Nghiên ứu hệ thống điều khiển tự động trạm xử lý nước thải công nghiệp

Nu cú gỡ sai trỏi , tụi xin hoàn toàn chu trỏch nhim.. 3 CPU Mụdul x lý trung tõm.. Dng tớn hiu gi v trung tõm giỏm sỏt là tớn hiu logic on off.

ngành :điều khiển và Tự động hóa

nghiên cứu hệ thống điều kh iển tự

trờng đại học bách khoa hà nội

Ngời hớng dẫn khoa học: TS Lê xuân rao

Hà Nội 2008

LI CAM OA

Tôi ã hoàn thành lun văn tt nghip ca mình dưi s hưng dn tn tình ca thày giáo TS Lê Xuân Rao và các thày giáo , cô giáo trong b môn t ng hóa , các kin thc thu ưc trong quá trình hc tp ca mình Các s liu và kt qu tính toán trong lun văn này là hoàn toàn trung thc , có cơ s khoa hc , ưc da trên nhng kin thc và kinh nghim ca bn thân tôi ã ưc trang b trong sut quá trình hc tp và nhng tài liu tham kho

Nu có gì sai trái , tôi xin hoàn toàn chu trách nhim

Hà ni , ngày 16 tháng 11 năm 2008

MC LC

LI CAM OAN 1

MC LC 2

DANH MC CÁC KÝ HIU,CH VIT TT 3

DANH MC CÁC BNG BIU 3

DANH MC CÁC HÌNH V 4

CHƯƠNG 1: TNG QUAN CÔNG NGH VÀ TÍNH TOÁN CƠ BN CA NHÀ MÁY X LÝ NƯC THI 7

1.1 GIITHIUCHUNGVNHÀMÁYXLÝNƯCTHI 7

1.2 PHNTÍNHTOÁNCANHÀMÁY 20

CHƯƠNG 2: H THNG IN NHÀ MÁY 33

2.1 PHÂNTÍCHMCTNGHÓACANHÀMÁY 33

2.2 CHITITCÁCCMVNHÀNHTHEO CÔNGNGH 37

2.3 KTLUN 42

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH IU KHIN , THIT BN O LƯN G IU KHIN TRON G H THN G .43

3.1 XÂYDN GMÔHÌN HKHICHOHTHN GIUKHIN VÀO LƯN G 43

3.2 LACHN THITBNCHOHTHN G 45

CHƯƠN G 4: XÂY DN G PHN MM QUAN SÁT VÀ IU KHIN H THN G T TRUN G TÂM .59

4.1 THITLPMN GPLCVÀGIAOTHCTRUYN 59

4.2 THITKMCHN GUYÊN LÝVÀMCHIN CHOCARDRS232/485 64 4.3 GIAOTIPPLCVÀMÁYTÍN H .66

4.4 NN HHƯN GXÂYDN GCHƯƠN GTRÌN HPLC 74

4.5 XÂYDN GCHƯƠN GTRÌN HGIAODIN GIÁMSÁTVÀIU KHIN TRÊN PCTITRUN GTÂM 76

KT LUN 79

TÀI LIU THAM KHO 81

PH LC 82

DAH MC CÁC KÝ HIU,CH VIT TT

DAH MC CÁC BG BIU

Bng 1.1:Cht lưng nưc vào và ra 7

Bng 1.2: Bng chc năng 17

Bng 1.3: Bng N ng  ca các cht gây mùi 26

Bng 1.4: T l s dng hóa cht N aOH và N aClO 26

Bng 3.1: Thông s k thut: 49

Bng 3.2: Chc năng ca các loi cm bin mc vi model 50

Bng 3.3: Chc năng các cc iu khin ca bin tn 58

Bng 4.1: Biu  làm vic ca ch  giao tip trên PLC 70

Bng 4.2: Các giá tr bit c bit s dng trong phn giao tip Freeport 71

DAH MC CÁC HÌH V

Hình 3.1: PLC S7 – 200 ca hãng Siemens (c) 46

Hình 3.2: Chu trình thc hin vòng quét ca PLC S7-200 48

Hình 3.3: Sơ  ng dng cho h o mc do nhà cung cp gii thiu 51

Hình 3.4: Hình nh thc t thit b o lưu lưng 52

Hình 3.5:Sơ  u ni gia hai b o hin trưng và b Chuyn i tín hiu 52

Hình 3.6: Hình nh thc t thit b o  hòa tan oxy (DO) 53

Hình 3.7: Các ng dng ghép ni và iu khin ca thit b DO 54

Hình 3.8: Sơ  u ni các cc ca b DO 54

Hình 3.9: Hình nh thc t thit b o pH202G 55

Hình 3.10: B bin tn SV075iH-4 ca LG vi công sut 75 kw 55

Hình 3.11: Sơ  u ni chân ca bin tn, do hãng LG cp 57

Hình 3.12: Hình nh và v trí các cc ng lc ca bin tn LG 57

Hình 3.13: Hình nh và v trí các cc iu khin trên bin tn ca LG 58

Hình 4.1: Sơ  ni mng PLC vi máy tính ch ti trung tâm .59

Hình 4.2: Khung truyn d liu 61

Hình 4.3 :sơ  ghép ni máy tính và thit b iu khin qua b chuyn i 62

Hình 4.4: Vi mch 232 63

Hình 4.5: Hình v hình dáng ngoài và mc lôgic ca vi mch 232 63

Hình 4.6: Vi mch SN 75176 64

Hình 4.7: Ca s thit k nguyên lý cho mch chuyn i 65

Hình 4.8: Ca s thit k mch in cho mch chuyn i 66

Hình 4.9: Ghép ni PLC-Card chuyn i và PC 67

Hình 4.10: D liu ưc t trong block trong quá trình truyn và nhn .73

Hình 4.11: Ca s chương trình ngt nhn khi giao tip 73

Hình 4.12: Giao din chính ca chương trình iu khin ưc xây dng 77

Hình 4.13: Màn hình giao din ca khu iu khin b phn ng sinh hc 77

Hình 4.14: Màn hình giao din khu x lý bùn 78

Hình 4.15: Màn hình giao din khu tách cn 78

Hình 4.16: Màn hình giao din khu hút mùi 79

LI ÓI U Trong bi cnh toàn cu ang chu s nóng lên ca trái t và hưng ti bo v trái t  duy trì mt hành tinh xanh thì vic bo v môi trưng và x lý cht thi môi trưng ưc quan tâm hơn bao gi ht Liên tip các dòng sông b ô nhim nng n như sông Th Vi, Sông áy, Sông N hu, sông Tô Lch, th hin mc  ô nhim và thi cht ô nhim ngày càng nng n  mi nơi trên t nưc ta ng trưc thc trng ó, ng và N hà nưc ta ã cho xây dng nhiu nhà máy x lý nưc thi, trong ó có nhà máy x lý nưc thi Bc Thăng Long Vân Trì vi công sut 42 000m3/ngày êm bng vn ODA ca N ht Bn Công trình này ã ưc tin hành xây dng t năm 1997 và d kin năm 2004 ưc

ưa vào s dng Tuy nhiên n cui năm 2008 công trình này mi hoàn tt

N hà máy ưc u tư vi quy mô ln c v vn, mt bng và công ngh thit b Tuy nhiên, trong quá trình nghiên cu sơ b và kho sát cho thy: công trình này vn còn nhiu im bt cp, trong ó có h thng t ng hóa chưa thc s  mc  cao, nhiu cm thit b chp hành ưc vn hành riêng l, c lp và không có kh năng iu khin trên máy tính Máy tính ch có chc năng giám sát t xa cho mt s thông s quan trng ca nhà máy

ưc s ng ý ca Vin sau i hc, khoa in, b môn T ng hoá trưng

i hc Bách khoa Hà ni, em ã ưc giao lun văn thc s vi  tài là “

N ghiên cu h thng iu khin t ng trm x lý nưc thi công nghip” N i dung lun văn ca em ưc chia làm bn chương:

Chương I: Tng quan công ngh và tính toán cơ bn ca nhà máy x lý nưc thi

Chương II: Trang b h thng in nhà máy

Chương III: Mô hình iu khin, thit b o lưng trong nhà máy

Chương IV: Xây dng h thng phn mm giám sát và iu khin ti trung tâm Trong lun văn này em ã thit k ch to b chuyn i RS232/485  phc v ghép ni truyn thông, thit b iu khin lôgíc S7- 200, xây dng giao din trên

máy tính bng môi trưng Visual Basic, lp trình cho PLC bng phn mm Simantic V3.1

Trong thi gian nghiên cu, em ã nhn ưc s giúp , ch bo tn tình ca

TS Lê Xuân Rao và các thy cô giáo b môn t ng hoá, iu khin t ng,

em ã tip thu thêm nhiu kin thc mi và hoàn thin bn lun văn này Em xin chân thành cm ơn s ch bo, giúp  vô cùng quý báu ó

Do trình kin thc bn thân còn hn ch, thi gian nghiên cu hn hp và khi lưng công vic là rt ln nên vic hoàn thành lun văn còn nhiu thiu xót và hn ch, em rt mong nhn ưc s ch bo, nhng ý kin óng góp ca các thy

cô và các bn ng nghip  kt qu nghiên cu ca em tin gn hơn ti ích hoàn thin

Hà N i ngày 16 tháng 11 năm 2008

CHƯƠG 1: TG QUA CÔG GH VÀ TÍH TOÁ CƠ B

CA HÀ MÁY X LÝ ƯC THI

1.1.1 Gii thiu chung

N hà máy x lý nưc thi ưc thit k  x lý lưu lưng nưc thi 38,000m3/ngày êm, lưu lưng này chưa tính n hiu ng thm

Sau khi hoàn thành xây dng và  giai on u, tng lưu lưng nưc thi thc t ưc ưa vào x lý s vào khong 4,000m3/ngày êm Con s này ã

ưc tính ti trong quá trình thit k xây dng, vn hành và h thng iu khin nhm m bo N hà máy s vn hành có hiu qu vi lưu lưng x lý thp, ng thi m bo không có phn nào trong toàn b nhà máy không ưc s dng trong mt thi gian quá dài hay b xung cp cht lưng trong quá trình s dng

N hà máy x lý nưc thi ưc thit k  x lý nưc thi t khu vc D án, nưc sau x lý t tiêu chuNn x thi loi A ( Tiêu chuNn Vit N am TCVN 5945-1995) như phn dưi ây:

N gun nưc thi n: N ưc thi t khu vc Bc Thăng Long

N ưc thi ch yu là nưc thi sinh hot, mt phn là nưc thi công nghip Công sut x lý ca nhà máy:

Lưu lưng nưc thi: 38,000m3/ngày êm (không bao gm nưc do hiu

ng thm)

Lưu lưng ngày: 42,000m3/ngày êm (bao gm 4,000m3/ngày êm do hiu

ng thm)

H s gi cao im: 2-2.5 (= Lưu lưng ti a theo gi / Lưu lưng ngày)

êm)

Bng 1.1:Cht lưng nưc vào và ra

1.1.2 Mô t quy trình công ngh chính

Công trình tip nhn nưc thi: N găn tách cn, tách rác và bơm nâng

Công trình x lý nưc thi: Quy trình bùn hot tính gm lng sơ cp, b phn

ng sinh hc (K khi/hiu khí), lng cui, kh trùng

(Ghi chú: Vi quy trình công ngh này, s dng t “B phn ng sinh hc” phù hp hơn là “B hiu khí” Trong tài liu này, khái nim “B phn ng sinh hc”

ưc s dng thay th cho khái nim “B hiu khí”)

Công trình x lý bùn: N én bùn cơ khí và tách nưc (kt hp trong mt thit b)

1.1.3 guyên tc thit k

• Hai dòng x lý nưc thi chính (Khu vc phía Bc và khu phía N am)

• Sáu dòng x lý con  gii quyt tình trng bin ng lưu lưng dòng nươc thi n

• Quy trình K khí/Hiu khí kt hp  ngăn nga hin tưng ni bùn bt và x

lý pht pho

• Tái s dng mt phn nưc thi ã qua x lý  dùng làm nưc công ngh

• B trí h thng kh mùi

1.1.4 Khái quát v các tiêu chun thit k và máy móc thit b chính

1.1.4.1 Công trình tip nhn dòng nưc thi vào

(N găn tách cn, H thng bơm nâng)

Ti lưng b mt ca nưc; 1,800m3/ngày êm (tính cho lưu lưng gi ln nht)

Khu cha bùn: bùn sau khi tách nưc ưc cha trong sân cha bùn

Yêu cu vn hành: 24h/ngày (làm vic liên tc)

S lưng Thit b tách nưc bùn/nén bùn: 2 b (trong ó 1 b là d phòng)

1.1.4.4 H thng cp nưc (H thng cp nưc)

Công sut ca h thng cp nưc: 15m3/ngày  dùng cho 33 ngưi/ngày

S lưng ging khai thác nưc ngm: 1

Quy trình x lý: lc nhanh vi lp vt liu bc là cát mangan

1.1.4.5 H thng kh mùi (Thit b kh mùi)

Công sut h thng kh mùi: 50m3/phút

S lưng Tháp x lý mùi dùng hoá cht: 1

1.1.5 Mô t các công trình x lý

1.1.5.1 Công trình tip nhn dòng nưc thi vào

(N găn tách cn, H thng bơm nâng)

Công trình tip nhn dòng nưc thi vào gm ba ngăn tách cn, ba song chc rác thô và ba song chn rác tinh Mi ngăn tách cn có 3 bơm cát

Rác kích thưc ln ưc loi b bng song chn rác th công

Cn lng ng trong các h thu s ưc ưa ra ngoài bng các bơm cát và ưc phân tách ti máy tách cn

Rác nh ưc loi b bng song chn rác có b cào rác và chuyn rác bng băng ti t ng Rác và cn ưc cha trong các thùng cha và ưc ưa lên xe ti thu gom bng h thng cu palăng

Có tng cng bn bơm nâng (bơm chuyn bc) trong tách cn Hai bơm có ng

cơ có th thay i tc  và hai bơm còn li có ng cơ không thay i tc  Vic kt hp s lưng bơm làm vic và iu chnh tc d các bơm có ng cơ

có tc  thay i s m bo quy trình vn hành linh hot nhm duy trì mc nưc ti thích hp ti tách ngăn cn

1.1.5.2 Công trình x lý nưc thi

Quy trình công ngh bùn hot tính thông thưng hoàn toàn áp ng ưc mc tiêu x lý trên

 tăng cưng kh năng lng ca bùn (hay nói cách khác là ngăn nga hin tưng bùn ni bt) trong b lng cui, trong nhà máy áp dng công ngh A/O Khu vc u tiên ca b x lý sinh hc là khu k khí nhm hn ch s phát trin ca các vi khuNn dng si Ba khu tip theo là ba khu hiu khí s oxi hoá các hp cht hu cơ

Ch tiêu COD dòng ra (50mg/l) s t ưc vi gi thit là phn ln các cht COD u có kh năng phân hu sinh hc Thông tin v dòng nưc thi vào không có t l hoà trn gia nưc thi sinh hot và nưc thi công nghip và yêu cu công ngh áp dng là quy trình bùn hot tính thông thưng Vic la chn công ngh x lý COD t nưc thi công nghip căn c vào ti lưng cht ô nhim thc t và thành phn cht ô nhim hoá hc có trong nưc thi Công ngh x lý các cht hoá hc không có kh năng phân hu sinh hc có trong nưc thi công nghip không ưc tính n tron Thit k ca N hà máy x lý này

Vic kim tra ch tiêu BOD5 ưc tin hành có b sung cht c ch quá trình nitơ hoá (CBOD5) ây là phương pháp thông thưng  kim tra cht lưng dòng nưc sau x lý ti M (Các phương pháp tiêu chuNn kim tra nưc và nưc thi; APHA 1995), ti Châu Âu (EU water directive;91/271/EEC) và ti N ht Bn Phương pháp này ưc s dng nhm hn ch nh hưng ca nitơ hoá lên kt qu phân tích BOD, vì quá trình này có th làm tăng gp ôi (hoc hơn na) giá tr BOD5 do các cht ô nhim hu cơ còn li trong dòng ra sau x lý

Hiu qu x lý pht pho ưc tăng lên bng cách b sung thêm hóa cht x

lý (FeC13) vào nưc thi

H thng x lý nưc thi gm hai dòng chính và mi dòng này li ưc chia làm ba dòng nh N hư vy, có tng cng là 6 dòng x lý nưc (có 6 b lng sơ cp, 6 b phn ng sinh hc và 6 b lng cui)

lưng này có th x lý vi mt ơn nguyên dòng (công sut x lý ca mt ơn

toàn có th áp ng ưc s bin ng v lưu lưng ca dòng nưc thi vào nhà máy Vic tăng s lưng ơn nguyên dòng (hơn sáu) s làm cho tăng s lưng thit b, khi lưng công vic bo dưõng và tăng chi phí Vi quy mô nhà máy này, b trí sáu ơn nguyên dòng x lý là hoàn toàn phù hp

Ti b lng sơ cp, thit b cào bùn hình tròn ưc s dng và có mt mương dn ni tt qua b lng sơ cp cho nhng trưng hp cn thit

Trong mt s trưng hp, vic loi b cht rn lơ lng SS ti b lng sơ cp s gây tác ng không tt n quy trình x lý sinh hc trong b phn ng sinh hc (B sc khí) (VD như nu dòng ra khi b lng sơ cp có ch tiêu BOD, SS quá thp thì hn hp rn lng MLSS trong b phn ng sinh hc s có kh năng lng kém)

Trong nhng trưng hp ó, mt gii pháp x lý là mt phn (hay toàn b) dòng nưc thi vào nhà máy s ưc dn thng vào b phn ng sinh hc qua mương ni tt, b qua b lng sơ cp

Ti b phn ng sinh hc (B hiu khí), máy khuy trn s ưc b trí ti khu k khí và các máy sc khí b mt ưc b trí ti khu hiu khí Các máy sc khí b mt làm vic gián on (bng ng h hn gi) tuỳ thuc vào tính cht ngun nưc thi n và yêu cu x lý trong thc t

Trong b lng cui, có b trí thit b thu bùn kiu tròn và mt khu vc keo t to bông nhm m bo hiu qu ca quá trình phân tách rn/lng, trong b lng cui Khu vc keo t to bông là mt mương dn nm gia b x lý sinh hc và b lng cui, khu vc này s ưc sc khí nh bi mt máy thi gió N h quá trình sc khí này, hiu qu ca qua trình keo t to bông s ưc tăng lên trưc khi nưc thi ưc dn vào b lng cui

N aC1o ưc châm vào b cha nưc  kh trùng Vi thi gian tip xúc 15 phút Các mm bnh có trong nưc thi s gim xung mc an toàn cho sc khe

Dòng nưc sau x lý t quy trình công ngh trên s ưc x lý thêm bng b vi lc và b lc cát, sau ó s ưc tái s dng trng nhà máy N ưc sau khi ưc x lý thêm này s ưc dùng cho quá trình chuNn b dung dch polime, ra máy tách nưc bùn và mt s mc ích khác (VD như ra b) Công sut x lý ca

sut này ưc thit k áp ng  cho các mc ích s dng trên

1.1.5.3 X lý bùn (H thng x lý bùn, H thng cha bùn)

Quá trình nén bùn và tách nưc ưc kt hp tin hành trong mt thit b Quá trình nén bùn ưc thc hin ti máy nén bùn băng ti ưc lp  phn trên ca máy tách nưc bùn băng ti Bùn nén ưc ưa n máy tách bùn  phía dưi, ti ây bùn ưc tách nưc và còn 80%  Nm

Mt máy tách bùn có thê x lý toàn b lưng bùn sinh ra t quy trình x lý nưc thi Tng cng có hai máy tách bùn s ưc lp t, bao gm mt máy d phòng

Bùn sau tách nưc ưc ưa dn phu cha ti sân cha bùn, sau ó xe ti s

n và thu gom bùn ưa n bi thi

Ti N hà x lý bùn, có lp t h thng nh lưng FeCl3 (b cha và bơm nh lưng)

 iu kin bình thưng, quá trình tách nưc bùn ch s dng thêm hoá cht polime Tuy nhiên nu cn thit có th b sung thêm FeCl3 nhm ci thin tính cht ca bùn ã tách nưc (VD như  Nm, kim soát mùi, v v.)

N hư ã trình bày  phn trên, b sung FeCl3 vào nưc thi cũng làm tăng cưng kh năng x lý pht pho

N hm nâng cao iu kin làm vic ti khu vc sân cha bùn, ưng ng hút mùi

ưc b trí ti v trí t phu cha bùn  khu vc này N goài ra trong nhà máy còn lp t h thng kh mùi bao gm tháp x lý mùi bng hoá cht Bên cnh

ó, khí sau khi ưc hút ti các khu vc ô nhim s ưc ưa n mương dn gia b phn ng sinh hc và b lng cui nh máy thi gió, ti ó các thành phn gây mùi ô nhim trong khí s ưc bùn hp th và ưc phân hu sinh hc, nh ó gim ưc ô nhim mùi t nhà máy x lý

1.1.5.4 H thng cp nưc (Thit b cp nưc)

N ưc ging ưc x lý và cung cp cho nhu cu sinh hot trong khu vc nhà máy

N ưc ưc khai thác t ging khoan và ưc x lý  t tiêu chuNn nưc sinh hot s dng cho các mc ích khác nhau ca khu văn phòng, ngoi tr “ ung” N ưc này ưc s dng làm nưc sinh hot cho nhân viên vn hành, cho phòng thí nghim và các mc ích khác

Lưng nưc tiêu th cho nhu cu sinh hot ưc tính khong 10m3/ngày êm

N u tính thêm lưng nưc s dng trong phòng thí nghim và các mc ích

Quy trình x lý nưc gm quá trình oxi hoá bng N aClo, quá trình ưc lc bng cát Mn, quy trình x lý này ging vi công ngh x lý nưc cp Trong

ó, st ưc x lý nh quá trình oxi hoá bng Clo và quá trình lc, còn mangan

ưc x lý bng clo và quá trình oxi hoá tip xúc có s dng quy trình lc cát Mangan

1.1.5.5 H thng x lý mùi (Thit b x lý mùi)

H thng x lý mùi

H thng x lý mùi gm 1 qut hút mùi, 1 tháp x lý mùi bng hoá cht và thit b châm hoá cht

Bng cách s dng hoá cht (N aClO và N aOH), nng  các khí gây mùi s

ưc gim xung (khí gây mùi), các khí này phát sinh t mt s v chính trong công trình x lý (N găn tách cn, b lng sơ cp, b cha bùn thi, máy tách nưc bùn, phu cha bùn, v v.)

Hoá cht ưc hoà trn vi nhau và ưc phun vào Tháp x lý mùi Hn hp hoá cht s ra các khí gây mùi, khí này s tr nên sch nh các phn ng hoá hc xy ra ngay lp tc

1.1.5.6 H thng ghi và lưu tr d liu

H thng này ưc cung cp nhm theo dõi lưu tr d liu quá trình vn hành ca N hà máy nưc thi CP-3

H thng này ưc lp t ti Phòng diu khin ca N hà iu hành Tt c các tín hiu t Bàn giám sát trung tâm và T iu khin ti ch ưc gi v h thng này, in ưc cp qua B lưu in (UPS)

Các d liu ưc ghi li ti B x lý d liu CPU và có th ưc lưu tr ti ĩa

CD Các d liu ưc hin th và ưc in ra qua hai may in

Phn dưi ây mô t khái quát chc năng ca h thng

N hân viên vn hành cn phi hiu rõ tình trng vn hành ca toàn b nhà máy bng cách theo dõi các thông tin hin th trên h thng (Tình trng làm vic ca tng máy móc thit b, lưu lưng, thông tin v pH, v.v…) T h thng này, nhân viên vn hành cũng có th lp k hoch vn hành hiu qu và kinh t nht

Tt c các thông tin vê chuông báo ng s ưc H thng theo dõi và ghi li Căn c vào thông tin v chuông báo, nhân viên vn hành có th tin hành các bin pháp kp thi Và t d liu ghi li v các tín hiu báo ng trong thi gian dài, nhân viên vn hành có th tính toán ưc chu trình bão dưng thit b hay tui th ca các nguyên vt liu tiêu hao  chuNn b thay th Các d liu này rt có ích cho công tác lên k hoch bão dưng và chi phí thay th ph tùng ph kin

Các d liu ưc H thng ghi và lưu tr d liu ghi li có th s dng cho nhiu mc ích H thng này có th ghi li các d liu v tng lưu lưng dòng nưc thi vào nhà máy và t ó có th lên k hoch x lý nưc thi hàng ngày hay hàng tun Các d liu khác ti H thng cũng có th cho vic qun lý vn hành VD như d liu v lưu lưng bùn hot tính tun hoàn RAS có th ưc theo dõi ghi li nhm iu chnh t l bùn tun hoàn hp lý Chc năng ghi li lưng in năng tiêu th s ưc s dng  kim tra chi phí in năng cho nhà máy x lý

T d liu vn hành ghi li trong mt thi gian dài, có th ưc tính ưc nhu cu v x lý nưc thi trong tương lai N h ó, co th lên k hoch m rng nhà

máy hày d trù kinh phí cho vic m rng ó trong tương lai Các d liu này s làm thành mt cơ s d liu rt hu ích trong quá trình vn hành nhà máy nưc thi Cơ s d liu này có th s dng trong quá trình xây dng nhà máy x lý nưc thi khác tip theo

Chi tit v chc năng ca h thng này ưc mô t trong bng dưi ây

Danh mc theo dõi

Giá tr o ưc ca quy trình x lý v trng thái chy/dng và s c/báo ng cũng như là lưu lưng và mc nưc ưc hin th bng thi gian thc và dng danh mc

Trong quá trình vn hành/dng thit b và

hư hng xy ra, tt c các thông s chi tit

ưc hin th dưi dng tin báo

N goài ra, còn có báo ng bng âm thanh

khi hư hng xy ra

N ht ký vn hành/báo ng

D liu  th bin thiên, d liu ng dng, danh sách, nht ký vn hành/báo

ng ưc ghi vào CD/RW D liu ghi trên CD có th ưc hin th li

Lưu lưng gi ln nht Qhmax : 105,000m3/ngày (42,000 x 2.5) = 72.9m3/phút

Lưu lưng ban u: Qdini : 4,000m3/ngày = 2.8m3/phút (xp x)

Ghi chú: Lưng nưc do hiu ng thm nưc tính khong 4,000m3/ngày

êm s không làm nh hưng n ch tiêu BOD và SS ca dòng nưc thi vào

1.2 PH TÍH TOÁ CA HÀ MÁY

Các tính toán  dưi căn c thé theo sách v Hưng dn thit k n bn mi nht

do Cơ quan các công trình nưc thi N ht bn và Hip Hi các công trình nưc thi N ht bn son tho

1.2.1 H thng tách cn và rác

1.2.1.1 N găn tách cát

32 giây( vi lưu lưng gi ln nht)

Chiu sâu nưc hiu dng: 2.5 4.0m ∼

Ghi chú: ti b lng sơ cp có b trí mt mương ni tt qua B lng sơ cp, s dng khi lưu lng dòng nưc thi vào thp và khi bo dưng sa cha

1.2.3 B phn ng sinh hc

1.2.3.1 B k khí

T= 2.0 + 6.0 = 8.0 h ( i vi lưu lưng ngày ln nht)

 Lưng oxy cn thit cho quá trình sng ca bùn hot tính

Lưng oxy cn thit cho quá trình hô hp ca bùn hot tính là 0.12kg/kg/ngày

 Tng lưng oxy cn cung cp cho b hiu khí (SOR)

Trong ó:

8.84

: T l hòa tan oxy trong nưc thi so vi nưc sch cùng t 0.70 α

: T l hàm lưng oxy hòa tan trong nưc thi so vi nưc schβ

0.90

Cs : Hàm lưng oxy bão hòa trong nưc sch  nhit  T 8.84

Hiu sut ca máy sc khí b mt : 0.8

Thông s thit k

Thi gian lưu : 6h

Năng sut ép bùn băng ti: 200kg/m.gi

x24gi/ngày)

= 1.56m

La chn thit b tách nưc

 Phương pháp x lý mùi: x lý bng hóa hc (NaOH và NaClO)

 Các cht gây mùi: Các cht khí in hình chính s dng cho tính toán

Bng 1.3: Bng Nng  ca các cht gây mùi

(ppm)

Mc tiêu x lý (ppm)

 Vn tc qua thit b kh mùi bng hóa cht khong 1.3 m/s

 Hóa cht s dng: NaOH và NaClO

Bng 1.4: T l s dng hóa cht NaOH và NaClO

A= 50m3/phut x (1/60giây/phút) x (1/1.3m/giây) = 0.64 m2

 Tn tht áp lc qua tháp kh mùi hóa cht

T d liu v tn tht áp lc qua lp vt liu m, tn tht áp lc qua lp vt liu ca thit b kh mùi ưc xác nh là 145Pa/m

Bên cnh ó, tn tht áp lc qua thit b kh nưc là 73.5 Pa cho mt b Tn tht áp lc qua thit b kh mùi hóa cht là (145x2x73.5)x1.2 =436.2

Pa

Trong ó 1.2 là h s an toàn

 Lưng nưc b sung

W1 =3370.4 kg/gi x(0.02718kg/kg-DG-0.02151 kg/kg-DG) =19.1 kg/h = 0.32 lít/phút

 Lưng nưc cp cho b chuNn b dung dch hóa cht N aOH + N clO tun

Trong thit b kh mùi bng hóa cht N aOH và N aClO, các hp cht gây

Lưc N aClO tiêu th trong phn ng vi các cht có th tính toán theo công thc sau:

M: s phân t lưng N aClO cn thit cho phn ng

(6) Lưng hóa cht b phân hy t nhiên thành khí trong quá trình phn

ng là 1ppm Do ó, lưng hóa cht mt i s là Y6 (g/phút)

Yt = 1.64 g/phút x (1/0.10 x 1.1)) =14.9 ml/phút

 N aOH

Trong thit b kh mùi bng hóa cht N aOH và N aClO, các hp cht gây

Cn: Hàm lưng khí chưa x lý trong mi cht (ppm)

M: s phân t lưng N aOH cn thit cho phn ng

Dung tích b cha NaOH: 20 lít

 Bơm nh lưng aClO

Căn c vào nguyên tc hot ng ca bơm màng và các iu kin bt thưng, chng hn như thi gian vn hành, công sut ca bơm s tương ương vi 4 ln lưng hóa cht cn cung cp trong iu kin bình thưng

Yt x 4 = 59.6 ml/phút

La chn bơm nh lưng NaClO: 60 ml/phút

 Bơm nh lưng aOH

Căn c vào nguyên tc hot ng ca bơm màng và các iu kin bt thưng, chng hn như thi gian vn hành, công sut ca bơm s tương ương vi 4 ln lưng hóa cht cn cung cp trong iu kin bình thưng

La chn bơm nh lưng NaOH: 6 ml/phút

CHƯƠG 2: H THG I HÀ MÁY

sơ  hình v (Ph lc, hình v CN-A3.0008) thì LS-BP4 và LS- BP-5 là hai cm bin mc ca h gom nưc và cha nưc phía ngoài, ưc liên ng

iu khin bơm nh hai cm bin mc này Mi b cha nưc khi gp s c tràn hoc cn s ưc gi trc tip n trung tâm giám sát (SVP)

Cm bin LS-1 ưc thông báo thông s ca bình hóa cht NaOH và NaClO ca h thng kh mùi mc cao hay thp Nu không h thng  trng thái bình thưng Tín hiu LS-2 thông báo tình trng mc nưc h bơm nâng khi gp s c H bơm nâmg là h bơm sau khi qua khâu ngăn tách cát, nưc thi ưc chuyn ti các h thng Lng sơ cp nh h thng bơm này

n LS-6 là tín hiu o mc ca b cha bùn thi ây là kiu báo mc dng phao ni và có 5 im tip xúc, cho phép iu khin các trng thái khi mc cao, mc vn hành và mc thp cho khóa liên ng LS-9 báo mc cho b cha hóa cht NaClO cung cp cho b lc cát nưc sinh hot và cho b kh trùng

LS-10 báo mc cho b cha FeCl3 cp cho h thng ép bùn và cho b lng cui LS-11 báo mc b cha polyme, ây là hóa cht keo t giúp kh năng

óng bánh cho bùn ưc d dàng trưc khi cp bùn vào máy ép LS-5 th hin trng thái mc b nưc cho b sau lc B sau lc ưc lp t sau b kh trùng và ưc dùng nhm cp nưc phc v cho ra băng ti, cho các h thng lng và x lý khác Mc nưc  ây luôn ưc duy trì   cao gia

“H” và “L” Khi có s c v hai mc này, lp tc tín hiu s báo v trung tâm LS-14 là mc nưc cho phn ging khoan Ging khoan này cp nưc cho h thng b lc cát và cp cho h thng nưc sinh hot Nưc sinh hot ch dùng cho các mc ích sinh hot ch không dùng cho ung trc tip t ngun nưc này

2.1.1.2 H o lưu lưng

H thng o lưu lưng ưc lp t khá nhiu trong h thng này Cm bin

và b transmitter u tiên là FI1 FI1 m nhim vic o lưu lưng dòng nưc thi vào, có chc năng tính tng B o lưu lưng tip theo ưc lp

t  o lưu lưng bùn hot tính tun hoàn Có 3 b ưc lưu thông vi nhau và có chc năng tích bùn Lưu lưng bùn lng trong b phn ng sinh hc này s ưc ưa v b cha bùn thi C 3 b li có mt kênh dn và

ưc o lưu lưng Như vy trong d án này có 6 b s cn n 2 b o là FI2-1 và FI2-2 Các b o này u có tính năng tính tng tích lũy và hin th ti panel vn hành giám sát (SVP) B o lưu lưng FI-3 cho phép kim soát toàn b lưng bùn tươi ưc bơm t h thng các b lng sơ cp ban u Cui cùng là b o lưu lưng sau b kh trùng, kt thúc toàn b công on x lý ca h thng là FI5 B o lưu lưng này phn ánh kt qu sau x lý cho lưu lưng u ra như th nào

Như vy, toàn b h thng o lưu lưng gm 6 b, trong ó có 2 b cho phn o lưu lưng bùn hot tính tun hoàn Tt c các tín hiu o này u

ưc th hin dng tín hiu dòng cho phép truyn xa lên trung tâm giám sát Ti ây các tín hiu ưc hin th, tính tng tích lũy và ưa v b ghi d liu ti trung tâm

2.1.1.3 H o khác: pH, DO và tc  bơm

Thit b o pH có 01 b, thc hin o mc pH trong tháp x lý mùi bng hóa cht Trong tháp này các khí có mùi ưc ưa t các khâu tách cát, lng sơ b, b cha bùn thi, b cha nưc t máy tách bùn và khu vc băng ti vn chuyn bùn Khí mt phn ưc sc vào mương dn, phn ln ưc ưa qua mt khâu tách Nm, sau ó ưa vào phn ng trong tháp Ti ây hóa cht

N aOH và N aClO ưc bơm vào Giá tr pH ti áy tháp x lý mùi s ưc

o và ưa v trung tâm

Thit b o DO ( oxy hòa tan) ưc s dng hai b ti hai b phn ng sinh hc ti mi nhóm 3 b Thit b ưc t  b hiu khí th 2, trưc khi dn nưc ti h thng kênh dn có sc khí mang mùi Trên bn v th hin các b DO1-1 và DO1-2

Tc  quay ca bơm nâng ti im sau khi qua khâu tách cát, ti ây ưc b trí hai bơm s dng bin tn (mt bơm d phòng) và hai bơm làm vic

nh mc kèm theo khi lưu lưng bơm ln Bơm s dng bin tn s chy 3 tc : 80%, 90% và 100% Sau ó các bơm còn li s ưc s dng tùy theo mc x lý yêu cu khi u vào nưc thi thay i Tín hiu ưa v là tín hiu áp ra t b bin tn, t l vi tc  quay hin ti Tín hiu này ưa trc tip v b ghi và hin th tc  ti trung tâm iu hành

2.1.2 H thng iu khin thit b chp hành

H thng in ưc chia ra thành các t iu khin khu vc như phn N găn tách cn (GCP – Grit chamber), Bơm nâng (LPP –lift pump), Sc khí b mt (SAP1, SAP2, SAP3, SAP4 – Surface Aerotor) Các t iu khin thc hin ch yu chu trinh bng tay theo các giá tr phn hi cm bin mc Bàn giám sát iu khin ưc t ti trung tâm, iu khin on/ off Các nút iu khin,

èn thông báo trng thái và các ng h báo mc, tc  bơm nâng và mc bùn ưc hin th ti trung tâm giám sát Ti bàn giám sát trung tâm ch cho phép iu khin 23 ng cơ ch yu ca công ngh cho các t iu khin

khóa ch  iu khin ti ch và khi mun iu khin ti ch, ti trung tâm cn chuyn nút gt sang ch  ti ch Mc  iu khin  mc  cn thit và ơn gin C th, theo hình v thit k thì ti t N găn tách cn, ch

iu khin ng cơ Ca dòng nưc vào nhà máy Ti t bơm nâng, có th giám sát iu khin t xa cho 4 ng cơ nâng A1, A2, B1, B2 và 4 van x A,

giám sát iu khin t xa nhiu máy sc khí b mt hơn c Ti t sc khí b mt 1, có 03 máy sc khí A, B, C ưc iu khin xa/ ti ch Ti t sc khí b mt 2, có 03 máy sc khí ưc iu khin xa/ ti ch là Máy sc khí D,E,F Ti t sc khí b mt 3, và 4 cũng ưc giám sát iu khin xa/ ti ch vi các máy sc khí G, I, J , K, L và M N hư vy tng s 23 thit b

ưc iu khin xa t bàn giám sát trung tâm và ưc iu khin ti ch khi

ưc cho phép Tt c các tín hiu trng thái ca các thit b chp hành, các

C-A3.0008, phụ lục)

Trong h thng, các thit b khuy, bơm nưc, bơm bùn ti các công on khác, các bơm nh lưng hóa cht… ưc iu khin theo tng cm công ngh và không ưc iu khin t trung tâm Các thit b này hot ng

ng lp theo các giá tr o mc, o pH và các yêu cu ti ch ca quá trình công ngh x lý nưc thi

2.1.3 Kt lun

H thng in theo công ngh ca nhà máy x lý nưc thi ưc thit k v cơ bn là hp lý và áp ng ưc yêu cu công ngh ca nhà máy Theo s kho sát thc t ti ơn v, thì h thng thit b chp hành, cơ s h tng và các công trình xây dng ưc u tư rt tt, tuy nhiên phn iu khin trên trung tâm thì chưa ưc hin i Màn hình trung tâm ch có th theo dõi mt s thông s nht

nh ca h thng, ng thi không th can thip theo chiu iu khin trên máy tính xung thit b hin trưng Thit nghĩ, vi mt công trình ln và có tm u

tư không nh thì h thng t ng hóa này chưa tương xng, cn ưa mc  t

ng cao hơn, cn khai thác tính năng và kh năng cũng như  tin cy iu khin ca PLC vào tng cm thit b chp hành hơn na, không ch dng li như thit b chuyn i như hin nay Các t in có s dng PLC thit nghĩ không cn n các b nh thi c lp N hư vy, H thng thit b o lưng t ng hóa ca nhà máy ch dng li  mc  trung bình

2.2.1 Khâu u vào nưc thi và ngăn tách cát

Toàn b nưc thi (dòng vào) ưc thu gom và ưa v b tip nhn u vào (hình vẽ C-A3.0003,phụ lục) Tùy theo mc  vào nhiu hay ít mà ca phai dòng vào 1-1 ưc m cao hay thp Khi qua ca phai u vào, nưc thi ưc

ưa vào b ngăn tách cát, ti ây có cm bin và hin th mc LCA1 làm vic 

iu khin mc ti ca phai ngăn tách cát 1-2 N ưc sau khi qua thanh chn rác thô s n phn các h gom cát Ti các h này ưc b trí các bơm hút cát (1-4)

và cung cp cho máy tách cn 1-5 Máy tách cn ưc cung cp thêm nưc lc

t h thng cp nưc cho x lý Cn ưa t máy tách cn s chuyn sang thùng cha cn 1-6 N ưc sau khi qua phn hút cát s ưc dn n mt h thng chn rác tinh và chuyn rác vào băng ti 1-8 và chuyn vào thùng cha rác 1-9 Sau

ó nưc ưc chn li và iu khin bng ca phai ra ngăn tách cát 1-10 Ti h thu nưc sau ca phai ngăn tách cát, mt h cm bin mc in cc ưc t  kim soát và iu khin các bơm nâng ra khi b tách cát Các cc tính ưc b trí 10 thanh nhm iu khin các ch  vn hành bơm tinh t và tit kim Trong 04 bơm nâng thì 02 bơm vi tc  nh mc không i, còn hai bơm 2-2

là bơm có iu chnh thay i tc  bng bin tn Khi mc nưc  trên mc thp nht, mt bơm chy bin tn chy  tc  70% nh mc Khi mc tip theo cao hơn s chy các mc tương ng là 80%, 90%, 100% Khi mc này vn tip tc dâng cao khi bơm ã tăng ht công sut thì bơm nâng tc  nh mc th nht ưc iu khin thc hin bơm N u mc vn tip tc tăng thêm mc mi thì óng nt cho bơm nâng th 2 hot ng cùng vi các bơm ã thc hin trưc Mc ti a ca h thng này ã ưc tính toán theo công sut u vào ca h x lý nưc thi Tuy nhiên khi c h thng không áp ng ưc tc  bơm thì ca phai u vào s ưc tính toán li cho hp lý Tùy theo lưu lưng nưc thi u vào mà quá trinh công ngh x lý nưc thi s xác nh công sut làm vic ca h thng Kt thúc ca quá trình này nưc thi s ưc ưa vào khâu tip theo : khâu lng sơ cp

2.2.2 Khâu Lng sơ cp, cào bùn

N ưc thi ưc cung cp cho h thng lng sơ cp t h bơm nâng (bản vẽ A3.0004,phụ lục) N ưc ưc chia theo hai kh năng cung cp: có th i tt sang phn phn ng sinh hc hoc không i tt: vào b lng, tách bùn ri mi sang b phn ng sinh hc Theo úng chu trình, nưc qua b lng hình tr tròn, ti ây bùn lng ưc bơm i vào b cha bùn thi Mt phn váng bt s ưc bơm gn ni cp tr li khâu ban u  tách cn Ti các b lng sơ cp này (gm 6 ơn nguyên) h thng nưc lc ưc cung cp ti các vòi gn ó cho các