Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf

Nguyễn Kim Đô – ĐKTĐ
CB120344 Lớp: 12B - 2012B
1
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................3
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................4
KÝ HIỆU & THUẬT NGỮ VIẾT TẮT..................................................................5
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................7
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................9
CHƢƠNG 1..............................................................................................................10
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI.................10
1.1. ..............................................................................10
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.1.1. .........................................................................................10
CƠ SỞ THIẾT KẾ
1.1.2. .....................................................................11
CÁC HẠNG MỤC THIẾT KẾ:
1.1.3. .................................................................................11
YÊU CẦU KỸ THUẬT
1.2. ..........................11
CÁC QUY CHUẨN, TIÊU CHUẨN ĐƢỢC ÁP DỤNG
1.3. .........................................12
THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1.3.1. ......................12
CÁC HẠNG MỤC CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI
1.3.2. ..........................................18
GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG KHI CÓ SỰ CỐ
CHƢƠNG 2 : THUYẾT MINH TỰ ĐỘNG HÓA...............................................20
2.1. .....................................20
TỰ ĐỘNG HÓA ĐIỀU KHIỂN TRẠM XỬ LÝ.
2.1.1. ...............20
CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ
2.1.1.1. :..............................................................................................20
CHỨC NĂNG
2.1.1.2. :..................................................................................................20
NHIỆM VỤ
2.1.2. ...............21
PHƢƠNG ÁN KỸ THUẬT CHO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ
2.1.2.1. ..........................................................................21
PHƢƠNG ÁN KỸ THUẬT
2.1.3. ....................23
MÔ TẢ CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ
2.2. .................................................27
PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
2.2.1. .........................27
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
2
2.2.2. ..........................................................27
MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CHƢƠNG 3 : THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG NHÀ MÁY......30
3.1. ..............................................................................30
THÔNG SỐ THIẾT KẾ
3.2. ..................................31
THÔNG SỐ CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY
3.2.1. .....................................31
HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC CHO NHÀ MÁY
3.2.2. .....................................................33
TRẠM BƠM NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO :
3.2.3. ..........................34
MÁNG ĐO LƢU LƢỢNG BỂ LẮNG CÁT TÁCH RÁC.
3.2.4. .........................................................................37
BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SBR
3.2.5. ................................................................................................41
BỂ NÉN BÙN
CHƢƠNG 4 : ...........................................................................................................45
THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI .....45
4.1. ......46
XÂY DỰNG CẤU HÌNH ĐIỀU KHIỂN CỦA TOÀN NHÀ MÁY :
4.2. .........49
THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ :
4.2.1. .....................................................51
4.2.2. .............................................................................54
CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
4.1.1. ........................................................................57
BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SBR.
4.1.2. ...........................................................................................67
BỂ XỬ LÝ BÙN.
4.1.1. ............................................................................73
HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙI.
4.2. ..........75
XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT:
4.2.1. .....................................................75
4.2.2. ................................................................78
BỂ TÁCH RÁC VÀ LẮNG CÁT.
4.2.3. ........................................................................83
BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SBR.
4.2.4. ...........................................................................................88
BỂ XỬ LÝ BÙN.
4.2.5. ............................................................................93
HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙI.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................101
PHỤ LỤC 1............................................................................................................102
PHỤ LỤC 2............................................................................................................108

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
3
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
NGUYỄN KIM ĐÔ

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
4
M U
Ở ĐẦ
Hiện nay, tốc độ phát triển của nền kinh tế cũng nhƣ dân số ngày càng tăng
đã dẫn đến nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trƣờng do các hoạt động sản xuất và sinh
hoạt của con ngƣời gây ra nhƣ nƣớc thải các ngành Công nghiệp, sinh hoạt... Vấn
đề này ngày càng trầm trọng, đe doạ trực tiếp sự phát triển kinh tế xã hội bền
-
vững, sự tồn tại, phát triển của các thế hệ hiện tại và tƣơng lai. Chính vì vậy, Xử lý
nƣớc thải công nghiệp, sinh hoạt đang là vấn đề vô cùng quan trọng, bảo đảm cho
sự trong sạch môi trƣờng sống, đồng thời góp phần vào sự phát triển bền vững của
nền kinh tế mọi Quốc gia trên Thế giới.
Tại nhiều nƣớc có nền Công nghiệp phát triển cao nhƣ Nhật, Mỹ, Anh,
Pháp... các hệ thống xử lý nƣớc thải Công nghiệp đã đƣợc nghiên cứu và đƣa vào
ứng dụng từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực Tự động hóa cũng đã
đƣợc áp dụng và đem lại hiệu quả kỹ thuật , kinh tế xã hội vô cùng to lớn. Hệ thống
điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật tin học, mạng
máy tính và truyền thông công nghiệp có vai trò quan trọng trong việc xử lý nƣớc
thải, nhằm nâng cao chất lƣợng điều khiển và hiệu suất của các công đoạn xử lý. Và
kinh nghiệm xử lý nƣớc thải của các quốc gia này là bài học quý báu cho chúng ta.
Xuất phát từ thực tiễn khách quan và sự cần thiết phải xây dựng hệ thống tự
động hóa trong xử lý nƣớc thải, tôi lựa chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống tự động
giám sát cho trạm xử lý nước thải” nhằm đáp ứng yêu cầu trên.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
5
KÝ HIỆU & THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Aerotank Bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính
BOD Biological Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học
BOD5 Nhu cầu oxy sinh học sau 05 ngày
Bùn dƣ Là lƣợng bùn cần phải thải bỏ sau quá trình xử lý
Bùn hoạt tính Là bùn trong bể Aerotank mà trong đó chứa phần lớn
là các vi sinh vật
CH Hydrocacbon hay dầu mỡ
Chỉ danh ô nhiễm Nhằm chỉ các thông số ô nhiễm có trong nƣớc thải bao
gồm nồng độ các chỉ tiêu nhƣ BOD, COD, SS, Kim
loại nặng, …
COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học
SBR Công nghệ phản ứng sinh học dạng mẻ liên tục tuần
hoàn bùn
DCS Distributed Control System - Hệ thống điều khiển
phân tán
ĐV Đơn vị
F/M Food/Microorganism ratio - Tỷ lệ lƣợng thức ăn (hay
chất thải) trên một đơn vị vi sinh vật trong bể
Aerotank.
Giá trị giả định Là các chỉ danh thông số đầu vào để làm cơ sở tính
toán, thiết kế
TXLNT Trạm Xử lý Nƣớc thải
ISO International Standard Organisation - Tổ chức tiêu
chuẩn quốc tế
Keo tụ Là quá trình phản ứng hoá lý trong đó các hoá chất sẽ
làm đông kết các chất ô nhiễm dạng lơ lửng và sau đó
lắng xuống đáy bể.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
6
MCRT Mean Cell Residence Time - Thời gian lƣu trung bình
của tế bào tính trên thể tích bể Aerotank.
MLSS Mixed Liquor Suspended Solids - Nồng độ vi sinh vật
(Hay bùn hoạt tính)
N Nitơ hay hàm lƣợng nitơ có trong nƣớc thải để cho vi
-
sinh vật hấp thụ
Nm3
Mét khối tiêu chuẩn
NT Nƣớc thải
P Phốt pho - hay hàm lƣợng phốt pho có trong nƣớc thải
để cho vi sinh vật hấp thụ
PLC Programatical Logic Controller - Bộ điều khiển logic
có thể lập trình
SL Số lƣợng
SS Suspended Solids - Chất rắn lơ lửng
Sự cố nƣớc thải
vào
Là sự cố khi có các chỉ danh đầu vào cao hơn giá trị
giả định hoặc / và lƣu lƣợng nƣớc thải thay đổi đột
ngột hoặc hết nƣớc thải vào.
SVI Tỷ số thể tích bùn Một thông số dùng để xác định
-
khả năng lắng của bùn hoạt tính
TCCP Tiêu chuẩn cho phép
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 7222-
2002
Tiêu chuẩn Việt Nam Yêu cầu chung về môi trƣờng
đối với các trạm xử lý nƣớc thải sinh hoạt tập trung.
VSV Vi sinh vật
Xử lý hoá lý Là quá trình xử lý nƣớc thải bằng các chất đông keo tụ.
Xử lý sinh học Là quá trình xử lý nƣớc thải bằng các chủng VSV.
XLNT Xử lý nƣớc thải

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
7
DANH MỤC HÌNH VẼ
HÌNH 1. 1 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG...................................................14
HÌNH 1. 2 SƠ ĐỒ CHU ....................................................................17
KỲ BỂ SBR.
HÌNH 2. 1 ............................................22
: CẤU HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .
HÌNH 2. 2 ................................................................................24
: THIẾT BỊ ĐO DO.
HÌNH 2. 3: THIẾT BỊ ĐO MỨC LIÊN TỤC...........................................................25
HÌNH 2. 4: ĐO LƢU LƢỢNG TỪ TÍNH ................................................................26
HÌNH 2. 5: ĐO LƢU LƢỢNG SIÊU ÂM................................................................26
HÌNH 2. 6 SƠ ĐỒ ĐIỀU ...................28
KHIỂN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI
HÌNH 2. 7 : ĐỒ THỊ CÁC GIÁ TRỊ ĐO..................................................................28
HÌNH 2. 8 : BẢNG CẢNH BÁO .............................................................................29
HÌNH .................................32
3. 1: SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC TOÀN NHÀ MÁY
HÌNH 3. 2: SƠ ĐỒ MẠCH LỰC CỦA TRẠM BƠM NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO...33
HÌNH 3. 3: SƠ ĐỒ MẠCH LỰC CỦA BỂ TÁCH RÁC VÀ LẮNG CÁT.............37
HÌNH 3. 4: CHU TRÌNH SBR ................................................................................38
HÌNH 3. 5: DECANTER CỦA QUÁ TRÌNH THU NƢỚC....................................39
HÌNH 3. 6: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG LỰC CHO BỂ SBR ..............................40
HÌNH 3. 7: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐỘNG LỰC KHU XỬ LÝ BÙN......................44
HÌNH 4. 1: CẤU HÌNH TỔNG QUAN CỦA NHÀ MÁY......................................48
HÌNH 4. 2: SƠ ĐỒ P&ID TOÀN NHÀ MÁY.........................................................50
HÌNH 4. 3: SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN P&ID CỦA TRẠM BƠM.................................51
HÌNH 4. 4: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CHO MỘT BƠM NƢỚC THẢI52
HÌNH 4. 5: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CHO ĐO MỨC LIÊN TỤC ......53
HÌNH 4. 6: SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN CHO ĐO MỨC QUE ON/OFF.53
HÌNH 4. 7: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI THIẾT BỊ ĐO LƢU LƢỢNG.................................54
HÌNH 4. 8: SƠ ĐỒ P&ID BỂ TÁCH RÁC..............................................................55
HÌNH 4. 9: SƠ ĐỒ P&ID BỂ LẮNG CÁT..............................................................56
HÌNH 4. 10: SƠ ĐỒ P&ID BỂ SINH HỌC SBR.....................................................58
HÌNH 4. 11:SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN MẠCH ĐIỆN VAN CỬA PHAI .....................60
HÌNH 4. 12: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI 02 THIẾT BỊ ĐO MỨC LIÊN TỤC.....................60

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
8
HÌNH 4. 13: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI THIẾT BỊ ĐO OXY..............................................61
HÌNH 4. 14: SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN MÁY THỔ ỐI KHÍ.
I KHÍ TẠI NHÀ MÁY TH
...........................................................................................................................62
HÌNH 4. 15: SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN MÁY THỔI KHÍ TẠI NHÀ ĐIỀU HÀNH ....62
HÌNH 4. 16: MẠ Ở VAN
CH ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG M ............................................63
HÌNH 4. 17: MẠCH ĐIỀU KHIỂN VAN XẢ KHÍ DƢ..........................................64
HÌNH 4. 18: MẠCH ĐIỀU KHIỂN BƠM TUẦN HOÀN.......................................64
HÌNH 4. 19: MẠCH ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ RÚT NƢỚC ..................................65
HÌNH 4. 20: SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN BƠM CLO.......................................................66
HÌNH 4. 21: SƠ ĐỒ P&ID KHU XỬ LÝ BÙN.......................................................68
HÌNH 4. 22: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI CHO THIẾT BỊ ĐO LƢU LƢỢNG .....................69
HÌNH 4. 23: SƠ ĐỒ .........................................70
ĐẤU NỐI ĐÓNG MỞ VAN BÙN
HÌNH 4. 24: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI MÁY KHUẤY BÙN.............................................70
HÌNH 4. 25: SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN MẠCH ĐIỆN CỦA BƠM BÙN TRỤC VÍT..71
HÌNH 4. 26: SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN MÁY ÉP BÙN ................................................73
HÌNH 4. 27: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI CỦA THIẾT BỊ H2S VÀ LEL..............................74
HÌNH 4. 28: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI MẠCH ĐIỀU KHIỂN QUẠT HÚT KHÍ .............74
HÌNH 4. 29: GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM BƠM NƢỚC
THẢI..................................................................................................................76
HÌNH 4. 30: THÔNG TIN TRẠM BƠM NƢỚC THẢI ..........................................77
HÌNH 4. 31: CẤU HÌNH ...................................................................77
TRẠM BƠM
HÌNH 4. 32: M................................................78
CÀI ĐẶT MỨC NƢỚC TRẠM BƠ
HÌNH 4. 33: GIAO DIỆN GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BỂ TÁCH RÁC VÀ
LẮNG CÁT .......................................................................................................79
HÌNH 4. 34: CHẾ ĐỘ MÁY TÁCH RÁC ...............................................................81
HÌNH 4. 35: THÔNG SỐ .........................................81
CÀI ĐẶT MÁY TÁCH RÁC
0HÌNH 4. 36: THÔNG S .......................................82
Ố CÀI ĐẶT MÁY TÁCH CÁT
HÌNH 4. 37: TRẠNG THÁI BỂ SBR.......................................................................83
HÌNH 4. 38: THÔNG BÁO TRẠNG THÁI BỂ SBR ..............................................84
HÌNH 4. 39:CÀI ĐẶT TR .....................................................................84
ẠNG THÁI
HÌNH 4. 40: GIAO DIỆN GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CỦA BỂ SBR XỬ LÝ
SINH HỌC.........................................................................................................85
HÌNH 4. 41: GIAO DIỆN GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN BỂ TIẾP XÚC CLO....86
HÌNH 4. 42: CÀI ĐẶT BƠM DỊCH VỤ..................................................................87
HÌNH 4. 43: CÀI ĐẶT HỆ THỐNG BƠM CHLORINE.........................................87
HÌNH 4. 44: CÀI ĐẶT CHO BỂ LẮNG BÙN: .......................................................89
HÌNH 4. 45: CÀI ĐẶT MÁY ÉP BÙN ....................................................................90
HÌNH 4. 46: GIAO DIỆN GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG XỬ LÝ
BÙN...................................................................................................................92
MÙI BỂ SBR.....................................................................................................93
HÌNH 4. 48: I SBR ....94
BẢNG CÀI ĐẶT THÔNG SỐ HOẠT ĐỘNG XỬ LÝ MÙ

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
9
MÙI BỂ TÁCH RÁC VÀ LẮNG CÁT ............................................................95
HÌNH 4. 50: BẢNG CÀI ĐẶT THÔNG SỐ HOẠT ĐỘNG XỬ LÝ MÙI BỂ
TÁCH RÁC LẮNG CÁT ..................................................................................96
HÌNH 4. 51: GIAO DIỆN GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG XỦ LÝ
MÙI CHO BỂ XỬ LÝ BÙN .............................................................................97
HÌNH 4. 52: BẢNG CÀI ĐẶT THÔNG SỐ HOẠT ĐỘNG XỬ LÝ MÙI XỬ LÝ
BÙN...................................................................................................................98
DANH MỤC BẢNG BIỂU
BẢNG 1. 1: LƢU LƢỢNG NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO............................................10
BẢNG 1. 2: NỒNG ĐỘ NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO .................................................10
BẢNG 1. 3: : CHẤT LƢỢNG NƢỚC SAU XỬ LÝ ...............................................11
BẢNG 4. 1 CẤU HÌNH BỘ ĐIỀU KHIỂN TRẠM BƠM NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO
...........................................................................................................................54
BẢNG 4. 2: CẤU HÌNH BỘ ĐIỀU KHIỂN BỂ TÁCH RÁC VÀ LẮNG CÁT.....57
BẢNG 4. 3: CẤU HÌNH BỘ ĐIỀU KHIỂN BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SBR ............67
BẢNG 4. 4: CẤU HÌNH BỘ ĐIỀU KHIỂN BỂ XỬ LÝ BÙN ...............................73

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
10
CHƢƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI
1.1. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.1.1. CƠ SỞ THIẾT KẾ
- :
Các thông số đầu vào của nƣớc thải
Các thông số đầu vào của nƣớc thải nhƣ sau: lƣu lƣợng nƣớc thải, đặc tính nƣớc
thải đầu vào :
nhƣ bảng sau
Bảng 1. Lƣu lƣợng nƣớc thải đầu vào
1:
Lƣu lƣợng trung bình 20,000 M3
/ngày.đêm
Lƣu lƣợng lớn nhất 26,000 M3
/ngày.đêm
Bảng 1. Nồng độ nƣớc thải đầu vào
2:
TT Thông số Tải lƣợng (kg/ngày.đêm)
1 BOD5 4,000
2 SS 4,600
3 NH3-N 780
4 TP 260
- Nƣớc thải của Trạm xử lý nƣớc thải chủ yếu xuất phát từ sinh hoạt hàng
ngày của dân cƣ sống trong thành phố, ngoài ra còn có nƣớc thải xuất phát từ
các đơn vị hành chính sự nghiệp, dịch vụ, các cơ sở thƣơng mại ….
- N T
goài nƣớc thải, XLNT cũng cho phép tiếp nhận và xử lý phân bùn từ bể
tự hoại các hộ dân cƣ, văn phòng trong thành phố, tải lƣợng và tải trọng ô
nhiễm đƣợc nêu ở bảng 1-2.
- Nƣớc thải đƣợc thu gom về bởi hệ thống đƣờng ống dẫn nƣớc thải và các
trạm bơm nâng bậc, bơm tiếp áp,..
- Thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải thƣờng là ổn định, chủ yếu là COD,
BOD, SS, Nitơ, coliform….
- Các yêu cầu về chất lƣợng đầu ra nhƣ sau:

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
11
TT Thông số Mg/l
1 BOD5 30
2 SS 30
3 T-N 30
4 T-p 10
Bảng 1. : : Chất lƣợng nƣớc sau xử lý
3
1.1.2. CÁC HẠNG MỤC THIẾT KẾ:
- Thiết kế công nghệ: lựa chọn công nghệ, tính toán các thông số các hạng
mục xử lý, thiết bị.
- Các
Thiết kế cơ khí: kết cấu các chi tiết cơ khí, đƣờng ống công nghệ.
- Hệ thống điện, điện chiếu sáng nội bộ, chống sét.
- Hệ thống đo lƣờng và điều khiển, SCADA, tự động hoá Nhà máy XLNT.
1.1.3. YÊU CẦU KỸ THUẬT
- khu
Công nghệ, thiết bị phải phù hợp với tính chất nƣớc thải và điều kiện của
vực.
- Hệ thống đƣợc kiểm soát tự động.
- Công tác vận hành đơn giản.
- Chi phí vận hành và chi phí bảo trì thấp.
- Chi phí đầu tƣ và chi phí xử lý thấp nhất.
- Nƣớc thải đầu ra của nhà máy xử lý phải đạt yêu cầu chất lƣợng.
1.2. CÁC QUY CHUẨN, TIÊU CHUẨN ĐƢỢC ÁP DỤNG
- Tất cả các máy móc, đƣờng ống và các vật tƣ khác sử dụng trong công trình
phải đáp phù hợp với điều kiện, đặc tính nƣớc thải và phải đáp ứng theo tiêu
chuẩn TCVN 6151, BS3505, JIS K6741 và các tiêu chuẩn Việt
, ASTM, JIF
Nam liên quan khác.
- Các máy móc thiết bị động lực lắp đặt cho nhà máy phải có độ bền cao.
- Các thiết bị đồng bộ và không gây ồn.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
12
- Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng:
- 7222-2002.
Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc thải TCVN
- -91.
Hệ thống điện TCVN 027
- 11 TCN 4756-89: “Qui phạm nối đất và nối không các trang bị điện”
- -
TCXDVN 46 : 2007 Chống sét cho công trình xây dựng Hƣớng dẫn thiết
kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống
- Tiêu chuẩn IEC 60073: Màu cho đèn báo tín hiệu và nút nhấn
- Tiêu chuẩn IEC 60158: Thiết bị điều khiển hạ thế
- Tiêu chuẩn IEC 60186: Biến dòng
- -
Tiêu chuẩn IEC 60269 1: Cầu chì hạ thế
- Tiêu chuẩn IEC 61641: Hƣớng dẫn thử nghiệm phóng hồ quang do sự cố bên
trong tủ điện
- Tiêu chuẩn IEC 60185: Biến dòng đo lƣờng và bảo vệ
- Tiêu chuẩn IEC 60529: Cấp bảo vệ kín IP
- -
Tiêu chuẩn IEC 60605: Chấp thuận và thử nghiệm yêu cầu chung về thiết
bị điện.
1.3. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1.3.1. CÁC HẠNG MỤC CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI
Trạm Xử lý nƣớc thải bao gồm các hạng mục chính sau đây:
- .
Tiền xử lý bao gồm: chắn rác thô, chắn rác tinh nƣớc thải đầu vào
- Bể nƣớc thải đầu vào.
lắng cát ngang và tách dầu mỡ
- Xử lý sinh học: Áp dụng công nghệ xử lý sinh học bùn hoạt tính dạng mẻ
liên tục tuần hoàn: bể SBR
- .
Khử trùng nƣớc thải: dung dung dịch Clo lỏng
- nén bùn, máy ép bùn li tâm.
Xử lý bùn: bể
- Hệ thống phân phối khí và máy thổi khí.
- , bùn
Bơm nƣớc thải các loại.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
13
- Hệ thống điều khiển tự động hoá trung tâm: bao gồm hệ thống điều khiển
trung tâm PLC và phần mềm SCADA, hệ thống máy tính, panel hiển thị.
- Các thiết bị đo tại hiện trƣờng (Field Instrument) bao gồm: lƣu lƣợng nƣớc
đầu vào, mức nƣớc các bể, DO của nƣớc thải.
- Hệ thống đƣờng ống công nghệ.
- Hệ thống Điện động lực.
- Nhà điều khiển gồm các phòng chức năng: Điều khiển, vận hành, thí nghiệm,
hành chính, nghỉ,..vv; Nhà để máy thổi khí; nhà đặt máy ép bùn; xƣởng cở
khí; .
Nhà đặt máy phát điện dự phòng
- Các thiết bị thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu nƣớc thải đầu vào, đầu ra,
ngoài ra còn có Ni tơ, photpho, MLSS, SVI,..vv.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
14
- Thuyết minh sơ đồ công nghệ :
Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải nhƣ sau:
Ghi chú:
: Đƣờng nƣớc thải
: Đƣờng khí
: Đƣờng hoá chất
: Đƣờng bùn
Hình 1. 1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động.
NƢỚC THẢI TỪ TRẠM
BƠM ĐẦU VÀO
SONG CHẮN RÁC
BỂ SELECTOR
BỂ C-TECH
BỂ KHỬ TRÙNG
HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC
( ĐÁP ỨNG TCVN 7222-2002)
BỂ NÉN BÙN
MÁY ÉP BÙN
BƠM
BƠM
BƠM
BÙN KHÔ
THẢI BỎ
BỒN HOÁ
CHẤT
MÁY THỔI KHÍ
BỂ LẮNG CÁT THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ
THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ
THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÍ

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
15
Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Nƣớc thải đƣờng ống thu gom về sát hàng rào TXLNT và đƣợc
sinh hoat, theo
trạm bơm nƣớc thải đầu vào bơm trực tiếp về ngăn tiếp nhận nƣớc thải ngay trƣớc
kênh đặt máy tách rác. Trƣớc khi chảy vào WRT, nƣớc thải đƣợc đo lƣu lƣợng
bằng Flowmeters đƣợc gắn trên ống bơm nƣớc thải đến (có đƣờng kính
1
DN=800mm). Tín hiệu đo lƣu lƣợng đƣợc hiển thị ngay tại chỗ và đồng thời đƣợc
dẫn về hệ thống điều khiển trung tâm PLC đặt tại nhà điều khiển. Mẫu nƣớc thải
đầu vào cũng đƣợc một thiết bị lấy mẫu tự động lấy ở bể tiếp nhận WRT.
Có 2 song c là <
hắn rác cơ khí, với chiều rộng giữa hai song chắn 6mm, hoạt động
song song. Đây là loại máy tách rác cơ khí hoạt động tự động, tích hợp cả bộ phận
rửa, tách nƣớc và ép rác. Trong thiết kế cũng bố trí một ngăn chắn rác thủ công cho
phép nƣớc thải chảy thẳng không cần qua song chắn rác cơ khí trong trƣờng hợp
chắn rác bị hỏng, quá tải, hoặc 1 số trƣờng hợp đặc biệt khác. Rác đƣợc song chắn
tự động thu gom, đƣợc nén và rửa rồi xả ra 1 băng tải thu gom rác từ cả 2 máy tách
rác, rồi đƣợc đƣa tới thùng chứa rác .
đặt sẵn ở dƣới
Nƣớc thải đi qua song chắn rác chảy tràn vào 2 bể lắng cát đứng bể lắng cát
. Tại
đứng ƣới tác dụng của trọng lực ác hạt chất rắn có khối lƣợng nặng hơn
, d , c cát hay
sẽ có vận tốc lắng cao hơn và do đó sẽ lắng xuống đáy bể, trong khi đó những hạt
chất rắn có khối lƣợng nhẹ hơn vẫn ở trạng thái lơ lửng và sẽ theo nƣớc thải đi sang
bƣớc xử lý tiếp theo. Cặn lắng từ hố thu cát đƣợc bơm trực tiếp tới một thiết bị rửa
cát rồi xả ra thùng chứa đem thải bỏ.
Sau bể lắng cát, nƣớc thải sẽ đƣợc tự động dẫn về 1 trong 2 bể SBR (luân phiên
nhau). Nƣớc thải dẫn về bể nào đƣợc tự động bằng cách đóng / mở cửa file mô tơ
điều khiển tự động.
Bể SBR xử lý nƣớc thải tuần hoàn liên tục theo đó các quá trình nhƣ oxy hóa
cacbon, quá trình nitrat hóa, khử nitơ và khử Photpho bằng phƣơng pháp sinh học
đƣợc diễn ra đồng thời. Việc kiểm soát quá trình này dựa trên việc đo sự hấp thụ
oxy trực tuyến và do đó phƣơng pháp này không cần đến các bể điều hòa, thiết bị

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
16
khuấy trộn và loại trừ đƣợc trƣờng hợp dòng chảy quá tải. Quá trình xử lý sẽ diễn
ra liên tục khi hệ thống đƣợc lắp đặt ít nhất là 2 bể hoạt động song song.
Quá trình xử lý sinh học dựa trên công nghệ bùn hoạt tính, sử dụng các vi sinh vật hiếu
khí để oxy hoá các thành phần ô nhiễm có trong nƣớc thải. Nhờ đó, nƣớc thải đƣợc
làm sạch. Sự oxi hoá sinh học và tiêu thụ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ đƣợc thực
hiện bởi vi sinh vật có trong bể hay còn gọi là bùn hoạt tính.
Bể SBR đáp ứng đƣợc những yêu cầu nhƣ sau:
- Không phải sử dụng đến bể lắng thứ cấp
- Trong trƣờng hợp có thêm giai đoạn khử nitơ, hệ thống có thể hoạt động mà
không cần trang bị thêm thiết bị khuấy trộn
- Trong trƣờng hợp có thêm giai đoạn khử Photpho, Photpho sẽ bị loại bỏ một
cách đáng kể mà không cần sử dụng thêm hoá chất bằng cách sử dụng khả
năng khử photpho sinh học của hệ thống.
- Toàn bộ quá trình xử lý sẽ diễn ra trong một bể đơn lẻ và do đó có thể mở
rộng công suất của hệ thống bằng cách xây dựng thêm một bể tƣơng tự
- Có thể ngăn chặn đƣợc sự phát triển của các vi khuẩn dạng sợi trong hệ
thống. Quá trình lắng của các hạt bùn hoạt tính thô diễn ra nhanh.
- Ngăn ngừa đƣợc dòng chảy quá tải do biến động dòng thải
- Không phải loại cặn lắng
- Quá trình xử lý liên tục, không có váng bọt và không có hệ thống van điều
khiển phức tạp.
- Lƣu lƣợng tuần hoàn nhỏ
- Ít phát sinh mùi
Bể SBR đƣợc thiết kế thành cụm bể hoạt động song song đảm bảo hệ thống hoạt
02
động liên tục. Quá trình phản ứng gồm 2 giai đoạn:
Bƣớc 1: Nƣớc thải vào sẽ trộn với bùn hồi lƣu với tỷ lệ F/M cao ở ngăn
Selector. Hệ thống này đảm bảo quá trình xử lý sinh học sẽ chủ yếu là tạo ra
các hạt bùn hoạt tính, và do đó làm tăng độ an toàn trong quá trình vận hành,
giảm thiểu sự tập trung dòng thải. Bể Selector hỗ trợ quá trình phát triển các

Nguyễn Kim Đô – Lớp: 12BĐKTĐ
CB120344 - 2012B
17
vi sinh vật khử photpho và do đó photpho đƣợc khử theo phƣơng pháp sinh
học mà không cần thêm hoá chất.
Bƣớc 2: Quá trình phản ứng xẩy ra trong bể, phƣơng pháp xử lý nƣớc thải tuần
hoàn liên tục qua đó các quá trình nhƣ oxy hóa cacbon, quá trình nitrat hóa, khử
nitơ và khử Photpho bằng phƣơng pháp sinh học đƣợc diễn ra đồng thời. Việc
kiểm soát quá trình này dựa trên việc đo sự hấp thụ oxy trực tuyến và do đó
phƣơng pháp này không cần đến các bể điều hòa, thiết bị khuấy trộn và loại trừ
đƣợc trƣờng hợp dòng chảy quá tải. Quá trình xử lý sẽ diễn ra liên tục khi hệ
thống đƣợc lắp đặt ít nhất là 2 bể hoạt động song song.
02 SBR
bể đƣợc thiết kế sẽ hoạt động theo các chu kỳ luân phiên nhau, mỗi chu kỳ
gồm các pha nhƣ sau:
Fill Aeration, Aeration ( F/A, A)
Nạp nƣớc – Sục khí  –
Settlement (S)
Lắng 
Decanting (D)
Rút nƣớc 
1 chu kỳ của mỗi bể sẽ hoạt động nhƣ
SBR hình sau:
Hình 1. 2 Sơ đồ chu kỳ bể SBR.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
18
Nƣớc thải sau khi xử lý ở các bể đạt tiêu chuẩn theo yêu cầu và đƣợc hút ra
SBR
bởi các thiết bị thu nƣớc D đạt các tiêu chuẩn xả thải đƣợc nêu ở bảng 1
ecanter, -3,
rồi tự chảy tới bể khử trùng (còn gọi là bể tiếp xúc) bể khử trùng nƣớc sau xử
. Qua ,
lý đạt các tiêu chuẩn xả thải ( bao gồm cả coliform) sẽ đƣợc xả ra nguồn tiếp nhận
qua hệ thống đƣờng ống tự chảy.
Bùn dƣ từ bể một phần đƣợc hồi lƣu về ngăn S trong bể , phần dƣ
SBR elector SBR
bơm thải vào 0 bể làm đặc bùn (nén bùn . Bùn bể tự hoại chuyển tới NT cũng
2 ) TXL
đƣợc bơm vào bể để giảm thể tích bùn Bùn trong bể làm đặc bùn sẽ đƣợc
nén bùn .
các bơm bùn bơm tới máy ép bùn. Sau khi đạt độ khô từ %, bùn sau ép sẽ
18-22
đƣợc chứa trong các container đem thải bỏ ngay hay làm phân vi sinh.
và
Nƣớc róc ra từ máy ép bùn, nƣớc trong từ bể làm đặc bùn đƣợc thu gom, sau đó tự
chảy về trạm bơm nƣớc đầu vào.
thải
Mô tả các quá trình khác:
- Song chắn rác cơ khí: hoạt động tự động khi nƣớc thải đầu vào có.
- Bơm bùn hồi lƣu, bùn th ng theo chu kỳ cài đặt tự động.
ải: Hoạt độ
- Các van khí, van điều khiển điện từ: Hoạt động theo chu kỳ cài đặt tự động,
ph SBR.
ù hợp với chế độ hoạt động của các pha bể
- SBR
Máy thổi khí cho bể : cung cấp lƣợng khí dựa trên hàm lƣợng DO đo
đƣợc trong bể.
- Hệ thống máy ép bùn, bơm bùn, bơm Polime: Hoạt động bằng tay theo ngƣời
vận hành.
1.3.2. GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG KHI CÓ SỰ CỐ
Hệ thống đƣợc thiết kế để đảm bảo có thể vận hành đƣợc trong hầu hết các
trƣờng hợp có sự cố, bao gồm: các sự cố về mất điện, c hƣ hỏng thiết bị, sửa chữa
ác
hay bảo quản 1 thiết bị trong hệ thống,...
Về sự cố hỏng thiết bị, hay sửa chữa bảo dƣỡng thiết bị trong hệ thống:
Tất cả các hạng mục hoạt động thƣờng xuyên trong hệ thống đều đƣợc thiết kế tối
thiểu là 2 công trình đơn vị, bao gồm: song chắn rác (3 , 02 tự động và 01 thủ
Cái
công), bể lắng cát ( 02 hạng mục), bể xử lý sinh học ( 02 bể bể nén bùn ( 02
SBR),

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
19
b máy ép bùn (02 máy), - (03 máy)
ể), máy thổi khí cho bể C tech , các bơm định
lƣợng (đều có dự phòng), ...vv.
Với thiết kế nhƣ trên, toàn bộ hệ thống có thể đảm bảo vẫn có thể vận hành bình
thƣờng khi có bất cứ hạng mục thiết bị hay công trình nào bị hỏng hóc hay bảo
dƣỡng.
Về trƣờng hợp mất điện lớn lâu dài, hoặc có sự cố lớn ( nhƣ thiên tai, lũ lụt,
bắt buộc phải dừng hệ thống 1 thời gian dài):
Trong trƣờng hợp nhƣ trên, nƣớc thải đầu vào sẽ bị ngắt bởi việc tạm dừng hoạt
động của các Trạm bơm nƣớc thải đầu vào.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
20
CHƢƠNG 2 : THUYẾT MINH TỰ ĐỘNG HÓA
2.1. TỰ ĐỘNG HÓA ĐIỀU KHIỂN TRẠM XỬ LÝ.
2.1.1. CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ
Hệ thống tự động hóa thực hiện chức năng thu thập các tín hiệu, xử lý, giám
sát, điều khiển các thiết bị, đảm bảo quá trình vận hành đơn giản, hệ thống hoạt
động chính xác, linh hoạt, tiết kiệm năng lƣợng, đáp ứng các yêu cầu công nghệ đề
ra.
2.1.1.1. :
CHỨC NĂNG
Sử dụng hệ điều khiển tập trung, toàn bộ Hệ điều khiển đƣợc lắp đặt trong phòng điều
khiển trung tâm.
Hệ thống điều khiển có khả năng độc lập điều khiển hoạt động ngay cả khi máy tính
PC có sự cố.
Cài đặt và thay đổi các thông số điều khiển, chế độ làm việc của hệ thống các tham số
hoạt động của thiết bị (thời gian, chu kỳ của các van điện, bơm nƣớc thải, máy thổi
khí...), đặt các tham số môi trƣờng theo mong muốn.
Tự bảo vệ hoạt động an toàn, bảo vệ hệ thống, các thiết bị đo, điều khiển và các thiết bị
khác. Có khả năng cảnh báo và lƣu lại sự thay đổi của hệ thống bằng chuông, đèn và
đĩa cứng.
Hiển thị các số liệu các thông số đo lƣờng, trạng thái hoạt động của hệ thống trên máy
tính điều khiển. Hiển thị sơ đồ công nghệ hệ thống và các sơ đồ có liên quan.
Số liệu đƣợc lƣu trữ, thống kê thuận tiện cho quản lý vận hành.Vẽ đồ thị các tham số
môi trƣờng trong toàn hệ thống và in ra dƣới dạng báo cáo, số liệu cho phần mềm quản
lý.
Có khả năng bảo mật phần mềm.
Có khả năng phối ghép với các mạng khác.
Có khả năng mở rộng hệ thống trong tƣơng lai.
2.1.1.2. :
NHIỆM VỤ
Thu thập, tính toán các thông số công nghệ.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
21
Điều khiển các thiết bị trong hệ thống vận hành theo yêu cầu của quy trình công nghệ.
Lƣu trữ các dữ liệu cần thiết trong máy tính.
Hiển thị các thông số công nghệ và trạng thái các thiết bị trong hệ thống.
Kiểm tra lỗi, cảnh báo, bảo vệ hệ thống khi gặp sự cố.
2.1.2. PHƢƠNG ÁN KỸ THUẬT CHO HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ
2.1.2.1. PHƢƠNG ÁN KỸ THUẬT
Dựa trên đề xuất công nghệ xử lý đã nêu, thiết kế sơ bộ hệ điều khiển tự động cho
Trạm Xử lý nƣớc thải nhƣ trình bày dƣới đây:
a. Cơ sở xây dựng giải pháp kỹ thuật
- Áp dụng các công nghệ, thiết bị điều khiển hiện đại, mới nhất cụ thể là hệ
thống điều khiển PLC của – Mỹ và các thiết bị đo lƣờng điều
Allen Bradley
khiển hiện đại của các hãng – Đức –
Endress & Hausser; Wika ; Hatch Mỹ;
Siemens .
– Đức
- Hệ thống có khả năng vận hành bằng tay khi hệ điều khiển tự động gặp sự
cố.
- Hệ thống đƣợc trang bị các thiết bị dựa trên việc xem xét tính đồng bộ về thế
hệ, chủng loại thiết bị điều khiển đã đƣợc trang bị và sẽ trang bị trong tƣơng
lai của toàn bộ Hệ thống XLNT.
- Hệ thống đƣợc trang bị các thiết bị dựa trên việc xem xét tính đồng bộ về thế
hệ, chủng loại thiết bị điều khiển đã đƣợc trang bị và sẽ trang bị trong tƣơng
lai của toàn bộ Hệ thống XLNT.
- Hệ thống có khả năng tự kiểm tra, thông báo, báo động khi có sự cố.
- Tính nhiệt đới hóa của thiết bị, hoạt động tin cậy, ổn định trong điều kiện khí
hậu Việt Nam, uy tín của hãng sản xuất.
- Khả năng mở rộng, thay thế của thiết bị, tính tích hợp cao.
- Làm việc bền, hiệu quả, đẹp về thẩm mỹ.
b. Giải pháp kỹ thuật:
Cấu hình hệ thống điều khiển.

CB120344 - 2012B
22
Hình 2. 1 : Cấu hình hệ thống điều khiển .
Hệ thống có khả năng hoạt động trong ba chế độ:
- Chế độ tự động hoàn toàn: hệ thống hoạt động tự động thông qua các tham
số đặt trƣớc và các thông số đo đƣợc.
- Chế độ bán tự động: Điều khiển bằng tay từng thiết bị hoặc từ màn hình vận
hành.
- Chế độ điều khiển bằng tay hoàn toàn: Điều khiển trực tiếp từng thiết bị bằng
nút bấm trên mặt bàn điều khiển.
Nhiệm vụ của hệ thống.
SÕ U KHI N H TH NG X LÝ NÝ C TH I
Đ ĐI
Ồ Ề Ể Ệ Ố Ử Ớ Ả
Level Transmitter pH Transmitter
pH Sensor
FM transmitter
FM Electromagnetic
FM transmitter
FM Ultrasonic
DO Sensor
DO Transmitter
UPS COMPUTER PRINTER
ETHERNET / IP
CONTROLLER
EX. MODULE
Solenoid Valve Motor Valve Wastewater pump Air blower
INVERTER
ELECTRICAL
CONNECTION
COMMUNICATION
CONNECTION
LEGEND:
RSView32
RSLogic5000
CONTROL DIAGRAM OF WASTEWATER TREATMENT SYSTEM

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
23
Đo lƣờng:
Các thiết bị đo luờng liên tục đo và truyền tín hiệu tƣơng tự dạng 4–20 mA về bộ
điều khiển trung tâm. Ngoài các tín hiệu đo liên tục còn các tín hiệu ON/OFF khác
nhƣ tín hiệu báo trạng thái hoạt động của các thiết bị đƣợc đƣa về các kênh vào số
của bộ điều khiển trung tâm.
Thu thập, và xử lý số liệu:
Bộ điều khiển trung tâm sẽ liên tục cập nhật các giá trị đo đƣợc từ các đầu đo
(sensor), các công tắc trạng thái, sau đó đƣợc truyền về bộ điều khiển trung tâm để
tính toán và đƣa ra hiển thị trên màn hình vận hành.
Hiển thị:
Trên màn hình vận hành có hiển thị tất cả các thông số đƣợc đo tự động của hệ
thống. Các số liệu đƣợc cập nhật thƣờng xuyên, đảm bảo tính chính xác và đƣợc lƣu
lại dƣới dạng đồ thị trong quá khứ.
Các tham số công nghệ, các ngƣỡng cảnh báo, cho phép thiết bị trong hệ thống làm
việc đều đƣợc cài đặt bởi ngƣời vận hành hoặc kỹ sƣ công nghệ.
Điều khiển:
Màn hình vận hành mà ngƣời vận hành có thể điều khiển hoạt động của toàn bộ
thiết bị trong hệ thống tự động hoặc bán tự động. Cụ thể:
Điều khiển tự động các bơm nƣớc thải.
Điều khiển tự động các van điện tự động.
Điều khiển tự động các bơm hóa chất.
Điều khiển tự động các máy thổi khí.
Bảo vệ hệ thống: Hệ thống sẽ thƣờng xuyên kiểm tra các thiết bị, đối tƣợng cần bảo vệ.
Khi phát hiện có sự cố, tùy theo chế độ cài đặt về mức độ xử lý, hệ thống sẽ có các
cảnh báo, báo động bằng còi, tín hiệu đèn hoặc dừng máy.
2.1.3. MÔ TẢ CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HOÁ
2.1.3.1.Bộ điều khiển

CB120344 - 2012B
24
Bộ điều khiển đƣợc sử dụng cho hệ thống điều khiển là loại CompactLogix 1769 -
L35E có cấu trúc kiểu module
CPU: CompactLogix L35E
- 5 Mbyte
Bộ nhớ chƣơng trình: 1.
- Bộ nhớ dữ liệu: Thẻ nhớ 64Mbyte
- Cổng truyền thông: Có 1 cổng Ethernet/IP và 1 cổng RS 232
- Ngôn ngữ lập trình: Relay Ladder, Structured text, Fucntion text, SFC
- Khả năng kết nối: 30 I/O Module trên 1 CPU
Module vào ra:
- IQ32: Là
Module vào số 1769 – loại module 32 kênh vào độc lập 24VDC
- Module ra số 1769 – OB32: Là loại module 32 kênh ra độc lập 24 VDC
- Module vào tƣơng tự 1769 – IF4I/ IF8:Là loại module có 4 hoặc 8 kênh vào
tƣơng tự dòng 4 20mA hoặc áp 0 10V, chỉnh bởi phần mềm.
- -
- 69-
Module ra tƣơng tự 17 OF4VI/OF8V: Là loại module ra tƣơng tự áp 4
kênh hoặc 8 kênh từ 0-10 V.
- Các module phụ kèm theo: Module nguồn, module Endcable, ...
2.1.3.2.Thiết bị đo DO
- Thiết bị đo DO đƣợc sử dụng cho hệ thống của hãng Endress Hauser
Hình 2. 2 : Thiết bị đo DO.
DO Transmitter DO Sensor

CB120344 - 2012B
25
- DO Transmitter COM253: Là bộ chuyển đổi có thể lắp đặt ngoài hiện trƣờng
với điện áp cung cấp 220 VAC.
- Dải đo DO: từ 0 đến 20mg/l .
- Độ phân giải: max 700digits/mA
- -
Nhiệt độ hoạt động: Từ 10°C đến 60°C.
- h 4
Tín hiệu ra tƣơng tự: 2 kên – 20 mA cho giá trị DO và nhiệt độ.
- Tín hiệu ra relay: Lập trình đƣợc theo yêu cầu.
- ,
Cấp bảo vệ : IP65 DO sensor COS41: Là loại sensor chuyên dụng trong
công nghiệp và trong nghành xử lý nƣớc thải.
- - 20mg/l
Dải đo của sensor: từ 0
- -5 °C 50 °C
Nhiệt độ làm việc: từ –
- Cấp bảo vệ : IP68
- 10 bar
Áp suất lầm việc: từ 0 –
2.1.3.3.Thiết bị đo Mức nƣớc
- Thiết bị đo Mức nƣớc đƣợc sử dụng cho hệ thống của hãng Endress Hauser
Hình 2. 3: Thiết bị đo mức liên tục.
- Level transmitter FMX167 là bộ chuyển đổi kiểu áp suất thuỷ tĩnh đƣợc sử
dụng cho việc đo nƣớc sạch và nƣớc thải.
- 10 m
Dải đo : từ 0 –
Level Transmitter

CB120344 - 2012B
26
- -10°C 70°C
Nhiệt độ làm việc: –
- Sai số: max 0,02 m
- 30 VDC
Điện áp cung cấp: 10 –
- - 20 mA
Tín hiệu ra: 4
2.1.3.4.Thiết bị đo lƣu lƣợng
- Thiết bị đo lƣu lƣợng đƣợc sử dụng cho hệ thống của hãng Endress Hauser
Thiết bị đo lƣu lƣợng loại từ tính Rroline Promag 10W
Là loại thiết bị chuyên dụng đo lƣu lƣợng
cho nƣớc sạch và nƣớc thải , đƣợc lắp ở tuyến
ống. Thiết bị đo có sensor và bộ chuyển đổi
có thể lắp cùng nhau hoặc lắp rời nhau.
- Điện áp sử dụng: 220 VAC
- - 100 m3/h
Dải đo: 0
- -10°C 80°C
Nhiệt độ hoạt động : –
- Cấp bảo vệ: IP67
Hình 2. 4: Đo lƣu lƣợng từ tính
- Tín hiệu ra tƣơng tự: 4-20mA
- Tín hiệu ra số: Xung tổng lƣu lƣợng
Thiết bị đo lƣu lƣợng kiểu siêu âm 90W
Là loại thiết bị chuyên dụng đo lƣu lƣợng
cho nƣớc sạch và nƣớc thải đầu đo lắp trên
đƣờng ống công nghệ sẵn có . Thiết bị đo có
sensor và bộ chuyển đổi lắp rời nhau.
- Điện áp cung cấp: 220 VAC
- Dải đo : Đƣờng kính ống lắp đặt
DN800
- -20mA
Tín hiệu ra tƣơng tự: 4
- Tín hiệu ra số: Xung tổng lƣu lƣợng
Hình 2. 5: Đo lƣu lƣợng siêu âm

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
27
- Cấp bảo vệ : IP67
- -20°C 80°C
Nhiệt độ hoạt động: –
2.2. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
2.2.1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN
- Phần mềm RSview32 là phần mềm giao diện giám sát và điều khiển của
Rockwell - Mỹ.
- Phần mềm RSview32 kết nối với bộ điều khiển của Rockwell hay của
Siemens hay các hãng khác thông qua biến OPC, hay trực tiếp qua các cổng
truyền thông.
- Là phần mềm hỗ trợ rất mạnh trong đồ hoạ, các hình ảnh 2D 3D và các hình
ảnh động.
- Dữ liệu đƣợc quản lý theo dạng bảng biểu và có thể xuất ra dƣới dạng Excel
thuận tiện cho việc lƣu trữ và in ấn.
- Tạo đƣợc nhiều USER trong vận hành theo các mức truy cập thông qua việc
cấp phát Password.
- Phần mền RSview32 có thể bsáo cáo cho ngƣời vận hành thông qua fax, điện
thoại hay tin nhắn theo thời gian đinh trƣớc, và khi hệ thống có lỗi.
2.2.2. MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
- Tại phần mềm điều khiển RSview32 toàn bộ Hệ thống xử lý nƣớc thải đƣợc
thể hiện trên sơ đồ công nghệ, toàn bộ các thiết bị với các màu sắc thể hiện
trạng thái chạy hay dừng của từng thiết bị.
- Ngƣời vận hành có thể cài đặt các tham số vận hành theo yêu cầu công nghệ
cũng nhƣ chuyển chế độ hoạt động của từng thiết bị.
- Phần mềm RSview32 lƣu vẽ đồ thị giá trị của các tín hiệu đo
- Các giá trị đo đƣợc thể hiện bằng các mầu độc lập thuận tiện cho việc theo
dõi.
- Các trạng thái làm việc của thiết bị đƣợc thể hiện thông qua bảng báo cáo
Alarm Summary.

CB120344 - 2012B
28
Hình 2. 6 Sơ đồ điều khiển Hệ thống xử lý nƣớc thải
Hình 2. 7 : Đồ thị các giá trị đo

CB120344 - 2012B
29
Hình 2. 8 : Bảng cảnh báo
- Bảng tính toán thông số cài đặt
- Tất cả các tham số trong hệ thống điều khiển đƣợc thay đổi bởi ngƣời vận
hành với các mức độ khác nhau. Ngƣời có quyền truy cập cao nhất là ngƣời có
Password Admin.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
30
CHƢƠNG 3 : THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG TRONG NHÀ MÁY
Phần này nêu các thông số kỹ thuật, kích thƣớc chính của các hạng mục bể xử lý
nƣớc thải, yêu cầu đối với thiết bị nhƣ: Loại thiết bị, công suất, điều kiện làm
việc,…vv
3.1. THÔNG SỐ THIẾT KẾ
A. Thông số thiết kế
Năm 2020
Lƣu lƣợng trung bình 20,000 m3/ngày
Lƣu lƣợng tối đa 26,000 m3/h
Thời gian nƣớc thải vận chuyển đến từ thành phố 24 giờ/ngày
Thời gian xử lý 24 giờ/ngày
Thải đến: Sông Vĩnh Điện
Hồi lƣu: Không yêu cầu
Đặc tính nƣớc thải Nƣớc thải sinh hoạt
Tải lượng nước thải
BOD5 4,000 kg/ngày
SS 4,600 kg/ngày
NH3-N 780 kg/ngày
T-P 260 kg/ngày
Tiêu chuẩn nước thải
sau xử lý
BOD5 30 mg/l
SS 30 mg/l
T-N 30 mg/l
T-P 10 mg/l

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
31
3.2. THÔNG SỐ CÁC THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY
3.2.1. HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC CHO NHÀ MÁY
Hệ thống điện động lực cấp cho nhà máy :
Hệ thống điện động lực đƣợc cấp nguồn từ Trạm biến áp 0,4 kV của nhà máy qua
ATS kết nối với nguồn của máy phát điện dự phòng khi mất điện.
Tại đó kết nối với hệ thống tụ bù công suất phản kháng cho cả nhà máy.
Từ tủ điện chính chia làm 5 khu vực
- Nhóm nguồn 1: cấp nguồn tủ điện khu vực các nhà đặt máy và bể. Và từ tủ đó
cấp nhánh ra các nguồn nhánh khác.
- Nhóm nguồn 2: cấp nguồn cho nhà quản lý.
- Nhóm nguồn 3: cấp nguồn cho nhà đặt máy phát điện.
- Nhóm nguồn 4: cấp nguồn cho nhà kho xƣởng
- Nhóm nguồn 5: cấp nguồn cho nhà bảo vệ
Ta có sơ đồ mạch động lực cho hệ thống nhƣ sau:

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
32
Hình 3. 1 y
: Sơ đồ mạch động lực toàn nhà má
I >
I >

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
33
3.2.2. :
TRẠM BƠM NƢỚC THẢI ĐẦU VÀO
Nƣớc thải đầu vào đƣợc bơm tới TXLNT bởi các trạm bơm thuộc hệ thống thu
gom, tới trạm bơm của nhà máy. Từ trạm bơm của nhà máy sẽ đƣợc bơm đến công
trình đầu mối. Với lƣu lƣợng 20000 m3/ ngày đêm trong trạm bơm sẽ đặt 5 máy
bơm dòng vào có công suất và cột áp: 300 m3
/h tại 16 m. Bốn máy bơm vận hành
theo chế độ luân phiên nhau theo thiết kế và một máy bơm dự phòng. Các máy bơm
hoạt động và dự phòng sẽ đƣợc cài đặt tự động làm việc luân chuyển để tăng tuổi
thọ và độ bền của các máy bơm.
Tại trạm bơm nƣớc thải đầu vào có 05 bơm nƣớc thải, 01 van cửa phai để đóng mở
nguồn nƣớc. Sơ đồ mạch động lực nhƣ sau :
LOAD CURRENT (A)
CAPACITY
NAME OF LOAD
TAG NO
MCCB SIZE - LO?I MCCB(A)
(POLE-AF-AT/ C? C-AF-AT)
CÔNG SU?T
DÒNG Ð?
NH M? C (A)
TÊN T?I
KÝ HI?U T?I
STARTING METHOD
CABLE SIZE (mm²)
CÁCH KH? I Ð? NG
KÍCH C? CÁP (mm²)
CONTACTOR SIZE (A)
KÍCH C? CONTACTOR (A)
PS-103
PS-101
Cu 70mm²
PS-102 PS-104 PS-105 Mw CO SP
IPS
Hình 3. 2: Sơ đồ mạch lực của trạm bơm nƣớc thải đầu vào

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
34
3.2.3. MÁNG ĐO LƢU LƢỢNG BỂ LẮNG CÁT TÁCH RÁC.
3.2.3.1. Máng đo lƣu lƣợng:
Số lƣợng máng: 1
Bề rộng họng máng, m 0.6
Mức lƣu lƣợng cho phép, m3/ngày 1.000 đến 81.000
Máng sẽ đƣợc trang bị ở một mức độ có khả năng chuyển đổi lƣu lƣợng. Máng
Parshall flume sẽ đƣợc cài đặt màn hình cục bộ và sẽ truyền tải số liệu lƣu lƣợng
đến hệ thống SCADA
Dòng chảy từ máng Parshall sau đó đƣợc dẫn tới hai máng có song chắn rác mịn
vận hành cơ khí đặt bên trong. Một máng thứ ba đƣợc tạo ra có thanh chắn rác vận
hành thủ công để sử dụng khi một trong hai song chắn rác mịn ngừng hoạt động
phục vụ sửa chữa hoặc bảo trì và khi gặp phải lƣu lƣợng lớn. Thông thƣờng thì song
chắn rác thô (lƣợc thô) dạng thanh chắn sẽ đƣợc đặt ở đầu dòng vào song chắn rác
mịn (lƣợc tinh).
3.2.3.2. Tách rác :
Thông số Máy tách rác
tự động
Máy tách rác
thủ công
Đơn vị
Lƣu lƣợng trung bình (DWF) 1,667 833 m³/h
Số kênh dẫn cho DWF 2 1 -
Máy kênh dẫn dự phòng 1 0 -
Tổng số kênh dẫn 3 1 -
DWF cho kênh dẫn 1,667 833 m³/h
Vận tốc trung bình qua kênh
dẫn 0.7 0.36 m³/s
Vận tốc lớn nhất qua kênh dẫn 1.1 1.1 m/s
Khoảng cách giữa các song
chắn 6 20 mm
Chiều sâu lớp nƣớc qua song
chắn 0.70 0.70 m
Chiều rộng mỗi máy tách rác 0.77 0.93 m

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
35
Tổng chiều rộng tách rác 1.44 1.44 m
Vận tốc qua song chắn rác 0.23 0.47 m/s
Cụ thể máy tách rác
Rác 16.8 10.4 l / (PE x a)
Hàm lƣợng rác qua tách rác :
Nồng độ rác 8 8 %
Lƣợng rác qua tách rác 1.35 0.83 kg / (PE x a)
Hàm lƣợng rác 30 8 %
Thể tích rác trung bình ngày
Thể tích rác 3 2 m³ / d
Lựa chọn máy tách rác
Băng tải dẫn rác 1.0 1.0
Giả định thời gian hoạt động
của mỗi kênh
Tổng số kênh 2.0 2.0 h/d
Thể tích mỗi máy tách rác
Mỗi băng tải 3 2 m³ / h
Chọn thể tích của mỗi băng tải 3 2 m³ / h
Thể tích rác trung bình ngày
Lƣợng rác 0.8 1.9 m³ / d
Số lƣợng băng tải cho mỗi máy 1 0
Chọn công suất mỗi băng tải 1 m³
3.2.3.3. Lắng cát
Thông số Đơn vị Máy lắng cát
Lƣu lƣợng trung bình (DWF) m³/h 1,667
Số bể lắng cát cho lƣu lƣợng
trung bình - 2
Số bể lắng cát cho lƣu lƣợng
lớn nhất - 2
Lƣu lƣợng cho bể lắng cát m³/h 1,667

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
36
Thời gian lƣu
Lƣu lƣợng trung bình Phút 9.4
Lƣu lƣợng lớn nhất phút 9.4
Thể tích bể cho lƣu lƣợng
trung bình m3 18.4
Thể tích cho mỗi bể m3 9.2
Tổng thể tích m3 18.4
Phần lắng cát
Chiều dài m 3.0
Diện tích m2 7.0
Rộng m 3,0
Chiều sâu m 3,0
Lƣợng cát lắng
Thiết kế bơm cát
Thể tích cát l/1000m3 80
l/d 1.722
Cát tinh g/pe.d 9
kg/d 585
t/a 214
Nồng độ cát trong hỗn hợp
bơm % 3,4%
Công suất bơm m3/d 2
Thời gian bơm mỗi ngày hrs/day 1
Lƣu lƣợng bơm m3/h 1,7
l/s 0,48
Hàm lƣợng cát % 40
Thể tích cát m3/d 1,5
l/EW.a 8,2

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
37
Sau khi lựa chọn thiết bị lắp đặt cho bể tách rác và lắng cát ơ đồ mạch động
. Ta có s
lực nhƣ sau :
LOAD CURRENT (A)
CAPACITY
NAME OF LOAD
TAG NO
CÔNG SU?T
DÒNG Ð?
NH M? C (A)
TÊN T?I
KÝ HI?U T?I
STARTING METHOD
CABLE SIZE (mm²)
CÁCH KH? I Ð? NG
CONTACTOR SIZE (A)
GM-201
SC-201 SC-202 GM-202
GP-201 GP-202 RC-201 RC-202
Hình 3. 3: Sơ đồ mạch lực của bể tách rác và lắng cát
3.2.4. BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SBR
3.2.4.1. Nguyên tắc thiết kế
Giải thích chu trình chạy
Chu trình cơ bản bao gồm :
- Nạp – Hiếu khí.
- Lắng .
- Gạn.
Những pha này cấu thành một chu trình, và sau đó đƣợc lặp lại.
Trong suốt các giai đoạn của một chu trình, lƣợng chất lỏng bên trong bể tăng từ giá
trị thấp nhất đƣợc thiết lập để vận hành ở mức nƣớc đáy bể.

CB120344 - 2012B
38
Kết thúc sục khí tại giai đoạn tiền quyết định của chu trình cho phép sinh khối kết
cụm và lắng xuống dƣới. Sau giai đoạn lắng, nƣớc trong đƣợc loại bỏ bằng cách
gạn, sử dụng . Mức chất lỏng trong ống sẽ quay trở lại đáy bể sau khi chu
Decanter
trình đƣợc lặp lại.
Chất rắn đƣợc bỏ đi khỏi bể trong suốt pha gạn.
Hình 3. 4: Chu trình SBR
Quá trình điền đầy – Sục khí:
Quá trình sục khí đề cập đến thời gian thổi khí trong khi tiếp nhận nƣớc thải vào bể.
Nhiều bể có thể hoạt động với các chu trình khác nhau trong quá trình thông khí.
Tải trọng thấp hơn thiết kế phải ngừng quá trình sục khí. Quá trình sục khí phù hợp
sẽ đƣợc áp dụng để tối đa hóa nồng độ oxy hòa tan OUR.
Trongquá trình điền đầy và sục khí hỗn hợp nƣớc thải từ vùng hiếu khí đƣợc tuần
hoàn lại bể Selector. Tỷ lệ tuần hoàn(20 30% so với lƣu lƣợng hàng ngày).
-
Quá trình lắng:
Quá trình này đề cập đến phần đầu của quá trình sục khí, tại đây có điều kiện phân
tách chất rắn ra khỏi hỗn hợp nƣớc thải.

CB120344 - 2012B
39
Chất rắn lơ lửng lắng xuống đáy bể. Bùn hoạt tính cùng các chất rắn khác lắng ổn
định tạo thành từng lớp. Lớp bùn hoạt tính có nồng độ sinh khối trung bình khoảng
10g / l. Trong quá trình lắng và thu nƣớc sinh khối giảm quá trình oxy hóa giao
động xung quanh +50 đến +100 mV một giá trị âm khoảng 150 đến
- -200mV.
Quá trình này là cần thiết cho cơ chế hấp thu photpho sinh học sẽ diễn ra. Trong
điều kiện yếm khí, nhƣ phốt pho đƣợc giải phóng chứa bên trong lớp chất rắn sinh
học. Khi vận hành để loại bỏ phốt pho sinh học, không giải phóng phốt pho vào
chất lỏng nằm phía trên.
Quá trình thu nƣớc :
Trong quá t Decanter
rình thu nƣớc không có nƣớc thải vào bể. Di chuyển bởi động
cơ từ vị trí thu nƣớc đến các vị trí cài đặt. Sau đó đƣợc trở lại vị trí ngƣợc lại chu
trình ban đầu.
Hình 3. 5: Decanter của quá trình thu nƣớc
Ta có thiết kế cấp điện động lực cho các thiết bị nhƣ sau :

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
40
LOAD CURRENT (A)
CAPACITY
NAME OF LOAD
TAG NO
CÔNG SU?T
DÒNG Ð?NH M? C (A)
TÊN T?I
KÝ HI?U T?I
STARTING METHOD
CABLE SIZE (mm²)
CÁCH KH? I Ð? NG
CONTACTOR SIZE (A)
DEC-401 DEC-402 SGL CV 401
DP-401 DP 402 DP 403
CB CO
BOM Ð?NH LU? NG BOM Ð?NH LU? NG
MV-401 MV-402
BOM Ð?NH LU? NG
GB-401 GB-402 SFP-401
Hình 3. 6: Sơ đồ mạch điện động lực cho bể SBR

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
41
3.2.5. BỂ NÉN BÙN
Bể nén bùn đƣợc thiết kế cho công suất là 20,000 m3/ngày.đêm.
Kết quả tính toán bể nén bùn nhƣ sau:
TT Bể nén bùn Đơn vị Thông số
1
Khối lƣợng bùn lớn nhất
trong ngày kg/d
4.179
m3/d 629
2 Nồng độ bùn g/l 6,6
3 Hệ số giảm cho thiết kế - 100%
4
Khối lƣợng bùn trong ngày
theo thiết kế Kg/d
4.179
M3/d 629
5 Tải trọng bề mặt kg/m2.d 30
6 Thời gian lƣu d 1,0
7 Nồng độ cuối cùng % 3,0%
8 Khối lƣợng cuối cùng m3/d 139
9 Thời gian bơm trong ngày hrs/day 8
10 Khối lƣợng bơm m3/h 17
11 Số bơm Cái 1
12 Tổng diện tích bề mặt m2 139
13 Tổng thể tích m3 139
14 Tính theo đơn vị diện tích m2/unit 139
15 Kích thƣớc bể D 13,3
16 Chiều cao mức nƣớc m 3
17 Độ đốc đáy 1:… 10
18 Chiều cao tại tâm bể m 3,7

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
42
Máy ép bùn li tâm
Bùn từ bể nén bùn sẽ đƣợc bơm tới máy ép bùn li tâm để làm khô bùn.
Sau khi ép bùn có thể đạt đô khô: 18 22%, bùn khô sẽ rơi xuống xe chứa bùn rồi
-
đƣợc đem đổ tới n xử lý.
ơi
Hệ thống cấp Polime và hệ thống nƣớc rửa sẽ đƣợc cung cấp cho hoạt động của
máy ép bùn.
Máy ép bùn Đơn vị Thông số
Lƣợng bùn thiết kế kg/d 4.179
Lƣợng bùn sinh học hàng ngày (max) m3/d 139
Hàm lƣợng bùn vào máy ép bùn (DS) % 3,0%
Hàm lƣợng bùn sau ép bùn DS % 22%
Thời gian làm việc Hrs/day 8
Số ngày làm việc trong 1 tuần ngày/tuần 7
Số giờ làm việc trong 1 tuần h/tuần 56
Công suất thiết kế m3/h 17,4
Số lƣợng máy ép bùn cái 1
Công suất máy ép bùn m3/h 17,4
Lƣợng bùn sau ép m3/d 19
m3/h 2,4
Loại máy ép bùn Chọn loại máy ép bùn li tâm
Pha chế Polime Đơn vị Thông số
Lƣợng Polime cần cấp g/kg DS 4
Lƣợng Polime cần thiết Kg/d 14.13
Nồng độ dung dịch Polime % 0,15
Thể tích dung dịch M3 15
Thể tích bồn chứa Polime M3 15
Số lƣợng bồn chứa 3
Thể tích bồn pha M3 5
Bơm định lƣợng Polime Đơn vị Thông số

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
43
Thời gian bơm hrs 10.1
Lƣu lƣợng bơm l/h 932
Số lƣợng bơm 2
Số lƣợng bơm dự phòng 1
Tổng số bơm định lƣợng 3
Công suất mỗi bơm 466
Ta có thiết kế cấp điện động lực cho các thiết bị nhƣ sau :

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
44
LOAD CURRENT (A)
CAPACITY
NAME OF LOAD
TAG NO
CÔNG SU?T
DÒNG Ð?
NH M? C (A)
TÊN T?I
KÝ HI?U T?I
STARTING METHOD
CABLE SIZE (mm²)
CÁCH KH? I Ð? NG
CONTACTOR SIZE (A)
DEC-401 DEC-402 SGL CV 401
DP-401 DP 402 DP 403
CB CO
BOM Ð?NH LU? NG BOM Ð?NH LU? NG
MV-401 MV-402
BOM Ð?NH LU? NG
GB-401 GB-402 SFP-401 SFP-402
Hình 3. 7: Sơ đồ mạch điện động lực khu xử lý bùn

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
45
CHƢƠNG 4 :
THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI
Hệ Scada (Supervisory Control And Data Acquisition): là hệ thống điều khiển
giám sát và thu thập dữ liệu, ra đời vào những năm 80 trên cơ sở ứng dụng kỹ
thuật tin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp. Hệ Scada cho phép
liên kết mạng ở nhiều mức độ khác nhau: từ các bộ cảm biến, cơ cấu chấp hành,
các bộ điều khiển, các trạm máy tính điều khiển và giám sát, cho đến các trạm
máy tính điều hành và quản lý công ty. Các chức năng cơ bản của hệ Scada:
- Giám sát (Supervisory): Chức năng này cho phép giám sát liên tục các hoạt
động trong hệ thống điều khiển quá trình. Hiển thị các báo cáo tổng kết về quá
trình sản xuất, chỉ thị giá trị đo lƣờng,. dƣới dạng trang màn hình, trang đồ
hoạ, trang sự kiện, trang báo cáo sản xuất,. Qua đó nhân viên vận hành có thể
thực hiện các thao tác vận hành và can thiệp từ xa đến các hệ thống phía dƣới.
- Điều khiển (Control): Chức năng này cho phép ngƣời điều hành điều khiển các
thiết bị và giám sát mệnh lệnh điều khiển.
- Thu thập dữ liệu : Thu thập dữ liệu qua đƣờng truyền số liệu về quá trình sản
xuất , sau đó tổ chức lƣu trữ các số liệu nhƣ : số liệu sản xuất, chất lƣợng sản
phẩm, sự kiện thao tác, sự cố … dƣới dạng ghi chép hệ thống theo một cơ sở
dữ liệu nhất định.
- Giao diện HMI (Human Machine Interface) ngày càng phổ biến trong vận
hành sản xuất và hầu hết các kỹ sƣ tự động hóa đều có thể sử dụng các phần
mềm thông dụng nhƣ Factorytalk View, WinCC, Intouch… để thiết kế các
HMI cho các ứng dụng cụ thể nào đó. Tuy nhiên việc thiết kế một HMI không
đơn thuần vẽ các quy trình theo sơ đồ P&ID có sẵn và đặt các dữ liệu (nhiệt
độ, áp suất…) đọc từ thiết bị lên màn hình mà còn phải làm sao để ngƣời vận
hành sử dụng một cách hiệu quả.
Qua đó ta có thể thiết kế hệ thống cho một nhà máy đáp ứng đƣợc các
Scada
chức năng nhƣ trên

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
46
4.1. :
XÂY DỰNG CẤU HÌNH ĐIỀU KHIỂN CỦA TOÀN NHÀ MÁY
Lựa chọn cấu hình tổng quan.
Hệ thống điều khiển của trạm xử lý nƣớc thải khi có các chế độ nhƣ sau:
- Chế độ tự động.
- Chế độ bán tự động.
- Chế độ bằng tay( thông qua công tắc trên bảng điều khiển).
Chức năng hệ thống khi thiết kế phải đáp ứng:
- Hệ thống điều khiển có khả năng độc lập điều khiển hoạt động ngay cả khi
máy tính PC có sự cố.
- Cài đặt và thay đổi các thông số điều khiển, chế độ làm việc của hệ thống các
tham số hoạt động của thiết bị (thời gian, chu kỳ của các van điện, bơm nƣớc
thải, máy thổi khí...), đặt các tham số môi trƣờng theo mong muốn.
- Tự bảo vệ hoạt động an toàn, bảo vệ hệ thống, các thiết bị đo, điều khiển và
các thiết bị khác. Có khả năng cảnh báo và lƣu lại sự thay đổi của hệ thống
bằng chuông, đèn và đầu cứng.
- Hiển thị các số liệu các thông số đo lƣờng, trạng thái hoạt động của hệ thống
trên máy tính điều khiển. Hiển thị sơ đồ công nghệ hệ thống và các sơ đồ có
liên quan.
- Số liệu đƣợc lƣu trữ, thống kê thuận tiện cho quản lý vận hành.Vẽ đồ thị các
tham số môi trƣờng trong toàn hệ thống và in ra dƣới dạng báo cáo, số liệu cho
phần mềm quản lý.
- Có khả năng bảo mật phần mềm.
- Có khả năng phối ghép với các mạng khác.
- Có khả năng mở rộng hệ thống trong tƣơng lai.
Nhiệm vụ hệ thống:
- Thu thập, tính toán các thông số công nghệ.
- Điều khiển các thiết bị trong hệ thống vận hành theo yêu cầu của quy trình
công nghệ.
- Lƣu trữ các dữ liệu cần thiết trong máy tính.
- Hiển thị các thông số công nghệ và trạng thái các thiết bị trong hệ thống.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
47
- Kiểm tra lỗi, cảnh báo, bảo vệ hệ thống khi gặp sự cố.
Chức năng tự động:
- Tự động đo lƣờng, điều khiển lƣu lƣợng theo tham số đƣợc xác định trƣớc.
- Điều khiển quá trình tách rác tự động.
- Điều khiển tự động việc cấp hoá chất.
- Điều khiển tự động quá trình phân phối khí.
- Điều chỉnh tự động các thông số pH, DO phù hợp với thông số cài đặt.
- Điều khiển các van tự động của quá trình xử lý.
- Báo cáo tình trạng vận hành của nhà máy.
Tại nhà máy có 4 khu vực chính nhƣ sau :
- Trạm bơm nƣớc thải đầu vào.
- Công trình đầu mối gồm bể tách rác và bể lắng cát điều khiển các thiết bị tại
đó.
- Khu vực bể sinh học SBR và nhà máy thổi khí.
- Khu vực xử lý bùn và xử lý khí.
Từ phân vùng điều khiển từng khu vực nhƣ trên ta có thể chọn cấu hình điều khiển
tổng quan cho nhà máy nhƣ hình sau :
 Mô tả về hệ thống:
 Hệ thống Server: bao gồm 4 Server
- Server 1: Domain Server
Cung cấp, quản lý và lƣu trữ thông tin về tài nguyên hệ thống mạng trong toàn bộ
domain. Nó quản lý tòan bộ các máy client, cho phép truy cập dữ liệu hay sử dụng
tài nguyên cuả hệ thống (máy in, data server …).Tạo tên miền, cấu hình phân phát
địa chỉ IP ...
- Server 2: Factory Administation
Là một trung tâm của các truy cập dữ liệu và các phần tử trong toàn bộ hệ thống
(nhƣ giao điện đồ họa, tag, cấu hình kết nối, thay đổi tham số … Cho tất cả các
sản phẩm tham gia vào hệ thống (HMI server, RS Interprise Server, Client, …),
tao ra một danh mục các thành phần kết nối vào hệ thống, nó còn dùng để tạo ra
các User với các mức độ truy cập khác nhau trong hệ thống ...

CB120344 - 2012B
48
- Server 3: HMI Server
Cung cấp tất cả các giao diện cuả toàn bộ nhà máy và dữ liệu từ RSLINX
ENTERPRISE Server tới các Client để hiển thị tất cả các trạng thái cũng nhƣ
thông số cài đặt của nhà máy với các cấp độ ngƣời dùng khác nhau
- Server 4: Data and Alarm Server
Là một FactoryTalk Live Data™ server and FactoryTalk Alarms and Events
server, dùng để cấu hình kết nối với các bộ điều khiển và I/O từ xa. Dữ liệu từ các
từ các thiết bị hay bộ điều khiển đƣợc lƣu trữ trên Server này với hệ quản trị dữ
liệu SQL tích hợp và cho phép phần mềm HMI có thể truy suất dữ liệu để hiển thị,
cũng nhƣ cho phép kết nối với mirosoft excell để tổng hợp dữ liệu với mục đích
cụ thể.
Hình 4. 1: Cấu hình tổng quan của nhà máy

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
49
 Hệ thống kết nối:
- Manager Switch: đƣợc lắp đặt trong tủ Server, liên kết toàn bộ tất cả các thiết
bị trong mạng.
- Bộ chuyển đổi cáp quang mạng ethernet: hệ thống bao gồm 4 trạm ( trạm bơm,
khu xử lý sơ bộ, hệ thống Ctech, Khu xử lý bùn) tại mỗi trạm đƣợc trang bị
một thiết bị chuyển đổi này, và đƣợc cấu hình mạch vòng, đảm bảo hệ thống
truyền dữ liệu thông suốt và không ảnh hƣởng khi có sự cố của một nhánh
đƣờng truyền.
- Bộ chuyển mạch: để mở rộng các cổng kết nối tại các trạm.
4.2. :
THIẾT KẾ HỆ ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ
Từ sơ đồ công nghệ đã xây dựng trên ta có đƣợc bản vẽ P&ID điều khiển toàn nhà
máy nhƣ sau :

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
50
YC
SP
LIA
LC
1
HI
LO
LL
HH
YC
SP
YC
SP
HS
SC 2
02
L
H
L
H
LIA
LS
101 L
H
LIA
FM1
01
LL
HH
H
L
LIA
FM4
01 LL
HH
H
L
Cl
IA
CL301
LL
HH
H
L
TIA
TE LL
HH
H
H
FIA
FL
S1 L
H
HS
DP40
3
HS
SFP4
01
HS
SM40
2
MIA HS
SM40
1
YC
SP
HS
GB
403
YC
SP
HS
GB
404
4
2
3 3
1
1
2
LE
IA
LE
L
HI
LO
LL
HH
HIA
LE
L
HI
LO
LL
HH
1
2
3
4
LE
IA
LE
L
HI
LO
LL
HH
HIA
LE
L
HI
LO
LL
HH
LE
IA
LE
L
HI
LO
LL
HH
HIA
LE
L
HI
LO
LL
HH
YC
SP
HS
GM20
1
YC
SP
HS
SC 2
01
YC
SP
HS
GM20
1
YC
SP
HS
PS 10
1
HS
PS 10
2
HS
PS 10
3
HS
PS 10
4
HS
PS 10
5
YC
SP
HS
P303
HS
P304
YC
SP
HS
P301
HS
P302
YC
SP
HS
MV30
3
YC
SP
HS
MV30
6
YC
SP
YC
SP
HS
DC3
01
DO
IA
D0
2
HI
LO
LL
HH
LIA
LS
2
HI
LO
LL
HH
YC
SP
HS
DC3
02
YC
SP
HS
MV30
1
YC
SP
HS
MV30
4
YC
SP
HS
AB
301
HS
AB
302
HS
AB
303
YC
SP
HS
MV30
5
YC
SP
HS
MV30
2
HS
DP30
2
YC
SP
HS
DP30
1
YC
SP
HS
RC2
02
YC
SP
HS
RC2
01
YC
SP
HS
GP2
01
YC
SP
HS
GP2
02
HS
SFP4
03
MIA
HS
SFP4
02
HS
DEC
40
2
YC
SP
HS
DEC
40
1
HS
DP40
2
MIA HS
DP40
1
MIA
SP
HS
CV
401
YC
SP
HS
RP50
1
HS
RP50
2
Hình 4. 2 y
: Sơ đồ P&ID toàn nhà má

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
51
4.2.1. :
Ta có nguyên lý lập trình nhƣ sau :
Tại trạm bơm sẽ có 01 bộ PLC điều khiển riêng tại đó.Lập trình cho 05 bơm sẽ chạy
luân phiên nhau theo thời gian và khống chế mức chạy theo mức nƣớc với 01 bộ đo
mức liên tục xuất ra tín hiệu 4 Khi đó ta có trạm bơm làm việc
- 20 mA cho PLC.
theo 4 chế độ trong ngày:
- Chế độ 1: Trạm bơm có 1 máy bơm hoạt động theo lƣu lƣợng giờ thải nƣớc
trung bình nhỏ nhất trong ngày (Qmin).
lớn hơn Qmin và nhỏ hơn lƣu lƣợng giờ thải nƣớc trung bình ngày (QTB)
trung bình ngày (QTB)
trung bình lớn nhất trong ngày (Qmax)
Sơ đồ P&ID và sơ đồ mạch điện điều khiển của trạm bơm nhƣ sau :
YC
SP
HS
PS 101
HS
PS 102
HS
PS 103
HS
PS 104
HS
PS 105
LIA
LC1
HI
LO
LL
HH
L
H
LIA
LS101 L
H
4
Hình 4. 3 .
: Sơ đồ điều khiển P&ID của trạm bơm

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
52
Theo nhƣ thông số lựa chọn thiết bị công nghệ, bơm có công suất 22kW. Để khởi
động đƣợc trơn, tránh sụt áp khi các bơm khởi động liền nhau ta có biện pháp khởi
động bằng khởi động mềm. Bơm đƣợc bảo vệ nhiệt độ bản thân bơm, đo độ ẩm bên
trong bơm bằng relay Minicas II, đồng thơi đƣợc giám sát dòng điện làm việc trong
màn hình Scada. Từ đó có mạch điện điều khiển cho bơm nƣớc thải nhƣ sau :
4
Hình 4. : Sơ đồ mạch điện điều khiển cho một bơm nƣớc thải
Tín hiệu đo mức là tín hiệu đo liên tục bởi thiết bị đo mức áp suất xuất ra đến
PCL để điều khiển, và bơm sẽ đƣợc khóa cứng mức thấp khống chế cho bơm
không chạy khi mức nƣớc thấp với 01 bộ đo mức ON/OFF.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
53
Hình 4. 5: Sơ đồ mạch điện điều khiển cho đo mức liên tục
Hình 4. 6 que On/Off
: Sơ đồ mạch điện điều khiển cho đo mức

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
54
Từ những bản vẽ thiết kế trên và liệt kê đƣợc tín hiệu vào ra, ta cấu hình bộ điều
khiển nhƣ sau:
ROCKWELL AUTOMATION
TÊN THIẾT BỊ MODUL KÝ HIỆU SỐ LƢỢNG
CPU 1769-L32E 1
DI 1769-IQ32 2
DO 1769-OB16 1
AI 1769-Ì4 1
AO 1769-OF4CI 0
Bảng 4. Cấu hình bộ điều khiển trạm bơm nƣớc thải đầu vào
1
4.2.2. CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI
Bể tách rác
- Đầu vào trạm tác rác là một máy đo lƣu lƣợng siêu âm. Tín hiệu đo lƣu lƣợng
đƣợc hiển thị ngay tại chỗ và đồng thời đƣợc dẫn về hệ thống điều khiển trung
tâm PLC, lƣu lƣợng đầu vào đƣợc thông kê và lƣu trữ vào SCADA, hệ thống
sẽ tổng hợp định tính lƣu lƣợng nƣớc theo ngày, tháng, năm của nhà máy và
đƣợc lƣu trữ trên dữ liệu của PLC là SCADA.
Hình 4. 7: Sơ đồ đấu nối thiết bị đo lƣu lƣợng

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
55
- Máy tách rác hoạt động theo nguyên lý khi có tín hiệu nƣớc thải đƣợc đƣa về
dựa theo thiết bị đo lƣu lƣợng máng Parshall và đƣợc chạy khi mức nƣớc trƣớc
máy tách rác đủ độ cao ( Nƣớc dâng lên là do rác bị tắc lại tại máy tách rác )
đƣợc phát hiện bởi thiết bị đo mức điện cực. Tất cả các tín hiệu đo mức đƣợc
đƣa về PLC để lập trình.
- Hệ thống tách rác bao gồm một song tác rác cơ khí và hai máy tách rác tự
động, một trục vít tải rác. Các máy này hoạt động độc lập, đƣợc điều khiển bởi
PLC cục bộ có thể đƣợc điều khiển từ xa qua hệ thống SCADA. Máy tách rác
đƣợc kích hoạt từ một senser đo mức phía trƣớc máy tách rác hoặc bằng chế
độ bằng tay khi cần thiết tại tủ điều khiển cục bộ của máy tách rác. Vít tải cát
hoạt động khi một trong hay máy tách rác hoạt động để vận chuyển rác vào
thùng rác. Các tín hiệu trạng thái của máy tách rác đƣợc thu thập về hệ thống
Scada và các đèn báo tại tủ điều khiển trong nhà điều hành.
Ta có sơ đồ mạch điện điều khiển cho máy tách rác nhƣ sau :
YC
SP
HS
SC 201
YC
SP
YC
SP
HS
SC 202
LIA
FM101
LL
HH
H
L
2
LEIA
LEL
HI
LO
LL
HH
HIA
LEL
HI
LO
LL
HH
Hình 4. 8: Sơ đồ P&ID bể tách rác

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
56
Thiết bị tách rác hoạt động theo hai chế độ nhƣ sau:
- Chế độ tự động: vận hành tự động thông qua tín hiệu điều khiển( thông qua
cảm biến ON/OFF phát hiện nƣớc đƣợc lắp đặt ở vị trí đầu vào nƣớc thải)
chuyển đến trung tâm điều khiển. Thiết bị vận hành khi có nƣớc thải và ngừng
khi không có nƣớc thải.
- Vận hành bằng tay: quá trình vận hành bằng việc sử dụng công tắc ON/OFF
trên bảng điều khiển trên thiết bị.
Bể lắng cát
Nƣớc thải sau khi đi qua máy tách rác qua bể lắng cát. Tại đó sẽ có một thiết
bị khuấy cát đƣợc lắng tại đáy bể, sau đó sẽ đƣợc bơm cát hút lên và qua thiết bị sàn
cát đƣa xuống xe chứa.
Thiết bị lắng cát hoạt động theo nguyên lý khi có mực nƣớc dâng cao đến
mức cho phép PLC sẽ xuất lệnh cho phép chạy và sau một thời gian đƣợc cài đặt
sẵn thì khi đó bơm cát và sàn cát mới đƣợc tiếp tục cho phép hoạt động.
- Hệ thống tách cát bao gồm một máy xoáy cát, một máy thổi khí (sục và hút cát
vào máy tách cát), một máy tách cát. Hệ thống bao gồm hai cụm máy, hoạt
động độc lập. Các cụm máy hoạt động liên động với nhau, với các tham số
đƣợc cài đặt trên màn hình cảm ứng kèm theo tủ máy tác cát. Hệ thống đƣợc
điều khiển bởi PLC cục bộ kèm theo và điều khiển từ xa qua hệ thống SCADA
Ta có sơ đồ điều khiển nhƣ sau :
YC
SP
HS
RC
202
YC
SP
HS
RC
201
YC
SP
HS
GP
201
YC
SP
HS
GP
202
LE
I A
LEL
HI
LO
LL
HH
HIA
LEL
HI
LO
LL
HH
YC
SP
HS
GM201
YC
SP
HS
GM201
Hình 4. 9: Sơ đồ P&ID bể lắng cát

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
57
Thiết bị bể lắng cát, bơm cát và thiết bị tách cát hoạt động theo hai chế độ
nhƣ sau:
- Chế độ tự động: Thiết bị votex vận hành tự động thông qua tín hiệu điều
khiển( hoạt động khi có nƣớc thải, tín hiệu lấy từ bơm nƣớc thải va lƣu lƣợng
ở kênh đo lƣu lƣợng) chuyển đến trung tâm điều khiển. Thiết bị vận hành khi
có nƣớc thải và ngừng khi không có nƣớc thải. Bơm cát và máy tách cát hoạt
động liên động với nhau, ở chế độ tự động chúng hoạt động theo thời gian mà
ngƣời vận hành thiết lập, căn cứ vào lƣợng cát mà kỹ sƣ vận hành sẽ thiết lập
thời gian chạy và tần số chạy của máy.
- Vận hành bằng tay: quá trình vận hành bằng việc sử dụng công tắc ON/OFF
trên bảng điều khiển của tủ điều khiển thiết bị.
Từ những bản vẽ thiết kế trên và liệt kê đƣợc tín hiệu vào ra, ta cấu hình bộ
điều khiển nhƣ sau:
ROCKWELL AUTOMATION
CPU 1769-L32E 1
DI 1769-IQ32 1
DO 1769-OB16 1
AI 1769-Ì4 1
AO 1769-OF4CI 0
Bảng 4. : Cấu hình bộ điều khiển bể tách rác và lắng cát
2
4.1.1. BỂ XỬ LÝ SINH HỌC SBR.
Theo nhƣ thuyết minh công nghệ ở phần 2.2 thì bể xử lý sinh học có tất cả 5
chu kỳ : Nạp nƣớc sục khí – Kết thúc sục khí – Bắt đầu lắng – Bắt đầu rút nƣớc
– Kết thúc rút nƣớc.
Từ thuyết minh công nghệ ta có thiết kế sơ đồ P&ID cho bể xử lý sinh học :

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
58
YC
SP
HS
P303
HS
P304
YC
SP
HS
P301
HS
P302
YC
SP
HS
MV30
3
YC
SP
HS
MV30
6
YC
SP
YC
SP
HS
DC
301
DO
IA
D02
HI
LO
LL
HH
LIA
LS2
HI
LO
LL
HH
YC
SP
HS
DC
302
YC
SP
HS
MV30
1
YC
SP
HS
MV30
4
YC
SP
HS
A
B301
HS
A
B302
HS
A
B303
YC
SP
HS
MV30
5
YC
SP
HS
MV30
2
HS
DP
302
YC
SP
HS
DP
301
YC
SP
C
lIA
C
L 301
LL
HH
H
L
PIA
PS
L
HS
WP302
HS
WP301
YC
SP
L
H
1
1
HI
LO
LL
HH
Hình 4. 10: Sơ đồ P&ID bể sinh học SBR

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
59
Từ sơ đồ P&ID tổng thể ta có thiết kế mạch điều khiển chi tiết cho các thiết
bị chấp hành
Các thiết bị, bao gồm
Van phân phối nƣớc (02 cái), van điều khiển khí nén (06 cái), Bơm hồi lƣu
(02 cái), bơm bùn thải (02 cái), Decanter (02 cái), máy thổi khí (03 cái),
Bể SBR các thiết bị hoạt động nhƣ sau:
- Chu kỳ hoạt động của SBR: 3h/cycle
- Máy thổi khí: Automatic theo DO với setpoint của DO là: 2mg/l DO;
- Decanter: SLW= 3m; TLW: 5,5m ( có thể căn chỉnh lại theo thống kê lƣợng
nƣớc thải về nhà máy, nếu nƣớc thải ít hơn so với lƣu lƣợng thiết kế: tăng
BLW và ngƣợc lại);
- Bơm hồi lƣu: Automatic mode ( Bơm hoạt động toàn thời gian khi nạp nƣớc
vào ở pha FILL/AERATION);
- Bơm bùn thải: Atomatic mode với thời gian là 3 phút cuối chu kỳ
DECANTER (tham số này cần điều chỉnh bởi kỹ sƣ công nghệ để duy trì
lƣợng MLSS trong bể SBR);
- Van cửa file nạp nƣớc: Automatic mode ( đóng ở pha lắng và decant, mở ở
pha nạp và sục khí )
- Van cấp khí cho bể : Automatic mode ( các tham số cài đặt vận hành đã
SBR
đƣợc cố định theo chu trình của bể SBR)
Chu kỳ 1 : Nạp nƣớc / Sục khí
Sau khi nƣớc thải đã qua xử lý sơ bộ tại khu vực tách rác và lắng cát nƣớc
thải sẽ đƣợc điền vào một trong hai bể tùy theo pha của từng bể. Hai bể hoạt động
trái ngƣợc nhau. Bể 1 nạp nƣớc thì bể 2 sẽ rút nƣớc. Trong chu kỳ nạp nƣớc của
mỗi bể thì mỗi bể sẽ có một con van cửa phai để đóng mở cho từng bể. Sơ đồ điều
khiển của van cửa phai nhƣ Hình 4.11
Tại mỗi bể có một thiết bị đo mức liên tục áp suất để khống chể mức nƣớc
của bể. Thiết bị đo mức xuất ra tín hiệu 4 20 mA truyền về PLC để tính toán và lập
-
trình. Sơ đồ đấu nối nhƣ Hình 4.12.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
60
Hình 4. 11:Sơ đồ điều khiển mạch điện van cửa phai
Hình 4. 12: Sơ đồ đấu nối 02 thiết bị đo mức liên tục

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
61
Tại mỗi bể có một thiết bị đo nồng độ Oxy và nhiệt đô nƣớc của bể.
thải
Thiết bị đo Oxy xuất tín hiệu 4 20 mA truyền về PLC để tính toán và lập trình.
-
Trong quá trình điền nƣớc vào bể thiết bị đo Oxy sẽ cung cấp giá trị Oxy hòa tan
trong nƣớc về PLC và PLC sẽ tính toán xem sẽ chạy máy thổi khí với công suất bao
nhiêu để sục khí cho bể. Ta có sơ đồ đấu nối cho 02 thiết bị đo Oxy nhƣ sau:
Hình 4. 13: Sơ đồ đấu nối thiết bị đo Oxy
Máy thổi khí dùng để sục khí cho bể xử lý sinh học đƣợc dùng biến tần để có
thể điều khiển đƣợc công suất sục khí của máy theo nhƣ chế độ đo nồng độ Oxy của
nƣớc thải trong bể. Khi nồng độ Oxy trong nƣớc thải thấp thì máy sẽ chạy tối đa
công suất và ngƣợc lại khi nồng độ Oxy trong nƣớc cao thì công suất máy thổi khí
sẽ giảm xuống. Theo nhƣ tính toán công nghệ thì nhà máy sử dụng 03 máy thổi khí,
nếu khi nồng độ Oxy thấp và 01 máy thổi khí chạy mà vẫn chƣa cấp đủ Oxy thì
PLC sẽ ra lệnh cho chạy thêm máy thứ 02 với công suất tính toán.
Máy thổi khí đƣợc đặt tại nhà máy thổi khí và cần đƣợc kết nối các tín hiệu
chuyển lên nhà điều hành. Và để có thể điều khiển bằng tay hay tự động tại mỗi nơi
thì ta phải thiết kế mạch điện điều khiển tại mỗi nơi. Ta có mạch điều khiển nhƣ
sau:

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
62
Hình 4. 14: Sơ đồ điều khiển máy thổi khí tại nhà máy thối khí.
Hình 4. 15: Sơ đồ điều khiển máy thổi khí tại nhà điều hành

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
63
Để điều khiển có thể sục khí đƣợc ở bể SBR số một hay số 2 thì trên mỗi
đƣờng ống cấp khí cho mỗi bể đều có một van cấp khí. Tại mỗi bể Selector cũng có
một van để đóng mở cấp khí sục khí thô cho nƣớc đầu vào. Kết thúc một chu kỳ sục
khí sẽ có van xả áp dƣ trong đƣờng ống mở ra. Ta có mạch điện điều khiển của van
nhƣ Hình 4.16, Hình 4.17.
Trong qúa trình nạp nƣớc/ sục khí bơm bùn tuần hoàn từ bể SBR sẽ bơm bùn
sang bể Selector để hòa tàn cùng với lƣợng nƣớc đầu vào đang đƣợc điền vào bể.
Kết thúc quá trình điền nƣớc thì bơm bùn tuần hoàn cũng sẽ dừng lại. Ta có mạch
điện điều khiển của bơm nhƣ Hình 4.18.
Hình 4. 16: Mạch điều khiển đóng mở van

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
64
Hình 4. 17: Mạch điều khiển van xả khí dƣ
Hình 4. 18: Mạch điều khiển bơm tuần hoàn

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
65
Chú kỳ 2 : Chu kỳ lắng
Quá trình này tất cả các thiết bị dừng lại cho bùn lắng xuống đáy bể để lại
nƣớc trong ở bên trên.
Chu kỳ 3 : Chu kỳ bắt đầu thu nƣớc và kết thúc thu nƣớc.
, 4
Kết thúc chu kỳ lắng thì bắt đầu chu kỳ xả nƣớc ra mƣơng dẫn và tới bể tiếp
xúc Clo. Bắt đầu chu kỳ thiết bị rút nƣớc sẽ hạ từ từ xuống mặt nƣớc với tần số
thấp. Khi chạm đến mặt nƣớc sẽ có 1 sensor báo về và PLC sẽ tăng tần số để xả
nƣớc ra ngoài. Tại thiết bị rút nƣớc có sensor khống chế mức cao và mức thấp. Khi
chạy hết quá trình hạ sensor báo về và dừng động cơ, sau đó trả lại vị trí cao để chờ
bắt đầu 1 chu kỳ mới. điều khiển của thiết bị nhƣ sau :
Mạch điện
Hình 4. 19: Mạch điều khiển thiết bị rút nƣớc
Sau khi nƣớc đã đƣợc xả đến bể tiếp xúc thì bơm định lƣợng sẽ bơm Clo vào
bể tiếp xúc. Tại đầu bể đƣợc bơm Clo và đƣợc phản ứng đến cuối bể và xả ra môi
trƣờng. Tại điểm xả ra môi trƣờng sẽ có 1 thiết bị đo nồng độ Clo dƣ trong đó. Nếu
nồng độ Clo lớn hơn nồng độ cho phép xả ra môi trƣờng, PLC sẽ tự động điều
khiển công suất máy bơm định lƣợng bằng cách hạ tần số theo tính toán. Mạch điện
điều khiển nhƣ sau :

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
66
Hình 4. 20: Sơ đồ điều khiển bơm CLO

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
67
ROCKWELL AUTOMATION
CPU 1769-L32E 1
DI 1769-IQ32 4
DO 1769-OB16 2
AI 1769-Ì4 1
AO 1769-OF4CI 2
Bảng 4. : Cấu hình bộ điều khiển bể xử lý sinh học SBR
3
4.1.2. BỂ XỬ LÝ BÙN.
Tại hệ thống bể SBR xử lý sinh học, mỗi bể có 01 bơm bùn thải để bơm bùn
dƣ từ bể SBR đến bể nén bùn. Sau đó bùn đƣợc bơm về nhà xử lý bùn để ép khô
thành bánh.
Từ thuyết minh công nghệ ta có thiết kế sơ đồ P&ID cho hệ thống xử lý bùn:

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
68
HS
SFP403
MIA
HS
SFP402
HS
DP402
MIA HS
DP401
LIA
FM401 LL
HH
H
L
HS
DP403
HS
SFP401
YC
SP
HS
GB403
YC
SP
HS
GB404
Hình 4. 21: Sơ đồ P&ID khu xử lý bùn

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
69
Từ sơ đồ P&ID của hệ thống xử lý bùn ta có thiết kế mạch điều khiển cho
các thiết bị nhƣ sau :
Bùn đƣợc bơm từ bơm bùn thải của bể SBR qua thiết bị đo lƣu lƣợng đặt tại
bể nén bùn. Thiết bị đo lƣu lƣợng liên tục đƣợc truyền về PLC hiển thị và lập trình
tính toán cho hệ thống xử lý bùn
Hình 4. 22: Sơ đồ đấu nối cho thiết bị đo lƣu lƣợng
Tại mỗi bể nén bùn có 01 van điện để đóng mở cho phép nhận bùn vào bể
nào. Sau khi bể tiếp nhận bùn, bộ khuấy nén bùn sẽ hoạt động theo thời gian để làm
cô đặc bùn lại.
Khi lƣợng bùn cô đặc đƣợc nén trong bể nén bùn đã đủ để hút về và ép khô
thành bánh. Bùn đƣợc hút về bởi bơm bùn trục vít, bơm bùn trục vít đƣợc điều
khiển qua biến tần để có thể điều khiển đƣợc lƣu lƣợng bùn đƣợc bơm về máy ép
bùn cho phù hợp với công suất :

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
70
Hình 4. 23: Sơ đồ đấu nối đóng mở van bùn
Hình 4. 24: Sơ đồ đấu nối máy khuấy bùn

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
71
Hình 4. 25: Sơ đồ điều khiển mạch điện của bơm bùn trục vít
Tại nhà máy ép bùn có hệ thống pha Polyme sẵn, từ hệ thống pha Polyme thì
Polyme sẽ đƣợc bơm về máy ép bùn qua hệ thống bơm định lƣợng và đƣợc điều
khiển bằng biến tần để điều chỉnh lƣu lƣợng bơm Plyme :

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
72
Máy ép bùn đƣợc điều khiển chạy trong quá trình bơm bùn đƣợc bơm bùn
trục vít đƣa bùn về :
EM.STOP
RESET
PANEL L.
JUNCTION
BOX
+P2
-W42M1 POWER BACK DRIVE MOTOR
-W42M1T THERMISTORS (BT1.BT2)
-W83JB MULTICABLE
-W41M1 POWER MAIN DRIVE MOTOR
-W41M1T THERMISTORS (MT1, MT2)
BCC VFD PANEL
(L1,L2,L3,GND)
FROM CUSTOMER
POWER SUPPLY
+P2
+P1.1

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
73
ACS800 REPL-01
ETHERNET
DIP SWITCH 3 & 8 = ON
ASTO-11(+Q967)
THERMISTOR MD
DO 1
101.5
-101K5
MD ENABLE
*Fasten the clamp
on to the stripped
part of the cable!
X41
Directly mounted
On the inverter
X2
-41T1
ACS800
U1
A1
A2
-41K8
14 11 /41.7
V1 W1
U2 V2 W2 PE
U1 V1 W1 PE
3
M
X22:6 X22:7
7
-X5 8
M41T1
-X1
M41T2
2
1
UDC+ UDC- -41T6 X1:1
X1:2
14
11
-41K8
/41.8
=A1
+P2
DO
-41W4
1
-X41T1 2 3 PE
1
2
3
4
-41F2
DC Fuses 16A, Upto 800V DC
X1:3
X1:4
-41X4
1 2 3 PE
POWER MOTOR
-W41M1
1 2
-W41M1T
L1 /
L1 /
20.9
L2 /
20.9
L2 /
L3 /
20.9
L3 /
EPL MD VFD /
42.3
M /
24L1 /
42.5
101K5:11
24L1
/
30.4
BD VFD UDC+ / 42.1
BD VFD UDC- / 42.1
9
10
7
8
Hình 4. 26: Sơ đồ điều khiển máy ép bùn
ROCKWELL AUTOMATION
CPU 1769-L32E 1
DI 1769-IQ32 4
DO 1769-OB16 2
AI 1769-Ì4 1
AO 1769-OF4CI 1
Bảng 4. : Cấu hình bộ điều khiển bể xử lý bùn
4
4.1.1. HỆ THỐNG XỬ LÝ MÙI.
Hệ thống xử lý nƣớc thải ở đây nhà máy đƣợc xây kín hoàn toàn. Trong quá
trình xử lý nƣớc sẽ có lƣợng khí thải thoát ra môi trƣờng. Tại hệ thống các bể đề có
thiết bị đo H2S và LEL để kiểm soát chất lƣợng và nồng độ khí thải thoát ra trong
bể.

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
74
Hình 4. 27: Sơ đồ đấu nối của thiết bị H2S và LEL
Tại hệ thống xủa lý khí có quạt hút khí từ các bể, quạt hút khí đƣợc điều
khiển theo chế độ thời gian hoặc hoạt động theo thiết bị đo H2S và LEL. Khi nồng
độ cao các quạt hoạt động 50% công suất, khi có sự cố bên trong bể quạt hoạt động
với 100% công suất
Hình 4. 28: Sơ đồ đấu nối mạch điều khiển quạt hút khí

CB120344 Lớp: 12B - 2012B
75
4.2. :
XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
4.2.1. :
Từ những dữ liệu thiết kế phần cứng của trạm bơm nhƣ trên ta thiết kế giao
diện điều khiển và giám sát của trạm bơm nƣớc thải. àn hình tổng quan giao diện
M
điề khiển và giám sát của trạm bơm nƣớc thải khi thiết kế phải đáp ứng đƣợc nhƣ
u
sau : Ngƣời vận hành có thể nhập thông số khởi động và dừng bơm theo mức nƣớc.
và theo mức nƣớc từ thiết bị đo áp suất truyền về thì PLC và hiển thị trên màn hình
sẽ so sánh và ra lệnh khởi động hoặc dừng bơm.

CB120344 - 2012B
76
Hình 4. 29: Giao diện điều khiển và giám sát trạm bơm nƣớc thải

CB120344 - 2012B
77
Thông tin trạm bơm: Các thông tin đƣợc miêu tả trong bảng nhƣ dƣới đây
không ảnh hƣởng đến quá trình điều khiển trạm bơm, mà chỉ là các thông số về
trạm bơm và các trạng thái của tủ điện.
Hình 4. 30: Thông tin trạm bơm nƣớc thải
Hình 4. 31: Cấu hình trạm bơm
Bảng trên là các tham số cấu hình điều khiển của trạm bơm với các thông số
đƣợc miêu tả nhƣ sau:
- Station Status: Trạng thái hoạt động của trạm bơm dừng hay đang chạy
(enable/ disable), có thể điều chỉnh bằng cách click vào ô lựa chọn.
- The maximum number of running pumps: Số lƣợng bơm cho phép hoạt động
- Rotation time: Thời gian chạy luôn phiên của các bơm.

CB120344 - 2012B
78
- Waiting time for only pump starting: Thời gian trễ để chỉ một bơm khởi động,
tránh nhiều bơm khởi động cùng một lúc có thể gây quá dòng điện và quá tải
đột ngột áp suất đƣờng ống.
- Automatic closing valve when the tank is full: Chế độ tránh tràn trạm bơm,
valve sẽ tự động đóng khi mức nƣớc trong trạm bơm cao hơn mức cảnh báo
High-High
Hình 4. 32: Cài đặt mức nƣớc trạm bơm
Ngƣời vận hành có thể cài đặt các mức nƣớc để chạy bơm với số lƣợng và
mức nƣớc theo thực tế để đảm bảo trạm bơm hoạt động ổn định, số lần dừng bơm
khởi động bơm không quá ngắn, trạm bơm không bị tràn, hoặc gây quá tải.
4.2.2. BỂ TÁCH RÁC VÀ LẮNG CÁT.
Từ những dữ liệu thiết kế phần cứng của trạm bơm nhƣ trên ta thiết kế giao
diện điều khiển và giám sát của bể tách rác và lắng cát.

CB120344 - 2012B
79
Hình 4. 33: Giao diện giám sát và điều khiển bể tách rác và lắng cát

Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf

Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf

Similar to Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế hệ thống tự động giám sát cho trạm xử lý nước thải.pdf