Một nhà máy xử lý nước thải điển hình sử dụng bốn giai đoạn để đưa ra nước đạt tiêu chuẩn thì ta qua các giai đoạn sau: Sơ cấp, Hóa học, Sinh học và Bùn.
Giai đoạn xử lý nước thải Sơ cấp là thời điểm mà tại đó chất thải hữu cơ bị oxy hóa để tạo thành carbon dioxide, nước và các hợp chất nitơ. Để đạt được điều này, hầu hết các nhà máy hiện đại sử dụng một loại bùn hoạt tính hệ thống sử dụng môi trường nuôi cấy vi khuẩn và sinh vật ăn các vật liệu hữu cơ trong nước thải.
Oxy hòa tan là một thành phần quan trọng trong tiêu hóa hiệu quả vật liệu hữu cơ trong quá trình giai đoạn xử lý nước thải sinh học. Bên trong đúng nồng độ và đúng điều kiện nhiệt độ, oxy hòa tan giúp khuyến khích sự truyền bá hiệu quả của vi khuẩn và các sinh vật khác trong nước thải, sau đó ăn chất thải trong nước thải, chuyển hóa nó thành carbon dioxide, nước và năng lượng.
Trong nhiều trường hợp, năng lượng cần thiết để cung cấp năng lượng cho thiết bị được sử dụng để thông khí xử lý thứ cấp quy trình có thể chiếm hơn một nửa số nhà máy tổng chi phí năng lượng.
Oxy cần thiết cho quá trình sục khí là được cung cấp theo một trong hai cách. Cơ khí hoặc bề mặt sục khí sử dụng máy bơm hoặc máy khuấy trên bề mặt của những chiếc xe tăng. Tốc độ sục khí được kiểm soát bởi thay đổi tốc độ và độ sâu của máy khuấy, hoặc tốc độ của máy bơm.
Ngược lại, phương pháp khuếch tán sử dụng đục lỗ ống hoặc mái vòm ở đáy bể sục khí. Việc cung cấp oxy rất đa dạng bằng cách thay đổi tốc độ của máy nén ép không khí đi qua bộ khuếch tán.
Trong cả hai trường hợp, kiểm soát chính xác lượng oxy hòa tan là rất quan trọng để đảm bảo các điều kiện tối ưu cho quá trình tiêu hóa. Nếu mức quá thấp, thì sự phát triển của vi khuẩn sẽ bị giảm, ảnh hưởng đến tỷ lệ sự cố của nước thải. Nếu mức quá cao, chi phí năng lượng có thể tăng lên và hiệu quả của cảm biến có thể bị suy giảm do sự hình thành của chất nhờn.
Vì lý do này, mức tối ưu được đề xuất cho oxy hòa tan thường được đặt ở mức từ 1,5 đến 2 ppm.
Trong quy trình xử lý nước thải, oxy hòa tan (DO) là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng nước thải đầu ra. Nếu nồng độ DO quá thấp, bùn sẽ nổi lên được tạo ra và hiệu ứng phân hủy sẽ giảm, điều này sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nước thải đầu ra. Nếu nồng độ của DO quá cao, quá trình keo tụ của vi sinh vật sẽ bị phá hủy và tiêu thụ năng lượng sẽ được tăng lên. Nó là cần thiết để kiểm soát nồng độ DO thuận lợi trong việc đáp ứng tiêu chuẩn nước thải và đạt được năng lượng tiết kiệm và giảm tiêu dùng. Tuy nhiên, khi DO cảm biến bị lỗi, giá trị thực của DO sẽ lệch khỏi thiết lập điểm, điều này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của WWTP, hiện tượng chất lượng nước thải đầu ra không đạt tiêu chuẩn hoặc tiêu thụ năng lượng chạy được tăng lên. Do đó, phát hiện lỗi của cảm biến DO là đặc biệt quan trọng. Trên mặt khác, vì cảm biến DO đang hoạt động
trong điều khiển vòng lặp, rất khó để phát hiện lỗi theo phần trên đề cập.[11]
Thông thường nồng độ của oxy hòa tan trong nước là 8mg/l. Nếu DO mà giảm xuống còn khoảng 4-5 mg/l thì hầu hết các loại sinh vật trong nước sẽ chết, hoặc số lượng bị giảm sút đi nhiều. Còn nếu lượng DO giảm còn 0 có nghĩa là trong nước sẽ diễn ra quá trình phân hủy kém, màu sắc trở thành màu đen và gây mùi rất khó chịu.
Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200, TIA PORTAL V15.1 VÀ GIAO DIỆN WINCC