Trạm quan trắc, giám sát chất lượng nước liên tục – tự động

DỊCH VỤ, PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT LẮP ĐẶT, HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH VÀ CHUYỂN GIAO HỆ THỐNG
1.Phương án thiết kế, lắp đặt trạm quan trắc, giám sát chất lượng nước
1.1. Vị trí

• Vị trí đo: tại trạm/điểm giám sát.
• Vị trí đặt trạm: đặt ngoài trời hoặc trong nhà tại vị trí cần giám sát.
• Trạm đo đạc nếu đặt ngoài trời nên có mái che để hạn chế tác động của môi trường (nắng, mưa …) để đảm bảo trạm sử dụng bền với thời gian.

1.2. Trạm quan trắc, giám sát chất lượng nước online

• Tủ điện phải đủ không gian để đặt datalogger và modem truyền tín hiệu không dây, để đảm bảo tất cả thiết bị được bảo quản bên trong tủ điện, giảm thiểu các tác động từ bên ngoài (nắng, mưa, trộm cắp …).
• Tủ điện phải có lỗ khoan sẵn tạo lối đi để kết nối cáp của các sensor với datalogger.
• Điện áp cung cấp cho tủ điện: từ điện lưới quốc gia. Ngoài ra, trạm đo đạc nên được trang bị hệ thống thiết bị năng lượng dự phòng (máy phát điện tự động hoạt động khi mất điện lưới, pin mặt trời, acquy) để đảm bảo cho hệ thống hoạt động liên tục, không bị gián đoạn khi mất điện lưới tạm thời.

1.3. Phương án lắp đặt bộ thiết bị đo
Bộ thiết bị đo đa chỉ tiêu chất lượng nước được thiết kế lắp đặt với gá gắn cố định, ống bảo vệ, vật treo/dằn,… để đảm bảo độ bền của sensor cũng như khả năng hoạt động ổn định và chính xác.

Hình 2.1: Có nhiều phương án lắp đặt bộ sensor trong đo đạc giám sát chất lượng nước
Phương án lắp đặt cũng như thiết kế hệ thống cố định sensor sẽ được lựa chọn dựa trên đặc điểm cụ thể của trạm/điểm quan trắc – giám sát chất lượng nước.

2. Dịch vụ kỹ thuật thực hiện dự án

Công ty TNHH Khoa học và Kỹ thuật REECO cam kết, nếu được chọn là nhà cung cấp, sẽ thực hiện các công việc:
+ Khảo sát chi tiết và tiến hành các công tác thiết kế hệ thống với các bản vẽ thiết kế kĩ thuật đi kèm; lập kế hoạch thực hiện dự án chi tiết với danh sách các thiết bị/vật tư, các thiết bị sử dụng để thi công, thực hiện dự án … để trình khách hàng phê duyệt trước khi triển khai thực hiện.
+ Việc triển khai thi công, lắp đặt sẽ được lập kế hoạch chi tiết, tối ưu hóa trên cơ sở thảo luận với cán bộ phụ trách dự án của khách hàng nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng đến khả năng làm việc của các hệ thống hiện hữu và không gây ảnh hưởng đến quá trình làm việc của cán bộ công nhân viên của khách hàng tại khu vực này.
+ Cung cấp đồng bộ thiết bị vật tư đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của dự án kèm theo bản sao y các chứng chỉ xuất xứ và chất lượng (CO, CQ) đầy đủ, rõ ràng.
+ Hỗ trợ kiểm tra, bảo trì và bảo dưỡng hệ thống đo đạc cũng như hiệu chuẩn thiết bị sau khi hệ thống đo đạc đã đi vào hoạt đông nếu nhận được yêu cầu từ khách hàng.
Bên cạnh đó, chúng tôi sẽ cần đến sự hỗ trợ của khách hàng trong quá trình thực hiện dự án, cụ thể:
+ Cử nhân viên phối hợp cùng với kĩ sư của chúng tôi trong quá trình lắp đặt, lập trình, kết nối truyền dữ liệu từ trạm/điểm đo đạc, giám sát.

KHẢ NĂNG MỞ RỘNG CỦA TRẠM QUAN TRẮC, GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG TƯƠNG LAI
(Các trang thiết bị, dụng cụ, công việc (nếu có),… đề cập trong Phụ lục này chưa bao gồm trong phạm vi báo giá)

Sơ đồ kết nối hình 1.1, Phụ lục 1 cho thấy Datalogger sẽ là trung tâm kết nối truyền – nhận số liệu từ các thiết bị đo, tích hợp các thiết bị đo trở thành một hệ thống giám sát đa chỉ tiêu đồng bộ. Mô tả khát quát về Datalloger được trình bày tại Phụ lục 1. Hình 3.1 dưới đây trình bày hai phiên bản (model) của Datalogger minh chứng năng lực kết nối truyền – nhận số liệu đa kênh mạnh và hiệu quả.

Với công nghệ, tính năng – cấu hình kỹ thuật của Datalogger nêu trên, trong giai đoạn mở rộng người dùng chỉ cần trang bị thêm các thiết bị đo đạc phân tích chất lượng nước và/hoặc thiết bị lấy mẫu có tính năng cung cấp tín hiệu đầu ra (Signal output) là có thể tích hợp dễ dàng vào hệ thống đã đầu tư ở giai đoạn 1. Điểm thuận lợi là tính năng “signal output” hiện được trang bị hầu hết trên các thiết bị lấy mẫu tự động/ thiết bị phân tích online.
Sau đây, chúng tôi xin trình bày sơ lược về một số Thiết bị lấy mẫu tự động, Các thiết bị phân tích các chỉ tiêu tổng nitơ (T-N), tổng photpho (T-P), nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng carbon hữu cơ (TOC), phân tích tổng lượng và thành phần các nhóm tảo chất lượng cao và được sử dụng phổ biến:
3.1. Thiết bị lấy mẫu tự động
Thiết bị lấy mẫu nước tự động hoạt động theo nguyên lý hút mẫu chân không với khả năng kiểm soát ổn nhiệt. Nhận tín hiệu (thông số điều khiển đầu vào) từ các thiết bị của hệ thống giám sát chất lượng nước thông qua kết nối với Dattalogger (kết nối có dây) để lấy mẫu khi có thông số vượt ngưỡng.
Khung thiết bị được thiết kế hoàn toàn bằng thép không gỉ. Chai lưu mẫu bằng chất liệu nhựa PE hoặc thủy tinh; có thể lựa chọn các thể tích khác nhau từ 1 lít, 2 lít hoặc lớn hơn.
Hệ thống chân không/áp suất hoạt đông ổn định và chính xác nên không cần thiết phải hiệu chuẩn lại sau mỗi lần làm sạch.
Nhiệt độ tối ưu trong khoang lưu mẫu là 4^oC ± 1.5^oC tại nhiệt độ bên ngoài trong khoảng từ –25°C đến 42°C.
Thiết bị lấy mẫu được đặt trên sàn nhà trạm. Đầu ống lấy mẫu nhúng trong thùng (bể) chứa nước. Khi một trong các chỉ tiêu đo tại trạm giám sát vượt ngưỡng cho phép, thiết bị điều khiển tại trạm sẽ kích hoạt thiết bị lấy mẫu nước tự động để lấy mẫu ngay tại thời điểm có chỉ tiêu vượt ngưỡng. Mẫu được bảo quản lạnh tại nhiệt độ tối ưu (4^oC) để đem về phòng thí nghiệm phân tích.

Thiết bị lấy mẫu nước tự động

• Cho phép người dùng thiết lập các chương trình lấy mẫu khác nhau. Tùy chọn chế độ lấy mẫu thủ công.
• Hệ thống phân phối mẫu theo trục XY, phân phối mẫu trực tiếp và chai chứa mẫu, tránh hiện tượng nhiễm mẫu chéo (cross-contamination).
• Giao diện: RS232 tùy chọn RS485.
• Tín hiệu đầu vào: 4 x analogue 0/4-20 mA, 10 x digital (tín hiệu lưu lượng, tín hiệu sự kiện).
• Phương pháp lấy mẫu: lấy mẫu chân không, thể tích lấy mẫu 15-350 mL (có thể lên đến 2000 mL).
• Chiều cao hút mẫu: tối đa 8m (tại áp suất 1.8 bar)
• Tốc độ bơm: ≥5 m/s tại chiều cao hút tới 6m. Lưu lượng bơm có thể điều chỉnh.
• Các chế độ lấy mẫu: theo thời gian, theo sự kiện, lấy mẫu theo thể tích.
• Số lượng chai mẫu: nhiều lựa chọn khác nhau lên đến 49 chai x 1 L/chai.
• Chai mẫu của người sử dụng (không do nhà sản xuất cung cấp) có thể dễ dàng được sử dụng

3.2. Thiết bị phân tích COD tự động – truyền số liệu trực tuyến

Với tốc đô thị hóa nhanh và gia tăng các phương thức phát triển kinh tế, ô nhiễm các chất hữu cơ trong môi trường nước đã và đang trở thành một mối quan tâm lớn cho các tỉnh – thành phố. Việc lắp đặt các thiết bị đo COD (nhu cầu oxy hóa học) tự động – truyền số liệu trực tuyến để xác định khối lượng các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước trở thành một yêu cầu cấp thiết.
Thiết bị phân tích COD của hãng bbe Moldaenken, CHLB Đức vận hành tự động bao gồm các cấu thành: Bộ phá mẫu hiệu năng cao; Các bơm nhu động bơm mẫu và bơm tác chất riêng biệt giúp tránh trường hợp mẫu bị nhiễm bẩn; Bộ máy quang phổ xác định chính xác điểm chuẩn độ tương đương; Hệ thống điều khiển, phân tích tự động hiển thị trên màn hình cảm ứng; Bộ kết nối truyền số liệu trực tuyến – Datalogger – Máy chủ tại trạm trung tâm.

• Phương pháp đo: Phương pháp quang phổ (Photometric)
• Dải đo: 0 – 800 mg/L (khách hàng tùy chọn các dải đo khác nhau)
• Giới hạn phát hiện: 0.4 mg/L
• Độ chính xác: < ±5%
• Độ lặp lại: < 5% RSD
• Thời gian thực hiện mỗi phép đo: 60 phút
• Chu kỳ đo: 2, 3, 4,… giờ hoặc tùy chọn đo liên tục
• Zero drift: < 3% FS/24 giờ
• Span drift: < 3% FS/24 giờ
• Độ phân giải: 0.01 mg/L
• Phương pháp lấy mẫu: Lấy mẫu vào buồng đo bằng bơm nhu động
• Mức độ bảo vệ: IP54; IP65
• Chuẩn dữ liệu đầu ra: 4-20 mA (x2); RS232/485; MODBUS/TCP

3.3. Thiết bị phân tích tổng Photphat tự động – truyền số liệu trực tuyến
Là yếu tố dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của các sinh vật, tuy nhiên khi hàm lượng vượt trên một giới hạn nhất định, Photpho trở thành nguồn hỗ trợ đắc lực cho các loài tảo phát triển một cách nhanh chóng, gây nên hiện tượng tảo nở hoa. Hiện tượng này là nguyên nhân gây là cái chết hàng loạt cho các loài cá, động vật thân mềm, nó không chỉ ảnh hưởng tới sự sống còn của các loài thủy sinh, mà sự phân huỷ tảo gây ra mùi khó chịu. Do đó cần thiết phải trang bị thiết bị phân tích Phosphat (PO₄^3- tính theo P) tự động – truyền số liệu trực tuyến tại các trạm giám sát nước nhằm đánh giá và phản ứng kịp thời với các sự cố gây ô nhiễm nguồn nước.
Thiết bị đề xuất hoạt động 24/7, truyền số liệu trực tuyến về trung tâm. Thiết bị sử dụng phương pháp so màu tiên tiến cho độ chính xác, độ ổn định cao, với giới hạn phát hiện thấp đến 0.001mg/L.
Một số tính năng nổi bật bao gồm:

• Khả năng hoạt động: Sử dụng phương pháp phân tích so màu, phù hợp với tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6202:1996 và APHA 4500.P.B.E. Có khả năng điều chỉnh dải đo. Màn hình cảm ứng cho hiển thị và hoạt động cùng các chức năng tối ưu hoá công việc của người dùng, như: báo động lỗi, báo động hư hỏng, làm sạch buồng đo tự động, tùy chỉnh chu kỳ phép đo,…
• Điều khiển từ xa: chức năng thực hiện hiệu chuẩn tự động, điều khiển hiệu chuẩn từ xa, … giúp cho người vận hành trạm tiết kiệm thời gian.
• Vệ sinh, bảo trì: thiết kế dạng mođun cho việc bảo trì dễ dàng, cùng với chế độ làm sạch tự động theo chu kỳ với thời gian được cài đặt tùy chỉnh.

Các thông số kỹ thuật cơ bản:

• Phương pháp đo: Phương pháp so màu (Kolorimeter)
• Dải đo: 0 – 100 mg/L (khách hàng tùy chọn các dải đo khác nhau)
• Giới hạn phát hiện: 0.001 mg/L
• Độ chính xác: < ±3% giá trị đo hoặc 0.003 mg/L
• Độ lặp lại: < 1%
• Chu kỳ: 30 phút
• Zero drift: < 1% FS/24 giờ
• Range drift: < 1% FS/24 giờ
• Độ phân giải: 0.0001 mg/L
• Chu kỳ đo: 15 phút
• Mức độ bảo vệ: IP54; IP65
• Chuẩn dữ liệu đầu ra: 4-20 mA; RS232/485; MODBUS/TCP

3.4. Thiết bị phân tích tổng Nito tự động – truyền số liệu trực tuyếnMột số tính năng nổi bật bao gồm:

• Làm sạch buồng đo tự động, chu kỳ của phép đo do người dùng tùy chỉnh
• Kỹ thuật hiệu chỉnh nhiễu do độ đục cho kết quả của phép đo có độ chính xác cao nhất.
• Cho phép giám sát trạng thái làm việc của hệ thống thiết bị từ xa và chức năng chuẩn đoán số liệu đáng tin cậy
• Màn hình hiển thị cảm ứng, giao diện hoạt động dạng menu
• Báo động lỗi, sự cố, chức năng gọi tự động (Fault alarm, Error alarm, Call self-starting function)

Các thông số kỹ thuật cơ bản:

• Phương pháp đo: So màu (colorimeter)
• Dải đo: 0 – 350mg/L (khách hàng tùy chọn các dải đo khác nhau)
• Độ chính xác: < ± 3% hoặc 0.05mg/L
• Sai số: <2%
• Mức phát hiện: 0.05mg/L.
• Chu kỳ: 21 phút
• Zero drift:< 1% FS/24 giờ
• Range drift: <1% FS / 24 giờ
• Độ phân giải: 0.01mg / L
• Tín hiệu đầu ra: 4-20mA RS232 / 485 MODBUS / TCP
• Cấp bảo vệ: IP65

3.5. Thiết bị phân tích tổng Carbon hữu cơ (TOC) tự động – truyền số liệu trực tuyến

Giám sát tự động – trực tuyến – truyền số liệu về tổng hàm lượng tổng các bon hữu cơ có trong nước với độ chính xác và phân giải cao.
Thiết bị được thiết kế chuyên dụng cho vận hành dài ngày tại các trạm/điểm giám sát chất lượng nước (nước mặt, nước cấp sinh hoạt, nước cho công nghiệp dược phẩm, thực phẩm, nước sau xử lý,…). Việc hiệu chuẩn thiết bị được thực hiện trong vài phút với giao thức đơn giản. Thiết bị duy trì độ ổn định sau hiệu chuẩn trong thời gian dài giúp cung cấp giá trị chính xác và tin cậy với công sức bảo trì ít nhất.

Thông số kỹ thuật:

• Nguyên lý: Công nghệ oxi hóa bằng Na₂S₂O₈ nóng
• Kỹ thuật đo: NDIR (Non-dispersive infrared)
• Phương pháp tuân thủ theo: SM 5310 C, USEPA 415.3
• Thang đo (ppm): 0.050 – 25 hoặc 5 – 250 ppm carbon
• Hiệu chuẩn: 2 điểm (KHP two standards)
• Độ chính xác: ±5%
• Thời gian phân tích: chu kỳ 4 – 9 phút
• Giao diện vận hành: hoạt động trên hệ điều hành Window CE-based, màn hình màu, cảm ứng.
• Vỏ bọc chống bụi và nước phù hợp cho lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời.
• Hóa chất vận hành: Sodium persulfate (Na₂SO₄₎, Phosphoric acid (H₃PO₄)
• Khí: lưu lượng < 200 mL/min. 99.99% N₂ hoặc không khí đã loại CO₂
• Nguồn: 24VDC (tùy chọn adapter để chuyển từ 220 VAC sang 24VDC)
• Input Relays: 2 (Remote Start, Remote Stop)
• Output Relays: 2 (System Alarm, Sample Alarm)
• Analog Outputs: 2 (4 – 20 mA, người dùng tự cấu hình).

3.6. Thiết bị đo – định lượng các loại tảo online 24/7
+ Thiết bị quan trắc, định lượng thành phần các nhóm tảo liên tục, thích hợp lắp đặt tại các trạm/ điểm quan trắc giám sát chất lượng nước.
+ Phép đo tuân theo tiêu chuẩn phân tích chlorophyll hóa học ướt (DIN/ISO). Khác với các phương pháp chuẩn bị mẫu và đếm mất thời gian, phương pháp đo huỳnh quang in vivo xác định hàm lượng chlorophyll một cách nhanh chóng, ngay trong môi trường sống tự nhiên.
+ Định lượng các nhóm tảo khác nhau thông qua xác định lượng sắc tố chlorophyll của từng loại.
+ Chuẩn đúng kết quả phân tích, đo và loại trừ ảnh hưởng của các hợp chất vàng (Gelbstoff measurement). Loại trừ ảnh hưởng của độ đục.
+ Tích hợp bộ làm sạch tự động buồng đo cho phép làm sạch định kỳ và ngăn chặn sự phát triển của các màng bám sinh học trong quá trình vận hành dài hạn, liên tục.
+ Phần mềm phân tích: sử dụng phầm mềm bbe AOA với các tính năng chính: Lưu số liệu và các thông số bất cứ khi nào cần; Hiển thị đồ họa các giá trị đo; Kết nối hiển thị mạng LAN; Cho phép hiệu chuẩn thiết bị; Thông số hóa phép đo; Export số liệu sang dạng file EXCEL;…
Thông số kỹ thuật chính:
+ Các thông số xác định: Tổng hàm lượng tảo [μg chl-a/l]; Hàm lượng tảo lục (green algae) [μg chl-a/l]; Hàm lượng tảo lam (blue-green algae) [μg chl-a/l]; Hàm lượng tảo cát (diatoms) [μg chl-a/l]; Hàm lượng cryptophyceae [μg chl-a/l]; Hợp chất vàng; Độ truyền qua (tại 470, 525, 570, 590 và 610 nm); Nhiệt độ nước;
+ Dải đo: 0 – 200 μg chl-a/l.
+ Độ phân giải: 0.01 μg chl-a/l.
+ Đo truyền qua: 0 – 100 %.
+ Kích thước: 420 x 600 x 200 mm, khối lượng: 19 kg.
+ Dung tích chứa mẫu đo: 30 mL, tích hợp bộ làm sạch buồng mẫu tự động.
+ Nguồn điện: 110/230 V, 50-60 Hz – 12V DC.
+ Nhiệt độ mẫu đo: 0 – 40°C.
+ Protection class: IP54.
+ Tích hợp máy tính, tương tác qua màn hình cảm ứng đa điểm.
+ Tín hiệu đầu ra (tùy chọns): modem; 2 x analogue output 4-20 mA; 2 x relay output ; SDI-12 + bbe converter.