GIÁM SÁT KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP BẰNG HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG LIÊN TỤC 24/7
Giám sát khí thải công nghiệp bằng hệ thống tự động cho phép theo dõi liên tục, cảnh báo vượt ngưỡng theo thời gian thực và đảm bảo tuân thủ QCVN. Giải pháp lý tưởng cho nhà máy, khu công nghiệp, xử lý rác cần minh bạch phát thải và vận hành ổn định.
1. GIỚI THIỆU VỀ KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP VÀ NHU CẦU GIÁM SÁT LIÊN TỤC
1.1 Đặc điểm phát thải tại các nhà máy công nghiệp
Khí thải từ sản xuất công nghiệp chứa bụi mịn (PM), SO₂, NOx, CO, O₂ và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs).
Tải lượng phát thải thay đổi theo chu kỳ vận hành, đặc điểm thiết bị và loại nhiên liệu sử dụng.
Để kiểm soát hiệu quả, cần áp dụng giám sát khí thải công nghiệp liên tục để ghi nhận sự dao động, kịp thời điều chỉnh và xử lý khí thải.
1.2 Quy định bắt buộc về quan trắc khí thải
Theo quy chuẩn QCVN, các cơ sở phát thải lớn phải lắp quan trắc tự động cho các thông số:
Bụi tổng: mg/Nm³
SO₂, NOx, CO: ppm
O₂, lưu lượng khí: %
Nhiệt độ, áp suất, độ ẩm: giá trị tham chiếu
Dữ liệu được truyền tự động về cơ quan quản lý môi trường theo chu kỳ 5 hoặc 15 phút.
Do đó, hệ thống giám sát khí thải công nghiệp không thể thiếu nếu doanh nghiệp muốn đảm bảo tuân thủ pháp luật.
2. CẤU TRÚC HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG KHÍ THẢI
2.1 Cảm biến đo nồng độ khí ô nhiễm
Cảm biến đo các khí như SO₂, NOx, CO, O₂ sử dụng các nguyên lý:
Hấp thụ tia cực tím (UV): cho SO₂, NOx
Hồng ngoại không phân tán (NDIR): cho CO, CO₂
Điện hóa hoặc paramagnetic: cho O₂
Dải đo: 0–1000 ppm, độ chính xác ±1% giá trị đo
Các cảm biến này truyền dữ liệu thời gian thực qua bộ xử lý trung tâm.
2.2 Thiết bị lấy mẫu và xử lý khí
Mẫu khí được lấy bằng đầu hút lắp tại ống khói, qua hệ thống sấy và lọc bụi để loại bỏ nước và tạp chất.
Nhiệt độ sấy mẫu: duy trì 120–180°C để ngăn đọng hơi ẩm.
Bộ bơm mẫu hoạt động liên tục, lưu lượng từ 2–5 lít/phút.
Ống dẫn khí thường làm bằng Teflon, Inox 316 hoặc PFA để chống ăn mòn.
2.3 Thiết bị đo bụi liên tục
Quan trắc tự động bụi tổng bằng hai công nghệ phổ biến:
Tán xạ ánh sáng (Forward/Backward scattering)
Beta gauge (đo hấp thụ phóng xạ beta)
Dải đo: 0–300 mg/Nm³, độ phân giải: 0.1 mg
Cần vệ sinh đầu đo định kỳ 1–2 lần/tháng tùy điều kiện khí thải
2.4 Module đo lưu lượng – nhiệt độ – áp suất
Dùng cảm biến dòng xoáy (vortex), vi sai áp hoặc ống Pitot
Lưu lượng: 0–50,000 Nm³/h; độ chính xác ±2%
Nhiệt độ: 0–300°C; áp suất: 0–2000 Pa
Thông số này giúp chuẩn hóa giá trị đo nồng độ khí về điều kiện tiêu chuẩn (0°C, 1 atm, 7% O₂)
2.5 Bộ xử lý trung tâm và truyền dữ liệu
PLC hoặc Data Logger thu thập tín hiệu từ các thiết bị đo và chuẩn hóa thành file dữ liệu theo chuẩn XML hoặc Excel.
Hệ thống có chức năng cảnh báo vượt ngưỡng khi nồng độ khí vượt giới hạn QCVN.
Dữ liệu được truyền đến máy chủ của Bộ Tài nguyên & Môi trường qua 3G/4G hoặc đường truyền Internet cố định.
3. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP
3.1 Chu trình lấy và phân tích mẫu khí
Khí thải được hút qua đầu lấy mẫu vào thiết bị xử lý sơ cấp (lọc bụi, sấy), sau đó dẫn đến các cảm biến đo khí.
Chu kỳ lấy mẫu: liên tục 24/7, thời gian cập nhật dữ liệu: mỗi 10 giây – 1 phút
Các cảm biến sẽ xuất giá trị dưới dạng tín hiệu analog (4–20 mA) hoặc số hóa (RS485, Modbus TCP/IP)
3.2 Tự động kiểm tra và hiệu chuẩn cảm biến
Mỗi hệ thống quan trắc tự động cần tích hợp bộ hiệu chuẩn định kỳ:
Zero gas: kiểm tra tín hiệu nền
Span gas: kiểm tra điểm chuẩn cao
Tự động kích hoạt mỗi 7 hoặc 14 ngày
Đảm bảo sai số đo không vượt quá ±2% trên toàn dải
3.3 Xử lý dữ liệu và cảnh báo tức thì
Dữ liệu được xử lý bởi PLC trung tâm:
So sánh giá trị đo với giới hạn cho phép
Nếu vượt ngưỡng: hệ thống phát cảnh báo vượt ngưỡng, xuất tín hiệu relay để ngắt thiết bị hoặc gửi email/SMS
Tự động ghi log, lưu trữ dữ liệu 12–36 tháng, phục vụ kiểm tra định kỳ của cơ quan chức năng
4. ỨNG DỤNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP THEO NGÀNH
4.1 Nhà máy nhiệt điện, luyện kim, xi măng
Đặc trưng:
Lưu lượng khí lớn >100.000 Nm³/h
Nhiệt độ cao >180°C, hàm lượng bụi >300 mg/Nm³
Phát thải liên tục, yêu cầu giám sát khí thải công nghiệp 24/7 để chứng minh hiệu quả của hệ thống xử lý khí thải, lọc bụi – khử SO₂, NOx
Cần thiết bị đo bụi beta hoặc tán xạ chống mài mòn, cảm biến khí chịu nhiệt cao
Hệ thống truyền dữ liệu song song về cả nhà máy và Sở TN&MT
4.2 Ngành hóa chất, phân bón, mạ điện
Đặc trưng:
Khí phát thải chứa HCl, NH₃, HF, hơi axit, VOCs
Yêu cầu cảm biến đo khí có vật liệu kháng hóa chất như Teflon, Hastelloy
Kết hợp quan trắc tự động với cảnh báo vượt ngưỡng để đóng van cấp nguyên liệu hoặc dừng hệ thống xử lý khẩn cấp
Khả năng đo O₂ để điều chỉnh tỷ lệ oxy trong vùng cháy (nếu có)
4.3 Nhà máy sơn, in, dệt nhuộm, xử lý rác
Đặc trưng:
Phát sinh VOCs như Toluen, Xylene, MEK và các hợp chất dễ cháy
Bắt buộc phải lắp cảm biến VOCs và hệ thống giám sát khí thải công nghiệp theo thời gian thực
Tích hợp dữ liệu thời gian thực để điều khiển quạt hút – buồng đốt VOCs – hệ hấp phụ
Thiết bị đo được yêu cầu đạt tiêu chuẩn ATEX chống cháy nổ
4.4 Nhà máy chế biến thực phẩm, đồ uống, dược phẩm
Đặc trưng:
Nhiệt độ khí thấp, khí sạch, tải lượng nhỏ
Yêu cầu đơn giản nhưng cần độ chính xác cao, dữ liệu ổn định để phục vụ ISO 14001
Chỉ cần cảm biến SO₂, NOx, O₂ loại điện hóa và lưu lượng kế dạng vortex
Ưu tiên hệ thống automatic monitoring nhỏ gọn, bảo trì thấp, giao diện dễ dùng
5. CÁC THƯƠNG HIỆU HÀNG ĐẦU VỀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG KHÍ THẢI
5.1 Phân khúc cao cấp – ENVEA (Pháp)
ENVEA là thương hiệu hàng đầu thế giới về thiết bị giám sát khí thải công nghiệp, đặc biệt tại châu Âu và Bắc Mỹ.
Đặc điểm:
Thiết bị đo bụi bằng công nghệ laser tán xạ và beta gauge đạt chuẩn EN 14181, US EPA
Module đo khí UV, NDIR, paramagnetic với độ chính xác ±1% FS
Tích hợp tính toán phát thải theo oxy quy chuẩn (O₂ dry 7%)
Tất cả thiết bị đạt CE, MCERTs, ATEX, tương thích hệ thống dữ liệu quốc gia tại EU
5.2 Phân khúc trung cấp – DURAG Group (Đức)
DURAG chuyên cung cấp giải pháp quan trắc tự động cho ngành nhiệt điện, công nghiệp nặng, hóa chất.
Ưu điểm:
Cảm biến đo SO₂, NOx, O₂ bằng NDIR và điện hóa
Đầu dò bụi D-R290, D-R808 dùng tán xạ ánh sáng đa điểm
Giao diện dữ liệu Modbus TCP/IP, hỗ trợ SCADA, hệ thống cảnh báo thông minh
Đạt chuẩn ISO 9001, ISO 14001, phù hợp cho khu vực Đông Nam Á, Trung Đông
5.3 Phân khúc phổ thông – KANE (Anh)
KANE cung cấp hệ thống giám sát khí thải công nghiệp đơn giản, chi phí tối ưu cho các nhà máy nhỏ và trung bình.
Đặc điểm:
Máy đo khí cầm tay hoặc treo tường tích hợp cảm biến O₂, CO, NO, SO₂
Bộ thu dữ liệu kèm WiFi hoặc GSM truyền dữ liệu lên cloud
Linh kiện dễ thay thế, bảo trì đơn giản, tuổi thọ cảm biến 12–24 tháng
Giải pháp lý tưởng cho nhà máy mới đầu tư hoặc muốn tiết kiệm ngân sách
6. TẠI SAO NÊN CHỌN ETEK CHO DỰ ÁN GIÁM SÁT KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP
6.1 Kinh nghiệm quốc tế – năng lực tích hợp đa thiết bị
ETEK đã triển khai hệ thống giám sát khí thải công nghiệp cho các nhà máy ngành thép, hóa chất, xi măng tại Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi.
Chúng tôi cung cấp:
Tư vấn giải pháp theo từng ngành, loại khí, đặc tính sản xuất
Tích hợp các hãng ENVEA, DURAG, KANE theo yêu cầu ngân sách
Kết nối dữ liệu với hệ SCADA nhà máy và Sở TN&MT, đạt chuẩn truyền dữ liệu từ xa theo Nghị định 45/2022/NĐ-CP
6.2 Dịch vụ kỹ thuật 24/7 – bảo trì trọn đời thiết bị
ETEK có đội ngũ kỹ sư chuyên giám sát hệ thống online, hỗ trợ từ xa hoặc đến tận nơi xử lý sự cố trong 24–48 giờ tại các tỉnh, khu công nghiệp lớn.
Chúng tôi thực hiện:
Hiệu chuẩn cảm biến định kỳ (zero, span)
Cập nhật phần mềm, nâng cấp giao diện, sửa chữa thiết bị lấy mẫu
Lập báo cáo dữ liệu tháng/quý/năm cho doanh nghiệp gửi cơ quan quản lý
6.3 Phụ kiện sẵn kho – giao hàng và lắp đặt nhanh
ETEK luôn sẵn sàng:
Cảm biến SO₂, NOx, CO, O₂ từ các hãng ENVEA, DURAG, KANE
Đầu dò bụi, bộ sấy khí, bơm mẫu, ống Teflon/PFA
PLC, data logger, modem truyền dữ liệu 3G/4G
Đảm bảo lắp đặt trong 3–5 ngày kể từ khi xác nhận cấu hình kỹ thuật
7. CÁC TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG GIÁM SÁT KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP
7.1 Tiêu chuẩn đo lường và vận hành
Để đảm bảo hệ thống giám sát khí thải công nghiệp có độ tin cậy cao, doanh nghiệp cần tuân thủ các tiêu chuẩn sau:
ISO 9169: yêu cầu về hiệu chuẩn thiết bị đo khí
US EPA 40 CFR Part 60/75: quy định thiết bị đo và xử lý dữ liệu khí thải tại Mỹ
EN 15267: tiêu chuẩn châu Âu về hiệu suất thiết bị đo liên tục
IEC 61010-1: tiêu chuẩn an toàn điện cho thiết bị đo và điều khiển
ATEX 2014/34/EU: yêu cầu chống cháy nổ với thiết bị hoạt động trong môi trường có VOCs
7.2 Phần mềm và truyền dữ liệu đạt chuẩn quốc tế
Hệ thống phải có phần mềm phân tích và lưu trữ dữ liệu:
Hỗ trợ định dạng CSV, XML, XLS, tương thích giao thức Modbus, OPC, FTP
Mã hóa dữ liệu truyền tải bằng SSL/TLS để bảo mật
Tích hợp chức năng lọc nhiễu, bù trừ nhiệt độ, độ ẩm, O₂
Thời gian cập nhật dữ liệu: tối đa 1 phút/lần
7.3 Kiểm định và chứng nhận thiết bị đầu vào
Thiết bị trước khi đưa vào sử dụng phải được hiệu chuẩn bằng khí chuẩn (zero & span)
Có giấy chứng nhận hiệu chuẩn của đơn vị được công nhận ISO/IEC 17025
Tất cả cảm biến phải đạt tiêu chuẩn quốc tế như CE, MCERTs, hoặc TÜV Rheinland
8. CHỨC NĂNG CẢNH BÁO VƯỢT NGƯỠNG VÀ ỨNG DỤNG DỮ LIỆU THỜI GIAN THỰC
8.1 Cảnh báo vượt ngưỡng tức thì – tích hợp hệ điều hành
Hệ thống có thể cấu hình giới hạn cho từng thông số (VD: SO₂ > 500 ppm)
Khi vượt ngưỡng, lập tức phát tín hiệu relay để:
Bật cảnh báo đèn còi
Dừng hệ thống xử lý khí để bảo vệ thiết bị
Gửi SMS hoặc email đến bộ phận quản lý
Giúp nhà máy ứng phó nhanh chóng và tránh sự cố lan rộng
8.2 Ứng dụng dữ liệu thời gian thực trong vận hành
Nhờ dữ liệu thời gian thực, nhà máy có thể:
Tối ưu hóa hệ thống lọc bụi và hấp phụ theo tải phát thải
Điều chỉnh lượng hóa chất trung hòa SOx, NOx chính xác
Dự báo xu hướng phát thải theo giờ, ca, ngày để lập kế hoạch bảo trì
Tích hợp AI phân tích dữ liệu và đề xuất can thiệp sớm khi phát hiện bất thường
8.3 Truyền dữ liệu đến cơ quan chức năng – đảm bảo tuân thủ pháp lý
Hệ thống có thể tự động truyền dữ liệu theo:
Cổng FTP riêng của Bộ TN&MT
Server SCADA của nhà máy
Ứng dụng web giám sát từ xa bằng tài khoản bảo mật
Tạo báo cáo tháng/quý/năm theo biểu mẫu QCVN 19:2009/BTNMT
9. KẾT LUẬN: GIÁM SÁT KHÍ THẢI LÀ YẾU TỐ BẮT BUỘC CHO DOANH NGHIỆP HIỆN ĐẠI
Giám sát khí thải công nghiệp bằng hệ thống quan trắc tự động không chỉ giúp doanh nghiệp tuân thủ pháp luật mà còn tối ưu hiệu quả vận hành.
Lợi ích toàn diện gồm:
Phát hiện sớm rủi ro, cảnh báo tự động khi phát thải vượt chuẩn
Giảm chi phí xử lý nhờ vận hành theo tải thực tế
Duy trì hình ảnh doanh nghiệp xanh – bền vững – đủ điều kiện xuất khẩu
Dữ liệu minh bạch, dễ truy xuất, phục vụ kiểm tra định kỳ hoặc xử lý sự cố môi trường
ETEK với kinh nghiệm triển khai hệ thống tại nhiều khu vực như Đông Nam Á, Trung Đông, châu Phi, cam kết mang đến giải pháp giám sát khí thải thông minh, hiệu quả và phù hợp tiêu chuẩn quốc tế cho mọi ngành công nghiệp
Bài viết liên quan: