BTL ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN Tự Động Hóa hệ thống xử lý Nước thải trong tòa Nhà

Tự Động Hóa hệ thống xử lý Nước thải trong tòa Nhà. Xử lý hệ thống nước thải trong nhà máy sản xuất Bia. Tự Động Hóa hệ thống xử lý Nước thải trong tòa Nhà. Xử lý hệ thống nước thải trong nhà máy sản xuất Bia. Tự Động Hóa hệ thống xử lý Nước thải trong tòa Nhà. Xử lý hệ thống nước thải trong nhà máy sản xuất Bia.

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN MÔN: ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN

ĐỀ TÀI : TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA MỘT NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP

Lớp: Đại học công nghệ kỹ thuật điện 4.

Khóa:10

Khoa: Điện.

Giáo viên hướng dẫn : Mai Thế Thắng

Đề tài Sinh viên thực hiện về: Tự động hóa trong hệ thống xử lý nước thải của nhà máy

sản xuất Bia

Sinh viên thực hiện: Nhóm 7

Nguyễn Văn Quang

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH BIA

1.1.Giới thiệu sơ lược 3

1.2 Quy trình sản xuất nhà máy bia 4

1.3 Các dạng chất thải trong sản xuất bia 7

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 2.1 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải trên thế giới 8

2.2 Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải 9

2.3 Khả năng áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia 12

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3.1 Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 13

3.2 Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự động hoá 13

3.3 Thiết kế các chức năng hệ thống tự động hoá xử lý nước thải 15

3.4 Lưu đồ hoạt động của hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải 18

3.5 Lựa chọn công nghệ và thiết kế mô hình hệ thống tự động hoá 25

3.6 Giới thiệu các thiết bị chính trong hệ thống tự động hoá 30

3.7 Thiết kế phần mềm SCADA (Superviser Control And Data Aquisision) cho hệ thống TĐH 35

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ ÁP DỤNG TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

4.1 Tính ưu việt của tự động hoá về mặt kinh tế - kỹ thuật 39

4.2 Các chỉ số về hiệu quả kinh tế của tự động hoá 40

4.3 Tính toán hiệu quả kinh tế 41

Phụ lục

Từ viết

tắt

viết tắt

HTXLNT Hệ thống xử lý nước thải B Blower (máy thổi khí)

HTTĐH Hệ thống tự động hoá FL Flow (lưu lượng)

DP Dosing Pump (bơm định lượng)

SP Sludge Pump (bơm bùn)

D Decanter (máy ép bùn)

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây nền công nghiệp thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng phát triển không ngừng Kinh tế phát triển, thu nhập được nâng cao, đời sống người dân

được cải thiện… Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đạt được thì chúng ta đang phải đốimặt với một vấn đề mang tính toàn cầu và đe dọa đến sự sống,đó là vấn đề ô nhiễm môi trường Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đang trở nên rất bức xúc không những cho mỗi quốc gia mà còn cho toàn nhân loại, trong đó hoạt động sản xuất công nghiệp được xác định là một trong những nguyên nhân ô nhiễm chính Vì vậy vấn đề bảo vệ môi trường

là vấn đề toàn cầu, là quốc sách của hầu hết các quốc gia trên thế giới Trong giai đoạn hiện nay, sự toàn cầu hóa và hợp tác quốc tế để cùng nhau phát triển là rất cần thiết cho mỗi quốc gia và Việt Nam cũng không nằm ngoài xu thế đó

Trong xu thế phát triển chung đó, ngành công nghiệp Rượu- Bia- Nước giải khát, không những vừa mang lại lợi nhuận cao mà còn đóng góp đáng kể cho ngân sách của nhànước Vì thế đã có nhiều nhà máy bia được xây dựng Những nhà máy sẽ góp phần giải quyết việc làm cho các lao động, không chỉ lao động trực tiếp trong nhà máy mà còn các lao động ở các mạng lưới phân phối và tiêu thụ sản phẩm; đồng thời đóng góp một phần không nhỏ cho ngân sách nhà nước Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, các loại chấtthải (đặc biệt là nước thải) phát sinh từ hoạt động sản xuất tại nhà máy có tác động tiêu cực tới hệ sinh thái và môi trường xung quanh Do đó, vấn đề quan tâm nhất là nguồn nước thải từ quá trình sản xuất bia cần phải được xử lý một cách hiệu quả

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHÀNH BIA

1.1.Giới thiệu sơ lược

- Bia là một trong các đồ uống lâu đời nhất mà loài người đã tạo ra, có niên đại ít nhất

là từ thiên niên kỷ 5 TCN

- Bia là thức uống phù hợp với mọi người, có độ cồn thấp, bọt mịn xốp, có hương vị

đặc trưng Có thể dễ dàng nhận ra một sản phẩm bia bởi màu sắc, hương vị (được tạo

ra từ các chất chiết trong nguyên liệu cồn, CO2 và các sản phẩm lên men khác) Đặc biệt là tác dụng giảm nhanh cơn khát cuả người uống do bia đã bão hòa CO2

- Ngày nay, bia đã trở nên phổ biến trong cuộc sống Bất kì lúc nào, ở mọi nơi ta đều bắt gặp bia với các dạng thành phần khác nhau, hoặc các biểu tượng, chương trình

quảng cáo về bia Bia được sản xuất ra ngày càng nhiều, đa dạng và rất nhiều biện

pháp công nghệ sản xuất bia đã ra đời mang đặc trưng của từng hãng, từng quốc gia

- Xét riêng ở Việt Nam sản lượng bia mỗi năm một tăng, hàng năm lại có các nhà máybia mới ra đời với công nghệ mới, đó là chưa kể tới các phân xưởng bia cỡ nhỏ hàng năm cũng góp phần cung cấp bia cho thị trường Tuy vậy, bình quân lượng bia cho

một người dân mỗi năm của nước ta chỉ đạt khoảng 2-4 lít, một con số khá nhỏ bé so với bình quân đầu người ở các nước khác : Đức (khoảng 150 lít/người/năm)

- Nhưng sự xuất hiện của nhiều nhà máy sản xuất bia thì các loại chất thải ra trong

qui trình sản xuất bia cũng không ngừng tăng lên gây ô nhiềm nặng nề đối với môi

trường vì vậy việc thiết kế các hệ thống xử lý nước thải trong nghành sản xuất bia là một trong những vấn đề tất yếu không thể thiếu cho việc bảo vệ môi trường cùng với các hoạt động thiết thực đối với môi trường sẽ đảm bao sự phát triển bền vững cũa xã hội loài người.

1.2.Quy trình sản xuất của nhà máy bia.

1.2.1 Nguyên liệu chính.

Bia được sản xuất từ : Matl ( đại mạch nảy mầm ) ,gạo tẻ, hoa houblon, nước,

nấm men Hiện nay, nguyên liệu chính để sản xuất bia là matl đại mạch và houblon

đều phải nhập ngoại ( 60%-70%)

1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất bia

1 Chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu được chuyển vào kho bảo quản của nhà máy theo số lượng mẻ nấu mỗi ca

về tập kết tại phân xưởng nấu Malt và gạo được xay nghiền nhỏ đến kích thước tiêu chuẩn.Thiết bị dùng để nghiền malt là máy nghiền trục hoặc nghiền búa

4 Lọc dịch đường, nấu hoa, lắng cặn, làm lạnh

Dịch đường được bổ sung hoa houblon và nâng nhiệt độ lên 100oC Bã lọc được rửa bằng nước nóng ở nhiệt độ 75- 80oC Sau nấu hoa, dịch đường được bơm sang thùng xoáy lốc để tách bà hoa và cặn lắng Sau đó được làm lạnh nhanh để hạ nhiệt độ xuống 8-10oC

và được bổ sung oxy với lượng 30 – 35 ml khí /lit dịch ( tạo điều kiện thuận lợi cho nấm men phát triển ) rồi chuyển vào thiết bị len men

5 Quá trình lên men

Đây là quá trình quan trọng nhất trong công nghệ sản xuất bia, thực chất đây là quá trình lên men rượu :

C6H12O6 2C2H5OH +2CO2 Điều kiện lên men :

14-16oC với áp suất khống chế ở mức 1,3-1,5bar Ở giai đoạn này, tận thu men chính

có chất lượng tốt đê cấp men giống.

Lên men phụ (tàng trữ): nhiệt độ 5 -10oC, thời gian:20 – 50 ngày để trong thùng, số ngày tàng trữ càng lớn, chất lượng bia càng tốt Chuyển hóa được triệt để đường thành rượu Hai giai đoạn có thê tiến hành 1 hoặc 2 thiết bị

6 Lọc bia

Mục đích của quá trình lọc bia là tách các hạt cặn, tạp chất còn sót lại trong bia, làm tăng độ trong của bia và làm tăng thời gian bảo quản.Thiết bị lọc có thể là lọc khung bản với chất trợ lọc là diatomit

7.Bão hòa CO2 và chiết bia

Từ thùng chứa bia trong, bia có thể được bão hòa thêm CO2 với lượng nhât định ( có tác dung giải khát ) rồi đưa đi chiết chai, chiết bom hoặc đóng lon

Bao bì được rửa ,sau đó chiết, đóng nắp, thanh trùng, kiểm tra, dán nhãn, đóng két và xuất xưởng

Sơ đồ: hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia

1.3 Các dạng chất thải trong sản xuất bia.

1.3.1 Khí thải

- CO2 từ các thùng lên men – khá sạch ( là CO2 thực phẩm ) thu hôi

- Các chất khí và bụi ô nhiễm phát sinh chủ yếu do đốt nhiên liệu than ,dầu ở lò hơi gồm :SO2 , NOx ,CO2 ,CO, bụi than xử lý bằng xyclon bụi sau đó hấp phụ

- Bụi từ khâu xay, nghiền nguyên liệu có thể khắc phục bằng cách sử dụng phương

pháp xay ướt, lọc bằng túi vải hoặc bao che kín hệ thống nghiền và tải liệu

- Ngoài ra các khí NH3, Freon có thể sinh ra khi hệ thống máy lạnh bị rò rỉ

Bảng 2 Lượng chất thải rắn phát sinh khi sản xuất 1 lit bia

- Xỉ than ( lò hơi): sản xuất vật liệu xây dựng, làm đường, xây dựng

- Bã bia, bã men : làm thức ăn gia súc dưới dạng sinh khối

Nếu men bia chất lượng tốt (chứa vitamin và đạm rất nhiều ): sử dụng 30% làm men giống còn lại làm thức ăn gia súc

- Bã lọc bia: chủ yếu chứa chất trợ lọc phân bón, chôn lấp

- Chon, lon hỏng, vỏ đựng , hộp giấy tận thu, tái chế

1.3.3 Nước thải:

Vấn đề môi trường lớn nhất trong nhà máy bia là lượng nước thải rất lớn chứa nhiều chất hữu cơ (tinh bột, xenluloza, các loại đường, axít, các hợp chất phốt pho, nitơ ), pH cao, nhiệt độ cao

Thành phần nước thải nhà máy bia vượt rất nhiều lần mức cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam, cần phải qua xử lý

Lưu lượng và đặc tính dòng nước thải trong công nghệ sản xuất bia còn biến đổi theo quy

mô, sản lượng và mùa sản xuất Tại Việt Nam, để sản xuất 1.000 lít bia, sẽ thải ra khoảng 2

kg chất rắn lơ lửng, 10 kg BOD5, pH dao động trong khoảng 5,8 -8 Cá biệt, tại một số địa phương, hàm lượng chất ô nhiễm ở mức cao: BOD5 1700-2700mg/l; COD 3500-

4000mg/l, SS 250-350mg/l, PO43- 20-40mg/l, N-NH312-15mg/l Ngoài ra, trong bã bia còn chứa một lượng lớn chất hữu cơ, khi lẫn vào nước thải sẽ gây ra ô nhiễm ở mức độ cao

Nước thải nhà máy bia bao gồm:

- Nước làm mát : cho máy lạnh, làm lạnh dịch bia

- Nước ngưng tụ trong nấu bia

- Dung dịch tẩy rửa : xút, axit hữu cơ có tác dung tẩy

- Nước rửa các thùng lên men, chai như CIP

- Nước vệ sinh thiết bị, nhà xưởng: đây là lượng lớn nhất

- Nước thải là nguồn thải đáng luu ý trong nghành sản xuất bia Công nghệ sản xuất bia sử dụng một lượng nước lớn và thải ra một lượng nuớc thải đáng kể Lượng nước thải thải ra gấp 10 -20 lần lượng bia thành phẩm

Bảng các thông số nước thải nhà máy Bia Việt nam (VBL)

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

2.1 Tổng quan về hệ thống xử lý nước thải trên thế giới.

Cùng với sự phát triển của sản xuất công nghiệp, xử lý nước thải công nghiệp đang là vấn đề vôcùng quan trọng, bảo đảm cho sự trong sạch môi trường sống đồng thời góp phần vào sự phát triển bền vững của nền kinh tế mọi quốc gia trên thế giới Tại nhiều nước

có nền công nghiệp phát triểncao như Nhật, Mỹ, Anh, Pháp, các hệ thống xử lý nước thảicông nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực tự động hoá cũng đã được áp dụng và đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế

xã hội vô cùng to lớn

Nhiều hãng đi đầu trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water

Corporation (HWC), Global Industries.Inc đã đưa ra các giải pháp công nghệ xử lý nướcthải hiện đại Những công nghệ tự động hoá của các công ty hàng đầu trên thế giới

nhưSIEMENS, AB, YOKOGAWA, được sử dụng rộng rãi trong các công trình xử lý nước thải Có thể nói trình độ tựđộng hoá xử lý nước thải đã đạt mức cao, tất cả các công việc giám sát, điều khiển đều có thể thực hiện được tại một Trung tâm, tại đây người vận hành được hỗ trợbởi những công cụ đơn giản, dễ sử dụng như giao diện đồ hoạ 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 nghệ thông tin và viễn thông,khoảng cách về không gian và thời gian đã được rút ngắn, cho phép người vân hành

có thểđiều khiển từ cách xa hàng ngàn km với chỉ một máy tính PC hoặc nhận được thông tin về hệ thống thông qua SMS Hơn thế, hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải còn được tích hợp với các hệ thống điều hành ở cấp độđiều khiển cao hơn như cấp điều hành sản xuất (manufacturing execution: workflow, order tracking, resources), cấp xí nghiệp

(enterprise:Production planning, orders, purchase) và trên cùng là cấp quản trị

(administration:Planning, Statistics, Finances) nhằm nâng cao hơn nữa mức tự động hoá

và tối ưu hoá quá trình sản xuất

Ngoài ra, trong lĩnh vực điều khiển đã có rất nhiều các lý thuyết điều khiển hiện đại được

áp dụng nhưđiều khiển mờ, mạng nơ-ron, điều khiển dự báo trước (predicted control), điềukhiển lai ghép (hybrid control), được ứng dụng trong xử lý nước thải để nâng cao chất lượng điều khiển và hiệu suất của các công đoạn xử lý Lý thuyết hệ chuyên gia cũng được

áp dụng mở ra khả năng tự động hoá hoàn toàn cho xử lý nước thải

2.2 Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải

2.2.1 Khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia

Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia gồm nhiều công đoạn được thể hiện như trên Hình

1 Hoạt động của hệ thống như sau:

Nước thải từ nhà máy được thu gom vào hố bơm Từ hố bơm P1 bơm nước qua song chắn rác.Đây là bước xử lý sơ bộ Mục đích của quá trình là khử tất cả các tạp vật có thể gây ra

sự cố trongquá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc máy bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệthống Rác tựđộng vào thùng chứa bằng cách xối nước liên tục hoặc cào thủ công

Sau song chắn rác, nước tự chảy vào bể cân bằng Bể này có tác dụng điều hoà lưu lượng

để duy trì dòng thải vào gần như không đổi cho các công đoạn sau, khắc phục những vấn đềvận hành do sự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá trình ởcuối dây chuyền xử lý Nhiệt độ nước được đo thủ công theo chu kỳ hoặc thời điểm tuỳ thuộc vào kỹ sư vận hành Máy bơm P2 sẽ bơm nước từ bể cân bằng vào bể trung hoà

và ổn định lưu lượng

Nước thải chứa các axít vô cơ hoặc kiềm cần được trung hoà đưa pH về khoảng 7±0.2 trước khi sử dụng cho công đoạn xử lý tiếp theo Trung hoà nước thải thực hiện bằng cách

bổsung các tác nhân hoá học Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại

và lượng các tác nhân sử dụng cho quá trình

Để trung hoà trong công nghệ này người ta sử dụng tác nhân hoá học là NaOH và HCl Khi pH vượt ngưỡng dưới thì bơm định lượng DP bổ sung thêm NaOH, khi pH vượt ngưỡng trên thì DP bổ sung HCl và cho máy khuấy M1 hoạt động Máy khuấy tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng trung hoà và làm đồng đều hoá chất bổ sung với nước thải Điều khiển pH được thực hiện thủ công Để bảo đảm an toàn cho vi sinh vật người vận hành thường xuyên phải đo tay độ pH đầu nguồn nước vào bể kỵ khí đểđảm bảo chắc chắnrằng pH không vượt ngưỡng cho phép Khi phát hiện pH không đạt yêu cầu thì người vận hành tắt P1, P2, P3 để cắt nguồn nước không bảo đảm chỉ tiêu pH cho công đoạn xử lý sinh học tiếp sau vì các vi sinh vật rất nhạy cảm với pH, pH ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo men trong tế bào và quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bào Nếu vi sinhvật chết sẽ cần nhiều thời gian và kinh phí để khôi phục lại chúng đồng thời làm gián đoạnsản xuất

Sau khi trung hoà nước được xử lý tiếp bằng các phương pháp sinh học Người ta sử dụng các phương pháp sinh học để làm sạch nước thải khỏi nhiều chất hữu cơ hoà tan và một sốchất vô cơ như H2S, các chất sunfit, amoniac, nitơ…Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn trong nước thải Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh

dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận các chất dinh dưỡng đểxây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối của chúng được tăng lên Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá Trong công nghệ sử dụng hai phương pháp là kỵ khí và hiếu khí tại các bể kỵ khí và hiếu khí (Hình 1)

Phương pháp kỵ khí được dùng để lên men bùn cặn sinh ra trong quá trình xử lý bằng phương pháp sinh học hoặc nước thải công nghiệp chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD=4÷5 g/l) Đây là phương pháp cổđiển nhất dùng đểổn định bùn cặn, trong đó các vi khuẩn kỵ khí phân huỷ các chất hữu cơ Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm cuối cùng, người ta phân loại quá trình này thành: lên men rượu, lên men axit lactic, lên men metan, Những sản phẩm cuối của quá trình lên men là: cồn, các axit, axeton, khí CO2, H2, CH4 Trong công nghệcác chất khí (biogas) sẽđược thu hồi và đốt nhờ hệ thống thu hồi và xử lý khí

Phương pháp hiếu khí là phương pháp sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí Bể hiếu khí luôn chứa các vi khuẩn hiếu khí Trong công đoạn có hệ thống sục khí bao gồm máy thổi khí B và các ống dẫn khí làm nhiệm vụ cung cấp đủ lượng ôxi cần thiết cho vi khuẩn trongquá trình phân giải chất hữu cơđồng thời xáo trộn làm tăng khả năng hấp thụ các chất hữu

cơ của vi sinh vật đảm bảo sự phân giải tối đa Kết quả là hình thành các bông sinh học có thể lắng trọng lực ởđầu ra của bể Đối với đa số các vi sinh vật khoảng giá trị pH tối ưu là 6.5÷8.5 Nhiệt độ nước thải ảnh hưởng rất lớn tới chức năng hoạt động của vi sinh vật Đốivới đa sốvi sinh vật, nhiệt độ nước thải phải từ 6÷37oC.Nói chung giá trị DO luôn được bảo đảm trong khoảng cho phép nhờ công suất không đổi của máy thổi khí theo thiết kế trừ trường hợp có sự cố (hỏng máy thổi, tắc ống dẫn khí, ) và được giám sát thủ công Nhiệt độ nước trong bểđo thủ công theo quy trình vận hành (định kỳ hoặc theo thời điểm

do kỹ sư vận hành quyết định).

Nước thải sau khi được xử lý tại bể hiếu khí sẽ tràn sang bể lắng đứng Tại đây sử dụng phương pháp lắng trọng lực Trong nước thải vào các bể này chứa bùn hoạt tính là sản phẩm của quá trình phân giải của vi sinh tại bể hiếu khí Bùn hoạt tính có dạng bông màu vàng nâu, dễ lắng, kích thước từ 3 đến 5µm Những bông này gồm các vi sinh vật sống và chất rắn (40%) Vi sinh bao gồm vi khuẩn, động vật bậc thấp, dòi, giun, nấm men, nấm mốc, xạkhuẩn, , một phần bùn được đưa quay trở lại bể hiếu khí để bảo đảm đủ lượng vi sinh cần thiết Bể lắng có thể tích thiết kếđủ lớn để nước được lưu trong đó vài giờ, đủ thờigian cho quá trình lắng, do đó có thể xả bùn và ép bùn liên tục (luôn bật máy gạt bùn M2, bơm hút bùn SP và máy ép bùn D) Các van tay V4, V5 được mở trước ở các độ mở nhất định, các mức mở này do kỹ sư vận hành thực hiện nhằm đảm bảo sự cân bằng giữa thức

ăn và vi khuẩn hiếu khí

Hình 1 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia hiện tại

2.2.2 Đánh giá trình độ công nghệ tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia

Trên cơ sở khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia nói trên chúng tôi đưa ra đánh giá như sau:

Công nghệ có khả năng cho phép chất lượng nước đầu ra đạt TCVN theo đúng quyđịnh (TCVN 7221:2002, TCVN 5945:1995)

Công nghệ chưa áp dụng tựđộng hoá, việc giám sát điều khiển được thực hiện thủcôngdẫn tới độổn định, tin cậy thấp

Hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội chưa cao

Thống kê các thiết bịđiện hiện có trong dây chuyền công nghệ XLNT

2.3 Khả năng áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia.

Tại Việt Nam đã có những nhà máy xử lý nước thải hiện đại, sử dụng hoàn toàn hoặc phầnlớn các công nghệ của nước ngoài do đó mức độ tự động hoá cao, tuy nhiên giá thành đắt, nhiều công nghệ không mang tính mở nên khó làm chủ hoàn toàn, chi phí nâng cấp, bảo trìrất lớn

Qua khảo sát kết hợp nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống xử lý nước thải trong và ngoài nước,chúng tôi khẳng định rằng chúng ta hoàn toàn có thể tự thiết kế và xây dựng một hệ thống tự động hoá hiện đại cho dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Bên cạnh đó, chính nhờ phát huy tối đa nội lực trong nước chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống sẽ giảm đáng kể

Mức độ tựđộng hoá chủ yếu phụ thuộc vào khả năng đầu tư của nhà máy, song một thiết

kế hợp lý dựa trên các chuẩn quốc tế mở sẽ cho phép linh hoạt khi lựa chọn cấu hình hệ thống cũng như nâng cấp mức độ tựđộng hoá và mở rộng hệ thống một cách dễ dàng trongtương lai

Hệ thống tựđộng hoá sẽ cho phép giám sát điều khiển tất cả các công đoạn xử lý nước thải

từ một Trung tâm điều khiển Để làm được điều này cần trang bị thêm các thiết bị đo lường, điều khiển và xây dựng thêm một số chức năng cần thiết đối với hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải hiện đại Các thiết bị đo lường, điều khiển nói chung rất sẵn có tại ViệtNam với nhiều đại diện của các hãng lớn như Endress+Hauser, Yokogawa, Siemens, Đây

là một thuận lợi khi xây dựng hệ thống tự động hoá

Tự động hoá xử lý nước thải là điều cần thiết nhưng cũng không cần phải chạy đua theo mốt, mà phải phân tích rõ mục đích của tựđộng hoá và đặc biệt phải chú ý: vì sao phải tựđộng hoá và cho ai?

Cải thiện điều kiện làm việc: Mục đích đầu tiên của tựđộng hoá là phải loại bỏ công việc lặp lại và khó nhọc cho việc vận hành, ví dụ: liên tục theo dõi, kiểm tra nhiều thông số công nghệ, tắt bật cơ cấu chấp hành, ghi chép số liệu, sự cố, Tựđộng hoá và giám sát bằng máy tính làm tiện lợi thêm khả năng khống chế từ xa một số lượng lớn các thông tin, đơn giản hoá nhiệm vụ khai thác, giám sát và quản lý

Nâng cao hiệu quả của thiết bị: Trước hết ta có thể cải thiện chất lượng xử lý nước bằng các thiết bị đo và điều chỉnh Ví dụ như định lượng chất phản ứng, mức độ ôxy hoá, kiểm tra nhiệt độ các bể phản ứng…Tự động hoá quá trình cho phép giải phóng con người và làm tăng tốc độ tin cậy của hệ thống Nhưng mục tiêu quan trọng là nâng cao độ chắc chắnvận hành của thiết bị có tính đến các tiêu chuẩn độ tin cậy qua việc nghiên cứu các sự cố vận hành Nghĩa là dự phòng các phương án để thiết bị có thể làm việc liên tục trong trường hợp bị hỏng hóc một bộ phận nào đó bằng cách đưa tựđộng các thiết bị dự phòng vào làm việc và giải quyết hỏng hóc Tự động hoá cho phép việc nghiên cứu thống kê các

dữ liệu đã thu được, mở ra con đường tối ưu của việc xử lý

Tăng năng suất lao động: Tự động hoá nhằm nâng cao năng suất bằng cách giảm chi phí vận hành.Ta cũng có thể tối ưu hoá giá thành năng lượng chi phí hàng giờ và chi phí vật liệu Giảm nhân côngvận hành và giảm công việc bảo dưỡng cũng cho phép giảm giá thành

Trợ giúp việc giám sát: Nó bao gồm việc lắp đặt bộ biến đổi, phát hiện báo động, đặt các phương tiện ghi các dữ liệu và truyền đi xa cho đến nơi giám sát bằng máy tính Tự động hoá không có mục đích riêng, mức độ phức tạp của thiết bị phải đáp ứng điều kiện của nhàmáy và đối tượng xử lý.Tự động hoá chỉ xem như một bộ trợ giúp, không ép buộc Một trong những hậu quả của một hệ thống tự động không chắc chắn là khi “mất nhớ” nó không tiếp xúc trực tiếp được với quá trình công nghệ được nữa Tuy nhiên những ưu điểmcủa nó quá rõ ràng nếu thiết bị được một chuyên gia về xử lý nước thải thiết kế và vận hành thực hiện

3.2 Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tự động hoá

Hệ thống tựđộng hoá có thể chia làm hai phần: hệ thống thông tin và hệ thống điều khiển

Hệ thống thông tin có nhiệm vụ thực hiện các chức năng thông tin Các chức năng này chophép giám sát quá trình công nghệ: cụ thể là thu thập, bảo quản, thống kê và ghi lại các thông tin đã diễn ra của quá trình điều khiển, cần cho dự báo trước các tình huống sự cố hay thông tin về sự thay đổi yêu cầu đặt trước của quá trình

Hệ thống điều khiển dùng để tạo ra và thực hiện các tác động điều khiển dựa trên các nguyên lý điều khiển các đại lượng phụ thuộc của quá trình công nghệ; thực hiện điều khiển tối ưu; bằng các phương tiện tựđộng thực hiện các thao tác logic và theo chương trình đối với các phần tử phân tán (điều khiển phân tán các cơ cấu chấp hành , các liên động sự cố, khởi động và dừng hệ thống máy )

Đối với mỗi hệ thống tựđộng điều khiển quá trình công nghệ không nhất thiết phải thực hiện tất cả các chức năng kể trên Một số các chức năng không thích hợp với đối tượng công nghệ này lại có thể thích hợp với đối tượng công nghệ trong hệ thống điều khiển ở mức cao hơn Hệ thống tựđộng điều khiển quá trình công nghệ thực chất là điều khiển tập trung quá trình đó nhờ các phương tiện kỹ thuật điều khiển tự động.

Vấn đề đo lường từ xa các thông số của hệ thống công nghệ là rất quan trọng Các thông

số cần đo có thể kể đến như: mực nước trong các bể chứa, trong các buồng đầu vào công trình, lưu lượng, các chỉ số chất lượng nước như pH, T, DO, Các thiết bị cho tín hiệu từ

xa giúp người điều khiển nhìn nhận được toàn cảnh về trạng thái làm việc của các thiết bị Các thiết bị hiện trường truyền về Trung tâm điều khiển các tín hiệu sau đây: tín hiệu về tắt sự cố, về hỏng hóc các thiết bị điều khiển hay của các thiết bị phụ trợ (quạt, máy

bơm ), giá trị sự cố của các thông số công nghệ, sự trục trặc điều tiết chất phản ứng

Các phòng trong Trung tâm điều khiển thường được sắp xếp liền kề nhau, phòng có diện tích lớn là phòng điều khiển chính có đặt các tủ nhiều thiết bị có bàn ghế của người vận hành Đằng sau tủ là các bộ phận cung cấp nguồn, điều khiển xa và các đầu vào của cáp Trong Trung tâm điều khiển, các tủ, trạm đặt thiết bịđiều khiển cần được sắp xếp như thế nào để người điều khiển từ chỗ ngồi làm việc có thể bao quát được tất cả các dụng cụđo lường và các tín hiệu Kết cấu các tủ và trạm điều khiển yêu cầu phải đơn giản nhưng cho khả năng lắp ráp dụng cụ một cách dễ dàng hoặc có thể thực hiện đổi chỗ chúng khi cần thiết Trên sơ đồ bằng các ký hiệu tương ứng làm tái hiện lại các tín hiệu truyền từ xa, đánh dấu trạng thái tác động của các máy bơm, của khoá van, của các cầu giao dầu và các thiết bị khác Bằng sự thay đổi màu sắc, ánh sáng và kim quay chỉ trạng thái của đối

tượng Khi có các tín hiệu cảnh báo, báo động cần cho ánh sáng đèn nhấp nháy

Với tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ tự động các phương tiện điều khiển ngày một hiện đại hơn, có độ chắc chắn, tinh vi trong công tác lại có kích thước thu nhỏ Rất tiện ích về nhiều mặt Điều đó đạt được khi các quá trình công nghệđược điều khiển bằng các thiết bị vừa tính toán vừa điều khiển lại vừa có khả năng tựđộng lập trình gọi là thiết bị tự động lập trình công nghiệp (máy tính PC và các thiết bị tựđộng khả trình PLC)

và chúng được lắp đặt làm việc trong mạng riêng gọi là mạng công nghiệp Nhờ có mạng truyền thông công nghiệp mà điều hành, quản lý giám sát một nhà máy, xí nghiệp nói chung hay một quá trình công nghệ nói riêng thu được nhiều kết quả tốt hơn

Chúng ta cũng biết rằng công nghệ làm sạch nước thải rất phức tạp, vì trong đó có nhiều quá trình khác biệt nhau xảy ra… Mặt khác các quá trình đó về phương diện công nghệ cũng còn nhiều vấn đề chưa được nghiên cứu thấu đáo Nước thải là một môi trường luôn thay đổi về thành phần cấu tạo bởi các hợp chất và lưu lượng: lại có độ ẩm, độ kết dính, độ

ô xít hoá, nhiệt độ biến đổi nên gây nhiều khó khăn phức tạp cho việc áp dụng tựđộng hoá

Cụ thể nhưta không thể sử dụng các thiết bị tự động đã sản xuất hàng loạt lưu hành trên thịtrường nhưcho tựđộng hoá các môi trường bình thường khác, mà phải chọn các thiết bị tựđộng hoá chuyên sử dụng cho tựđộng hoá ở môi trường đặc biệt như nước thải Các loại

cảm biến này phải chống chọi được những ảnh hưởng khắc nghịêt của môi trường ôxy hoácao, có độđậm đặc các loại rác bẩn vô cơ và hữu cơ, có thể có nhiệt độ cao

Với một đối tượng luôn thay đổi là nước thải (lưu lượng, mức độ bẩn, nồng độ các chất bẩn,lượng bùn hoạt tính…), lại có những hạn chế về phía công nghệ nên việc đưa công trình vào làm việc ở chếđộ tối ưu về cả kỹ thuật lẫn kinh tế là một nhiệm vụ nan giải Vì vây, khi tự động hoá các quá trình xử lý nước thải, chếđộ công nghệ luôn cần được dịch chỉnh sao cho theo sát gần với các điều kiện thay đổi của môi trường Như vậy nhiệm vụ của tựđộng hoá các công trình xử lý nước thải đã được hiện ra rõ nét là: tổ chức việc điều khiển, kiểm tra, bảo vệ, cho tín hiệu tựđộng về sự làm việc của các công trình công nghệ

từ một Trung tâm điều khiển sao cho công trình xử lý nước thải có hiệu quả cao Tuỳ thuộcvào quy mô của trạm xử lý (công suất thiết kê, kết cấu của công trình) và đặc

tính của nước thải cần xử lý mà chọn khối lượng và mức độ tựđộng hoá cho phù hợp về mặt kinh tế (tự động hoá từng phần hay toàn phần)

Trong các trạm điều khiển được trang bị nhiều sơđồ của quá trình công nghệ xử lý nước thải Các sơ đồ này phải chỉ rõ được trạng thái làm việc của tất cả các công trình, máy móc

mà nó điều khiển (trạng thái "làm việc", "dừng máy", hay "sự cố") Ngoài ra các sơ đồ đó phải cho khả năng theo dõi dễ dàng các tín hiệu; đơn giản hoá và giảm các sai sót trong việc điều khiển Để tiện cho việc theo dõi,kiểm tra công tác của các thiết bị máy móc, ở các trạm điều khiển đặt cách xa công trình nên sử dụng thiết bị truyền hình công nghiệp

Ngày nay khoa học công nghệ mỗi ngày một phát triển Trong việc áp dụng tựđộng hoá vào việc điều khiển, kiểm tra, bảo vệ các công trình công nghệđã gặt hái được những thành quảđáng ca ngợi.Trong các hệ thống điều khiển người ta đã sử dụng các block logic hay các máy tính điện tử có thiết bị đo lường từ xa các thông tin ở dạng tín hiệu tương tự hoặc dạng số rất tiện ích, đã có các thiết bị gọi là thiết bị tựđộng lập trình công nghiệp ra đời (API) hơn hẳn các bộ điều chỉnh trước đây, có khả năng tính toán và điều khiển; có thểkết nối với đối tượng điều khiển qua các cảm biến điện tử có độ tin cậy cao với cơ cấu chấp hành và các thiết bị ngoại vi khác (màn hình, phím lập trình, thẻđiện tử,mạng thông tin…) Cũng đã có các API có khả năng điều khiển quá trình đồng thời với nhiều thôngsốđầu vào biến đổi với các qui luật khác nhau Các API có khả năng làm việc trong điều kiện khắc nghiệt về môi trường Sự xuất hiện của thiết bị tựđộng lập trình công nghiệp đã

mở ra những triển vọng tốt đẹp trong việc áp dụng tựđộng hoá vào điều khiển các công trình xử lý nước thải

3.3 Thiết kế các chức năng hệ thống tự động hoá xử lý nước thải

3.3.1 Điều chỉnh tự động

Điều chỉnh tự động là sử dụng các thiết bị tựđộng để tác động lên quá trình công nghệ cần điều khiển theo một chếđộ làm việc đã định sẵn Mỗi quá trình công nghệ xảy ra trong đối tượng điều chỉnh được đặc trưng bởi một hay vài đại lượng Một sốđại lượng được duy trì không đổi, một sốđại lượng khác được thay đổi trong giới hạn cho trước nào đó

3.3.2 Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa

Điều khiển từ xa qua mạng LAN, WAN cũng là một chức năng không thể thiếu hiện nay trong nhiều hệ thống tựđộng hoá nói chung và xử lý nước thải nói riêng Giám sát, điều khiển, trao đổi dữ liệu từ xa là nền tảng cho việc xây dựng hệ thống điều hành sản xuất MES (Manufacturing Execution System) nhằm đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội một cách toàn diện MES tạo ra một cầu nối thông suốt hai chiều giữa khối quản lý và sản xuất, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất từ khâu hoạch định kế hoạch đến khâu sản xuất ra thành phẩm cuối cùng, cung cấp các chức năng lập kế hoạch; quản lý nhân lực, thiết bị, nguyên vật liệu; theo dõi quá trình sản xuất, chất lượng sản phẩm, sự cố máy móc,

3.3.3 Hiển thị thông số công nghệ

Chức năng này giúp cho việc theo dõi, giám sát các thông số chất lượng nước, trạng thái thiết bị,sự cố một cách thuận tiện, dễ hiểu đối với người vận hành Việc hiển thịđược thiết

kế hợp lý về màu sắc, bố trí các cửa sổ, kiểu thể hiện Màu sắc không quá loè loẹt, dùng các gam màu dịu không gây mỏi mắt khi nhìn lâu Cảnh báo, báo động bằng đổi màu và nhấp nháy liên tục để gây sự chú ý Kiểu thể hiện đa dạng : kiểu số riêng biệt, kiểu bảng thống kê, kiểu đồ thị trực tuyến (online trend)

3.3.4 Cấu hình hệ thống

Chức năng này dùng đểđặt và thay đổi các tham số công nghệ cho hệ thống tựđộng hoá, chủ yếu là các giá trị chủđạo (setpoint), ngưỡng cảnh báo sớm, ngưỡng báo động Các tham số đặt sẽ được truyền từ PC xuống thiết bịđiều khiển sau đó lại được truyền ngược lại PC để so sánh, nếu thấy không trùng nhau thì báo động, trái lại chứng tỏ rằng việc truyền và xử lý dữ liệu chính xác, đường truyền và thiết bịđiều khiển không có sự cố Chức năng này nâng cao độ an toàn (fail-safe) của hệ thống

3.3.5 Bảo vệ tự động

Bảo vệ hệ thống máy móc, đường ống và các đối tượng khác khỏi các sự cốđược thực hiệnbởi các thiết bị chuyên dụng để ngắt các bộ phận bị sự cố Ngoài ra các thiết bị tự độngcòn thực hiện chức năng liên động tựđộng, cho phép bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi nguy hiểm do thao tác nhầm lẫn của người vận hành Ta phân biệt hai loại liên động: liên động sự cố và liên động cấm chỉ.Liên động sự cố dùng để điều khiển bảo vệ (ví dụ: điều khiển dừng) một nhóm máy móc thiết bịcó liên quan khi sự cố xảy ra.Liên động cấm chỉ loại trừ khả năng điều khiển sai, không đúng trình tự có khả năng gây sự cố

3.3.6 Cảnh báo/Báo động

Chức năng được thực hiện bằng còi, đèn nhấp nháy trên bàn điều khiển hoặc biểu tượng nhấp nháy trên PC, hiển thị thông báo dạng chữ trên PC, gửi tin nhắn tới điện thoại di động của những người có trách nhiệm thông qua dịch vụ tin nhắn SMS Hệ thống đưa ra cảnh báo khi giá trị thông số vượt ngưỡng cảnh báo sớm hoặc thông số vượt ngưỡng báo động trong giai đoạn quá độ của quá trình điều khiển Báo động được đưa ra khi thông số vượt ngưỡng báo động liên tục trong khoảng thời gian nhất định (lớn hơn thời gian điều chỉnh ngầm định) hoặc báo động sự cốđường truyền, sự cố thiết bịđiều khiển, cơ cấu chấp hành, báo động sựcố cảm biến Sự khác biệt giữa cảnh báo và báo động ở chỗ: cảnh báo tựmất đi khi thông sốhết vượt ngưỡng, trái lại báo động sẽ tồn tại cho đến khi người vận hành xử lý xong sự cố và tự quyết định xoá bỏ trạng thái báo động Như vậy mức độ cần

chú ý của người vận hành đối với báo động phải cao hơn cảnh báo.

3.3.7 Lưu trữ, báo cáo thống kê

Lưu trữ và lập báo cáo thống kê dữ liệu về thông số chất lượng nước, trạng thái hoạt động,

sự cố,thời gian hoạt động của máy móc thiết bị, tổng lượng nước đã xử lý, lượng hoá chất

đã dùng, danh sách người đã vận hành, bộ tham số công nghệđã thay đổi và nhiều thông tin khác cần thiết cho các chuyên gia công nghệ, kỹ thuật và các nhà quản lý trong việc điều chỉnh đểđạt chếđộ làm việc tối ưu; phát hiện, dự báo sự cố; bảo trì thay thế kịp thời máy móc thiết bị; điều hành sản xuất và tính toán hiệu quả kinh tế

Một số chức năng mở rộng trong tương lai

3.3.8 Điều khiển dự phòng

Sự cố của hệ thống tự động có thể gây ra những tổn thất vô cùng lớn (do chi phí khởi độnglại, do dẫn đến hỏng thiết bị, hỏng sản phẩm, ), thậm chí gây nguy hiểm tới tính mạng conngười Trong dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia bằng phương pháp sinh học, vi khuẩn nếu bị chết sẽ đòi hỏi nhiều thời gian và kinh phí để phục hồi, mặt khác nếu thiết bị điều khiển bị hỏng thì phải điều khiển tay, khó chính xác, do đó điều khiển dự phòng là cần thiết để nâng cao độ tin cậy của hệ thống điều khiển

3.3.9 Hỗ trợ quyết định hoặc hệ chuyên gia

Số lượng thông số chất lượng nước cần đảm bảo đạt TCVN là vài chục (TCVN 5945:1995

có khoảng 30), tuy nhiên do trình độ công nghệ, do bản chất thông số, do điều kiện kinh tếnhà máy không cho phép đo tức thời được tất cả các thông số cần cho hệ thống điều khiển.Chỉ một vài thông số như pH, T, DO, Turbidity, NO 3 , được đo và điều khiển tự động, các thông số khác phải dùng máy phân tích, có thông số đòi hỏi thời gian phân tích lâu nhưBOD5 cần tới 5 ngày Mặt khác chất lượng nước đầu vào nói chung là không ổn định, phụ thuộc vào thời gian, thời tiết, vào hoạt động của nhà máy do đó cần hiệu chỉnh lại tham số công nghệ là cần thiết

Để điều chỉnh tham số công nghệ, sau khi phân tích chất lượng nước, chuyên gia công nghệ sẽ căn cứ vào chỉ số chất lượng nước đầu vào và đầu ra đểđiều chỉnh lại các thiết bị cho hợp lý (điều chỉnh bơm định lượng hoá chất, thời gian phản ứng, thời gian lắng, ) Tuy vậy việc điều chỉnh này mang tính chủ quan và phụ thuộc nhiều vào trình độ và kinh nghiệm của chuyên gia Chính vì vậy chức năng hỗ trợ quyết định sẽ đưa ra các bộ tham

số có tính chất gợi ý cho người vận hành khi điều chỉnh (điều chỉnh xung quanh giá trị gợi ý), đồng thời nếu bộ tham số điều chỉnh đem đến chất lượng nước đầu ra đạt yêu cầu thì người vận hành có thể lưu lại trong cơ sở dữ liệu tạo ra kho kinh nghiệm cho các lần điều chỉnh sau Ở mức cao hơn, hệ chuyên gia sẽ thay cho một chuyên gia công nghệ để tự động phát sinh ra bộ tham số điều chỉnh và tự học

Hình 3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia sau khi áp dụng tự động hoá.

3.4 Lưu đồ hoạt động của hệ thống tự động hoá xử lý nước thải

Điều chỉnh pH trong Bể trung hoà

Lưu đồ điều chỉnh pH được hiển thị trên Hình 4 Để tiết kiệm chi phí mua thiết bị, chỉ dùng một bơm định lượng Khi pH<pH_Low (ngưỡng điều khiển dưới), đóng van HCl, nếu còn NaOH thì mở van NaOH, tính lượng bơm để điều khiển bơm đạt lượng cần, bật bơm NaOH và máy khuấy Trái lại nếu pH>pH_Hi (ngưỡng điều khiển trên), đóng van

NaOH, nếu còn HCl thì mở van HCl, tính lượng bơm đểđiều khiển bơm đạt lượng cần, bậtbơm HCl và máy khuấy Điều khiển theo luật PID sử dụng PID mềm kiểu điều khiển liên tục hoặc điều khiển tạo xung.

Khi điều khiển tay, không cho phép mở cùng một lúc hai van NaOH và HCl (liên động cấm chỉ).Khi muốn bơm NaOH bắt buộc phải mở van NaOH trước, trái lại nếu van đang đóng thì không cho phép bơm Tương tựđối với bơm HCl Đây chính là điều kiện khoá liên động để tránh hỏng bơm Điều kiện liên động này được đặt trong PLC Khi chế độ là Manual thì người vận hành có thể tự quyết định bật bơm hoá chất bao lâu để pH đạt yêu cầu (lượng hoá chất tỷ lệ với thời gian mở bơm)

Nếu bơm hoá chất dùng biến tần thì có thể thiết kế núm điều chỉnh mịn cho lượng hoá chấttrên bàn điều khiển hoặc HMI

Điều khiển khoá liên động đối với pH

Lưu đồ điều khiển khoá liên động đối với pH thể hiện trên Hình 5 Đối với trường hợp giá trị pH2 vượt ngưỡng, nếu đặt chế độ là Manual thì người vận hành sẽ quan sát biến động

pH trên màn hình.Khi pH2 vượt ngưỡng thì người vận hành sẽ tự quyết định đưa ra lệnh điều khiển cho PLC để tắt các bơm P1, P2, P3 Nếu chếđộ là Auto thì PLC sẽ tựđộng tắt các bơm P1, P2, P3 nếu các khoá liên động được khoá, trái lại bơm vẫn hoạt động bình thường Có nhiều khoá liên động phụ cho phép người vận hành lựa chọn bơm cần tắt khi

có sự cố Việc cho phép bơm hoạt động trở lại và hết báo động chỉ khi đã bấm nút giải trừ

sự cố trên bàn điều khiển

Trong lưu đồ biến SC (sự cố) chỉ được chương trình trên PLC cho =1 duy nhất 1 lần khi pH2 vượt ngưỡng và chương trình chỉđưa biến này về 0 khi tín hiệu từ nút giải trừ sự cốđưa về PLC là =1 Còn nếu không thì cho dù pH2 sau đó có không vượt ngưỡng nữa thì biến SC vẫn duy trì =1 và đèn báo động nhấp nháy để người vận hành biết được đã có sự

cố nào đó trong công đoạn Bể trung hoà, từ đó kiểm tra xem khâu điều khiển pH có vấn đề

gì không (ví dụ: hỏng bơm định lượng, hỏng van điện, tắc ống dẫn hoá chất, hỏng cảm biến pH1), và sau khi xử lý xong thì bấm giải trừ để xoá bỏ sự cố đi Như vậy sau một khâu điều khiển nào đó mà kiểm tra thấy thông số điều chỉnh vẫn không đạt yêu cầu thì phải ngừng bắt buộc một số thiết bị để đảm bảo an toàn

Điều chỉnh DO trong Bể hiếu khí

Lưu đồđiều chỉnh DO được hiển thị trên Hình 6 Thiết bịđo DO sẽ đưa giá trị phản hồi chovòng điều khiển kín trong chương trình PLC PLC sẽ đưa ra tín hiệu điều khiển (dòng hoặcáp) cho biến tần cho động cơ của máy thổi khí để có DO như mong muốn Sử dụng biến tần sẽ tiết kiệm điện năng nhờ điều chỉnh DO vừa đủ yêu cầu, trái với trường hợp không

có điều chỉnh DO có thể quá lớn không cần thiết

Nếu DO không đạt yêu cầu thì chứng tỏ khâu điều khiển có sự cố (ví dụ: hỏng biến tần, tắcđường dẫn khí, hỏng động cơ) và cần báo động

Hình 4: Lưu đồ chỉnh pH trong bể trung hòa

Hình 5 Lưu đồ điều khiển khoá liên động đối với pH