pollution parameters need to be monitored at industrial zones in HCMC, included flow, pH, SS, COD. 9 Developing criteria for selecting monitoring equipments serving for of the Automatic Waste Water Quality Monitoring System at export processing - industrial zones in HCMC. 9 Designing and developing the software for data transmission; data display, warning, storage and management. 9 Defining the mode of data transmission from monitoring stations to central station which is suitable with Vietnam telecommunication network infrastructure such as data transmission by means of fixed telephone network, ADSL network and wireless. 9 Installing the pilot model of Automatic Waste Water Quality Monitoring System at Tan Binh industrial zone. 9 Establishing the designing basis and cost estimation for Automatic Waste Water Quality Monitoring System at export processing - industrial zones in HCMC, [...]... Nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các khu chế xuất – khu công nghiệp ở Tp.HCM được thực hiện nhằm đưa ra một hệ thống cơ sở dữ liệu hoàn chỉnh, giúp công tác quản lý môi trường tại các KCN – KCX đạt hiệu quả cao 2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc tự động phục vụ cho công tác quản lý và giám sát chất lượng môi trường nước thải tại các KCX... xuất - khu công nghiệp đang hoạt động trên địa bàn thành phố, đề tài Nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các khu chế xuất – khu công nghiệp ở Tp.HCM do PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn cùng các cộng sự đã được thực hiện Kết quả nghiên cứu cho thấy việc triển khai ứng dụng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải vào thực tế là khả thi và cần thiết cho công tác quản... nối mở rộng hệ thống khi số trạm quan trắc tăng lên trong tương lai Tóm lại việc xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các KCXKCN Tp.HCM sẽ giúp các nhà quản lý môi trường kiểm soát liên tục được phần lớn chất lượng nước thải công nghiệp thải ra môi trường xung quanh, đồng thời có thể mở rộng ra việc kiểm soát chất lượng nước thải tại các địa phương khác hoặc theo các yêu cầu... chất lượng nước theo không gian - thời gian; xây dựng WebGIS để cung cấp các bản đồ mực nước và chất lượng nước của vùng ngập lũ lên mạng Internet phục vụ cho các tỉnh trong vùng và các cơ quan liên quan Trên cơ sở các nghiên cứu trong và ngoài nước, nhận thức được tầm quan trọng của việc kiểm soát chất lượng nước thải tại các khu chế xuất - khu công nghiệp đang hoạt động tại thành phố, đề tài Nghiên cứu. .. thập các dữ liệu tổng quan về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội Tp.HCM, chất lượng nước của sông rạch Tp.HCM và các văn bản pháp lý về bảo vệ môi trường; - Khảo sát và đánh giá hiện trạng hoạt động các Khu chế xuất (KCX) – Khu công nghiệp (KCN) ở Tp.HCM; - Khảo sát chất lượng nước thải của các nhóm doanh nghiệp điển hình trong các KCX – KCN ở Tp.HCM - Nghiên cứu lựa chọn các thông số quan trắc. .. trồng Thủy sản của Hoa Kỳ đã nghiên cứu thiết lập một hệ thống kiểm soát và quan trắc chất lượng nước tự động cho Trang trại nuôi thủy sản Scolt ở Laguna, California Các thông số quan trắc bao gồm nồng độ oxy hòa tan (DO), nhiệt độ nước và tổng các khí hòa tan Hệ thống quan trắc chất lượng nước tự động này đặt ở các bể nuôi cá tầm và sản xuất trứng cá hồi, thông số chất lượng nước từ mỗi cụm 12 bể sẽ gửi... thực chất chất lượng nước thải, nhất là khi các doanh nghiệp tìm cách đối phó Vấn đề đặt ra cho các nhà quản lý môi trường là cần phải kiểm sóat liên tục chất lượng nước thải đầu ra, nhằm có những giải pháp kịp thời cho công tác bảo vệ môi trường Trên cơ sở tiếp cận những nghiên cứu trong và ngoài nước, nhận thức được tầm quan trọng của việc kiểm soát chất lượng nước thải tại các khu chế xuất - khu công. .. theo các yêu cầu thực tế./ TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÁC KHU CHẾ XUẤT – KHU CÔNG NGHIỆP Ở TP.HCM 1 Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn – Chi cục bảo vệ môi trường Tp.HCM (HEPA) 2 Thư ký khoa học ThS Nguyễn Trọng Khanh 3 Các cán bộ tham gia chính: TT Họ và tên Học vị Ngành chuyên môn Đơn vị công tác 1 Nguyễn Phước Dân Tiến sỹ Kỹ... thiết cho công tác quản lý môi trường, sau đây là một số kết quả nghiên cứu: Xác định được các thông số ô nhiễm nước thải cần quan trắc tại các KCX-KCN Tp.HCM là lưu lượng, pH, SS, COD Xây dựng được các tiêu chí lựa chọn thiết bị đo đạc phục vụ cho công tác quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các KCX-KCN của Tp.HCM Đã thiết kế và xây dựng được phần mềm truyền nhận dữ liệu; hiển thị, cảnh báo, lưu... năng tự động thu thập dữ liệu chất lượng nước và mực nước để thành lập các bản đồ phục vụ cho các tỉnh có giải pháp ứng phó kịp thời với lũ Đề tài đã nghiên cứu giải quyết một số vấn đề sau: nghiên cứu xây dựng hệ thống tự động thu thập dữ liệu từ các cảm biến (đối với mực nước và 4 chỉ tiêu chất lượng nước: nhiệt độ, pH, độ mặn, độ đục), xây dựng mô hình biểu diễn và dự báo các số liệu mực nước và chất . chế xuất - khu công nghiệp đang hoạt động tại thành phố, đề tài Nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các khu chế xuất – khu công nghiệp ở Tp. HCM được thực. hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các KCX – KCN ở Tp. HCM 160 6.3.2 Dự trù kinh phí vận hành và bảo trì các trạm quan trắc tự động chất lượng nước thải tại các KCX – KCN tại. nghiệm xây dựng hệ thống quan trắc nước thải tự động của nước ngoài 43 3.1.2 Tình hình nghiên cứu xây dựng hệ thống quan trắc nước thải tự động trong nước 43 3.2 Cơ sở lựa chọn các thông số quan