N.V.Anh-Xu ly nuoc cap-Chuong 6.Toi uu hoa VH&BD

B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc trờng đại học xây dựng Công nghệ xử lý nớc PGS TS Nguyễn Việt Anh Tháng năm 2009 Tối u hoá vận h nh Trạm xử lý nớc Cải tiến, đổi công nghệ Lựa chọn, lắp đặt trang thiết bị vận h nh, kiểm soát Tối u hoá Vận h nh Bảo dỡng Tối u hoá Qu¶n lý hƯ thèng PGS TS Ngun ViƯt Anh, Bé môn CTN, Trờng ĐHXD B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Tối u hoá vận h nh trạm xử lý nớc Bao gồm nhiều công việc khác nhau, liên quan đến nhiều ngời Có thể thực nhiều mức độ khác nhau, tuỳ điều kiện cụ thể Cả TXL đại lẫn TXL cũ, với đội ngũ cán v công nhân l nh nghề nh cha nắm đợc kỹ thuật vận h nh TXL Thờng lCnh đạo, cán v công nhân vận h nh TXL thực hiện, nh thầu xây dựng (đC kết thúc công việc từ lâu) Lý thực tối u hoá Do lỗi thiết kế Do lỗi thi công lắp đặt Do hạn chế kiến thức, thời gian, kinh phí, thiết kế, thẩm định, phê duyệt, thi công lắp đặt Từ kinh nghiệm, thông tin tích luỹ vận h nh bảo dỡng Do phát triển tiến KHKT Do phát triển yêu cầu sử dụng: chất lợng phải tốt hơn, số lợng phải nhiều hơn, PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Ngời thực tối u hoá LCnh đạo Công ty/Nh máy Chuyên gia, kỹ s quản lý kỹ thuật Công nhân vận h nh (tốt nhất) Ngời vận h nh TXL cần biết Đợc đạo t o , tập huấn kiến thức bản, vËn h nh cđa thĨ TXL n y HiĨu rõ tính chất nguồn nớc thô, tiêu chuẩn cần đạt Hiểu rõ công việc đợc phân công Ghi chép đầy ®đ nhËt ký NhËn chØ dÉn ®Çy ®đ PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc đánh giá trạng l m việc hệ thống v phát điểm bất cập Bảng liệt kê để kiểm tra, đánh giá Phân tích chất lợng nớc theo tiêu để theo dõi biến thiên Các tiêu vật lý Các tiêu vi sinh Các tiêu hoá học Đánh giá ô nhiễm nguồn nớc Đánh giả hiệu l m việc hệ thống, trình, công trình v thiết bị PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc áp lực âm v tạo bọt khí bể lọc Tổn thất tăng nhanh lớp VLL phía Trớc lọc Sau thời gian t1 Để tránh tạo áp suất âm: ã ho > 1,5 m; Rửa kịp thời; V nhỏ ã Giữ mực nớc sau bể lọc cao mặt cát ngăn thu ống xiphông PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD Tổn thất áp lực giới hạn Sau thời gian t2 (thờng đạt 17 m) B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc NTU 11:00 NTUin = 31.6 VA = h6 m/h VB = 10 h 12 m/h 15:00 8:00 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 Filter w ater Sample point Phần lớn độ đục giảm lớp than NTU 11:00 15:00 8:00 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 Filter w ater Sample point PGS TS Ngun ViƯt Anh, Bé môn CTN, Trờng ĐHXD B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Tối u hoá vận h nh, Cải tạo, nâng cấp, cải tiến công nghệ, đổi thiết bị trạm xử lý cần thiết phải tối u hoá: Tổn thất nớc lớn Chất lợng nớc đầu không đảm bảo Thờng xuyên xảy cố, tốn nhiều chi phí sửa chữa v bảo dỡng Tiêu tốn nhiều lợng, hoá chất, nguyên vật liệu, Vận h nh khó khăn, khó theo dõi trình l m việc hệ thống Bộ máy cồng kềnh, tốn nhiều nhân công, Công nghệ lạc hậu, Chất lợng không đạt yêu cầu! Giá th nh sản xuất 1m3 nớc cao! PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Ô nhiễm Nhiều nớc thô, hoá chất & NL Công nghệ Không tối u Thất thoát nhiều Tiếng ồn Cặn bẩn Nớc thải Nớc Chất lợng Nớc rửa lọc Hoá chất Điện Ô nhiễm Tốn nớc thô, hoá chất & NL Công nghệ Tối u Nớc nhiều Chất lợng tốt Thất thoát Vậy: Công nghệ tối u PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD Vừa có lỵi Ých kinh tÕ Võa cã lỵi Ých MT & chất lợng SP B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Thực tối u hoá giúp công ty có đợc sức mạnh cạnh tranh thị trờng: Thực tối u hoá Nâng cao tính cạnh tranh v chỗ đứng thị trờng Giảm chi phí sản xuất, vận h nh, sửa chữa Tối u Khích lệ đổi Nâng cao chất lợng nớc ra, tăng hiệu suất Tăng lợi nhuận kỹ thuật tối u hoá: Để thực trình tối u hoá phải trả lời đợc câu hỏi: đâu bất hợp lý? bất hợp lý? l m n o cho hợp lý? Cách tiếp cận: QThờng xuyên theo dõi trình l m việc thiết bị máy móc QLuôn có ý tởng sáng tạo QTìm hiểu công nghệ số nh máy khác QTham khảo t i liệu công nghệ xử lý nớc QTham khảo ý kiến chuyên gia (giáo viên, viện nghiên cứu, ) QLuôn cập nhật thiết bị thị trờng PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD B i giảng: VËn h nh Tr¹m xư lý n−íc Kü tht tèi u Công nghệ Cải tiến, sửa chữa Vận h nh tốt Sử dụng máy móc, thiết bị v) công nghệ tiên tiến tiêu tốn nguyên liệu thô v) lợng v)o hơn, vận h)nh đơn giản Cải tiến cho số phận để l)m việc hiệu Sửa chữa lỗi hỏng hóc để tránh rò rỉ, thất thoát v) đảm bảo chất lợng đầu Vận h)nh v) bảo dỡng qui trình công nghệ, kiểm soát trình tốt Bao gồm công tác quản lý nội vi để tăng hiệu kinh tế tính khả thi tối u hoá xem xét theo điều kiện: Tính khả thi kỹ thuật: trình độ, thiết bị, công nghệ, vËn h nh, b¶o d−ìng, diƯn tÝch, thêi gian ngõng hoạt động, Tính khả thi kinh tế: đầu t ban đầu? lợi nhuận? thời gian ho n vốn? tiêu tốn lợng? Tính khả thi chất lợng * môi trờng: chất lợng nớc đầu ra? mức độ ảnh hởng môi trờng áp dụng v thực thi? PGS TS Ngun ViƯt Anh, Bé m«n CTN, Trờng ĐHXD 10 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc L có thay đổi qui trình sản xuất cách khoa học, áp dụng tiÕn bé khoa häc míi nhÊt v o lÜnh vùc sản xuất để sản xuất có hiệu chất lợng nớc tốt hơn, vận h nh v bảo dỡng đơn giản, hiệu kinh tế cao VÝ dơ: QSư dơng bĨ l¾ng Lamen thay cho bĨ lắng ngang v lắng đứng truyền thống (Ho bình) QSử dụng PAC thay cho phèn nhôm sunphát QSử dụng bể läc líp VLL QVv… ChÊp nhËn c«ng nghƯ hiƯn nhng cần có thay đổi để trình hoạt động đợc tốt Có thể phải gia công, chỉnh sửa, lắp ráp thêm thiết bị phụ trợ, PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 12 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý n−íc Thùc tÕ cho thÊy: QDïng biÕn tÇn th−êng 6Q8 tháng l ho n vốn QLắp biến tần bơm hoạt động êm (ít rung, ồn) QTuổi thọ bơm đợc nâng cao Hiệu việc sử dụng biến tần trạm bơm Cẩm Thợng D Hải Dơng (2000): QGiảm tiêu thụ điện năng: 1.873 kWh/ng y QTiết khiƯm chi phÝ ng y: 1.592.050 ®ång/ng y QTiÕt kiƯm chi phí tháng: 47.761.500 đồng/tháng QTiết kiệm chi phí năm: 581.098.250 đồng/năm Vận h nh qui trình kỹ thuật mang lại nhiều lợi ích: QChất lợng nớc đầu đảm bảo QGiảm thất thoát lợng, hoá chất v nguồn nớc thô QTăng tuổi thọ thiết bị máy móc QGiảm đợc chi phí sửa chữa, bảo dỡng QĐảm bảo vệ sinh v an to n lao động PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 13 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Ví dụ: Q Thiết lập sơ đồ hệ thống điều khiển dới dạng mô hình để tiện lợi cho viƯc theo dâi v vËn h nh Mét c«ng viƯc quan trọng công tác quản lý v vận h nh l vấn đề quản lý nội vi tốt nh máy Quản lý nội vi tốt l biện pháp dễ d ng thực m hiệu đạt đợc Thực quản lý nội vi tốt đạt đợc lợi ích chính: Q Tiết kiệm chi phí lợi ích kinh tế Q Quản lý môi trờng tốt Q Cải tiến cấu tổ chức Quản lý nội vi tốt liên quan đến việc thay đổi thói quen, tạo ý thức văn hoá lao động nh ý thức gây dựng hình ảnh đẹp cho công ty PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 14 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Cải tiến phơng thức sản xuất để giảm thiểu thất thoát nguyên liệu, hoá chất Phải có biện pháp thu hồi v tái sử dụng thích hợp Ví dụ1: nớc rửa lọc cần phải tái sử dụng Nh máy nớc Gia Lâm tái sử dụng nớc rửa tiết kiệm đợc 5% lợng nớc: 5%ì30.000 = 1.500 m3/ngđêm Ví dụ2 : Một vòi nớc nh máy bị rò rỉ khoảng 0,2 m3/h gây ô nhiễm, ẩm ớt nơi rò rỉ Tính thất thoát năm: 0,2(m3) ì 24(giờ) ì 365(ng y) = 1.752(m3) Với đơn giá nớc khoảng 4.000đ/m3 thì: 1.752(m3) ì 4.000 (đồng) = 7.008.000 (đồng) Nh vậy, tính riêng vòi nớc đy thất thoát triệu đồng/năm việc mua vòi nớc 15.000 đồng có lợi đáng kể vấn đề kinh tế v môi trờng Trong thực tế, doanh nghiệp sản xuất có vô v n yếu tố gây thất thoát tơng tự nh Nếu để ý tính toán, kiểm soát mang lại nguồn lợi rÊt lín cho c«ng ty PGS TS Ngun ViƯt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 15 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Lu kho, bảo quản an to n, ngăn nắp Thanh tra v đ o tạo quy cách, thực nội quy l m viƯc Cã h−íng dÉn an to n lao ®éng v đề phòng xảy cố Lịch trình bảo dỡng phòng ngừa; tra thiết bị thờng xuyên Nhậ Nhật ký h ng ng y Tắt thiết bị không sử dụng PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 16 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Rò rỉ hoá chất l nguyên nhân gây ảnh hởng đến sức khoẻ v tính mạng ngời Hoá chất bị nhiễm bẩn giảm hiệu v suất trình Sắp xếp dự trữ hoá chất phải tính đến việc xuất sử dụng Tránh trờng hợp có số bao hoá chất tồn lâu phơng pháp tối u hoá thông số l m việc: Lợng hoá chất Bất công đoạn n o trình công nghệ chịu ảnh hởng số yếu tố định, vấn đề l phải khống chế yếu tố nằm khoảng giới hạn n o ®Ĩ cho hiƯu st cao nhÊt Th−êng cã cách sau: Thay đổi thông số cần đo lúc khống chế thông số lại, đo hiệu suất trình để tìm giá trị thích hợp: Ví dụ: bể phản ứng Phèn nhôm Giữ nguyên thông số lu lợng, h m lợng cặn, thay đổi độ pH v đo lợng phèn cần thiết cho trình Phèn sắt keo tụ ta thấy hiệu suất đạt cao độ pH n»m pH kho¶ng trung tÝnh (pH ≈ 7) PGS TS Ngun ViƯt Anh, Bé m«n CTN, Tr−êng ĐHXD 17 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Dựa v2o công thức toán để có cách can thiệp phù hợp nhằm tăng hiệu suất trình: Ví dụ: bể trộn hoá chất Khả trộn đợc đánh giá cờng độ khuấy trộn: P  G =   µ.V  0,5  K.ρ.n3 D   =    µ.V 0, à: độ nhớt động lực nớc P: lợng tiêu hao (W) V: thể tích bể trộn (m3) : khối lợng riêng chất lỏng (kg/m3) D: đờng kính cánh khuấy (m) n: số vòng quay giây (vòng/giây) K: hệ số sức cản nớc  K.ρ.n D5   G =   à.V 0,5 Qua công thức ta thấy, để tăng cờng độ khuấy trộn (G) thì: Tăng số vòng quay cánh khuấy (n), nhng tăng n y phải có giới hạn, phần tử trợt khỏi tiếp xúc Tăng đờng kính cánh khuấy (D), nhng có giới hạn, đờng kính lớn tốn lợng động v giảm sức chịu lực mô men tăng lên Giảm thể tích bể (V), đồng nghĩa với giảm lu lợng xây nhiều bể trộn để đảm bảo lu lợng l biện pháp khả thi Tăng hệ số K đòi hỏi phải thay đổi hình dáng cấu tạo cánh khuấy: QCánh khuấy chân vịt cánh: QCánh khuấy chân vịt cánh: QTurbin kiểu quạt cánh: QTurbin cánh đầu tròn cong: PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Tr−êng §HXD K = 0,32 K = 1,00 K = 1,65 K = 4,80 18 B i gi¶ng: VËn h nh Trạm xử lý nớc đề cơng thực trình tối u: Bớc 1: Lập kế hoạch v đánh giá trình tối u: Th)nh lập nhóm chuyên trách nhiệm vụ tối u Liệt kê bớc công nghệ v) xác định định mức Xác định v) lựa chọn công đoạn bất hợp lý Bớc 2: Phân tích bớc công nghệ: Lập sơ đồ công nghệ cho phần trọng tâm kiểm toán Cân vật liệu/ lợng Định giá chi phí Phân tích nguyên nhân Bớc 3: Đề xuất hội tối u: Xây dựng hội tối u Lựa chọn hội khả thi Bớc 4: Lựa chọn giải pháp tối u hoá: 10 Đánh giá khả thi kỹ thuật 11 Đánh giá khả thi kinh tế 12 Đánh giá mặt chất lợng & môi trờng 13 Lựa chọn giải pháp để thực Bớc 5: Thực giải pháp tối u: 14 Chuẩn bị thực 15 Thực giải pháp tối u 16 Quan trắc v) đánh giá kết Bớc 6: Duy trì trình tối u: 17 Duy trì giải pháp tối u 18 Lựa chọn công đoạn tối u tiÕp theo ®Ĩ thùc hiƯn tiÕp PGS TS Ngun ViƯt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 19 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc phân tích công việc thực tối u: Các yêu cầu nhóm thực trình tối u: Q Phải có khả nhận dạng đợc hội tối u Q Xây dựng đợc giải pháp v thực đợc chúng Phân tích bớc công nghệ: Q Xác định tất bớc công nghệ Q Liên kết bớc công nghệ với dòng vật chất Q Mô tả tất đầu v o v Cân vật chất & lợng: Th«ng th−êng cã thĨ th nh lËp theo tõng th nh phần Ví dụ nh cân nớc, cân phèn, cân điện năng, Q Nguồn số liệu: đo chỗ; lấy từ sổ sách, hồ sơ mua v bán h ng; từ báo cáo sản xuất, Q Đánh giá chất lợng số liệu: độ tin cậy; độ xác; tính to n diện; Nguyên lý cân dựa v2o định luật bảo to2n vật chÊt: VC v o + VC sinh = VC + VC bị tiêu thụ Nếu phản ứng hoá học tồn đọng thì: VC v o = VC Chú ý cân bằng: + Cần kiểm tra tính đồng đơn vị đo sử dụng + Vật chất c ng đắt v c ng độc hại cần cân xác + Cân có ý nghĩa xác lập cân cho hợp chất, hợp phần PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 20 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Cơ sở xem xét nguyên nhân bất hợp : + Quản lý néi vi ch−a tèt + CÈu th¶ b¶o dỡng v vận h nh + Chất lợng nớc thô, hoá chất + Sơ đồ bố trí nh xởng v dây chuyền sản xuất cha hợp lý + Công nghệ sản xuất lạc hậu + Hiệu suất trình thấp + Kỹ tay nghề cán bộ, công nhân cha đợc đ o tạo hợp lý Đề xuất phơng án tối u: Q Cần có nguồn lực v thông tin: + Sáng tạo, khuyến khích sáng kiến + Tìm kiếm sáng kiến từ th nh viên bên ngo i đội + Lựa chọn mẫu: v o sè liƯu, sỉ tay h−íng dÉn, c¸c b¸o cáo kế hoạch tối u trớc đó, Q Kiểm tra khía cạnh: + Thay đổi nguyên liệu đầu v o + Thay đổi công nghệ + Cải tiến thiết bị + Kiểm soát trình sản xuất tốt + Quản lý nội vi tốt + Tái sử dụng thu hồi chỗ + Nớc thải phục vụ cho mục đích khác PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 21 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Lựa chọn hội có khả thi nhất: Các hội tối u đợc s ng lọc để loại bỏ hội không thực tế Quá trình loại bỏ n y thông thờng mang tính định tính Các hội lại đợc nghiên cứu khả thi cách chi tiết Các hội tối u cần phân th nh: + Các hội thực đợc + Các hội thực đợc nhng cần phân tích thêm + Các hội đề nhng không khả thi cần loại bỏ Đánh giá sơ hội thực đợc : + Chất lợng nớc đợc nâng cao? + Tính khả thi kinh tế đạt đợc? + Tính khả thi mặt kỹ thuật thực thi đợc? + Tính dễ d ng triển khai thực hiện? Ví dụ: S2ng lọc hội tối u hoá: Các hội tối u Hạng mục Kiểm soát độ pH Giám sát trình tốt Thay hÖ thèng läc b»ng läc m ng ThiÕt bị Sửa chữa đờng ống rò rỉ Quản lý nội vi Có thể thực Cần nghiên cứu tiếp Loại Cần thử nghiệm x x PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD Ghi chú/ lý x Đầu t lớn Công suất nhỏ Đơn giản, chi phí thấp, hiệu đạt đợc 22 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Đánh giá tính khả thi kỹ thuật: Q Chất lợng nớc Q Năng suất Q Yêu cầu diện tích Q Thời gian ngừng hoạt động Q So sánh với thiết bị có Q Yêu cầu bảo dỡng Q Nhu cầu đ o tạo Q Phạm vi søc kh v an to n nghỊ nghiƯp Ngo2i cần lập bảng liệt kê thay đổi kỹ thuật cần thiết việc thực hội tối u l2: Tỉ lệ tiêu hao Đầu v o Đầu Q Nớc thô Q Hoá chất Q Năng lợng Q Lao động Q Q Nớc Q N−íc th¶i Q PGS TS Ngun ViƯt Anh, Bé môn CTN, Trờng ĐHXD Trớc áp dụng Sau ¸p dông 23 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Đánh giá tính khả thi kinh tế : Tính khả thi kinh tế cần đợc tính toán dựa sở đầu t v tiết kiệm dự tính + So sánh chi phí: để so sánh lựa chọn có thu nhËp nh− nh−ng chi phÝ kh¸c + So sánh lợi ích: dựa thu nhập v khoản tiÕt kiƯm cđa tõng lùa chän + Thêi gian ho n vốn: < 1Q2 năm (dự án đơn giản) < 3Q4 năm (dự án có vốn đầu t trung bình) < năm (dự án có vốn đầu t cao) Lựa chọn giải pháp để thực tối u: Tổng hợp kết đánh giá kỹ thuật & t i để chọn giải pháp thùc tiƠn v kh¶ thi nhÊt Cã thĨ sư dơng phơng pháp cộng có trọng số để chọn giải pháp tối u nh sau: TT Giải pháp Tính khả thi Kü tht Träng sè Kinh tÕ 30% ChÊt l−ỵng 50% Tổng số Xếp hạng 20% Gpháp 1 0,3 1,5 0,6 2,4 2 Gph¸p 0,9 3,5 0,2 3,6 PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 24 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc Thực giải pháp tối u: Q Liệt kê cách chi tiết thông số kỹ thuật thiết bị máy móc Q Chuẩn bị kế hoạch xây dựng chi tiết Q Đánh giá so sánh v lựa chọn thiết bị từ nh cung cấp khác Q Có kế hoạch hợp lý để giảm thời gian lắp đặt Thực nhiệm vụ n y cần tiến h nh: Q Giám sát công tác xây dựng v lắp đặt: + Kiểm soát tiến độ công việc + Kiểm soát thông số lắp đặt v thiết bị Q Chuẩn bị đa v o hoạt động: + Mua hóa chất, phụ tùng, + Lập kế hoạch bảo dỡng, phòng ngừa + Đ o tạo công nhân, đốc công v cán kỹ thuật Giám sát v2 đánh giá kết quả: Đây l công việc cần l m nhằm tìm nguyên nhân dẫn đến sai lệch so với mục tiêu đy đề Công việc cụ thể: + So sánh lợi ích đạt đợc với lợi ích dự kiến + Tìm kiếm giải pháp để có đợc lợi ích cao từ thiết bị lắp đặt + Thẩm tra để chứng minh trình lắp đặt v vận h nh phù hợp với thông số kỹ thuật PGS TS Nguyễn Việt Anh, Bộ môn CTN, Trờng ĐHXD 25 ... khác 11 B i giảng: Vận h nh Trạm xử lý nớc L có thay đổi qui trình sản xuất cách khoa học, ¸p dơng nh÷ng tiÕn bé khoa häc míi nhÊt v o lĩnh vực sản xuất để sản xuất có hiệu chất lợng nớc tốt hơn,