ĐỒ ÁN LIÊN MÔN 3 NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY BIA

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.73 MB, 175 trang )

Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

2. Thuyết minh quy trình: ... 11

IV. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG TỪNG BỂ: ... 12

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC

THẢI NHÀ MÁY BIA ... 36

A. Đặt vấn đề: ... 36

B. Tính tốn thiết kế trạm biến áp: ... 36

I. Tính tốn các cơng trình và xác định cơng suất của động cơ: ... 36

II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN: ... 54

III. THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN: ... 58

C. KẾT LUẬN ... 105

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠCH KHỞI ĐỘNG VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ... 106

I. Lựa chọn các thiết bị cho mạch điện khởi động động cơ: ... 106

1. Khởi động bằng phương pháp đổi nối sao tam giác: ... 106

2. Lựa chọn role nhiệt cho khởi động từ của các động cơ. ... 107

II. Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển: ... 112

III. KẾT LUẬN: ... 117

CHƯƠNG V: LỰA CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN PLC VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG ... 118

III. THIẾT KẾ LƯU ĐỒ THUẬT TỐN: ... 137

1. Lưu đồ thuật tốn cho từng bể: ... 137

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Hình 2. 8 Cấu tạo phao điện kín nước Float switch. ... 27

Hình 2. 9 Cấu tạo phao điện kiểu công tắc. ... 28

Hình 2. 10 Van điều khiển. ... 29

Hình 3.2 Sơ đồ mặt bằng của khu xử lý nước thải. ... 53

Hình 3.3 Sơ đồ cung cấp điện. ... 60

Hình 3.4 Sơ đồ nối đất trạm biến áp. ... 86

Hình 3.5 Sơ đồ cung cấp điện hoàn chỉnh. ... 105

Chương 4: Hình 4.1 Hai chế độ khởi động của động cơ. ... 106

Hình 4.2 Thơng số role thời gian. ... 110

Hình 4.3 Hình ảnh role trung gian. ... 111

Hình 4.4 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 1. ... 112

Hình 4.5 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 2. ... 113

Hình 4.6 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 3. ... 114

Hình 4.7 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 4. ... 115

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Hình 4.8 Sơ đồ mạch động lực và điều khiển của tủ 5. ... 116

Hình 4.9 Sơ đồ nối dây PLC. ... 117

Chương 5: Hình 5.1 Cấu trúc PLC. ... 119

Hình 5.2 Cấu tạo của CPU PLC. ... 120

Hình 5.3 Chu kì vịng qt của PLC. ... 124

Hình 5.4 Lưu đồ thuật tốn bể tiếp nhận. ... 137

Hình 5.5 Lưu đồ thuật tốn bể điều hồ và bồn acid. ... 138

Hình 5.6 Lưu đồ thuật tốn bể lắng 1. ... 139

Hình 5.7 Lưu đồ thuật tốn bể UASB. ... 140

Hình 5.8 Lưu đồ thuật tốn bể aerotank. ... 141

Hình 5.9 Lưu đồ thuật toán bể lắng 2 và bể chứa bùn. ... 142

Hình 5.10 Lưu đồ thuật tốn bể khử trùng. ... 143

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Mục lục bảng: Chương 1:

Bảng 1. 1 Thành phần nước thải. ... 9

Chương 3: Bảng 3.1 Tải trọng thể tích hữu cơ của bể UASB bùn hạt và bùn bông ở các hàm lượng COD và tỉ lệ chất khơng tan khác nhau. ... 42

Bảng 3.2 Bảng tóm tắt thơng số tính tốn phần thu khí. ... 46

Bảng 3.3 Kích thước từng bể. ... 53

Bảng 3.4 Chiều dài dây dẫn. ... 54

Bảng 3.5 thống kê phụ tải điện. ... 57

Bảng 3.12 Thông số dây dẫn của từng động cơ. ... 72

Bảng 3.13 Kiểm tra điều kiện kết hợp với aptomat. ... 73

Bảng 3.14 Chọn aptomat cho các tuyến dây. ... 78

Bảng 3.15 Tính tốn ngắn mạch và kiểm tra CB. ... 80

Bảng 3.16 Chọn thanh cái cho tủ động lực. ... 84

Bảng 3.17 Công suất cần bù cho từng tủ. ... 89

Bảng 3.18 Thông số tụ bù. ... 90

Bảng 3.19 Chọn số lượng tụ bù cho từng tủ. ... 90

Bảng 3.20 Tính tốn sụt áp cho đường dây ở chế độ bình thường. ... 98

Bảng 3.21 Tính tốn độ sụt áp cho đường dây ở chế độ khởi động động cơ. ... 103

Bảng 3.22 Tính tốn tổn thất điện áp cho đường dây. ... 104

Chương 4: Bảng 4.1 Kết quả lựa chọn contactor và role nhiệt đi kèm. ... 109

Chương 5: Bảng 5.1 Phân kênh tín hiệu đầu vào. ... 144

Bảng 5.2 Phân kênh tín hiệu đầu ra. ... 145

Bảng 5.3 Ý nghĩa của các chân. ... 148

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, để thúc đẩy nền kinh tế và nhu cầu phát triển kinh tế và nâng cao đời sống con người hàng ngày càng phải được mở rộng và nâng cao hơn nữa. Trong đó nghành sản xuất bia rượu ngày càng phát triển, nhu cầu của sử dụng bia rượu ngày căng tăng. Yêu cầu việc nước thải từ các nhà máy thải ra rất nhiều. Nên việc thiết kế hệ thống xử lí nước thải rất cần thiết và không thể thiếu trong sản xuất. Một hệ thống xử lí nước thải cần có hệ thống điện hợp lí là phải kết hợp một cách hài hòa các yêu cầu về kinh tế, độ an toàn cao, dễ sửa chữa khi hư hỏng.

Với yêu cầu đề tài là ’’Xây dựng hệ thống điều khiển và cung cấp điện cho hệ thống xử lí

nước thải’’ do Tiến sĩ Nguyễn Kim Ánh, Thạc sĩ Nguyễn Văn Tấn, Tiến sĩ Võ Quang Sơn

hướng dẫn thực hiện. Đề tài bao gồm:

Chương 1: Tổng quan về xử lí nước thải nhà máy bia Chương 2: Cảm biến và cơ cấu chấp hành của hệ thống

Chương 3: Thiết kế trạm biến áp cho nhà máy xử lý nước thải nhà máy bia Chương 4: Thiết kế mạch khởi động và mạch điều khiển cho hệ thống

Chương 5: Lựa chọn bộ điều khiển cho PLC và thiết kế chương trình cho hệ thống

Lời đầu tiên xin cho nhóm 2 cảm ơn các Thầy đã hỗ trợ, hướng dẫn chúng em trong khoảng thời gian qua của đề tài. Tuy trong mùa dịch khó khắn nhưng các Thầy đã hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài. Chúng em xin cảm ơn.

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA

I. ĐẶT VẤN ĐỀ:

Bia được sản xuất tại Việt Nam cách đây trên 100 năm tại nhà máy Bia Sài Gòn và Hà Nội. Hiện nay do nhu cầu của thị trường, chỉ trong trời gian ngắn, ngành sản xuất bia đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Mức tiêu thụ bia bình quân theo đầu người vào năm 2011 dự kiến là 28 lít/người/năm. Bình quân lượng bia tăng 20% mỗi năm.

Tuy nhiên, sự tăng trưởng của ngành sản xuất bia lại kéo theo các vấn đề môi trường như:

vấn đề chất thải sản xuất, đặc biệt là nước thải có độ ơ nhiễm cao. Nước thải do sản xuất

rượu bia thải ra thường có đặc tính chung là ơ nhiễm hữu cơ rất cao, nước thải thường có

màu xám đen và khi thải vào các thuỷ vực đón nhận thường gây ô nhiễm nghiêm trọng do sự phân huỷ của các chất hữu cơ diễn ra rất nhanh. Thêm vào đó là các hố chất sử dụng trong q trình sản xuất như CaCO3, CaSO4, H3PO4, NaOH, Na2CO3… Những chất này cùng với các chất hữu cơ trong nước thải có khả năng đe dọa nghiêm trọng tới thuỷ vực đón nhận nếu khơng được xử lý. Kết quả khảo sát chất lượng nước thải của các cơ sở sản xuất bia trong nước ở Hà Nội, Hải Dương, Hà Tây, Hồ Bình cho thấy, nước thải từ các cơ sở sản xuất bia nếu khơng được xử lý, có COD, nhu cầu oxy sinh hoá BOD, chất rắn lơ lửng SS đều rất cao.

II. NGUỒN GỐC VÀ THÀNH PHẦN NƯỚC THẢI TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA:

1. Nguồn gốc nước thải:

· Nấu – đường hóa: Nước thải của các cơng đoạn này giàu các chất hydroccacbon, xenlulozơ, hemixenlulozơ, pentozơ trong vỏ trấu, các mảnh hạt và bột, các cục vón… cùng với xác hoa, một ít tanin, các chất đắng, chất màu.

· Công đoạn lên men chính và lên men phụ: Nước thải của cơng đoạn này rất giàu xác men – chủ yếu là protein, các chất khoáng, vitamin cùng với bia cặn.

· Giai đoạn thành phẩm: Lọc, bão hòa CO2, chiết bock, đóng chai, hấp chai. Nước thải ở đây chứa bột trợ lọc lẫn xác men, lẫn bia chảy tràn ra ngồi…

Nước thải từ quy trình sản xuất bao gồm:

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

- Nước lẫn bã malt và bột sau khi lấy dịch đường. Để bã trên sàn lưới, nước sẽ tách ra khỏi bã.

- Nước rửa thiết bị lọc, nồi nấu, thùng nhân giống, lên men và các loại thiết bị khác. - Nước rửa chai và két chứa.

- Nước rửa sàn, phòng lên men, phòng tàng trữ. - Nước thải từ nồi hơi

- Nước vệ sinh sinh hoạt

- Nước thải từ hệ thống làm lạnh có chứa hàm lượng clorit cao (tới 500 mg/l), cacbonat

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

III. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIA:

1. Bản vẽ công nghệ:

Hình 1. 1 Bản vẽ cơng nghệ.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

2. Thuyết minh quy trình:

Hình 1. 2 Quy trình cơng nghệ.

Bước 1: Nước thải từ các nguồn theo mương dẫn chảy về hệ thống xử lý tập trung, qua song

chắn rác để lo.ại bỏ các tạp chất có kích thước lớn, sau đó chảy vào hố thu và bơm lên bể điều hòa.

Bước 2: Bể điều hịa sẽ được bổ sung hóa chất nhằm điều chỉnh pH tạo điều kiện bể UASB

hoạt động tốt. Mặt khác bể sẽ được bố trí hệ thống phân phối khí để các chất bẩn được hịa tan, điều nồng độ, ngăn cản quá trình lắng cặn.

Bước 3: Nước thải từ bể điều hòa chảy sang bể lắng 1 để diễn ra quá trình lắng, các chất có

trọng lượng lớn sẽ lắng xuống đáy bể, nước thải sau khi lắng sẽ qua máng thu và chảy vào bể UASB, bùn lắng được thu gom và đưa sang bể chứa bùn.

Bước 4: Tại bể UASB nhờ hệ thống có đục lỗ nên nước thải được phân phối đều. Dưới tác

động của vi sinh vật kỵ khí các chất hữu cơ hịa tan trong nước được phân hủy và chuyển hóa thành khí. Các hạt bùn cặn bám vào các bọt khí nổi lên bề mặt va phải các tấm chắn, vỡ ra, khí thốt lên trên được thu vào hệ thống thu khí, cặn rơi xuống, tuần hồn lại vùng phản ứng kỵ khí. Bùn dư đưa sang bể chứa. Lúc này nước trong ra khỏi bể có hàm lượng chất hữu cơ tương đối thấp, chảy qua bể Aeroten nhờ máng thu nước.

Bước 5: Nước thải tại bể Aerotank được trộn với bùn hoạt tính diễn ra quá trình phân hủy

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

nhờ vi sinh vật hiếu khí, các chất được phân hủy thành CO2, nước, tế bào vi sinh vật. Kết quả thu lại là nước thải đã được làm sạch. Bùn và nước được đưa sang bể lắng bậc 2.

Bước 6: Ở bể lắng bậc 2 sẽ thực hiện quá trình lắng các bơng bùn hoạt tính và các chất rắn lơ

lửng. Bùn hoạt tính sẽ được bơm sang bể chứa bùn để bơm tuần hoàn lại cho bể Aerotank, phần còn lại chuyển qua bể nén bùn.

Bước 7: Bùn từ bể lắng 1, bể UASB được bơm vào bể, sau đó bơm lên bể nén, sau khi nén

sẽ qua máy ép để giảm độ ẩm, thể tích rồi tiến hành thu bùn để chơn lấp, làm phân bón. Nước từ q trình nén bùn sẽ được đưa về hố thu gom để tiếp tục làm sạch.

Bước 8: Nước trong từ bể lắng 2 sẽ được khử trùng để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh. Cuối

cùng nước thải đạt chuẩn sẽ đổ vào cống thốt nước chung của khu vực là hồn thành quy trình xử lý nước thải nhà máy bia.

IV. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG TỪNG BỂ:

- Lượng nước thải trung bình của một ngày là 2000 m3/ngày. - Lượng nước thải min Qtb = 83m3/h.

- Lượng nước thải max Qmax-h = 300m3/h.

1. Hầm tiếp nhận:

Hình 1. 3 Sơ đồ bể tiếp nhận.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

a. Giới thiệu:

Là nơi tiếp nhận nước thải từ nhà máy trước khi qua các cơng trình tiếp theo. Được xây dựng bằng bê tông.

Nước thải của nhà máy khi sản xuất và nước thải sinh hoạt của công nhân được chảy vào trong bể tiếp nhận. Trước khi chảy vào bể tiếp nhận, nước thải phải đi qua song chắn rác. Rác thải có kích thước to gồm: cát đá vụn, gỗ, giấy, … sẽ được giữ lại tránh gây ra các sự cố trong quá trình vận hành ở các cơng trình sau như làm tắc bơm, đường ống dẫn đảm bảo an toàn và thuận lợi cho các hệ thống trong quá trình vận hành.

b. Các thiết bị trong bể:

Phao mức thấp Z1.PT, phao mức trung bình Z1.PTB. Bơm Z1.B1 và bơm Z1.B2.

c. Nguyên lý hoạt động:

Ban đầu khi bắt đầu hoạt động nước thải của nhà máy sẽ chảy qua đường ống đi vào bể tiếp nhận nước thải, nước vào bể tiếp nhận được đưa qua song chắn rác để loại bỏ các vật liệu có kích thước lớn. Trong bể gồm 2 bơm chìm (Z1.B1, Z1.B2) hoạt động luân phiên. Sau khi nước thải chảy vào bể dâng lên đến phao mức trung bình Z1.PTB thì 2 bơm bắt đầu hoạt động luân phiên đưa nước qua bể điều hòa, sau khi nước hạ xuống lại dưới mức phao thấp Z1.PT thì bơm sẽ dừng.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

2. Bể điều hịa và bồn acid:

Hình 1. 4 Sơ đồ bể điều hồ.

a. Giới thiệu:

Bể điều hịa là bể xử lí cần thiết với bất kì hệ thống xử lí nước thải nào, đặc biệt là xử lí nước thải trong cơng nghiệp. Nhờ có bể điều hòa mà nước thỉa được xử lý tuần tự, liên tục nối tiếp nhau. Tùy vào từng điều kiện cụ thể mà bể điều hịa có thể đảm bảo để xử lý được nhiều nguồn thải đảm bảo lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm.

Bể acid là giai đoạn tách riêng của công nghệ xử lý nước thải UASB. Khác biệt ở chỗ là trong UASB giai đoạn acid hóa và Methane hóa xảy ra chung 1 bể nên giai đoạn methane hóa sẽ bị ảnh hưởng xấu do pH thấp từ giai đoạn acid hóa.

Bể acid sẽ diễn ra q trình thủy phân và acid hóa riêng ra, giai đoạn methane hóa ở bể thứ 2 nên có thể khống chế được pH.

b. Các thiết bị trong bể:

Phao mức thấp Z2.PT, phao mức trung bình Z2.PTB, phao mức cao Z2.PC. Bơm Z2.B1, bơm Z2.B2, bơm dự phòng Z2.BDP.

Máy sục khí Z2.MSK.

Máy khuấy bể acid Z2.MK1, Z2.MK2.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Van bể acid Z2.V.

c. Nguyên lý hoạt động:

Nước sau khi ra khỏi bể tiếp nhận thì được đưa vào bể điều hịa. Mực nước trong bể điều hòa được đo bằng 3 cấp phao. Khi nước dâng lên đến phao mức thấp Z2.PT thì sẽ khởi động máy sục khí Z2.MSK, khi nước bắt đầu lên cao hơn đến phao mức trung bình Z2.PTB thì sẽ khởi động 2 bơm Z2.B1 và Z2.B2 hoạt động luân phiên đưa nước qua bể lắng 1 và đồng thời đo độ pH trong nước nếu độ ph quá thấp sẽ mở van Z2.V bồn acid và đồng thời bật máy khuấy Z2.MK1 và Z2.MK2 hoạt động luân phiên trong 1 khoảng thời gian ngắn và khóa lại, khi nước lên tới mức cao Z2.PC thì sẽ hoạt động song song 2 máy Z2.B1 và Z2.B2 cho đến khi phao Z2.PTB ngừng tác động thì sẽ bơm luân phiên 2 bơm. Khi mực nước trong bể xuống dưới mức phao Z2.PT thì sẽ tắt hết thiết bị trong bể.

Đồng thời có máy bơm dự phịng Z2.BDP sẽ thay thế nếu 1 trong 2 bơm có sự cố.

3. Bể lắng 1:

Hình 1. 5 Sơ đồ bể lắng 1.

a. Giới thiệu:

Bể lắng 1 có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất lơ lửng trong nước để giảm hàm lượng chất ô nhiễm nhằm tạo điều kiện thuận lợi để xử lí cho các cơng trình phía sau và giảm chi phí xử lí. Tại đây các chất lơ lửng có tỷ trọng lớn sẽ được lắng xuống đáy, tại đây bùn được thu gom

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

bằng thanh gạt bùn được đặt ở đáy bể lắng được chuyển động bằng động cơ đặt trên ống trung tâm bể. Các chất có tỷ trọng nhẹ hơn sẽ được nổi trên mặt nước và được thiết bị gạt cặn

tập trung tại hố ga đặt ở bên ngồi bể.

Sau đó nước thải được di chuyển qua bể UASB.

Trên bể lắng có đặt bộ lọc rác tinh. Bộ lọc rác tinh có nhiệm vụ loại thải có kích thước nhỏ thất thốt do q trình thu gom khơng đảm bảo. Các chất rắn được tách ra được thu gom

Khi bùn trong bể chạm phao đo mức bùn Z3.PB thì sẽ kích hoạt bơm bùn Z3.BB trong thời gian 30 phút nhằm đưa bùn sang bể chứa bùn. Khi nước dâng cao sẽ tự động chảy qua bể uasb thông qua đường ống nước đặt trên gần miệng bể.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn kỵ khí. Trên thực tế được thiết kế dành cho xử lí nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao và thành phần chất rắn thấp. Nồng độ COD đầu vào được giới hạn ở mức min là 100mg/l, nếu SS > 3000mg/l/ thì khơng thích hợp để xử lý UASB.

Xử lý nước thải UASB là quá trình xử lý sinh học kỵ khí, trong đó nước thải sẽ được phân phối từ dưới lên và được khống chế vận tốc phù hợp là: V < 1m/h. Thông thường, cấu tạo của một bể UASB gồm có 3 phần: hệ thống phân phối nước đáy bể, tầng xử lí và hệ

Nước sau khi ra khỏi bể lắng 1 được đưa vào bể uasb, khi nước trong bể uasb dâng lên tới phao mức trung bình Z4.PTB thì 2 máy khuấy Z4.MK1 và Z4.MK2 hoạt động luân phiên.

Khi mức bùn đo được đạt mức phao đo mức bùn Z4.PĐMP thì sẽ bắt đầu hoạt động máy bơm bùn Z4.MBB qua bể nén bùn trong thời gian 30 phút rồi ngừng nhằm đảm bảo lượng bùn trong bể.

5. Bể Aerotank:

Hình 1. 7 Sơ đồ bể aerotank.

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

a. Giới thiệu chung:

Là hệ thống bể phản ứng sinh học hoạt động theo nguyên lý hiếu khí bằng cách thổi khí kết hợp với khuấy trộn để tăng tiếp xúc giữa lớp bùn hoạt tính, vi sinh vật cũng như các chất ơ nhiễm có trong nước thải.

Nước được đưa đến bể aerotank thông qua ống dẫn nước sau bể uasb. Khi mực nước trong bể chạm vào phao đặt ở mức thấp Z5.PT thì hệ thống máy sục khí sẽ được kích hoạt, hoạt động theo chu kì 45p chạy 15p nghỉ. Đầu ra sẽ tràn qua bể lắng 2 thông qua ống dẫn nước.

6. Lắng bậc 2 và bể chứa bùn:

Hình 1. 8 Sơ đồ bể lắng 2 và bể chứa bùn.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

a. Giới thiệu chung:

Bể lắng dùng để tách các tạp chất lơ lững ra khỏi nước thải và lắng diễn ra dưới tác dụng của trọng lực. Để tiến hành quá trình này bể lắng được thiết kế theo kiểu đứng. các hạt cặn lắng này sẽ kết dính và hình thành nên những bơng cặn có kích thước và khối lượng lớn hơn gấp nhiều lần so với những hạt cặn lắng ban đầu giúp chúng lắng tốt hơn tạo thành lớp bùn cặn dưới đáy bể lắng. Phần bùn này sau đó sẽ được bơm ra bể chứa bùn. Nước thải sau đó

Nước được đưa vào bể từ bể aerotank và trong quá trình dâng lên của nước sẽ tạo thành các kết dính, hạt lắng xuống dưới đáy bể còn nước sẽ tràn qua bể khử trùng. Khi các hạt cặn lắng xuống bể đầy lên đạt mốc phao đo mức bùn trung bình Z6.PĐMB thì sẽ mở van bùn Z6.VB cho bùn chảy qua bể chứa bùn cùng nước, khi bùn trong bể chứa đạt mức phao đo bùn mức caoZ6.PĐMBC thì sẽ kích hoạt 2 máy bơm bùn Z6.BB1 và Z6.BB2 hoạt động luân phiên bơm bùn qua bể nén bùn và đưa bùn tuần hoàn về bể aerotank, cho đến khi bùn trong bể xuống mức thấp Z6.PĐMBT thì sẽ dừng bơm đồng thời đóng van Z6.VB bùn lại.

7. Bể khử trùng:

Hình 1. 9 Sơ đồ bể khử trùng, bồn Clo, bể tiếp xúc.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

a. Giới thiệu:

Nước thải được khử trùng bằng Clo sử dụng thiết bị khử trùng là Clorator chân không nhằm tăng cường sự tiếp xúc giữa nước thải và chất khử trùng bằng cách tạo ra sự xáo trộn và tạo thời gian lưu trong bể. Sau khi qua bể tiếp xúc, khử trùng, hầu hết các vi sinh vật gây bệnh trong nước thải được tiêu diệt. sau đó nước sẽ được xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận.

b. Các thiết bị trong bể:

Van đầu vào Z7.VI, van đầu ra Z7.VO, van Clo Z7.VC. Phao mức thấp Z7.PT, phao mức cao Z7.PC.

2 máy khuấy Z7.MK1, Z7.MK2.

c. Nguyên lý hoạt động:

Tại bể khử trùng nước sẽ được ngâm với clo để diệt một số vi khuẩn. khi phao mức cao Z7.PC khơng tác động thì van đầu vào Z7.VI sẽ mở để nước từ bể lắng 2 tràn qua bể khử trùng, khi mực nước đầy bể (đạt tới phao mức cao Z7.PC) thì khóa van đầu vào Z7.VI và mở van clo Z7.VC đồng thời bật 2 máy khuấy Z7.MK1, Z7.MK2 trong bể clo trong vịng 5 phút rồi khóa van clo lại và mở van đầu ra bể khử trùng để xả nước vào bể tiếp xúc khi nước hạ xuống phao mức thấp thì khóa van đầu ra và mở van đầu vào lại tiếp tục qua trình mới.

8. Bể nén bùn:

Hình 1. 10 Sơ đồ bể nén bùn.

a. Giới thiệu chung:

Bể nén bùn là cơng trình rất quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải. Khi hoạt động hiệu quả cao sẽ mang lại chi phí vận hành tối ưu cho toàn bộ hệ thống xử lý nước.

Vai trò của bển nén bùn :

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Với chức năng chính là cơ đặc bùn, giảm lượng nước chứa trong bùn qua đó làm giảm khối lượng thế tích. Với mong muốn cuối cùng là giảm khối lượng bùn được thu gom cũng như đơn giản hóa phương án thu gom bùn của hệ thống xử lý nước thải.

Phân loại bể nén bùn:

+ Bể nén bùn trọng lực: dựa vào lực ép thông thường của pittong mà loại bỏ lượng nước có trong bùn.

+ Bể phân hủy bùn hiếu khí: sử dụng phương pháp hiếu khí nhằm thúc đẩy q trình phân hủy nội bào để phân hủy bùn. Nguyên lý của phương pháp nầy dựa trên quá trình đưa oxy vào bùn nhưng không cũng cấp nước thải, tức là khơng cung cấp dinh dưỡng. Khi đó, các vi sinh vật sẽ thiếu dinh dưỡng, nên sẽ thúc đẩy quá trình phân hủy nội bào qua đó làm giảm thể tích bùn.

b. Ngun lí hoạt động của bể nén bùn :

Dung dịch bùn cặn được đi vào ống trung tâm đặt ở tâm bể và bùn cặn dưới tác dụng trọng lực thì bùn cặn sẽ được lắng xuống dưới đáy và nước sạch sẽ được thu bằng máng vòng quanh bể và được đưa trở lại hệ thống xử lý.

9. Máy ép bùn:

Máy ép buồn dùng để giảm độ ẩm, thể tích của bùn. Bùn thu được sẽ được tiến hành thu bùn để chôn lấp, làm phân bón. Nước từ q trình nén bùn sẽ được đưa về hố thu gom để tiếp tục làm sạch.

IV. KẾT LUẬN:

Chương này giới thiệu tổng quan về sơ đồ cơng nghệ và ngun lí hoạt động của hệ thống xử lý nước thải nhà máy bia. Trình bày ngắn gọn cách vận hành, ngun lí làm việc của từng bể. Đưa ra bản vẽ công nghệ một cách tổng quan nhất.

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

CHƯƠNG II: CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH TRONG HỆ THỐNG

I. CÁC CẢM BIẾN:

1. Cảm biến đo pH:

• Giới thiệu chung: Nước thải cần xử lí được thu từ nhiều nguyền thải nên vấn đề chứa

các thành phần chất hố học mang tính axit hay bazo là không tránh khỏi. Vậy nên cần lắp đặt các cảm biến đo độ pH ở các hệ thống xử lí. Ở đây bể điều hồ nước thải cần đảm bảo sự giám sát và kiểm sát độ pH thông qua các công nghệ xử lí nhằm đưa độ pH về mức cho phép trước khi thải ra nguồn nhận hoặc sử dụng cho cơng nghệ tiếp theo.

• Cấu tạo và nguyên lý làm việc: Đầu đo của máy đo độ pH được cấu tạo bởi 2 phần:

điển cực đo và điện cực tham chiếu.

Hình 2. 1 Cấu tạo cảm biến đo pH.

Điện cực đo là phần cảm nhận pH trong dung dịch. Nó bao gồm một trục thuỷ tinh với màng thuỷ tinh mông ở cuối, nhạy cảm với ion H+. Phần bên ngoài và bên trong màng thuỷ tinh này tạo thành một lớp gell khi màng tiếp xúc với dung dịch nước. Các ion H+ bên trong và xung quanh lớp gel có thể khuếch tán vào hoặc ra khỏi lớp này.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

Điện cực tham chiếu cần được làm băng thuỷ tinh không nhạy cảm với H+ trong dung dịch. Mục đích của điện cực tham chiếu là cung cấp một điện thế tham chiếu xác định và ổn định để đo điện thế cảm biến pH.

Hình 2. 2 Cảm biến đo pH.

Nguyên lý làm việc: Giá trị pH được tính theo nống độ ionH+, khi có sự chênh lệch bên trong điện cực đo (bâu kính) và trong dung dịch đo, ion H+ sẽ chuyển vào bên trong điện cực đo để cân bằng pH. Lúc này chênh lệch điện áp giữa điện cực tham chiếu và điện cực đo sẽ được cảm biến xác định và chuyển thành giá trị pH. • Dịng nước tại điểm làm việc khơng q 3m/s.

• Cầu muối là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với dung dịch đo, gồm 3 bộ phận chính: điện cực đo là bầu kính, điện cực nổi đất Titan và điện cực mẫu. Vỏ cảm biến làm bằng nhựa Ryton có khả năng chống ăn mịn bởi hóa chất.

• Đầu cảm biến chịu được áp suất 6.9bar ở 70 C. • Điện áp đầu ra đã qua khâu khuếch đại: 0 - 10V.

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Hình 2. 3 Cảm biến HACH DPD1R1.

• Cách lắp đặt đầu đo pH:

Cảm biến đo pH DPD1R1 có đầu kết nối tới bộ điều khiển dạng plup in, ta có thể dễ dàng kết nối và sử dụng.Trường hợp khoảng cách xa, hãng sản xuất có hổ trợ cáp digital mở rộng và termination box giúp tăng khoảng cách lên tới 1000m.

Hình 2. 4 Lắp đặt cảm biến DPD1R1 trên đường ống.

Với kiểu thiết kế convertiable cảm biến đo pH DPD1RI khi lắp trên đường ông sư dụng ống nổi T, ren trong gắn đầu dị 1"NPT.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Hình 2. 5 Lắp đặt cảm biến DPD1R1 trong bể.

Khi lắp tại bế hở, cảm biến đo pH DPD1R1 có thể được lắp kèm theo phao cầu và gây nối, giúp đầu dò nổi trên mặt nước.

2. Cảm biến đo mức bùn:

• Giới thiệu chung:

Cảm biến báo mức chất rắn dạng xoay: Là loại cảm biến báo mức dạng xoay được thiết kế dành riêng cho báo mức các loại chất rắn như bột cám, cát, đá, bùn, sử dụng báo mức trong các bồn chứa, xilo, tank, báo mức xi măng...Trong đồ án này ta chọn cảm biển báo mức chất rấn dạng xoay của hãng Orion-USA với nhiều ưu điểm: chaU lượng, độ tin cậy cao, khá năng chịu nhiệt, chju áp tốt cũng như dễ dàng đấu nối.

• Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: chọn loại cảm biến ROT320L-220 của hãng

Orion-USA:

Hình 2. 6 Cảm biến đo mức bùn loại ROT320L-220.

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Cảm biến đo mức bùn này gồm 4 bộ phận chính: Nguồn, trục, cánh quay và phần truyền động. Bên trong có một lị xo móc vào bốn vị trí, mỗi vị trí là 1 lựa chọn lực xoay, momen xoắn của motor cánh quay.

Nguyên lý làm việc: Khi hoạt động thì bên trong cảm biến báo mức chất rắn có một motor chuyển động làm cho trục và cánh xoay quay liên tục . Khi có vật tác động vào cánh xoay làm cánh xoay ngừng lại, lúc này sẽ tạo ra một lực tác động vào một công tắc bên trong làm cho motor ngừng quay và đồng thời tác động thêm một cơng tắc để tạo một tín hiệu báo trạng thái mức chất rắn.

• Lựa chọn cảm biến đo mức bùn:

Các thông số của cảm biến ROT320L-220: - Nguồn cấp: 24VDC.

- Tốc độ quay của cảm biến: 8 vòng/phút. - Khả năng chịu lực: 1000N.

- Nhiệt độ hoạt động: 5-100℃ - Chiều dài trục cánh xoay: 150mm.

- IP: 68 chống bụi và chống nước, sử dụng trong các môi trường âm cao, vật liệu xây dựng, cát, đá.

- Tín hiệu ngõ ra: Tiếp điểm relay NO và NC.

• Lắp đặt cảm biến đo mức bùn:

Hình 2. 7 Lắp đặt cảm biến đo mức bùn.

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Cảm biến đo mức bùn dạng xoay ROT320L có thể được lắp đặt từ trên nốc hoặc lắp bên hơng bê như hình trên. Nên tùy vào mục đích sử dụng của chúng ta cần báo mức bùn ở vị trí nào mà lắp cảm biến ở vị trí phù hợp.

3. Phao điện tự động:

• Giới thiệu chung:

Phao điện tự động máy bơm về cơ bản là một công tắc gồm các tiếp điểm được tác động thông qua các các cấu vật lý có liên quan đến sự thay đổi của mực nước cần giám sát. Sự thay đổi của mức nước sẽ tác động đến các cơ cấu cơ khí làm thay đổi trạng thái của tiếp điểm từ đóng sang mở và ngược lại.

• Ngun lí hoạt động của phao:

Hoạt đơng dựa trên vị trí tương đối của quả phao so với quả cân, quả bi có tiếp xúc với tiếp điểm hay khơng, từ đó sẽ đóng hay ngắt máy bơm.

• Cấu tạo:

Phao điện về cơ bản là một công tắc với các tiếp điểm dẫn điện được tác động bởi các cơ cấu cơ khí có liên quan đến sự thay đổi của mức nước cần giám sát. Sự thay đổi của mức nước sẽ tác động đến các cơ cấu cơ khí và làm thay đổi trạng thái tiếp điểm của phao điện từ đóng sang mở hoặc ngược lại.

Cấu tạo phao điện kín nước float switch:

Hình 2. 8 Cấu tạo phao điện kín nước Float switch.

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Cấu tạo phao điện kiểu cơng tắc điện phao nước:

Hình 2. 9 Cấu tạo phao điện kiểu công tắc.

II. CƠ CẤU CHẤP HÀNH:

1. Van điện:

• Giới thiệu chung:

Van điều khiển được định nghĩa như là một van tiết lưu (Throttling Valve) nhưng được trang bị một vài bộ phận dẫn động (Actuator) được thiết kế để làm việc trong các vòng điều khiển (Control Loops). Được biết đến như là một bộ phận điều khiển cuối cùng trong vòng điều khiển, van điều khiển là một phần của vòng điều khiển, song hành với van điều khiển cịn có bộ phận cảm biến (Sensing Element) và bộ điều khiển (Controller). Bộ phận cảm biến sẽ đo các giá trị như áp suất, nhiệt độ, mức,…của quy trình, sau đó sẽ chuyển tín hiệu với các thơng tin về điều kiện của quá trình vừa đo ở trên đến bộ phận điều khiển. Bộ phận điều khiển nhận thông tin đầu vào từ bộ phận cảm biến và so sánh các giá trị đó với giá trị cài đặt sẵn (Set Point) hay một giá trị mong muốn đạt được ở vị trí đó.

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Hình 2. 10 Van điều khiển.

• Cấu tạo của van điều khiển bằng điện:

- Phần điều khiển có vai trị như đầu não của van. Nó hoạt động phần cơ của van. điện áp của van bao gồm 24V hoặc 220V hoặc 380V. Có thể dùng nguồn điện 3 pha hay 2 pha đều được.

- Phần cấu tạo của cơ van :

+ Phần cơ được lắp đặt trực tiếp trên đường ống. nó đóng mở trực tiếp dựa trên phần điều khiển của van. ( Phần van có thể là van bướm, van bi , van cổng, van cầu).

+ Thân van : làm bằng chất liệu inox, gang ,..

+ Trục van : làm kín bình thường lị xo ở số 8 sẽ tác động ép kín, làm cho van đóng. + Dây điện được kết nối bên ngoài.

+ Ống rỗng

+ Đĩa van inox hoặc nhựa,… cho phép lưu chất chảy trong tâm giữa van.

• Nguyên lí hoạt động :

Dựa trên cơ cấu dẫn truyền, vai trò của bộ điều khiển giống như một cái motor. Khi chúng ta cấp điện cho bộ điều khiển thì motor sẽ quay và chuyển động quay xuống trục của van . Trục của van điều khiển cánh van làm cho van đóng mở. Nếu là điều khiển tuyến tính thì góc mở của van có thể điều chỉnh nhiều cấp độ khác nhau và chúng có thể cài đặt được khác với van bình thường chỉ có thể đóng và mở.

- Thông số kĩ thuật của van điều khiển bằng điện : + chất liệu : inox, gang, đồng,…

+ nhiệt độ làm việc : -5~200℃

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

+ Điện áp điều khiển : 24V/110V/220V/380V. + Áp suất làm việc : PN10, PN16, PN25.

+ kích thước van : DN10, DN15, DN20, DN25, DN35, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN200, DN250, DN300, DN400, … DN1200, DN1400.

2. Bơm:

• Giới thiệu chung:

Máy bơm chìm hay cịn gọi là máy bơm hỏa tiễn là loại bơm có cấu tạo đa tầng cánh, phương thức hoạt động ly tâm nên đẩy nước lên rất cao, bơm càng nhiều tầng cánh thì cột áp đẩy lên càng cao, phụ thuộc vào công suất từng loại máy mà có số tầng cánh tương ứng.

Hình 2. 11 Máy bơm chìm.

*Ưu điểm:

- Máy bơm chìm rất dễ sử dụng, có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, tùy thuộc và chủng loại của máy bơm cũng như mục đích của cơng việc.

- Máy có thể tự mồi dựa vào chất lỏng được bơm,môi trường nước bao quanh giống như một tác nhân giúp cho máy bơm chìm tự mồi giúp người dùng có thể tiết kiệm được khá nhiều thời gian và công sức.

- Máy có chung một nguyên lý hoạt động nên dễ dàng vận hành.

- Máy được thiết kế sao cho phần đầu máy không tiếp xúc với chất lỏng trong một khoang dầu kín nước, cáp điện sử dụng cũng là loại chống thấm nước. Do vậy, động cơ của

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

máy bơm chìm rất an toàn khi vận hành. *Nhược điểm:

Một nhược điểm lớn nhất của máy bơm chìm chính là rất dễ bị ăn mịn. Do ln bị ngập trong nước nên các máy bơm chìm nhanh bị ăn mịn hơn so với các loại máy bơm khác.

• Nguyên lý làm việc:

Máy bơm chìm đẩy nước lên bề mặt bằng cách biến lực đẩy ly tâm từ các bánh công tác thành động lực tạo ra năng lượng áp suất. Điều này được thực hiện khi nước được tràn vào bơm: Đầu tiên nước đi vào thông qua của hút, tràn đến buồng bơm nơi các cánh quạt đẩy nước thông qua bộ khuếch tán. Từ đó, nước được đẩy lên bề mặt.

• Lựa chọn máy bơm:

Ta chọn bơm CNP có đặc điểm : - Có thiết kế nhỏ gọn, dễ di chuyển.

- Đầu inox 304 chống ăn mịn, có thể bơm chất lỏng từ -10°C đến 90℃ - Hút được với độ cao lên đến 100m.

- Có khả năng bơm được các dung dịch ăn mịn.

- Động cơ chạy mượt mà khơng gây tiếng ồn, an toàn khi sử dụng.

- Mức độ bảo vệ của động cơ là IP55, ngăn chặn sự xâm nhập của bụi và nước. Thông số máy bơm CNP:

- Công suất 1,5-3 KW. - Cột áp 10-15m.

- Lưu lượng nước từ 5-20m/h. - Nguồn điện 3 pha 380V-50Hz.

3. Máy sục khí:

• Giới thiệu chung:

Trong hệ thống xử lí nước thải, chúng ta thường cung cấp khí cho các bể : bể điều hòa và bể aerotank.

Đối với bể điều hòa là nới tập trung các nguồn nước thải một nguồn duy nhất và đồng thời để chứa cho hệ thống hoạt động liên tục và tính chất cua nước thải dao động theo thời gian trong ngày nên để đảm bảo nhiệm vụ điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định liên tục cho các cơng trình xử lí, tránh hiện tượng hệ thống xử lý quá tải. Nước thải trong bể điều hịa được sục khí liên tục từ máy thổi khí và hệ thống đĩa

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

phân phối khí nhằm tranh hiện tượng yếm khí dưới đáy bể.

Đối với bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính lơ lửng là cơng trình đơn vị quyết định hiểu quả xử lý của trạm vì phần lớn những chất gây ơ nhiễm trong nước thải. Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải ở dạng lơ lửng. Các vi sinh hiếu khí sẽ tiếp nhận oxy và chuyển hóa chất hữu cơ thánh thức ăn. Trong mơi trường hiếu khí ( nhờ khí O2 sục vào- hoạt động cung cấp khí), vi sinh hiếu khí tiêu thụ các chất hưu cơ để phát triển, tăng sinh khối và làm giảm tải lượng ô nhiễm trong nước thải xuống mức thấp nhất. Vì vậy nhằm đảm bảo lượng oxy cấp vào bể Aerotank đủ cho q trình Nitrate hóa chúng ta cần phải tính tốn chính xác lượng khí cấp vào bể nhằm duy trì DO trong bể đảm bảo nống độ oxy hịa tan ln > 2mg/l.

Thiết bị cung cấp khí cho hệ thống gồm: Máy thổi khí Longtech-Đài Loan; đĩa/ống phân phối khí Longtech -Đài loan hoặc Jager-Đức. Tính tốn lượng khí cần cung cấp( 𝑚3/phút) dựa vào những số liệu sau : Cơng suất xử lí (𝑚3/ ngày đêm) thể tích bể cần sục khí ( Dài* rộng * cao).

Hình 2. 12 Hình dáng và sơ đồ nguyên lý của máy sục khí.

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Hình 2. 13 Máy sục khí.

Cấu tạo gồm: 1- Ơng giảm thanh đầu vào (ống hút). 2- Động cơ điện (Motor).

3- Thân máy thổi khí Heywel RSS-80. 4- Van an toàn.

5- Đồng hồ áp suất. 6- Van một chiều. 7- Cacte máy thổi khí.

8-Khung đế máy thổi khí Jayg Los.

9- Ơng giảm thanh đầu ra (Ông đẩy) ong eh. 10- Khớp nối mềm (Chống rung mặt bích).

• Ngun lí hoạt động:

Nhờ áp lực hút chân không từ hệ thống ống dẫn trên mặt nước, máy sẽ hút nước vào khu vực hút. Khi đó lực hút càng mạnh thì áp lực càng giảm. Theo đó, nguồn khơng khí trên bề mặt được hòa trộn với với nước vì sự chênh lệch bề mặt áp suất đáy với bề mặt khơng khí. Nhờ ống khếch tán mà áp lực cần thiết đẩy dịng sục khí ra ngồi. Nhờ q trình sục khí, oxy được phân tán trong nước. thiết bị sục khí đặt dưới nước nên oxy có thể xuống sâu.

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

4. Máy khuấy – máy khuấy chìm Tsurumi:

• Giới thiệu chung:

Máy khuấy chìm được sử dụng bởi một động cơ điện, được kết hợp với cánh quạt của máy trộn, được ghép trực tiếp hoặc thông qua bộ giảm tốc hành trình. Cánh quạt quay tạo ra dòng chảy chất lỏng trong bể, cho nên giữ cho chất rắn luôn lơ lửng trong nước tránh bị ngưng tụ. Máy khuấy chìm thường được cài đặt đặt trên một bệ cố định đặt trong bể, cho phép máy khuấy chìm được lấy ra để kiểm tra định kỳ và bảo dưỡng dễ dàng.

Hình 2. 14 Nguyên lý máy khuấy chìm Tsurumi.

Bể chứa anoxic, bể kỵ khí và các bể chứa oxy hóa (bùn hoạt tính). Trộn các bể chứa nước thải.Bể tiếp nhận và bể sau tiêu hóa tại các cơng trình khí sinh học.

Máy khuất chìm giúp khuấy trộn nước nhằm tạo sự ổn định cho mơi trường thiếu khí, nhờ đó các vi sinh vật mới sinh trưởng và phát triển đắc địa vì hệ thống cung ứng dinh dưỡng và cơ chất cho vi sinh vật thiếu khí, máy khuấy chìm làm việc liên tiếp giúp các vi sinh vật phân bố đều trong bể chứa nước thải, giúp quá trình phân hủy diễn ra mau chóng, đồng thời thúc đẩu q trình khí Nito thốt ra khỏi bề mặt của bơng bùn.

* Thông số kĩ thuật:

+ đầu ra động cơ (kW): 0.25-4 kW. + tốc độ dòng chảy (m3/phút): 1,4-19.

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

* Cấu tạo:

+ Trục máy khuấy bằng inox.

+ Cánh khuấy bằng gang chống ăn mịn. + Đường kính cánh từ 155-800mm. + nhiệt độ làm việc lên đến 40°C.

+ Tốc độ khuấy từ 4 cực, 6 cực, 8 cực, 10 cực.

• Nguyên lý hoạt động:

Chúng hoạt động theo nguyên tắc điện năng truyền vào cánh quạt tạo sức hút, sau đó đưa nước hoặc nước lẫn chất thải qua thân bơm, lên tới họng bơm và đẩy ra ngoài theo đường ống xả. Đây là loại bơm hoạt động trong nước nên các bạn chú ý để bơm không bị cháy cần phải duy trì mực nước tối thiểu 2/3 thân bơm.

Nguyên liệu chủ yếu là nguồn điện giúp động cơ bơm hoạt động nhưng chúng vẫn có thể sử dụng xăng và dầu diesel để vận hành.

III. KẾT LUẬN:

Ở chương này, việc tìm hiểu thơng tin về các thiết bị hệ thống có vai trị quan trọng

trong việc xây dựng hệ thống. Nó giúp việc vận hành hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí. Trong chương 2 đã giới thiệu về cấu tạo và chức năng của các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành được sử dụng trong hệ thống xử lí nước thải nhà máy bia. Những diều này sẽ được sử dụng để phục vụ nghiên cứu xây dựng các nội dung tiếp theo.

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY BIA

A. Đặt vấn đề:

Hiện nay các nhà máy sản xuất bia hoạt động liên tục để tạo ra sản phẩm bán ra thị trường, dẫn đến lượng nước thải được thải liên tục và khoảng cách từ nhà máy đến hệ thống xử lí nước thải khá xa. Yêu cầu nguồn điện cung cấp cho hệ thống xử lí nước thải ln được đảm bảo và duy trì liên tục.

Dẫn đến việc thiết kế riêng một trạm biến áp cho hệ thống xử lí nước thải trong nhà máy bia là cần thiết.

Đặc điểm của hệ thống điện của hệ thống xử lí nước thải:

- Phụ tải tập trung trong khơng gian rộng lớn và ngồi trời. - Có hệ thống cấp nguồn dự phòng.

- Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng. - Khơng gian lắp đặt ngồi trời, rộng lớn.

Hệ thống xử lí nước thải thuộc phụ tải loại 2 vì vậy cần thiết kế hệ thống cung cấp điện chính xác. Việc cung cấp điện thiết kế đảm bảo độ xử lí nước thải và khơng thiệt hại về kinh tế.

B. Tính tốn thiết kế trạm biến áp:

I. Tính tốn các cơng trình và xác định công suất của động cơ:

- Lượng nước thải trung bình của một ngày là 2000 m3/ngày - Lượng nước thải min Qtb= 83.3m3/h

- Lượng nước thải max Qmax-h = 300m3/h

t: thời gian lưu nước trong bể tiếp nhận, t= 30 phút Chọn độ sâu lưu nước Hh.ích =2m

Độ sâu xây dựng H = 2 + 0,5 = 2,5m

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

Diện tích mặt thống của bể:

Tiết diện ướt của ống F = Qmax,s / v = 0,083/ 1,5 = 0,0553 m2

Tính tốn cơng suất động cơ

Cơng suất bơm nước thải: N = 𝑄𝑚𝑎𝑥.𝐻.𝜌.𝑔

1000.𝜂 = 0,083.5.1000.9,98

1000.0,8 = 5,17 kW Trong đó: H: chiều cao cột áp (chọn cột áp cao 5m)

𝜌: Khối lượng riêng của nước, bằng 1000

Suy ra chọn 2 động cơ, mỗi động cơ có cơng suất 5,5 kW. Tính tốn song chắn rác:

Chọn 2 song chắn rác lấy rác bằng cơ giới (1 công tác và 1 dự phòng), gốc nghiêng của song chắn rác lấy bằng 600. Mỗi xong chắn rác có tiết diện vuông mỗi cạnh Bm = 1,25 m. Chọn thanh đan của song chắn rác có tiết diện vuông a x a = 10mm x 10mm.

Chiều cao lớp nước qua song chắn rác bằng chiều cao lớp nước trong mương dẫn. Số lượng khe hở qua song chắn rác.

n = 𝑄𝑚𝑎𝑥.𝐾

𝑣.ℎ.𝑙 = 20 khe Trong đó:

- v là vận tốc chảy qua, chọn v = 0,9 m/s ( 0,6 m/s – 1 m/s ). - h là độ sâu mực nước ở chân , h = 0,45m.

- l là khoảng cách giữa các khe hở, chọn l = 20mm = 0,02 m ( đối với nước thải sinh hoạt có thể chọn 16mm – 25 mm ).

- K là hệ số tính đến sự thu hẹp dịng chảy, lấy K = 1,05.

2. Bể điều hòa và bồn acid:

a. Tính tốn kích thước bể điều hồ:

• Thể tích cần thiết V = 600 m3.

• Thể tích nước đệm trong bể lấy bằng 20% thể tích bể điều hịa là: Vđ = 20% V = 120 (m3)

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

b. Tính tốn hệ thống phân phối khí

Để tránh hiện tượng lắng cặn và ngăn chặn mùi từ bể điều hồ cần cung cấp một lượng khí thường xuyên. Sử dụng 2 máy sục khí (một máy hoạt động và một máy dự phịng)

• Lưu lượng khí cần thiết cung cấp cho bể điều hồ: Qkk = qkk * W = 0.015*720 = 10.8 (m3/ phút) = 0.18(m3/s)

Với qkk – Lượng khí cần thiết để xáo trộn, qkk = 0.01-0.015 m3/ phút, chọn qkk = 0.015 m3/ phút.

• Khơng khí được phân phối qua hệ thống ống châm lỗ với đường kính 4mm, khoảng cách giữa các tâm lỗ là 150mm. Khi đó số lỗ phân phối trên mỗi ống nhánh là:

N = (L/0.15) – 1 = (20/0.15) – 1 = 132 (lỗ).

Với diện tích đáy bể là 20 x 9, ta cho sục khí đặt dọc theo chiều dài bể, các ống được đặt trên các giá đỡ có độ cao 20cm so với đáy bể.

• Khoảng cách giữa các ống nhánh là 1.5m các ống cách tường 0.75m. Khi đó số ống nhánh được phân bố là:

n = 𝐵−2∗1

2 = = 9−2∗0.75

1.5 = 5 (ống)

Vận tốc khi ra khỏi lỗ thường là 5-20m/s. Chọn vlỗ = 15m/s. • Lưu lượng khí đi qua từng ống nhánh:

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

hd: Tổn thất áp lực theo chiều đi trên đường ống dẫn, m. hc: Tổn thất qua thiết bị phân phối

Tổn thất hd + hc không vượt quá 0.4m

hf: Tổn thất cục bộ của ống phân phối khí, m. Tổn thất cục bộ không vượt quá 0.5m.

Lượng khơng khí cần cấp cho q trình xử lý nước thải tính theo cơng thức Độ ngập của thiết bị phân tán khí trong nước (m)

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Bể lắng có dạng hình trụ có đổ thêm bê tông dưới đáy để tạo độ dốc 10%. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và có thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính bể. Chọn chiều cao hố thu bùn là 0,4m, chiều sâu hữu ích bể lắng là 3m, chiều cao lớp bùn lắng là 0,8m, chiều cao lớp trung hòa là 0,2m, chiều cao bảo vệ là 0,3. Vậy tổng chiều cao bể lắng I là:

Htc= 3+ 0,8+ 0,2 + 0,3 + 0,4 = 4,7 m Chiều cao ống trung tâm

h = 60%H = 1,8m

Tải trọng thủy lực của máng thu

Utb = Qtbngay / πD = 2000 / 𝜋. 8 = 79, 5 m3/ ngày

Thể tích bể lắng 1: V= 251 m3

Kiểm tra các thông số thiết kế bể: Thể tích phần lắng:

W = 𝜋(D2-d2).h/4 = 86,6 m3

</div>