Nghiên cứu thiết kế chế tạọ và thử nghiệm hệ thống kiểm soát tự động ô nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp

Bộ công thơng

viện nghiên cứu điện tử, tự động, tin học hóa

Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 2007
nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm
hệ thống kiểm soát tự động ô nhiễm nớc thải
từ các khu công nghiệp
Chủ nhiệm đề tài: Ths . trịnh hải thái

6934
04/8/2008
hà néi - 2007


BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NC ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HĨA
—–˜&™—–

BÁO CÁO
KẾT QUẢ THỰC HIỆN NHIỆM VỤ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG
NĂM 2007

Tên nhiệm vụ:

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG
KIỂM SỐT TỰ ĐỘNG Ơ NHIỄM NƯỚC THẢI TỪ CÁC KHU
CÔNG NGHIỆP
(Mã số: 38.07/HĐMT-KHCN.)

Chủ nhiệm nhiệm vụ:

Đơn vị chủ trì:
Các cơ quan phối hợp chính:

Trịnh Hải Thái
Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa
Cơng ty CP Bia Thanh Hoá, Hà Nội-Hải Dương,..

Hà Nội – 12/2007


DANH SÁCH CÁN BỘ THAM GIA THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

STT

Họ và tên

Đơn vị công tác

1

Trịnh Hải Thái

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

2

Trần Văn Tuấn

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

3

Nguyễn Tuấn Nam

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

4

Tạ Văn Nam

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

5

Đinh Đức Chính

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

6

Phạm Chí Cơng

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

7

Nguyễn Thị Hương Lan

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

8

Phạm Thùy Dung

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

9

Bùi Đức Thắng

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

10

Phạm Hùng Cường

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa

11

Lê Thanh Bình

Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa


MỤC LỤC
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ NHIỆM VỤ .............................................................................4
1. Cơ sở pháp lý/ xuất xứ của nhiệm vụ............................................................................4
2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của nhiệm vụ.....................................................4

2.1. Tính cấp thiết ......................................................................................................4
2.2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................5
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Đối tượng thụ hưởng và hiệu quả kinh tế-xã hội của nhiệm vụ......................................5
Phương pháp thực hiện................................................................................................5
Nội dung/phạm vi nghiên cứu .......................................................................................6
Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................7
Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước.................................................................7
Kết quả khảo sát thực tế và điều tra..............................................................................8
Tổng kết các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống..........................................................18

Chương 2 - THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG.....................................................................19
1. Mô hình hệ thống........................................................................................................19
2. Thiết kế chế tạo trạm hiện trường ...............................................................................20

2.1. Tổng quan thiết kế chế tạo phần cứng................................................................20
2.2. Thiết kế chế tạo Main Board..............................................................................22
2.3. Thiết kế chế tạo khối mạch xử lý trung tâm........................................................26
2.4. Thiết kế chế tạo khối truyền thơng với máy tính .................................................27
2.5. Thiết kế chế tạo bộ lưu trữ tại chỗ .....................................................................27
2.6. Thiết kế chế tạo khối LCD – bàn phím – đèn báo ...............................................28
2.7. Thiết kế chế tạo phần mềm trên trạm hiện trường ..............................................30
2.8. Thiết kế chế tạo transmitter pH.........................................................................35

Khối khuếch đại .........................................................................................................37
Khối ADC, DAC và vi xử lý........................................................................................39
Khối chuyển đổi điện áp – dòng điện..........................................................................42
Yêu cầu về phần mềm .................................................................................................43
Thiết kế phần mềm .....................................................................................................43
2.9. Thiết kế chế tạo Transmitter DO (dissolved oxygen) ..........................................44
Đầu đo DO ................................................................................................................44
Khối khuếch đại tín hiệu DO ......................................................................................45
Khối AD, DA và vi xử lý .............................................................................................45
Khối chuyển đổi điện áp sang 0/4-20 mA....................................................................46
Khối khuếch đại .........................................................................................................46
Khối ADC, DAC và vi xử lý........................................................................................47
Khối chuyển đổi điện áp – dòng điện..........................................................................50
Yêu cầu về phần mềm .................................................................................................51
Thiết kế phần mềm .....................................................................................................51
2.10. Thiết kế chế tạo Transmitter NO3.......................................................................52
Đầu đo NO3 ...............................................................................................................52
Khối khuếch đại tín hiệu NO3 .....................................................................................53
Khối AD, DA và vi xử lý .............................................................................................53
Khối chuyển đổi điện áp sang 0/4-20 mA....................................................................53
Khối khuếch đại .........................................................................................................53
Khối ADC, DAC và vi xử lý........................................................................................54
Khối chuyển đổi điện áp – dòng điện..........................................................................56
Yêu cầu về phần mềm .................................................................................................57
Thiết kế phần mềm .....................................................................................................57
2.11. Thiết kế chế tạo Transmitter Conductivity (độ dẫn)............................................58
Đầu đo Conductivity ..................................................................................................58
Khối khuếch đại tín hiệu Conductivity ........................................................................59

2

Khối AD, DA và vi xử lý .............................................................................................59
Khối chuyển đổi điện áp sang 0/4-20 mA....................................................................59
Khối khuếch đại .........................................................................................................59
Khối ADC, DAC và vi xử lý........................................................................................60
Khối chuyển đổi điện áp – dòng điện..........................................................................61
Yêu cầu về phần mềm .................................................................................................62
Thiết kế phần mềm .....................................................................................................62
2.12. Thiết kế chế tạo Transmitter Turbidity...............................................................64
3. Xây dựng phần mềm giám sát trung tâm.....................................................................66

3.1. Truyền thông trong hệ thống .............................................................................66
3.2. Phần mềm SCADA ............................................................................................66
Chương 3 - THỬ NGHIỆM..................................................................................................89
1. Thử nghiệm thực tế ....................................................................................................89

KẾT LUẬN ................................................................................................................. 105
LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 106
1. Tiếng Việt ................................................................................................................. 106
2. Tiếng Anh................................................................................................................. 106

PHỤ LỤC .................................................................................................................... 107

3


Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ NHIỆM VỤ
1. Cơ sở pháp lý/ xuất xứ của nhiệm vụ

Nhiệm vụ “Nghiên cứu thiết kế chế tạo và thử nghiệm Hệ thống kiểm sốt tự động ơ nhiễm nước
thải từ các khu cơng nghiệp” được thực hiện theo:
Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 38.07/HĐMT-KHCN. giữa Bộ Công
nghiệp, nay là Bộ Công Thương (Bên A) và Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá
(Bên B) ký ngày .26 tháng .02. năm 2007.
2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của nhiệm vụ

2.1. Tính cấp thiết
Tại Việt Nam tình trạng ơ nhiễm mơi trường do nước thải công nghiệp gây ra đang ở
mức báo động. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị
ơ nhiễm.
Tình trạng ơ nhiễm nước có thể thấy rõ nhất ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Tại Hà
Nội, tổng khối lượng nước thải tống ra sông Nhuệ và sông Đáy là hơn 28.500 m3/ngày đêm.
Trong đó, hơn 96 % là nước thải công nghiệp. Theo ghi nhận của Bộ Tài nguyên và Mơi
trường, hiện chỉ có 11 cơ sở xả nước thải ra sơng là có xử lý đạt Tiêu chuẩn Việt Nam. Theo
TTXVN, "Chỉ có một nửa trong số 8 khu CN, cụm CN đã được phê duyệt báo cáo đánh giá
tác động mơi trường (ĐTM). Nhưng chính các khu CN, cụm CN này cũng không thực hiện
theo báo cáo ĐTM đã được phê duyệt". Các chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH4, NO2,
NO3 ở các sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép.
Trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh có hàng trăm sơng ngịi, kênh rạch. Mỗi ngày, hệ
thống kênh rạch và sơng Sài Gòn phải gánh trên 1 triệu m3 nước thải sinh hoạt, gần 400.000
m3 nước thải công nghiệp; 4.000 – 5.000 tấn rác thải sinh hoạt và 7 tấn rác y tế chưa qua xử
lý...
Theo thống kê của Uỷ ban nhân dân TP.HCM và Ban Quản lý dự án VIE 1702, hiện nay
trên địa bàn TP có khoảng 800 nhà máy, xí nghiệp lớn và hơn 30.000 cơ sở sản xuất có quy
mơ vừa và nhỏ nằm xen lẫn trong các khu dân cư đang gây nên những vấn đề mơi trường
nghiêm trọng; trong đó có 260 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nguyên
nhân là do công nghệ sản xuất ở các cơ sở sản xuất hiện đóng trên địa bàn thành phố cịn lạc
hậu, trang thiết bị máy móc cịn thiếu đồng bộ. Nhưng quan trọng hơn là ý thức bảo vệ môi

trường của các chủ doanh nghiệp còn thấp. Nhiều khu vực các chất thải công nghiệp từ các
nhà máy sản xuất thải ra làm cho các dịng kênh bị ơ nhiễm nặng. Nhiều cơ sở sản xuất giấy,
xi măng, chế biến thực phẩm,... cịn thiếu biện pháp xử lý nước thải, khí thải nên nguồn nước
và khơng khí ở đây bị ơ nhiễm nặng
Khơng chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các thành phố khác cũng có ơ nhiễm
nước thải công nghiệp nặng nề. Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến Sông Cầu
thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục cây số. Khu cơng nghiệp Việt Trì
xả mỗi ngày hàng ngàn mét khối nước thải của nhà máy hoá chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt…
xuống Sông Hồng làm nước bị nhiễm bẩn đáng kể. Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc
đồng, nhơm, chì, giấy, dệt nhuộm ở Bắc Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng ngàn
m3/ngày khơng qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường trong khu vực.
Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống kiểm soát tự động ô nhiễm nước thải từ các khu
công nghiệp là cấp thiết vì hiện nay nước ta chưa có hệ thống kiểm sốt tự động ơ nhiễm
nước thải cơng nghiệp trên phạm vi diện rộng. Đo, thu thập và xử lý số liệu phần lớn theo
4


phương pháp thủ công dẫn đến tốn nhiều nhân lực, thời gian, khó kịp thời và phụ thuộc nhiều
vào yếu tố chủ quan của con người (hiện chỉ đáp ứng được khoảng 5% nhu cầu kiểm sốt ơ
nhiễm nước thải cơng nghiệp). Trong khi đó hệ thống kiểm sốt tự động cho phép giám sát
thường xun tình trạng ơ nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp, phát hiện và cảnh báo kịp
thời cho các cơ quan chức năng để có biện pháp xử lý ngăn ngừa ơ nhiễm.
Mặt khác, các hệ thống nhập ngoại có giá thành rất cao nên ít cơ sở có khả năng đầu tư để tự
giám sát nguồn nước thải của mình. Phát huy nội lực, tự chế tạo hệ thống sẽ tiết kiệm đáng
kể ngoại tệ cho đất nước và hoàn toàn phù hợp chủ chương của Đảng và NN về cơng nghiệp
hố ngành môi trường và phát huy nội lực trong NCKH&PTCN.
2.2. Mục tiêu nghiên cứu
Thiết kế chế tạo hệ thống tự động kiểm sốt một số thơng số về mức độ ơ nhiễm trong nước
thải từ các khu công nghiệp, làm cơ sở để đưa vào ứng dụng giúp giải quyết vấn đề quản lý
và bảo vệ môi trường.

3. Đối tượng thụ hưởng và hiệu quả kinh tế-xã hội của nhiệm vụ

Đối tượng thụ hưởng là:
- Các cơ quan quản lý môi trường Việt Nam,
- Các cơ sở sản xuất có phát nước thải ô nhiễm.
Hiệu quả kinh tế - xã hội:
Chủ động thiết kế chế tạo sẽ làm giảm chi phí ứng dụng (bao gồm chi phí thiết bị và chi
phí duy trì hoạt động) sản phẩm khoảng 30% - 50% so với nhập ngoại, góp phần tiết kiệm
ngoại tệ cho đất nước và các doanh nghiệp, đồng thời nâng cao năng lực của đội ngũ làm
KHCN trong nước.
Hệ thống sẽ hỗ trợ có hiệu quả cho các cơ quan quản lý môi trường Việt Nam trong việc
giám sát, ngăn ngừa, xử lý kịp thời ô nhiễm và đốc thúc tuân thủ quy định về bảo vệ môi
trường. Một môi trường trong sạch hơn nhờ sự tuân thủ các qui định sẽ giảm các chi phí cho
dịch vụ chăm sóc sức khỏe và đồng thời giảm những chi phí lâu dài mà xã hội phải bỏ ra để
làm sạch môi trường.
Các điều kiện về môi trường đạt tiêu chuẩn quốc tế là yếu tố quan trọng trong thúc đẩy
xuất khẩu, nhất là các sản phẩm nơng , lâm , thuỷ sản.
Góp phần nâng cao ý thức tuân thủ luật pháp về bảo vệ môi trường của các cơ sở sản xuất,
ý thức giữ gìn và bảo vệ nguồn nước, một tài nguyên không phải là vô hạn của trái đất.
4. Phương pháp thực hiện

Nghiên cứu các kết quả khảo sát điều tra về tình trạng mơi trường của một số khu cơng
nghiệp và khảo sát thực tế. Trên cơ sở đó để phân tích, nêu ra các yêu cầu kỹ thuật và khả
năng áp dụng trong thực tế của hệ thống.
Tham khảo các hệ thống hiện có trên thế giới, kết hợp với kết quả phân tích xu thế phát
triển các cơng nghệ liên quan để xây dựng mơ hình hệ thống mang tính mở với nhiều cấp phù
hợp với việc ứng dụng cho nhiều giai đoạn.
Phân tích thiết kế các chức năng của hệ thống, quy định chức năng của từng thành phần
phần cứng, phần mềm trong hệ thống theo hướng mơđun hố.
5

Thiết kế chế tạo phần cứng trên cơ sở mua sẵn các sensor , chế tạo một số thành phần
trong các trạm hiện trường.
Xây dựng phần mềm quản lý và CSDL trung tâm.
Thử nghiệm và đánh giá kết quả thử nghiệm.
5. Nội dung/phạm vi nghiên cứu

Nội dung 1:Khảo sát hiện trường tại khu công nghiệp.
Chi tiết: Khảo sát hiện trường, thu thập, phân tích các yêu cầu và khả năng áp dụng thực tế
phục vụ thiết kế, chế tạo sản phẩm.
Nội dung 2: Phân tích thiết kế hệ thống tự động kiểm sốt ơ nhiễm nước thải từ các khu cơng
nghiệp.
Chi tiết: Thiết kế mơ hình hệ thống, quy định các chức năng phần cứng, phần mềm trong hệ
thống. Phần cứng và phần mềm đều được xây dựng theo các chuẩn quốc tế (chuẩn truyền
thơng, chuẩn tín hiệu, CSDL, hệ điều hành) cho phép dễ dàng mở rộng, nâng cấp khi cần
thiết (cụ thể xem Nội dung 3, 4).
Nội dung 3: Thiết kế chế tạo trạm hiện trường đo tự động các thông số: pH, DO, Temp.,
Turbidity, Conductivity, NO3.
Chi tiết: Lựa chọn các sensor, vật tư linh kiện và thiết kế chế tạo thành phần phần cứng thực
hiện chuyển đổi tín hiệu và truyền thơng. Trạm hiện trường được thiết kế chế tạo để đo các
thông số kể trên trong nước thải sau công đoạn xử lý nước thải tập trung tại các khu CN.
Thông số kỹ thuật phần cứng trạm hiện trường
-06 kênh đo, mỗi kênh đo 01 thông số (pH, Conductivity, DO, T, Turbidity, NO3).
-Nguồn cấp 220VAC, 50Hz hoặc 24VDC.
-Hiển thị LCD hoặc LED
-Bàn phím: 04 phím.
-Giao diện truyền thông RS485 cách ly quang. Hỗ trợ MODBUS
-Chuyển đổi RS232/RS485
-08 DI 24V, 08 DO 24V/ 0.5A.

-04 AI dạng tín hiệu 0/4-20mA hoặc 0-5V.
-02 AO dạng tín hiệu 0-20mA hoặc 0-5V.
-01 cịi cảnh báo tại chỗ.
Tính năng phần mềm trong trạm hiện trường
-Hiển thị cuốn
-Cấu hình tần số lấy mẫu, địa chỉ, thời gian
-Đặt ngưỡng cảnh báo
-Hiệu chỉnh thông số đo tại chỗ hoặc từ xa

6


-Điều khiển ON/OFF các đối tượng như bơm/van
-Lưu trữ tại chỗ
-Cảnh báo vượt ngưỡng
-Truyền thông với PC
Nội dung 4: Xây dựng phần mềm giám sát trung tâm
Chi tiết: Thiết kế hệ thống phần mềm và triển khai viết các khối theo chức năng đã quy định.
Lắp đặt chạy thử trong phịng thí nghiệm và hiệu chỉnh
u cầu và chức năng cơ bản của phần mềm giám sát trung tâm
-Hệ điều hành Windows 2000/XP + IE 6.0
-Cơ sở dữ liệu Access/SQL Server/My SQL
-Truyền thông với trạm hiện trường theo chuẩn MODBUS.
-Giám sát, lưu trữ tự động các thông số pH, Conductivity, DO, T, Turbidity, NO3
-Upload các dữ liệu lưu trữ trên trạm hiện trường.
-Giám sát, điều khiển từ xa .
-Khả năng mở rộng: mở rộng quản lý tất cả các thông số theo TCVN 5945:2005 bằng
kết hợp thêm chức năng nhập dữ liệu thủ cơng từ bàn phím hoặc theo file chuẩn .
-Lập báo cáo, thống kê theo yêu cầu.
Nội dung 5: Thử nghiệm thực tế, hiệu chỉnh và đánh giá.

6. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước

Hiện nay trong nước chưa có đơn vị nào chế tạo hệ thống kiểm sốt tự động ơ nhiễm nước
thải từ các khu công nghiệp được sử dụng trong thực tế. Tuy nhiên một số đơn vị như Viện
Hoá học thuộc Viện KH&CN Việt Nam, Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện KH&CN
Việt Nam, Trung tâm Hố mơi trường thuộc ĐH Khoa học tự nhiên-ĐH Quốc gia Hà Nội,
Đại học Bách Khoa Hà Nội và một số đơn vị khác đã nghiên cứu chế tạo được sensor đo một
số thông số trong nước như pH, DO và một số loại ion, tuy nhiên sản phẩm chỉ là các thiết bị
đo tay và kết quả áp dụng trong nước thải còn rất hạn chế về độ bền, độ chính xác.
7. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước

Bảo vệ mơi trường đang là một trong những mối quan tâm hàng đầu của hầu hết các
quốc gia trên thế giới. Tại những nước như Hàn Quốc, Nhật, Đức, Hà Lan, Bỉ, Singapore,..
các hệ thống kiểm sốt tự động ơ nhiễm nước thải đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng
rộng rãi. Các hệ thống này có quy mơ từ nhỏ đến lớn bao gồm các trạm kiểm soát hiện
trường kết nối bằng mạng truyền thông với một trung tâm giám sát từ xa trên máy tính PC
và hệ thống máy tính tại các cơ quan quản lý. Hệ thống tự động kiểm soát từ xa cho phép đưa

7


ra một bức tranh toàn cảnh ngay tại trung tâm giám sát (thường đặt tại cơ quan quản lý môi
trường) về diễn biến tình trạng ơ nhiễm nước mà khơng cần đến tận hiện trường để đo.
Các trạm kiểm soát hiện trường thường được đặt tại đầu nguồn nước thải trong phạm vi
một khu vực (nhà máy, khu công nghiệp, khu dân cư,...) hoặc rải rác trên một vùng lãnh thổ
rộng lớn. Ví dụ trong Hệ thống kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường tại Yokkaichi (Hình 1) có rất
nhiều trạm hiện trường đặt tại nhiều địa điểm trong thành phố thu thập dữ liệu về môi trường
và gửi tới Trung tâm thông tin môi trường thông qua đường kết nối ISDN. Trung tâm này
giám sát hiện trạng môi trường, lưu trữ và xử lý dữ liệu thu được để đưa ra các cảnh báo kịp

thời cho các cơ quan chức năng khi có sự ơ nhiễm.

Hình 1 Mơ hình Hệ thống kiểm sốt ơ nhiễm mơi trường tại Yokkaichi

Những hãng lớn sản xuất các hệ thống kiểm soát tự động ô nhiễm nước thải có thể kể tới là
HACH, YSI, E+H, ASTi, Global Water, .... Những thông số đo tự động chủ yếu là pH, DO,
T, Conductivity, Salinity, Pb, Cd, Cu, Zn, Mn, NO3, NO2, NH4, NH3. Công nghệ đo dùng
sensor điện hoá hoặc quang học.
8. Kết quả khảo sát thực tế và điều tra

Nhóm thực hiện đã tiến hành khảo sát thực tế tại các khu công nghiệp: Tiên Sơn-Bắc Ninh,
Phố Nối – Hưng Yên, Nomura - Hải Phòng. Kết quả như sau:
Khu công nghiệp Tiên Sơn-Bắc Ninh
Khu CN Tiên Sơn rộng khoảng 350 ha. Tiên Sơn có vị trí rất thuận lợi và có sự "hấp dẫn"
riêng nếu so với các khu công nghiệp (KCN) khác của Việt Nam. KCN này nằm giữa QL1A
cũ và 1A mới, khởi đầu từ vùng Lim quan họ của huyện Tiên Du đến sát thị trấn Từ Sơn
(huyện Từ Sơn).
KCN Tiên Sơn cịn nằm gần hệ thống giao thơng đường sơng gồm: sơng Đuống, sơng Cầu và
sơng Thái Bình. Khoảng cách từ Tiên Sơn đến Hà Nội chỉ có 16 km, đến sân bay Quốc tế
Nội Bài là 20 km (theo QL 18), cảng Hải Phòng 110km và cảng Cái Lân 95 km.

8


Nước thải công nghiệp được thu gom và xử lý tại Trạm xử lý nước thải chung của Khu công
nghiệp (giai đoạn I công suất 4000m3/ngày đêm) bằng phương pháp vi sinh, sau đó được để
lắng tại các hồ điều hồ để lắng đọng thêm bùn và tạp chất có hại. Trạm xử lý nước thải khu
công nghiệp Tiên Sơn có tổng vốn đầu tư 18 tỷ đồng, áp dụng cơng nghệ sinh học-hố lý với
hệ thống các thiết bị máy móc tiên tiến nhập từ các nước châu Âu (Hình 2)

Hình 2 Trạm xử lý nước thải tập trung- khu CN Tiên Sơn-Bắc Ninh

Cũng như quy định tại các khu CN khác, theo QUYẾT ĐỊNH CỦA UỶ BAN NHÂN DÂN
TỈNH BẮC NINH Về việc ban hành Điều lệ quản lý xây dựng theo quy hoạch chi tiết tại
Khu công nghiệp Tiên Sơn - Bắc Ninh ngày 26/7/2000 nêu rõ “Nước thải sản xuất và nước
thải sinh hoạt phải được xử lý cục bộ tuỳ theo tính chất, mức độ độc hại trước khi thoát vào
hệ thống thoát nước chung của Khu cơng nghiệp”. Nhóm thực hiện đã khảo sát tại Công ty
Gạch ốp lát Thăng Long-Khu CN Tiên Sơn-Bắc Ninh.Tại đây có trạm xử lý nước thải được
xây dựng từ năm 2003 gồm các cơng đoạn sau:
ù Trung hồ
ù Đơng tụ
ù Lắng
ù Lọc
ù Xử lý bùn
Quy trình xử lý được thể hiện trên hình Hình 3:

Hình 3 Các cơng đoạn xử lý nước thải

9


Nước thải được đưa vào từ các phân xưởng sản xuất. Mơi trường nước có tính kiềm nên để
trung hồ người ta thêm acid vào nước nhờ hệ thống bơm định lượng bơm. Cứ sau một
khoảng thời gian thì bơm một lượng nhất định. Máy khuấy 1 hoạt động liên tục. Sau khi
trung hồ nước qua bể đơng tụ, tại đây liên tục thêm PAC và khuấy nhằm tăng khả năng lắng
cho các chất bẩn. Hệ thống lắng gồm hai bể chìm. Khâu cuối cùng là bể lọc áp lực. Bùn tạo
ra được đưa sang máy ép và đưa về tái sử dụng. Một phần nước được tuần hoàn quay lại sản
xuất, một phần thải ra ngoài sau một số lần tái sử dụng. Sau đây là một số hình ảnh các cơng
đoạn:

Hình 4 Khu bể đơng tụ và lắng

Hình 5 Khu bể lọc

10


Hình 6 Dây chuyền làm khơ bùn

Khu cơng nghiệp Phố Nối A – Hưng Yên
Nhóm thực hiện đã khảo sát trạm xử lý nước thải tại Nhà máy thép Việt Ý. Các công đoạn xử
lý gồm:
Hệ lọc áp lực gồm 03 tank, tổng thể tích 1130m3. Nước sau lọc áp lực vào bể điều hoà
V=30m3. Từ bể điều hoà nước được 2 bơm chìm bơm vào bể lắng đứng V=27m3. Bùn trong
bể lắng đứng được hút ra sân phơi bùn. Nước chảy tràn từ bể lắng đứng sang bể lắng ngang.
Tại bể lắng ngang vảy cán sẽ được thu bằng hệ thống cầu trục và máy cào cặn
Tại Chương III trong Điều lệ của Khu CN Phố Nối A có quy định rõ một số điều về Bảo vệ
môi trường như sau:
“Điều 51: Công ty Phát triển hạ tầng cung cấp dịch vụ xử lý nước thải cho Doanh nghiệp
trong KCN thơng qua hợp đồng kinh tế, trong đó ghi rõ lượng nước thải, thơng số hố lý của
nước thải của Doanh nghiệp trong KCN phù hợp với công suất và khả năng xử lý của nhà
máy xử lý nước thải do Công ty Phát triển hạ tầng vận hành.
Điều 52: Trong trường hợp Công ty Phát triển hạ tầng yêu cầu và được quy định trong hợp
đồng cho thuê lại đất, Doanh nghiệp trong KCN phải xử lý sơ bộ nước thải đạt tiêu chuẩn
quy định trước khi xả vào hệ thống chung của KCN do Công ty Phát triển hạ tầng vận hành.
Công ty Phát triển hạ tầng chịu trách nhiệm kiểm tra, kiểm soát chất lượng nước thải từ các
Doanh nghiệp trong các KCN xả vào hệ thống nước thải chung theo đúng hợp đồng đã ký
kết.
Điều 53: Nước thải trong các KCN trước khi đưa ra ngoài phải đảm bảo đạt độ sạch theo các
tiêu chuẩn về bảo vệ môi trường của Nhà nước Việt Nam. Trường hợp nước thải trong các

KCN chưa được xử lý đúng mức, gây ô nhiễm môi trường quá giới hạn cho phép thì Cơng ty
Phát triển hạ tầng phải bồi thường thiệt hại và có biện pháp khắc phục theo quy định của
pháp luật Việt Nam về bảo vệ môi trường.”
Đúng ra theo quy định thì tại khu cơng nghiệp phố Nối A, chủ đầu tư là Cty Hoà Phát phải
xây dựng một hệ thống xử lý nước thải công suất 5.000m3 nước thải/ngày đêm. Tuy nhiên
đến tận bây giờ, nước thải vẫn đổ trực tiếp ra các cánh đồng của huyện Mỹ Hào. Lý do của
việc chậm trễ này được đại diện chủ đầu tư khu công nghiệp, công ty Hoà Phát đưa ra là
“Hiện tại lượng nước thải chỉ vào khoảng 2.000m3/ngày do một số nhà máy còn chưa đi vào
hoạt động. Chính vì vậy, xây dựng nhà máy cơng suất 5.000 m3 là rất lãng phí!?”. Nước thải
từ khu CN đã gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp của nhiều nông
dân quanh vùng.
Ơng Nguyễn Đăng Anh, Phó phịng quản lý mơi trường sở Tài nguyên - Môi trường Hưng
Yên cho biết: “Sông ở Hưng Yên chủ yếu là các con sông nội đồng. Chính vì thế nước thải ở
các khu cơng nghiệp chỉ chảy loanh quanh, q trình phục hồi sau ơ nhiễm diễn ra rất lâu.
Thậm chí có thể nói là không khắc phục nổi”.

11


Khu cơng nghiệp Nomura- Hải Phịng
Nằm trên địa bàn huyện An Dương, thành phố Hải Phòng, cạnh Quốc lộ số 5, cách Hà Nội
85km; cách trung tâm thành phố Hải Phịng và cảng Hải Phịng 13km, diện tích rộng 153 ha.
Nhà máy xử lý nước thải có cơng suất 10.800 m3/ngày, xử lý nước thải theo phương pháp vi
sinh. Giá xử lý nước thải là 0.26USD/m3. Nhà máy xử lý nước thải bao gồm các cơng đoạn
như sau:Hình 7

Hố bơm

Song chắn
thơ

Bể ơ xi hố

Bể lắng cát

Song chắn
thơ

Bể lắng
cuối cùng

Bể khử
trùng

Bể điều hoà

Lưới chắn
rác

Bể chứa
nước đã xử
lý

Hố bơm
đẩy

Bể xả

Bể khuấy
bùn

Phần nước
lọc ra

Sân phơi
bùn

Hình 7 Các cơng đoạn XLNT tại NMXLNTTT khu CN Nomura-Hải Phòng

Nhà máy xử lý nước cho khu CN Nomura- Hải Phòng chia làm hai giai đoạn. Xử lý nước
thải đợt đầu bao gồm hai bể lắng cát có lưới chắn trước khi được điều chỉnh cân bằng tại hai
bể điều hòa đặt song song nhau. Hố bơm đẩy được dùng chung cho cả hai bể điều hoà. Lưới
chắn thô đầu tiên trong bể lắng xát là loại được điều khiển bằng tay với kích thước mắt lưới
là 20mm.
Sỏi và cát sau đó được đẩy lên bằng bơm đẩy, mỗi đơn nguyên có hai bơm đẩy. Lưới chắn
rác thứ hai được đặt sau bể lắng cát trước khi nước thải đi vào bể điều hoà. Chất bẩn ở trong
bể điều hồ được khơng khí trong ống đục lỗ dưới đáy bể làm đồng nhất. Nước thải trong bể
điều hoà sẽ chảy vào hố bơm đẩy và được bơm lên bể đo lưu lượng. Mực nước thải trong hố
bơm đẩy được đo bằng thiết bị đo siêu âm. Lưu tốc dòng chảy của nước thải trong bể đo lưu
lượng được đo bằng đồng hồ lưu tốc và độ pH được điều chỉnh trong bể trộn bằng thiết bị tự
động kiểm tra độ pH, xút và axit. Bể phân phối cung cấp hỗn hợp nước thải cùng xút, axit
sulphuric, axit phốtphoric và uree. Axit phôtphoric và urê sẽ được bổ sung thêm nếu trong
nước thải không đủ hàm lượng nitơ và phốt pho. Liều lượng hoá chất được đưa trực tiếp vào
bể đo lưu lượng. Sau khi ra khỏi bể đo lưu lượng, hỗn hợp nước chảy vào bể ơxi hố để bắt
đầu q trình sinh học. Việc chuyển hố ơxi được thực hiện nhờ 2 thiết bị ơxi hố bề mặt có
cơng suất 37kw. Sau đó hỗn hợp sinh học được làm lắng tại bể lắng đợt 2 và bùn được đưa
trở lại bể ơxi hố. Lượng bùn thừa ra được chuyển đến bể khuấy bùn. Bùn trong bể khuấy
được đưa đến sân phơi bùn bằng bơm bùn. Nước từ bể lắng đợt 2 sẽ được đưa vào bể khử

12

trùng và được khử trùng bằng Clo trước khi đưa vào bể chứa nước đã qua xử lý. Sau đó bơm
xả sẽ bơm nước từ bể chứa nước đã xử lý đến điểm xả quy định.
Ngồi ra Nhóm thực hiện đã tham khảo các kết quả điều tra để làm cơ sở cho nghiên cứu,
thiết kế chế tạo hệ thống. Sau đây là kết quả điều tra liên quan tới nhiệm vụ thực hiện:
Nước thải tại các khu công nghiệp, khu chế xuất: Ngày càng bất ổn!
Việc xử lý nước thải của các nhà máy trước khi thải ra môi trường cũng đang làm đâu đầu
các nhà quản lý. Theo ước tính, mỗi KCN thải khoảng từ 3.000-10.000 m3 nước thải/ngày
đêm. Như vậy, tổng lượng nước thải công nghiệp của các KCN trên cả nước lên khoảng
500.000-700.000 m3/ngày đêm.
Theo số liệu thống kê, trong số khoảng 150 KCN chỉ có khoảng 20% là có hệ thống
XLNTTT. Ngay cả ở những KCN đã có trạm xử lý nước thải tập trung, thì chất lượng thực tế
của các cơng trình này vẫn còn hạn chế, chưa đạt được những tiêu chuẩn quy định, gây ô
nhiễm môi trường, đặc biệt là ở một số KCN tập trung tập các ngành công nghiệp nhẹ như
dệt may, thuộc da, ngành hoá chất ... độc hại cao.
Có nhiều ngun nhân dẫn tới sự gia tăng ơ nhiễm mơi trường trong KCN, trong đó phải nói
đến cơng tác quy hoạch các KCN cịn nhiều điểm khơng hợp lý, như việc bố trí một số KCN
gần đường giao thơng, khoảng cách q gần khu dân cư, do đó, ô nhiễm trong KCN dễ dàng
gây những ảnh hưởng không tốt tới mơi trường xung quanh. Thêm vào đó là nhận thức về
việc bảo vệ môi trường trong các khu cơng nghiệp của các cấp chính quyền địa phương chưa
cao, chưa đánh giá đúng mức vấn đề môi trường đối với việc phát triển bền vững. Các cơ
quan Nhà nước ở địa phương và Trung ương chưa có chế tài và giám sát chặt chẽ việc xây
dựng KCN theo quy hoạch và theo đúng dự án đã được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt.
Do đó, trong báo cáo khả thi, các hạng mục xử lý nước thải, chất thải và bảo vệ môi trường,
trên thực tế không được triển khai. Theo báo cáo của Sở Tài nguyên và Môi trường thành
phố Hồ Chí Minh cho biết: "Trong 9 KCN, KCX của thành phó Hồ Chí Minh, chưa có hệ
thống xử lý nước thải tập trung thì chỉ có KCN Tân Bình đang xây dựng nhà máy xử lý nước
thải tập trung, còn lại các KCN khác mới đang lên kế hoạch".
Mặt khác, chi phí xây dựng hệ thống xử lý nước thải cùng với việc chưa có cơ chế hỗ trợ

thoả đáng từ phía Nhà nước, là một trong những nguyên nhân khiến các nhà đầu tư chậm
triển khai các hệ thống này.
Ngoài ra, hệ thống pháp luật về bảo vệ mơi trường trong các khu cơng nghiệp cịn chưa hồn
chỉnh. Chưa hình thành hệ thống các quy định thống nhất về công tác quản lý môi trường
theo các loại hình ơ nhiễm rắn, lỏng, khí và chưa thích hợp với đặc điểm của các KCN - đòi
hỏi quản lý ô nhiễm theo từng ngành và theo cả hệ thống trong KCN là chưa phù hợp. Quy
định về thẩm định môi trường đối với các dự án trong KCN chậm được đổi mới và khơng có
chế tài mang tính bắt buộc. Ngoài cơ chế hỗ trợ theo Quyết định 183 năm 2003 của Thủ
tướng Chính phủ, thì cơ chế hỗ trợ xây dựng hệ thống xử lý chất thải ở KCN vẫn chưa được
hình thành. Hơn nữa, việc có nhiều đầu mối quản lý KCN cũng dẫn đến hiệu quả phối hợp
giữa các đơn vị trong quản lý môi trường trong KCN chưa được tốt.
Hà Nội: Môi trường tại các khu, cụm công nghiệp chưa đảm bảo

13


Theo đánh giá của các ban ngành thành phố Hà Nội, hầu hết môi trường tại các khu cụm
công nghiệp trong thành phố chưa đảm bảo, hệ thống xử lý nước thải chưa hồn thiện.
Trong 5 khu cơng nghiệp hiện nay có 3 khu xây dựng hệ thống xử lý nước thải gồm Thăng
Long, Nội Bài, Hà Nội - Đài Tư. Mặc dù đi vào hoạt động hơn 10 năm qua nhưng Khu công
nghiệp Sài Đồng B chưa xây dựng trạm xử lý nước thải chung. Theo kế hoạch của chủ đầu
tư, trạm xử lý nước thải của Khu công nghiệp Sài Đồng B sẽ xây dựng tại lô C (phần mở
rộng theo dự kiến). Tuy nhiên, diện tích này triển khai giải phóng mặt bằng chậm và hiện nay
thành phố Hà Nội đã quyết định chuyển mục đích đầu tư, do vậy chủ đầu tư đang gặp khó
khăn trong xác định vị trí xây dựng trạm xử lý nước thải. Khu cơng nghiệp Nam Thăng Long
chưa có nguồn thu xây dựng khu xử lý nước thải vì mới thu hút được rất ít doanh nghiệp vào
thuê đất.
Trong số các cụm công nghiệp đã đi vào hoạt động, Cụm công nghiệp Cầu Giấy xây dựng
xong trạm xử lý nước thải tuy vậy cơng trình này chưa đi vào hoạt động do các doanh nghiệp
chưa vận hành. Cụm công nghiệp Ngọc Hồi đã xây dựng giai đoạn 1 trạm xử lý nước thải

công suất 1.800 m3/ngày đêm và khi giai đoạn 2 hồn thành sẽ nâng cơng suất lên 2.400
m3/ngày đêm. Các cụm cơng nghiệp cịn lại, tuy trong quy hoạch có diện tích xây dựng trạm
xử lý nước thải nhưng do đầu tư theo hình thức BOT, kinh doanh nước trong lĩnh vực xử lý
nước thải khó khăn, thành phố chưa có cơ chế hấp dẫn nên khơng thu hút được doanh nghiệp
vào đầu tư. Một mặt, các doanh nghiệp sản xuất chưa có ý thức trong việc thực hiện xử lý
nước thải cục bộ trước khi đưa vào trạm xử lý chung, ít nhiều sẽ ảnh hưởng đến hoạt động
chung của trạm.
Thực tế 50% nước thải công nghiệp TP HCM chưa được xử lý
Thành phố HCM có tổng lượng nước thải phát sinh từ các khu công nghiệp, chế xuất khoảng
25.000 m3/ngày đêm, nhưng chỉ có 13.000 m3 được xử lý ông Theo báo cáo của ban quản lý
Khu công nghiệp, chế xuất thành phố cho biết.
Sau 14 năm từ khi khu công nghiệp đầu tiên là Tân Thuận ra đời, hiện thành phố đã có 3 khu
chế xuất và 12 khu công nghiệp. Trên 100 nhà máy đi vào hoạt động với số lao động 150.000
người, kéo theo những vấn đề môi trường phát sinh, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mơi
trường tồn thành phố và khu vực. Tuy nhiên, mới chỉ có 5 đơn vị là khu chế xuất Tân
Thuận, Linh Trung 1 và 2, khu cơng nghiệp Tân Tạo và Lê Minh Xn có hệ thống xử lý
nước thải tập trung.
Số còn lại vẫn chưa được xử lý đạt tiêu chuẩn thải ra môi trường, việc này sẽ ảnh hưởng phần
nào đến chất lượng nước mặt toàn thành phố. Ngoài ra, một mối lo khác của UBND huyện
Bình Chánh, tuy nhà máy nước thải hoạt động đạt tiêu chuẩn như đăng ký, nhưng vẫn còn
nước thải có màu và váng dầu thốt ra từ các cửa xả nước mưa. Việc kiểm soát xả thải từ các
nhà máy, xí nghiệp vào cống thải chung chưa được quan tâm đúng mức.
Do đó, để kiểm sốt việc xả thải tại các khu công nghiệp, chế xuất, UBND thành phố cho
phép lập các Phòng đại diện ban quản lý tại khu công nghiệp trực tiếp kiểm tra, giám sát các
hoạt động liên quan đến mơi trường. Bên cạnh đó là việc khẩn trương xây mới hoặc nâng cấp
nhà máy xử lý nước thải tập trung tại các khu công nghiệp.
Đà Nẵng: Sáu khu cơng nghiệp có một hệ thống xử lý nước thải tập trung
Là một thành phố có nhiều điều kiện thuận lợi, trong những năm qua, Đà Nẵng mở cửa đón
làn gió đầu tư phát triển cơng nghiệp.
Với 6 khu cơng nghiệp tập trung có tổng diện tích quy hoạch 1.500 ha với 290 doanh nghiệp,

trong đó khoảng 200 doanh nghiệp đang hoạt động, Đà Nẵng là một trong những địa phương
có tốc độ thu hút đầu tư, phát triển công nghiệp mạnh trong cả nước.

14


Tỷ lệ trên 90% diện tích của 6 khu cơng nghiệp lấp đầy là một kết quả khả quan mà không
phải địa phương nào cũng đạt được. Tuy nhiên, khi các khu công nghiệp được lấp đầy và các
dự án đi vào hoạt động sản xuất thì cũng là lúc Đà Nẵng nhận ra những gánh nặng về vấn đề
môi trường nước thải, khí thải và chất thải... Nghiêm trọng hơn, khi cả 6 khu cơng nghiệp
mới chỉ có 1 khu có nhà máy xử lý nước thải tập trung.
Nước thải không qua hệ thống xử lý
6 khu công nghiệp của Đà Nẵng gồm: Hoà Khánh, Đà Nẵng, Liên Chiểu, Thọ Quang, Hoà
Cầm là nơi tập trung khá đa dạng và phong phú các loại hình đầu tư lương thực thực phẩm,
vật liệu xây dựng, giấy, cơ khí, dệt may, da giầy, điện tử, chế biến thuỷ sản, công nghiệp
nặng...
Nơi có diện tích lớn, tập trung nhiều dự án với quy mô lớn nhất của Đà Nẵng là khu công
nghiệp Hồ Khánh với diện tích trên 420 ha chun chế biến thực phẩm, vật liệu xây dựng,
giấy, cơ khí... Đây cũng là nơi Đà Nẵng đang hình thành khu cơng nghiệp Hồ Khánh mở
rộng mới với diện tích gần 220 ha.
Có lẽ chỉ có khu cơng nghiệp Hồ Khánh mở rộng và khu cơng nghiệp Hồ Cầm tập trung
những loại hình cơng nghệ cao là chưa có lượng nước thải hoặc thải với lượng nước khơng
đáng kể. Cịn lại, tất cả các khu công nghiệp khác từ chế biến lương thực, thực phẩm, hố
chất, thuỷ sản, cơng nghiệp nặng... đều thải lượng nước thải khá lớn chưa qua xử lý ra môi
trường.
Đến nay, cả 6 khu công nghiệp của Đà Nẵng mới chỉ có 1 khu cơng nghiệp Hồ Khánh có hệ
thống xử lý nước thải tập trung nhưng đang trong giai đoạn vận hành thử. Cịn lại khu cơng
nghiệp Thọ Quang và các khu công nghiệp khác mới chỉ hoàn thành thiết kế với khả năng thu
gom khoảng 2/3. Kết quả quan trắc nước thải đầu năm 2006 tại các khu công nghiệp đều bị ô
nhiễm hữu cơ, dầu mỡ và đã vượt tiêu chuẩn cho phép.

Mặc dù khu cơng nghiệp Thọ Quang chỉ có diện tích hơn 7ha có 9 cơ sở cơng nghiệp đang
hoạt động với tổng lượng nước thải 1.000 m3/ngày đêm nhưng lại là điểm “nhạy cảm “ về
mơi trường vì nằm lọt thỏm giữa khu dân cư, gần khu du lịch...
Thế nhưng, khu công nghiệp này cũng chưa xây dựng hệ thống thoát nước thải chung nên
nước thải được thoát chung với hệ thống thốt nước mưa của khu cơng nghiệp và thải trực
tiếp và khu Âu Thuyền Thọ. Đây là nguyên nhân chính gây ơ nhiễm mơi trường khu vực.
Nơi có lượng đổ thải lớn nhất ở Đà Nẵng là khu công nghiệp Hoà Khánh với gần 3.000
m3/ngày đêm. Vậy nhưng trong số hơn 100 cơ sở đang hoạt động, nhiều cơ sở đã thải trực
tiếp nước thải không xử lý hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn ra cầu Bà Lụa, sông Cu Đê và hồ
Bàu Tràm.
Doanh nghiệp coi thường bảo vệ môi trường
Thải nước thải trực tiếp gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh một phần do các khu công
nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung trước khi đổ ra môi trường. Tuy nhiên, vấn
đề cốt lõi chính là ý thức của các doanh nghiệp trong xác định lợi ích kinh tế và mơi trường.
Khơng phủ nhận đã có nhiều đơn vị sản xuất quan tâm bảo vệ mơi trường và coi đó như tiêu
chí để phát triển bền vững và điều kiện để sản phẩm hàng hố cạnh tranh trong hội nhập
nhưng cũng khơng ít doanh nghiệp thờ ơ với công tác bảo vệ môi trường.
Sở Tài nguyên Môi trường Đà Nẵng báo cáo khiến nhiều người giật mình bởi trong tổng số
gần 300 dự án đầu tư tại 5 khu công nghiệp đang hoạt động thì chỉ có khoảng 45% số dự án
lập báo cáo đánh giá tác động môi trường. Khu công nghiệp có nhiều dự án đang hoạt động

15


sản xuất nhất với 175 cơ sở như Hoà Khánh thì tỷ lệ báo cáo đánh giá tác động mơi trường
(ĐTM) cũng chỉ đạt khoảng trên 45%.
Không chỉ vậy, công tác giám sát sau ĐTM ở các doanh nghiệp cũng khơng được thực hiện
thường xun. Có rất ít cơ sở có ĐTM tuân thủ quan trắc và báo cáo định kỳ tới cơ quan
quản lý môi trường. Lý giải điều này, theo Sở Tài nguyên và Môi trường, một phần do các
đơn vị lúng túng trong cách vận dụng các phương án, không đầu tư cho hoạt động bảo vệ mơi

trường. Bên cạnh đó có đơn vị có đầu tư nhưng chỉ mang tính đối phó và đầu tư hồn thiện
nhưng lại khơng vận hành vì tốn kém.
Ngồi ra, theo Ban quản lý các khu cơng nghiệp Đà Nẵng, có một thực tế là hầu hết các
doanh nghiệp nước ngoài tuân thủ tốt quy định môi trường theo bản đăng ký ĐTM, cịn các
doanh nghiệp trong nước thì cịn thờ ơ với việc này một phần do vốn nhỏ, thiếu kinh phí.
Đây chính là mâu thuẫn khó có thể giải quyết giữa bảo vệ mơi trường và lợi ích kinh tế. Bởi
hầu hết doanh nghiệp trong nước là doanh nghiệp vừa và nhỏ, vốn đầu tư thấp nên khó có thể
có kinh phí đầu tư một hệ thống xử lý môi trường cục bộ trong cơ sở sản xuất trước khi đổ ra
hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Tuy nhiên, phải thừa nhận trong những năm trước kia, tốc độ thu hút dự án đầu tư vào các
khu công nghiệp của Đà Nẵng là rất chậm, thấp và không đều. Bên cạnh đó, việc đầu tư hệ
thống xử lý nước thải tập trung là rất tốn kém.
Chính vì vậy, việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải tập trung cho các khu công nghiệp chưa
được đặt ra ngay từ khi thành lập khu công nghiệp. Nếu đây là nguyên nhân để 4/5 khu công
nghiệp đang hoạt động của Đà Nẵng chưa có hệ thống xử lý nước thải thì cũng là một thực tế
và có thể coi là bài học nhãn tiền cho các địa phương khác trên cả nước khi đầu tư quy hoạch
phát triển khu công nghiệp mà thiếu quan tâm tới đầu tư hệ thống xử lý chất thải, nước thải
tập trung.
Mâu thuẫn khó giải quyết
Bức tranh ô nhiễm tại các KCN chưa thể hiện tồn cảnh vì hiện có nhiều KCN mới đi vào
hoạt động hoặc hoạt động chưa hết công suất. Cho nên có thể nói nguồn phát thải ơ nhiễm từ
các KCN chưa biết bao giờ mới chấm dứt? Trong khoảng 10 năm trở lại đây chưa hề có một
chương trình hay dự án nào tiến hành giám sát ô nhiễm và thống kê lượng chất thải tại các
KCN một cách toàn diện. Hầu hết những hỗ trợ từ phía Nhà nước và các BQL KCN đều chỉ
tập trung vào những vấn đề cải thiện mơi trường đầu tư, cịn hành lang pháp lý về quản lý
môi trường KCN vẫn chưa được ban hành, từ cấp Trung ương đến địa phương. Bức xúc
trước tình trạng này, cách đây hơn một năm thành phố Hồ Chí Minh đã ban hành một quy
định tạm thời về quản lý môi trường trong KCN. Nhưng ở nhiều địa phương khác, quy định
về chức năng giám sát, quản lý môi trường KCN chưa được phân định rõ ràng, các BQL
cũng khơng có bộ phận chun trách lĩnh vực này.

Trong nhiều hoàn cảnh, giữa đơn vị đầu tư xây dựng KCN và các doanh nghiệp dễ đi đến
một thoả thuận ngầm là “cùng nhau nhắm mắt”. Bởi nếu điều kiện đặt ra các doanh nghiệp
khi vào KCN phải xây dựng trạm xử lý nước thải cục bộ đạt tiêu chuẩn nguồn loại B thì khó
có thể thu hút được doanh nghiệp đến thuê đất. Mâu thuẫn này thể hiện rõ nhất đối với các
KCN có nhiều cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, vốn hạn chế, khó chấp nhận khi phải thêm gánh
nặng đầu tư trạm xử lý nước thải. Gánh nặng thứ hai đối với họ là ở một số KCN, doanh
nghiệp phải trả phí xử lý nước thải tại HTXLNTTT với giá ngang mua nước sạch (Khu CN
Biên Hoà II giá XLNT là 0.28USD/m3). Cho nên ở KCN Lê Minh Xuân (thành phố Hồ Chí
Minh) đã có một số doanh nghiệp lén xả thải thẳng ra cống để tránh chi phí, dẫn đến điều ối
oăm là các chủ đầu tư tiêu tốn tiền triệu USD xây dựng HTXLNTTT nhưng không sử dụng
hết công suất.

16


Bảng thơng kê các khu Cơng nghiệp đã có hệ thống xử lý nước thải:
Tt

Tên
KCN

Địa chỉ

D tích HTXL nước thải
(hecta)

1

Minh
Đức

Hưng
Yên

200

2

Tiên sơn

Bắc
Ninh

350

3

Đại
Dương

Hải
Dương

645

4

Quế Võ

Bắc

Ninh

374

5

Trung Hà Phú Thọ

127

6

BẮC
VINH

Nghệ
An

143

7

Phan
Thiết

Bình
Thuận

68

Nước thải trong khu Cơng nghiệp sẽ được
từng nhà máy trong khu xử lý sơ bộ đạt
tiêu chuẩn nước thải loại B theo tiêu chuẩn
quốc gia trước khi xả vào hệ thống thốt
nước của cụm Cơng nghiệp và xả ra sông
Sắt.
Nước thải công nghiệp được thu gom và
xử lý tại Trạm xử lý nước thải chung của
Khu cơng nghiệp bằng phương pháp vi
sinh, sau đó được để lắng tại các hồ điều
hoà để lắng đọng thêm bùn và tạp chất có
hại.
Nước thải trong khu Cơng nghiệp sẽ được
từng nhà máy trong khu xử lý sơ bộ đạt
tiêu chuẩn nước thải loại B theo tiêu chuẩn
quốc gia trước khi xả vào hệ thống thốt
nước của cụm Cơng nghiệp và xả ra sông
Sắt.
20.000 m3/ngày.Nhà máy xử lý nước thải
với hệ thống dẫn nước theo tiêu chuẩn
quốc tế đảm bảo việc kiểm sốt nước thải
và chất thải cơng nghiệp
Hệ thống thu gom nước thải được xây
dựng độc lập với hệ thống thoát nước mưa,
được phân làm hai khu vực chính là phía
Đơng và phía Tây khu cơng nghiệp. Nước
thải từ hai lưu vực này sau khi đã qua xử
lý tại nhà máy được thu gom qua các cống
thu nước thải đặt dọc theo các tuyến hè, tự
chảy về bể chứa trung gian, từ bể này dùng

bơm cưỡng bức, bơm tự động đến trạm xử
lý nước thải ở phía Tây nam của Khu công
nghiệp, sau khi xử lý tại trạm xử lý đạt tiêu
chuẩn B (TCVN) được dẫn về mương
thoát nước trung tâm.
Nước thải: Tồn bộ nước thải cơng nghiệp
và nước thải sinh hoạt được xử lý sơ bộ tại
các xí nghiệp, tập trung theo đường cống
Φ 300 – 800 MM chảy về khu xử lý chung
nằm ở cuối KCN để xử lý lại. Nước thải
sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn A – TCVN
được thoát ra khỏi KCN và theo mương
dẫn ra sơng Kẻ Gai.
Hồ điều hồ : 1,88 ha
Trạm xử lý nước thải 2800 m3/ngày đêm.
17


8

Nomora

Hải
Phịng

153

9

Đình Vũ

Hải
Phịng

1 152

Xử lý nước thải: Nhà máy xử lý nước thải
có cơng suất 10.800 m3/ngày, xử lý nước
thải theo phương pháp vi sinh
Nhà máy xử lý nước thải công suất 40.000
m3/ ngày đêm.

Khả năng áp dụng trong thưc tế của hệ thống tự động kiểm sốt ơ nhiễm nước thải cho
KCN.
Qua nghiên cứu các kết quả khảo sát điều tra về tình trạng mơi trường của một số khu công
nghiệp và khảo sát thực tế rác thải tại các khu công nghiệp, khu chế xuất ngày càng bất ổn.
Cụ thể Hà Nội môi trường tại các khu, cụm công nghiệp chưa đảm bảo. Thực tế 50% nước
thải công nghiệp TP HCM chưa được xử lý, Đà Nẵng: Sáu khu cơng nghiệp có một hệ thống
xử lý nước thải tập trung, thưc tế nước thải không qua hệ thống xử lý. Các Doanh nghiệp thì
coi thường bảo vệ mơi trường, đây quả là mâu thuẫn khó giải quyết. Chính vì vậy việc đưa
các hệ thống tự động kiểm soát sự ô nhiễm nguồn nước thải tại các KCN và khu chế xuất trên
cả nước là cần thiết. Hệ thống sẽ là công cụ hiệu quả cho các nhà quản lý Nhà nước, cho đơn
vị QLMT tại khu công nghiệp để giám sát nguồn nước đầu ra từ các nhà máy trong khu CN
trước khi đổ vào trạm xử lý nước thải tập trung, cho bản thân các doanh nghiệp hoạt động
trong khu công nghiệp để giám sát và chứng minh cho chất lượng xử lý nước thải của mình.
Để kiểm soát được các nguồn nước thải tại các KCN ở Việt Nam, cần lắp đặt các hệ thống tự
động kiểm sốt ơ nhiễm nước thải của từng KCN, để cho các cơ quan chức năng quản lý về
mơi trường có cơng cụ kiểm sốt được. Như vậy số luợng cần thiết các hệ thống tự động
kiểm sốt ơ nhiễm nước thải sẽ là rất lớn mới kiểm sốt được tồn bộ số luợng KCN .

9. Tổng kết các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống

Các thông số cơ bản cần đo
Tại các KCN và khu chế xuất, trong qua trình hoạt động đã thải ra nước bẩn- nước bị ô
nhiễm do lượng xút, axit, và một số hoá chất làm độ pH tăng cao, độ ơxy hồ tan trong nước
khá thấp…. Đặc biết tạo ra lượng Nitơrit cao và các kim loại nặng làm ảnh nghiên trọng đến
môi trường nước.
Để kiểm sốt được mức độ ơ nhiễm nước thải cơng nghiệp cần có các hệ thống tự động đo
và phân tích được chất lượng nước, cụ thể là đo và kiểm sốt được các thơng số cơ bản sau:
Tt

Thơng số

1
2
3
4
5
6

pH
ORP
Conductivity / Dissolved Solids
Conductivity
Resistivity
Suspended Solids

18

7
8
9
10
11
12
13

Turbidity
ISE
Dissolved O2
Dissolved CO2
Oil in Water
Temperature
NO3

Sensor và phương pháp đo
Các sensor cần lựa chọn phù hợp với môi trường nước thải. Thông thường hay sử dụng ISE
(Ion Selective Electrode). Tuy nhiên các ISE có độ bền rất thấp, nếu dùng màng polymer thì
độ bền từ 3-6 tháng, nếu dùng solid state thì độ bền từ 6-12 tháng. Như vậy đo in-line (đo
liên tục) là không phù hợp. Phải đo on-line và không thể liên tục mà theo chu kỳ. Trạm thiết
bị đo cần thiết kế để tự động đo theo chu kỳ và có chế độ bảo dưỡng sensor tự động (ngâm ,
rửa tự động).
Khả năng giám sát từ xa

Các điểm kiểm sốt có thể nằm rải rác trên phạm vi tồn quốc, do đó để có thể có một bức
tranh tồn cảnh về hiện trạng mơi trường Hệ thống phải hỗ trợ chức năng giám sát từ xa mà
phổ biến hiện nay là qua mạng internet. Ngồi ra có thể nâng cao chất lượng quản lý bằng
dùng công nghệ GIS.

Chương 2 - THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG
1. Mơ hình hệ thống

(4)
(5)

...

(4)
...

...

(5)

INTERNET

(3)

(3)

...
MODBUS

(2)

...

MODBUS

(2)

(2)

...

(2)

19


Hình 8 Mơ hình hệ thống

Hệ thống kiểm sốt tự động ô nhiễm nước thải từ các khu công nghiệp có mơ hình như trên Hình
8. Qua khảo sát nhóm thực hiện nhận thấy: để tăng tuổi thọ cho sensor cần có hệ thống đo và bảo
dưỡng tự động, mặt khác chiều dài dây sensor có hạn nên để khơng bị hạn chế về khoảng cách từ
điểm đo đến trạm cần thiết kế để có thể lấy nước tự động về trạm đo. Trạm hiện trường có chức
năng bơm hút, xả nước thải và bảo dưỡng sensor tự động. Nước thải từ cống xả của các trạm xử
lý cục bộ hoặc tập trung trong khu công nghiệp được hút về bể chứa trong trạm . Sensor đặt bên
trong trạm nên sẽ được bảo quản tốt hơn tránh được các tác động của mơi trường (mưa, nắng,
mặn, hố chất,...) và dễ dàng cho bảo trì, hiệu chuẩn. Do yêu cầu kiểm sốt khơng cần đo liên tục
mà theo chu kỳ thời gian khoảng 10 phút một lần nên chế độ đo là online (khác inline là đo liên
tục) theo chu kỳ đặt trước. Trong khoảng thời gian giữa các lần đo sensor sẽ được ngâm trong
nước sạch hoặc dung dịch bảo quản và có thể phun rửa tự động.
Dữ liệu đo được từ trạm thiết bị hiện trường được lưu tại chỗ và truyền lên PC hiện trường (Field
PC) theo giao thức MODBUS trên chuẩn RS485. Kết nối với PC thông qua bộ chuyển đổi
RS232/RS485. Đây là giao thức chuẩn quốc tế thơng dụng hiện nay và có nhiều hãng hỗ trợ các
thiết bị phần cứng, công cụ phần mềm. Trên PC hiện trường sẽ có phần mềm thực hiện nhận dữ
liệu từ trạm hiện trường, cung cấp một số tính năng quản lý tại hiện trường và truyền dữ liệu lên
PC server nằm trên mạng Internet. PC hiện trường trao đổi dữ liệu với PC server thông qua mạng

internet hoặc SMS hoặc qua mạng điện thoại. Các PC client sẽ truy cập vào PC server để xem dữ
liệu. Trên PC server có thể tích hợp thêm cơng nghệ GIS để tiện cho quản lý.
2. Thiết kế chế tạo trạm hiện trường

2.1. Tổng quan thiết kế chế tạo phần cứng
Trạm hiện trường được thiết kế chế tạo để đo các thông số của pH, DO, T, Turbidity,
Conductivity, NO3 trong nước thải tại các khu công nghiệp và truyền dữ liệu lên máy tính. Các
trạm hiện trường giúp giám sát các hiện trạng môi trường, lưu trữ và xử lý dữ liệu thu được để
đưa ra các cảnh báo kịp thời khi các thông số môi trường vượt ngưỡng cho phép. Trạm gồm hệ
thống các cảm biến, các Transmitter chuyển đổi các thơng số mơi trường thành các tín hiệu điện
dưới dạng thế hoặc dòng chuẩn (4-20mA/0-5V), board mạch phần cứng thực hiện chuyển đổi,
20


xử lý tín hiệu và truyền thơng và điều khiển một số cơ cấu vận hành , LCD hiển thị giá trị thông
số đo được, giao tiếp với người sử dụng và bàn điều khiển bằng tay. Sơ đồ tổng thể của một trạm
được sơ đồ hóa trên Hình 9

Hình 9 Sơ đồ thiết kế tổng thể

Các thông số kỹ thuật của phần cứng trạm hiện trường:
· 06 kênh đo, mỗi kênh đo 01 thông số (pH, Conductivity, DO, T, Turbidity, NO3)
· Nguồn cấp 220V AC, 50Hz hoặc 24V DC.
· Hiển thị LCD hoặc LED
· Bàn phím:08 phím
· Giao diện truyền thông RS485 cách ly. Hỗ trợ MODBUS
· Chuyển đổi RS232/RS485
· 08 DI 24V, 08 DO 24V/0.5A
· 04 AI dạng tín hiệu 0/4-20mA hoặc 0-5V
· 02 AO dạng tín hiệu 0-20mA hoặc 0-5V

21


· 01 còi cảnh báo tại chỗ
2.2. Thiết kế chế tạo Main Board
Board mạch chính có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu nhận được từ các lối vào (tín hiệu
từ các sensor), lọc và chuyển đổi ADC, xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển các cơ cấu
vận hành, đồng thời có giao diện truyền thơng RS485 cách ly quang, cho phép chuyển đổi
RS232/RS485.
Ø Thiết kế khối AI
Trong thiết kế này, khối AI gồm 06 kênh tín hiệu dạng 4-20mA/0-5V, mỗi kênh đo
một thông số (pH, Conductivity, DO, T, Turbidity, NO3). Tín hiệu tại mỗi kênh AI đều được
số hóa thơng qua ADC trước khi đưa vào khối xử lý trung tâm. Mỗi kênh AI được thiết kế
như trong Hình 10
4-20mA/0-5V
AI1
AI2

ADC x 3

CPU

AI6

Hình 10 Sơ đồ khối AI

Để đáp ứng tính thời gian thực của hệ thống, ADC phải giao tiếp với vi điều khiển với
tốc độ cao. Độ phân giải cao để giảm nhiễu lượng tử hóa. Với thiết kế đa kênh đầu vào như
trong đề tài, một yêu cầu cần thiết là ADC phải có nhiều kênh độc lập. Dựa vào các điều kiện

trên, chúng tôi đã lựa chọn ADC7794.
AD7794 24 bit, công suất nhỏ, mức nhiễu thấp, nó là một ADC S - D với 6 đầu vào vi
sai, phù hợp với các thiết kế đa kênh, dùng trong các phép đo tín hiệu analog cần độ chính
xác cao. Trong IC có chứa một bộ khuếch đại dụng cụ, do đó IC vẫn có thể đo được tín hiệu
biên độ nhỏ. Tốc độ xuất dữ liệu từ mỗi kênh biến thiên từ 4.17Hz đến 500Hz.

22


Hình 11 Sơ đồ khối chức năng của AD7794

Các đặc tính tiêu biểu của ADC7794:
·
·
·
·
·
·
·
·

22.5 bit có nghĩa
RMS của nhiễu: 40nV @ 4.17Hz, 85nV @ 16.7Hz
Power-down lớn nhất là 1µA
Bộ khuếch đại dụng cụ nhiễu thấp, hệ số khuếch đại có thể điều khiển được
6 lối vào vi sai analog
Có bộ tạo clock bên trong
Nguồn nuôi 2.7V đến 5.25V
Giao tiếp nối tiếp SPI, QSPI, MICROWIRE, và DSP
+HIA1

+HIA2
+HIA3
+HIA4

27
26

D Connector 25

+HIA1
-LOA1
+HIA2
-LOA2
+HIA3
-LOA3
+HIA4
-LOA4
+HIA5
-LOA5
+HIA6
-LOA6
RTD1_1
RTD1+
RTD1RTD1_2
RTD3_1
RTD3+
RTD3RTD3_2

REPEAT(SubAI1,1,6)
U5

+HIA[1..6]

+HIA

+HIA5
+HIA6

-LOA[1..6]

-LOA

-LOA5
-LOA6

+HIB[1..6]

+HIB

A5V
R1

AGND

12K

-LOB[1..6]

-LOB

-5V C9

1

4

AGND
10uF 5

3

1

8 U3
6 OP07EP

3
5
4
-5V

10uF

A5V

AGND

C17

1
4

5
3

C6
10

1uF
AGND

AGND
Common mode RTD2

VIN VOUT
NC
NC
NC
NC
AGND NC

2
8
7
6

MC1403N

1
C12
CAP
100pF

AGND

10uF
8

2

AGND

4

+AINA5
AREF5
+AINA6
AREF6
+AINB1
AREF1

7
8
9
10
11
12
17
18
15
16
5
6

C5
100nF

-5V

AGND

C10
100nF

C11
100nF
GND

C13
100nF

+AINB3
AREF3
internal_bias

AGND

RTD4_1
RTD4+
RTD4RTD4_2

10uF

VCC

C7
100nF

AIN4+/REFIN2+
AIN4-/REFIN2AIN5+/IOUT2
PSW
AIN5-/IOUT1
AIN6+/P1
REFIN1AIN6-/P2
REFIN1+

MOSI0
MISO0
SCK0

3
2

/AI_CS1

SI_SPI
SO_SPI
SCK_SPI
/AI_CS1
3.3V

22
21

20
19

A+3.3V
AGND

14
13

U6
NC
AIN1+
AIN1AIN2+
AIN2AIN3+
AIN3-

DIN
DOUT/RDY
SCLK
CS
CLK
DVdd
AVdd
GND

AIN4+/REFIN2+
AIN4-/REFIN2AIN5+/IOUT2
PSW
AIN5-/IOUT1
AIN6+/P1

REFIN1AIN6-/P2
REFIN1+

24
23
1
3
2

MOSI0
MISO0
SCK0
/AI_CS2

/AI_CS2
3.3V

22
21
20
19

A+3.3V
AGND

14
13

AD7794

internal_bias

C15

+AINB4
AREF4
+AINB5
AREF5
+AINB6
AREF6

R4
2.5K

W1
C4
100nF

CS
CLK
DVdd
AVdd
GND

24
23
1

Vos

6
5

AGND

A+3.3V

C3
100nF

1
SW-SPDT

7
8
9
10
11
12

3

A5V

AGND

U4
OP07EP

12K

3.3V

C2
100nF

R5
2.5K

AGND

AGND

R2

DIN
DOUT/RDY
SCLK

U7

A5V

D Connector 25

C1
10uF

3

10uF

U1

R3

AIN1+
AIN1AIN2+
AIN2AIN3+
AIN3-

2

4
A5V

NC

AD7794

RTD3_1
RTD3+
RTD3RTD3_2

C14
AGND

C8

17

18
15
16
5
6

+AINB2
AREF2
RTD2_1
RTD2+
RTD2RTD2_2

AGND
10uF

Vos

8

A5V

AREF1
AREF2
AREF3
AREF4
AREF5
AREF6

C16

2

U2
OP07EP

6
2

A5V

4

26

+HIB1
-LOB1
+HIB2
-LOB2
+HIB3
-LOB3
+HIB4
-LOB4
+HIB5
-LOB5
+HIB6
-LOB6
RTD2_1
RTD2+
RTD2RTD2_2
RTD4_1

RTD4+
RTD4RTD4_2

7

1
14
2
15
3
16
4
17
5
18
6
19
7
20
8
21
9
22
10
23
11
24
12
25
13

27

AREF[1..6]

REPEAT(-LOB)
SubAI1.SCHDOC

T2

+AINB[1..6] +AINB1
+AINB2
+AINB3
+AINB4
+AINB5
+AINB6
S1

AREF

REPEAT(AREF)

-LOB5
-LOB6

R1=Vcomm/Iout=2.5/0.210(K)=12K

+AINB

7

8
9
10
11
12

+AINA4
AREF4
RTD1_1
RTD1+
RTD1RTD1_2

+AINA[1..6] +AINA1
+AINA2
+AINA3
+AINA4
+AINA5
+AINA6

REPEAT(+HIB)

+HIB5
+HIB6
-LOB1
-LOB2
-LOB3
-LOB4

+AINA1
AREF1

+AINA2
AREF2
+AINA3
AREF3

REPEAT(-LOA)
REPEAT(+AINB)

+HIB1
+HIB2
+HIB3
+HIB4

Common mode RTD1

+AINA

REPEAT(+AINA)

-LOA1
-LOA2
-LOA3
-LOA4

AGND

4
REPEAT(+HIA)

7

1
14
2
15
3
16
4
17
5
18
6
19
7
20
8
21
9
22
10
23
11
24
12
25
13

7

T1

17
18
15
16
5
6

NC
AIN1+
AIN1AIN2+
AIN2AIN3+
AIN3-

DIN
DOUT/RDY
SCLK
CS
CLK
DVdd
AVdd
GND

AIN4+/REFIN2+
AIN4-/REFIN2AIN5+/IOUT2
PSW
AIN5-/IOUT1
AIN6+/P1
REFIN1AIN6-/P2
REFIN1+

24
23
1
3
2

MOSI0
MISO0
SCK0
/AI_CS3

19

/AI_CS3
3.3V

22
21
20

A+3.3V
AGND

14
13

AD7794

VCC

AGND

W2
3.3V

A+3.3V
W3

GND

AGND

Hình 12 Sơ đồ nguyên lý khối AI

23