Cùng với sựphát triển của sản xuất công nghiệp, xửlý nước thải công nghiệp đang là vấn đềvô
cùng quan trọng, bảo đảm cho sựtrong sạch môi trường sống đồng thời góp phần vào sựphát triển
bền vững của nền kinh tếmọi quốc gia trên thếgiới. Tại nhiều nước có nền công nghiệp phát triển
cao nhưNhật, Mỹ, Anh, Pháp,. các hệthống xửlý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và
đưa vào ứng dụng từlâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực tựđộng hoá cũng đã được áp
dụng và đem lại hiệu quảkỹthuật, kinh tếxã hội vô cùng to lớn.
Nhiều hãng đi đầu trong lĩnh vực này nhưUSFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation
(HWC), Global Industries.Inc. đã đưa ra các giải pháp công nghệxửlý nước thải hiện đại. Những
công nghệtựđộng hoá của các công ty hàng đầu trên thếgiới nhưSIEMENS, AB, YOKOGAWA,.
được sửdụng rộng rãi trong các công trình xửlý nước thải. Có thểnói trình độtựđộng hoá xửlý
nước thải đã đạt mức cao, tất cảcác công việc giám sát, điều khiển đều có thểthực hiện được tại một
Trung tâm, tại đây người vận hành được hỗtrợbởi những công cụđơn giản, dễsửdụng nhưgiao diện
đồhoạtrên PC, điều khiển bằng kích chuột,. góp phần nâng hiệu quảcho công việc quản lý điều
hành dây chuyền công nghệ. Ngoài ra cùng với sựphát triển của công nghệthông tin và viễn thông,
khoảng cách vềkhông gian và thời gian đã được rút ngắn, cho phép người vân hành có thểđiều khiển
từcách xa hàng ngàn km với chỉmột máy tính PC hoặc nhận được thông tin vềhệthống thông qua
SMS. Hơn thế, hệthống tựđộng hoá xửlý nước thải còn được tích hợp với các hệthống điều hành ở
cấp độđiều khiển cao hơn nhưcấp 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 tựđộng 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 dựbáo trước (predicted control), điều khiển lai ghép
(hybrid control),. được ứng dụng trong xửlý nước thải đểnâng cao chất lượng điều khiển và hiệu
suất của các công đoạn xửlý. Lý thuyết hệchuyên gia cũng được áp dụng mởra khảnăng tựđộng
hoá hoàn toàn cho xửlý nước thải[3].
53 trang |
Chia sẻ: nhungnt | Lượt xem: 2453 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Hệ thống tự động hóa xử lý nước thải, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án: Hệ thống tự động
hóa xử lý nước thải
MỤC LỤC
HỆ THỐNG TỰĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
I. KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI.5
1. Khảo sát và đánh giá trình độ công nghệ xử lý nước thải .......................5
2. Khả năng áp dụng tựđộng hoá xử lý nước thải nhà máy bia..................9
II.NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI.......................................................................................................10
1. Mục đích áp dụng tựđộng hoá xử lý nước thải.....................................10
2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tựđộng hoá ...............................10
3. Thiết kế các chức năng hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải .............12
4. Lưu đồ hoạt động của hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải ...............19
5. Lựa chọn công nghệ và thiết kế mô hình hệ thống tựđộng hoá ........... 30
6. Giới thiệu các thiết bị chính trong hệ thống tựđộng hoá.......................35
7. Thiết kế phần mềm SCADA (Superviser Control And Data Aquisision) cho hệthống TĐH
.................................................................................................42
III.PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ ÁP DỤNG TỰĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI51
1. Tính ưu việt của tựđộng hoá về mặt kinh tế - kỹ thuật..........................51
2. Các chỉ số về hiệu quả kinh tế của tựđộng hoá....................................51
IV.PHỤ LỤC...............................................................................................55
1. Sơđồ hệ thống điện - tựđộng hoá........................................................55
2. Mã chương trình điều khiển trên PLC....................................................55
V.TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ SỬ DỤNG..................................................65
Quy định các từ viết tắt trong tài liệu
Từ viết tắt Viết đầy đủ
XLNT Xử lý nước thải
HTXLNT Hệ thống xử lý nước thải
HTTĐH Hệ thống tựđộng hoá
ĐK Điều khiển
CB Cảnh báo
BĐ Báo động
SC Sự cố
P Pump (bơm)
DP Dosing Pump (bơm định lượng)
SP Sludge Pump (bơm bùn)
D Decanter (máy ép bùn)
M Motor
B Blower (máy thổi khí)
FL Flow (lưu lượng)
LV Level (mức nước)
FI Frequency Inverter (Biến tần)
TỔNG QUAN VỀ TỰĐỘNG HOÁ 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 vô
cùng 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 triển
cao như Nhật, Mỹ, Anh, Pháp,... các hệ thống xử lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và
đưa vào ứng dụng từ lâu, đặc biệt các thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực tựđộng 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 nước thải hiện đại. Những
công nghệ tựđộng 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 cụđơn 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 tựđộng 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), điều khiển 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 tựđộng
hoá hoàn toàn cho xử lý nước thải[3].
I. KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Khảo sát và 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 được thể hiện nhưtrên 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 sựcố trong
quá 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.[5]
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 [5]
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 chắn rằng 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 sinh vật
chết sẽ cần nhiều thời gian và kinh phí đểkhôi phục lại chúng đồng thời làm gián đoạn sản xuất [5]
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 để xây 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 [4]. 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[4].
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 trong quá 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. Đối với đa sốvi sinh vật, nhiệt độ nước thải phải từ 6÷37
0
C[4].
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,.... [4], 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 thời gian 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.
Đánh giá trình độ công nghệ tựđộng 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 quy
định (TCVN 7221:2002, TCVN 5945:1995)
. Công nghệ chưa áp dụng tựđộng hoá, việc giám sát điều khiển được thực hiện thủcông
dẫn 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
Bảng 1 Danh mục thiết bịđiện hiện có
TT Tên thiết bị Thông số kỹ thuật chính
1 Bơm nước P1, P2, P3 Công suất 5.5 KW
2 Bơm bùn SP Công suất 2.2 KW
3 Máy thổi khí B Công suất 15 KW
4 Máy khuấy M1 Công suất 2.2 KW; 60 rpm
5 Máy ép bùn D Công suất 15 KW
6 Máy gạt bùn M2 Công suất 5.5 KW; 0.2rpm
7 Bơm hoá chất DP Công suất 0.5 KW
8 Van điện từ V1, V2 Nguồn cấp 220V AC
D
BÙN KHÔ
MÁY ÉP BÙN
Hình 1 Sơđồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia hiện tại
2. Khả năng áp dụng tựđộng hoá xử lý nước thải nhà máy bia
Tại nhiều quốc gia có nền công nghiệp phát triển cao (Mỹ, Nhật, Đức, Anh, Pháp,...), các hệ
thống xử lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu. Nhiều hãng hàng
đầu trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation(HWC), Global
Industries.Inc ... đã đưa ra các giải pháp công nghệ tiên tiến xử lý nước thải. Hầu hết các công nghệ
hiện đại ngày nay đều được tựđộng hoá cao, nhờđó đảm bảo năng suất, chất lượng, hiệu quả như
mong muốn.
Tại Việt Nam đã có những nhà máy xử lý nước thải hiện đại, sử dụng hoàn toàn hoặc phần lớn
các công nghệ của nước ngoài do đó mức độ tựđộng 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 trì rất 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 hệthống tựđộng 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 trong tương 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 bịđo 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 bịđo lường, điều khiển nói chung rất sẵn có tại Việt Nam với nhiều đại diện của các hãng lớn
như Endress+Hauser, Yokogawa, Siemens,...Đây là một thuận lợi khi xây dựng hệ thống tựđộng
hoá.
Tóm lại:
Tựđộng hoá cho xử lý nước thải nhà máy bia là hoàn toàn khả thi về kỹ thuật và kinh tếtrong
điều kiện Việt Nam hiện nay.
II. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Mục đích áp dụng tựđộng hoá xử lý nước thải
Tựđộng 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?[1]
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.[1]
Nâng cao hiệu quả của thiết bị: Trước hết ta có thể cải thiện chất lượng xử lý nước bằng các thiết
bịđo và điều chỉnh . Ví dụ nhưđịnh lượng chất phản ứng, mức độ ô xy hoá, kiểm tra nhiệt độ các bể
phản ứng…Tựđộng 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 chắn vận 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 bịhỏng hóc một bộ phận nào đó bằng cách đưa
tựđộng các thiết bị dự phòng vào làm việc và giải quyết hỏng hóc. Tựđộng hoá cho phép việc nghiên
cứu thống kê các dữ liệu đã thu được, mở ra con đường tối ưu của việc xử lý.[1]
Tăng năng suất lao động: Tựđộng 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 công
vận hành và giảm công việc bảo dưỡng cũng cho phép giảm giá thành.[1]
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. Tựđộng hoá không có mục
đích riêng, mức độ phức tạp của thiết bị phải đáp ứng điều kiện của nhà máy và đối tượng xử lý.
Tựđộng hoá chỉ xem như một bộ trợ giúp, không ép buộc. Một trong những hậu quả của một hệ
thống tựđộng không chắc chắn là khi “mất nhớ” nó không tiếp xúc trực tiếp được với quá trình công
nghệđược nữa. Tuy nhiên những ưu điểm của nó quá rõ ràng nếu thiết bịđược một chuyên gia về xử
lý nước thải thiết kế và vận hành thực hiện.[1]
2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tựđộng 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 cho phép
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[1].
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 ...).[1].
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 tựđộng.[1].
Vấn đềđo lường từ xa các thông số của hệ thống công nghệ là rất quan trọng. Các thông sốcần đo
có thể kểđến 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, vềhỏng hóc các thiết bịđiều khiển hay của
các thiết bị phụ trợ (quạt, máy bơm ...), giá trị sự cốcủa các thông số công nghệ, sự trục trặc điều tiết
chất phản ứng ....[1].
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 đểngười 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 sơđồbằng 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..[1].
Với tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ tựđộng 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 tựđộng 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..[1].
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