Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng PLC S7 – 200 tự động hóa hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa Ba Vì

Toàn bộ nội dung của đồ án được chia làm 4 chương chính: Chương I: Tổng quan về nhà máy sữ Ba Vì – Công ty cổ phần sữa quốc tế Chương II: Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải nhà máy s

MỤC LỤC

MỤC LỤC 01

LỜI MỞ ĐẦU 04

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SỮA BA VÌ - CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA QUỐC TẾ 05

1.1 Lịch sử thành lập và sản phẩm của công ty 05

1.1.1 Lịch sử thành lập 05

1.2 Tổng quan về nhà máy sữa Ba Vì 06

1.2.1 Một số sản phẩm của nhà máy 06

1.3 Cơ cấu tổ chức của công ty 08

1.4 Tổng quan về dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà máy 10

1.4.1 Vài nét về nguyên liệu sữa 10

1.4.2 Công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng 12

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SỮA BA VÌ – CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA QUỐC TẾ 16

2.1 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải hiện tại của công ty 16

2.1.1 Giới thiệu chung 16

2.1.2 Sơ đồ thiết kế công nghệ xử lý nước thải chế biến sữa 16

2.1.3 Một số hình ảnh về hệ thống xử lý nước thải của nhà máy 18

2.2 Mô tả công nghệ xử lý 21

2.2.1 Sơ đồ công nghệ 21

2.2.2 Quy trình xử lý nước của hệ thống 23

2.2.2.1 Hệ thống xử lý sơ bộ 23

2.2.2.2 Hệ thống xử lý hóa lý 24

2.2.2.3 Hệ thống xử lý sinh học 24

2.2.2.4 Hệ thống xử lý bùn 24

2.3 Thông số các hạng mục xây dựng và thiết bị của hệ thống xử lý nước thải 24

2.3.1 Phần thiết bị 24

2.4 Nguyên lý vận hành các thiết bị trong hệ thống 32

2.4.1 Yêu cầu nhân viên vận hành 32

2.4.2 Kiểm tra hệ thống trước khi vận hành 32

2.4.3 Nguyên lý vận hành các thiết bị trong dây chuyền 33

2.4.4 Cách pha hóa chất 34

2.4.4.1 Pha PAC 34

2.4.4.2 Pha Clorine (NaOCL) 34

2.4.4.3 Pha Polymer 34

2.4.4.4 Pha Axit 35

2.4.5 Vận hành các thiết bị trong hệ thống 35

2.5 Những sự cố thường gặp và cách khắc phục 36

2.6 Nhận xét 39

CHƯƠNG III: LỰA CHỌN CẢM BIẾN VÀ THIẾT BỊ SỦ DỤNG CHO HỆ THỐNG 40

3.1 Lựa chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ 40

3.1.1 Attomat (Q) 40

3.1.2 Công tắc tơ (GMC) 40

3.1.3 Rơ le nhiệt (GTH) 41

3.2 Lựa chọn cảm biến 42

3.2.1 Cảm biến mức nước 42

3.2.2 Điện cực đo độ PH 45

3.2.3 ORP controller 46

3.3 Lựa chọn khởi động mềm cho động cơ thổi khí 51

3.3.1 Mô tả thiết bị 51

CHƯƠNG IV: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN, XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG 54

4.1 Phân cổng vào ra cho hệ thống 54

4.1.1 Hệ thống bơm và ép bùn 54

4.1.1.1 Tín hiệu vào 54

4.1.1.2 Tín hiệu ra 54

4.1.2 Hệ thống máy thổi khí 55

4.1.2.1 Tín hiệu vào 55

4.1.2.2 Tín hiệu ra 55

4.2 Lựa chọn thiết bị điều khiển cho hệ thống 55

4.2.1 Thông số của PLC S7-200 Siemens CPU 226 56

4.3 Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển chương trình 56

4.3.1 Lưu đồ thuật toán điều khiển chương trình bơm và ép bùn 56

4.3.1.1 Chương trình chính 57

4.3.1.2 Chương trình khởi động 58

4.3.1.3 Chương trình dừng công nghệ 59

4.3.1.4 Chương trình xử lý sự cố 59

4.3.1.5 Chương trình ép bùn công nghệ 60

4.3.2 Lưu đồ thuật toán chương trình điều khiển máy thổi khí 61

4.4 Chạy thử chương trình 62

4.4.1 Chương trình điều khiển bơm và ép bùn 62

4.4.2 Chương trình điều khiển máy thổi khí 63

4.5 Xây dựng giao diện giám sát hệ thống với Protool Pro CS 63

4.5.1 Giới thiệu tổng quan về protocol Pro CS 63

4.5.2 Xây dựng giao diện giám sát trên Protool Pro CS 65

PHỤ LỤC 69

KẾT LUẬN 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

Toàn bộ nội dung của đồ án được chia làm 4 chương chính:

Chương I: Tổng quan về nhà máy sữ Ba Vì – Công ty cổ phần sữa quốc tế

Chương II: Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa Ba Vì

Chương III: Lựa chọn cảm biến, thiết bị sử dụng cho hệ thống

Chương IV: Lựa chọn thiết bị điều khiển, xây dựng chương trình điều khiển vàgiao diện giám sát hệ thống

Qua đây em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Th.s Đào Hiếu, người đã tậntình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô trong bộ môn tự động hóa

đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt bản đồ án này

Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng xong do thời gian và trình độ có hạn, nênnội dung của đồ án không thể tránh khỏi thiếu sót, vì vậy em rất mong có được sựđóng góp ý kiến của thầy, cô cùng các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày…… tháng…… năm 2011 Sinh Viên thực hiện

Nguyễn Đức Quỳnh

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY SỮA BA VÌ CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA QUỐC TẾ 1.1 Lịch sử thành lập và sản phẩm của công ty.

Hiện tại công ty cổ phần sữa quốc tế là công ty lớn thứ 3 ở Việt Nam về chế biếnsữa Với dây chuyền thiết bị hiện đại, mức độ tự động hoá cao của các hãng tiêntiến trên thế giới như Tetra Pak (Thuỵ Điển), APV (Đan Mạch)…Với công suất lênđến 150 triệu lít sữa trong một năm

- Tên tiếng anh: International Dairy Joint Stock Company – IDP

- Địa chỉ: Km 29, quốc lộ 6, Trường Yên, Chương Mỹ, Hà Nội

1.1.1 Lịch sử thành lập:

- Thành lập: Tháng 9/2004

- Tháng 3/2005 xây dựng nhà máy sữa quốc tế tại Km29, quốc lộ 6, Trường Yên,Chương Mỹ, Hà Nội, với dây chuyền sản xuất sữa tươi thanh trùng đóng bao bìgiấy, công suất 15 triệu lít/năm và dây chuyền sản xuất sữa chua ăn với công suất

15 ngàn tấn/năm

- Tháng 07/2005 ra mắt sản phẩm sữa tươi thanh trùng PURINA

- Tháng 11/2005 đầu tư mở rộng sản xuất, xây dựng xưởng sản xuất sữa tiệt trùng

và sữa chua uống tiệt trùng với công suất 45 triệu lít/năm

- Tháng 01/2006 thành lập văn phòng đại diện tại nội thành Hà Nội

- Tháng 03/2006 ra mắt sản phẩm sữa tiệt trùng nhãn hiệu z’DOZI

- Tháng 03/2006 ra mắt sản phẩm sữa chua ăn z’DOZI

- Tháng 06/2007 ra mắt sản phẩm sữa tiệt trùng, sữa chua ăn nhãn hiệu WaltDisney

- Tháng 08/2008 ra đời sản phẩm sữa tươi tiệt trùng nhãn hiệu Ba Vì

- Tháng 02/2009 ra đời sản phẩm sữa chua ăn nhãn hiệu Ba Vì

- Tháng 05/2009 đầu tư mở rộng sản xuất nâng công suất dây chuyền sữa chua ănlên 45 ngàn tấn/ năm

- Tháng 10/2009 đầu tư xây dựng nhà máy sữa Ba Vì tại xã Tản Lĩnh - Ba Vì - HàNội, với dây chuyền sản xuất sữa tiệt trùng công suất 50 triệu lít/năm và dây chuyềnsản xuất sữa chua công suất 45 ngàn tấn/năm

- Tháng 9/2010 nhà máy sữa Ba Vì đi vào sản xuất.

1.2 Tổng quan về nhà máy sữa Ba Vì

Nhà máy sữa Ba Vì được khởi công xây dựng vào tháng 10/2009 tại Xã Tân Lĩnh– Ba Vì – Hà Nội với vốn đầu tư lên tới gần 100 tỷ đồng

Tháng 9/2010 Nhà máy sữa Ba Vì chính thức đi vào hoạt động với dây chuyềnsản xuất sữa tiệt trùng 50 triệu lít/năm và dây chuyền sản xuất sữa chua với côngsuất 45 nghìn tấn/ năm

1.2.1 Một số sản phẩm của nhà máy:

Dòng sản phẩm chủ đạo của nhà máy đưa ra thị trường mang thương hiệu “ BaVì” bao gồm: Sữa tươi tiệt trùng, sữa tươi thanh trùng, sữa chua ăn Ba Vì Ngoài racòn có các dòng sản phẩm khác như: Sữa tươi tiệt trùng z’Dozi nhiều hương vị, sữathanh trùng Purina…

+ Sữa tươi tiệt trùng z’DOZI

+ Sữa tươi tiệt trùng Ba Vì:

+ Sữa tươi thanh trùng:

+ Sữa chua ăn liền:

1.3 Cơ cấu tổ chức của công ty:

Công ty được tổ chức theo hình thức công ty cổ phần Công ty cổ phần là một thểchế kinh doanh, một loại hình doanh nghiệp hình thành, tồn tại và phát triển bởi sựgóp vốn của nhiều cổ đông Trong công ty cổ phần, số vốn điều lệ của công ty đượcchia nhỏ thành các phần bằng nhau gọi là cổ phần Các cá nhân hay tổ chức sở hữu

cổ phần được gọi là cổ đông Cổ đông được cấp một giấy chứng nhận sở hữu cổphần gọi là cổ phiếu Công ty cổ phần được phép phát hành cổ phiếu Như vậy, cổphiếu chính là một bằng chứng xác nhận quyền sở hữu của một cổ đông đối với mộtCông ty Cổ phần và cổ đông là người có cổ phần thể hiện bằng cổ phiếu Công ty cổphần là một trong loại hình công ty căn bản tồn tại trên thị trường và nhất là đểniêm yết trên thị trường chứng khoán

Bộ máy các công ty cổ phần được cơ cấu theo luật pháp và điều lệ công ty vớinguyên tắc cơ cấu nhằm đảm bảo tính chuẩn mực, minh bạch và hoạt động có hiệuquả

Sơ đồ bộ máy tổ chức của công ty như sau:

Hình 1.1 Sơ đồ bộ máy tổ chức của công ty cổ phần sữa quốc tế.

1.4 Tổng quan về dây truyền công nghệ sản xuất của nhà máy.

1.4.1 Vài nét về nguyên liệu sữa.

Sữa là một chất lỏng sinh lý được tiết ra từ tuyến vú của động vật và là nguồn thức

ăn để nuôi sống động vật non Nắm được điều này nghành công nghiệp chế biến sữa

đã sản xuất ra nhiều sản phẩm dựa trên ba nguồn nguyên liệu chính: sữa bò, sữa cừu,sữa dê Ở nước ta sữa bò là nguyên liệu chủ yếu

Sữa bao gồm các thành phần chính như: nước, lactose, protẹin, một số chất béo.Ngoài ra sữa còn chứa một số khác với hàm lượng nhỏ như các hợp chất chứa nitơphi protein, vitamin, hooc mon, chất màu và khí Hàm lượng các chất trong sũa cóthể giao động trong một khoảng rộng

 Nước:

Có nước tự do và nước liên kết

- Nước tự do chiếm 96 – 97% tổng lượng nước.Nó có thể được tách trong quá trình

cô đặc, sấy vì không có liên kết hoá học với chất khô Khi bảo quản sữa bột, nước tự

do xâm nhập vào làm cho sữa bột bị vón cục

- Nước liên kết chiếm một tỉ lệ nhỏ, khoảng 3 - 4% Hàm lượng nước liên kết phụthuộc vào các thành phần nằm trông hệ keo: protein, các phosphatit, polysacarit

 Đường lactose:

Glucid của sữa là lactoza hay còn gọi là đường sữa, trung bình mỗi lít sữa chứa 50gđường Lactose là một disaccaride do một phân tử glucose và một phân tử galactoseliên kết tạo thành Lactza trong sữa có ý nghĩa quan trọng vì nó dễ bị một số vi sinhvật gây lên men tạo acid lactic và các sản phẩm khác như acetin, metin, diacetin tạonên mùi vị của các sản phẩm sữa.Trong sữa đường lactose tồn tại dưới hai dạng :

- Dạng -lactose mono hydrat C12H22O11.H2O

- Dạng -lactose anhydrous C12H22O11

Ở 20 oC : 40% và : 60% Khi thây đổi nhiệt độ thì có sự chuyển đổi từ dạng sang dạng và ngược lại

Các chất béo trong sữa thường có dạng hình cầu, đường kính dao động từ 0.1-0.2

m Trong 1ml sữa có khoảng 10-15 tỷ hạt cầu béo Do đó người ta có thể xem sữa là

hệ nhũ tương dầu trong nước Các màng này có vai trò làm bền hệ nhũ tương trongsữa

Các hạt cầu béo có thành phần chủ yếu là glyceride, phospholipit, protein, axitnucleic, enzym, các nguyên tố vi lượng, nước

Nếu ta không đồng hoá sữa trong thời gian bảo quản thì các hạt cầu béo có xuhướng kết hợp lại với nhau Khi đó trong sữa sẽ tồn tại hai pha tách biệt: pha trêncùng với thành phần chủ yếu là lipit; pha dưới với các thành phần có tỉ trọng lớn lànước và một số chất hoà tan trong sữa

 Chất khoáng:

Hàm lượng chất khoáng trong sữa dao động từ 8-10g/l Các muối trong sữa dạnghoà tan hoặc dung dịch keo dễ bị phá vỡ bởi nhiệt độ và PH, các muối khoáng trongsữa hầu hết ở dạng dễ đồng hoá

Trong số các nguyên tố khoáng trong sữa, chiếm hàm lượng cao nhất là Ca, P, Mg,

K Một phần chúng tham gia vào cấu trúc micelle phần còn lại tồn tại dưới dạng muốihoà tan trong sữa

Các nguyên tố khác như: K, Na, Cl… đóng vai trò chất điện ly Ngoài ra trong sữacòn có các nguyên tố khác như Zn, Al, I, Cu, Mn, Ag… chúng cần thiết cho quá trìnhdinh dưỡng của con người.

 Vitamin:

Tuỳ theo khả năng hoà tan trong nước hay trong chất béo chia các vitamin trongsữa chia làm hai nhóm:

Vitamin hoà tan trong nước: B1, B2,B3, B5, B6, C, H…

Vitamin hoà tan trong chất béo: A, D, E…

Nhìn chung hàm lượng các vitamin nhóm B trong sữa bò thường ổn định Nhưnghàm lượng vitamin tan trong chất béo lại bị ảnh hưởng sâu sắc bởi thành phần thức ăn

và điều kiện thời tiết

 Hormone:

Hormone do các tuyến nội tiết tiết ra và giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinhtrưởng của động vật Trong sữa bò có nhiều loại hormone được chia làm ba nhóm:proteohormone, hormone peptide, hormone steoride

 Các hợp chất khác:

Trong sữa bò còn chứa các chất khí, chủ yếu là CO2, O2 và N2 tổng hàm lượng củachúng chiếm 5-6% thể tích sữa hay khoảng 70ml/lit trong đó 50-70% là , 5 –10% là oxy và 20 – 30% là nitơ Sữa mới vắt ra chứa một lượng lớn khí, sau đó sẽgiảm dần và đạt mức bình thường, trong các loại khí này thì chỉ có oxy là ảnh hưởngxấu vì nó có thể là nguyên nhân phát triển của các quá trình oxy hoá Khi gia nhiệt thìxuất hiện hiện thượng bài khí khiến cho độ axit của sữa giảm Các chất khí trong sữathường tồn tại ở ba dạng: dạng hoà tan, dạng liên kết, dạng phân tán

1.4.2 Công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng.

Sữa là một sảm phẩm không những giàu dinh dưỡng, cân bằng dinh dưỡng mà cònrất dễ hấp thu Cho nên sữa là môi trường rất thuận lợi để vi sinh vật phát triển Dovậy quy trình sản xuất sữa tiệt trùng đòi hỏi kiểm soát rất khắt khe và tính tự độnghoá cao

Sữa tươi tiệt trùng được sử lý ở nhiệt độ cao đảm bảo tiêu diệt hết vi sinh vật vàenzim kẻ cả loại chịu nhiệt Thời hạn bảo quản và sử dụng của sữa ở nhiệt độ thườngkéo dài vài tháng vì vậy sữa tươi tiệt trùng được sử dụng rộng rãi do những ưu điểmvượt trội so với sữa thanh trùng.

Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng như sau:

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất sữa tiệt trùng

1 Khâu tiếp nhận sữa tươi:

Sữa tươi được vắt từ bò được đưa ngay đến trạm thu gom, tại trạm thu gom sữa đượclàm lạnh ngay xuống 4-60C và được đưa về nhà máy Tại nhà máy sữa được kiểm trachất lượng, chỉ sữa đảm bảo chất lượng (độ tươi, độ khô, độ béo, độ axit, không có chấtkháng sinh…) mới được nhận vào

2 Khâu thanh trùng, làm lạnh:

Sữa tươi sau khi tiếp nhận được đem đi thanh trùng và làm lạnh ngay xuống nhiệt độ4-60C Sữa được thanh trùng làm nguội bằng thiết bị thanh trùng Chế độ thanh trùng ởnhiệt độ 720C trong 15s

3 Khâu bảo quản lạnh:

Sữa sau khi thanh trùng làm lạnh có thể đem đi chế biến hoặc bảo quản lạnh chờ chếbiến Nhiệt độ bảo quản sữa từ 4-60C trong thời gian không quá 24h

4 Khâu phối trộn:

Sữa tươi được đem đi phối trộn với đường, phụ gia, dầu bơ (nếu có)… để tạo ra cácsản phẩm có hương vị khác nhau như: Sữa tươi có đường, sữa tươi hương vị dâu, sữatươi sô cô la… Nhiệt độ phối trộn trong khoảng 45-500C Sữa được phối trộn bởi hệthống phối trộn kiểu Mixer

5 Khâu làm lạnh:

Sữa sau khi phối trộn được làm lạnh xuống 4-60C để bảo quản, thời gian giữ ở côngđoạn này không quá 12h

6 Khâu tiêu chuẩn hoá:

Sữa được tiêu chuẩn hoá về độ khô, độ béo theo tiêu chuẩn thành phẩm, có thể bổsung thêm hương, màu đối với các sản phẩm có hương vị khác nhau tại đây

7 Khâu tiệt trùng, đồng hoá, làm nguội:

Sữa sau khi tiêu chuẩn hoá được đem đi tiệt trùng, đồng hoá, làm nguội xuống nhiệt

độ thường Chế độ tiệt trùng ở nhiệt độ 138±30C trong khoảng 4s, áp suất đồng hoá 200bar Dịch sữa được tiệt trùng đồng hoá bởi hệ thống thiết bị tiệt trùng, đồng hoá TetraTherm Aseptic Flex của hãng Tetra Pak Toàn bộ quá trình này được tự động hoá hoàntoàn

8 Khâu chứa vô trùng:

Sữa sau khi tiệt trùng làm nguội có thể được đem đi rót hộp ngay hoặc chứa vô trùngtrước khi rót

9 Khâu rót hộp:

Sữa được rót vào hộp giấy vô trùng, hàn ống, định hình hộp trong điều kiện vô trùngbởi hệ thống máy rót A3 speed của Tetra Pak Toàn bộ công đoạn này được tự độnghoàn toàn

10 Khâu gắn ống hút, bọc màng co:

Sữa sau khi chiết rót đóng hộp được đưa qua máy gắn ống hút để gắn ống hút và sau

đó được bọc màng co thành từng block 4 hộp bởi máy bọc màng co Toàn bộ côngđoạn này được tự động hoàn toàn

11 Khâu xếp thùng:

Các Block sữa được công nhân xếp vào thùng Carton theo tiêu chuẩn của công ty 48hộp/thùng, tương đương 12 block/thùng Thùng carton sau đó được dán kín bằng băngdính dán thùng nhờ máy dán thùng, và được xếp lên pallet

12 Khâu lưu kho:

Sữa sau khi hoàn thiện được đưa vào lưu kho 07 ngày để kiểm tra đảm bảo rằngkhông có vấn đề gì về chất lượng trước khi phân phối

Chương II TỔNG QUAN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SỮA BA VÌ – CÔNG TY CỔ PHẦN SỮA QUỐC TẾ

2.1 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải hiện tại của nhà máy.

2.1.1 giới thiệu chung

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy sữa Ba Vì - Công ty cổ phần sữa quốc tế có

 công suất thiết kế 400m3/ ngày đêm

 Nguồn nước đầu vào:

- pH : 5.5-9

- BOD : 650 mg/l

- COD : 700 mg/l

- SS : 500 mg/l

 Chất lượng nước đầu ra :

- Đạt tiêu chuẩn loại B-TCVN 5945-2005

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế công nghệ xử lí nước thải chế biến sữa

2.1.3 Một số hình ảnh về hệ thống xử lý nước thải của nhà máy.

Hình 2.2 Thiết bị tuyển nổi DFA

Hình 2.3 Bồn trộn hóa chất

Hình 2.4 Máy ép bùn khung bản SM01

Hình 2.5 Máy bơm bùn P04

Hình 2.6 Hệ thống máy thổi khí

Hình 2.7 Bể hiếu khí

 Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau:

Nước thải sinh ra từ các khâu chế biến như tiệt trùng đóng hộp, đến các xưởng sảnxuất phomat bơ… của nhà máy được chảy từ vào bể gom thông qua hệ thống cống thu

và ống D200 chạy quanh nhà máy sau đó nước thải được bơm qua lưới lọc rác tinh, lúcnày các thành phần tạp chất có kích thước lớn sẽ được giữ lại và lưới lọc rác này sẽđược vệ sinh một cách định kỳ Sau đó nước thải được đưa vào bể điều hoa T02 Tại bểđiều hòa có sục khí nhờ máy thổi khí thông qua hệ thống phân phối khí đặt trong bể đểtránh quá trình lắng cặn và lên mem yếm khí Tại ngăn điều hoà có sử dụng chế phẩm

vi sinh DW97-H trộn với nước thải để phân hủy một phần các chất thải hữu cơ và giảmbớt mùi sú uế pH trong nước thải cần phải giữ ổn định trong suốt quá trình từ 6.8 đến

8 để đảm bảo cho các quá trình xử lý tiếp theo Bể điều hòa có tác dụng điều hòa về lưulượng và nồng độ các chất bản có trong nước thải

Tại bể điều hoa T02 nước thải được bơm vào thiết bị tuyển nổi DAF Các hóa chấtAxit, PAC, Polymer được châm trực tiếp vào đường ống nhằm trung hòa nước thải, tạoquá trình keo tụ nước thải Đặc trưng nước thải của nhà máy sản xuất sữa là chứa nhiềuchất béo, mỡ sinh ra trong quá trình sữa tách lấy bơ và váng sữa Để loại bỏ chất béo,

mỡ và các chất rắn, lỏng có trong nước thải ta sử dụng thiết bị tuyển nổi kết hợp vớibồn tạo vi bọt Không khí được thổi vào thiết bị để tạo bọt khí Trong thiết bị tuyển nổibọt sẽ nổi lên trên và được hớt đổ về bể phân hủy bùn T07, nước trong được chảy về bểhiếu khí T03 Hiệu quả của thiết bị tuyển nổi phụ thuộc vào lượng khí đưa vào trongthiết bị thông qua hệ thống bồn tạo vi bọt và nồng độ hóa chất châm phù hợp

Tại bể sục khí sinh học T03 diễn ra quá trình phân hủy sinh học các chất ô nhiễmdạng hữu cơ trong nước thải dưới tác dụng của các vi sinh vật, nhờ nồng độ bùn hoạttính phù hợp (khoảng 3000mg/l) và sục khí liên tục Trên bề mặt lớp vật liệu đệm sẽhình thành màng sinh học (Biofilm) Các vi khuẩn với mật độ cao trên màng Biofilm sẽphân hủy các chất hữu cơ có mặt trong nước thải Quá trình phân hủy các chất hữu cơxảy ra như sau

Vi khuẩn

Chất hữu cơ + O2 + Chất dinh dưỡng → CO2 + H2O + Q

Đệm sinh học trong bể không những là môi trường dính bám cho vi khuẩn hoạt động

mà còn có tác dụng duy trì lượng bùn hoạt tính cần thiết có trong bể (không cần hồi lưubùn)

Sau khi hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải được xử lý và giảm một cáchđáng kể trong bể sục khí, nước thải tự chảy qua bể lắng

Tại bể lắng T04 bùn hoạt tính được lắng xuống đáy, nước trong được tách ra ở phíatrên bể lắng qua các máng răng cửa và chảy vào bể khử trùng Bùn hoạt tính dưới đáy

bể lắng được bơm tuần hoàn học lượng bùn hoạt tính dư được xả về bể phân hủy bùn Nước đi vào bể khủ trùng T05, tại đây Clorine được đưa vào trong nước, khử trùngnước trước khi nước được thải trực tiếp ra ngoài nguồn tiếp nhận

Tại bể phân hủy bùn T07 bùn hoạt tính được sục khí nhằm phân hủy lớp bọt từ thiết

bị tuyển nổi xả về và tăng độ tơi của bùn trước khi đi vào máy ép bùn khung bản Bùnsau khi qua lọc ép khung bản sẽ được đưa đi xử lý làm phân vi sinh hoặc chôn lấp,nước sau quá trình ép bùn được đưa tuần hoàn trở lại bể điều hòa

2.2.2 Quy trình xử lý nước của hệ thống:

và xả về bể phân hủy bùn, nước trong được chảy về bể sục khí sinh học.

2.3 Thông số các thiết bị sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải của nhà máy 2.3.1 Phần thiết bị :

Bảng 2.1 Thông số các thiết bị sử dụng cho hệ thống

NHÀ SẢN XUẤT

S.L (cái)

400V/50HzVật liệu chế tạo :

- Thân bơm : Gang đúc JIS FC200

- Trục bơm : Thép không gỉ 403Bơm bao gồm :

- Bơm chìmPhụ kiện lắp đặtKhớp nối hanh loại LM65

- Thân khớp nối : Gang đúc FC200

- Cút nối 90o : Gang đúc FC200

400V/50HzVật liệu chế tạo :

- Thân bơm : Gang đúc JIS FC200

- Trục bơm : Thép không gỉ 403Bơm bao gồm :

- Bơm chìmPhụ kiện lắp đặtKhớp nối nhanh loại LM50

- Thân khớp nối : Gang đúc FC200

- Cút nối 90o : Gang đúc FC200

- Thân bơm : Gang đúc JIS FC200

- Trục bơm : Thép không gỉ 403Bơm bao gồm :

- Bơm chìmPhụ kiện lắp đặtKhớp nối nhanh loại LM50

- Thân khớp nối : Gang đúc FC200

- Cút nối 90o : Gang đúc FC200

- Thanh dẫn hướng : Thép tráng kẽm

- Công suất : 0.4 KW

- Điện áp : 380 V/ 50Hz

- Tốc độ động cơ : 120 rpm

- Kiểu lắp đặt : Mặt bíchTrục khuấy và cánh khuấyThông số làm việc:

- Làm bằng thép không rỉ : SUS 304

- Kích thước : Dùng cho thùng phachế V= 1000 L

- Công suất : 0.4 KW

- Điện áp : 380 V/ 50Hz

- Tốc độ động cơ : 120 rpm

- Kiểu lắp đặt : Mặt bíchTrục khuấy và cánh khuấyThông số làm việc:

- Lưu lượng : max 101 L/h

3pha/50HzVật liệu chế tạo :

Công suất động cơ : 15 KWĐiện áp : 380V/ 3pha/ 50HzVòng tua : 900 v/ phútCác phụ kiện đi kèm :

- Ống giảm thanh đầu đẩy

Thông số làm việc :Đầu đo (ORP sensor)Dải đo : - 1500 mmV - +1500 mmV

Độ chính xác : 0.5 mmVNhiệt độ làm việc : 0 – 50 độ CNguồn điện : 1 phase/ 220V/ 50HzTín hiệu điều khiển : 4 – 20 mmACáp tín hiệu : 10m

Bộ hiển thị tín hiệu : Orp controller

Bộ hiển thị tín hiệu : pH controller

- Có 2 ngõ ra analog 4 – 20 ma, 03ngõ ra relay 5A/ 230Vac

- Chức năng điều khiển PID,ON/OFFF

- Chức năng “plug and Play” giúpnhận dạng sensor gắn vào

- Kích thước khe lược : 1.5 mm

- Vật liệu : inox SUS 304

- Giếng trung tâm : Thép không rỉ

- Máng răng cưa : Thép không rỉ

- Giảm tốc : 0.06 v/ phút/ 1.1 KW/ 380V/ 50HzGiảm tốc đài loan

Phần cơ khí Việt Nam sản suất

H = 2.5 x 0.95

- Công suất : 0.75 KW/ 380V/ 50Hz

- Vật liệu : + Phần tiếp xúc với nước thải :Thép không rỉ

+ Phần khác : Thép carbon, sonepoxy

2.4 Nguyên lý vận hành các thiết bị trong hệ thống:

2.4.1 Yêu cầu nhân viên vận hành:

- Nhân viên chuyên ngành cơ điện

- Nhân viên chuyên ngành môi trường hoặc đã tham gia vận hành hệ thống xử lýnước thải, hoặc được đào tạo vận hành hệ thống xử lý nước thải

- Khi pha hóa chất công nhân phải trang bị bảo hộ lao động

2.4.2 Kiểm tra hệ thống trước khi vận hành

Trước khi vận hành hệ thống cần kiểm tra theo các bước sau:

 Kiểm tra nguồn điện

Kiểm tra nguồn điện chính của tủ, kiểm tra đèn báo pha trên các tủ điện xem nguồnvận hành

 Kiểm tra các bồn hóa chất

Các van tại các bồn hóa chất vào bơm định lượng luôn được mở (Ngoại trừ khi phahóa chất phải đóng van)

 Kiểm tra tình trạng của động cơ

 Kiểm tra hóa chất tại các bồn hóa chất

 Kiểm tra loại bỏ các đồ vật xung quanh khu vực các động cơ điện

 Kiểm tra và biết chắc chắn rằng không có nhân viên nào đang còn sửa chữa và cácnáy đã được sửa xong (khi có mặt máy nào đó đang sửa chữa bảo hành)

2.4.3 Nguyên lý vận hành các thiết bị trong dây chuyền

1 Bơm nước thải tại bể thu nước T01 – Kí hiệu: P01A/B

- Mỗi bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

- Khi ở chế độ tự động bơm sẽ được điều khiển tự động theo phao lắp tại bể

- Có 02 bơm: Thông thường 01 bơm làm việc, 01 bơm dự phòng

- Khi ở chế độ tự động bơm sẽ đổi sau thời gian cài đặt

2 Bơm nước thải tại bể điều hòa T02 – Kí hiệu: P02 A/B

- Mỗi bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

- Khi ở chế độ tự động bơm sẽ được điều khiển tự động theo phao lắp tại bể

- Có 02 bơm: Thông thường 01 bơm làm việc, 01 bơm dự phòng

- Khi ở chế độ tự động bơm sẽ đổi sau thời gian cài đặt

3 Bơm bùn tại bể bùn T06 – Ký hiệu: P03 A/B

- Mỗi bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

- Có 02 bơm: Thông thường 01 bơm làm việc, 01 bơm dự phòng

- Khi ở chế độ tự động bơm sẽ đổi sau thời gian cài đặt

4 Bơm bùn vào máy ép bùn – Ký hiệu: P04

- Bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

- Khi ở chế độ tự động bơm sẽ được điều khiển tự động theo phao lắp tại bể

5 Bơm đinh lượng hóa chất keo tụ PAC – Ký hiệu: DP01

- Bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

6 Bơm định lượng hóa chất Polymer – Ký hiệu: DP02

- Bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

7 Bơm định lượng hóa chất Axit – Ký hiệu DP03

- Bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

8 Bơm định lượng hóa chất Clorine – Ký hiệu DP04

- Bơm có hai chế độ vận hành: Bằng tay và tự động

- Khóa van vào bơm định lượng

- Mở van cho nước sạch vào 1/3 bồn

- Bật máy khuấy

- Cho PAC vào bồn với lượng 75kg cho mỗi lần pha

- Mở van cho nước đầy bồn và tiếp tục khuấy

 Khi sử dụng PAC dạng lỏng: Không càn pha loãng

2.4.4.2 Pha clorine (NaOCl)

Nồng độ pha: 3kg/100 lít nước

Cách pha:

- Khóa van vào bơm định lượng

- Mở van cho nước sạch vào 1/2 bồn

- Bật máy khuấy

- Cho NaOCl vào bồn với lượng 25kg cho mỗi lần pha

- Mở van cho nước đầy bồn và tiếp tục khuấy

2.4.4.3 Pha Polymer

Nồng độ pha: 0.50kg/1000 lít nước

Cách pha:

- Khóa van vào bơm định lượng

- Mở van cho nước sạch vào 1/3 bồn

- Bật máy khuấy

- Cho Polymer vào bồn với lượng 0.5kg cho mỗi lần pha

- Mở van cho nước đầy bồn và tiếp tục khuấy

2.4.4.4 Pha Axit

Sử dụng H2SO4 dung dịch 32%

 Chú ý:

- Khi pha hóa chất phải hết sức cẩn thận, phải trang bị bảo hộ lao động, Chú ý tránh

sự cố và tai nạn xảy ra

- Cho nước vào trước rồi mới tiến hành cho hóa chất như yêu cầu ở trên

- Hóa chất phải được khuấy trộn thoe đúng thời gian yêu cầu thì mới tiến hành hệthống bơm hóa chất

- Bồn Polymer phải cho khuấy 1 – 2 giờ trước khi sử dụng

- Khi để hóa chất vào bồn phải cho ngừng may khuấy

- Bơm định lượng PAC

- Bơm định lượng Polymer

- Bơm định lượng Axit

- Bơm cao áp HP01

- Máy nén khí AC01

- Cầu lắng

- Bơm bùn tại bể bùn T06

- Bơm định lượng Clorine

- Bơm bùn vào máy ép bùn

- Bơm định lượng Polymer

- Lọc ép băng tải

2.5 Những sự cố thường gặp và cách khắc phục

Bảng 2.2 Những sự cố thường gặp và cách khắc phục

STT HẠNG MỤC SỰ CỐ NGUYÊN NHÂN KHẮC PHỤC

1 Lưới lọc rác

Nghẹt lưới lọc,Nước chảy rangoài nhiều

Không thường xuyên vệ sinh lưới lọc rác

Vệ sinh lưới lọc rác thường xuyên

2 Bể điều hòa

T02

Hệ thống sục khíkhông hoạt động

Máy thổi khí không hoạt động

Kiểm tra máy thổi khí

3 Thiết bị tuyển

nổi DAF

Quá trình tách pha(nước, bùn) không

tốt

Lượng hóa chất đưavào không hợp lý

Điều chỉnh lưu lượng hóa chất

Không có bọt tao

ra trong thiết bịDAF

Hệ thống tạo bọt không hoạt động

Kiểm tra máy nén khí, bồn tạo vi bọt

4 Bể hiếu khí

T03

Hệ thống sục khíkhông hoạt động

Máy thổi khí không hoạt động

Kiểm tra máy thổi khí

Tốc độ lắng chậm Mật độ bùn hoạt

tính thấp, vi sinh phát triển kém

Điều chỉnh bùn hoạt tính tuần hoàn và bổ xung oxy

động

Mất nguồn hoặc hỏng bơm

Kiểm tra nguồn cấp, nếu bơm hỏngphải sửa chữa

Bể lắng Nước ra có độ đục

nhiều

Bể sục khí sinh học hoạt động kém

Điều chỉnh chế độ làm việc bể sinh học

Cầu quay khônghoạt động

Động cơ kéo bị hư, hoặc không có nguồn điện

Kiểm tra điện vào động cơ, nếu động

cơ hỏng thì phải

và kiểm tra cánh gom bùn

7 Máy thổi khí

Nóng động cơ Quá tải, kẹt cánh

động cơ

Kiểm tra dòng và cánh máy thổi khíPhát ra tiếng ồn

bất thường

Phớt thiếu mỡ bôi trơn, ổ bị hư

Vệ sinh và cho mỡbôi trơn, thay ổ biLưu lượng khí

giảm

Kẹt cánh động cơ, van ra đóng

Kiểm tra cánh và van

bất thường

Phớt bị khô mỡ hoặc hỏng trục

Cho dầu mỡ bôi trơn Kiểm tra trụccánh khuấy

Không hoạt động Mất nguồn hoặc

hỏng động cơ

Kiểm tra dòng và cánh máy thổi khí

lượng hóa chất

Không hoạt động Mất nguồn, kẹt bơm Kiểm tra nguồn và

màng bơmKhông có hóa

chất

Van khóa, hỏng màng hoặc nghẹt đường ống hóa chấtvào bơm

Kiểm tra van, đường ống vào bơm, màng bơm

Phát ra tiếng ồnbất thường

Hư bộ phận cơ khí của bơm Nhớt bôi trơn bị thiếu hoặc kiem chất lượng

Kiểm tra bộ phận

cơ khí của bơm Kiểm tra nhớt bôi trơn Kiểm tra

Nồng độ hóa chất cao

nồng dộ hóa chất

10 Máy lọc ép

khung bản

Máy không chạy Không có nguồn,

dầu thủy lực không đủ

Kiểm tra nguồn vào, cho dầu thủy lực vào thùng dầuBùn lọc không ráo

nước

Lượng polymer chovào không đủ, vải lọc bị nghẹt hoặc lực lọc thấp

Kiểm tra bơm polymer và lượng polymer đã pha, kiểm tra và thay vải lọc, kiểm tra

12 Đèn báo trạng

thái tại tủ

Đèn không báo,đèn báo khôngđúng

đèn, kiểm tra dây nối tới đèn

2.6 Nhận xét:

Sau khoảng thời gian thực tập tốt nghiệp tại tổ nước nhà máy sữa Ba Vì – Công ty cổphần sữa quốc tế địa chỉ: Xã Tân Lĩnh – Ba Vì – Hà Nội em nhận thấy vế cơ bản em đãnắm bắt được:

- Quy trình sản xuất chung của nhà máy

- Quy trình xử lý nước thải của nhà máy

Với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy em có nhận xét như sau:

Do những nhược điểm còn tồn tại trên em muốn xây dựng, thiết kế một hệ thống xử

lý nước thải cho nhà máy sữa Ba Vì hoàn thiện hơn cụ thể:

- Hệ thống được tự động hóa với PLC S7-200 nhằm mở rộng hơn đối tượng có thểđiều khiển được hệ thống, qua đó có thể giảm bớt được thời gian, chi phí đào tạo độingũ công nhân vận hành

- Xây dựng một giao diện giám sát trực quan nhằm giúp người vận hành có thể quansát tất cả hệ thống một cách dễ dàng và thuận tiện

CHƯƠNG III LỰA CHỌN CẢM BIẾN, THIẾT BỊ SỬ DỤNG

CHO HỆ THỐNG 3.1 Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ: