Ứng dụng công nghệ IoT trong quan trắc nước cấp

Công nghệ Internet of Things (IoT) đã và đang mang lại cuộc cách mạng trong lĩnh vực quan trắc nước cấp, giúp các nhà máy nước, khu công nghiệp và hệ thống cấp nước đô thị giám sát chất nước nước cấp một cách thông minh, liên tục, chính xác và hiệu quả. Công nghệ này giúp đảm bảo được nhu cầu sử dụng nước sạch đang ngày càng gia tăng của xã hội và đảm bảo chất lượng nguồn nước cấp luôn đạt tiêu chuẩn trong bối cảnh xã hội công nghiệp hóa - hiện đại hóa.

1. Khái niêm quan trắc nước cấp là gì? 

Quan trắc nước cấp là quá trình theo dõi, đo lường và đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của nước được cung cấp cho mục đích sinh hoạt và sản xuất. Các chỉ tiêu quan trọng trong quan trắc nước cấp bao gồm: pH, độ đục, hàm lượng Clo dư, độ dẫn điện, nhiệt độ, chỉ số oxy hòa tan (DO), Amoni, Sắt, Mangan, tổng chất rắn hòa tan (TDS)... Việc giám sát này nhằm đảm bảo rằng nước đến tay người sử dụng luôn đạt các tiêu chuẩn quy định tại Việt Nam.

Khái niệm quan trắc nước câp là gì?

2. Vai trò của IoT trong quan trắc nước cấp 

2.1. Giám sát liên tục theo thời gian thực 

Thay vì lấy mẫu và phân tích thủ công trong phòng thí nghiệm với tần suất vài lần mỗi ngày thì hệ thống IoT cho phép thu thập dữ liệu chất lượng nước liên tục 24/7. Đây là hệ thống quan trắc tự động với các cảm biến thông minh được lắp đặt tại các điểm quan trọng trong hệ thống cấp nước như (bể chứa, trạm bơm, đường ống phân phối…). Các thông số sẽ được truyền dữ liệu tức thời đến trung tâm điều khiển qua mạng không dây (3G/4G, Wi-Fi, ...) và hiển thị trên màn hình quan sát. 

2.2. Phát hiện và cảnh báo sớm khi có sự cố xảy ra 

Thông qua phần mềm quản lý dữ liệu quan trắc, hệ thống IoT có thể phát hiện các bất thường như: nồng độ Clo dư giảm đột ngột, pH vượt ngưỡng, nước bị đục hoặc nhiễm kim loại nặng… Trong trường hợp này cảnh báo sẽ được gửi đến nhân sự kỹ thuật qua tin nhắn, email hoặc ứng dụng điện thoại ngay lập tức, giúp người vận hành có thể xử lý kịp thời trước khi sự cố lan rộng. 

2.3. Tối ưu hóa chi phí vận hành 

Với hình thức quan trắc tự động, các chi phí về nhân công, chi phí lấy mẫu và phân tích được tối ưu đáng kể. Các dữ liệu thu thập được còn phục vụ cho việc tối ưu hóa vận hành hệ thống xử lý nước, điều chỉnh liều lượng hóa chất cần thiết một cách chính xác hơn, vận hành tiết kiệm điện năng,.. 

Tham khảo bài viết: Ứng dụng công nghệ IoT trong quản lý chất lượng nước

3. Cấu trúc hệ thống quan trắc nước cấp ứng dụng công nghệ IoT 

Một hệ thống quan trắc nước cấp ứng dụng công nghệ IoT thường bao gồm các thành phần chính như: 

3.1. Các cảm biến và thiết bị đo 

Tùy theo nguồn nước đầu vào là đến từ nguồn nào (sông, hồ hoặc giếng nước ngầm) từ đó hệ thống có thể tùy chọn tích hợp các thiết bị đo sau: 

• Cảm biến đo pH và nhiệt độ 

• Cảm biến đo độ dẫn điện (EC) 

• Cảm biến đo độ đục và màu sắc 

• Cảm biến đo DO (oxy hòa tan) 

• Thiết bị đo Clo dư 

• Cảm biến đo Amoni, Nitrat, Sắt, Mangan… 

• Thiết bị phân tích Tổng Nitơ, Tổng Photpho.  

Các thiết bị của HACH đáp ứng đầy đủ các tiêu chí kết nối nhanh, hiệu chuẩn dễ dàng, có khả năng tự làm sạch và kết quả đo ổn định lâu dài. 

3.2. Bộ thu thập và truyền dữ liệu (Data Logger) 

Thiết bị Data Logger đóng vai trò thu thập dữ liệu từ các cảm biến và truyền dữ liệu về trung tâm điều khiển. Các bộ ghi dữ liệu hiện đại hỗ trợ: 

• Kết nối không dây (4G, NB-IoT, LoRa) hoặc có dây (Modbus, RS485) 

• Tùy chỉnh tần suất đo và truyền dữ liệu (theo phút, giờ) 

• Tùy chọn thiết bị có nguồn cấp điện dự phòng (PIN, năng lượng mặt trời) 

3.3. Phần mềm giám sát và phân tích dữ liệu 

Phần mềm thường là nền tảng web-server hoặc cloud-based, hiển thị dữ liệu quan trắc dưới dạng biểu đồ, bảng, bản đồ GIS. Với các chức năng chính bao gồm: 

• Theo dõi chất lượng nước theo thời gian thực (có thể cài đặt reset 5phút/lần)  

• Theo dõi camera tại nhà trạm và camera giám sát lưu lượng đầu vào. 

• Đặt ngưỡng cảnh báo cho từng chỉ tiêu 

• Lưu trữ dữ liệu lịch sử, xuất báo cáo 

• Cảnh báo qua SMS/email/ứng dụng di động khi có dấu hiệu bất thường xảy ra. 

Dữ liệu được trích xuất từ nền tảng nền tảng web-server của công ty Aqua

4. Ứng dụng thực tế công nghệ IoT tại Việt Nam 

Tại Việt Nam, nhiều nhà máy nước và khu đô thị lớn đã triển khai thành công hệ thống quan trắc nước cấp tích hợp công nghệ IoT, ví dụ như: 

Tại nhà máy cấp nước Sawaco: sử dụng cảm biến đo pH, Clo dư và độ đục online tích hợp phần mềm SCADA và hệ thống IoT để kiểm soát chất lượng nước đầu vào và đầu ra của hệ thống. 

5. Lợi ích vượt trội khi triển khai công nghệ IoT trong quan trắc nước cấp 

Cải thiện chất lượng nước, nâng cao độ tin cậy của dữ liệu thu thập được: 

Các dữ liệu được đo lường chính xác, liên tục và không phụ thuộc vào yếu tố con người giúp sớm phát hiện ra các vấn đề về chất lượng, từ đó đưa ra những biên pháp xử lý phù hợp và kịp thời. 

Tiết kiệm tài nguyên nước, giảm rủi ro và các chi phí vận hành: 

Đối với quản lý thông minh giúp tối ưu hóa quy trình giám sát, phát hiện sớm rò rỉ hệ thống, giảm lãng phí và bảo vệ nguồn nước. Đồng thời quy trình tự động hóa giúp cắt giảm chi phí nhân lực và kiểm soát lượng hóa chất lãng phí. 

Phù hợp xu thế chuyển đổi số: Tích hợp dễ dàng với SCADA, GIS, hệ thống quản lý đô thị thông minh 

6. Lưu ý khi lựa chọn công nghệ IoT cho hệ thống quan trắc nước cấp 

Khi triển khai giải pháp IoT trong quan trắc nước cấp, cần lưu ý các điểm sau: 

• Thiết bị phải đạt chuẩn ISO/IEC hoặc theo tiêu chuẩn ngành nước. 

• Bảo trì, hiệu chuẩn định kỳ theo hướng dẫn nhà sản xuất. 

• Hệ thống phần mềm cần mã hóa dữ liệu, có phân quyền truy cập và lưu trữ an toàn 

• Chọn nhà cung cấp có năng lực kỹ thuật và hỗ trợ bảo trì dài hạn 

Có thể nói việc ứng dụng công nghệ IoT trong quan trắc nước cấp không chỉ mang lại hiệu quả về mặt kỹ thuật và kinh tế mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng, hướng đến xây dựng các đô thị thông minh và bền vững. Với sự phát triển của công nghệ, các hệ thống quan trắc thông minh ngày càng dễ tiếp cận và phù hợp với nhiều quy mô triển khai tại Việt Nam.

Aquaco tự hào là đơn vị cung cấp giải pháp quan trắc nước cấp tích hợp IoT, với thiết bị chính hãng từ HACH (Mỹ) và đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm. Chúng tôi sẵn sàng tư vấn và triển khai các hệ thống hiệu quả, bền vững cho khách hàng trên toàn quốc.

Công ty cổ phần thiết bị công nghệ AQUA  

Văn phòng đại diện:  23 Đường Số 4, Cư Xá Chu Văn An, Phường 26, quận Bình Thạnh, TP.HCM. 

Văn phòng giao dịch: Số 2 đường 5, Khu phố 7, KDC Bình Dân, Phường Hiệp Bình Chánh, TP Thủ Đức, TP HCM.

Văn phòng Hà Nội: Phòng 3A5, Lô B15D13 Khu Đô thị mới Cầu Giấy, Phường Dịch Vọng, Quận Cầu Giấy, Hà Nội. 

Hotline:  0909 246 726  

Tel: 028 6276 4726  

Email: info@aquaco.vn