Bài giảng Tự động hoá và thiết bị đo đạc trong thiết kế hệ thống xử lý môi trường

ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TỰ ĐỘNG HÓA VÀ THIẾT BỊ ĐO ĐẠC TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Giảng viên: Nguyễn Hoài Nam Mục tiêu  Cung cấp kiến thức  Các phần tử cấu kiện  Thiết bị tự động hệ thống điều khiển tự động  Thiết bị đo ứng dụng  Xu hướng tự động hoá xử lý mơi trường Các nội dung Những vấn đề tự động hóa q trình sản xuất điều khiển tự động 1.1 Những khái niệm 1.2 Những nguyên tắc điều khiển tự động 1.3 Điều chỉnh tự động 1.4 Một số phần mềm chuyên dụng Các nội dung Các phần tử sơ đồ tự động hóa trình sản xuất 2.1 Cảm biến 2.2 Rơle 2.3 Bộ biến đổi khuếch đại 2.4 Cơ cấu chấp hành quan điều chỉnh 2.5 Thiết bị kiểm tra phân loại 2.6 Cấu tạo điều chỉnh tự động 2.7 Cấu trúc sơ đồ tự động hóa q trình sản xuất Các nội dung Tự động hóa thiết bị đo thiết kế cơng trình xử lý nước cấp 3.1 Tự động hóa cơng trình thu nước 3.2 Tự động hóa điều khiển mạng đường ống cấp nước 3.3 Tự động hóa q trình keo tụ nước 3.4 Tự động hóa q trình lọc nước 3.5 Tự động hóa q trình clo hóa nước 3.6 Tự động hóa kiểm tra thông số công nghệ trạm xử ly nước cấp 3.7 Thiết bị đo điều khiển xử lý nước cấp Các nội dung Tự động hóa thiết bị đo cơng trình xử lý nước thải 4.1 Tự động hóa cơng trình xử lý nước thải 4.2 Thiết bị đo quan trắc chất lượng nước pH Đo độ dẫn điện, Đo độ muối Đo tổng chất hòa tan TDS Đo DO Đo độ đục Đo BOD, COD Tổng C hữu Xác định kim loại hóa chất bảo vệ thực vật Các nội dung Tự động hóa thiết bị đo xử lý chất rắn, khí thải 5.1 Tự động hóa thiết bị xử lý chất thải rắn phương pháp học 5.2 Tự động hóa thiết bị đo sử dụng lị đốt 5.3 Tự động hóa nhà máy sản xuất phân bón 5.4 Quan trắc khí thải Tài liệu tham khảo       Phạm Thị Giới Tự động hóa cơng trình cấp thoát nước – NXBXD 2003 Nguyễn Thị Phương Hà, Huỳnh Thái Hoàng Lý thuyết điều khiển tự động – NXB ĐHQG TPHCM Trịnh Xuân Lai, Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp – NXBXD 2004 Nguyễn Công Hiền, V Việt Sơn Hệ thống điều khiển tự động hóa q trình sản xuất – 2010 Lê Quốc Hùng Các phương pháp thiết bị quan trắc môi trường nước – 2006 Đỗ Xuân Tùng Tự động hóa xây dựng – 2001 Đánh giá mơn học TT Hình thức đánh giá Trọng số (%) Điểm trình (Lên lớp, kiểm tra) 30 Điểm thi kết thúc môn học (thi viết 90 phút) 70 Điểm học phần phần nhân trọng số cộng với Đánh giá môn học  Điểm trình Điểm danh Kiểm tra 70% 30% Vắng ≤ tiết Vắng ≤ tiết Vắng ≤ tiết Vắng  10 tiết 10 Kiểm tra kỳ: sau kết thúc chương 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp sinh học   Ơ nhiễm khơng khí chất độc hại có tác động tới người động vật Phân tích chất dịch động thực vật xác định   Loại chất, nồng độ nguồn gây nhiễm Áp dụng hữu hiệu có cố môi trường xảy phạm vi rộng  Phương pháp làm chứng hỗ trợ  Nhược điểm  Không thể đưa kết luận xác loại chất, nồng độ  Do thiếu thơng tin phân bố loại hóa chất khác 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế  Đo SO2: Phương pháp West – Gaeke  Hấp thụ ổn định SO2 dd Na (K) tetraclomercurat (TCM) - Na2(HgCl4) tạo phức diclosulficmecurat II  Phức chất sunfic bền với OXH O2 khí có O3 ơxít Nitơ  Dùng pararosanilin formandehyt để tạo thành phức axít pararosanilin metyl sunfonic có màu đỏ tím  Định lượng SO2 dựa cường độ màu axít pararosanilin metyl sunfonic bước sóng 560 nm 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế  Lấy mẫu 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế  Đo NO2  NO2 hấp thụ vào dung dịch NaOH  Thêm CH3COOH chuyển thành HNO2  NO2- tác dụng với axít sunfanilic  naphtylamin tạo hợp chất azit màu hồng tía Axit sunfanilic   naphtylamin Định lượng NO2 cường độ màu bước sóng 525nm 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế   Các trạm quan trắc có thiết bị đo nồng độ chất ô nhiễm theo thời gian CO2: quang phồ hồng ngoại không phân tán (NonDispersive Infra-Red photometry- NDIR)  O3: quang phổ hấp phụ tia cực tím  SO2: Quang phổ huỳnh quang cực tím (UVFS)  NOx: phát quang phản ứng hóa học 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế  Đo CO  Nguyên tắc:    CO hấp phụ mạnh ánh sáng hồng ngoại (IR) bước sóng định Sự khác biệt lượng hồng ngoại nửa phận phát làm dịch chuyển màng chắn Đo, ghi lại dịch chuyển Máy phân tích CO tia hồng ngoại 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế  Đo CO Nguồn xạ hồng ngoại Ống khí đối chứng (khơng chứa CO) Ống lưu thơng khơng khí thử nghiệm Bộ phận phát Biến đổi tín hiệu đầu Bộ phận ngắt mở Máy phân tích CO tia hồng ngoại 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế  Đo CO2  Sử dụng sensor NDIR Nguồn:mejdaf 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế   Đối với NO  Dựa vào tượng phát quang O3 phản ứng với NO tạo thành phân tử NO2 bị kích thích  Khi NO2* trở lại trạng thái ban đầu phát lượng xạ khoảng 600 – 3000nm cực đại 1200nm  Năng lượng xạ thu ống nhân quang cường độ xạ tỷ lệ với nồng độ NO Đo NO2: Khi khơng khí có NO NO2   Chuyển NO2 thành NO (thổi qua ống thép ko gỉ 732oC) Đo cường độ phản ứng quang hóa NO phản ứng với O3 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế Sơ đồ nguyên lý thiết bị phân tích NOx phản ứng quang hóa Khơng khí vào Bộ phận tạo khí O3 Khơng khí thử nghiệm vào Bộ phận chuyển NO2 thành NO (ống thép không gỉ đốt nóng) Van chiều Buồng phản ứng phát quang hóa học Bộ phận nhân quang Máy hút khí 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế  Đo ozon  Trên sở phản ứng quang hóa  Đo cường độ ánh sáng phát xạ phản ứng O3 etylen (C2H4 - chất dễ cháy) thay Rodamin B  Hiện dựa nguyên lý ozon hấp phụ tia UV  Xác định tiêu hao lượng tia UV bước sóng 254 nm trắc quang  Sự tiêu hao phụ thuộc vào nồng độ ozon bước sóng tia UV 5.4 Quan trắc khí thải 5.4.2 Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải  Phương pháp áp dụng thực tế (Thiết bị đo tại)  Thiết bị AQM 65   Đo liên tục chất ô nhiễm bao gồm  O3, NO2, NOx, SO2, CO, CO2, H2S  Volatile organic compounds (VOC),  non-methane hydrocarbons (NMHC)  Particulate matter (TSP, PM10, PM2.5, PM1)  Tiếng ồn Các thông số thời tiết  Lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm  Áp suất, tốc độ gió, hướng gió Các nội dung  Tự động hóa thiết bị đo xử lý chất rắn khí thải  Trong xử lý chất thải rắn pp học  TĐH trình nghiền  TĐH việc phân loại chất thải rắn  Trong lò đốt  Trong nhà máy sản xuất phân bón compost  Trong việc quan trắc khí thải  Quan trắc bụi  Đo nồng độ khí độc hại khơng khí khí thải KẾT THÚC MÔN