XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNGCHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT NAM – MỘC BÀI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG
CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY
CỔ PHẦN VIỆT NAM – MỘC BÀI

Sinh viên : NGUYỄN THỊ THƯƠNG
Ngành

: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

Niên khóa : 2007 – 2011

Tháng 7/2011


XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC
THẢI TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT NAM – MỘC BÀI

Tác giả

NGUYỄN THỊ THƯƠNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư
Chuyên ngành Quản Lý Môi Trường

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

Tháng 7/2011


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của
nhiều người.
Xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô Khoa Môi trường và Tài nguyên – Trường Đại
học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian học
tại trường.
Xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất tới thầy Nguyễn Mạnh Hiến, xin cảm ơn thầy đã chỉ
bảo, truyền đạt những kiến thức bổ ích cho em trong quá trình học tập và thực hiện khóa
luận tốt nghiệp cũng như trong cuộc sống.
Xin cảm ơn tất cả anh, chị làm việc tại công ty TNHH TMDV KHKT Phượng Hải,
công ty cổ phần Việt Nam – Mộc Bài, phòng thí nghiệm Khoa Môi trường và Tài Nguyên
– Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí minh đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực
tập.
Cảm ơn các bạn lớp DH07QM đã luôn bên mình, giúp đỡ mình trong thời gian vừa
qua.
Xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 07 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Thương

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

i


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Nhằm mục đích tìm hiểu về hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước, nghiên cứu
ứng dụng hệ thống này vào thực tế Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài đáp ứng nhu
cầu về số liệu chính xác, nhanh chóng phục vụ công tác quản lý môi trường. Tôi quyết
định thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp: “Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất
lượng nước thải tại công ty cổ phần Việt Nam – Mộc Bài”. Đề tài được thực hiện trong
thời gian thực tập tại công ty TNHH TMDV KHKT Phượng Hải, công ty cổ phần Việt
Nam – Mộc Bài, phòng thí nghiệm Khoa Môi trường và Tài nguyên – Đại học Nông Lâm
Tp. Hồ Chí Minh. Thời gian từ ngày 15 tháng 03 năm 2011 đến ngày 10 tháng 07 năm
2011. Khóa luận bao gồm 5 chương với nội dung cơ bản như sau:
Chương 1 – Mở đầu: Giới thiệu mục tiêu nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, phương
pháp nghiên cứu và giới hạn của đề tài.
Chương 2 – Tổng quan về quan trắc môi trường nước: Các thông số lựa chọn đánh
giá chất lượng nước, các loại trạm quan trắc, tần số, thời gian quan trắc, kỹ thuật thu mẫu
và bảo quản mẫu. Giới thiệu về hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước.
Chương 3 – Hiện trạng môi trường nước Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài:
Tìm hiểu lĩnh vực, công nghệ sản xuất; nước thải sản xuất và sinh hoạt; hệ thống xử lý
nước thải của Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài.
Chương 4 – Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công
ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài: Đề xuất lựa chọn thông số, địa điểm, thời gian và tần
số quan trắc; thiết bị đo, các giải pháp lắp đặt, vận hành. Thiết lập quy trình giám sát, vận
hành hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải.
Chương 5 – Kết luận và kiến nghị: Rút ra kết luận và đề xuất các giải pháp để ứng

dụng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

ii


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ..................................................................................................ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..............................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................ viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................ ix
Chương 1 MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................ 1
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI.................................................................................................... 1
1.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 1
1.3.1 Nội dung của đề tài ............................................................................................... 1
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 2
1.3.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu ..................................................................... 2
1.3.2.2 Phương pháp thực địa để thu thập thông tin và hình ảnh.............................. 2
1.3.2.3 Phương pháp lấy mẫu, phân tích ................................................................... 2
1.3.2.4 Phương pháp chuyên gia ................................................................................ 2
1.3.2.5 Phương pháp xử lý và phân tích dữ liệu ........................................................ 3
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .......................................................................................... 3

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG NƯỚC .......................... 4
2.1 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG .................................................... 4
2.1.1 Định nghĩa quan trắc môi trường .......................................................................... 4
2.1.2 Các mục tiêu quan trắc ......................................................................................... 4
2.1.3 Các thông số đánh giá chất lượng môi trường nước............................................. 5
2.1.4 Các loại trạm quan trắc môi trường ...................................................................... 6
2.1.5 Tần suất lấy mẫu ................................................................................................... 7
2.1.6 Thời gian lấy mẫu ................................................................................................. 7
2.1.7 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ............................................................... 8

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

iii


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

2.1.8 Phương pháp phân tích các thông số đánh giá chất lượng nước .......................... 9
2.2 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC ................. 10
2.2.1 Giới thiệu trạm quan trắc tự động chất lượng nước ........................................... 10
2.2.2 Các chức năng cấu thành một hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước ...... 11
2.2.3 Mô tả hoạt động của hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước .................... 12
2.2.3.1 Hệ thống đo và thu thập dữ liệu chất lượng nước tại hiện trường .............. 12
2.2.3.2 Hệ thống truyền, dẫn dữ liệu qua mạng không dây GPRS – GSM .............. 12
2.2.3.3 Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu tại trung tâm. .................................. 12
Chương 3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT
NAM – MỘC BÀI ............................................................................................................. 14
3.1 TỔNG QUAN CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT NAM – MỘC BÀI ............................ 14

3.1.1 Đặc điểm địa lý, địa chất .................................................................................... 14
3.1.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn ............................................................................ 15
3.1.3 Lĩnh vực sản xuất ................................................................................................ 15
3.2 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT NAM –
MỘC BÀI ........................................................................................................................ 17
3.2.1 Nước cấp cho quy trình sản xuất và sinh hoạt .................................................... 17
3.2.2 Nước mưa ........................................................................................................... 17
3.2.3 Nước thải sản xuất .............................................................................................. 18
3.2.4 Nước thải sinh hoạt ............................................................................................. 18
3.2.5 Hệ thống xử lý nước thải .................................................................................... 19
3.2.6 Nguồn tiếp nhận nước thải của hệ thống xử lý ................................................... 20
Chương 4 XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG
NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT NAM – MỘC BÀI .......................... 21
4.1 ĐỀ XUẤT XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG
NƯỚC TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT NAM – MỘC BÀI ....................................... 21
4.1.1 Lựa chọn vị trí đặt trạm quan trắc tự động chất lượng nước .............................. 21
4.1.2 Lựa chọn thông số quan trắc ............................................................................... 24
4.1.3 Lựa chọn tần số và thời gian quan trắc ............................................................... 25

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

iv


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

4.1.4 Lựa chọn thiết bị quan trắc ................................................................................. 25
4.1.4.1 Thiết bị đo lưu lượng .................................................................................... 25

4.1.4.2 Thiết bị phân tích COD và BOD .................................................................. 27
4.1.4.3 Thiết bị đo pH ............................................................................................... 29
4.1.4.4 Thiết bị đo DO .............................................................................................. 32
4.1.4.5 Thiết bị đo chất rắn lơ lửng.......................................................................... 34
4.1.4.6 Thiết bị đo Clo PCA310 ............................................................................... 35
4.1.5 Lựa chọn hệ thống truyền, dẫn dữ liệu phân tích ............................................... 38
4.1.5.1 Truyền dữ liệu quan trắc môi trường qua điện thoại cố định ...................... 38
4.1.5.2 Truyền dữ liệu quan trắc môi trường qua mạng không dây GPRS – GSM . 38
4.1.5.3 Truyền dữ liệu quan trắc môi trường dùng đường truyền internet ADSL ... 39
4.1.5.4 Truyền dữ liệu quan trắc môi trường qua vệ tinh ........................................ 40
4.1.5.5 Lựa chọn phương thức và thiết bị truyền dẫn dữ liệu .................................. 40
4.1.6 Lựa chọn hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu tại trung tâm ........................... 41
4.2 ỨNG DỤNG THỰC TẾ - LẮP ĐẶT HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG
CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN VIỆT NAM –
MỘC BÀI ........................................................................................................................ 42
4.2.1 Khảo sát địa hình ................................................................................................ 42
4.2.2 Lắp đặt và vận hành ............................................................................................ 43
4.2.2.1 Lắp đặt trạm quan trắc................................................................................. 43
4.2.2.2 Vận hành hệ thống thiết bị ........................................................................... 44
4.2.2.3 Kiểm tra chất lượng trong quan trắc tự động ........................................... 45
4.2.2.4 Hiển thị kết quả, thu thập dữ liệu và xuất dữ liệu báo cáo .......................... 47
4.2.3. Tính toán chi phí cho hoạt động hệ thống quan trắc tự động ............................ 48
4.2.4 Hiệu quả ứng dụng .............................................................................................. 49
4.2.4.1 Ưu điểm ........................................................................................................ 49
4.2.4.2 Nhược điểm .................................................................................................. 50
4.2.4.3 Hiệu quả ứng dụng ....................................................................................... 50
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 52

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

v


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

5.1 KẾT LUẬN ............................................................................................................... 52
5.2 KIẾN NGHỊ .............................................................................................................. 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................ 54
PHỤ LỤC I ........................................................................................................................ 56
PHỤ LỤC II ...................................................................................................................... 61
PHỤ LỤC III ..................................................................................................................... 70
PHỤ LỤC IV ..................................................................................................................... 76

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

vi


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Tải lượng, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt ....................... 18
Bảng 4.1: Các thông số lựa chọn quan trắc ....................................................................... 24
Bảng 4.2: Cấu tạo thiết bị đo lưu lượng PS – 360 ............................................................. 26
Bảng 4.3: Cấu tạo thiết bị đo COD và BOD CX3000 ....................................................... 28
Bảng 4.4: Các bộ phận phân tích của thiết bị đo COD và BOD CX3000 ......................... 28

Bảng 4.5: Cấu tạo đầu đo pH8000 ..................................................................................... 30
Bảng 4.6: Cấu tạo của thiết bị đo clo PCA310 .................................................................. 36
Bảng 4.7: Thiết bị lắp đặt hệ thống .................................................................................... 42
Bảng 4.8: Các thiết bị trong hệ thống quan trắc tự động ................................................... 43
Bảng 4.9: Cài đặt tần số quan trắc cho các thông số ......................................................... 45
Bảng 4.10: Giá trị ngưỡng báo động cho các thông số ...................................................... 45
Bảng 4.11: Kết quả phân tích chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước bằng thiết bị online ...... 46
Bảng 4.12: So sánh kết quả phân tích chất lượng nước ..................................................... 46
Bảng 4.13: Số lượng nhân viên quản lý và vận hành hệ thống ......................................... 48
Bảng 4.14: Chi phí đầu tư ban đầu thiết bị quan trắc tự động ........................................... 49
Bảng 4.15: Chi phí vận hành hằng năm của hệ thống quan trắc tự động .......................... 49

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

vii


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Sơ đồ các bước thiết kế chương trình quan trắc môi trường ............................... 4
Hình 2.2: Hệ thống lấy mẫu tự động ở trạm quan trắc ........................................................ 9
Hình 2.3: Sơ đồ hoạt động của hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước ................... 11
Hình 2.4: Mô hình kết nối tổng quát hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước .......... 12
Hình 3.1: Quy trình sản xuất giày tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài.................. 16
Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài........... 19
Hình 4.1: Vị trí đặt trạm quan trắc tại hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt........................ 23
Hình 4.2: Cấu tạo thiết bị đo lưu lượng PS – 360 ............................................................. 26

Hình 4.3: Cấu tạo thiết bị đo COD và BOD CX3000 ....................................................... 27
Hình 4.4: Nguyên lý hấp thụ tia UV mẫu .......................................................................... 28
Hình 4.5: Cấu tạo đầu đo pH8000 ..................................................................................... 29
Hình 4.6: Nguyên lý hoạt động đầu đo pH8000 ................................................................ 30
Hình 4.7: Cấu tạo đầu đo DO6400 .................................................................................... 32
Hình 4.8: Cấu tạo đầu đo DO sử dụng màng galvanic Teflon .......................................... 33
Hình 4.9: Cấu tạo đầu đo chất rắn lơ lửng S40 ................................................................. 34
Hình 4.10: Nguyên lý hoạt động đầu đo chất rắn lơ lửng S40 .......................................... 34
Hình 4.11: Cấu tạo của thiết bị đo Clo PCA310 ............................................................... 35
Hình 4.12: Mô hình lắp đặt hệ thống ................................................................................. 42
Hình 4.13: Màn hình hiển thị kết quả phân tích ................................................................ 47
Hình 4.14: Kết quả xuất dữ liệu báo cáo ........................................................................... 47

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

viii


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ADSL

: Đường dây thuê bao bất đối xứng (Asymmetric Digital Subscriber Line)

APHA

: Hiệp hội Y tế Cộng đồng Mỹ (American Public Health Association)

ASEAN

: Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á (Association of Southeast Asia Nations)

ATC

: Từ động bù trừ nhiệt độ (Automatic temperature compensation)

AWA

: Thiết bị phân tích nước tự động (Advanced Water Analyzers)

BOD

: Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trường
COD

: Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

CTR

: Chất thải rắn

DO

: Nồng độ oxy hòa tan (Dissolved Oxygen)

EGSM

: Hệ thống thông tin di động toàn cầu mở rộng (Extended Global System for

Mobile communications)
GEMS

: Hệ thống quan trắc môi trường quy mô toàn cầu (Global Environment

monitoring system)
GIS

: Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)

GPRS

: Thiết bị truyền tín hiệu số không dây (General Packet Radio Service)

GSM

: Hệ thống thông tin di động toàn cầu (Global System for Mobile

Communications)
ISO

: Tổ chức Quốc tế về tiêu chuẩn hóa. (The International Organization for

Standardization)
KHKT

: Khoa học kỹ thuật

LAN

: Mạng cục bộ (Local Area Network)

LCD

: Màn hình tinh thể lỏng (Liquid Crystal Display)

LED

: Đèn phát quang (Light Emitting Diode)

PLC

: Chương trình điều khiển (Programmable Logic Controller)

QA

: Bảo đảm chất lượng (Quality Assurance)

QC

: Kiểm soát chất lượng (Quality Control)

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

ix


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

SIM

: Thiết bị nhận dạng thuê bao (Subscriber Identity Module)

SMS

: Dịch vụ tin nhắn ngắn (Short Message Service)

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN : Tiêu chuẩn Xây DựngViệt Nam
TMDV

: Thương mại dịch vụ

TNHH

: Trách nhiệm hữu hạn

TSS

: Tổng chất rắn lơ lửng (Total Solids)

UV

: Tia cực tím (Ultra Violet)

WTO

: Tổ chức thương mại thế giới (World Trade Organization)

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

x


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, sau bốn năm gia nhập
WTO, nền kinh tế mở cửa theo hướng cơ chế thị trường, sự đầu tư từ nước ngoài vào Việt
Nam ngày càng nhiều do đó các xí nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao, khu công
nghiệp… mọc lên ở nhiều nơi với mật độ cao. Sự phát triển công nghiệp, quá trình đô thị
hóa đã mang lại cuộc sống vật chất ngày một hiện đại, đầy đủ hơn cho mọi người, nhưng
ngày càng tăng áp lực cho môi trường làm môi trường ô nhiễm. Trong đó ô nhiễm nguồn
nước là một vấn nạn không chỉ riêng nước ta mà tất cả các nước trên thế giới.
Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài được đầu tư xây dựng và phát triển từ năm
2010, chuyên về sản xuất giày hiệu Nike lớn nhất thế giới. Từ nhu cầu về số liệu phục vụ
công tác quản lý chất lượng môi trường nước tại công ty, yêu cầu báo cáo giám sát chất

lượng môi trường thường niên và báo cáo liên tục cho Công ty Cổ phần Tae Kwang Vina
Industrial, đòi hỏi việc ứng dụng khoa học công nghệ, trong đó hệ thống quan trắc môi
trường tự động là một trong những giải pháp tối ưu. Thấy được tầm quan trọng đó nên tôi
đã quyết định thực hiện đề tài: “Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng
nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài”.
1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Đề xuất xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ
phần Việt Nam – Mộc Bài và đánh giá hiệu quả sau khi ứng dụng.
1.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.3.1 Nội dung của đề tài
• Tìm hiểu về quan trắc môi trường và hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải.
• Tổng quan Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài: Quy mô công ty, lĩnh vực quy trình
sản xuất; môi trường nước cấp, nước mưa, nước thải sinh hoạt và sản xuất, nguồn tiếp
nhận nước thải.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

1


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

• Đề xuất xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần
Việt Nam – Mộc Bài.
• Kết luận và kiến nghị
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là cách thức làm việc khoa học để giải quyết các vấn đề
chính xác, khách quan nhằm thu được kết quả tốt nhất. Khóa luận đã sử dụng những

phương pháp sau:
1.3.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu
Tài liệu thu thập từ các cơ quan, thư viện, internet và tham khảo kết quả của các công
trình nghiên cứu trước đây. Ngoài ra còn có các tài liệu được cung cấp từ giáo viên hướng
dẫn và một số giáo viên trong khoa cùng với bạn bè. Tất cả được tổng hợp lại, đánh giá và
lựa chọn những thông tin và dữ liệu cần thiết cho đề tài.
1.3.2.2 Phương pháp thực địa để thu thập thông tin và hình ảnh
Quan sát quy trình sản xuất, hoạt động của công ty để thu thập thông tin về công nghệ,
nguyên liệu sản xuất, tính chất nước thải.
Bằng cách ra hiện trường trạm xử lý nước thải Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài
khảo sát địa hình, quan sát và ghi hình, thu thập thông tin về công suất, công nghệ xử lý.
Khảo sát địa hình để tìm ra phương án lắp đặt trạm quan trắc một cách tối ưu nhất.
1.3.2.3 Phương pháp lấy mẫu, phân tích
Lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu DO, COD, BOD, pH, đầu vào và đầu ra trạm xử lý
nước thải Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài tại phòng thí nghiệm và đo bằng thiết bị
online.
1.3.2.4 Phương pháp chuyên gia
Đây là cách bàn luận và tham khảo ý kiến của các chuyên gia, chuyên viên, các Thầy
Cô và những cán bộ có kinh nghiệm trong lĩnh vực cần tìm hiểu. Với phương pháp này,
chúng ta có thể học hỏi được nhiều điều bổ ích cùng với những ý kiến đóng góp quan
trọng và có ý nghĩa đối với vấn đề đang nghiên cứu.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

2


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

1.3.2.5 Phương pháp xử lý và phân tích dữ liệu
Là phương pháp tìm hiểu, so sánh và lựa chọn những thông tin và dữ liệu chính xác và
cần thiết nhất cho luận văn từ nguồn dữ liệu sơ cấp. Công việc xử lý và phân tích dữ liệu
được thực hiện bằng tay và trên máy tính. Phương pháp này sẽ cho ra những kết quả tin
cậy, làm cơ sở để giải quyết các vấn đề.
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 03/2011 đến 06/2011.
• Địa điểm nghiên cứu: Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài.
• Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải, ứng dụng tại
hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

3


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

Chương 2
TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
2.1 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG
2.1.1 Định nghĩa quan trắc môi trường
Quan trắc môi trường là sự đo đạc, phân tích đánh giá diễn biến chất lượng môi trường
theo các thông số chọn lọc trong một không gian theo tần số nhất định trong một thời gian
dài.
Trong quá trình quan trắc môi trường cần quan tâm đến những vấn đề chung về bảo
đảm và kiểm soát chất lượng trong quan trắc và phân tích môi trường.

Hình 2.1: Sơ đồ các bước thiết kế chương trình quan trắc môi trường

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

4


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

2.1.2 Các mục tiêu quan trắc
• Kiểm tra sức khỏe và tác động lâu dài của các chất ô nhiễm đến con người và môi
trường.
• Đánh giá hiệu quả của chiến lược khống chế ô nhiễm.
• Cung cấp số liệu cho quy hoạch sử dụng đất.
• Quan sát và dự báo chiều hướng ô nhiễm.
• Hiệu chỉnh mô hình lan truyền các chất ô nhiễm.
• Báo động và cảnh giới ô nhiễm, nghiên cứu nguồn ô nhiễm, đánh giá hiện trạng ô
nhiễm, nghiên cứu bản chất và tác động giữa các chất ô nhiễm.
2.1.3 Các thông số đánh giá chất lượng môi trường nước
Chất lượng môi trường nước được đánh giá qua:
Đặc điểm các yếu tố vật lý (độ đục, chất rắn, màu, phóng xạ, nhiệt độ…), nồng độ các
chất vô cơ, hữu cơ và vi sinh trong nguồn nước.
Việc đánh giá diễn biến chất lượng nước nhất là đánh giá các tác động của sự cố ô
nhiễm nguồn nước cần phải được thực hiện qua ba thành phần tạo nên môi trường nước:
∗ Thủy văn
∗ Thành phần thủy hóa
∗ Thành phần thủy sinh

Để đánh giá chất lượng nước và dự báo diễn biến ô nhiễm nước, không thể đo đạc tất
cả các thông số thủy văn, hóa, lý, sinh vật mà phải chọn các thông số đặc trưng, đang
được công nhận và sử dụng trong các tài liệu quốc tế.
• Các thông số thủy văn
Dòng chảy (m/s), mực nước (m), lưu lượng (m3/s).
• Các chỉ tiêu hóa – lý
Nhiệt độ, màu, mùi, độ đục, độ dẫn điện,
DO, COD, BOD, sắt (Fe), Mangane (Mn), Canxi – Magie (Ca – Mg), Amonia (NH 3 ),
Nitrite và Nitrate (NO 2 - và NO 3 -), Photpho (P)…

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

5


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

• Các chỉ tiêu sinh học
Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia Coli: Chọn E.Coli vì nó phổ biến, đặc trưng
cho nguồn nước có bị ô nhiễm phân, có khả năng tồn tại cao trong các môi trường.
Các loại rong tảo: đặc trưng cho sự nhiễm bẩn các chất hữu cơ, sự phú dưỡng nguồn
nước.
Ghi chú: Xem phụ lục I Bảng 2.1: Các thông số lựa chọn quan trắc theo GEMS.
2.1.4 Các loại trạm quan trắc môi trường
• Các mục tiêu cơ bản của các trạm quan trắc chất lượng và ô nhiễm nước
∗ Đánh giá tác động các hoạt động do con người gây ra đối với chất lượng nước và
đánh giá khả năng sử dụng của nước theo các mục đích khác nhau (1).
∗ Xác định chất lượng nước về mặt bản chất tự nhiên hoặc nguồn nước đưa từ nước

ngoài vào lãnh thổ quốc gia (2).
∗ Theo dõi xác định nguồn ô nhiễm và đường đi của các chất độc hại đặc biệt khi có
sự cố môi trường (3).
∗ Xác định xu hướng thay đổi chất lượng nước ở các trạm chủ yếu là xâm nhập mặn
(4).
Mục tiêu (1) được thực hiện bằng cách thiết lập các trạm tự động (impact stations).
Mục tiêu (2) được thực hiện bằng các trạm cơ sở (base stations). Mục tiêu (3) được thực
hiện bằng một trong hai trạm trên, tùy thuộc vào chất độc hại có nguồn gốc nhân tạo hoặc
tự nhiên. Mục tiêu (4) được thực hiện bằng các trạm xu hướng (trend stations).
• Trạm cơ sở
Đặt tại vị trí không bị ảnh hưởng trực tiếp của nguồn ô nhiễm, biên giới,
Cung cấp thông số nền cho việc đánh giá ô nhiễm,
Kiểm soát chất lượng nước đầu vào.
• Trạm tác động
Đặt tại khu vực bị tác động, các vùng sử dụng nước cho mục tiêu khác nhau,
Theo dõi chất lượng nước cung cấp và ảnh hưởng của từng khu vực sử dụng nước.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

6


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

• Trạm xu hướng
Đặt tại vị trí cửa sông
Xu hướng thay đổi chất lượng nước toàn cầu
Tải lượng ô nhiễm đưa ra biển

Xâm nhập mặn
• Những yêu cầu khi chọn một trạm quan trắc
Theo đặc điểm từng trạm,
Đại diện, đồng nhất về chất lượng mẫu,
Lưu lượng nước đi qua ổn định,
Vị trí của phòng phân tích,
Tránh ảnh hưởng các yếu tố khách quan.
2.1.5 Tần suất lấy mẫu
Tần suất lấy mẫu là khoảng thời gian liên tiếp giữa 2 lần lấy mẫu nhất định. Phụ thuộc
vào mức độ sự cố, chế độ thủy văn, địa hình và đặc điểm phân bố dân cư, sản xuất trong
vùng .
Khi có những thay đổi theo chu kỳ hay có những biến động thường xuyên, tần suất lấy
mẫu phải có khoảng thời gian đủ ngắn giữa 2 lần lấy mẫu liên tiếp để phát hiện được
những thay đổi này, tần suất thu mẫu càng dày thì độ chính xác và đánh giá diễn biến ô
nhiễm càng cao.
Tần suất lấy mẫu được qui định theo GEMS, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, Tổng
cục khí tượng thủy văn.
Ghi chú: Xem phụ I bảng 2.2: Tần suất thu mẫu hằng năm ở trạm giám sát chất lượng
nước theo GEMS.
2.1.6 Thời gian lấy mẫu
Nếu đo 1 tháng 1 lần thì cần đo vào 1 – 2 ngày xác định trong tháng.
Nếu 2 tháng đo một lần thì đo vào 1 – 2 ngày xác định trong các tháng 1, 3, 5, 7, 9, 11.
Nếu quan trắc theo quý thì cần đo vào 1 – 2 ngày xác định trong các tháng 2, 5, 8, 11
hằng năm.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

7

Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

Trên đất liền quan trắc vào các ngày không mưa, nếu các ngày xác định bị mưa thì tiến
hành quan trắc vào các ngày tiếp theo, sau ngày mưa tối thiểu 1 ngày.
Ở vùng cửa sông, ven biển thời gian lấy mẫu cần lưu ý đến sự dao động mực nước do
thủy triều.
Không có qui định về thời gian với trường hợp quan trắc liên tục.
2.1.7 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
• Phương pháp lấy mẫu thụ động
Định kỳ thu mẫu bằng tay, không dùng bơm đối với mẫu nước sông, hồ, kênh rạch,
nhưng đối với mẫu nước ngầm dùng máy bơm hoặc bơm tay, sau khi bơm vài phút bỏ
lượng mẫu đầu.
∗ Ghi rõ thời gian, địa điểm mẫu nước đã thu,
∗ Bảo quản mẫu đúng quy định.
∗ Ưu điểm
Đơn giản, không cần hỗ trợ kỹ thuật, rẻ tiền, linh động trong việc thay đổi vị trí lấy
mẫu, thuận lợi để thu nhiều mẫu, thích hợp trong nghiên cứu nền.
∗ Nhược điểm
Dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thời tiết và vận chuyển, không ưu việt với các chỉ tiêu
TSS, BOD (vì thời gian bảo quản ngắn).
Ghi chú: Xem phụ lục I bảng 2.3: Quy định bảo quản mẫu nước theo GEMS

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

8

Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

• Phương pháp lấy mẫu chủ động
Phương pháp này được dùng trong quan trắc liên tục ô nhiễm, sử dụng hệ thống bơm
để lấy mẫu.

Hình 2.2: Hệ thống lấy mẫu tự động ở trạm quan trắc
∗ Ưu điểm
Mẫu được lấy liên tục và chuyển nhanh đến trạm để đo đạc mà không cần bảo quản,
mẫu không bị phụ thuộc bởi các yếu tố thời tiết và vận chuyển.
∗ Nhược điểm
Phức tạp, đắt tiền, không thể thu cùng lúc mẫu ở nhiều vị trí khác nhau.
2.1.8 Phương pháp phân tích các thông số đánh giá chất lượng nước
• Phương pháp phòng thí nghiệm
Mẫu được vận chuyển về phòng thí nghiệm để phân tích, riêng đối với các chỉ tiêu như
pH, nhiệt độ, DO, độ dẫn điện... có thể đo tại hiện trường bằng các máy đo.
Tuân thủ đúng qui định về bảo quản mẫu, phân tích mẫu trong khoảng thời gian quy
định để kết quả đo được chính xác. Có thể áp dụng các phương pháp phân tích sau:
APHA: Các phương pháp chuẩn kiểm tra nước và nước thải của Cơ quan Sức khỏe
Cộng đồng Mỹ.
ISO: Phương pháp chuẩn chất lượng nước của tiêu chuẩn Quốc tế.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

9

Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

TCVN: Các tiêu chuẩn Việt Nam về phân tích các thông số môi trường nước, Bộ Khoa
học Công nghệ và Môi trường.
∗ Ưu điểm
Chi phí thấp, cho giá trị trung bình, có thể so sánh số liệu của nhiều phương pháp và
đơn vị phân tích khác nhau.
∗ Nhược điểm
Tốn nhiều thời gian và nhân lực, chậm cho ra kết quả nên không phát hiện sớm vấn đề
để giải quyết kịp thời, phương pháp và kỹ thuật đo khác nhau dẫn đến các kết quả chênh
lệch.
• Phương pháp đo đạc tự động
Phương pháp này đo tự động các thông số: pH, nhiệt độ, độ màu, chất rắn lơ lửng,
COD, BOD,... bằng các thiết bị đo hoặc máy phân tích tự động được lắp đặt tại các trạm
quan trắc và cho kết quả liên tục.
∗ Ưu điểm
Độ tin cậy và hiệu suất cao, có thể nối mạng và lấy kết quả tại nhà, giảm yêu cầu về
nhân lực, tiết kiệm thời gian, số liệu thu thập hàng giờ giúp phát hiện nhanh và giải quyết
sớm các bất thường.
∗ Nhược điểm
Phức tạp về kỹ thuật và công nghệ do đó đòi hỏi trình độ chuyên môn, chi phí cao.
2.2 TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC
2.2.1 Giới thiệu trạm quan trắc tự động chất lượng nước
Trạm quan trắc tự động chất lượng nước có thể giúp quan trắc sự thay đổi chất lượng
nước liên tục 24 giờ. Chức năng của trạm quan trắc tự động là tự động lấy mẫu, phân tích
và cho kết quả tức thời do được lắp đặt các thiết bị và đầu dò có khả năng thực hiện
những chức năng đo đạc độc lập. Với tần suất quan trắc dày, trạm quan trắc nước tự động
sẽ giúp nhà quản lý xử lý kịp thời những thay đổi đột ngột của môi trường nước.
Hệ thống truyền nhận dữ liệu được lắp đặt nhằm kết nối các trạm con với trạm trung
tâm giám sát thông qua hạ tầng mạng không dây. Trạm trung tâm giám sát chất lượng

nước thông qua kết quả đo ở tất cả các trạm, và có thể truyền tín hiệu điều khiển đến các

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

10


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

thiết bị đo hoặc phân tích tại mỗi trạm. Hệ thống máy tính của trạm trung tâm được cung
cấp chức năng hai chiều: nhận và hiển thị dữ liệu được truyền từ các trạm con và chuyển
tín hiệu điều khiển đến chúng. Hệ thống trung tâm này có chức năng thống kê để truy xuất
các giá trị trung bình trong 1 ngày, 1 tuần, 1 tháng hoặc 1 năm.
Trạm quan trắc chất lượng nước tự động hoạt động hiệu quả cao nhất khi nhiều trạm
được kết nối liên thông, tạo thành một hệ thống quan trắc tổng thể, hoàn chỉnh và đồng
bộ.
2.2.2 Các chức năng cấu thành một hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước
Một hệ thống quan trắc tự động nói chung có nhiều thông số chức năng, các thông số
này rất khác nhau và phức tạp.
Những thông số chức năng chủ yếu là: lập kế hoạch, triển khai, vận hành, thực hiện
quy trình đảm bảo và kiểm soát chất lượng.
∗ Thiết kế mạng lưới: xác định vị trí đặt trạm, lựa chọn thông số đo, phương pháp đo.
∗ Đo đạc các thông số môi trường: lựa chọn thiết bị đo và vị trí đo.
∗ Thu thập dữ liệu: lưu trữ và kiểm tra chất lượng dữ liệu, kiểm tra thiết bị đo.
∗ Xử lý, phân tích dữ liệu: nhận dữ liệu từ các trạm con, sàng lọc và kiểm tra, lưu trữ
và tra cứu, lập báo cáo, các chỉ số chất lượng, các mô hình chất lượng.
∗ Sử dụng thông tin: các nhu cầu thông tin, mẫu báo cáo, các thủ tục tác nghiệp, đánh
giá sử dụng.

∗ Ra quyết định phục vụ công tác quản lý.

Hình 2.3: Sơ đồ hoạt động của hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

11


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

2.2.3 Mô tả hoạt động của hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước
Một hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước bao gồm các thành phần chính sau:
2.2.3.1 Hệ thống đo và thu thập dữ liệu chất lượng nước tại hiện trường
Mỗi trạm gồm các thiết bị phân tích online, đầu đo và bộ truyền tín hiệu, hiển thị để
phân tích online các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước như: pH, TSS, DO, COD, BOD,
nitơ tổng, phosphate tổng, ammonia, lưu lượng thải ra… Tất cả các tín hiệu được tập hợp
về bộ thu thập dữ liệu truyền thông về trạm trung tâm qua mạng không dây GPRS – GSM
Mỗi trạm con được lắp đặt hệ thống đo và thu thập dữ liệu với nhiệm vụ:
∗ Xây dựng hệ đầu đo các thông số, đảm bảo tính chính xác của kết quả.
∗ Đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của từng thông số đo.
∗ Chú ý yêu cầu về chu kỳ đo và thời gian ổn định các đầu đo khác nhau, lưu tốc
của nước trong 2 trường hợp: đo và vệ sinh.
2.2.3.2 Hệ thống truyền, dẫn dữ liệu qua mạng không dây GPRS – GSM
Việc truyền thông dữ liệu từ các trạm giám sát về phòng giám sát, điều khiển trung
tâm được thực hiện hoàn toàn tự động thông qua hạ tầng mạng không dây GPRS – GSM
sẵn có của các mạng di động Mobifone, Vinaphone và Viettel. GPRS là một dịch vụ dữ
liệu di động dạng gói dành cho người dùng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM.

2.2.3.3 Hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu tại trung tâm.
Tại trung tâm lắp đặt máy tính chủ được cài phần mềm chuyên dụng thu thập và lưu
trữ dữ liệu từ các bộ thu thập dữ liệu không dây GPRS – GSM gởi về theo thời gian cài
đặt dữ liệu gởi về, được tính theo từng phút (3 phút, 5 phút, 10 phút, 15 phút hoặc 30
phút), sau đó được cập nhật vào cơ sở dữ liệu tại trung tâm.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

12


Xây dựng hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước thải tại Công ty Cổ phần Việt Nam – Mộc Bài

Hình 2.4: Mô hình kết nối tổng quát hệ thống quan trắc tự động chất lượng nước
Ghi chú: Xem phụ lục IV hình 2.1: Mô tả chi tiết hệ thống giám sát tự động chất
lượng nước.

GVHD: Th.S NGUYỄN MẠNH HIẾN

SVTH: NGUYỄN THỊ THƯƠNG

13