Đồ án tốt nghiệp đề tài mô phỏng hệ thống xử lý nước thải

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Giáo viên hướng dẫn Ks Mai Vạn Hậ[.]

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ o0o ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Giáo viên hướng dẫn : Ks Mai Vạn Hậu Sinh viên thực : Lê Tiến Lợi Mã số sinh viên Lớp : 5951030056 : Tự động hóa K59 Tp Hồ Chí Minh - 04/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại học GTVT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Sinh viên: Lê Tiến Lợi Tên tóm tắt yêu cầu, nội dung đề tài: THIẾT KẾ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Số liệu cần thiết chủ yếu để thiết kế: + Công nghệ: MBBR (Moving Beb Biofilm Reactor) + Kích thước: Hệ thống gồm bể + Bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 1214C DC/DC/DC + Bơm chìm 380V/50Hz,3.7kW + Bơm đinh lượng 220V, 0.02kW + Máy khuấy chìm 380V, 0.4kW + Máy thổi khí 380V, 1.5kW + Gạt bùn 380V, 2.5kW + Bơm bùn chìm 380V/50Hz, 4kW + Đồng hồ đo lưu lượng + Bồn chứa hóa chất Nội dung thuyết minh, yêu cầu giải thích tính tốn thiết kế tốt nghiệp: + Tổng quan hệ thống xử lý nước thải + Phân tích, tính chọn linh kiện, thiết bị cho hệ thống + Thiết kế vẽ phần khí cho hệ thống + Thiết kế vẽ phần điện điều khiển hệ thống + Thuật tốn chương trình điều khiển Auto, Mannual hệ thống + Thiết kế giao diện điều khiển, giám sát Visual Studio TIA Portal + Thử nghiệm mơ hình đánh giá kết Các vẽ chính: - 10 vẽ khổ A0: + Bản vẽ sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải + Bản vẽ thiết kế khí + Bản vẽ sơ đồ mạch động lực mạch điều khiển + Lưu đồ thuật toán tổng thể hệ thống + Lưu đồ giao diện điều khiển giám sát Những yêu cầu bổ sung thêm nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp chuyên đề: Cán hướng dẫn: ▪ Giáo viên trường: Ks Mai Vạn Hậu ▪ Cán sản xuất: - Ngày giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp: 20/03/2023 - Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp: 26/03/2023 - Ngày nộp thiết kế tốt nghiệp: Ngày tháng năm TL/HIỆU TRƯỞNG CHỦ NHIỆM BỘ MÔN Đã giao nhiệm vụ TKTN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA Mai Vạn Hậu LỜI CẢM ƠN LỜI MỞ DẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Dưới tốc độ phát triển cơng nghiệp, thị hóa gia tăng dân số, tài nguyển nước vùng lãnh thổ ngày chịu áp lực nhiều Hệ môi trường nước nhiều đô thị, khu công nghiệp ngày bị nhiễm nước thải, khí thải chất rắn Ô nhiễm nước nước thải sinh hoạt đóng phần lớn cho nhiễm chung, bên cạnh ô nhiễm từ sản xuất công nghiệp Hình 1: Hệ thống xử lý nước thải Xử lý nước thải q trình loại bỏ chất nhiễm khỏi nước thải hộ gia đình, thương mại quan Nó bao gồm q trình vật lý, hóa học sinh học để loại bỏ chất ô nhiễm sản xuất nước thải xử lý an tồn với mơi trường Xuất phát từ kinh nghiệm thực tập công ty công nghệ tự động HTD mong muốn áp dụng kiến thức học vào thực tế để giải vấn đề nêu trên, em định nghiên cứu thi công đề tài: “Mô hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt” 1.2 Mục tiêu đề tài SVTH: LÊ TIẾN LỢI CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN − Mô hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt − Giải tình trạng nhiễm mơi nước thải sinh hoạt − Nâng cao đời sống sinh hoạt người − Giảm thiểu khoản tiền phạt xả thải nhiễm bẩn ngồi mơi trường 1.3 Đối tượng nghiên cứu − Nghiên cứu tính phần mềm TIA Portal − Ứng dụng công nghệ tiên tiến vào hệ thống xử lý nước thải − Mô cách hoạt động thiết bị hệ thống 1.4 Giới hạn đề tài − Hệ thống chưa giám sát, quản lý qua điện thoại… 1.5 Phương pháp nội dung nghiên cứu Phương pháp: − Tham khảo tài liệu Các nội dung nghiên cứu: − Nghiên cứu, tìm hiểu phần mềm lập trình Visual Studio, TIA Portal, SQL Server… − Nghiên cứu, tìm hiểu phần cứng thiết bị đo độ PH, COD; thiết bị đo lưu lượng nước,… − Xây dựng chương trình giao tiếp máy tính PLC − Nghiên cứu, tìm hiểu, xây dựng thuật tốn điều khiển hệ thống − Xây dựng giao diện, chương trình điều khiển, giám sát Visual Studio SVTH: LÊ TIẾN LỢI CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Phân tích cơng nghệ xử lý nước thải 2.1.1 Công nghệ AO (Anoxic – Oxic) Công nghệ AO công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt nay, áp dụng để xử lý chất dinh dưỡng chủ yêú nitơ photpho có nước thải Cơng nghệ AO có hai bể bể hiếu khí thiếu khí, tương ứng kèm với q trình nitrate hóa bể hiếu khí khử nitrate hóa bể thiếu khí Hình 2.1: Cơng Nghệ AO - Ưu điểm: • Xử lý triệt để chất hữa có nước thải • Khả vận hành ổn định, chế tự động hóa cao • Chi phí áp dụng tương đối thấp • Bảo trì, bảo dưỡng đơn giản, dễ dàng - Nhược điểm: • Có hạn chế việc loại bỏ phốt nước 2.1.2 Công nghệ AAO (Anaerobic – Anoxic – Oxic) Công nghệ xử lý nước thải AAO trình xử lý sinh học liên tục sử dụng hệ vi sinh vật kị khí, yếm khí hiếu khí để phân hủy chất ô nhiễm nước thải SVTH: LÊ TIẾN LỢI CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.2: Cơng Nghệ AAO - Ưu điểm: • Xử lý triệt để chất nhiễm có nước thải, giảm chất hữu chất dinh dưỡng dư thừa • Chi phí đầu tư xây dựng tương đối thấp • Lượng bùn thải phát sinh thấp • Tiêu thụ lượng - Nhược điểm: • Chất lượng nước đầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác • Diện tích xây dựng phải lớn • Quy trình phức tạp với nhiều bước • Ln cần phải đảm bảo trì nồng độ bùn • Bắt buộc phải khử trùng nước đầu vào 2.1.3 Công nghệ SBR Công nghệ SBR (Sequencing batch reator) công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt với phản ứng sinh học theo mẻ, gồm cụm bể: Selector C- tech SVTH: LÊ TIẾN LỢI CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 3: Cơng Nghệ SBR - Ưu điểm: • Khơng cần tuần hồn bùn hoạt tính • Loại bỏ chất dinh dưỡng (N, P) • Độ bền cao với kết cấu đơn giản, Dễ dàng tháo lắp, nâng cấp đơn giản • Tiết kiệm chi phí nhờ khơng xây dựng thêm bể lắng hệ thống liên quan - Nhược điểm: • Vận hành phức tạp • Hệ thống thổi khí dễ bị tắc bùn 2.1.4 Công nghệ MBR Công nghệ xử lý nước thải MBR ( Menbrane Bioreator) kết hợp vi sinh vật lơ lửng bể bùn hoạt tính với cơng nghệ màng lọc sợi rỗng, lượng bìn bể sinh học giữ lại nhờ chế vi lọc màng có lích nhỏ, nên chất lượng nước thải sau khỏi màng đảm bảo đạt chất lượng SVTH: LÊ TIẾN LỢI CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.4: Cơng Nghệ MBR - Ưu điểm: • Thuận lợi gia tăng công suất mà không cần thêm diện tích bể • Tiết kiệm diện tích xây dựng • Nồng độ vi sinh bể cao, thời gian lưu bùn dài nên lượng bùn dư • Quá trình vận hành đơn giản, dễ dàng - Nhược điểm: • Chi phí đầu tư màng MBR cao • Màng lọc dễ bị nghẽn không vệ sinh định kỳ • Khơng áp dụng cho loại nước thải có độ màu cao nhiều hóa chất 2.1.5 Cơng nghệ MBBR MBBR (Moving Beb Biofilm Reactor) công nghệ xử lý nước thải sử dụng liệu làm giá thể cho vi sinh vật dính bám để tăng trưởng phát triển Quá trình xử lý sinh học hiệu MBBR thơng qua kết hợp q trình bùn than hoạt tính màng sinh học SVTH: LÊ TIẾN LỢI CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 5: Cơng nghệ MBBR - Ưu điểm: • GIảm diện tích xây dựng • Hệ vi sinh vật với dộ bền lâu dài, mật độ vi sinh vật cao • Tiết kiệm lượng, dễ dàng vận hành, nâng cấp đơn giản - Nhược điểm: • Chi phí đầu tư cao • Cần có bể lắng, lọc sau MBBR • Sau thời gian sử dụng, giá thể vi sinh MBBR dễ • Chất lượng giá thể MBBR ảnh hưởng đến chất lượng bám vi sinh vật 2.2 Lựa chọn giải pháp công nghệ 2.2.1 Lựa chọn mô hình cơng nghệ SVTH: LÊ TIẾN LỢI