Việc dùng thuốc thử trong phạm vi 1% là một kỳ vọng tốt nhất. Nó sẽ đƣa độ pH của nƣớc thải từ pH=4 hoặc 10 về pH= 71, hoặc đƣa đô pH của nƣớc đệm nhẹ từ 3 hoặc 11 về pH=71, và nƣớc thải có đệm từ pH=2 hoặc 12 về pH=6-9.
Chƣơng 2 Đặc tính của đối tƣợng pH
Khi nhu cầu thuốc thử lớn hoặc đệm ít hơn thì một giai đoạn duy nhất có thể không đủ. Khi van không chính xác, làm độ pH của nƣớc thải có thể quay vòng quá đơn giản, và nhƣ vậy cần đến giai đoạn thứ hai. Trong trƣờng hợp độ pH của dung dịch là 0-1 hoặc 13-14 thì cần thêm một giai đoạn thứ ba.
Nói cách khác, để khắc phục những biến đổi dòng chảy và các vấn đề trễ của van, ngƣời ta sử dụng một hệ thống gồm 3 bể, tăng dần về kích thƣớc bể, nhƣ trong hình vẽ sau. Trong mỗi giai đoạn xử lý đều có vòng pH khép kín.
H2.11 Ba giai đoạn của hệ thống điều khiển độ pH
Dòng nƣớc thải đƣợc đƣa vào bể đầu tiên. Ở bể đầu tiên này sử dụng một van lớn để điều khiển dòng thuốc thử chảy vào với mục đích trung hòa hầu hết dòng nƣớc thải chảy đến. Điểm đặt ở giai đoạn này là pH=1 hoặc pH=13. Vì mục đích của hệ thống 3 bể này là trung hòa qua từng giai đoạn.
Sau đó, nƣớc thải từ bể đầu đƣợc đƣa trực tiếp vào bể thứ hai. Bể thứ hai này có thể lớn gấp 20 lần so với bể đầu và sử dụng một van nhỏ hơn van của bể đầu là 20 lần. Điểm đặt ở giai đoạn này là pH=3 hoặc pH=11.
Cuối cùng, nƣớc thải từ bể thứ hai đƣợc đƣa trực tiếp vào bể thứ 3. Kích thƣớc của bể thứ 3 này là lớn gấp 20 lần bể thứ 2 và sử dụng van nhỏ hơn van của bể thứ 2 là 20
Chƣơng 2 Đặc tính của đối tƣợng pH
lần( tức là nhỏ hơn van đƣợc sử dụng trong bể đầu là 400 lần). Điểm đặt cho bể cuối này là pH=7 đến pH=8.
Bể đầu tiên có kích thƣớc tƣơng đối nhỏ và sử dụng van lớn, mục đích là để kiểm soát độ pH ở giá trị 1 hoặc 13. Khi nƣớc thải lần lƣợt chảy qua các bể, thì pH của nó gần với giá trị pH=7÷8. Do đó, ở bể cuối cùng chỉ cần một điều chỉnh nhỏ sẽ có đƣợc giá trị pH mong muốn. Vì vậy ở giai đoạn thứ 3 này ta có thể chỉ cần sử dụng một van nhỏ và tăng kích thƣớc của bể mà không ảnh hƣởng đến giá trị pH.
Việc sử dụng 3 bể để điều khiển độ pH sẽ tốn kém hơn nhiều so với sử dụng một bể, nhƣng nó lại cực kỳ hiệu quả.
Chƣơng 3 Mô hình hóa và thiết kế bộ điều khiển
Chương 3 MÔ HÌNH HÓA VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN
Đặc điểm của quá trình điều khiển độ pH cho các quá trình công nghiệp rất khác nhau, mức độ phi tuyến cao. Đối với các hệ thống mà đầu vào biến đổi theo thời gian, yêu cầu đáp ứng đầu ra có độ chính xác cao thì nhiệm vụ điều khiển rất phức tạp.
Nếu đƣợc thiết kế tốt, hệ thống điều khiển sẽ mang lại chất lƣợng tốt với cấu trúc đơn giản. Ngƣợc lại ngay cả với những hệ thống có cấu trúc phức tạp sẽ không mang lại chất lƣợng tốt hoặc sẽ bị lỗi trong quá trình vận hành nếu không đƣợc thiết kế tốt- điển hình là hệ thống điều khiển feedforward.
Do pH là đối tƣợng có tính phi tuyến lớn, nên để điều khiển nồng độ pH có thể dùng các phƣơng pháp nhƣ PID, bộ điều khiển dựa trên tiêu chuẩn Lyapunov, điều khiển mờ…. Sau đây, em xin giới thiệu các phƣơng pháp này: