Hệ thống Xử lý nước thải - nhà máy xi măng

Phương án công nghệ đối với bơm định lượng hoá chất chống cáu cặn và ăn mòn như sau: Ban đầu lượng nước 1000m3 trong bể 713.TK1 sẽ được hoà đủ lượng hoá chất chống ăn mòn và chống cáu c

THUYẾT MINH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC NHÀ MÁY XI MĂNG.

MỤC LỤC:

I Hướng dẫn vận hành hệ thống lọc nước đầu vào và lọc tuần hoàn

II Hướng dẫn và thuyết minh công nghệ hệ thống xử lý hoá chất.III Hướng dẫn vận hành tủ điện điều khiển hệ thống xử lý nước

IV Hướng dẫn vận hành SCADA hệ thống xử lý nước

V Hướng dẫn hiệu chỉnh và đặt chế độ cho thiết bị đo pH và các bơm định lượng

I HỆ THỐNG LỌC NƯỚC.

Chi tiết bình lọc nước được minh hoạ như hình dưới đây:

Chế độ lọc nước :

Ở chế độ lọc nước trạng thái các van như sau:

- Van số 1 và số 2 mở ra (chỉ thị O)

- Van số 3 và số 4 đóng lại (chỉ thị S)

- Trong quá trình lọc cần mở van xả khí dư tại đỉnh tháp để không khí còn trong phần đỉnh tháp có thể thoát ra ngoài giúp quá trình lọc được trơn tru Sau khi hết khí dư có thể đóng van lại để tránh nước lọc có thể theo đường khí thoát ra ngoài

Trong chế độ lọc Bụi bẩn sẽ được giữ lại trong các tầng cát Khi thời gian lọc nhiều, khối lượng bụi bẩn tăng lên gây ra áp lực cản trở quá trình lọc Khi đó ta phải có quá trình sục khí và rửa lọc

- Van tay DN 50 tại đầu ra của quạt thổi khí phải đóng lại

- Thời gian mở tự do van số 4 khoảng 5 phút để áp lực nước dư xả hết

ra ngoài, tránh nước xông ngược vào quạt thổi khí Nếu nhìn bằng mắt thường tại cửa xả ta sẽ thấy ban đầu nước xả ra rất mạnh sau đó yếu dần Nước dư xả hết là đạt yêu cầu để bắt đầu sục khí

- Khi sục khí vào bể nào thì mở van cổng tương ứng với bể đó Tránh trường hợp bịt cả 03 van cổng sẽ gây ra hiện tượng nóng máy thổi khí

Khi mọi thứ đã sẵn sàng Việc vận hành máy thổi khí được thực hiện trên màn hình SCADA hoặc từ tủ điều khiển Quá trình chạy máy sục khí chỉ tiến hành khoảng 5 phút là đạt yêu cầu Sau đó tiến hành các thao tác sau để đi tiếp qua quá trình rửa lọc

- đóng các van cổng dẫn khí vào các bình vừa sục khí

- mở van tay DN 50 tại đầu ra của máy thổi khí để tránh nước xông ngược

- Mở van điện số 3 để cho nước rửa lọc có thể đi qua bình lọc khi đó van 3 và 4 mở còn van 1 và 2 đóng.

Chế độ rửa lọc:

Chế độ rửa lọc bằng tay:

Khi chuyển sang chế độ rửa lọc cần lưu ý:

- Quạt thổi khí dừng (off)

- Van 3,4 mở (xem vị trí trên hình vẽ minh hoạ)

Theo khuyến cáo của nhà cung cấp, nên tiến hành kiểm tra và rửa lọc theo định kỳ

Chế độ tự động cảnh báo yêu cầu rửa lọc :

Ở chế độ này, tín hiệu áp suất của đỉnh téc lọc nước ( khi áp suất đỉnh téc lọc cao hơn 3,5 bar ) sẽ được gửi về trung tâm điều khiển Tín hiệu này thể hiện rằng téc lọc đã bị bẩn cẩn được rửa lọc, sau khi kiểm tra đủ các điều kiện để tiến hành chuyển từ chế độ lọc nước sang chế độ rửa lọc, người vận hành sẽ tiến hành các bước rửa lọc theo quy trình.

II HỆ THỐNG XỬ LÝ HOÁ CHẤT.

Sơ đồ minh hoạ hệ thống như hình bên dưới:

1./ Hóa chất chống cáu cặn và ăn mòn.

a) Nguyên nhân gây nên hiện tượng cáu cặn

Nước từ bể 713.TK1 qua bơm cấp nước sản xuất 713.WP2, 713.WP3 đến các phần thiết bị cần làm mát trong dây truyền công nghệ của Nhà máy Xi măng như trạm nghiền, sấy, các thiết bị trao đổi nhiệt, làm mát ổ trục v.v Các nước cấp làm mát phần lớn được thu hồi lại qua bể chứa nước nóng 713.TK3 sau đó được làm mát đưa về bể 713.TK1 Như vậy lượng nước lưu thông ở đây chủ yếu là lượng nước tuần hoàn, thu hồi từ các công đoạn sản xuất.

Cáu cặn trong hệ thống được hình thành do trong nước có chứa các thành phần Ca++ và Mg++ như CaCO3, CaSO4 v.v nên xảy ra hiện tượng kết tủa tạo thành cáu cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt Các cáu cặn này làm giảm hiệu quả của nước làm mát Do đó cần phải có hoá chất để xử lý cáu cặn này

Phần lớn cáu cặn là CaCO3 Canxi cacbonat sẽ chuyển từ dạng hoà tan sang dạng không tan khi nhiệt độ nước tăng lên

Cáu cặn dạng CaSO4 không phổ biến như CaCO3 nhưng nó cũng là thành phần gây nên sự cáu cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt, nguyên nhân là do nước có chứa

muối Sulphat và xử lý pH bằng H2SO4 để trung hoà nước Mặc dù hàm lượng không lớn nhưng nếu cáu cặn CaSO4 hình thành thì rất khó khăn để loại bỏ nó.Chất cáu bẩn là các vật rắn nhưng không phải loại cáu cặn đã nêu nhưng tồn tại trong hệ thống ở dạng lơ lửng và được đưa và hệ thống từ nước cấp bổ sung ví

dụ cát, sạn, bùn, vi khuẩn.v.v Các chất cáu bẩn này có khuynh hướng bám chặt vào bề mặt trao đổi nhiệt, ngăn cản quá trình trao đổi nhiệt và dòng chảy của nước

b) Tác hại của cáu cặn

- Giảm hệ số trao đổi nhiệt, giảm hiệu suất làm việc, gây ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất

- Tăng chi phí nhiên liệu

- Gây biến dạng các thiết bị công nghệ

- Tăng chi phí bảo dưỡng thiết bị

- Giảm tuổi thọ của thiết bị

• Phương pháp kiểm soát và loại bỏ cáu cặn.

Chúng tôi đề suât phương án sử dụng chế phẩm hóa chất chống cáu cặn và

ăn mòn AmTreat 1250 của hãng AMSOLV-USA.

Hoá chất AmTreat 1250 là chế phẩm đậm đặc chống cáu cặn và ăn

mòn.Chế phẩm này được thiêt kế để sủ dụng cho hầu hết các loại hệ thống nước lạnh tuần hoàn

AmTreat 1250 đươc sử dụng để kiểm soát vấn đề ăn mòn và cáu cặn trong

các hệ thống nước lạnh tuần hoàn khi nước cấp đầu vào có độ cứng và độ cứng

và độ ăn mòn cao,nâng cao tuổi thọ và hiệu suât của hệ thống

AmTreat 1250 là một chế phẩm hỗn hợp chuyên dụng giữa hợp chất hữu

cơ,hợp chất polymer chống cáu cặn,các hợp chất phân tán và chất bùn dính bám nhằm hạn chế đến mức tối thiểu sự bám dính cáu cặn như cặn silic, cặn canxi,sắt và càc chất hữu cơ.Nó cũng chứa các thành phần tạo thành lớp màng

bảo vệ chống ăn mòn cho các kim loại yếu và bề mặt sắt Amtreat 1250 là chế phẩm không chưa crôm và chì AmTreat 1250 là chế phẩm thân thiện môi

trường,không gây tác hại với ngươi sử dụng

• Tính toán để cấp lượng hoá chất chống cáu cặn và ăn mòn Amtreat

1250 cho hệ thống và phương án công nghệ.

Bằng phương pháp tính toán và theo kinh nghiệm qua các nhà máy xi măng

liều lượng sử dụng bơm vào bể chứa, sử dụng AmTreat 1250 với liều lượng là

35 ppm (0,035kg/ m3) dựa vào lượng nước cấp bổ sung nước sản xuất (hay

chính là lượng nước thất thoát) và chất lượng nước trong bể 713.TK1

Chúng tôi đưa ra phương án tính toán sơ bộ như sau (Tính với công suất trung bình):

- Lượng hoá chất sử dụng trong 1h:

18 m3/h x 0.035 kg/m3 = 0.63 kg/h Tương đương 0.59l/h (tỷ khối hóa chất/ H2O là 1,06 )

- Lượng hoá chất sử dụng trong 1 ngày (20h làm việc cao điểm trong 1 ngày):

- Bình định lượng là loại có dung tích 400l (Đủ cung cấp hoá chất trong hơn 30 ngày)

Phương án công nghệ đối với bơm định lượng hoá chất chống cáu cặn và ăn mòn như sau:

Ban đầu lượng nước 1000m3 trong bể 713.TK1 sẽ được hoà đủ lượng hoá chất chống ăn mòn và chống cáu cặn cần thiết Trong quá trình sản xuất sau

đó khi lượng nước trong bể chứa hao hụt đến một mức độ nhất định (do nhiều nguyên nhân như đã trình bày ) Thiết bị đo mức nước trong bể chứa 713.TK1

sẽ báo lên bộ điều khiển trung tâm, Bơm nước bổ xung 713-WPA (713-WPB dự phòng) sẽ bơm nước bổ xung từ bể 713.TK7 tới bể 713.TK1 Thiết bị đo lưu lượng 713-FM1 sẽ truyền tín hiệu về lượng nước cấp bù lên bộ điều khiển (PLC-S7 300) Người vận hành ( ở chế độ vận hành bằng tay ) hoặc trung tâm điều

khiển ( ở chế độ vận hành tự động – Lưu ý ở chế độ này thì phải chuyển bơm định lượng sang chế độ hoạt đông 4-20mA) sẽ thực hiện chạy bơm định lượng

bổ sung( lưu lượng đã được tính toán từ trước ) Khi nước bơm bù vào đã đủ, thiết bị báo mức nước tại bể 713.TK1 sẽ chuyển tín hiệu lên trung tâm điều khiển

để ngừng bơm Khi đó lưu lượng nước bơm bù đo được tại thiết bị đo lưu lượng 713-FM1 là 0m3/giây và tín hiệu báo lên sẽ ngừng bơm định lượng tương ứng

Như vậy bơm định lượng hoá chất chống cáu cặn và ăn mòn hoạt động theo tín hiệu của thiết bị đo lưu lượng nước 713-FM1 Hàng tháng nhà cung cấp hoá chất sẽ đến lấy mẫu nước kiểm tra và đưa ra quyết định bơm thêm hoá chất hoặc điều chỉnh lại lưu lượng cho phù hợp

2./ Hóa chất chống rong rêu và vi sinh vật

a) Nguyên nhân sự phát triển vi sinh vật

Do những nơi nước làm mát đi qua là nơi có môi trường nóng ẩm, rất thuận lợi cho các vi sinh vật phát triển tạo thành các rong rêu, tảo v.v Bể chứa nước đi làm mát tuần hoàn là sự phát triển của rong rêu và vi sinh vật xâm nhập

từ bên ngoài vào sau một thời gian sử dụng

b) Tác hại của rong rêu và vi sinh vật

- Các vi sinh vật tạo thành khối đủ lớn để gây tắc nghẽn dòng chảy trong thiết bị gây giảm hiệu suất trao đổi nhiệt,đồng thời làm giảm tuổi thọ của thiết bị

- Ngoài ra vi sinh vật có thể làm gắn kết các tác nhân gắn kết các chất tạo huyền phù rắn, cặn rỉ của quá trình ăn mòn, tạo thành khối cặn lớn dính chặt với nhau Khối cặn bám này có thể gây bám dính hoặc gây tắc ống của bộ phận trao đổi nhiệt làm giảm hiệu suất và gây ra quá trình ăn mòn

- Giảm hiệu suất làm mát cho hệ thống làm mát do hình thành các lớp cặn bám trên thành ống Việc này về lâu dài sẽ giảm hiệu suất của các phần liên quan khác

c) Phương pháp.

-Chúng tôi đề xuất phương án sử dụng chế phẩm hóa chất chống rong rêu và vi sinh vật Antimicrobials 8536 của hãng DOW- USA.

- Antimicrobials 8536 chế phẩm này có khả năng kiểm soát rất nhiều loài vi

sinh bao gồm vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí, tảo, mốc, nấm trong các hệ thống lạnh tuần hoàn trong thương mại và trong công nghiệp.Trước khi sử dụng cần phải

làm sạch hệ thống khỏi rong rêu tảo,cặn vi sinh và các loại cặm khác Hoá chất

sử dụng theo chu kỳ 2 lần/ 1 tuần

-Liều lượng sử dụng trong lần đầu tiên : 8kg (tương đương 9,12 lit) dung dịch cho 1000 m3 nước của hệ thống, sử dụng lại liều lượng này cho đến khi kiểm soát được hiện tượng rong rêu.Liều lượng cho lần sử dụng tiếo theo : cấp gián đoạn 8 ppm trong chu kỳ 2 – 5 ngày, phụ thuộc vào lượng nước thất thoát của

hệ thống và tình trạng vi sinh vật

d) Tính toán liều lượng hoá chất và phương án công nghệ.

-Lần đầu tiên : Liều lượng sử dụng hóa chẩt sử dụng lần đầu tiên được tính

bằng 30 ppm ( 0,03kg/m3 ) so với tổng lượng nước trong hệ thống:

0,03 kg/m3 x 1000 m3 = 30 kg tương đương 26,3 lít ( tỷ khối hóa chất / H2O là 1,14 )

- Hoá chất Antimicrobials 8536 đề nghị sử dụng với liều lượng 8 ppm (0.008

kg/m3) trên tổng lượng nước của hệ thống với mật độ cấp 2 lần/1 tuần

Lượng hóa chất sử dụng trong 1 lần cấp:

0.008kg/m3 x 1000m3 = 8 kg/lần tương đương 7,0 lít

Lượng hóa chất sử dụng trong 1 tháng:

8kg/lần x 2 lần/tuần x4tuần/tháng=64 kg/tháng

Tank hoá chất sử dụng là loại 400lit

Liều lượng cài đặt và thời gian bơm của từng bơm sẽ được nhà cung cấp hoá chất đưa ra khi chạy thử thiết bị dựa theo liều dùng và độ đậm đặc của dung dịch

Phương án công nghệ đối với bơm định lượng hoá chất chống rong rêu và vi sinh vật như sau :

Bơm định lượng có lưu lượng là 155l/h được điều khiển bởi người vận hành tại phòng tâm điều khiển hoặc tự động chạy theo chu kỳ đã được cài đặt ( ở chế độ tự động ) Bơm hoá chất được chạy định kỳ hai lần trong 1 tuần (mỗi lần chạy trong thời gian khoảng 2,5 phút) Việc điều chỉnh thời gian cấp hoá chất được thực hiện bằng tay hoặc tại hệ thống máy tính trung tâm

Sau thời gian định kỳ 01 tháng, nhà cung cấp hoá chất sẽ lấy mẫu và phân tích từ đó sẽ có sự điều chỉnh công thức tính tại trung tâm điều khiển Việc điều chỉnh tự động hoàn toàn theo chu trình khép kín là không thể vì không có

loại dụng cụ nào đo đạc được sự phát triển phức tạp của nhiều loại vi sinh vật sống trong bể nước theo thời gian biến đổi.

• Giải pháp

Giải pháp sử dụng hoá chất H2SO4 loãng 5% để điều chỉnh pH cho phù hợp

• Tính toán liều lượng và phương án công nghệ

Bơm định lượng điều chỉnh độ pH hoạt động theo thông số đo được từ sensor đo độ pH Tín hiệu đo nồng độ pH của sensor đo pH sẽ được truyền tới trung tâm điều khiển Người vận hành( ở chế độ vận hành bằng tay ) hoặc trung tâm điều khiển xử lý nước ( ở chế độ vận hành tự động )

sẽ quyết định khi nào cần bổ sung thêm H2SO4 và với lưu lượng tương ứng

Cụ thể, khi tín hiệu pH đo được >8, người vận hành ( ở chế độ vận hành bằng tay ) hoặc hệ thống điều khiển sẽ khởi động chạy bơm định lượng axit theo lưu lượng đã tính toán ( xem bảng tính toán theo thực nghiệm) đến khi tín hiệu pH đo về = 7,5 thì dừng bơm định lượng

Bảng tra khối lượng Axit H2SO4 trung hòa cần cho vào bể TK1 ( 1000m3 )

STT pH trước khi

bơm hóa chất

pH sau khi bơm hóa chất

Lượng dd Axit H2SO4 98%

Lượng dd Axit

2 8,0 7,5 7lit (12,9kg ) 258lit

4./ Hóa chất Javen xử lý nước sinh hoạt

Tính toán liều lượng và phương án công nghệ.

Phương pháp diệt khuẩn cho nước sinh hoạt là dùng hóa chất javen 10% Liều lượng sử dụng theo kinh nghiệm và khảo sát thực tế là 40ppm (0.04kg /m3~ 0,04 lit/m3)

Bơm định lượng nước Javen được điều khiển thông qua tín hiệu chạy của bơm nước sinh hoạt 713-WP6 hoặc 713-WP7 (dự phòng) Mỗi khi trung tâm điều khiển nhận được tín hiệu chạy của bơm bù nước sinh hoạt, Ở chế độ chạy bằng tay người vận hành sẽ cho chạy bơm định lượng chất khử trùng với liều lượng được tính toán từ trước (chạy bằng tay) hoặc trong chế độ chạy tự động, bơm định lượng javen sẽ tự động chạy với lưu lượng cố đinh ( Liều lượng được đặt là

khoảng 40ppm ( 0,04 kg/m3 ) dung dịch javen 10% ) khi bơm bù nước sinh hoạt

5./ Phương pháp điều chỉnh liều lượng hoá chất thực tế

Đối với hệ thống bơm định lượng hoá chất chống cáu cặn và ăn mòn hoạt động liên động với thiết bị đo lưu lượng 713-FM1 Hàng tháng nhà cung cấp hoá chất sẽ lấy mẫu để phân tích chất lượng nước từ đó quyết định có đưa ra liều lượng dùng mới hay không Thông thường liều lượng của loại hoá chất này ít khi thay đổi Trong trường hợp thay đổi liều lượng, người vận hành sẽ điều chỉnh tai bơm hoặc tại trung tâm điều khiển

Đối với hệ thống bơm định lượng hoá chất chống rong rêu và vi sinh vật được chạy khoảng 2 lần 1 tuần, 2,5 phút/ 1 lần chạy Hàng tháng sau khi lấy mẫu kiểm tra nước, nhà cung cấp hoá chất sẽ quyết định có thay đổi mật độ chạy bơm hay liều lượng mỗi lần chạy hay không

Hệ thống bơm định lượng chất điều chỉnh độ pH cho nước làm mát ccoong nghiêp được xem xét để điều chỉnh hàng tháng trên giao diện của trung tâm vận hành.

Liều lượng cài đặt và thời gian bơm của từng bơm sẽ được nhà cung cấp hoá chất đưa ra khi chạy thử thiết bị dựa theo liều dùng và độ đậm đặc của dung dịch

Hệ thống bơm định lượng chất diệt khuẩn cho nước sinh hoạt cũng được xem xét để điều chỉnh hàng tháng trên giao diện của trung tâm vận hành

Liều lượng cài đặt và thời gian bơm của từng bơm sẽ được nhà cung cấp hoá chất đưa ra khi chạy thử thiết bị dựa theo liều dùng và độ đậm đặc của dung dịch

III HỆ THỐNG TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN.

Đây là tủ điện cấp nguồn và điều khiển cho quạt thổi khí, các bơm đinh lượng, các van điện và hệ thống Scada của hệ thống xử lý nước Hệ thống có thể được vận hành bằng tay tại tủ khi chuyển sang chế độ Manual, còn khi chuyển sang chế độ Auto, hệ thống tủ điệnchỉ hiển thị trạng thái của các thiết bị, bao gồm tín hiệu báo chạy, dừng và lỗi

Cấp nguồn cho toàn bộ hệ thống tủ: Đóng attomat Q1 ( xem bản vẽ

thiết kế điện - XMTN-PS-WS0509 trang 02 )

Cấp nguồn cho hệ thống tủ UPS và SCADA: Đóng attomat Q2 ( xem

bản vẽ thiết kế điện - XMTN-PS-WS0509 trang 03 )

Cấp nguồn và điều khiển quạt thổi khí 713-BL1.M01: Đóng attomat Q1

( xem bản vẽ thiết kế điện - XMTN-PS-WS0509 trang 04 ) Ở chế độ điều khiển bằng tay, chuyển công tác chọn chế độ Man-Auto sang vị trí Man, sau đó chúng

ta có thể điều khiển ON-OFF bằng các nút nhấn tại tủ Còn khi chuyển sang chế

độ Auto, chúng ta chỉ có thể điều khiển qua hệ thống Scada

Cấp nguồn và điều khiển các Bơm đinh lượng WT4.D01, WT5,D01, 713-WT6.D01, 713-WT7,D01: Đóng attomat Q1 ( xem bản vẽ thiết kế

713-điện - XMTN-PS-WS0509 trang 05,06,07,08 ) Ở chế độ điều khiển bằng tay, chuyển công tác chọn chế độ Man-Auto sang vị trí Man, sau đó chúng ta có thể điều khiển ON-OFF bằng các nút nhấn tại tủ Còn khi chuyển sang chế độ Auto, chúng ta chỉ có thể điều khiển qua hệ thống Scada

Cấp nguồn và điều khiển các van điện 713-WT1.S01, 713-WT1.S02, 713-WT1.S03, 713-WT1.S04, 713-WT2,S01, 713-WT2,S02, 713-WT2,S03, 713- WT2,S04, 713-WT3.S01, 713-WT3.S02, 713-WT3.S03, 713-WT3.S04 : Đóng

attomat Q1 ( xem bản vẽ thiết kế điện - XMTN-PS-WS0509 trang 09 đến trang

20 ) Ở chế độ điều khiển bằng tay, chuyển công tác chọn chế độ Man-Auto sang vị trí Man, sau đó chúng ta có thể điều khiển ON-OFF bằng các nút nhấn tại tủ Còn khi chuyển sang chế độ Auto, chúng ta chỉ có thể điều khiển qua hệ thống Scada