XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DƯỢC VIỆT NAM

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DƯỢC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KÝ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Đề tài: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DƯỢC VIỆT NAM Sinh viên thực hiện : TRẦN HỮU DƯƠNG Lớp : CNTĐHK13A Giáo viên hướng dẫn : ThS. ĐẶNG THỊ LOAN PHƯƠNG Thái Nguyên, năm 2019 LỜI CẢM ƠN Do thời gian hạn chế và trình độ hiểu biết của bản thân chưa nhiều nên việc phân tích thiết kế tìm hiểu về bài toán quản lý chưa hoàn thiện đầy đủ. Đồ án chỉ mang tính chất học hỏi, trao đổi và bắt đầu làm quen với thực tế. Nhưng qua đợt làm đồ án này, em đã học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu tìm tòi về đề tài ” Xây dựng chương trình giám sát hệ thống xử lý nước thải nhà máy dược Việt Nam”, đồng thời cũng bổ sung kiến thức cho bản thân. Em xin chân thành cảm ơn Cô Th.S Đặng Thị Loan Phượng đã tận tình giúp đỡ để em hoàn thành đồ án của mình. Em cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới quý Khoa công nghệ tự động hóa Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông đã chỉ dẫn trong suốt quá trình thực hiện đồ án. Em cảm ơn các bạn đã đóng góp ý kiến và động viên để Em hoàn thành đồ án này để có kết quả cao nhất. Em xin trân thành cám ơn Thái Nguyên, 05 tháng 06 năm 2019 Sinh viên Trần Hữu Dương LỜI CAM ĐOAN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định và đáp ứng được yêu cầu đề ra, em đã cố gắng tìm hiểu, học hỏi, tích lũy kiến thức đã học . Em có tham khảo một số tài liệu đã nêu trong phần “ Tài liệu tham khảo” nhưng không sao chép nội dung từ bất kỳ đồ án nào khác. Em xin cam đoan những lời khai trên là đúng, mọi thông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng. Sinh viên Trần Hữu Dương MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 LỜI CAM ĐOAN 2 MỤC LỤC 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH 5 DANH MỤC BẢNG 6 LỜI MỞ ĐẦU 7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HƯỚNG NGHIÊN CỨU 8 1.1 Giới thiệu nhà máy dược liệu Việt Nam. 8 1.2 Tầm nhìn và Sứ mệnh 10 1.3 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải. 10 1.4 Giới thiệu dự án xử lý nước đông dược. 12 1.4.1 Tìm hiểu Mặt bằng bố trí công trình. 12 1.4.2 Quy trình công nghệ. 13 1.4.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ. 14 1.5 Quy trình vận hành hệ thống 22 1.5.1 Nguyên tắc vận hành và bảo dưỡng thiết bị 22 1.6 Hệ thống điện 22 1.7 Hệ thống các bể, thùng chứa hóa chất 23 1.8 Quy trình kiểm tra khởi động hệ thống 24 1.8.1 Thuyết minh các bước vận hành thiết bị trên tủ điện 27 1.9 Biện pháp an toàn và phòng chống cháy nổ khi thi công. 28 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 30 2.1 Tổng quan về nước thải. 30 2.1.1 Khái niệm. 30 2.1.2 Phân loại. 30 2.2 Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải 31 2.2.1 Các chỉ tiêu vật lý. 31 2.2.2 Các chỉ tiêu hóa học và sinh học. 32 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải 34 2.3.1 Phương pháp cơ học. 34 2.3.2 Phương pháp hóa lý. 35 2.3.3 Phương pháp hóa học. 37 2.3.4 Phương pháp sinh học. 37 2.4. Khảo sát và đánh giá công nghệ xử lý nước thải. 42 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG SCADA VÀO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 45 3.1.Tổng quan về hệ thống SCADA trong xử lý nước thải công nghiệp. 45 3.1.1 Các chức năng của SCADA trong xử lí nước thải công nghiệp 46 3.2 Thiết kế hệ thống SCADA cho quy trình xử lý nước thải công nghiệp. 48 3.2.1 Phân tích các quy trình có thể ứng dụng SCADA 48 3.2.2 Tính toán thông số của thiết bị trong hệ thống 49 3.3 Lựa chọn thiết bị vè thiết kế mô hình SCADA 55 3.3.1 Các thành phần trong hệ thống SCADA 55 3.3.2 Mô hình hệ thống SCADA 56 3.3.3 Các thiết bị trong hệ thống SCADA 58 3.3.4 Thiết kế phần mềm SCADA 64 3.3.5 Màn hình điều khiển hệ thống 65 3.3.6 Input,output của hệ thống: 66 3.3.7 Code chương trinh của hệ thống 67 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Cấu trúc cơ bản của hệ thống SCADA. 11 Hinh 2:Mặt bằng công trình. 12 Hình 3: Công nghệ xử lý nước R.O 14 Hình 4: Các giai đoạn phát triển của vi sinh vật. 39 Hình 6: Áp dụng SCADA cho quy trình xử lý nước thải công nghiệp 48 Hình 7: Lưu đồ thuật toán điều khiển trong bể trung hòa 50 Hình 8: Lưu đồ điều khiển bơm p1 vào bể cân bằng. 51 Hình 9: Lưu đồ điều chỉnh DO trong bể hiếu khí. 52 Hình 10: Lưu đồ điều chỉnh lưu lượng vào bể kỵ khí. 53 Hình 11: Sơ đồ cảnh báo sự cố. 54 Hình 12: Mô hình hệ thống SCADA. 56 Hình 13: Hệ thống SCADA xử lý nước thải. 65 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thông số thành phần chất ô nhiễm trong nước thải trước và sau xử lý. 13 Bảng 2: Quy trình kiểm tra khởi dộng hệ thống 24 Bảng 3: Danh sách thiết bị trong hệ thống xử lí nước thải nhà máy nước dược 42 Bảng 4: Các thiết bị trong hệ thống xử lí nước thải khi áp dụng SCADA 49 Bảng 3: SIMATIC CPU 315DP 58 Bảng 4: SIMATIC SM 321 16DI 58 Bảng 5: SIMATIC SM 3318AI 58 Bảng 6: SIMATIC SM 322 16D0 59 Bảng 7: SIMATIC SM3324AO 60 Bảng 8: Cấu hình IPC SIMATIC PC 60 Bảng 9: Các thông số kỹ thuật Transmitter CPM 223PR0305 61 Bảng 10: Các thông số kỹ thuật đầu đo CPF81 62 Bảng 11: Các thông số kỹ thuật Transmitter COM 223253 62 Bảng 12: Các thông số kỹ thuật đầu đo COS41 63 Bảng 13: Thiết bị đo lưu lượng nước SmartScan50 63 Bảng 14: Thông số biến tần Commander SE của hãng Control Techniques 64 LỜI MỞ ĐẦU Xử lí nước thải công nghiệp là một vấn đề quan trọng và chuyên biệt với mỗi một ngành công nghiệp, đảm bảo vệ sinh môi trường và phát triển bền vững cho kinh tế. Ngày nay, mô hình xử lí nước thải công nghiệp đã có rất nhiều cải tiến nhằm phục vụ cho mục đích quản lí và điều khiển dễ dàng hơn cho người sử dụng. Tiêu biểu là việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong mô hình SCADA, mọi động tác giám sát và điều khiển người quản lý đều thực hiện thao tác trên một chiếc PC. Chỉ cần một cái click chuột hay gõ phím đơn giản thay vi điều khiển bằng tay tại mỗi công đoạn trong mỗi khâu xử lý. Việc này góp phần nâng cao hiệu quả, tiết kiệm thời gian sức lực cho người sử dụng. Trong quá trình học tập được sự giúp đỡ hướng dẫn của cô giáo Th.s:Đặng Thị Loan Phượng cũng như tham khảo thêm các tài liệu em đã hoàn thành bài báo cáo. Nội dung bài báo cáo gồm 3 phần : Phần 1 : Tổng quan và hướng nghiên cứu đề tài Phần 2 : Hệ thống xử lí nước thải trong công nghiệp Phần 3 : Nghiên cứu ứng dụng SCADA vào hệ thống xử lí nước thải công nghiệp. Tuy nhiên, trong quá trình làm bài không thể tránh khỏi có sai sót, chúng em mong nhận được sự góp ý,nhận xét của thầy cô giáo và các bạn để bài báo cáo có thể hoàn thiện hơn nữa.. Em xin chân thành cảm ơn CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HƯỚNG NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu nhà máy dược liệu Việt Nam. CÔNG TY CỔ PHẦN DƯỢC LIỆU VIỆT NAM Tên viết tắt: VietMec Địa chỉ: Khu 8 Xã Phù Ninh Huyện Phù Ninh Tỉnh Phú Thọ Điện thoại: (04). 36686891 Fax: (04). 36686891 Số tài khoản: 2111.0000.443.587 tại Sở giao dịch Ngân hàng Đầu tư và phát triển Việt Nam, chi nhánh Hà Nội. Mã số thuế: 0105196582 Giấy chứng nhận Đăng ký kinh doanh: Số 0105196582 Sở KH và ĐT Phú Thọ cấp Vốn đăng ký kinh doanh: 16 tỷ VNĐ Đất nước Việt Nam có nguồn dược liệu rất phong phú lên đến 4.000 loài thực vật và nấm lớn có công dụng làm thuốc; 52 loài tảo biển, 408 loài động vật và 75 loại khoáng vật có công dụng làm thuốc, trong đó có nhiều loài cây thuốc được xếp vào loài quý và hiếm trên thế giới. Từ bao đời nay, dân tộc ta đã tích lũy được vốn tri thức, kinh nghiệm sử dụng các loài động thực vật và khoáng vật làm thành những bài thuốc hữu hiệu. Những kinh nghiệm quý báu đó đã góp phần không nhỏ bảo vệ sức khỏe người Việt Nam qua nhiều thế hệ. Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) hình thành thành trên cơ sở kế thừa và phát huy những kinh nghiệm Đông y truyền thống của dân tộc. Sau nhiều năm trăn trở, VietMec được thành lập vào năm 2011 với khát vọng tạo nên những dòng sản phẩm chăm sóc sức khỏe thương hiệu Việt chất lượng quốc tế, được làm từ chính những nguồn dược liệu quý trong nước. Các sản phẩm mang thương hiệu VietMec là thành quả nghiên cứu đầy trách nhiệm và tâm huyết bởi mong muốn thúc đẩy mạnh mẽ hơn nữa thói quen “người Việt dùng thuốc Việt” và khẳng định niềm tin vào thuốc Việt trong cộng đồng. Với định hướng lấy lợi ích cộng đồng làm nền tảng cho mọi hoạt động, Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) cam kết cung cấp những sản phẩm từ dược liệu sạch, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và được kiểm định chất lượng theo tiêu chuẩn của Bộ Y tế. Để phục vụ chiến lược phát triển dài hạn, VietMec đã và đang liên kết với các nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực nghiên cứu dược phẩm, đầu tư cả chiều rộng và chiều sâu vào công nghệ để tạo ra những sản phẩm chất lượng và khác biệt nhất, góp phần vào sự nghiệp chăm sóc sức khỏe cộng đồng một sứ mệnh cao cả của Ngành Dược nói chung và của VietMec nói riêng. Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) luôn khẳng định vị trí hàng đầu trên thương trường bằng uy tín, kinh nghiệm, đội ngũ chuyên gia, nhân viên lành nghề, hiệu qủa hợp tác và kinh doanh của mình. Hiện nay, VietMec có mạng lưới bán hàng trải khắp các tỉnh thành trong cả nước. Hệ thống kinh doanh, phân phối đạt tiêu chuẩn GDP, GPP do Cục quản lý Dược Việt Nam chứng nhận. Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) luôn nỗ lực hết mình để đáp ứng đầy đủ và kịp thời đến tận tay khách hàng với chất lượng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất. Định hướng này không chỉ đưa Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) phát triển bền vững mà còn góp phần hiện thực hóa tham vọng xây dựng thương hiệu quốc gia cho dược liệu Việt Nam, góp phần phát triển một ngành kinh tế hướng vào xuất khẩu. Với ý nguyện mang những tinh hoa nghiên cứu Y học cổ truyền Việt Nam ra khắp năm châu, Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) ngày càng mở rộng thị trường trong và ngoài nước. Công ty chú trọng đầu tư phát triển các dự án không chỉ nhằm đảm bảo số lượng và chất lượng các sản phẩm thương hiệu VietMec mà còn đồng thời phục nhu cầu xuất khẩu. Công ty từng bước quốc tế hoá hoạt động nhằm xây dựng VietMec trở thành một thương hiệu về chăm sóc sức khỏe tuy tín trong nước và được biết đến rộng rãi trên thị trường quốc tế, đưa VietMec trở thành một thương hiệu đáng tự hào của Việt Nam. Ngành nghề kinh doanh: Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) hoạt động theo Giấy chứng nhận Đăng ký kinh doanh số 0105196582 do Sở Kế hoạch Đầu tư Hà Nội cấp ngày 16032011. Ngành nghề kinh doanh chính của công ty: Sản xuất và kinh doanh dược phẩm Nuôi trồng và chế biến dược liệu Kinh doanh thực phẩm chức năng Bán buôn máy móc, thiết bị, dụng cụ y tế Bán buôn nước hoa, hàng mỹ phẩm và chế phẩm vệ sinh. Bán lẻ dụng cụ y tế, mỹ phẩm và vật phẩm vệ sinh trong các cửa hàng chuyên doanh Xuất nhập khẩu các mặt hàng công ty kinh doanh 1.2 Tầm nhìn và Sứ mệnh Tầm nhìn: Trở thành công ty chuyên sản xuất các sản phẩm chăm sóc sức khỏe từ nguồn nguyên liệu quý trong nước; Xây dựng thành công thương hiệu VietMec nổi tiếng và tin cậy, đảm bảo sự phát triển bền vững của Công ty. Sứ mệnh: Mang sức khỏe đến với mọi người. Gìn giữ và bảo tồn giá trị y học cổ truyền, kết hợp tinh hoa cổ truyền trên nền khoa học công nghệ hiện đại vì sức khỏe con người. 1.3 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HÓA

TRẦN HỮU DƯƠNG

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY

DƯỢC VIỆT NAM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH CÔNG NGHỆ KÝ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

THÁI NGUYÊN, NĂM 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HÓA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH CÔNG NGHỆ KÝ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Đề tài:

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT HỆ THỐNG

XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DƯỢC VIỆT NAM

ảnh 3x4

Thái Nguyên, năm 2019

LỜI CẢM ƠN

Do thời gian hạn chế và trình độ hiểu biết của bản thân chưa nhiều nên việc phântích thiết kế tìm hiểu về bài toán quản lý chưa hoàn thiện đầy đủ Đồ án chỉ mang tínhchất học hỏi, trao đổi và bắt đầu làm quen với thực tế Nhưng qua đợt làm đồ án này,

em đã học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu tìm tòi về đề tài ”

Xây dựng chương trình giám sát hệ thống xử lý nước thải nhà máy dược Việt Nam”, đồng thời cũng bổ sung kiến thức cho bản thân.

Em xin chân thành cảm ơn Cô Th.S Đặng Thị Loan Phượng đã tận tình giúp

đỡ để em hoàn thành đồ án của mình Em cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới quýKhoa công nghệ tự động hóa Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin & Truyền Thông đãchỉ dẫn trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Em cảm ơn các bạn đã đóng góp ý kiến và động viên để Em hoàn thành đồ ánnày để có kết quả cao nhất

Em xin trân thành cám ơn !

LỜI CAM ĐOAN

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định và đáp ứng được yêucầu đề ra, em đã cố gắng tìm hiểu, học hỏi, tích lũy kiến thức đã học Em có thamkhảo một số tài liệu đã nêu trong phần “ Tài liệu tham khảo” nhưng không sao chépnội dung từ bất kỳ đồ án nào khác Em xin cam đoan những lời khai trên là đúng, mọithông tin sai lệch em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng

Sinh viên

Trần Hữu Dương

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

DANH MỤC BẢNG 6

LỜI MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HƯỚNG NGHIÊN CỨU 8

1.1 Giới thiệu nhà máy dược liệu Việt Nam 8

1.2 Tầm nhìn và Sứ mệnh 10

1.3 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải 10

1.4 Giới thiệu dự án xử lý nước đông dược 12

1.4.1 Tìm hiểu Mặt bằng bố trí công trình 12

1.4.2 Quy trình công nghệ 13

1.4.3 Thuyết minh dây chuyền công nghệ 14

1.5 Quy trình vận hành hệ thống 22

1.5.1 Nguyên tắc vận hành và bảo dưỡng thiết bị 22

1.6 Hệ thống điện 22

1.7 Hệ thống các bể, thùng chứa hóa chất 23

1.8 Quy trình kiểm tra khởi động hệ thống 24

1.8.1 Thuyết minh các bước vận hành thiết bị trên tủ điện 26

1.9 Biện pháp an toàn và phòng chống cháy nổ khi thi công 28

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 30

2.1 Tổng quan về nước thải 30

2.1.1 Khái niệm 30

2.1.2 Phân loại 30

2.2 Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải 31

2.2.1 Các chỉ tiêu vật lý 31

2.2.2 Các chỉ tiêu hóa học và sinh học 32

2.3 Các phương pháp xử lý nước thải 34

2.3.1 Phương pháp cơ học 34

2.3.2 Phương pháp hóa lý 35

2.3.3 Phương pháp hóa học 37

2.3.4 Phương pháp sinh học 37

2.4 Khảo sát và đánh giá công nghệ xử lý nước thải 42

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG SCADA VÀO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 46

3.1.Tổng quan về hệ thống SCADA trong xử lý nước thải công nghiệp 46

3.1.1 Các chức năng của SCADA trong xử lí nước thải công nghiệp 47

3.2 Thiết kế hệ thống SCADA cho quy trình xử lý nước thải công nghiệp 49

3.2.1 Phân tích các quy trình có thể ứng dụng SCADA 49

3.2.2 Tính toán thông số của thiết bị trong hệ thống 50

3.3 Lựa chọn thiết bị vè thiết kế mô hình SCADA 56

3.3.1 Các thành phần trong hệ thống SCADA 56

3.3.2 Mô hình hệ thống SCADA 57

3.3.3 Các thiết bị trong hệ thống SCADA 59

3.3.4 Thiết kế phần mềm SCADA 65

3.3.5 Màn hình điều khiển hệ thống 66

3.3.6 Input,output của hệ thống: 67

KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1: Cấu trúc cơ bản của hệ thống SCADA 11

Hinh 2: Mặt bằng công trình 12

Hình 3: Công nghệ xử lý nước R.O 14

Hình 4: Các giai đoạn phát triển của vi sinh vật 39

Hình 6: Áp dụng SCADA cho quy trình xử lý nước thải công nghiệp 49

Hình 7: Lưu đồ thuật toán điều khiển trong bể trung hòa 51

Hình 8: Lưu đồ điều khiển bơm p1 vào bể cân bằng 52

53

Hình 9: Lưu đồ điều chỉnh DO trong bể hiếu khí 53

Hình 11 :Sơ đồ cảnh báo sự cố 55

Hình 12: Mô hình hệ thống SCADA 57

Hình 13:Hệ thống SCADA xử lý nước thải 66

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: Thông số thành phần chất ô nhiễm trong nước thải trước và sau xử lý 13

Bảng 2: Quy trình kiểm tra khởi dộng hệ thống 24

Bảng 3: Danh sách thiết bị trong hệ thống xử lí nước thải nhà máy nước dược 42

Bảng 4: Các thiết bị trong hệ thống xử lí nước thải khi áp dụng SCADA 50

Bảng 3: SIMATIC CPU 315-DP 59

Bảng 4: SIMATIC SM 321- 16DI 59

Bảng 5: SIMATIC SM 331-8AI 59

Bảng 6: SIMATIC SM 322- 16D0 60

Bảng 7: SIMATIC SM332-4AO 61

Bảng 8: Cấu hình IPC SIMATIC PC 61

Bảng 9: Các thông số kỹ thuật Transmitter CPM 223-PR0305 62

Bảng 10: Các thông số kỹ thuật đầu đo CPF81 63

Bảng 11: Các thông số kỹ thuật Transmitter COM 223/253 63

Bảng 12: Các thông số kỹ thuật đầu đo COS41 64

Bảng 13: Thiết bị đo lưu lượng nước SmartScan50 64

Bảng 14 Thông số biến tần Commander SE của hãng Control Techniques 64

LỜI MỞ ĐẦU

Xử lí nước thải công nghiệp là một vấn đề quan trọng và chuyên biệt với mỗimột ngành công nghiệp, đảm bảo vệ sinh môi trường và phát triển bền vững cho kinh

tế Ngày nay, mô hình xử lí nước thải công nghiệp đã có rất nhiều cải tiến nhằm phục

vụ cho mục đích quản lí và điều khiển dễ dàng hơn cho người sử dụng Tiêu biểu làviệc áp dụng công nghệ tự động hóa trong mô hình SCADA, mọi động tác giám sát vàđiều khiển người quản lý đều thực hiện thao tác trên một chiếc PC Chỉ cần một cáiclick chuột hay gõ phím đơn giản thay vi điều khiển bằng tay tại mỗi công đoạn trongmỗi khâu xử lý Việc này góp phần nâng cao hiệu quả, tiết kiệm thời gian sức lực chongười sử dụng

Trong quá trình học tập được sự giúp đỡ hướng dẫn của cô giáo Th.s:Đặng ThịLoan Phượng cũng như tham khảo thêm các tài liệu em đã hoàn thành bài báo cáo.Nội dung bài báo cáo gồm 3 phần :

Phần 1 : Tổng quan và hướng nghiên cứu đề tài

Phần 2 : Hệ thống xử lí nước thải trong công nghiệp

Phần 3 : Nghiên cứu ứng dụng SCADA vào hệ thống xử lí nước thải công nghiệp

Tuy nhiên, trong quá trình làm bài không thể tránh khỏi có sai sót, chúng emmong nhận được sự góp ý,nhận xét của thầy cô giáo và các bạn để bài báo cáo có thểhoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn !!!

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HƯỚNG NGHIÊN CỨU

1.1 Giới thiệu nhà máy dược liệu Việt Nam.

CÔNG TY CỔ PHẦN DƯỢC LIỆU VIỆT NAM

Tên viết tắt: VietMec

Địa chỉ: Khu 8 Xã Phù Ninh - Huyện Phù Ninh - Tỉnh Phú Thọ

Điện thoại: (04) 36686891 Fax: (04) 36686891

Số tài khoản: 2111.0000.443.587 tại Sở giao dịch Ngân hàng Đầu tư và pháttriển Việt Nam, chi nhánh Hà Nội

Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) hình thành thành trên cơ sở kếthừa và phát huy những kinh nghiệm Đông y truyền thống của dân tộc Sau nhiều nămtrăn trở, VietMec được thành lập vào năm 2011 với khát vọng tạo nên những dòng sảnphẩm chăm sóc sức khỏe thương hiệu Việt chất lượng quốc tế, được làm từ chínhnhững nguồn dược liệu quý trong nước Các sản phẩm mang thương hiệu VietMec làthành quả nghiên cứu đầy trách nhiệm và tâm huyết bởi mong muốn thúc đẩy mạnh

mẽ hơn nữa thói quen “người Việt dùng thuốc Việt” và khẳng định niềm tin vào thuốcViệt trong cộng đồng

Với định hướng lấy lợi ích cộng đồng làm nền tảng cho mọi hoạt động, Công ty

cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) cam kết cung cấp những sản phẩm từ dượcliệu sạch, có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và được kiểm định chất lượng theo tiêu chuẩncủa Bộ Y tế Để phục vụ chiến lược phát triển dài hạn, VietMec đã và đang liên kết vớicác nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực nghiên cứu dược phẩm, đầu tư cả

chiều rộng và chiều sâu vào công nghệ để tạo ra những sản phẩm chất lượng và khácbiệt nhất, góp phần vào sự nghiệp chăm sóc sức khỏe cộng đồng - một sứ mệnh cao cảcủa Ngành Dược nói chung và của VietMec nói riêng.

Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) luôn khẳng định vị trí hàng đầutrên thương trường bằng uy tín, kinh nghiệm, đội ngũ chuyên gia, nhân viên lành nghề,hiệu qủa hợp tác và kinh doanh của mình Hiện nay, VietMec có mạng lưới bán hàngtrải khắp các tỉnh thành trong cả nước Hệ thống kinh doanh, phân phối đạt tiêu chuẩnGDP, GPP do Cục quản lý Dược Việt Nam chứng nhận Công ty cổ phần Dược liệuViệt Nam (VietMec) luôn nỗ lực hết mình để đáp ứng đầy đủ và kịp thời đến tận taykhách hàng với chất lượng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất

Định hướng này không chỉ đưa Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec)phát triển bền vững mà còn góp phần hiện thực hóa tham vọng xây dựng thương hiệuquốc gia cho dược liệu Việt Nam, góp phần phát triển một ngành kinh tế hướng vàoxuất khẩu Với ý nguyện mang những tinh hoa nghiên cứu Y học cổ truyền Việt Nam

ra khắp năm châu, Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) ngày càng mở rộngthị trường trong và ngoài nước Công ty chú trọng đầu tư phát triển các dự án khôngchỉ nhằm đảm bảo số lượng và chất lượng các sản phẩm thương hiệu VietMec mà cònđồng thời phục nhu cầu xuất khẩu Công ty từng bước quốc tế hoá hoạt động nhằm xâydựng VietMec trở thành một thương hiệu về chăm sóc sức khỏe tuy tín trong nước vàđược biết đến rộng rãi trên thị trường quốc tế, đưa VietMec trở thành một thương hiệuđáng tự hào của Việt Nam

Ngành nghề kinh doanh:

Công ty cổ phần Dược liệu Việt Nam (VietMec) hoạt động theo Giấy chứngnhận Đăng ký kinh doanh số 0105196582 do Sở Kế hoạch & Đầu tư Hà Nội cấp ngày16/03/2011 Ngành nghề kinh doanh chính của công ty:

- Sản xuất và kinh doanh dược phẩm

- Nuôi trồng và chế biến dược liệu

- Kinh doanh thực phẩm chức năng

- Bán buôn máy móc, thiết bị, dụng cụ y tế

- Bán buôn nước hoa, hàng mỹ phẩm và chế phẩm vệ sinh

- Bán lẻ dụng cụ y tế, mỹ phẩm và vật phẩm vệ sinh trong các cửa hàng chuyêndoanh

- Xuất nhập khẩu các mặt hàng công ty kinh doanh

1.2 Tầm nhìn và Sứ mệnh

Tầm nhìn: Trở thành công ty chuyên sản xuất các sản phẩm chăm sóc sức khỏe

từ nguồn nguyên liệu quý trong nước; Xây dựng thành công thương hiệu VietMec nổitiếng và tin cậy, đảm bảo sự phát triển bền vững của Công ty

Sứ mệnh: Mang sức khỏe đến với mọi người Gìn giữ và bảo tồn giá trị y học

cổ truyền, kết hợp tinh hoa cổ truyền trên nền khoa học - công nghệ hiện đại vì sứckhỏe con người

1.3 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải.

Xử lí nước thải công nghiệp là vấn đề vô cùng quan trọng trong sản xuất côngnghiệp hiện nay bảo đảm cho sự trong sạch của môi trường và tạo sự phát triển bềnvững cho nền kinh tế Trên thế giới, các hệ thống xử lí nước thải đã được nghiên cứu

và ứng dụng từ rất lâu, và công nghệ xử lí nước thải cũng ngày càng tiên tiến và hiệuquả hơn Có thể nói trình độ tự động hoá xử lý nước thải đã đạt mức cao, tất cả cáccông việc giám sát, điều khiển đều có thể thực hiện được tại một trung tâm, tại đâyngười vận hành được hỗ trợ bởi những công cụ đơn giản, dễ sử dụng như giao diện đồhoạ trên PC, điều khiển bằng kích chuột, góp phần nâng hiệu quả cho công việc quản

lý điều hành dây chuyền công nghệ Ngoài ra cùng với sự phát triển của công nghệthông tin và viễn thông, khoảng cách về không gian và thời gian đã được rút ngắn, chophép người vân hành có thể điều khiển từ cách xa hàng ngàn km với chỉ một máy tính

PC hoặc nhận được thông tin về hệ thống thông qua sms…

SCADA là viết tắt của Supervisory Control And Data Acquisition (Điều khiểngiám sát và thu thập dữ liệu) Nó không những là một hệ thống điều khiển đầy đủ màcòn là hệ thống giám sát Hệ thống SCADA là kết quả của sự kết hợp chặt chẽ giữacông nghệ thông tin và và công nghệ tự động hóa Các thiết bị tự động hóa ở đây đều

có khả năng truyền thông và tham gia vào mạng truyền thông công nghiệp

Một hệ thống SCADA bao gồm một hay nhiều máy tính, dùng kèm với mộtphần mềm ứng dụng thích hợp có thành phần cấu trúc cơ bản gồm:

Remote Terminal Unit (RTU): thiết bị đầu cuối từ xa, thực hiện các công việc xử

lý và điều khiển ở chế độ thời gian thực Các RTU được đặt ở nhiều vị trí khác nhau đểthu thập dữ liệu, điều khiển từ xa, tự điều khiển linh hoạt hệ thống và thông báo định

kì kết quả về máy tính chủ

Master Terminal Unit (MTU): trung tâm điều phối, thực hiện công việc xử lí dữ liệu và điều khiển ở mức cao ở chế độ thời gian thực mềm Một trong những chức năng cơ bản của MTU là cung cấp giao diện giữa con người – quan sát viên với hệ thống.

Communication System (CS): hệ thống truyền thông (kênh liên kết) cần thiết đểtruyền dữ liệu từ các địa điểm ở xa đến MTU và truyên tín hiệu điều khiển đến RTU

Cấu trúc cơ bản của hệ thống SCADA:

Hình 1: Cấu trúc cơ bản của hệ thống SCADA.

Trong hệ thống xử lí nước thải công nghiệp, hệ thống SCADA đóng vai tròtrong quá trình đo lường điều khiển và giám sát

Từ một vị trí trung tâm SCADA có thể theo dõi được các trang thiết bị đầu cuối đơn

vị từ xa RTU hoặc PLC Các RTU có thể đo lường một loạt các thông số trong điềukiện đa dạng bao gồm nhiệt độ hiện tại, dòng điện, điện áp và mức tăng theo thờigian thực Kết quả được lấy từ RTU qua các cảm biến khác nhau được tích hợp bêntrong Các thành phần của cảm biến bao gồm: nhiệt độ, lưu lượng, áp suất, cấp độ…Các dữ liệu sau đó được gửi trở lại các đơn vị thông qua các kênh truyền thông

1.4 Giới thiệu dự án xử lý nước đông dược.

1.4.1 Tìm hiểu Mặt bằng bố trí công trình.

Hinh 2: Mặt bằng công trình.

Trạm xử lý nước thải của dự án bao gồm các công trình chính sau:

NTSX -> Bể gom tách rác -> Bể điều hòa -> Bể tiếp xúc -> Bể lắng -> Bể kỵ khí-> Bể hiếu khí (MBBR) -> Bể lắng 2 -> Bể oxy hóa -> Hệ lọc -> Bể khử trùng ->Nguồn tiếp nhận

- Bể gom tách rác: Là bể thu gom, tiếp nhận tất cả các nguồn thải phát sinh củanhà máy Bể có tác dụng gom nước thải phát sinh và tách rác thô, không cho rác vào

- Bể lắng: Có chức năng lắng các bông cặn tạo ra từ bể keo tụ tạo bông Táchtoàn bộ cặn lơ lửng ra khỏi nước thải

- Bể kỵ khí: có tác dụng lên men, xử lý các chất bẩn (COD, BOD, ) bẽ gãy cácliên kết bền vững tạo điều kiện cho quá trình xử lý sinh học hiếu khí diễn ra triệt đểhơn.

- Bể thiếu khí: Có chức năng loại bỏ các chất hữu cơ, xử lý NH4+, photpho đểđảm bảo hàm lượng Nito và photpho vào Bể hiếu khí không quá lớn

- Bể hiếu khí: Có chức năng loại bỏ các chất hữu cơ, xử lý NH4+ bằng phươngpháp sinh học

- Bể lắng 2: Có chức năng lắng bùn sinh ra từ Bể hiếu khí, được bố trí ngay tiếpsau Bể hiếu khí

- Bể oxy hóa: có tác dụng oxy hóa toàn bộ các hợp chất hữu cơ, các mạnh vòngtrong nước thải thành các chất đơn giản như CO2, H2O,… Có tác dụng tẩy màu, làmsạch triệt để nước thải trước khi xả ra môi trường Hóa chất sử dụng trong bể oxy hóathường là các chất có tình oxy hóa mạnh như NaClO, H2O2…

- Hệ lọc áp lực sử dụng các loại vật liệu là cát và than, có công dụng là làm giảmhàm lượng chất rắn lơ lửng, giảm độ màu của nước

- Bể chứa bùn: Chứa lượng bùn được đưa ra từ bể lắng sinh học và bể lắng hóa lýsau đó được xử lý định kỳ

- Bể khử trùng: Có chức năng khử trùng nước thải, tránh các vi sinh vật có hạiphát triển trong nước thải sau xử lý

Hình 3: Công nghệ xử lý nước R.O

- Nước thải phát sinh áp dụng công nghệ sinh học thông thường, kết hợp với hệ thống

xử lý hóa lý cùng hệ lọc

+ Công nghệ sinh học ở đây cụ thể là sử dụng các vi sinh vật kỵ khí, hiếu khí có mặttrong nước thải để chuyển hóa (xử lý) các tạp chất gây ô nhiễm trong nước thải nhưCOD, BOD, N, P thành sinh khối tế bào (bùn hoạt tính), sau đó bùn này được lắngxuống ở bể lắng thứ cấp, nhờ đó nước thải được làm sạch

+ Xử lý hóa lý để kết tủa các ion kim loại, chất rắn lơ lửng nhờ hóa chất keo tụ, oxyhóa toàn bộ các hợp chất hữu cơ, các mạnh vòng trong nước thải thành các chất đơngiản như CO2, H2O,… Có tác dụng tẩy màu, làm sạch triệt để nước thải trước khi xả

ra môi trường Phương pháp hóa lý để xử lý các chất ô nhiễm mà vi sinh vật không xử

Nước thải của nhà máy phát sinh ở các nguồn khác nhau được tập trung thu gom vào

bể gom trước khi dẫn vào bể điều hòa

Công dụng: Thu gom các nguồn nước thải khác nhau, lắng sơ bộ một phần các cặn lơlửng có kích thước lớn như đất cát… và giữ lại các chất hoạt động bề mặt như dầu mỡ,chất tẩy rửa,

Trước hố gom được bố trí các hệ thống tách rác thô, nhằm loại bỏ rác có kích thướclớn hơn 5mm ra khỏi dòng nước đảm bảo hệ thống thiết bị hoạt động ổn định không bịtắc nghẽn.

-Bể điều hòa

+ Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống thu gom nước thải sản xuất của nhàmáy thường dao động theo giờ trong ngày Khi hệ số không điều hòa K>1.4, nên xâydựng bể điều hòa để các công trình xử lý làm việc với lưu lượng đều trong ngày sẽkinh tế hơn

+ Hơn nữa các hệ thống sinh học phải được cung cấp nước thải đều đặn về thể tíchcũng như hàm lượng các chất cần xử lý 24/24h Do đó cần thiết phải có một bể điềuhòa

+ Bể điều hòa làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạn chế hiện tượng

“shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàmlượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các bể sinh học (do tính toánchính xác) Các thiết bị thiết kế trong hệ thống cũng đảm bảo công suất tránh hiệntượng chạy dưới tải hoặc cao tải so với công suất thiết kế hệ thống

+Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ởmức độ thích hợp cho các hoạt động của vi sinh vật

+ Chất lượng của nước thải sau xử lý được cải thiện do lưu lượng nạp các chất rắn ổnđịnh

+ Để làm tăng hiệu quả của bể điều hòa, bố trí hệ thống sục khí đảo trộn Tránh tìnhtrạng lắng cặn hoặc yếm khí sinh mùi tại bể điều hòa

+ Tùy thuộc vào quá trình sản xuất của công ty mà bể điều hòa có thời gian lưu khácnhau, dựa vào thể tích tích lũy của lưu lượng nước thải ở dòng vào

+ Đối với nước thải sản xuất dược, pH của nước rất thấp, nên ở bể điều hoà có sử dụng

hệ thống định lượng hoá chất để điều chỉnh về pH mong muốn nhờ vào tín hiệu củađầu dò pH

+ Nước thải từ bể điều hoà được vận chuyển sang bể xử lý tiếp theo bằng hệ thốngbơm chìm, chạy luân phiên nhau

-Bể keo tụ - tạo bông

• Mục đích:

Keo tụ và tạo bông là một quy trình trong xử lý nước cấp hoặc nước thải có chứa cáctạp chất lơ lửng khó lắng, hoặc xử lý nước thải có độ màu, kim loại nặng cao; quytrình này sử dụng hóa chất để tách các chất ô nhiễm trong nước thành bùn và sau đólắng xuống.

• Cơ chế:

- Trong một số trường hợp trong nước có chứa nhiều: chất rắn lơ lửng, các hạt keo,chất hữu cơ,… thì cần đến quá trình xử lý có keo tụ tạo bông Quá trình keo tụ tạobông là công nghệ loại bỏ các chất ô nhiễm nhờ quá trình làm giảm điện tích Zeta trên

bề mặt hạt keo trong nước Các hóa chất thường dùng là các ion kim loại hóa trị IIInhư aluminium chloride, ferrous chloride, PAC (Poly aluminium chloride)… trong đóPAC là được dùng rộng rãi hơn cả vì hiệu suất cao và dễ lưu trữ, sử dụng

- So với khối lượng nước thì lượng PAC cho vào rất nhỏ nhưng phản ứng lại diễn ra rấtnhanh ngay sau khi tiếp xúc với nước, vì vậy phải khuấy trộn nhanh và đều vào nước.Phương pháp khuấy trộn sẽ tạo được dòng chảy rối trong nước và được đánh giá dựavào cường độ và thời gian khuấy trộn

- Tạo bông là quá trình các hạt keo đã bị mất ổn định bắt dính lại với nhau để tạo cáchạt lớn PAC cho vào sẽ tạo các hạt nhân keo tụ, sau đó các chất điều chỉnh độ kiềm sẽđược cho vào nhằm làm tăng hiệu quả quá trình keo tụ Đặc biệt các chất kiềm hóa vàchất trợ keo tụ (polymer) không được cho vào trước PAC vì sẽ phản ứng với PAC làmgiảm nhân keo tụ Các chất kiềm hóa phải được cho vào sau PAC khoảng 15 giây đến

1 phút

- Các bông cặn sau khi tạo thành sẽ được loại bỏ khỏi nước nhờ bể lắng, vận tốc nướctrong bể lắng phải được duy trì sao cho tốc độ rơi hạt cặn đủ lớn để tách khỏi dòngnước

- Liều lượng hóa chất keo tụ được châm vào sẽ được xác đinh dựa vào nồng độ chất ônhiễm đầu vào

- Bể phản ứng cũng được bố trí hệ thống khuấy (động cơ khuấy trộn) đảm bảo quátrình keo tụ tạo bông diễn ra hiệu quả Nước thải sau keo tụ được tự chảy sang bể lắngkeo tụ

Với các loại hóa chất hỗ trợ keo tụ, tạo bông hiện nay như PAC và PAA thì thời giankeo tụ diễn ra rất nhanh

-Bể lắng 1

+ Mục đích: Tách hỗn hợp bùn nước sau quá trình keo tụ tạo bông

+ Cơ chế: Lượng bùn tạo ra trong hệ thống keo tụ tạo bông sẽ được chảy sang bể lắnghóa lý Phần cặn lơ lửng sẽ keo tụ lại tạo thành khối cặn lớn có khả năng lắng trọnglực Phần cặn lắng được thu xuống dưới đáy dốc hố tại tâm bể và được bơm bùn bơmsang bể chứa bùn, phần nước trong tiếp tục tự chảy tràn qua bể khử trùng

-Bể yếm khí

• Mục đích:

Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí thường sử dụng để xử lý nước thải

có hàm lượng chất hữu cơ ( BOD, COD) rất cao (lên tới hàng ngàn mg/l), phươngpháp này sử dụng rất nhiều các chủng vi sinh vật để xử lý, các chất khí được tạo thànhsau quá trình xử lý là CH4 , H2S, H¬2, CO¬2, NH3

• Cơ chế:

Việc xử lý nước thải bằng phương pháp lọc kỵ khí thông qua 4 giai đoạn: giai đoạnthủy phân (chuyển hóa protein thành các axit amin, cacbonhydrat và các chất hữu cơmạch dài); giai đoạn acid hóa (sử dụng vi sinh vật lên men các chất hữu cơ hòa tanthành các acid béo dễ bay hơi); giai đoạn axetic hóa (sử dụng vi khuẩn axetic thànhaxit axetic, CO¬2, H2O); giai đoạn metan hóa (chuyển hóa các sản phẩm của các giaiđoạn trên thành khí metan, sinh khối mới, CO¬2)

- Nước thải được đưa vào bể kỵ khí sẽ được phân phối đều theo diện tích đáy bể, nước

đi từ dưới lên chảy qua lớp bùn lơ lửng tiếp xúc Tại đây, các chất hữu cơ sẽ được hấpthụ và phân hủy, bùn cặn sẽ được giữ lại lắng xuống đáy Sau 1-3 tháng ta sẽ xả bùn dưmột lần Phần nước sau khi qua lớp vật liệu lọc sẽ được chảy vào máng thu và tiếp tục

đi sang công trình xử lý tiếp theo

-Bể thiếu khí

+ Trong nước thải, có chứa hợp chất Nito và Photpho, những hợp chất này cần phảiđược loại bỏ ra khỏi nước thải, tại bể anoxic, trong điều kiện thiếu khí hệ vi sinh vậtthiếu khí phát triển xử lý N và P thông qua quá trình Nitrat hóa và Photphoril

+Quá trình khử nitrat (denitrification):

+ Khử nitrat, bước thứ hai theo sau quá trình nitrat hóa, là quá trình khử nitrat –nitrogen thành khí N2, N2O hoặc NO được thực hiện trong môi trường thiếu khí(anoxic) và đòi hỏi một chất cho electron là chất hữu cơ hoặc vô cơ

Hai con đường khử nitrate có thể xảy ra trong hệ thống sinh học đó là:

- Đồng hóa: Con đường đồng hóa liên quan đến khử nitrate thành ammonium sử dụngcho tổng hợp tế bào Nó xảy ra khi ammonium không có sẵn, độc lập với sự ức chế củaoxy.

- Dị hóa (hay khử nitrate): khử nitrat bằng con đường dị hóa liên quan đến sự khửnitrate thành NO, N2O, N2

-Một số loài vi khuẩn khử nitrat được biết như: Bacillus, pseudomonas,methanomonas, paracoccus, spirillum, … Hầu hết vi khuẩn khử nitrat là dị dưỡng,nghĩa là chúng lấy cacbon cho quá trình tổng hợp tế bào từ các hợp chất hữu cơ Bêncạnh đó, vẫn có một số loài tự dưỡng, chúng nhận cacbon cho tổng hợp tế bào từ cáchợp chất vô cơ

- Phương trình sinh hóa của quá trình khử nitrate sinh học:

- Tùy thuộc vào nước thải chứa carbon và nguồn nitơ sử dụng

- Phương trình năng lượng sử dụng methanol làm chất nhận electron:

6 NO3- + 5 CH3OH => 5 CO2 + 3 N2 + 7 H2O + 6 OH-

- Toàn bộ phản ứng gồm cả tổng hợp sinh khối:

NO3- + 1,08 CH3OH + 0,24 H2CO3 => 0,056 C5H7O2 N + 0,47 N2 + 1,68H2O + HCO3-

O2 + 0,93 CH3OH + 0,056 NO3- => 0,056 C5H7O2N + 0,47 N2 + 1,04 H2O + 0,59H2CO3 + 0,56 HCO3-

- Phương trình năng lượng sử dụng methanol, ammonium-N làm chất nhận electron:NO3- + 2,5 CH3OH + 0,5 NH4+ + 0,5 H2CO3 => 0,5 C5H7O2N + 0,5 N2 +4,5H2O + 0,5 HCO3-

- Phương trình năng lượng sử dụng methane làm chất nhận electron:

5 CH4+ + 8NO3- => 4 N2 + 5 CO2 + 6 H2O + 8

OH Toàn bộ phản ứng gồm cả tổng hợp sinh khối sử dụng nước thải làm nguồn carbon,ammonium-N, làm chất nhận electron:

NO3- + 0,345 C10H19O3N + H+ + 0,267 NH4+ + 0,267 HCO3- => 0,612C5H7O2N + 0,5 N2 +2,3 H2O + 0,655 CO2

- Tại bể thiếu khí (bể khử nitrat) được thiết kế 1 máy khuấy trộn chìm (công suất0.75kw) nhằm tăng cường tiếp xúc của nước thải với vi sinh, tăng hiệu suất của quátrình Sau quá trình tại bể thiếu khí, nước thải tự chảy sang bể sinh học hiếu khíMBBR

-Bể hiếu khí MBBR

- Quá trình phân hủy hiếu khí dựa vào hoạt động sống của vi sinh vật hiếu khí đặc biệt

là vi khuẩn hiếu khí, chúng sẽ sử dụng oxy hòa tan có trong nước để phân giải chấthữu cơ có trong nước thải Các vi sinh vật Pseudomonas Denitrificans, BaccillusLicheniforms, … sẽ khử nitrat thành N2 và thải vào không khí Điều kiện chung cho vikhuẩn nitrat hóa pH = 5.5 – 9 nhưng tốt nhất là 7.5 Quá trình này diễn ra mạnh mẽnếu dùng biện pháp tác động vào như: sục khí, làm tăng lượng hoạt động của vi sinhvật bằng cách tăng bùn hoạt tính, điều chỉnh hàm lượng chất dinh dưỡng và ức chế cácchất độc làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của vi sinh vật Ngoài ra, nhiệt độthích hợp cho quá trình xử lý là 20 – 40oC, tối ưu là 25 – 30oC

- Quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải gồm 3 giai đoạn sau:

o Giai đoạn 1: Oxy hóa chất hữu cơ

CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + ∆H

o Giai đoạn 2: Tổng hợp xây dựng tế bào

CxHyOz + O2 → tế bào VSV + CO2 + H2O + C5H7NO2 – ∆H

o Giai đoạn 3: oxy hóa chất liệu tế bào

C5H7¬NO2 + 5O2 → 5CO2 + 2H2O + NH2 ± ∆H’

- Công nghệ xử lý nước thải MBBR (Moving bed bioreactor) là công nghệ bùn hoạttính áp dụng kỹ thuật vi sinh bám dính trên lớp vật liệu mang di chuyển Do dùng vậtliệu mang vi sinh dạng cầu (đường kính D: 50-100 mm) nên mật độ vi sinh (MLVSS)trong bể xử lý cao hơn so với kỹ thuật bùn hoạt tính phân tán Quá trình xử lý sử dụngcác loại vi sinh vật bám dính, giá thể vi sinh được sử dụng trong công nghệ này là giáthể đệm cầu có diện tích bề mặt riêng rất lớn, do đó mật độ sinh vật trong công trình

xử lý MBBR cao Hơn nữa, việc giá thể chuyển động làm tăng khả năng hòa tan oxivào nước, điều này khiến hiệu quả xử lý theo công nghệ này cao hơn nhiều so vớinhững công nghệ truyền thống khác

- Trong bể hiếu khí dính bám MBBR, hệ thống cấp khí được cung cấp để tạo điều kiệncho vi sinh vật hiếu khí sinh trưởng và phát triển Vi sinh vật có khả năng phân giải cáchợp chất hữu cơ sẽ dính bám và phát triển trên bề mặt các vật liệu Các vi sinh vật hiếukhí sẽ chuyển hóa các chất hữu cơ trong nước thải để phát triển thành sinh khối Quầnthể vi sinh sẽ phát triển và dày lên rất nhanh chóng cùng với sự suy giảm các chất hữu

cơ trong nước thải

- Ngoài nhiệm vụ xử lý các hợp chất hữu cơ trong nước thải, thì trong bể sinh học hiếukhí dính bám lơ lửng còn xảy ra quá trình Nitritrat hóa và Denitrate (một phần nhỏ),giúp loại bỏ các hợp chất nito, photpho trong nước thải…Trong nước thải nitơ chủ yếutồn tại dạng ammoniac, hợp chất nito hữu cơ Vi sinh vật hiếu khí sẽ chuyển hóa hợpchất nitơ về dạng nitrit, nitrat Tiếp tục vi sinh vật thiếu khí và kị khí sẽ sử dụng cáchợp chất hữu cơ trong nước thải làm chất oxy hóa để khử nitrat, nitrit về dạng khí N2bay lên Vì vậy, hiệu quả xử lý hợp chất nitơ, photpho trong nước thải của công nghệnày rất tốt, hiệu quả cao.

- Theo khuyến cáo trong quá trình vận hành các hệ thống thể tích đệm cầu < 60% thểtích bể, đảm bảo cho quá trình lưu chuyển, phân tán trong bể Mặt khác dựa vào khảnăng xử lý của đệm cầu do nhà sản xuất đưa ra, chọn thể tích đệm 15 m3

- Tại bể, 2 máy thổi khí chạy luân phiên nhau sục khí cưỡng bức vào bể Nước sau xử

lý tự chảy sang bể lắng Để quá trình xử lý đạt hiệu quả thì có lắp đặt hệ thống van trênđường khí, đường nước- bùn, điều tiết lưu lượng Sử dụng 1 máy bơm chìm, tuần hoànbùn về bể thiếu khí, nhằm tăng hiệu quả của quá trình xử lý nitơ

-Bể lắng 2

- Từ bể hiếu khí, hỗn hợp nước và vi sinh (vi sinh bị bong ra từ bề mặt vật liệu màng

vi sinh) đi qua bể lắng nhằm tách loại vi sinh ra khỏi nước Toàn bộ vi sinh được lắng

và thu gom về bể chứa bùn Nước trong sau tách vi sinh được thu gom sang bể xử lýmàu

- Tại bể lắng bố trí 2 bơm chìm chạy luân phiên nhau, tuần hoàn bùn về bể sinh họcMBBR và bùn dư về bể chứa bùn

-Bể oxy hóa

Bể oxy hóa có tác dụng oxy hóa toàn bộ các hợp chất hữu cơ, các mạnh vòng trongnước thải thành các chất đơn giản như CO2, H2O,… Có tác dụng tẩy màu, làm sạchtriệt để nước thải trước khi xả ra môi trường Hóa chất sử dụng trong bể oxy hóathường là các chất có tình oxy hóa mạnh như NaClO, H2O2…

-Hệ lọc áp lực

+ Hệ lọc áp lực sử dụng các loại vật liệu là cát và than, có công dụng là làm giảm hàmlượng chất rắn lơ lửng, giảm độ màu của nước

+ Bể lọc áp lực là một loại bể lọc nhanh kín, thường được chế tạo bằng inox hoặccomposite có dạng hình trụ đứng (cho công suất nhỏ) và hình trụ ngang (cho công suấtlớn) Công ty chúng tôi đang sử dụng bồn lọc bằng vật liệu composite

+ Để cấp nước cho hệ thống lọc áp lực, chúng tôi sử dụng bơm ly tâm với cột áp 30-40

m, đáp ứng được áp lực đẩy qua 3 cột với các loại vật liệu là cát, than

- Các chất khử khuẩn hay dùng nhất là khí hoặc nước clo, nước Javel, vôi clorua, cáchipoclorit, cloramin B… Đây là các hợp chất của clo, đảm bảo là những chất khửkhuẩn đáp ứng được các yêu cầu trên, đồng thời cũng là các chất oxy hóa

- Ở đây, chúng tôi chọn Javel, vừa có tính năng khử khuẩn mạnh, là mặt hàng sẵn có,giá thành hợp lý Khi cho Javel vào nước sẽ phân ly thành các gốc clo hoạt tính:HOCl, OCl-

- Nước thải sau khi qua các cột lọc áp lực về bể khử trùng được trộn với javen bổ sung

từ hệ thống pha và chuẩn bị hóa chất Javen Tại đây, nước thải và javen được đảo trộnđều với nhau nhờ hệ thống đĩa sục khí Vi sinh gây bệnh trong nước được ức chế/ tiêudiệt

- Để ức chế được các loại vi sinh vật gây bệnh thì thời gian tiếp xúc giữa javen phảiđạt tối thiểu 30 phút

-Bể chứa bùn

Sau quá trình xử lý nước thải, bùn thải phát sinh được bơm về bể chứa bùn thải Phầnnước thu trên bề mặt và đáy lọc được đưa về điều hòa rồi tiếp tục bơm lên bể xử lý.Phần bùn cô đặc tại bể chứa bùn sẽ được xe bồn hút mang đi thải bỏ đúng nơi quyđịnh

Sau quá trình xử lý trên, nước thải sau khi xử lý đạt QCVN 40:2011

1.5 Quy trình vận hành hệ thống

1.5.1 Nguyên tắc vận hành và bảo dưỡng thiết bị

- Nguyên tắc vận hành nhà máy xử lý nước thải

- Trước khi tiến hành vận hành nhà máy xử lý nước thải, phải kiểm tra toàn bộ hệthống xem có an toàn để hoạt động không: Kiểm tra các thiết bị điện, kiểm tra mứcnước thải, kiểm tra các thiết bị khắc phục sự cố có đầy đủ không mới tiến hành cácthao tác khởi động hệ thống

- Trong quá trình vận hành, cán bộ vận hành nhất thiết phải tuân thủ đúng quy trìnhvận hành đã được đào tạo Vì khi vận hành sai sẽ gây ra sự cố dẫn đến hỏng thiết bịhay dẫn đến nước sau xử lý không đạt tiêu chuẩn đề ra

- Mọi sự cố xảy ra phải tìm cách khắc phục kịp thời Nếu không thể tự khắc phục, phảibáo cáo cho trưởng trạm hoặc cho cán bộ kỹ thuật có trách nhiệm xem xét và xử lý

- Nguyên tắc vận hành thiết bị

- Phải đọc kỹ hướng dẫn vận hành thiết bị trước khi đưa thiết bị vào sử dụng

- Thiết bị trước khi khởi động phải được kiểm tra kỹ lưỡng về nguồn điện, dầu mỡ

để đảm bảo tuyệt đối an toàn khi vận hành

- Khi có sự cố, phải thực hiện ngay các thao tác trong sách hướng dẫn khắc phục sự cốđối với từng thiết bị Tìm hiểu nguyên nhân gây ra sự cố và tìm biện pháp khắc phụcsửa chữa càng sớm càng tốt

- Các hướng dẫn về dự đoán nguyên nhân gây ra sự cố và biện pháp khắc phục đềuđược nói rõ trong sách hướng dẫn vận hành thiết bị của nhà sản xuất kèm theo

-Nguyên tắc bảo dưỡng thiết bị

Mỗi một thiết bị phải có chế độ bảo dưỡng, bảo trì riêng

Phương pháp bảo dưỡng đối với từng thiết bị được nêu rõ trong sách hướng dẫn vậnhành thiết bị của nhà sản xuất

Phải thực hiện chế độ bảo dưỡng, thao tác tiến hành bảo dưỡng, thời gian cần bảodưỡng thiết bị theo sách hướng dẫn vận hành thiết bị

1.6 Hệ thống điện

Hệ thống điện gồm 03 thành phần chính:

• Mạng cáp điện và máng cáp, ống luồn dây

• Các thiết bị: các loại máy trong hệ thống xử lý (máy bơm, khuấy, thổi khí - đượcthể hiện ở bản vẽ) và thiết bị điện chiếu sáng

• Tủ điện điều khiển: tủ điều khiển chính và tủ cảm biến đo pH

1.7 Hệ thống các bể, thùng chứa hóa chất

Hệ thống các bể chứa và bồn pha hóa chất được thể hiện trên các bản vẽ mặt bằng bốtrí đường hóa chất

- Hệ thống bể xử lý được xây dựng kiên cố, đáy bằng bê tông cốt thép

- Hệ thống bồn hóa chất sử dụng các loại bồn không bị ăn mòn, biến dạng bởi hóa chất

sử dụng

Các loại hóa chất sử dụng bao gồm:

- Hóa chất trung hòa: Sử dụng NaOH để trung hòa nước thải đầu vào Pha chế dungdịch NaOH 5% để phục vụ cho quá trình vận hành Lượng sử dụng được bơm địnhlượng tự động bơm theo cảm biến từ máy đo pH

- Hóa chất keo tụ tạo bông: Sử dụng PAC và Polymer để làm hóa chất keo tụ, tạobông Pha chế dung dịch keo tụ, tạo bông 5% để phục vụ cho quá trình vận hành

- Hóa chất khử màu: Sử dụng hóa chất javen để oxy hóa toàn bộ các hợp chất hữu cơ,các mạnh vòng trong nước thải thành các chất đơn giản như CO2, H2O,… Có tác dụngtẩy màu, làm sạch triệt để nước thải trước khi xả ra môi trường Pha chế dung dịchJaven 5% để phục vụ cho quá trình vận hành

- Hóa chất khử trùng: Sử dụng hóa chất javen để khử trùng nước thải Pha chế dungdịch Javen 1% để phục vụ cho quá trình vận hành

Trong đó:

o Tín hiệu trạng thái DI : Tủ SIC 1, IC2 (dãy tủ số 8)

o Tín hiệu điều khiển DO: Tủ SIC 2 (dãy tủ số 8)

o Các tín hiệu đo lường (AI): Thay toàn bộ các bộ tranducer tại các tủ IC1,IC2 bằng các đồng hồ đa năng

o Các tín hiệu trạng thái SI: tận dụng tủ IC1 lắp đặt các relay trung gian tínhiệu trạng thái SI (tại dãy tủ số 11)

o Tủ RTU : Tủ chứa thiết bị truyền nhận dữ liệu với A0( tại dãy tủ số 8)

1.8 Quy trình kiểm tra khởi động hệ thống

Bảng 2: Quy trình kiểm tra khởi dộng hệ thống

Stt Tên thiết bị Đơn vị Số lượng Cơ chế hoạt

động Cơ chế điều khiển

1 Bơm hút bể gom Cái 02 Gián đoạn - Gián đoạn theo role thời

gian

2 Bơm bể điều hòa Cái 02 Liên tục,

luân phiên

- Liên tục theo phao điện

- Luân phiên theo role thờigian

3 Máy đo pH Cái 01 Liên tục - Liên tục 24/24

hóa chất PAC Cái 01 Liên tục

- Liên tục theo bơm bể điềuhòa

7 Bơm định lượng

hóa chất Polymer Cái 01 Liên tục

- Liên tục theo bơm bể điềuhòa

8 Bơm bùn bể lắng

1 Cái 01 Gián đoạn

- Gián đoạn theo rơ le thờigian

9 Bơm chìm bể

thiếu khí Cái 02 Gián đoạn

- Gián đoạn theo rơ le thờigian

10 Bơm hút bùn tuần

hoàn Cái 01 Gián đoạn

- Gián đoạn theo role thờigian

11 Bơm bùn bể lắng

2 Cái 01 Gián đoạn

- Gián đoạn theo rơ le thờigian

12 Bơm định lượng

hóa chất khử màu Cái 01 Liên tục

- Liên tục theo bơm bể điềuhòa

13 Bơm lọc hệ thống

lọc Cái 02

Liên tục,luân phiên

- Liên tục theo phao điện

- Thiết bị hoạt động ở 3 chế độ: “MEN” chế độ chạy bằng tay, “OFF” tắt hoàn toàn,

“AUTO” chạy theo rơle trung gian

* Kiểm tra hệ thống

* Đối với chế độ hoạt động bằng tay cần kiểm tra như sau: đóng điện động lực của tất

cả các thiết bị và điện điều khiển cho tủ điện Chuyển công tắc lựa chọn sang chế độMAN Nhấn nút của từng máy và kiểm tra hoạt động

thải, bơm bùn, bơm nước dư Riêng bơm nước thải, bơm bùn và máy thổi khí cần phảikiểm tra về chu kỳ đổi máy theo đúng quy trình điều khiển đã đưa ra.

- Đối với khả năng bảo vệ thiết bị và báo sự cố cần thực hiện kiểm tra như sau: ngắtđộng lực và chỉ duy trì tủ điện điều khiển, sử dụng tín hiệu giả (làm cho dòng địnhmức nhỏ hơn dòng làm việc hoặc gạt cho rơle nhảy trực tiếp) để kiểm tra ngắt mạchcủa contactơ

- Khởi động, điều khiển hệ thống:

+ Đối với chế độ hoạt động bằng tay cần khởi động như sau: đóng điện động lực củatất cả các thiết bị và điện điều khiển cho tủ điện Chuyển công tắc lựa chọn sang chế

độ “MAN” của thiết bị cần hoạt động Đèn báo hiệu màu xanh sáng, thiết bị hoạt độngbình thường Đèn báo hiệu màu vàng sáng, thiết bị đang bị lỗi Khi tắt thiết bị thìchuyển công tắc điều khiển về chế độ “OFF”

+ Khi thiết bị lỗi, cần kiểm tra nguyên nhân và khắc phục ngay

+ Dừng hệ thống: Có thể dừng lần lượt từng thiết bị hoặc chỉ cần chuyển công tắcchính AUTO – OFF – HAND về vị trí OFF Các thiết bị dừng cách nhau 5s

+ Đối với chế độ hoạt động tự động cần khởi động như sau: đóng điện động lực của tất

cả các thiết bị và điện điều khiển cho tủ điện Chuyển công tắc lựa chọn sang chế độAUTO Thiết bị sẽ hoạt động tự động theo tín hiệu của các ro le điều khiển Đèn báohiệu màu xanh sáng, thiết bị hoạt động bình thường Đèn báo hiệu màu vàng sáng,thiết bị đang bị lỗi Khi tắt thiết bị thì chuyển công tắc điều khiển về chế độ “OFF”

1.8.1 Thuyết minh các bước vận hành thiết bị trên tủ điện

Hệ thống được cài đặt điều khiển bằng các role time và phao điện, các thông số điềukhiển các thiết bị trong hệ thống sẽ được cài đặt và điều chỉnh

- Điều tiết lượng lượng khí và lưu lượng bùn hồi lưu bằng cách điều chỉnh các van

- Cài đặt chế độ chạy của các thiết bị động lực bằng role time

Giao diện của tủ điện

Mặt điều khiển tủ điện gồm 3 phần chính:

- Đồng hồ đo điện áp, hiệu điện thế,

- Hệ thống đèn báo và chỉ dẫn

- Hệ thống công tắc điều khiển

- Kiểm tra nguồn điện cấp vào tủ điện củng như các thiết bị Đèn báo cấp nguồn 3 pha,sáng đều cả 3 đèn (đỏ, vàng, xanh)

- Cài đặt và khởi động bơm hút bể gom: cài đặt bơm hút bể gom hoạt động theo phaođiện, nước đầy bơm chạy, nước cạn bơm tắt Cài đặt role time luân chuyển giữa 02 conbơm bể gom là 30’/30’ (bơm 01 chạy 30’ sau đó chuyển qua bơm 02) Chuyển côngtắc điều khiển 02 bơm bể gom về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động bơm bể điều hòa: cài đặt bơm điều hòa hoạt động theo phaođiện, nước đầy bơm chạy, nước cạn bơm tắt Cài đặt role time luân chuyển giữa 02 conbơm điều hòa là 30’/30’ (bơm 01 chạy 30’ sau đó chuyển qua bơm 02) Chuyển côngtắc điều khiển 02 bơm bể điều hòa về chế độ Auto

- Cài đặt khởi động máy đo pH: cài đặt máy đo pH tại 01 ngưỡng Khi pH ≤ 6 bơmđịnh lượng NaOH chạy Chuyển công tắc điều khiển bơm định lượng về chế độ Auto,đấu nối máy đo pH chạy 24/24

- Cài đặt và khởi động bơm định lượng hóa chất keo tụ, tạo bông: cài đặt bơm hóa chấtkeo tụ, tạo bông hoạt động theo bơm bể điều hòa Chuyển công tắc điều khiển 02 bơmđịnh lượng hóa chất về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động máy khuấy bể tiếp xúc: cài đặt máy khuấy bể tiếp xúc hoạtđộng theo bơm bể điều hòa Chuyển công tắc điều khiển 02 máy khuấy bể tiếp xúc vềchế độ Auto

- Cài đặt và khởi động bơm bùn bể lắng 1: Cài đặt thời gian bơm hoạt động là 5’ nghỉ30’ Chuyển công tắc điều khiển bơm bùn bể lắng 2 về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động máy bơm chìm bể thiếu khí: Cài đặt thời gian bơm hoạt động là30’ nghỉ 10’ Chuyển công tắc điều khiển 02 bơm bể bùn về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động bơm tuần hoàn: Cài đặt thời gian bơm hoạt động là 5’ nghỉ 30’.Chuyển công tắc điều khiển bơm tuần hoàn bể hiếu khí về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động bơm bùn bể lắng 2: Cài đặt thời gian bơm hoạt động là 5’ nghỉ30’ Chuyển công tắc điều khiển bơm bùn bể lắng 2 về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động máy bơm định lượng hóa chất oxy hóa: cài đặt bơm định lượnghóa chất khử màu hoạt động theo bơm bể điều hòa Chuyển công tắc điều khiển bơmđịnh lượng hóa chất khử màu về chế độ Auto.

- Cài đặt và khởi động bơm hệ lọc: cài đặt bơm hệ lọc hoạt động theo phao điện bểtrung gian, nước đầy bơm chạy, nước cạn bơm tắt Cài đặt role time luân chuyển giữa

02 con bơm hệ lọc là 30’/30’ (bơm 01 chạy 30’ sau đó chuyển qua bơm 02) Chuyểncông tắc điều khiển 02 bơm bể điều hòa về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động máy bơm định lượng khử trùng: cài đặt bơm định lượng khửtrùng hoạt động theo bơm bể điều hòa Chuyển công tắc điều khiển bơm định lượngkhửu trùng về chế độ Auto

- Cài đặt và khởi động máy thổi khí: Cài đặt role time luân chuyển giữa 02 máy thổikhí là 01h/01h (máy 01 chạy 01h sau đó chuyển qua máy 02 chạy 01h)

1.9 Biện pháp an toàn và phòng chống cháy nổ khi thi công.

Toàn bộ công nhân trực tiếp và cán bộ chỉ đạo thi công phải tuyệt đối tuân thủcác yêu cầu sau:

- Đảm bảo 100% công nhân phải qua huấn luyện sát hạch an toàn lao động - vệsinh lao động trong năm

- Khi làm việc 100% công nhân phải mang bảo hộ lao động, khi trèo cao phảituyệt đối đeo dây da an toàn

- Đơn vị thi công phải mua bảo hiểm thân thể cho công nhân

- Quá trình làm việc phải tôn trong tuyệt đối quy trình, quy phạm, kỹ thuật thicông

- Quá trình thi công phải đảm bảo gọn gàng, sạch sẽ., các rác thải không thảibừa bãi vào kênh mương ao hồ

- Cháy xảy ra do điện: Như quá tải do sử dụng các thiết bị điện, chọn tiết diệndây dẫn, các vị trí nối điện, các chỗ tiếp xúc thường phát sinh ra tia lửa điện.

- Cháy do ma sát, va đập: Như cắt, tiện, hay và bào

- Biện pháp kỹ thuật: Áp dụng đúng đắn các tiêu chuẩn, quy phạm về phòngcháy khi tiến hành thi cô lắp đặt đúng theo quy trình công nghệ

- Biện pháp an toàn vận hành: Sử dụng bảo quản thiết bị máy móc, công trình,nguyên vật liệu, nhiên liệu trong sản xuất và sinh hoạt không để phát sinh cháy

- Các biện pháp nghiêm cấm: Cấm dùng lửa, đánh diêm, hút thuốc ở những nơicấm lửa, hoặc gần chất dễ cháy, cấm hàn điện hàn hơi ở các phòng cấm lửa Cấm tíchluỹ nhiều nguyên vật liệu, nhiên liệu, sản phẩm và chất dễ cháy

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

2.1 Tổng quan về nước thải.

2.1.1 Khái niệm.

Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã

bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng

2.1.2 Phân loại.

Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng Đócũng là cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp hoặc công nghệ xử lý Theo cách phânloại này, có các loại nước thải dưới đây:

• Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thươngmại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác

• Nước thải công nghiệp: là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nướcthải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu

• Nước thấm qua: đây là nước mưa thấm vào hệ thống cống bằng nhiều cách khácnhau qua các khớp nối, các ống khuyết tật hoặc thành của hố ga hay hố người

• Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem như nước thải tự nhiên Ở những thànhphố hiện đại nước thải tự nhiên được thu gom theo một hệ thống thoát riêng

• Nước thải đô thị: là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát củamột thành phố Đó là hỗn hợp của các loại nước thải kể trên.Theo quan điểmquản lý môi trường, các nguồn gây ô nhiễm nước còn được phân thành hailoại: nguồn xác định và nguồn không xác định

• Nguồn xác định bao gồm nước thải đô thị và nước thải công nghiệp, các cửacống xả nước mưa và tất cả các thải vào nguồn tiếp nhận nước có tổ chức qua

2.2 Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải

Để đánh giá chất lượng môi trường nước người ta phải căn cứ vào một số chỉ tiêunhư chỉ tiêu vật lý, hóa học, sinh học Qua các thông số trong nước sẽ cho phép ta đánhgiá được mức độ ô nhiễm hoặc hiệu quả của phương pháp xử lý

2.2.1 Các chỉ tiêu vật lý.

a) Nhiệt độ:

Nhiệt độ của nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết hay môitrường của khu vực Nhiệt độ nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máynhiệt điện, nhà máy điện nhân thường cao hơn từ 10 – 25oC so với nước thường

Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lý Vùng

có khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và cácquá trình phân hủy Nhưng ở những vùng nhiệt đới nhiệt độ cao của nước sông hồ sẽlàm thay đổi quá trình sinh, hóa, lý học bình thường của hệ sinh thái nước, làm giảmlượng ôxy hòa tan vào nước và tăng nhu cầu ôxy của cá lên 2 lần

b) Màu sắc:

Nước có thể có màu, đặc biệt nước thải thường có màu nâu đen hoặc đỏ nâu

- Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành

- Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hòa tan

- Nước có chất thải công nghiệp (crom, tanin, lignin)

Màu của nước thường được phân thành hai dạng; màu thực do các chất hòa tanhoặc dạng hạt keo; màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên.Trong thực tế người ta xác định màu thực của nước, nghĩa là sau khi lọc bỏ các chấtkhông tan Có nhiều phương pháp xác định màu của nước, nhưng thường dùng ởđây là phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là clorophantinat coban

c) Độ đục

Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giớithủy sinh gây ra Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởngkhả năng quang hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm thẩm mỹ và lảmgiảm chất lượng của nước khi sử dụng Vi sinh vật có thể bị hấp phụ bởi các hạt rắn lơlửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn

d)Mùi vị

Nước sạch là nước không mùi vị Khi bắt đầu có mùi thì đó là biểu hiện của hiện

tượng ô nhiễm Trong nước thải mùi rất đa dạng tùy thuộc vào lượng và đặc điểm của chấtgây ô nhiễm Một số khí sau sinh ra từ quá trình phân hủy sinh học trong nước thải cóchứa chất ô nhiễm.

2.2.2 Các chỉ tiêu hóa học và sinh học.

a) Đo PH

Giá trị pH của nước thải có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý Giá trị pHcho phép ta lựa chọn phương pháp thích hợp, hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiếttrong quá trình xử lý nước Các công trình xử lý nước bằng phương pháp sinh họcthường hoạt động ở pH từ 6,5 – 9,0 Môi trường tối ưu nhất để vi khuẩn phát triểnthường là 7 – 8 Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH khác nhau Ví dụ vikhuẩn nitrit phát triển thuận lợi nhất với pH từ 4,8 – 8,8, còn vi khẩn nitrat với pH từ6,5 – 9,3

b) Chỉ số DO (Disolved Oxygen).

DO là lượng oxi hòa tan để duy trì sự sống cho các sinh vật dưới nước Bìnhthường oxi hòa tan trong nước khoảng 8 – 10 mg/l, chiếm 70 – 80 % khi oxi bão hòa.Mức oxi hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễmchất hữu cơ, các hoạt động của thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh, hóa học vàvật lý của nước Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho cácquá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng

Phân tích chỉ số oxi hòa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánhgiá sự ô nhiễm của nước và giúp ta đề ra các biện pháp xử lý thích hợp

c)Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa - Biochemical Oxygen Denand).

Nhu cầu oxy sinh hóa hay là nhu cầu oxy sinh học thường viết tắt là BOD, làlượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là

vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa sinh học

Quá trình này được tóm tắt như sau:

Chất hữu cơ + O2 vi khuẩn H 2O +CO2 tế bào mới + sản phẩm cố định.Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất củachất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước Bình thường 70%nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo, 99% ở ngàythứ 20 và 100% ở ngày thứ 21

d) Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học – Chemical oxygen Demand)

Chỉ số COD là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu

cơ trong nước thành CO2 và H 2O bởi một tác nhân oxi hóa mạnh.

COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxy hóa bằng con đường hóa học Chỉ

số COD có giá trị cao hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không bị oxy hóabằng vi sinh vật

Có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp trắc quang với lượng dư

dung dịch K 2 Cr2 O7 là chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất hữu cơ trong môi trường axit với xúc tác là Ag2 SO4

Cr2O7+ 14 H + + 6e → 2 Cr 3+ + 7 H2O + CO 2

Hoặc: O2 + 4 H +

+ 4e → 2 H 2O

Hoặc có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp chuẩn độ Theo

phương pháp này lượng (Cr2O7) 2- dư được chuẩn bằng dung dịch Feroin Điểm tương

đồng được xác định khi dung dịch chuyển từ xanh sang nâu đỏ

6 Fe2+ + (Cr2 O7) 2- + 14 H + → 6 Fe3+ + 2

Cr 3- + 7 H 2 O

e. Chỉ số vệ sinh (E – Coli).[3]

Trong nước thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thảivùng du lịch, dịch vụ, khu chăn nuôi v.v… nhiễm nhiều vi sinh vật có sẵn trong phânngười và phân xúc vật Trong đó có thể có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh đặc biệt làbệnh về đường tiêu hóa, như tả, lị thương hàn, các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm

Ecoli là vi khuẩn phổ biến trong nước thải, nó có thể sống trong điều kiện khắcnhiệt của môi trường ngoài cũng như trong phòng thí nghiệm Chính vì vậy người ta

đã chọn E – coli là chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải

Vi khuẩn đường ruột gồm 3 nhóm:

1. Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia coli (E.coli)

2. Nhóm Streptococcus đặc trưng là Streptococcus faecalis.

3. Nhóm Clostridium đặc trưng là Clostridium perfringens.

2.3 Các phương pháp xử lý nước thải

2.3.1 Phương pháp cơ học.

a) Lọc qua song chắn rác ( xử lý sơ bộ)

Song chắn được đặt trước các công trình làm sạch hoặc có thể đặt ở các miệng

xả của các phân xưởng nếu nước thải chứa các tạp chất thô, dạng sợi

Chiều rộng mỗi khe hở của song chắn được chọn theo kích thước tạp chất cơhọc có trong nước thải, khi chọn vật liệu song chắn phải tính đến giá trị pH của nướcthải

Đây là hình thức xử lý sơ bộ Mục đích của quá trình là loại tất cả các tạp vật cóthể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm,đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện thuậnlợi cho cả hệ thống xử lý nước tự nhiên lẫn nước thải

c) Lọc

Lọc được dùng để xử lý nước thải, để tách các loại tạp chất nhỏ ra khỏi nướcthải mà bể lắng không lắng được Trong các loại phin lọc thường có các loại phin lọcdùng vật liệu lọc dạng tấm hoặc hạt Vật liệu dạng lọc có thể làm bằng tấm thép có đục

lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng thau… và cả các loại vải khácnhau (thủy tinh, amiang, bông, len, sợi tổng hợp)

Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị trương nở và bị pháhủy ở điều kiện lọc

Vật liệu lọc dạng hạt là cát thạch anh, than cốc, sỏi, đá nghiền, thậm chí cả than gỗ.Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng Quá trình lọc cóthể xảy ra dưới tác dụng của áp xuất của cột chất lỏng hay áp suất cao trước vách vật

liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc.

Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc dần dần bít các khe

hở của của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngưng chảy Do đó trong quátrình làm việc, người ta phải rửa phin lọc, lấy bớt màng bẩn phía trên, và cho nước thải

đi từ dưới lên trên để tách màng bẩn ra ngoài vật liệu lọc

2.3.2 Phương pháp hóa lý.

d) Keo tụ.

Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù có kíchthước lớn ≥ 10 2 mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng được Ta có thểlàm tăng kích cỡ của các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết vàocác tập hợp hạt để có thể lắng được Muốn vậy trước tiên ta phải trung hòa điện tíchcủa chúng, thứ đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hòa điện tích các hạtđược gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn từ các hạt nhở -quá trình keo tụ

Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối nhôm, muối sắthoặc hỗn hợp của chúng Đây là hai loại hóa chất rất thông dụng trong xử lý nước cấpnhất là xử lý nước sinh hoạt Các muối nhôm thường có:

Al2 (SO4 )3 18H 2O , NH 4 Al(SO4 )2 12H NaAlO2 Al2 (OH KAl (SO4 )2

.12H 2O chi phi thấp, hoạt động có hiệu quả cao trong khoảng pH = 5 ÷ 7,5.

Các muối sắt thường được dùng làm chất động tụ vì có nhiều ưu điểm hơn sovới muối nhôm do:

Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp

Có khoảng giá trị pH tối ưu của môi trường rộng hơn

Độ bền lớn và kích thước bông keo có khoảng giới hạn rộng của thành phần muối

Có thể khử được mùi vị khi có H 2 S

Nhưng các muối sắt có nhược điểm là chúng tạo thành các phức hòa tan có mầulàm cho nước có mầu

Dùng phèn thì phản ứng photphat kết lắng như sau:

Al 2 (SO 4 )3 + PO 3- → 2 AlPO + 3 SO 4

2-pH tối ưu = 5,6 – 8

Đây cũng là phản ứng khử P trong nước thải.

Dùng vôi để loại các muôi bicacbonat, cacbonat, photphat và magie Dùngmuối clorua hoặc sunfat sắt (III) để loại photphat:

FeCl3 + H 2O + PO 3- → FePO4 + 3 Cl + H 2O

Dùng natri aluminat để loại photphat:

Na2Al24 + 2 PO4 + H2O → 2 AlPO4 + NaOH + OH

-Những chất kết lắng thành bùn và trong bùn có chứa nhiều hợp chất khó tan.Việc sử dụng bùn làm phân bón cần phải xem xét, cân nhắc, vì bùn này có thể làm chocây trồng khó tiêu hóa

e) Hấp phụ.

Hấp phụ là phương pháp được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏicác chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi trong nướcthải có chứa hàm lượng rất nhỏ các chất đó Những chất này thường không phân hủycon đường sinh học và thường có độc tính cao Nếu các chất này bị hấp phụ tốt và khichi phí riêng lượng chất hấp thụ không lớn thì việc ứng dụng phương pháp này là hợp

lý hơn cả

Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét, silicagen, keo nhôm,một số chất tổng hợp hoặc chất thải sản xuất như: xỉ, mạt sắt… trong số này than hoạttính là được dùng phổ biến nhất Than hoạt tính có hai dạng: bột và hạt đều được dùng

để hấp phụ Lượng chất hấp phụ này phụ thuộc vào khả năng hấp phụ của từng chất vàhàm lượng chất bẩn trong nước Phương pháp này có thể hấp phụ được 58 – 95% cácchất hữu cơ và màu Các chất hữu cơ có thể bị hấp phụ được tính đến là phenol,ankybenzen, sulfonic axit, thuốc nhuộm các hợp chất thơm Đã có những ứng dụngdùng than hoạt tính hấp phụ thủy ngân và những thuốc nhuộm khó phân hủy, nhưngtốn kém làm cho quá trình không kinh tế

Phương pháp hấp thụ có tác dụng tốt trong việc xử lý nước thải chứa các chấthữu cơ các kim loại nặng và màu Để loại bỏ các kim loại nặng, các chất vô cơ và hữu

cơ độc hại hiện nay người ta có thể sử dụng than bùn hoặc một số loài thực vật nướckhác như bèo tây

Ưu điểm của phương pháp này là có hiệu quả cao, có khả năng xử lý nhiều chấttrong nước thải và có thể thu hồi các chất này

f)Trao đổi ion.

Trao đổi ion là quá trình tương tác của dung dịch với pha rắn có tính chất traođổi ion chứa nó bằng các ion khác có trong dung dịch Bằng cách này người ta có thểloại đi một số ion trong dung dịch nước

Phương pháp này được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải khỏi cáckim loại như: Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Hg, Cd, V, Mn…, cũng như các hợp chất của asen,phôtpho, xyanua, và các chất phóng xạ, khử muối trong nước cấp, cho phép thu hồicác chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao Vì vậy nó được áp dụng rộng rãi đểtách muối trong xử lý nước và nước thải

2.3.3 Phương pháp hóa học.

Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxihóa khử Tất cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên kinh phí cao.Người ta sử dụng phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thốngcấp nước khép kín Đôi khi các phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lýsinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối đểthải vào nguồn nước

g) Phương pháp trung hòa.

Nước thải chứa các chất vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa pH về khoảng 6,5

÷ 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo

h) Phương pháp oxi hóa và khử.

Để làm sạch nước tự nhiên và nước thải người ta có thể dùng các chất oxi hóanhư Clo dạng khí và dạng lỏng,

CaOCl2 , Ca(ClO)2 , và NaKMnO4 , K 2 CrO7 , H 2O2 , O2 , O3 , MnO2 …

Trong quá trình oxi hóa, các chất độc hại trong nước thải chuyển thành các chất

ít độc hơn và tách ra khỏi nước Quá trình này tiêu tốn một lượng lớn các tác nhân hóahọc, do đó oxi hóa hóa học chỉ được dùng để loại các tạp chất gây nhiễm bẩn trongnước mà không thể tách bằng phương pháp khác như xyanua hay hợp chất hòa tan của As

2.3.4 Phương pháp sinh học.

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng sống và hoạtđộng của vi sinh vật có tác dụng phân hóa những chất hữu cơ Do kết quả của quá trìnhsinh hóa phức tạp mà những chất bẩn hữu cơ được khoáng hóa và trở thành nước,những chất vô cơ và những chất khí đơn giản