5.3.1.1Trang thiết bị tại trạm con (KCN Tân Bình)
a) Thiết bịđo pH
- Model: Differential Digital pHD sensor
- Đặc biệt thích hợp cho mơi trường ăn mịn.
- Dãy đo từ -2 đến 14 pH hoặc -2000 đến +2000 mV ORP.
- Độ nhạy: ± 0.01 pH
- Nhiệt độ làm việc từ -5oC đến 95oC
- Cĩ bù nhiệt độ bằng: NTC300
- Vật liệu thân điện cực: PEEK
- Kiểu kết nối ren: 1 inch NPT, Convertible Style
- Khoảng cách từđầu đo đến transmitter cĩ thể lên đến 1000m.
- Kết nối Plug & Play với bộ sc100 Controller
- Chiều dài cáp cĩ sẵn 10m
- Bảo hành: 01 năm
- Sử dụng trong thời gian từ 2~3 năm.
b) Thiết bịđo độđục hoặc độ lắng cặn SS
- Model: SOLITAX Turbidity and Suspended Solid sensor
- Dãy đo từ 0.001 đến 4000 NTU hoặc 0.001 đến 150 g/L.
- Độ chính xác cao tương đương với các phân tích từ phịng thí nghiệm.
- Làm việc ở nhiệt độ từ -20oC đến +60oC.
- Cĩ bộ phận tự làm sạch sensor theo thời gian cài đặt.
- Độ chính xác: nhỏ hơn 5% giá trịđọc
- Độ lặp lại: nhỏ hơn 1% giá trịđọc
- Giới hạn phát hiện : 1mg/L
- Nhiệt độ làm việc từ -20 đến 40 độ C
- Khơng phụ thuộc vào độ màu của nước mẫu vào
- Tích hợp cần gạt, tựđộng làm sạch đầu đo theo chu kỳ cài đặt
- Chiều dài cáp cĩ sẵn 10m
- Kết nối Plug & Play với bộ sc100 Controller
- Bảo hành: 01 năm
- Thời gian sử dụng: 02 năm
- Thời gian cân chỉnh thiết bị: 01 tháng/lần
c) Bộđiều khiển và hiển thị số sc100 - Model: sc100 Digital Controller.
- Kết nối với 02 đầu dị bất kỳ (pH, DO, độ đục, độ lắng cặn, Nitrate...).
- Tích hợp điều khiển PID, điều khiển ON/OFF.
- Cĩ tính năng “Plug & Play” tựđộng nhận dạng đầu đo gắn vào.
- Màn hình graphic LCD 128x64 pixel sáng rõ.
- Các tùy chọn truyền thơng linh hoạt như: Profibus, Modbus.
- 02 ngõ ra analog 4-20mA, 03 ngõ ra relay 100-230 VAC 5A.
- Bảo hành: 01 năm
- Thời gian sử dụng: 02 năm
d) Thiết bị PLC và các module
¾ Bộđiều khiển CPU trung tâm:
- Model: CPU S7-224
- Cĩ 14 Digital Input/ 10 Digital Output.
¾ Module analog Input để nhận tín hiệu analog từ các đầu đo:
- Model: Analog Module EM231
- Cĩ 04 ngõ vào analog 0~20mA, 0~5V, 0~10V, cách ly nhau.
¾ Module quay sốđiện thoại:
- Model: Modem Module EM241
- Giao thức truyền: PPI, Modbus
5.3.1.2Phương thức truyền thơng
Ở đây nhĩm nghiên cứu chọn kiểu truyền thơng qua mạng điện thoại hữu tuyến tại trạm xử lý nước thải của KCN Tân Bình và tại Chi cục. Thực hiện thuê bao 2 số điện thoại cố định như sau tại KCN Tân Bình đăng kí số 8158658 và tại Chi cục đăng kí số
9976640
5.3.1.3Thiết bị tại trạm trung tâm (Chi cục BVMT)
Hệ thống giám sát, thu thập dữ liệu tại trung tâm bao gồm: PLC, module modem, máy tính để bàn và phần mềm thu thập, lưu trữ và hiển thị số liệu chất lượng nước thải
được đo liên tục tại KCN Tân Bình.
¾ Bộđiều khiển CPU trung tâm:
- Model: CPU S7-224
- Cĩ 14 Digital Input/ 10 Digital Output.
- Khả năng mở rộng lên đến 07 module (AI, AQ, DI, DO, truyền thơng).
¾ Module quay sốđiện thoại:
- Model: Modem Module EM241
- Giao thức truyền: PPI, Modbus
- Kết nối qua đường dây điện thoại
¾ Máy tính để bàn cấu hình mạnh
- Pentium Dual-core 2x1.6 Ghz
- RAM: 1GB DDR2
- Ổ cứng: 160G (7200 rpm)
- Card màn hình, card âm thanh Onboard
- DVD CDRW combo
- Màn hình LCD 17 inch SamSung-SyncMaster
¾ Phần mềm thu nhận, lưu trữ và hiển thị dữ liệu
- Hệ cơ sở dữ liệu trên phần mềm cho phép ghi lại tình trạng động của các thơng số
mơi trường, các sự kiện đã xảy ra và nhật ký vận hành trạm KCN Tân Bình.
- Phần mềm giám sát và thu thập ở trung tâm sẽ được phân quyền thơng qua các cơ chế bảo mật bằng mật khẩu.
- Phần mềm cho phép lập báo cáo, truy vấn, tìm kiếm, khơi phục... các thơng tin
5.3.2 Kinh phí thực hiện hệ thống thử nghiệm
Kinh phí và số lượng thiết bị lắp đặt cho hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại KCN Tân Bình được trình bày trong bảng sau:
Đơn vị: VND
STT Nội dung SL Đơn giá Thành tiền
1
Đầu đo pH lọai vi sai
-Model: Differential Digital pHD sensor - Dãy đo: -2~14 - 2 ngõ ra analog 4~20mA - Xuất xứ: HACH-USA 2 13,044,000 26,088,000 2 Đầu đo chất rắn lơ lửng (SS) hoặc độ đục (Tur)
-Model: SOLITAX Turbidity and Suspended Solid sensor
-Dãy đo: 0~150 g/l hoặc 0~4000 NTU -2 ngõ ra analog 4~20mA -Tích hợp cần gạt tự làm sạch -Xuất xứ: HACH-GERMANY 2 72,313,000 144,626,000 3 Bộđiều khiển và hiển thị số sc100 Digital Controller
-Model: sc 100 Digital Controller -02 ngõ ra analog 4~20mA riêng biệt, 03 relay alarm
-Xuất xứ : HACH-USA
2 22,428,000 44,856,000
4
Thu nhận dữ liệu, hiển thị và điều khiển trên PC tại trạm con
- PLC S7-224: 14DI/10DO (6ES7214) - Module 4 analog input (6ES7231) - Module moderm quay số (6ES7241) - Xuất xứ: SIEMENS - GERMANY
2 13,549,000 27,098,000
5
Thu nhận dữ liệu, hiển thị và điều khiển trên PC tại trung tâm
- PLC S7-224: 14DI/10DO (6ES7214) - Module moderm quay số (6ES7241) - Cable nối giữa PLC và PC (6ES7901) - Xuất xứ: SIEMENS - GERMANY
STT Nội dung SL Đơn giá Thành tiền 6 Máy tích xử lý dữ liệu (HP) - Pentium Dual-core 2x1.6 Ghz - Ram 1Gb DDR2 - Ổ cứng 160Gb - Màn hình LCD 17” VIEWSONIC 1 11,905,000 11,905,000 7
Chi phí cài đặt, cân chỉnh thiết bịđo đạc (trọn gĩi)
- Đồ gá thiết bị pH, SS
- 03 tủđiện 600x500x300 cm đấu nối thiết bị, cáp tín hiệu, cáp nguồn, ống nhựa, bảng gắn sensor+giá đỡ.
- Hướng dẫn cài đặt, cân chỉnh thiết bị
- Lập trình PLC quay số qua điện thọai - Lập trình, hướng dẫn sử dụng phần mềm SCADA
- Chi phí nhân cơng lắp đặt
1 45,080,000 45,080,000
8
Calibration cho đầu đo độđục và chất rắn lơ lửng, pH
- 02 chai 500ml 800 NTU StabCal - 01 lít dung dịch pH4 và pH7 1 2,727,000 2,727,000 9 Thiết bịđiện, điện thọai - CB tựđộng - UPS, ổn áp - Điện thọai bàn (đăng kí số, điện thọai) - Đồng hồđiện 3 8,794,000 26,382,000 Tổng cộng 339,746,000 Thuế VAT 22,258,250 Tổng cộng sau thuế 362,004,250
- Kinh phí đầu tư cho hệ thống quan trắc tựđộng chất lượng nước thải thử nghiệm bao gồm 1 trạm trung tâm, 2 trạm con là 362,004,250 (Ba trăm sáu mươi hai triệu và bốn nghìn hai trăm năm mươi đồng).
- Chi phí vận hành trong thời gian thử nghiệm bao gồm tiền điện và điện thoại trong 1 tháng vào khoảng 600,000đ (Sáu trăm ngàn đồng).
- Cơng tác chuẩn bị (khảo sát, lập kế hoạch, thực hiện đấu thầu mua thiết bị,…): 01 tháng từ ngày 01/01/-31/01/2008.
- Cơng tác lắp đặt thiết bị tại KCN Tân Bình và tại Chi cục: 01 tháng từ ngày 03/03- 28/03/2008.
- Cơng tác cân chỉnh thiết bị và vận hành thử được thực hiện từ 20/04/2008 đến nay.
5.3.4 Cơng tác vận hành, hiệu chỉnh và bảo trì, bảo dưỡng
Trong quá trình vận hành hệ thống thử nghiệm, nhĩm nghiên cứu đã thực hiện một số cơng cơng việc nhằm đảm bảo chất lượng dữ liệu và duy trì hệ thống hoạt động ổn
định như sau:
Đối với cơng tác vận hành:
- Kiểm tra thường xuyên cơng tác nhận dữ liệu tại trung tâm
- Phân tích, đánh giá chất lượng dữ liệu, nếu phát hiện dữ liệu cĩ vấn đề (như đột nhiên tăng, hạ bất thường hoặc khơng nhận được dữ liệu…) thì ngay lập tức kiểm tra lại hệ thống trung tâm, cử người đi kiểm tra tại trạm con.
- Định kì thứ 2 hàng tuần đi kiểm tra tại trạm con và vệ sinh các thiết bịđo.
- Ghi nhận lại cơng tác kiểm tra tại trạm con
- Định kì 2 tuần chuẩn độ lại thiết bị đo bằng dung dịch chuẩn chuyên dụng như
sau: đối với thiết bị đo pH dùng dung dịch chuẩn pH 4.01 (HI 7004) và pH 7.01(HI 7007) của hãng HANNA - Hungary; đối với thiết bị đo độđục dùng dung dịch chuẩn StablCal Standar,800 NTU của hãng HACH - USA.
Đối với cơng tác hiệu chuẩn:
- Dùng nước sạch, khăn sạch, xà phịng hoặc dùng dung dịch KCl vệ sinh các đầu
đo và rửa lại bằng nước cất trước khi hiệu chuẩn.
- Chuẩn bị các cốc thủy tinh đựng dung dịch chuẩn pH 4.01 và pH 7.01, dùng dụng cụ chứa chuyên dụng cho dung dịch chuẩn độđục (800NTU StablCal).
- Thực hiện hiệu chuẩn 2 điểm theo hướng dẫn của nhà cung cấp cho thiết bịđo pH và TSS với dung dịch chuẩn.
- Đặt các đầu đo vào dung dịch chuẩn, thực hiện thao tác chuẩn trên bộ phận điều khiển.
Đối với cơng tác bảo trì, bảo dưỡng:
Hiện nay do thiết bị cịn mới nên nên cơng tác bảo trì, bảo dưỡng chưa được thực hiện và thiết bị đang cịn trong thời gian bảo hành của hãng (bảo hành 1 năm). Tuy nhiên trong thời gian vận hành thử nghiệm hệ thống cĩ một số vấn đề cần lưu ý trong cơng tác bảo trì, bảo dưỡng là:
- Tủ điều khiển, dây tín hiệu cần phải được đặt xa các nguồn điện cao thế nhằm tránh nhiễu các thiết bị;
- Thường xuyên kiểm tra đường truyền điện thọai
- Cần trang bị bộ phận chống sét cho modem kết nối nhằm tránh modem bị hỏng do
ảnh hưởng của sét lan truyền.
- Cần cân chỉnh lại hệ thống khi cần thiết, thường chỉ cân chỉnh một lần lúc lắp đặt.
5.4Đánh giá hệ thống thử nghiệm
Hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải thử nghiệm hoạt động đạt yêu cầu của mục tiêu nghiên cứu và cĩ khả năng ứng dụng rộng rãi đối với các KCN-KCX tại Tp.HCM cũng như tại các địa phương khác, sau đây là một số nhận định:
5.4.1 Thiết bị phần cứng
- Thiết bịđo được nghiên cứu lựa chọn đáp ứng mục tiêu và yêu cầu của hệ thống
- Hệ thống truyền nhận dữ liệu được tích hợp đạt mục tiêu và yêu cầu nghiên cứu;
- Các thiết bị thu nhận, điều khiển đều được lập trình, cài đặt đáp ứng mục tiêu nghiên cứu.
5.4.2 Phần mềm thu nhận, lưu trữ, hiển thị và quản lý dữ liệu
- Phần mềm được nghiên cứu và lập trình đáp ứng yêu cầu đặt ra. Thực hiện thu nhận và lưu trữ dữ liệu pH, TSS mỗi 5’, 15’, 30’, 60’ cho 1số liệu tuỳ theo yêu cầu, thực hiện đo liên tục 24 giờ mỗi ngày. Dữ liệu được biểu thị ở dạng đồ thị, bảng excel.
- Giúp giám sát liên tục chất lượng nước thải thơng qua máy tính trung tâm (Chi cục), giám sát các thơng số pH, TSS trong nước thải tại khu vực đầu vào và đầu ra (sau khi xử lý) ở trạm xử lý nước thải tập trung KCN Tân Bình.
5.4.3 Một số lưu ý khi thực hiện hệ thống quan trắc tựđộng chất lượng nước thải
- Xác định tính chất, thành phần của nước thải nhằm giúp lựa chọn thiết bị, khoảng
đo phù hợp, khả năng thích nghi của thiết bị...một cách kinh tế nhất.
- Cơng tác xây dựng và lắp đặt thiết bị cần được tối ưu, tiết kiệm chi phí, đáp ứng các yêu cầu về mặt kỹ thuật, ngồi ra việc lắp đặt ở các vị trí phù hợp sẽ giúp cho việc sử dụng, cân chỉnh thiết bị trong quá trình vận hành một cách dễ dàng, thuận lợi nhất
- Thiết lập các quy trình vận hành chuẩn nhằm giúp cho cơng tác vận hành luơn
đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo chất lượng số liệu thu nhận được là chính xác.
- Xây dựng hệ thống tích hợp dữ liệu : cơng tác lựa chọn các phương thức truyền nhận số liệu phù hợp với yêu cầu và thực tế sẽ giúp cơng tác quản lý chất lượng nước thải đạt kết quả tốt và linh động nhất.
- Cơng tác đào tạo và chuyển giao cần được thực hiện vì việc hiểu biết về thiết bị và hệ thống đĩng vai trị quan trọng trong việc đảm bảo vận hành hệ thống và kéo dài tuổi thọ thiết bị, nâng cao hiệu quả của việc đầu tư.
CHƯƠNG 6
XÂY DỰNG ĐỀ ÁN THIẾT LẬP MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC TỰĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI CHO CÁC KCX-KCN TẠI TP.HCM
6.1Nghiên cứu phương pháp luận thiết lập mạng lưới quan trắc tựđộng chất lượng nước thải cho các KCX –KCN tại Tp.HCM
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 nước thải cho các KCX – KCN
6.1.1.1Các mục tiêu chung của việc quan trắc tựđộng chất lượng nước thải
- Đáp ứng nhu cầu về quản lý chất lượng nước thải tại các KCX – KCN trong thời đại thơng tin liên lạc.
- Cung cấp liên tục các thơng tin về chất lượng nước thải của các KCN-KCX cho cơ quan quản lý.
- Cho phép kiểm tra trạng thái hoạt động của các hệ thống xử lý nước thải. Cảnh báo kịp thời các diễn biến bất thường hay các nguy cơ ơ nhiễm, suy thối mơi trường.
- Cung cấp cơ sở dữ liệu để đánh giá tác động trong cơng tác quy hoạch KCX - KCN, bảo vệ sức khỏe cộng đồng cũng như xây dựng mơ hình, dự báo chất lượng nước thải tại các KCX – KCN trong tương lai.
6.1.1.2Các chức năng cấu thành của một hệ thống quan trắc tựđộng chất lượng nước thải
Một hệ thống quan trắc tựđộng nĩi chung cĩ nhiều thơng số chức năng, các thơng số này rất khác nhau và phức hợp.
Những thơng số chủ yếu là: - Lập kế hoạch
- Triển khai - Vận hành
- Thực hiện qui trình đảm bảo và kiểm sốt chất lượng QA/QC
Các thơng số chức năng chủ yếu tham gia trong hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải được trình bày như sau:
- Thiết kế mạng lưới + Xác định vị trí trạm + Lựa chọn thơng sốđo + Đo liên tục
- Đo đạc các thơng số mơi trường + Thiết bịđo
- Thu thập dữ liệu + Lưu trữ dữ liệu + Kiểm tra chất lượng dữ liệu + Kiểm tra thiết bịđo - Xử lý, phân tích dữ liệu + Nhận dữ liệu từ trạm con + Sàng lọc và kiểm tra + Lưu giữ và tra cứu + Lập báo cáo + Các chỉ số chất lượng + Các mơ hình chất lượng - Sử dụng thơng tin
+ Các nhu cầu thơng tin + Các mẫu lập báo cáo + Các thủ tục tác nghiệp + Đánh giá sử dụng
- Ra quyết định phục vụ cơng tác quản lý
6.1.1.3Trang thiết bị quan trắc tựđộng chất lượng nước thải tại các KCX-KCN
Trang thiết bị đo lường sử dụng cho việc đo đạc liên tục các thơng số là một bộ
phận khơng thể thiếu của mạng lưới quan trắc tựđộng. Phương hướng là cố gắng trang bị
các thiết bị đồng bộ với mạng lưới quan trắc tự động khác. Các trang thiết bị được chia thành 2 nhĩm loại:
- Thiết bịđo và ghi nhận dữ liệu - Phần mềm thu nhận, xử lý dữ liệu.
Lựa chọn đúng chủng loại thiết bị quan trắc tự động giúp cho chúng ta tiến hành các phép đo phù hợp, địi hỏi cĩ độ nhạy, chính xác cao. Trong quá trình sử dụng các thiết bị quan trắc tựđộng cần phải lưu ý đến các vấn đề như: