Dựa trên cơ sở lý thuyết và nghiên cứu thực tế, nhĩm nghiên cứu đề xuất các trang thiết bị và kinh phí hoạt động cho hệ thống quan trắc tựđộng chất lượng nước thải tại các KCX-KCN ở TP.HCM như sau :
6.3.1.1 Mơ tả hệ thống
Hiện nay tại thành phố Hồ Chí Minh đã tiến hành xây dựng 12 KCN và 3 KCX, do đĩ nếu thực hiện xây dựng hệ thống quan trắc chất lượng nước thải cho tất cả các KCX-KCN thì hệ thống sẽ bao gồm 15 trạm quan trắc con và 01 trạm trung tâm với sơđồ
hoạt động như sau :
Đây là một hệ thống mở, cĩ khả năng mở rộng trong tương lai khi số trạm quan trắc tăng lên.
Hệ thống gồm 03 phần chính:
- Hệ thống đo và thu thập dữ liệu chất lượng nước thải tại hiện trường. - Hệ thống truyền – nhận dữ liệu.
Ban quản lýcác KCN - KCX (HEPZA)
Trung tâm điều khiển và thu nhận dữ liệu
Trạm con 1 Trạm con 2 Trạm con 3 Trạm con n
- Hệ thống giám sát tại trung tâm.
¾ Hệ thống đo và thu thập dữ liệu tại hiện trường
Tại mỗi trạm quan trắc con gồm cĩ các cảm biến (sensor) và bộ truyền tín hiệu (transmitter) để đo lường các đại lượng chất lượng nước thải như: độ pH, TSS, độ đục, DO, COD…. Tất cả tín hiệu đo được tập hợp về PLC tại hiện trường thơng qua module Analog input và được truyền về phịng điều khiển trung tâm. Các thiết bị cần được lắp đặt tại các trạm con bao gồm :
- Các đầu đo cho từng loại thơng số ; - Bộđiều khiển các đầu đo ;
- Phần mềm chuyên dụng dùng để thu nhận dữ liệu
- Thiết bị thu nhận dữ liệu, hiển thị và điều khiển trên PC tại trạm con : Modem quay số, PLC, datalogger…
- Các thiết bị khác : UPS online, đồng hồ điện, ổn áp (nếu cần), các bộ phận che chắn cho bộđiều khiển, điện thoại cốđịnh, dung dịch chuẩn độ, dung dịch vệ sinh, thiết bị làm sạch đầu đo, dụng cụđựng dung dịch chuẩn theo qui định.
¾ Hệ thống truyền nhận dữ liệu
Việc truyền thơng dữ liệu từ các trạm quan trắc về trung tâm được thực hiện thơng qua đường dây điện thoại cĩ sẵn và các bộ mã hĩa/giải mã (modem) tại hiện trường và tại phịng điều khiển trung tâm.
¾ Hệ thống giám sát trung tâm
Tại trung tâm giám sát lắp đặt máy tính chủ và phần mềm SCADA được lập trình để
nhận tồn bộ dữ liệu từ các trạm quan trắc gởi về thơng qua modem và đường dây điện thoại. Hệ thống SCADA sẽ cung cấp giá trị đo tại các trạm theo nhiều dạng dữ liệu: số, graph, đường biểu diễn (đồ thị liên tục), các mức cảnh báo, báo động, các mẫu báo cáo và xuất báo cáo ra máy in. Hệ thống SCADA cịn cung cấp nhiều tiện ích khác giúp cho việc giám sát thống kê theo dõi nhiều trạm đồng thời và khả năng mở rộng hệ thống trong tương lai. Thiết bị tại trung tâm điều khiển và thu nhận dữ liệu bao gồm :
- Thiết bị thu nhận dữ liệu, hiển thị và điều khiển trên PC tại trạm trung tâm : Modem quay số, PLC, máy tính nhận và xử lý số liệu.
- Phần mềm chuyên dụng dùng để thu nhận và xử lý dữ liệu.
6.3.1.2Trang thiết bị và kinh phí cho trạm con
a) Các thơng số cần đo
Căn cứ nghiên cứu ở chương 3, nhĩm nghiên cứu đề nghị các thơng số quan trắc nước thải tựđộng như sau : - Lưu lượng, - pH, - cặn lơ lửng (SS), - COD. b)Cơ sở lựa chọn thiết bị quan trắc phù hợp - Sử dụng cơng nghệđo hiện đại; - Khoảng đo rộng, phù hợp thực tế khu vực đặt trạm; - Hướng dẫn sử dụng menu đơn giản và dễ sử dụng; - Cĩ 2 ngõ ra analog 0-20 mA hoặc 4-20 mA. - Hiển thị nhiều ngơn ngữ
- Đầu đo cĩ thể ngâm trong nước trong thời gian dài - Cĩ khả năng tựđộng làm sạch đầu đo.
c) Trang thiết bị và kinh phí cho trạm con
Hiện nay trên thị trường cĩ rất nhiều đơn vị cung cấp các loại đầu đo phù hợp theo yêu cầu nghiên cứu, tuy nhiên qua thực tế khảo sát thị trường thiết bị và nghiên cứu trên mơ hình thực nghiệm, nhĩm nghiên cứu đề xuất sử dụng trang thiết bị của hãng HACH, SIEMENS. Do đĩ việc tính tốn kinh phí thiết bị cho trạm con được dựa vào đơn giá thiết bị của đại diện hãng HACH, SIEMENS.
Bảng ước tính kinh phí cho trang thiết bị trạm con như sau :
Đơn vị tính : USD STT Nội dung yêu cầu SL Đơn giá Thành tiền
1
Đo lưu lượng kênh hở của hãng Siemens
-Model: Echomax sensor và OCM III analyzer
-01 ngõ ra analog 0/4~20mA, 03 ngõ ra relay alarm/điều khiển
-Cĩ sensor đo nhiệt độ mơi trường -Cấp bảo vệ IP65, nguồn cấp AC -Cable sensor dài 10 mét
-Xuất xứ: SIEMENS-CANADA
2
Đầu đo pH lọai vi sai chuyên dùng cho nước thải
-Model: Differential Digital pHD sensor -Dãy đo: -2~14 pH
-Khả năng ngâm trong nước thải -Thân sensor làm bằng thép khơng rỉ
-Kết nối với bộđiều khiển sc100 Digital Controller -Xuất xứ: HACH-USA 15 1,022.75 15,341.25 3 Đầu đo chất rắn lơ lửng (SS) hoặc độ đục (Tur)
-Model: SOLITAX Turbidity and Suspended Solid sensor
-Dãy đo: 0~50 g/L hoặc 0~4000 NTU -Khả năng ngâm trong nước thải -Tích hợp cần gạt tự làm sạch
-Khơng phụ thuộc vào màu của nước thải
-Kết nối với bộđiều khiển sc100 Digital Controller
-Xuất xứ: HACH - GERMANY
15 4,536.55 68,048.25 4 Thiết bịđo COD -Model: CODmax -Phương pháp đo: Dichromate -Dãy đo: 10~5000 mg/L
-02 ngõ ra analog 4~20mA riêng biệt, 02 relay alarm -Tự làm sạch, tự cân chỉnh thiết bị -Bao gồm phụ kiện lắp đặt và bơm mẫu nước thải -Xuất xứ: HACH-CHINA 15 16,693.72 250,405.80 5 Bộ điều khiển và hiển thị số sc100 Digital Controller
-Model: sc100 Digital Controller
-Kết nối với 02 sensor kỹ thuật số bất kỳ (pH, chất rắn lơ lửng SS, độ dẫn
điện, Clor dư, Nitrate...)
-02 ngõ ra analog 4~20mA riêng biệt, 03 relay alarm/control
-Xuất xứ: HACH - USA
15 1,491.78 22,376.70 6 Tủ điện và các phụ kiện lắp đặt tại trạm quan trắc -Đồ gá gắn các đầu đo tại đầu ra của nhà máy XLNT KCN -01 tủ điện 02 lớp gắn các bộ điều khiển, bộ phân tích lắp ngồi trời
-01 tủ điện chân đế gắn bộ datalogger, UPS, ổn áp, cơng tơđiện, nguồn
-Cáp tín hiệu 120m, cáp nguồn 120m -Các phụ kiện khác như CB, nguồn DC, cầu chì, domino, ống nhựa... cho lắp đặt thiết bị
-Hướng dẫn cài đặt, cân chỉnh các thiết bị phân tích cho trạm quan trắc
-Chi phí nhân cơng lắp đặt
7 Máy tính và phần mềm bản quyền lưu trữ dữ liệu, hiển thị trên PC tại trạm quan trắc (nếu cần) -Máy tính để bàn -Phần mềm thu nhận, lưu trữ dữ liệu -Chức năng lưu trữ, hiển thị, báo cáo chỉ tiêu chất lượng từ các đầu đo 15 3100 46,500.00 8 Thiết bịđiện, điện thọai - CB tựđộng - UPS online, ổn áp - Điện thọai bàn (đăng kí số, điện thọai) - Đồng hồđiện - Dụng cụ chứa dung dịch chuẩn 15 700 10,500.00 Tổng cộng 490,833
6.3.1.3Trang thiết bị và kinh phí cho trạm điều khiển trung tâm
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật trong cơng tác truyền nhận thơng tin, cĩ rất nhiều các giải pháp truyền thơng khác nhau phục vụ cho các nhu cầu, mục tiêu khác nhau. Tuy nhiên, để đáp ứng cho mục tiêu quản lý một cách linh
động, tiện lợi và tiết kiệm tốt đa chi phí vận hành hệ thống quan trắc tự động, nhĩm nghiên cứu đề nghị 2 phương thức truyền thơng như sau :
- Phương án 1 : Kinh phí trang thiết bị trạm trung tâm và trạm con với hệ thống truyền nhận dữ liệu theo phương thức quay số thơng qua modem và PLC :
Đơn vị tính : USD STT Nội dung yêu cầu SL Đơn giá Thành tiền
1 Máy tính thu nhận và xử lý số liệu 1 1,000 1,000
2
Thu nhận dữ liệu, hiển thị và điều khiển trên PC tại trạm con
-PLC S7-224: 14DI/10DO (6ES7214) -2 Module 4 analog input (6ES7231) -Module moderm quay số (6ES7241)
15 1,100 16,500
3
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)
1 900 900
4 liPhệu chần mất lềm thu nhượng nướậc thn và quải ản lý dữ 1 5,000 5,000
5
Chi phí lập trình SCADA (thu thập dữ liệu, hiển thị đồ thị, xuất dữ liệu), lập trình PLC, quay số qua điện thoại, hướng dẫn sử dụng phần mềm SCADA. 1 9,000 9,000 6
Thiết bịđiện, điện thọai và nhân cơng
- Cáp tín hiệu, cáp nguồn - UPS online, ổn áp - Điện thọai bàn (đăng kí số, điện thọai) - Đồng hồđiện - Các phụ kiện khác - Nhân cơng lắp đặt 1 1,000 1,000 7
Máy tạo nước cất, tủ ấm, cân điện tử phục vụ cho đo COD (trang bị 1 lần duy nhất)
1 700 700
8
Bình chứa hĩa chất và các phụ kiện phục vụ cho đo COD (trang bị 1 lần duy nhất)
1 400 400
- Phương án 2 : Kinh phí trang thiết bị trạm trung tâm và trạm con với hệ thống truyền nhận dữ liệu theo phương thức mạng khơng dây GSM-GPRS liệu thơng qua datalogger.
Đơn vị tính : USD STT Nội dung yêu cầu SL Đơn giá Thành tiền
1 Máy tính thu nhận và xử lý số liệu 1 1,000 1,000
2
Thu nhận dữ liệu, hiển thị và điều khiển trên PC tại trạm con thơng qua datalogger
15 1,077.80 16,167
3
Thu nhận dữ liệu, hiển thị và điều khiển trên PC tại trung tâm thơng qua datalogger
1 1,077.80 1,077.8
4 Phần mềm thu nhận và quản lý dữ
liệu chất lượng nước thải 1 5,000 5,000
5
Chi phí lập trình SCADA (thu thập dữ liệu, hiển thị đồ thị, xuất dữ liệu), cài đặt datalogger GSM-GPRS, hướng dẫn sử dụng phần mềm SCADA. 1 9,000 9,000 6
Thiết bịđiện, điện thọai và nhân cơng
- Cáp tín hiệu, cáp nguồn - UPS online, ổn áp - Sim điện thọai - Đồng hồđiện - Các phụ kiện khác - Nhân cơng lắp đặt 1 1,000 1,000 7
Máy tạo nước cất, tủ ấm, cân điện tử phục vụ cho đo COD (trang bị 1 lần duy nhất)
1 700 700
8
Bình chứa hĩa chất và các phụ kiện phục vụ cho đo COD (trang bị 1 lần duy nhất)
1 400 400