Đang tải... (xem toàn văn)
qưedrfghj
CÔNG TY CỔ PHẦN MINH VIỆT TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN – TĐH - CNTT GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THÁNG 2-2006 MỤC LỤC HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI I KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Khảo sát đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải Khả áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia II NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HỐ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 10 Mục đích áp dụng tự động hoá xử lý nước thải 10 Yêu cầu sở xây dựng hệ thống tự động hoá 10 Thiết kế chức hệ thống tự động hoá xử lý nước thải 12 Lưu đồ hoạt động hệ thống tự động hoá xử lý nước thải 19 Lựa chọn cơng nghệ thiết kế mơ hình hệ thống tự động hoá 30 Giới thiệu thiết bị hệ thống tự động hố 35 Thiết kế phần mềm SCADA (Superviser Control And Data Aquisision) cho hệ thống TĐH 42 III PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ ÁP DỤNG TỰ ĐỘNG HỐ XỬ LÝ NƯỚC THẢI51 Tính ưu việt tự động hoá mặt kinh tế - kỹ thuật 51 Các số hiệu kinh tế tự động hoá 51 IV PHỤ LỤC 55 Sơ đồ hệ thống điện - tự động hoá 55 Mã chương trình điều khiển PLC 55 V TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ SỬ DỤNG 65 Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn Quy định từ viết tắt tài liệu Từ viết tắt XLNT HTXLNT HTTĐH ĐK CB BĐ SC P DP SP D M B FL LV FI Viết đầy đủ Xử lý nước thải Hệ thống xử lý nước thải Hệ thống tự động hoá Điều khiển Cảnh báo Báo động Sự cố Pump (bơm) Dosing Pump (bơm định lượng) Sludge Pump (bơm bùn) Decanter (máy ép bùn) Motor Blower (máy thổi khí) Flow (lưu lượng) Level (mức nước) Frequency Inverter (Biến tần) Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN THẾ GIỚI Cùng với phát triển sản xuất công nghiệp, xử lý nước thải công nghiệp vấn đề vô quan trọng, bảo đảm cho mơi trường sống đồng thời góp phần vào phát triển bền vững kinh tế quốc gia giới Tại nhiều nước có cơng nghiệp phát triển cao Nhật, Mỹ, Anh, Pháp, hệ thống xử lý nước thải công nghiệp nghiên cứu đưa vào ứng dụng từ lâu, đặc biệt thành tựu tiên tiến lĩnh vực tự động hoá áp dụng đem lại hiệu kỹ thuật, kinh tế xã hội vô to lớn Nhiều hãng đầu lĩnh vực USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation (HWC), Global Industries.Inc đưa giải pháp công nghệ xử lý nước thải đại Những công nghệ tự động hố cơng ty hàng đầu giới SIEMENS, AB, YOKOGAWA, sử dụng rộng rãi cơng trình xử lý nước thải Có thể nói trình độ tự động hố xử lý nước thải đạt mức cao, tất công việc giám sát, điều khiển thực Trung tâm, người vận hành hỗ trợ công cụ đơn giản, dễ sử dụng giao diện đồ hoạ PC, điều khiển kích chuột, góp phần nâng hiệu cho công việc quản lý điều hành dây chuyền công nghệ Ngồi với phát triển cơng nghệ thông tin viễn thông, khoảng cách không gian thời gian rút ngắn, cho phép người vân hành điều khiển từ cách xa hàng ngàn km với máy tính PC nhận thông tin hệ thống thông qua SMS Hơn thế, hệ thống tự động hoá xử lý nước thải cịn tích hợp với hệ thống điều hành cấp độ điều khiển cao cấp điều hành sản xuất (manufacturing execution: workflow, order tracking, resources), cấp xí nghiệp (enterprise:Production planning, orders, purchase) cấp quản trị (administration:Planning, Statistics, Finances) nhằm nâng cao mức tự động hoá tối ưu hoá trình sản xuất Ngồi ra, lĩnh vực điều khiển có nhiều lý thuyết điều khiển đại áp dụng điều khiển mờ, mạng nơ-ron, điều khiển dự báo trước (predicted control), điều khiển lai ghép (hybrid control), ứng dụng xử lý nước thải để nâng cao chất lượng điều khiển hiệu suất công đoạn xử lý Lý thuyết hệ chuyên gia áp dụng mở khả tự động hố hồn tồn cho xử lý nước thải[3] Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn I KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Khảo sát đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải Khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia gồm nhiều công đoạn thể Hình Hoạt động hệ thống sau: Nước thải từ nhà máy thu gom vào hố bơm Từ hố bơm P1 bơm nước qua song chắn rác Đây bước xử lý sơ Mục đích q trình khử tất tạp vật gây cố trình vận hành hệ thống xử lý nước thải làm tắc máy bơm, đường ống kênh dẫn Đây bước quan trọng đảm bảo an toàn điều kiện làm việc thuận lợi cho hệ thống Rác tự động vào thùng chứa cách xối nước liên tục cào thủ công Sau song chắn rác, nước tự chảy vào bể cân Bể có tác dụng điều hồ lưu lượng để trì dịng thải vào gần khơng đổi cho cơng đoạn sau, khắc phục vấn đề vận hành dao động lưu lượng nước thải gây nâng cao hiệu suất trình cuối dây chuyền xử lý Nhiệt độ nước đo thủ công theo chu kỳ thời điểm tuỳ thuộc vào kỹ sư vận hành Máy bơm P2 bơm nước từ bể cân vào bể trung hoà ổn định lưu lượng.[5] Nước thải chứa axít vơ kiềm cần trung hoà đưa pH khoảng 7±0.2 trước sử dụng cho công đoạn xử lý Trung hoà nước thải thực cách bổ sung tác nhân hố học Trong q trình trung hoà, lượng bùn cặn tạo thành Lượng bùn phụ thuộc vào nồng độ thành phần nước thải loại lượng tác nhân sử dụng cho q trình [5] Để trung hồ công nghệ người ta sử dụng tác nhân hoá học NaOH HCl Khi pH vượt ngưỡng bơm định lượng DP bổ sung thêm NaOH, pH vượt ngưỡng DP bổ sung HCl cho máy khuấy M1 hoạt động Máy khuấy tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng trung hoà làm đồng hoá chất bổ sung với nước thải Điều khiển pH thực 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 để đảm bảo chắn pH không vượt ngưỡng cho phép Khi phát pH khơng đạt u cầu người vận hành tắt P1, P2, P3 để cắt nguồn nước không bảo đảm tiêu pH cho công đoạn xử lý sinh học tiếp sau vi sinh vật nhạy cảm với pH, pH ảnh hưởng lớn đến trình tạo men tế bào trình hấp thụ chất dinh dưỡng vào tế bào Nếu vi sinh vật chết cần nhiều thời gian kinh phí để khôi phục lại chúng đồng thời làm gián đoạn sản xuất [5] Sau trung hoà nước xử lý tiếp phương pháp sinh học Người ta sử dụng phương pháp sinh học để làm nước thải khỏi nhiều chất hữu hoà tan số chất vô H2S, chất sunfit, amoniac, nitơ…Phương pháp dựa sở sử dụng hoạt động vi sinh vật để phân huỷ chất hữu gây nhiễm bẩn nước thải Các vi sinh vật sử dụng chất hữu số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng tạo lượng Trong trình dinh dưỡng, chúng nhận chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng sinh sản nên sinh khối chúng tăng lên Quá trình phân huỷ chất hữu nhờ vi sinh vật gọi q trình oxy hố sinh hố [4] Trong công nghệ sử dụng hai phương pháp kỵ khí hiếu khí bể kỵ khí hiếu khí (Hình 1) Cơng ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn Phương pháp kỵ khí dùng để lên men bùn cặn sinh trình xử lý phương pháp sinh học nước thải công nghiệp chứa hàm lượng chất hữu cao (BOD=4÷5 g/l) Đây phương pháp cổ điển dùng để ổn định bùn cặn, vi khuẩn kỵ khí phân huỷ chất hữu Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm cuối cùng, người ta phân loại trình thành: lên men rượu, lên men axit lactic, lên men metan, Những sản phẩm cuối trình lên men là: cồn, axit, axeton, khí CO2, H2, CH4 Trong cơng nghệ chất khí (biogas) thu hồi đốt nhờ hệ thống thu hồi xử lý khí[4] Phương pháp hiếu khí phương pháp sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí Bể hiếu khí ln chứa vi khuẩn hiếu khí Trong cơng đoạn có hệ thống sục khí bao gồm máy thổi khí B ống dẫn khí làm nhiệm vụ cung cấp đủ lượng ôxi cần thiết cho vi khuẩn trình phân giải chất hữu đồng thời xáo trộn làm tăng khả hấp thụ chất hữu vi sinh vật đảm bảo phân giải tối đa Kết hình thành bơng sinh học lắng trọng lực đầu bể Đối với đa số vi sinh vật khoảng giá trị pH tối ưu 6.5÷8.5 Nhiệt độ nước thải ảnh hưởng lớn tới chức hoạt động vi sinh vật Đối với đa số vi sinh vật, nhiệt độ nước thải phải từ 6÷370 C[4] Nói chung giá trị DO ln bảo đảm khoảng cho phép nhờ công suất không đổi máy thổi khí theo thiết kế trừ trường hợp có cố (hỏng máy thổi, tắc ống dẫn khí, ) giám sát thủ công Nhiệt độ nước bể đo thủ cơng theo quy trình vận hành (định kỳ theo thời điểm kỹ sư vận hành định) Nước thải sau xử lý bể hiếu khí tràn sang bể lắng đứng Tại sử dụng phương pháp lắng trọng lực Trong nước thải vào bể chứa bùn hoạt tính sản phẩm trình phân giải vi sinh bể hiếu khí Bùn hoạt tính có dạng bơng màu vàng nâu, dễ lắng, kích thước từ đến 5µm Những bơng gồm vi sinh vật sống chất rắn (40%) Vi sinh bao gồm vi khuẩn, động vật bậc thấp, dòi, giun, nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, [4], phần bùn đưa quay trở lại bể hiếu khí để bảo đảm đủ lượng vi sinh cần thiết Bể lắng tích thiết kế đủ lớn để nước lưu vài giờ, đủ thời gian cho q trình lắng, xả bùn ép bùn liên tục (luôn bật máy gạt bùn M2, bơm hút bùn SP máy ép bùn D) Các van tay V4, V5 mở trước độ mở định, mức mở kỹ sư vận hành thực nhằm đảm bảo cân thức ăn vi khuẩn hiếu khí Đánh giá trình độ cơng nghệ tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia Trên sở khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia nói chúng tơi đưa đánh sau: Cơng nghệ có khả cho phép chất lượng nước đầu đạt TCVN theo quy định (TCVN 7221:2002, TCVN 5945:1995) Công nghệ chưa áp dụng tự động hoá, việc giám sát điều khiển thực thủ công dẫn tới độ ổn định, tin cậy thấp Hiệu kỹ thuật, kinh tế, xã hội chưa cao Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn Thống kê thiết bị điện có dây chuyền công nghệ XLNT Bảng Danh mục thiết bị điện có TT Tên thiết bị Thơng số kỹ thuật Bơm nước P1, P2, P3 Cơng suất 5.5 KW Bơm bùn SP Công suất 2.2 KW Máy thổi khí B Cơng suất 15 KW Máy khuấy M1 Công suất 2.2 KW; 60 rpm Máy ép bùn D Công suất 15 KW Máy gạt bùn M2 Công suất 5.5 KW; 0.2rpm Bơm hố chất DP Cơng suất 0.5 KW Van điện từ V1, V2 Nguồn cấp 220V AC Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn HỆ THỐNG THU HỒI VÀ XỬ LÝ BIOGAS NaOH HCl V2 V1 BIOGAS M2 DP P1 B M1 CHẮN RÁC NƯỚC THẢI TỪ NHÀ MÁY V3 P3 P2 HỐ BƠM BỂ TRUNG HOÀ BỂ CÂN BẰNG BỂ KỴ KHÍ BỂ HIẾU KHÍ V4 BỂ LẮNG SP V5 D BÙN KHƠ MÁY ÉP BÙN Hình Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn Khả áp dụng tự động hoá xử lý nước thải nhà máy bia Tại nhiều quốc gia có cơng nghiệp phát triển cao (Mỹ, Nhật, Đức, Anh, Pháp, ), hệ thống xử lý nước thải công nghiệp nghiên cứu đưa vào ứng dụng từ lâu Nhiều hãng hàng đầu lĩnh vực USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation(HWC), Global Industries.Inc đưa giải pháp công nghệ tiên tiến xử lý nước thải Hầu hết công nghệ đại ngày tự động hoá cao, nhờ đảm bảo suất, chất lượng, hiệu mong muốn Tại Việt Nam có nhà máy xử lý nước thải đại, sử dụng hồn tồn phần lớn cơng nghệ nước ngồi mức độ tự động hố cao, nhiên giá thành đắt, nhiều cơng nghệ khơng mang tính mở nên khó làm chủ hồn tồn, chi phí nâng cấp, bảo trì lớn Qua khảo sát kết hợp nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống xử lý nước thải ngồi nước, chúng tơi khẳng định hồn tồn tự thiết kế xây dựng hệ thống tự động hoá đại cho dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia Bên cạnh đó, nhờ phát huy tối đa nội lực nước chi phí đầu tư bảo trì hệ thống giảm đáng kể Mức độ tự động hoá chủ yếu phụ thuộc vào khả đầu tư nhà máy, song thiết kế hợp lý dựa chuẩn quốc tế mở cho phép linh hoạt lựa chọn cấu hình hệ thống nâng cấp mức độ tự động hoá mở rộng hệ thống cách dễ dàng tương lai Hệ thống tự động hoá cho phép giám sát điều khiển tất công đoạn xử lý nước thải từ Trung tâm điều khiển Để làm điều cần trang bị thêm thiết bị đo lường, điều khiển xây dựng thêm số chức cần thiết hệ thống tự động hoá xử lý nước thải đại Các thiết bị đo lường, điều khiển nói chung sẵn có Việt Nam với nhiều đại diện hãng lớn Endress+Hauser, Yokogawa, Siemens, Đây thuận lợi xây dựng hệ thống tự động hố Tóm lại: Tự động hố cho xử lý nước thải nhà máy bia hoàn toàn khả thi kỹ thuật kinh tế điều kiện Việt Nam Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn II NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Mục đích áp dụng tự động hố xử lý nước thải Tự động hoá xử lý nước thải điều cần thiết không cần phải chạy đua theo mốt, mà phải phân tích rõ mục đích tự động hố đặc biệt phải ý: phải tự động hoá cho ai?[1] Cải thiện điều kiện làm việc: Mục đích tự động hố phải loại bỏ cơng việc lặp lại khó nhọc cho việc vận hành, ví dụ: liên tục theo dõi, kiểm tra nhiều thông số công nghệ, tắt bật cấu chấp hành, ghi chép số liệu, cố, Tự động hố giám sát máy tính làm tiện lợi thêm khả khống chế từ xa số lượng lớn thơng tin, đơn giản hố nhiệm vụ khai thác, giám sát quản lý.[1] Nâng cao hiệu thiết bị: Trước hết ta cải thiện chất lượng xử lý nước thiết bị đo điều chỉnh Ví dụ định lượng chất phản ứng, mức độ xy hố, kiểm tra nhiệt độ bể phản ứng…Tự động hoá trình cho phép giải phóng người làm tăng tốc độ tin cậy hệ thống Nhưng mục tiêu quan trọng nâng cao độ chắn vận hành thiết bị có tính đến tiêu chuẩn độ tin cậy qua việc nghiên cứu cố vận hành Nghĩa dự phòng phương án để thiết bị làm việc liên tục trường hợp bị hỏng hóc phận cách đưa tự động thiết bị dự phòng vào làm việc giải hỏng hóc Tự động hố cho phép việc nghiên cứu thống kê liệu thu được, mở đường tối ưu việc xử lý.[1] Tăng suất lao động: Tự động hoá nhằm nâng cao suất cách giảm chi phí vận hành Ta tối ưu hố giá thành lượng chi phí hàng chi phí vật liệu Giảm nhân công vận hành giảm công việc bảo dưỡng cho phép giảm giá thành.[1] Trợ giúp việc giám sát: Nó bao gồm việc lắp đặt biến đổi, phát báo động, đặt phương tiện ghi liệu truyền xa nơi giám sát máy tính Tự động hố khơng có mục đích riêng, mức độ phức tạp thiết bị phải đáp ứng điều kiện nhà máy đối tượng xử lý Tự động hoá xem trợ giúp, không ép buộc Một hậu hệ thống tự động không chắn “mất nhớ” khơng tiếp xúc trực tiếp với q trình cơng nghệ Tuy nhiên ưu điểm rõ ràng thiết bị chuyên gia xử lý nước thải thiết kế vận hành thực hiện.[1] Yêu cầu sở xây dựng hệ thống tự động hố Hệ thống tự động hố chia làm hai phần: hệ thống thông tin hệ thống điều khiển Hệ thống thơng tin có nhiệm vụ thực chức thông tin Các chức cho phép giám sát q trình cơng nghệ: cụ thể thu thập, bảo quản, thống kê ghi lại thơng tin diễn q trình điều khiển, cần cho dự báo trước tình cố hay thông tin thay đổi yêu cầu đặt trước trình[1] Hệ thống điều khiển dùng để tạo thực tác động điều khiển dựa nguyên lý điều khiển đại lượng phụ thuộc q trình cơng nghệ; thực điều khiển Công ty Cổ phần Minh Việt – www.minhviet.com.vn Trung tâm ĐK-TĐ-CNTT – 04-5187221 – Fax: 04-5187262 intecom@minhviet.com.vn 10 ... LỤC HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI I KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Khảo sát đánh giá trình độ cơng nghệ xử lý nước thải Khả áp dụng tự động hoá xử lý nước thải. .. NGHỆ TỰ ĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 10 Mục đích áp dụng tự động hố xử lý nước thải 10 Yêu cầu sở xây dựng hệ thống tự động hoá 10 Thiết kế chức hệ thống tự động hoá xử lý nước. .. hoá xử lý nước thải 12 Lưu đồ hoạt động hệ thống tự động hoá xử lý nước thải 19 Lựa chọn công nghệ thiết kế mơ hình hệ thống tự động hố 30 Giới thiệu thiết bị hệ thống tự động hoá 35 Thiết
