GIỚI THIỆU VỀ CHỨNG NHẬN ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ THẢI LIÊN TỤC, TỰ ĐỘNG (CEMS) TRÊN THẾ GIỚI

Hầu hết các nhà máy công nghiệp lớn trên thế giới đều lắp hệ thống quan trắc khí thải liên tục, tự động. Các tiêu chuẩn ENs (European Standards - Tiêu chuẩn châu Âu) đảm bảo chất lượng cao của các hệ thống giám sát tự động (AMS) được lắp đặt vĩnh viễn đã được soạn thảo cẩn thận với mục đích chứng minh hệ thống của họ hoạt động một cách hiệu quả và đáp ứng những tiêu chí bắt buộc. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng thảo luận về 4 giai đoạn của BS EN 14181 (2014) gồm QAL1, QAL2, QAL3 và AST (Annual Surveillance Test- Kiểm tra giám sát hằng năm).

ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG CEMS ĐỂ ĐẢM BẢO PHÁT THẢI KHÍ THẢI AN TOÀN

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào tiêu chuẩn EN 14181, tiêu chuẩn lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 2004 và được cập nhật lại vào năm 2014 để đảm bảo rằng các nhà máy có lò đốt lớn và các lò đốt rác đáp ứng các tiêu chí theo yêu cầu của pháp luật. Về bản chất, tiêu chuẩn EN 14181 đặt tiêu chí chất lượng cho thiết bị đo được lắp đặt cố định tại các nhà máy công nghiệp.
Đảm bảo chất lượng của hệ thống quan trắc khí thải tự động, liên tục được chia thành 4 mức độ đảm bảo chất lượng là QAL1, QAL2, QAL3 và AST. 
Chúng ta cùng xem xét kĩ hơn ở các cấp độ:

1. QAL1 (Quality Assurance Level 1) - Kiểm tra quy trình đo
QAL1 - yêu cầu các thiết bị được chứng minh là phù hợp với mục đích sử dụng dựa trên một bộ quy trình trong phòng thí nghiệm và hiện trường, được quy định trong Tiêu chuẩn châu Âu EN 15267. Thử nghiệm phải được thực hiện bởi phòng thí nghiệm được được công nhận theo tiêu chuẩn EN ISO / IEC 17025 (như như TUV hoặc SIRA / CSA) bởi một cơ quan quốc gia.
QAL1 nhằm mục đích kiểm tra xem thiết bị do nhà máy lựa chọn đạt hiệu quả cần thiết, không chỉ đáp ứng được các tiêu chí pháp lý cần thiết mà còn đáp ứng được yêu cầu của nhà máy công nghiệp. Những tiêu chí này bao gồm hệ thống máy phân tích khí (ví dụ FTIR), cũng như hệ thống lấy mẫu và xử lý mẫu (đầu dò lấy mẫu, đường dẫn khí,...). Vì vậy QAL1 có thể được xem là quy trình đánh giá của hệ thống quan trắc hoàn chỉnh.
Chứng nhận QAL1 giống như &ldquogiấy phép lái xe&rdquo của hệ thống quan trắc: một khi hệ thống được chấp nhận, nó được SIRA (ở Anh sử dụng MCERTS) và/hoặc UBA/TUV cấp chứng chỉ các thử nghiệm, cho hệ thống đã kiểm tra thử nghiệm hiệu quả trong phòng thí nghiệm và thực tế. Các thành phần của hệ thống quan trắc được nêu trong chứng nhận QAL và/hoặc Chứng nhận MCERTS. 
Phạm vi của chứng nhận QAL1 cũng được xem xét rõ ràng. Ví dụ, bên dưới là một tuyên bố điển hình được lấy từ chứng chỉ MCERTS xác định phạm vi và hoặc giới hạn của chứng nhận QAL.
&ldquoOn the basis of the assessment and the ranges required for compliance with EU Directives this instrument is considered suitable for use on waste incineration and large coal-fired combustion plant applications. This CEM has been proven suitable for its measuring task (parameter and composition of the flue gas) by use of the QAL1 procedure specified in EN14181, for IED Chapter III and IED Chapter IV applications for the ranges specified. The lowest certified range for each determinand shall not be more than 1.5X the daily average emission limit value (ELV) for IED Chapter IV applications, and not more than 2.5X the ELV for IED Chapter III and other types of application&rdquo.
Khi đánh giá chứng nhận QAL, một tham số chính cần xem xét là phạm vi được chứng nhận của hệ thống được đề cập, so với giá trị giới hạn phát thải hàng ngày (ELV) của ứng dụng dự định. Mặc dù một hệ thống có chứng nhận QAL1, điều đó không có nghĩa là nó phù hợp với quy trình.
 Tính đến nay, đã có rất nhiều thiết bị của các nhà sản xuất trên thế giới đã đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng theo QAL1. Điển hình là một số hãng lớn trên thế giới như SICK AG (Đức), ABB Group (Thuỵ Sĩ), Dr. Födisch Umweltmesstechnik AG (Đức), Horiba GmBH (Nhật),...

2. QAL2 (Quality Assurance Level 2) - Hiệu chuẩn và kiểm định
Nếu QAL1 được coi là một &ldquogiấy phép lái xe&rdquo thì QAL2 có thể được xem là sự kiểm tra thường xuyên của một chiếc xe. Những yêu cầu của QAL2 bao gồm hiệu chuẩn của hệ thống CEMS/AMS đối với các phương pháp phân tích được phê duyệt trên toàn quốc, được áp dụng bởi một tổ chức thử nghiệm được công nhận theo tiêu chuẩn EN ISO / IEC 17025 (đối với MCERTS ở Anh).
Quá trình đảm bảo chất lượng quy định các quy trình để đảm bảo rằng hệ thống quan trắc khí thải liên tục đã được cài đặt chính xác, hiệu chuẩn, và được sử dụng phép đo đối chứng và được xác minh độc lập.
Quy trình chứng nhận QAL2 bao gồm:
- Lắp đặt hệ thống quan trắc tự động
- Kiểm tra chức năng của hệ thống quan trắc tự động
- Các phép đo song song với SRM cho từng tham số (như được xác định trong Giấy phép về môi trường)
- Đánh giá dữ liệu
- Tính toán độ biến thiên của các giá trị đo trong hệ thống quan trắc tự động
- Kiểm tra độ biến thiên của các giá trị đo của hệ thống quan trắc tự động và tính hợp lệ của hàm hiệu chuẩn
- Lập báo cáo
- Nhập (các) hệ số hiệu chuẩn QAL2.
Theo EN14181, các điểm 3, 4, 5, 6 & 7 thường được thực hiện bởi một phòng thí nghiệm được công nhận. Phòng thí nghiệm thực hiện các phép đo với SRM sẽ được công nhận cho quá trình này theo tiêu chuẩn EN ISO / IEC 17025 hoặc phải được cơ quan có thẩm quyền liên quan phê duyệt trực tiếp. Điều này là để đảm bảo rằng đánh giá độc lập với nhà sản xuất / nhà cung cấp, do đó khách hàng có thể yên tâm về việc hệ thống có đáp ứng tiêu chuẩn QAL2.
Thông thường, QAL2 được thực hiện 5 năm/lần (như được quy định trong giấy phép môi trường). Tuy nhiên, cần phải chú ý là nếu có bất kỳ thay đổi lớn nào được thực hiện đối với nhà máy hoặc quy trình được đo có thể ảnh hưởng đến lượng khí thải (cả tích cực và tiêu cực) hoặc khả năng CEMS để đo thông số, thì nhà máy phải có AMS đã đánh giá và tiến hành đánh giá QAL2 khác. Ví dụ, thay đổi các nhiên liệu, thay đổi quá trình đốt cháy hoặc tất cả những ảnh hưởng dẫn đến thay đổi lượng khí thải phát sinh.
 
3. QAL3 (Quality Assurance Level 3) - Quan trắc liên tục
QAL3 đề cập đến việc theo dõi liên tục CEMS giữa các kiểm tra QAL2. Người vận hành thiết bị phải theo dõi sự ổn định và hoạt động của các hệ thống quan trắc của đơn vị mình.
Tiêu chuẩn EN 14181 khuyến cáo nhà máy bắt đầu thu thập dữ liệu cho QAL3 ngay sau khi CEMS được cài đặt và đưa vào vận hành. Điều này đảm bảo rằng có đủ thông tin được báo cáo về hoạt động và chức năng của hệ thống quan trắc và giúp giảm khả năng hệ thống đo không đáp ứng các yêu cầu như quy định trong QAL2. Quá trình này thường được thực hiện trong khoảng 3 tháng. Trong trường hợp quy trình rất ổn định với hệ thống hoạt động tốt, thời gian này có thể giảm.
Với giám sát QAL3, các nhà máy công nghiệp có thể phát hiện ra bất kỳ độ trôi của điểm 0 và điểm span và phát hiện sự cần thiết của bảo trì hệ thống. 
 
4. AST (Annual Surveillance Test) - Quan trắc định kỳ hàng năm
Quan trắc định kỳ hằng năm khá giống với quy trình của QAL2 nhưng được thực hiện ở quy mô nhỏ hơn. Các thí nghiệm nhỏ hơn QAL2 này là các thí nghiệm tại chỗ trong phòng thí nghiệm chức năng kiểm tra hiệu suất hoạt động của CEMS. 
Mục đích của họ là để kiểm định lại chức năng hiệu chuẩn và các yêu cầu và trách nhiệm để thực hiện các kiểm tra AST giống như đối với QAL2.

VAI TRÒ VÀ TRÁCH NHIỆM TRONG VIỆC ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG CỦA HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ THẢI LIÊN TỤC, TỰ ĐỘNG

Người vận hành nhà máy công nghiệp có trách nhiệm cho các hệ thống quan trắc khí thải của đơn vị mình về chức năng và chất lượng. Hơn nữa, người vận hành cần liên lạc với nhà sản xuất để cung cấp cho họ tất cả các tài liệu cần thiết. QAL1, QAL2, AST và QAL3 yêu cầu sự hợp tác kết nối chặt chẽ của một số bên khác nhau, có thể có lợi khi làm rõ vai trò và nhiệm vụ của mỗi bên liên quan trong các quy trình:
 
1. Nhà cung cấp và sản xuất hệ thống CEMS
&bull Chứng nhận QAL1 cho CEMS
&bull Lắp đặt hệ thống CEMS an toàn và phù hợp
&bull Phối hợp với nhà máy trước khi kiểm tra QAL2 và AST
 
2. Các phòng thí nghiệm kiểm tra
&bull Bảo trì cho các phương pháp tham chiếu t iêu chuẩn được công nhận cho QAL2 và AST.
&bull Các thử nghiệm chức năng (QAL2 và AST): lấy mẫu hoặc kiểm tra đối chứng của các đơn vị khác. 
 
3. Các nhà máy công nghiệp, đơn vị vận hành
&bull Báo cáo QAL2, QAL3 & AST cho cơ quan quản lý và chính quyền địa phương
&bull Thực hiện QAL3
 
4. Cơ quan quản lý địa phương
&bull Đánh giá sự tuân thủ của người vận hành
&bull Đánh giá phòng thử nghiệm
&bull Cung cấp hướng dẫn về tiêu chuẩn EN 14181

Như vậy có thể thấy rằng, đối với nhà sản xuất thiết bị, hệ thống quan trắc môi trường, việc đạt được chứng nhận QAL1 - chứng nhận đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn chất lượng là vô cùng quan trọng. Các nhà máy, đơn vị sử dụng có thể nhìn vào chứng nhận QAL1 để lấy căn cứ lựa chọn chất lượng của thiết bị cũng như các nhà sản xuất phù hợp với nhu cầu của doanh nghiệp mình. Lựa chọn được thiết bị đạt chứng nhận QAL1 cũng là một giải pháp vô cùng tiết kiệm ngân sách cho các doanh nghiệp. Một sản phẩm đạt chứng nhận QAL1 thì tuổi thọ sản phẩm thường cao hơn, khả năng hoạt động dài hơn, chi phí bảo trì, bảo dưỡng hằng năm cũng thấp hơn rất nhiều so với các dòng sản phẩm không đạt chứng nhận QAL1 cùng loại. Ví dụ: Thiết bị máy phân tích của 1 số hãng lớn như SICK AG, ABB Group, Dr. Födisch Umweltmesstechnik AG,... được chứng nhận với độ trôi điểm span < 2%, vì thế nó có thể hoạt động tới 3 tháng mới cần hiệu chuẩn một lần. Trong khi 1 số dòng thiết bị máy phân tích với khoảng đo dài hơn, khi hoạt động càng lâu, độ trôi của điểm span càng ngày càng tăng, dẫn đến thời gian hiệu chuẩn ngắn lại, thậm chí có những dòng thiết bị kém chất lượng phải hiệu chuẩn 1 tuần/lần.
Có thể nói rằng, xét về góc độ doanh nghiệp, mặc dù bỏ ra chi phí đầu vào để mua thiết bị quan trắc thấp hơn, nhưng trong quá trình sử dụng lại bỏ ra chi phí rất lớn để duy trì hoạt động. Chưa kể đến trường hợp thiết bị có tuổi thọ ngắn thì sau vài năm sử dụng, doanh nghiệp lại phải đầu tư trang thiết bị mới. Vậy, tổng chi phí dành cho sản phẩm chất lượng thấp có thể cao hơn rất rất nhiều so với sản phẩm đạt chất lượng cao và đã được kiểm định. Có thể kết luận rằng, lựa chọn tối ưu cho doanh nghiệp là HÃY ĐẦU TƯ VÀO SẢN PHẨM ĐẠT CHẤT LƯỢNG CAO để có thể tiết kiệm được ngân sách về sau !!!