Ứng dụng của cảm biến HACH UVAS trong quan trắc online ô nhiễm hữu cơ nước thải

Trong bối cảnh ô nhiễm môi trường nước ngày càng nghiêm trọng, việc kiểm soát chất lượng nước thải, đặc biệt là các chất hữu cơ, là yêu cầu cấp thiết đối với các khu công nghiệp và nhà máy xử lý nước thải. Cảm biến Hach UVAS sc là một giải pháp tiên tiến, được thiết kế để đo lường mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước thải thông qua hệ số hấp thụ quang phổ (SAC) tại bước sóng 254 nm, từ đó cung cấp dữ liệu tương quan với các chỉ số quan trọng như COD và BOD.

Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về nguyên lý hoạt động, ưu điểm, ứng dụng, thông số kỹ thuật và những lưu ý khi sử dụng Hach UVAS trong quan trắc môi trường.

1. Nguyên lý hoạt động của cảm biến HACH UVAS® sc 

Cảm biến Hach UVAS^® sc hoạt động dựa trên nguyên lý đo độ hấp thụ tia cực tím (UV) tại bước sóng 254 nm – đây là bước sóng đặc trưng cho sự hấp thụ của các hợp chất hữu cơ hòa tan có liên kết đôi, thường gặp trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt. 

Khi tia UV chiếu qua mẫu nước, các hợp chất hữu cơ như hợp chất thơm, axit humic hoặc các chất chứa vòng benzen sẽ hấp thụ một phần năng lượng ánh sáng này. Cường độ tia UV sau khi đi qua mẫu bị suy giảm, và độ suy giảm này chính là chỉ số SAC (Spectral Absorption Coefficient), được cảm biến UVAS^® sc ghi nhận để quy đổi sang giá trị tương quan với nồng độ COD hoặc BOD tùy thuộc vào hiệu chuẩn được thực hiện trước trong phòng thí nghiệm. 

Khác với các phương pháp phân tích hóa học truyền thống, HACH UVAS^® sc không cần sử dụng thuốc thử, không cần lấy mẫu hay xử lý mẫu phức tạp. Nhờ đó, thiết bị cho phép quan trắc liên tục, thời gian thực, giảm thiểu chi phí vận hành và nâng cao tính ổn định của hệ thống quan trắc. 

Ngoài ra, cảm biến được tích hợp bộ làm sạch tự động bằng gạt cơ học, giúp duy trì hiệu suất đo lường ổn định ngay cả trong môi trường có nhiều cặn bẩn phổ biến ở các dòng thải đầu vào hoặc trong các bể xử lý bùn. 

Cảm biến Hach UVAS sc hoạt động dựa trên nguyên lý đo độ hấp thụ tia cực tím UV

2. Ưu điểm của cảm biến Hach UVAS Plus sc 

Cảm biến Hach UVAS sc nổi bật với các ưu điểm sau: 

• Không sử dụng hóa chất: Tiết kiệm chi phí và giảm tác động đến môi trường. 

• Quan trắc liên tục: Cho phép theo dõi trực tiếp, nhanh chóng trong dòng nước thải mà không cần xử lý mẫu trước. 

• Tự làm sạch: Được trang bị cần gạt tự động làm sạch cửa sổ quang học, giảm thiểu công việc bảo trì. 

• Dễ dàng tích hợp: Kết nối trực tiếp với bộ điều khiển Hach SC1000, SC4500 hỗ trợ vận hành tự động. 

• Độ bền cao: Thân cảm biến được chế tạo từ vật liệu thép không gỉ SS316, cửa sổ đo bằng Suprasil (thủy tinh thạch anh cao cấp), các bộ phận chuyển động như trục gạt và khung đỡ đều sử dụng các loại thép không gỉ chuyên dụng (1.4104, 1.4310, 1.4581), phù hợp với môi trường khắc nghiệt của nước thải công nghiệp.  

3. Ứng dụng của cảm biến HACH UVAS sc 

Cảm biến UVAS plus sc của Hach được thiết kế để đo độ hấp thụ tia cực tím tại bước sóng 254 nm, nhằm đánh giá nhanh hàm lượng các hợp chất hữu cơ hòa tan trong nước. Thiết bị này có thể được sử dụng trong các ứng dụng sau: 

3.1. Quan trắc đầu vào – Giám sát tải lượng hữu cơ từ nước thải công nghiệp 

Đầu vào của trạm xử lý nước thải là nơi dễ xảy ra biến động mạnh về tải lượng chất ô nhiễm, đặc biệt trong các ngành công nghiệp như: 

• Giấy và bột giấy 

• Thực phẩm và đồ uống 

• Chế biến sữa 

• Xử lý kim loại 

Các đột biến tải lượng COD/BOD có thể làm quá tải hệ thống xử lý. Cảm biến UVAS giúp phát hiện sớm các đợt tăng đột ngột này, cho phép vận hành viên đưa ra điều chỉnh kịp thời, kiểm soát dòng hồi lưu hoặc chuyển dòng sang bể chứa trung gian. Nhờ đó, toàn bộ quy trình xử lý được duy trì trong điều kiện ổn định.

3.2. Quan trắc nước thải đầu ra  – Đảm bảo tuân thủ quy chuẩn môi trường 

Đặt tại: trước điểm xả thải ra môi trường hoặc trạm quan trắc tự động. 

Lợi ích: 

• Kiểm soát chất lượng nước đầu ra theo thời gian thực. 

• Giảm rủi ro vượt ngưỡng COD/BOD theo QCVN. 

• Tích hợp vào hệ thống truyền dữ liệu quan trắc tự động (theo Thông tư 10/2021/BTNMT).

Cảm biến Hach UVAS sc hoạt động trong hệ thống quan trắc nước thải

3.3. Ứng dụng linh hoạt cho nhiều loại nước 

UVAS^® sc có thiết kế khe đo từ 1 mm đến 100 mm, dễ dàng tùy biến theo mức độ đục hoặc nồng độ chất hữu cơ trong nước: 

• Khe nhỏ (1–5 mm): phù hợp nước thải chưa xử lý, nhiều cặn, tải lượng cao. 

• Khe trung bình (10–40 mm): áp dụng cho nước sau xử lý sinh học. 

• Khe lớn (50–100 mm): dùng cho nước sạch, nước mặt, nước cấp. 

4. Thông số kỹ thuật cảm biến Hach UVAS sc

Độ dài khe đo quang học (Optical Path Length): 

Cảm biến cung cấp các tùy chọn khe đo 1 mm, 2 mm, 5 mm và 50 mm - 100mm. Mỗi kích thước phù hợp với các điều kiện ô nhiễm khác nhau: khe ngắn hơn (1–2 mm) được thiết kế cho nước thải đậm đặc, trong khi khe dài hơn (50 mm) thích hợp cho nước sạch hơn như nước mặt hoặc nước sau xử lý. 

Khoảng pH mẫu phù hợp: Cảm biến hoạt động hiệu quả trong dải pH từ 4.5 đến 9, bao phủ phần lớn các loại nước thải công nghiệp và đô thị. 

Kết nối và giao tiếp: Thiết bị kết nối trực tiếp với bộ điều khiển SC1000 thông qua cáp tiêu chuẩn dài 10 m. Hệ thống cho phép mở rộng chiều dài cáp lên tới 100 m thông qua phụ kiện mở rộng tín hiệu (extension box). 

Bảo trì và hiệu chuẩn: Cảm biến UVAS sc yêu cầu bảo trì rất ít nhờ hệ thống tự làm sạch bằng cần gạt và tính năng chẩn đoán tín hiệu tích hợp. Theo khuyến cáo của Hach, chỉ cần kiểm tra và hiệu chuẩn 2 lần mỗi năm trong điều kiện vận hành bình thường. 

Nhiệt độ làm việc: Dải nhiệt độ hoạt động từ 0 đến 45°C, đảm bảo phù hợp cho phần lớn ứng dụng đo đạc ngoài trời và trong nhà máy xử lý nước thải. 

5. Lưu ý khi sử dụng cảm biến Hach UVAS sc 

Lựa chọn vị trí lắp đặt thích hợp: 

Để đảm bảo tín hiệu đo chính xác và ổn định, cảm biến cần được lắp ngập hoàn toàn trong nước tại một vị trí yên tĩnh trong bể xử lý. Không nên đặt thiết bị gần dòng chảy mạnh hoặc nơi có bọt khí – vì có thể làm nhiễu tín hiệu quang học. Đồng thời, tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp để hạn chế sai số do tia UV ngoài môi trường. 

Hiệu chuẩn mối tương quan SAC – COD/BOD: 

SAC (Spectral Absorption Coefficient) là chỉ số hấp thụ tia UV tại bước sóng 254 nm, phản ánh mức độ chất hữu cơ trong nước. Tuy nhiên, để chuyển đổi từ SAC sang COD hoặc BOD, cần xác định hệ số tương quan dựa trên mẫu nước cụ thể bằng phương pháp phân tích phòng thí nghiệm. Việc này nên được thực hiện khi bắt đầu triển khai hoặc khi điều kiện nước thay đổi đáng kể. 

Bảo trì và vệ sinh định kỳ: 

Dù thiết bị được tích hợp hệ thống cần gạt tự động làm sạch, người dùng vẫn cần kiểm tra và vệ sinh cảm biến định kỳ, đặc biệt là trong môi trường nhiều cặn, bùn hoặc sinh khối phát triển mạnh. Việc này giúp duy trì độ nhạy quang học và tăng tuổi thọ cảm biến. 
Có thể nói cảm biến Hach UVAS sc là một công cụ quan trắc hiện đại, hiệu quả và đáng tin cậy trong việc kiểm soát ô nhiễm hữu cơ trong nước thải. Với khả năng đo lường liên tục, không cần hóa chất và tích hợp công nghệ tự làm sạch, thiết bị này là lựa chọn lý tưởng cho các nhà máy xử lý nước thải, đặc biệt trong các ngành công nghiệp có tải lượng ô nhiễm cao. Việc ứng dụng cảm biến Hach UVAS không chỉ giúp doanh nghiệp tuân thủ các quy định về môi trường mà còn góp phần bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững. 

Liên hệ với chúng tôi:

Công ty cổ phần thiết bị công nghệ AQUA  

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

Văn phòng giao dịch: Số 2 đường 5, Khu phố 67, Phường Hiệp Bình, TP HCM.

Hotline:  0909 246 726  

Tel: 028 6276 4726  

Email: info@aquaco.vn