Bể tách rác
- Đầu vào trạm tác rác là một máy đo lƣu lƣợng siêu âm. Tín hiệu đo lƣu lƣợng đƣợc hiển thị ngay tại chỗ và đồng thời đƣợc dẫn về hệ thống điều khiển trung tâm PLC, lƣu lƣợng đầu vào đƣợc thông kê và lƣu trữ vào SCADA, hệ thống sẽ tổng hợp định tính lƣu lƣợng nƣớc theo ngày, tháng, năm của nhà máy và đƣợc lƣu trữ trên dữ liệu của PLC là SCADA.
Hình 4. 7: Sơ đồ đấu nối thiết bị đo lƣu lƣợng 54
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
- Máy tách rác hoạt động theo nguyên lý khi có tín hiệu nƣớc thải đƣợc đƣa về dựa theo thiết bị đo lƣu lƣợng máng Parshall và đƣợc chạy khi mức nƣớc trƣớc máy tách rác đủ độ cao ( Nƣớc dâng lên là do rác bị tắc lại tại máy tách rác ) đƣợc phát hiện bởi thiết bị đo mức điện cực. Tất cả các tín hiệu đo mức đƣợc đƣa về PLC để lập trình.
- Hệ thống tách rác bao gồm một song tác rác cơ khí và hai máy tách rác tự động, một trục vít tải rác. Các máy này hoạt động độc lập, đƣợc điều khiển bởi PLC cục bộ có thể đƣợc điều khiển từ xa qua hệ thống SCADA. Máy tách rác đƣợc kích hoạt từ một senser đo mức phía trƣớc máy tách rác hoặc bằng chế độ bằng tay khi cần thiết tại tủ điều khiển cục bộ của máy tách rác. Vít tải cát hoạt động khi một trong hay máy tách rác hoạt động để vận chuyển rác vào thùng rác. Các tín hiệu trạng thái của máy tách rác đƣợc thu thập về hệ thống Scada và các đèn báo tại tủ điều khiển trong nhà điều hành.
Ta có sơ đồ mạch điện điều khiển cho máy tách rác nhƣ sau :
2 LEIA LEL YC SP HS SC 202 Hình 4. 8: Sơ đồ P&ID bể tách rác 55
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Thiết bị tách rác hoạt động theo hai chế độ nhƣ sau:
- Chế độ tự động: vận hành tự động thông qua tín hiệu điều khiển( thông qua cảm biến ON/OFF phát hiện nƣớc đƣợc lắp đặt ở vị trí đầu vào nƣớc thải) chuyển đến trung tâm điều khiển. Thiết bị vận hành khi có nƣớc thải và ngừng khi không có nƣớc thải.
- Vận hành bằng tay: quá trình vận hành bằng việc sử dụng công tắc ON/OFF trên bảng điều khiển trên thiết bị.
Bể lắng cát
Nƣớc thải sau khi đi qua máy tách rác qua bể lắng cát. Tại đó sẽ có một thiết bị khuấy cát đƣợc lắng tại đáy bể, sau đó sẽ đƣợc bơm cát hút lên và qua thiết bị sàn cát đƣa xuống xe chứa.
Thiết bị lắng cát hoạt động theo nguyên lý khi có mực nƣớc dâng cao đến mức cho phép PLC sẽ xuất lệnh cho phép chạy và sau một thời gian đƣợc cài đặt sẵn thì khi đó bơm cát và sàn cát mới đƣợc tiếp tục cho phép hoạt động.
- Hệ thống tách cát bao gồm một máy xoáy cát, một máy thổi khí (sục và hút cát vào máy tách cát), một máy tách cát. Hệ thống bao gồm hai cụm máy, hoạt động độc lập. Các cụm máy hoạt động liên động với nhau, với các tham số đƣợc cài đặt trên màn hình cảm ứng kèm theo tủ máy tác cát. Hệ thống đƣợc điều khiển bởi PLC cục bộ kèm theo và điều khiển từ xa qua hệ thống SCADA Ta có sơ đồ điều khiển nhƣ sau :
YC SP YC HS SP GM201 LEI A LEL Hình 4. 9: Sơ đồ P&ID bể lắng cát 56
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Thiết bị bể lắng cát, bơm cát và thiết bị tách cát hoạt động theo hai chế độ nhƣ sau:
- Chế độ tự động: Thiết bị votex vận hành tự động thông qua tín hiệu điều khiển( hoạt động khi có nƣớc thải, tín hiệu lấy từ bơm nƣớc thải va lƣu lƣợng ở kênh đo lƣu lƣợng) chuyển đến trung tâm điều khiển. Thiết bị vận hành khi có nƣớc thải và ngừng khi không có nƣớc thải. Bơm cát và máy tách cát hoạt động liên động với nhau, ở chế độ tự động chúng hoạt động theo thời gian mà ngƣời vận hành thiết lập, căn cứ vào lƣợng cát mà kỹ sƣ vận hành sẽ thiết lập thời gian chạy và tần số chạy của máy.
- Vận hành bằng tay: quá trình vận hành bằng việc sử dụng công tắc ON/OFF trên bảng điều khiển của tủ điều khiển thiết bị.
Từ những bản vẽ thiết kế trên và liệt kê đƣợc tín hiệu vào ra, ta cấu hình bộ điều khiển nhƣ sau:
TÊN THIẾT BỊ CPU DI DO AI AO
Bảng 4. 2: Cấu hình bộ điều khiển bể tách rác và lắng cát
4.1.1. BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SBR.
Theo nhƣ thuyết minh công nghệ ở phần 2.2 thì bể xử lý sinh học có tất cả 5 chu kỳ : Nạp nƣớc sục khí – Kết thúc sục khí – Bắt đầu lắng – Bắt đầu rút nƣớc – Kết thúc rút nƣớc.
Từ thuyết minh công nghệ ta có thiết kế sơ đồ P&ID cho bể xử lý sinh học :
57
Nguyễn Kim Đô – CB120344 1 YC SP YC HS SP MV301 YC SP YC HS SP MV304
Hình 4. 10: Sơ đồ P&ID bể sinh học SBR
H L HS HS WP 301 WP 302 PIAHHHI PSLLOLL YC SP download by : skknchat@gmail.com
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Từ sơ đồ P&ID tổng thể ta có thiết kế mạch điều khiển chi tiết cho các thiết bị chấp hành
Các thiết bị, bao gồm
Van phân phối nƣớc (02 cái), van điều khiển khí nén (06 cái), Bơm hồi lƣu (02 cái), bơm bùn thải (02 cái), Decanter (02 cái), máy thổi khí (03 cái),
Bể SBR các thiết bị hoạt động nhƣ sau: - Chu kỳ hoạt động của SBR: 3h/cycle
- Máy thổi khí: Automatic theo DO với setpoint của DO là: 2mg/l DO; - Decanter: SLW= 3m; TLW: 5,5m ( có thể căn chỉnh lại theo thống kê lƣợng nƣớc thải về nhà máy, nếu nƣớc thải ít hơn so với lƣu lƣợng thiết kế: tăng BLW và ngƣợc lại);
- Bơm hồi lƣu: Automatic mode ( Bơm hoạt động toàn thời gian khi nạp nƣớc vào ở pha FILL/AERATION);
- Bơm bùn thải: Atomatic mode với thời gian là 3 phút cuối chu kỳ DECANTER (tham số này cần điều chỉnh bởi kỹ sƣ công nghệ để duy trì lƣợng MLSS trong bể SBR);
- Van cửa file nạp nƣớc: Automatic mode ( đóng ở pha lắng và decant, mở ở pha nạp và sục khí )
- Van cấp khí cho bể SBR: Automatic mode ( các tham số cài đặt vận hành đã đƣợc cố định theo chu trình của bể SBR)
Chu kỳ 1 : Nạp nƣớc / Sục khí
Sau khi nƣớc thải đã qua xử lý sơ bộ tại khu vực tách rác và lắng cát nƣớc thải sẽ đƣợc điền vào một trong hai bể tùy theo pha của từng bể. Hai bể hoạt động trái ngƣợc nhau. Bể 1 nạp nƣớc thì bể 2 sẽ rút nƣớc. Trong chu kỳ nạp nƣớc của mỗi bể thì mỗi bể sẽ có một con van cửa phai để đóng mở cho từng bể. Sơ đồ điều khiển của van cửa phai nhƣ Hình 4.11
Tại mỗi bể có một thiết bị đo mức liên tục áp suất để khống chể mức nƣớc của bể. Thiết bị đo mức xuất ra tín hiệu 4- 20 mA truyền về PLC để tính toán và lập trình. Sơ đồ đấu nối nhƣ Hình 4.12.
59
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Hình 4. 11:Sơ đồ điều khiển mạch điện van cửa phai
Hình 4. 12: Sơ đồ đấu nối 02 thiết bị đo mức liên tục 60
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Tại mỗi bể có một thiết bị đo nồng độ Oxy và nhiệt đô nƣớc thải của bể. Thiết bị đo Oxy xuất tín hiệu 4- 20 mA truyền về PLC để tính toán và lập trình. Trong quá trình điền nƣớc vào bể thiết bị đo Oxy sẽ cung cấp giá trị Oxy hòa tan trong nƣớc về PLC và PLC sẽ tính toán xem sẽ chạy máy thổi khí với công suất bao nhiêu để sục khí cho bể. Ta có sơ đồ đấu nối cho 02 thiết bị đo Oxy nhƣ sau:
Hình 4. 13: Sơ đồ đấu nối thiết bị đo Oxy
Máy thổi khí dùng để sục khí cho bể xử lý sinh học đƣợc dùng biến tần để có thể điều khiển đƣợc công suất sục khí của máy theo nhƣ chế độ đo nồng độ Oxy của nƣớc thải trong bể. Khi nồng độ Oxy trong nƣớc thải thấp thì máy sẽ chạy tối đa công suất và ngƣợc lại khi nồng độ Oxy trong nƣớc cao thì công suất máy thổi khí sẽ giảm xuống. Theo nhƣ tính toán công nghệ thì nhà máy sử dụng 03 máy thổi khí, nếu khi nồng độ Oxy thấp và 01 máy thổi khí chạy mà vẫn chƣa cấp đủ Oxy thì PLC sẽ ra lệnh cho chạy thêm máy thứ 02 với công suất tính toán.
Máy thổi khí đƣợc đặt tại nhà máy thổi khí và cần đƣợc kết nối các tín hiệu chuyển lên nhà điều hành. Và để có thể điều khiển bằng tay hay tự động tại mỗi nơi thì ta phải thiết kế mạch điện điều khiển tại mỗi nơi. Ta có mạch điều khiển nhƣ sau:
61
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Hình 4. 14: Sơ đồ điều khiển máy thổi khí tại nhà máy thối khí.
Hình 4. 15: Sơ đồ điều khiển máy thổi khí tại nhà điều hành
62
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Để điều khiển có thể sục khí đƣợc ở bể SBR số một hay số 2 thì trên mỗi đƣờng ống cấp khí cho mỗi bể đều có một van cấp khí. Tại mỗi bể Selector cũng có một van để đóng mở cấp khí sục khí thô cho nƣớc đầu vào. Kết thúc một chu kỳ sục khí sẽ có van xả áp dƣ trong đƣờng ống mở ra. Ta có mạch điện điều khiển của van nhƣ Hình 4.16, Hình 4.17.
Trong qúa trình nạp nƣớc/ sục khí bơm bùn tuần hoàn từ bể SBR sẽ bơm bùn sang bể Selector để hòa tàn cùng với lƣợng nƣớc đầu vào đang đƣợc điền vào bể. Kết thúc quá trình điền nƣớc thì bơm bùn tuần hoàn cũng sẽ dừng lại. Ta có mạch điện điều khiển của bơm nhƣ Hình 4.18.
Hình 4. 16: Mạch điều khiển đóng mở van
63
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Hình 4. 17: Mạch điều khiển van xả khí dƣ
Hình 4. 18: Mạch điều khiển bơm tuần hoàn 64
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Chú kỳ 2 : Chu kỳ lắng
Quá trình này tất cả các thiết bị dừng lại cho bùn lắng xuống đáy bể để lại nƣớc trong ở bên trên.
Chu kỳ 3, 4 : Chu kỳ bắt đầu thu nƣớc và kết thúc thu nƣớc.
Kết thúc chu kỳ lắng thì bắt đầu chu kỳ xả nƣớc ra mƣơng dẫn và tới bể tiếp xúc Clo. Bắt đầu chu kỳ thiết bị rút nƣớc sẽ hạ từ từ xuống mặt nƣớc với tần số thấp. Khi chạm đến mặt nƣớc sẽ có 1 sensor báo về và PLC sẽ tăng tần số để xả nƣớc ra ngoài. Tại thiết bị rút nƣớc có sensor khống chế mức cao và mức thấp. Khi chạy hết quá trình hạ sensor báo về và dừng động cơ, sau đó trả lại vị trí cao để chờ bắt đầu 1 chu kỳ mới. Mạch điện điều khiển của thiết bị nhƣ sau :
Hình 4. 19: Mạch điều khiển thiết bị rút nƣớc
Sau khi nƣớc đã đƣợc xả đến bể tiếp xúc thì bơm định lƣợng sẽ bơm Clo vào bể tiếp xúc. Tại đầu bể đƣợc bơm Clo và đƣợc phản ứng đến cuối bể và xả ra môi trƣờng. Tại điểm xả ra môi trƣờng sẽ có 1 thiết bị đo nồng độ Clo dƣ trong đó. Nếu nồng độ Clo lớn hơn nồng độ cho phép xả ra môi trƣờng, PLC sẽ tự động điều khiển công suất máy bơm định lƣợng bằng cách hạ tần số theo tính toán. Mạch điện điều khiển nhƣ sau :
65
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Hình 4. 20: Sơ đồ điều khiển bơm CLO 66
Nguyễn Kim Đô – CB120344 Lớp: 12BĐKTĐ - 2012B
Từ những bản vẽ thiết kế trên và liệt kê đƣợc tín hiệu vào ra, ta cấu hình bộ điều khiển nhƣ sau:
TÊN THIẾT BỊ CPU DI DO AI AO
Bảng 4. 3: Cấu hình bộ điều khiển bể xử lý sinh học SBR