THIẾT KẾ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO KHU DU LỊCH VEN BIỂN AN VIÊN NHA TRANG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PAC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
[[\\

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CHO KHU DU LỊCH VEN BIỂN AN VIÊN - NHA TRANG
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PAC

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN THÀNH
MSSV:

05127093

Nghành:

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Niên khóa:

2005 – 2009

TP.HCM 7-2009

Trang i


THIẾT KẾ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
CHO KHU DU LỊCH VEN BIỂN AN VIÊN - NHA TRANG
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PAC

Tác giả

Nguyễn Văn Thành

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư chuyên nghành
Kỹ thuật Môi trường

Giáo viên hướng dẫn
ThS. Phạm Trung Kiên

-TP.HCM 07/2009Trang ii


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH NÔNG LÂM TPHCM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI

===oOo===

NGUYÊN
********

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KLTN

Khoa: MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN
Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Họ và tên SV: NGUYỄN VĂN THÀNH
Khoá học : 2005- 2009

Mã số SV: 05127093
Lớp : DH05MT

1. Tên đề tài: Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch An Viên - Nha Trang
ứng dụng công nghệ điều khiển tự động PAC
2. Nội dung KLTN:
SV phải thực hiện các yêu cầu sau đây:
• Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải An Viên – Nha Trang
• Ứng dụng công nghệ ĐKTĐ PAC vào khắc phục sự cố, vận hành
HTXLNT
3. Thời gian thực hiện:
• Bắt đầu: Tháng 03/2009
• Kết thúc: Tháng 07/2009
4. Họ tên GVHD 1: ThS. PHẠM TRUNG KIÊN
Họ tên GVHD 2: ....
Nội dung và yêu cầu của KLTN đã được thông qua Khoa và Bộ môn
Ngày …..tháng ……năm 2009

Ngày 05 tháng 3 năm 2009

Ban Chủ nhiệm Khoa

Giáo viên hướng dẫn

ThS. NGUYỄN VINH QUY

ThS. PHẠM TRUNG KIÊN

Trang iii


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
những lời động viên chia sẻ chân thành của rất nhiều người.
Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến Thầy Th.S Phạm
Trung Kiên đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tốt nhất để tôi hoàn thành khóa luận này.
Chân thành cám ơn tất cả các Thầy Cô thuộc Khoa Công Nghệ Môi Trường,
Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức quý báu
trong thời gian qua.
Xin cám ơn Ban giám đốc cùng các anh chị trong công ty Vnxanh đã tận tình
giúp đỡ trong thời gian thực tập tại công ty.
Cám ơn các bạn sinh viên lớp DH05MT, Khoa Công Nghệ Môi Trường,
Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã giúp đỡ nhiều mặt, chia sẻ kinh
nghiệm, đóng góp nhiều ý kiến quý báu.
Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn cha mẹ, các anh chị trong gia đình luôn là nguồn
động viên, là điểm tựa vững chắc, đã hỗ trợ và tạo nghị lực cho tôi trong suốt quá trình
học tập.
Xin chân thành cám ơn

Nguyễn Văn Thành

Trang iv


TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Cùng với sự phát triển của đất nước, đời sống người dân đang gia tăng xử lý
nước thải 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 HTXLNT đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu, đặc biệt các
thành tựu tiên tiến trong lĩnh vực áp dụng công nghệ tự động hoá vào vận hành
HTXLNT cũng đã đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế xã hội vô cùng to lớn.
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 tự động hoá cao, tuy nhiên
giá thành đắt, nhiều công nghệ không mang tính mở nên khó làm chủ hoàn toàn, chi
phí nâng cấp, bảo trì rất lớn.
Và hệ thống điều khiển tự động PAC ra đời, không những đáp ứng được yêu
cầu của hệ thống tự động hóa mà nó không ngừng phát triển cho phép áp dụng mọi
mức độ tự động hóa mà người sử dụng đặt ra. Mặt khác công nghệ mang tính mở, thiết
kế vận hành đơn giản, chi phí đầu tư thấp, công cụ lập trình tiên tiến nên việc áp dụng
PAC vào quá trình vận hành HTXLNT rất khả quan và có những ưu việt về mặt kinh
tế lẫn xã hội.
Đề tài “Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha
Trang ứng dụng công nghệ điều khiển tự động PAC” thể hiện chi tiết việc thiết kế ứng
dụng hệ thống điều khiển tự động PAC nhằm:
1. Tự động hóa các quá trình điều khiển vận hành HTXLNT.
2. Cảnh báo, khắc phục các sự cố mà HT XLNT gặp phải.
3. Kiểm soát quá trình hoạt động của HTXLNT.

Trang v


MỤC LỤC NỘI DUNG
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KLTN............................................................................. iii 
LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................iv 

TÓM TẮT KHÓA LUẬN.............................................................................................v 
MỤC LỤC NỘI DUNG................................................................................................vi 
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. viii 
DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................. viii 
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...............................................ix 
Chương 1 ........................................................................................................................1 
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1 
1.1 
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................1 
1.2 
SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................1 
1.3 
MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................2 
1.1.1  Mục tiêu.......................................................................................................2 
1.3.1  Nội dung......................................................................................................2 
1.4 
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................2 
1.4.1  Nghiên cứu lý thuyết ...................................................................................2 
1.4.2  Nghiên cứu thực nghiệm .............................................................................2 
1.5 
GIỚI HẠN ĐỀ TÀI .......................................................................................2 
1.6 
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN..................................................3 
Chương 2 ........................................................................................................................4 
TỔNG QUAN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNTSH CHO KHU DU LỊCH VEN
BIỂN AN VIÊN – NHA TRANG .................................................................................4 
2.1 
VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN .................................................4 
2.1.1  Vị trí địa lý ..................................................................................................4 
2.2 

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN...............................................................................4 
2.3 
NGUỒN GỐC VÀ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI .......................................5 
2.3.1  Nguồn gốc ...................................................................................................5 
2.3.2  Lưu lượng nước thải....................................................................................5 
2.4 
THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI.............................................6 
2.4.1  Thành phần nước thải..................................................................................6 
2.4.2  Tính chất nước thải......................................................................................6 
2.5 
CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT 7 
2.5.1  Các phương pháp xử lý nước thải ...............................................................7 
2.6 
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT CHO KHU DU LICH VEN BIỂN AN VIÊN – NHA TRANG.................8 
2.6.1  Cơ sở lựa chọn công nghệ ...........................................................................8 
2.6.2  Phương án xử lý ..........................................................................................9 
2.6.3  Tính toán thiết kế HTXLNT ....................................................................10 
Chương 3 ......................................................................................................................11 
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐKTĐ PAC VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG VÀO
GIÁM SÁT VẬN HÀNH HỆ THỐNG XLNT .........................................................11 
3.1 
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐKTĐ PAC.............................................11 
3.1.1  Tổng quan về PAC ....................................................................................11 
Trang vi


3.1.2  Tình hình áp dụng trên thế giới.................................................................13 
3.1.3  Hiện trạng áp dụng hệ thống ĐKTĐ PAC ở Việt Nam ............................13 

3.2 
KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HỆ THỐNG ĐKTĐ PAC VÀO GIÁM SÁT
VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI .................................................13 
3.2.1  Mục đích áp dụng......................................................................................13 
3.2.2  Yêu cầu và cơ sở áp dụng PAC.................................................................14 
3.2.3  Giới thiệu các thiết bị chính trong hệ thống ĐKTĐ PAC.........................16 
3.2.4  Khả năng áp dụng......................................................................................16 
Chương 4 ......................................................................................................................19 
ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG PAC VÀO ĐIỀU KHIỂN VẬN HÀNH
HTXLNT ......................................................................................................................19 
4.1 
NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN KIỂM SOÁT HTXLNT ....................................19 
4.1.1  Ổn định lưu lượng nước thải .....................................................................19 
4.1.2  Kiểm soát, điều chỉnh nồng độ DO trong bể USBF..................................19 
4.1.3  . Kiểm soát, điều chỉnh hàm lượng Clorine dư sau xử lý .........................20 
4.1.4  Ổn định nguồn điện cho HTXLNT ...........................................................21 
4.1.5  Kiểm soát hoạt động của máy móc, thiết bị trong HTXLNT ...................22 
4.2 
ỨNG DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG PAC VÀO KHẮC PHỤC CÁC
SỰ CỐ TRONG VẬN HÀNH HTXLNT...............................................................24 
4.2.1  Khắc phục sự cố quá tải lưu lượng nước thải đầu vào HTXLNT.............24 
4.2.2  Khắc phục sự cố ảnh hưởng đến nồng độ DO ..........................................25 
4.2.3  Khắc phục sự cố nồng độ Clo sau xử lý không đảm bảo..........................27 
4.2.4  Khắc phục các sự cố về điện cho HTXLNT .............................................28 
4.2.5  Khắc phục sự cố với máy móc thiết bị......................................................29 
4.3 
ỨNG DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG XÂY NGẦM VÀO KHẮC
PHỤC CÁC SỰ CỐ TRONG VẬN HÀNH HTXLNT.........................................30 
4.3.1  Khắc phục sự cố mất điện toàn hệ thống XLNT.......................................30 
4.3.2  Khắc phục các sự cố với hệ thống XLNT xây ngầm ................................31 

4.4 
NHỮNG TÍNH NĂNG CỦA HỆ THỐNG ĐKTĐ PAC ÁP DỤNG VÀO
VẬN HÀNH HTXLNT............................................................................................33 
4.4.1  Giám sát và điều khiển..............................................................................33 
4.4.2  Hiển thị thông số công nghệ và trạng thái hoạt động của thiết bị.............33 
4.4.3  Báo động và cảnh báo ...............................................................................35 
4.4.4  Dừng khẩn cấp ..........................................................................................35 
4.4.5  Chức năng phân quyền truy cập và trợ giúp của hệ thống PAC ...............36 
4.4.6  Lưu trữ, báo cáo thống kê .........................................................................37 
4.5 
PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ ÁP DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ
ĐỘNG PAC ..............................................................................................................38 
4.5.1  Tính ưu việt về mặt kinh tế và xã hội........................................................38 
4.5.2  Chỉ số hiệu quả kinh tế của hệ thống PAC ...............................................38 
Chương 5 ......................................................................................................................40 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................40 
5.1 
KẾT LUẬN ..................................................................................................40 
5.2 
KIẾN NGHỊ .................................................................................................40 
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................41 
Trang vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 
Bảng 2.2 
Bảng 2.3 
Bảng 4.1 
Bảng 4.2 

Tiêu chuẩn lưu lượng nước thải theo ngày .................................................5 
Tải lượng ô nhiễm nước thải sinh hoạt tính cho một người trong ngày đêm
.....................................................................................................................7 
Tính chất nước thải khu du lịch An Viên – Nha Trang ..............................8 
Tổng hợp các sực cố, nguyên nhân và giải pháp khắc phục cho từng sự cố
...................................................................................................................32 
Mức độ ưu tiên lựa chọn các giải pháp trong hệ thống PAC....................39 

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1 
Hình 2.2 
Hình 3.1 
Hình 3.2 
Hình 3.3 
Hình 3.4 
Hình 4.1 
Hình 4.2 

Vị trí của khu biệt thự nghỉ dưỡng An Viên – Nha Trang ..........................4 
Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải ................................................................9 
Cách thức truy cập hệ thống PAC.............................................................11 
Cấu trúc truy cập hệ thống PAC ...............................................................12 
Giao thức liên lạc chuẩn của PAC ............................................................12 
Các thiết bị chính trong hệ thống PAC .....................................................16 
Sơ đồ các sự cố làm lưu lượng nước thải mất ổn định..............................19 
Sơ đồ các sự cố ảnh hưởng đến nồng độ DO trong nước thải tại bể USBF .
...................................................................................................................20 
Hình 4.3  Sơ đồ các sự cố ảnh hưởng đến nồng độ Chlorine dư sau xử lý...............21 
Hình 4.4  Sơ đồ các sự cố gây mất ổn định dòng điện..............................................22 

Hình 4.5  Sơ đồ các sự cố với máy móc thiết bị, hệ thống ống dẫn trong quá trình
vận hành HTXLNT........................................................................................................23 
Hình 4.6  Thể tích lưu nước khi cúp điện .................................................................24 
Hình 4.7  Đầu dò DO ................................................................................................25 
Hình 4.8  Cơ chế làm thay đổi lưu lượng sục khí của hệ thống PAC .......................25 
Hình 4.9  Máy biến tần..............................................................................................26 
Hình 4.10  Đồng hồ đo áp suất sục khí .......................................................................26 
Hình 4.11  Bể USBF ...................................................................................................27 
Hình 4.12  Cơ chế thay đổi lưu lượng Chlorine..........................................................27 
Hình 4.13  Máy đo Chlorine .......................................................................................27 
Hình 4.14  Thùng pha hóa chất ...................................................................................28 
Hình 4.15  Phao cảnh báo tại thùng pha hóa chất .......................................................28 
Hình 4.16  Ampe kế và Vôn kế...................................................................................29 
Hình 4.17  Thể tích lưu nước khi cúp điện .................................................................31 
Hình 4.18  Hộp chắn rác .............................................................................................31 
Hình 4.19  Thi công hệ thống XLNT xây ngầm .........................................................32 
Hình 4.20  Kết nối điều khiển từ xa hệ thống PAC ....................................................33 
Hình 4.21  Trạng thái thiết bị trong quá trình vận hành..............................................34 
Hình 4.22  Tủ điện điều khiển hệ thống PAC .............................................................34 
Hình 4.23  Màn hình điều khiển của hệ thống PAC ...................................................34 
Hình 4.24  Báo động sự cố của hệ thống PAC............................................................35 
Hình 4.25  Chế độ vận hành tay và dừng khẩn cấp.....................................................36 
Hình 4.26  Chế độ phân quyền truy cập và chức năng HELP ....................................37 
Hình 4.27  Lưu trữ thời gian hoạt động các thiết bị....................................................37 
Trang viii


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
PAC

: Bộ điều khiển tự động hóa khả trình (Programmable automation

controller)
ĐKTĐ

: Điều khiển tự động

BOD5

: Nhu cầu oxy sinh hóa 5 (Biochemical Oxygen Demand)

COD

: Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

DO

: Oxy hòa tan (Dissolved Oxygen)

F/M

: Tỷ số thức ăn/ vi sinh vật (Food and microorganism ratio)

HTXLNT : Hệ thống xử lý nước thải
MLSS

: Chất rắn lơ lửng trong hỗn dịch (Mixed Liquor Suspended Solids)

SS

: Cặn lơ lửng (Suspended Solids)

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 6772-2000 : Tiêu chuẩn về chất lượng nước – nước thải sinh hoạt –
Giới hạn ô nhiễm cho phép.
TP.HCM

: Thành phố Hồ Chí Minh

XLNT

: Xử lý nước thải

VSV

: Vi sinh vật

Trang ix


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong quá trình vận hành HTXLNT gặp không ít khó khăn về việc kiểm soát

máy móc thiết bị, phát hiện và khắc phục sự cố…Vấn đề đặt ra là làm sao kiểm soát
tốt mọi quy trình trong hệ thống, cải thiện điều kiện làm việc, giảm chi phí vận hành,
phát hiện và khắc phục sự cố nhanh chóng nâng cao hiệu quả xử lý. Và tự động hóa đã
thể hiện đươc thế mạnh của mình, len lỏi vào từng dây truyền công nghệ, đáp ứng
những đòi hỏi từ đơn giản đến phức tạp, mang 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 tự động hoá của các công ty hàng đầu trên
thế giới như SIEMENS, AB, YOKOGAWA,... được sử dụng rộng rãi trong các công
trình xử lý nước thải. Có thể nói trình độ tự động 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 trợ bởi những công cụ đơn giản, dễ sử dụng như giao
diện đồ hoạ trên PC, điều khiển bằng kích chuột,... góp phần nâng hiệu quả cho công
việc quản lý điều hành dây chuyền công nghệ.
Hệ thống điều khiển tự động PAC là một trong số đó, không những đáp ứng
được yêu cầu của một hệ thống tự động hóa mà nó còn khắc phục được các nhược
điểm như mang tính mở, phần cứng và phần mềm vận hành đơn giản, chi phí đầu tư
thấp…

1.2 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Áp dụng tự động hóa đang là nhu cầu của thế giới nói chung và Việt Nam nói
riêng, trong mọi quy trình sản xuất tự động hóa đã thể hiện được ưu thế. Vận hành
HTXLNT cũng không loại trừ, nó cần độ chính xác cao, giảm sự tham gia của bàn tay
con người đến mức tối đa. Hệ thống PAC có thể đáp ứng mọi yêu cầu đặt ra, nó có thể
Trang 1


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC

đáp ứng mọi cấp độ tự động hóa từ tự động một phần, bán tự động đến tự động hoàn
toàn. Thiết kế chức năng tự động hóa cho HTXLNT là đòi hỏi bức thiết của xã hội và
con người hiện đại.

1.3 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.1.1

Mục tiêu

- Thiết kế, ứng dụng hệ thống điều khiển tự động PAC vào vận hành HTXLNT
sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng An Viên-Nha Trang
- Đưa ra được toàn bộ các sự cố trong quá trình vận hành của HTXLNT và khả
năng áp dụng hệ thống điều khiển tự động PAC vào khắc phục từng sự cố gặp phải.
- Thiết kế chức năng của hệ thống PAC vào vận hành HTXLNT.

1.3.1

Nội dung

- Tính toán thiết kế hệ thống XLNT cho khu du lịch An Viên – Nha Trang
- Khả năng áp dụng công nghệ ĐKTĐ PAC vào vận hành HXLNT cho khu du
lịch.

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.4.1

Nghiên cứu lý thuyết

- Tìm hiểu về hệ thống điều khiển tự động PAC, sưu tầm, thu thập nghiên cứu
các tài liệu

- Nghiên cứu các tài liệu về công nghệ xử lý nước thải và phương pháp áp dụng
tự động hóa vào vận hành HTXLNT.

1.4.2

Nghiên cứu thực nghiệm

Thông qua quá trình thực tập tại công ty, tham gia vào vận hành mô hình áp
dụng tự động hóa PAC vào vận hành HTXLNT
-

Chức năng của hệ thống PAC

-

Khả năng áp dụng của hệ thống PAC

-

Trực tiếp lắp đặt, vận hành và quan sát

1.5 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
-

Quy mô: Đề tài chỉ thiết kế vận hành HTXLNT cho khu nghỉ dưỡng An

Viên – Nha Trang công suất 2000 m³/h.
Trang 2

Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
-

Đối tượng áp dụng và xử lý: chỉ áp dụng cho hệ thống điều khiển tự động

PAC và chỉ xử lý nước thải sinh hoạt cho khu nghỉ dưỡng.
- Nội dung:
y

Thiết kế công nghệ cho hệ thống xư lý nước thải

y

Đưa ra toàn bộ các sự cố mà hệ thống có thể gặp phải

y

Khả năng áp dụng hệ thống tự động hóa PAC

y

Không bao gồm phần thiết kế bản vẽ.

-

Thời gian thực hiện khóa luận: Bắt đầu ngày 01/03/2009 & kết thúc ngày

30/06/2009.

1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Với thực tại yêu cầu xã hội đặt ra việc áp dụng tự động hóa vào việc vận hành
HTXLNT giúp giảm chi phí vận hành, tiết kiệm năng lượng và hóa chất,nâng cao tuổi
thọ thiết bị, khắc phục sự cố nhanh chóng và dễ dàng, đặc biệt giúp kiểm soát tốt toàn
bộ hoạt động của HTXLNT và đảm bảo hiệu quả xử lý thì hệ thống PAC sẽ là tâm
điểm cho tương lại ngày càng áp dụng rộng rãi.

Trang 3


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC

Chương 2
TỔNG QUAN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XLNTSH CHO
KHU DU LỊCH VEN BIỂN AN VIÊN – NHA TRANG
2.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ, ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
2.1.1

Vị trí địa lý

Khu biệt thự nghỉ dưỡng An Viên nằm ở phía nam đường Trần Phú, cách trung tâm
thành phố Nha Trang khoảng 5km. Khu biệt thự nằm trong quần thể nghỉ dưỡng quốc
tế cao cấp An Viên Phú Quý Nha Trang tọa lạc trên khu đất đẹp và lớn nhất còn lại
trong vịnh Nha Trang, với tổng diện tích 71,46 ha (bao gồm 53,03ha mặt đất và
18,43ha mặt biển), trải dài trên 2,2km bờ biển riêng, với bãi biển, cầu cảng Câu Lạc
Bộ Du Thuyền Tỷ Phú Quốc Tế với mục tiêu thu hút các tỷ phú từ Hồng Kông,
Thượng Hải, Singapore..

Hình 2.1 Vị trí của khu biệt thự nghỉ dưỡng An Viên – Nha Trang

2.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
Khu biệt thự nghỉ dưỡng An Viên nằm trong quần thể đồng bộ đô thị Biệt thự
biển 5 sao An Viên - cáp treo Vinpearl – resort Vinpearl Hòn Ngọc Việt, được phát
triển bởi cùng một chủ đầu tư An Viên group để trở thành 1 quần thể nghỉ dưỡng cao
cấp quốc tế đầu tiên tại Việt Nam. An Viên là điểm đầu của cáp treo Vinpearl vượt
biển, qua Resort Vinpearl và đến điểm cuối là Trung Tâm Ẩm thực biển Việt Nam.
Các biệt thự được xây dựng theo kiến trúc Pháp cổ tạo nên sự sang trọng của một khu
dân cư ven biển đẳng cấp, tiện nghi không kém các khu du lịch biển sang trọng nhất
Trang 4


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
trên thế giới như Bờ Biển Vàng của Úc hay Địa Trung Hải Saint-Tropez, thành phố
Cannes xinh đẹp của Pháp.

2.3 NGUỒN GỐC VÀ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI
2.3.1

Nguồn gốc

Nước cấp sau khi sử dụng vào mục đích sinh hoạt, sản xuất, nước mưa trên mái
nhà, mặt sàn, sân vườn, … bị nhiễm bẩn trở thành nước thải chứa nhiều hợp chất vô
cơ, hữu cơ dễ bị phân hủy thối rữa và chứa nhiều vi trùng gây bệnh và truyền bệnh
nguy hiểm.
Nước thải phần lớn là nước thải sinh hoạt, được thải ra từ các khách sạn, biệt
thự, trung tâm thương mại và trung tâm vui chơi giải trí. Nguồn thải chủ yếu từ các
khâu: Vệ sinh, tắm giặt, khu vui chơi dưới nước như bể bơi, đài phun nước tạo cảnh,
hệ thống làm lạnh, làm mát, nước mưa, nước thải từ khâu sơ chế, chế biến các loại

thực phẩm từ khách sạn, biệt thự, nước thải từ nhà bếp, vệ sinh sàn,…

2.3.2

Lưu lượng nước thải

Có thể xác định lưu lượng nước thải của khu biệt thự dựa theo tiêu chuẩn sau:

Bảng 2.1 Tiêu chuẩn lưu lượng nước thải theo ngày
Nguồn nước
thải
Khu nghỉ mát,
khách sạn mini
Khách sạn lớn
Nhà ăn
Bể bơi

Đơn vị tính

Lưu lượng
(l/đơn vị tính - ngày)
Khoảng
Trị số tiêu
dao động
biểu

Người

189 - 265

227

Khách
Người phục vụ
Xuất ăn
Nhân viên
Người tắm
Nhân viên

151 - 212
26 - 49
15 - 38
30 - 189
19 - 45
30- 45

180
38
26,5
151
38
38

(Nguồn: Theo tài liệu Meltcall & Eddy – “Wastewater Engineering”)

Trang 5


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC

2.4 THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI
2.4.1

Thành phần nước thải

Các chất chứa trong nước thải khu biệt thự bao gồm: các chất hữu cơ, vô cơ và
vi sinh vật.Thành phần tính chất của nước thải được xác định bằng phân tích hóa lý, vi
sinh.
™ Thành phần vật lý
Theo trạng thái vật lý, các chất bẩn trong nước thải được chia thành:
-

Các chất không hòa tan ở dạng lơ lửng, kích thước lớn hơn 10-4mm, có thể ở

dạng huyền phù, nhũ tương hoặc dạng sợi, giấy, vải …
-

Các tạp chất bẩn dạng keo với kích thước hạt trong khoảng10-4-106mm

-

Các chất bẩn dạng tan có kích thước nhỏ hơn 10-6mm, có thể ở dạng phân tử

hoặc phân li thành ion.
™ Thành phần hóa học
Các chất hữu cơ trong nước thải chiếm khoảng 50 - 60% tổng các chất. Các chất
hữu cơ này bao gồm chất hữu cơ thực vật: cặn bã thực vật, rau, hoa quả, giấy … và các
chất hữu cơ động vật: chất thải bài tiết của người ... Các chất hữu cơ trong nước thải
theo đặc tính hóa học gồm chủ yếu là protein (chiếm 40 – 60%), hydratcacbon (25 –

50%), các chất béo, dầu mỡ (10%). Urê cũng là chất hữu cơ quan trọng trong nước
thải. Nồng độ các chất hữu cơ thường được xác định thông qua chỉ tiêu BOD, COD.
Bên cạnh các chất trên nước thải còn chứa các liên kết hữu cơ tổng hợp: các chất hoạt
động bề mặt mà điển hình là chất tẩy tổng hợp (Alkyl bezen sunfonat- ABS) rất khó xử
lí bằng phương pháp sinh học và gây nên hiện tượng sủi bọt trong các trạm xử lí nước
thải và trên mặt nước nguồn – nơi tiếp nhận nước thải.

2.4.2

Tính chất nước thải

Ở khu biệt thự nghỉ dưỡng An Viên có thể áp dụng tính chất nước thải như là
một nước phát triển, vì nơi đây mức sống người dân cao và chủ yếu là khách du lịch
nước ngoài tới cư trú.
Ngoài ra cũng cần phải biết lượng nước tiêu thụ của một đầu người. Ở các thành
phố của những nước phát triển đang phát triển có hệ cống rãnh để dẫn các nước thải
sinh hoạt đến khu xử lý trung tâm. Nước thải này bao gồm phân, nước tiểu người,
nước nhà cầu, tắm giặt và được pha loãng tùy thuộc vào lượng nước được sử dụng của
Trang 6


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
một đầu người. Theo White (1977), đối với cư dân nông thôn không có nước máy mỗi
đầu người hàng ngày tiêu thụ từ vài lít tới 25 lít nước. Đối với các hộ gia đình có một
robinet nước thì mỗi đầu người tiêu thụ từ 15 - 90 lít và có nhiều robinet thì khoảng 30
- 300 lít mỗi ngày.

Bảng 2.2 Tải lượng ô nhiễm nước thải sinh hoạt tính cho một người trong
ngày đêm

Tải trọng chất bẩn (g/người/ngđ)
Chỉ tiêu
Chất rắn lơ lửng (SS)
BOD5
COD (Bicromate)
Nitơ Amonia (N-NH4+)
Nitơ tổng cộng (N)
Photpho tổng cộng (P)
Chất hoạt động bề mặt
Dầu mỡ phi khoáng

Các quốc gia phát
triển
100 ÷ 200
45 ÷ 54
72 ÷ 102
2,4 ÷ 4,8
6 ÷ 12
0,8 ÷ 4,0
10 ÷ 30

Theo TCXD – 51-84
của Việt Nam
50 ÷ 55
25 ÷ 30
7
1,7
2,0 ÷ 2,5
-

(Nguồn: Tiêu chuẩn Xây Dựng TCXD - 51- 84)

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
SINH HOẠT
2.5.1

Các phương pháp xử lý nước thải

Phân loại các phương pháp XLNT theo đặc tính của quy trình xử lý, gồm có:
Xử lý cơ học, hóa học và sinh học
Hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh có thể gồm một vài công trình đơn vị trong
các công đoạn xử lý cơ học, hóa học, sinh học và xử lý bùn cặn.
2.5.1.1 Xử lý cơ học
Xử lý cơ học gồm những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ
không thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó. Xử lý cơ học nhằm tách các chất
lơ lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nước thải, cặn có kích thước lớn loại bỏ bằng song
chắn rác. Cặn vô cơ (cát, sạn, mảnh kim loại…) được tách ra khi qua bể lằng cát. Xử
lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo và là
bước ban đầu cho xử lý sinh học.

Trang 7


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
Các công trình xử lý cơ học như: Song chắn rác, lưới lọc, bể tách dầu mỡ, bể
lắng cát, bể lắng 1, lắng 2, bể lọc…
2.5.1.2 Xử lý hóa học
Thực chất của phương pháp xử lý hóa học là đưa vào nước thải chất phản ứng
để gây tác động với các tạp chất bẩn, biến đổi hóa học, tạo thành chất khác dưới dạng

cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại hay gây ô nhiễm môi trường. Xử lý hóa
học nhằm nâng cao chất lượng của nước thải để đáp ứng hiệu quả xử lý của các công
đoạn sau đó.
2.5.1.3 Xử lý sinh học
Xử lý sinh học là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy
sinh hóa các hợp chất hữu cơ, biến các hợp chất có khả năng thối rữa thành các chất ổn
định với sản phẩm cuối cùng là cacbonic, nước và các chất vô cơ khác. Các công trình
xử lý sinh học như : bể Aerotank, UASB, USBF, lọc sinh học…

2.6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH
HOẠT CHO KHU DU LICH VEN BIỂN AN VIÊN – NHA TRANG
2.6.1

Cơ sở lựa chọn công nghệ

2.6.1.1 Tiêu chuẩn xử lý
Theo tiêu chuẩn TCVN 6772:2000, với diện tích của khu thương mại là
50.000m2, thì các thông số và nồng độ thành phần ô nhiễm trong nước thải này phải xử
lý đến mức II mới được xả thải ra nguồn tiếp nhận.
2.6.1.2 Tính chất nước thải

Bảng 2.3 Tính chất nước thải khu du lịch An Viên – Nha Trang
Chỉ tiêu

Đơn vị

pH
SS
mg/l
BOD5

mgO2/l
COD
mg/l
Phospho
mg/l
Nitrat
mg/l
Dầu mỡ
mg/l
Coliform MPN/100ml

Nước thải
6 ÷9
400 - 500
350 - 410
400 - 500
10
50
50 ÷ 120
1.1x106
Trang 8

TCVN
6772:2000
Mức II
5÷9
50
30
50
6

30
20
1000

Vượt tiêu
chuẩn (lần)
10
13
10
2
1.8
2.5 ÷ 7.5
1100


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
(Nguồn: TCVN 6772 : 2000 – Chất lượng nước – Nước thải sinh hoạt – Giới
hạn ô nhiễm cho phép)
2.6.1.3 Tính toán lưu lượng
(Tính toán chi tiết xem mục 1.1 - Phụ lục 1)
Lưu lượng nước thải cần phải xử lý theo bảng 2.3
Vậy lưu lượng nước thải cần phải xử lý hàng ngày là 2000m3. Ta có:
™ Tổng lưu lượng thải trung bình ngày đêm :

Qtb , nngd = 2000m3 /ng.đ

™ Tổng lưu lượng thải trung bình giờ:

Qtb, h = 83,3 m3/h

™ Tổng lưu lượng thải trung bình giây :

Qtb, s = 23,1 L/s

2.6.1.4 Nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý
Nước sau khi được xử lý đạt mức II theo TCVN 6772 : 2000 nên được phép xả
vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.

2.6.2

Phương án xử lý
Bùn tuần hoàn

Nước thải từ
hệ thống thu

Lưới
chắn

Bể điều
hòa

Bể
USBF

Khí

Bể khử
trùng

Chlorine

Bể chứa
bùn

Bùn dư

Nguồn tiếp
nhận

Bể lọc
áp lực

Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải
Nước thải từ hệ thống thu gom của khu nghỉ dưỡng được xả vào hộp chắn rác
trước khi vào bể điều hòa, tại bể điều hòa có sục khí để điều hòa lưu lượng và chất
lượng nước thải. Sau đó nước thải được bơm bằng 2 bơm chìm hoạt động luân phiên
qua bể USBF, tại bể USBF sẽ thực hiện quá trình xử lý sinh học kết hợp lắng. Không
khí sẽ được cấp vào vùng hiếu khí nhờ 2 máy thổi khí hoạt động luân phiên 24/24h. Vi
sinh trong bể USBF sẽ được bổ sung định kỳ từ bùn tuần hoàn ở ngăn lắng đồng thời
dưỡng chất cũng được cung cấp vào để vi sinh vật sinh trưởng. Các vi sinh vật này sẽ
phân hủy các chất hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng là CO2 ,H20, CH4 và làm giảm
Trang 9


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
nồng độ bẩn trong nước thải. Hiệu quả khử BOD ở bể USBF có thể đạt 85 ÷ 90%. Cặn
lắng ở ngăn lắng của bể USBF được xả ra mỗi ngày vào bể thu bùn và một phần cặn ở
ngăn lắng trong bể USBF được bơm tuần hoàn lại bể USBF nhằm ổn định sinh khối

cho quá trình xử lý sinh học. Định kỳ lượng bùn này được chở đi nơi khác xử lý.
Nước thải tiếp theo được đưa qua bể khử trùng với chất khử trùng là nước javel.
Quá trình oxy hóa vi sinh gây bệnh xảy ra trong ngăn tiếp xúc Javel. Javel là chất oxy
hóa mạnh sẽ oxy hoá màng tế bào vi sinh gây bệnh và giết chết chúng. Thời gian tiếp
xúc để loại bỏ vi sinh khoảng 40 phút. Nước thải sau khi được khử trùng qua bể lọc áp
lực để giảm tối đa hàm lượng SS trong nước thải. Cuối cùng nước thải được thải ra hồ
trong khu nghỉ dưỡng.

2.6.3

Tính toán thiết kế HTXLNT

(Xem phần PHỤ LỤC 1)

Trang 10


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC

Chương 3
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐKTĐ PAC VÀ KHẢ NĂNG ÁP
DỤNG VÀO GIÁM SÁT VẬN HÀNH HỆ THỐNG XLNT
3.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐKTĐ PAC
3.1.1

Tổng quan về PAC

3.1.1.1 Khái niệm PAC
PAC (Programmable automation controller) là “Bộ điều khiển tự động hóa khả

trình” là sự kết hợp những “tinh túy” của PLC(Programmable Logic Controller) và
PC(Personal Computer) để tạo nên một nền tảng truyền tải chức năng lớn hơn, độ mở
rộng hơn và linh hoạt cao hơn điều khiển và vận hành hệ thống thiết bị một cách trực
quan thông qua máy tính.
3.1.1.2 Vai trò của PAC
Trong hệ thống điều khiển tự động hoá PAC được xem như một trái tim, với
chương trình ứng dụng được lưu trong bộ nhớ của PAC. Nó điều khiển trạng thái của
hệ thống thông qua tín hiệu phản hồi ở đầu vào và xuất tín hiệu đến các thiết bị đầu ra.
PAC có thể hoạt động độc lập hoặc có thể kết nối với nhau và với máy tính
thông qua đường truyền internet cố định hoặc không dây.
3.1.1.3 Hoạt động của PAC:
PAC thu thập dữ liệu từ các đầu dò tín hiệu trong hệ thống chuyển về bộ xử lý
trung tâm (Brain) để xử lý. Người dùng truy cập hệ thống bằng máy tính thông qua
đường truyền internet

Hình 3.1 Cách thức truy cập hệ thống PAC

Trang 11


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
Cấu trúc mở của PAC là yếu tố làm đơn giản hóa việc nâng cấp cho các hệ
thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp sẵn có tại nhà máy. Trong nhiều ứng
dụng, người sử dụng có thể chạy PAC song song với những hệ thống điều khiển đã sẵn
có khác. Điều này giúp nâng cao thêm khả năng như truy cập dữ liệu trực tuyến, hay
tạo ra một hệ thống điều khiển và tự động hóa độc lập.

Hình 3.2 Cấu trúc truy cập hệ thống PAC
Hỗ trợ giao thức liên lạc chuẩn

PAC có thể điều khiển, giám sát và trao đổi dữ liệu với nhiều kiểu thiết bị và hệ
thống vì nó sử dụng các giao thức và công nghệ mạng chuẩn thông dụng, gồm cả mạng
Eternet dây và không dây, Internet Protocol, OPC, SQL. Trong những ứng dụng nếu
cần liên lạc với các giao thức ở lớp ứng dụng như Modbus, SNMP (Simple Network
Management Protocol) và PPP (Point-to-Point Protocol), thì PAC cũng có thể đáp ứng
được.

Hình 3.3 Giao thức liên lạc chuẩn của PAC
Sử dụng mạng Ethernet, PAC liên lạc với các modul I/O từ xa để đọc hoặc viết
tín hiệu serial, digital, và analog. Mạng cũng nối PAC với server OPC, màn hình vận
Trang 12


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
hành và cơ sở dữ liệu SQL. Ngoài ra, PAC cũng có thể liên lạc (không dây) với các
máy móc như máy bơm và máy thổi khí.

3.1.2

Tình hình áp dụng trên thế giới

PAC áp dụng chủ yếu trong các nghành nghề công nghiệp yêu cầu độ chính xác,
điều kiện làm việc khắc nghiệt…như cơ điện tử, thực phầm, giao thông vận tải, viễn
thông, quốc phòng…Tự động hóa PAC được phát triển mạnh mẽ sau khi xuất hiện
mạng internet cách đây gần 2 thập kỷ.
PAC là sự kết hợp những “tinh túy” của PLC(Programmable Logic Controller)
và PC(Personal Computer) nên các doanh nghiệp ngày càng có xu hướng áp dụng PAC
vào quá trình hoạt động sản, vì nó có những lợi ích nhất định.
Hiên nay trên thế giớ đã có một số hãng chuyên sản xuất về PAC như OPTO22,

NI, SEMEN…đã đưa ra các sản phẩm có với khả năng tự động hóa cao, áp dụng được
trong nhiều lình vực khác nhau.

3.1.3

Hiện trạng áp dụng hệ thống ĐKTĐ PAC ở Việt Nam

Ở Việt Nam tự động hóa cũng khá phát triển trong những năm gần đây, đa phần
tự động hóa cục bộ ở một số khâu trong quá trình sản xuất, việc tự động hóa hoàn toàn
cũng chưa triệt để còn mắc phải nhiêu lỗi trong quá trình vận hành. Nhưng tự động hóa
luôn là xu hướng phát triển của các nghành nghề trong mọi lĩnh vực. Hy vọng PAC sẽ
đáp ứng những nhu cầu của người vận hành nâng cao năng suất lao động thúc đẩy đất
nước phát triển.

3.2 KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HỆ THỐNG ĐKTĐ PAC VÀO GIÁM SÁT
VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
3.2.1

Mục đích áp dụng

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

Cải thiện điều kiện làm việc: Mục đích đầu tiên của tự động 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,...Tự động hoá và giám sát bằng máy tính làm tiện lợi thêm khả năng khống chế từ

Trang 13


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
xa một số lượng lớn các thông tin, đơn giản hoá nhiệm vụ khai thác, giám sát và quản
lý.
-

Nâng cao hiệu quả của thiết bị: Trước hết ta có thể cải thiện chất lượng

xử lý nước bằng các thiết bị đo và điều chỉnh . Ví dụ như định lượng chất phản ứng,
mức độ ô xy hoá, kiểm tra nhiệt độ các bể phản ứng…Tự động hoá quá trình cho phép
giải phóng con người và làm tăng tốc độ tin cậy của hệ thống. Nhưng mục tiêu quan
trọng là nâng cao độ chắc 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 bị hỏng hóc một bộ phận nào
đó bằng cách đưa tự động các thiết bị dự phòng vào làm việc và giải quyết hỏng hóc.
Tự động hoá cho phép việc nghiên cứu thống kê các dữ liệu đã thu được, mở ra con
đường tối ưu của việc xử lý.
-

Tăng năng suất lao động: Tự động hoá nhằm nâng cao năng suất bằng

cách giảm chi phí vận hành. Ta cũng có thể tối ưu hoá giá thành năng lượng chi phí
hàng giờ và chi phí vật liệu. Giảm nhân công vận hành và giảm công việc bảo dưỡng
cũng cho phép giảm giá thành.
-

Trợ giúp việc giám sát: Nó bao gồm việc lắp đặt bộ biến đổi, phát hiện

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

3.2.2

Yêu cầu và cơ sở áp dụng PAC

Hệ thống tự động hoá PAC 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
Trang 14


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC
trình.
-

Hệ thống điều khiển: dùng để tạo ra và thực hiện các tác động điều

khiển dựa trên các nguyên lý điều khiển các đại lượng phụ thuộc của quá trình công
nghệ; thực hiện điều khiển tối ưu; bằng các phương tiện tự động thực hiện các thao tác
logic và theo chương trình đối với các phần tử phân tán (điều khiển phân tán các cơ
cấu chấp hành , các liên động sự cố, khởi động và dừng hệ thống máy ...)
Đối với mỗi hệ thống tự động 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 tự động điều khiển quá trình công
nghệ thực chất là điều khiển tập trung quá trình đó nhờ các phương tiện kỹ thuật điều
khiển tự động.
Quá trình xử lý nước thải rất phức tạp, có nhiều quy trình sảy ra. Trong nước
thải có nhiều thành phần gây khó khăn cho qua trình tự động hóa như: nước có độ axit
cao, nhiệt độ cao…. Cụ thể như ta không thể sử dụng các thiết bị tự động đã sản xuất
hàng loạt lưu hành trên thị trường như cho tự động hoá các môi trường bình thường
khác, mà phải chọn các thiết bị tự động hoá chuyên sử dụng cho tự động hoá ở môi
trường đặc biệt như nước thải.
Nước thải có nhiều tính chất thay đổi (lưu lượng, mức độ độc hại, nồng độ các
chất ô nhiễm, lượng bùn hoạt tính…), lại có những hạn chế về phía công nghệ nên
việc đưa công trình vào làm việc ở chế độ tối ưu về cả kỹ thuật lẫn kinh tế là một
nhiệm vụ nan giải. Vì vây, khi tự động hoá các quá trình xử lý nước thải, chế độ
công nghệ luôn cần được dịch chỉnh sao cho theo sát gần với các điều kiện thay đổi
của môi trường. Như vậy nhiệm vụ của tự động hoá các công trình xử lý nước thải đã
được hiện ra rõ nét là: tổ chức việc điều khiển, kiểm tra, bảo vệ, cho tín hiệu tự động
về sự làm việc của các công trình công nghệ từ một Trung tâm điều khiển sao cho
công trình xử lý nước thải có hiệu quả cao. Tuỳ thuộc vào qui mô của trạm xử lý
(công suất thiết kê, kết cấu của công trình) và đặc tính của nước thải cần xử lý mà
chọn khối lượng và mức độ tự động hoá cho phù hợp về mặt kinh tế (tự động hoá
từng phần hay toàn phần).

Trang 15


Thiết kế vận hành HTXLNT cho khu du lịch ven biển An Viên - Nha Trang ứng dụng
công nghệ điều khiển tự động PAC

3.2.3

Giới thiệu các thiết bị chính trong hệ thống ĐKTĐ PAC

Một hệ thống điều khiển tự động PAC chỉ gồm 4 phần tích hợp: phần mềm, bộ
điều khiển, brain và I/O.

Hình 3.4 Các thiết bị chính trong hệ thống PAC
-

Phần mềm: được sử dụng để điều khiển, giám sát, tập hợp dữ liệu và đảm

bảo khả năng tương tác lẫn nhau.
-

Bộ điều khiển: có chức năng tự động hóa khả trình cho cả hệ thống

-

Brain: Giúp xử lý tín hiệu từ I/O và truyền thông

-

I/O: nhận tín hiệu đầu vào và xuất tín hiệu đầu ra

3.2.4

Khả năng áp dụng

3.2.4.1 Điều chỉnh tự động
Sử dụng các thiết bị tự động để điều khiển hệ thống theo chế độ làm việc đã
định sẵn. Đây là chức năng rất quan trọng với một hệ thống PAC, nó quyết định đến
mức độ tự động hóa của một hệ thống. Hệ thống có mức độ tự động hóa càng cao,
càng hiện đại thì sẽ tốn ít chi phí nhân công cho quá trình vận hành.
Đối với HTXLNT điều chỉnh tự động có thể áp dụng vào các khâu như: điều
chỉnh lưu lượng nước thải, chỉnh pH, chỉnh hành lượng DO tại các bể sinh học, chỉnh
hàm lượng Clo sau khi khử trùng…
3.2.4.2 Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa
Nếu điều khiển bằng tay trực tiếp tại chỗ thì người vận hành có thể tiếp xúc với
môi trường độc hại, đi lại khó khăn và tốn thời gian cũng như chi phí nhân công (VD:
hệ thống XLNT bảo vệ thực vật…). Mặt khác, nhiều trường hợp sảy ra sự cố hoặc mất
điều khiển, đòi hỏi điều khiển tay phải kịp thời và đồng bộ, ví dụ như dừng nhiều máy
bơm cùng lúc đặt tại các vị trí khác nhau, điều khiển cùng lúc nhiều quá trình liên quan
Trang 16