Thiết kế điều khiển, giám sát Trạm xử lý nước thải sinh hoạt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP PHƯƠNG ĐÔNG
KHOA ĐIỆN – CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
Thiết kế điều khiển, giám sát
Trạm xử lý nước thải sinh hoạt
Giáo viên hướng dẫn:

Ths. Nguyễn Nhật Thanh

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Văn Tài

Hà nội -2018
LỜI CẢM ƠN

514121023


Để đồ án tốt nghiệp“Thiết kế điều khiển, giám sát trạm xử lý nước thải”
đạt được một số mục tiêu đặt ra, hoàn thành đúng thời gian, Tôi xin chân thành
cảm ơn:
Ths. Nguyễn Nhật Thanh-GVHD –giảng viên Khoa Điện –Cơ Điện tử,
Trường Đại học Dân Lập Phương Đông đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ về chuyên
môn, tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ về tài liệu và thiết bị hướng dẫn trong thời
gian thực hiện đề tài để tôi hoàn thành đồ án này.
– Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của
toàn thể Giáo Viên Bộ môn Tự động hoá Khoa Điện –Cơ Điện tử, Trường Đại

học Dân Lập Phương Đông đã đóng góp nhiều ý kiến và tạo mọi điều kiện tốt
nhất để để em hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất.
– Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên lớp 514 đã giúp đỡ
và đóng góp ý kiến và động viên trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp.
– Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Công ty cổ phần Thương mại và Công
nghệ Hồng Thanh đã giúp đỡ trong thời gian vừa qua để tôi hoàn thành tốt đề
tài của mình
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của quý thầy cô
và các bạn.

Hà Nội, ngày………tháng………năm 2018
SINH VIÊN
Nguyễn Văn tài
TRƯỜNG ĐHDL PHƯƠNG ĐÔNG
KHOA ĐIỆN – CƠ ĐIỆN TỬ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

2


NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
1. Đầu đề thiết kế
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

2. Các số liệu ban đầu
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
4. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại bản vẽ, kích thước bản vẽ)
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
5. Cán bộ hướng dẫn
…………………………………………………………………………………………


…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

6. Ngày được giao:…………………………………………………………………
7. Ngày hoàn thành:………………………………………………………………
Hà Nội, ngày………tháng………năm 2018
CHỦ NHIỆM KHOA
(ký và ghi rõ họ tên)

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(ký và ghi rõ họ tên)

SINH VIÊN THỰC HIỆN
đã hoàn thành và nộp toàn bộ bản thiết kế cho Khoa
(ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐHDL PHƯƠNG ĐÔNG
KHOA ĐIỆN – CƠ ĐIỆN TỬ

4


TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: …………………………………………………

STT

NGÀY

NỘI DUNG CÔNG VIỆC

%
CÔNG

VIỆC

Mã số:…………………
GVHD
(ký)

KIỂM
TRA

1
2
3
4
5
Sau 4 lần kiểm tra tiến độ, khoa Điện – Cơ điện tử và Giáo viên hướng dẫn
đồng ý cho phép:
sinh viên:………………………………………………… mã số:…………………
sinh viên:………………………………………………… mã số:…………………
sinh viên:………………………………………………… mã số:…………………
được trình bày đồ án tốt nghiệp trước Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp.
KHOA ĐIỆN – CƠ ĐIỆN TỬ
Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hướng dẫn

Ghi chú: Sinh viên chỉ được bảo vệ ĐATN sau khi đã có đầy đủ chữ ký của Giáo
viên kiểm tra tiến độ, Giáo viên hướng dẫn và Ban chủ nhiệm Khoa.


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Hà Nội, ngày…………tháng…………năm 2018
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
(ký và ghi rõ họ tên)

6

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Hà Nội, ngày…………tháng…………năm 2016
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
(ký và ghi rõ họ tên)


LỜI NÓI ĐẦU

Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động cộng đồng dân cư
như : khu đô thị, khu trung tâm thương mại , khu vực giải trí , cơ quan công sở ,….
Thông thường , nước thải sinh hoạt gia đình được chia hai loại chính : nước đen và
nước xám. Nước đen là nước thải từ nhà vệ sinh , chứa phần lớn các chất ô nhiễm ,
chủ yếu là : chất hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Nước xám là nước
phát sinh từ quá trình rửa , tăm, giặt , với thành phần các chất ô nhiễm không đáng
kể. Các thành phần ô nhiễm đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5,
COD, Nito, và Phốt pho. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P cao, trong đó
các loài động vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi , thối rữa, làm cho nguồn
nước bị ô nhiễm.
Một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm nước, đặc biệt trong phân , đó là các mầm
bệnh được lây truyền bời các vi sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh từ nước
thải có khả năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau , qua tiếp xúc trực tiếp , qua
môi trường ( đất, nước , không khí cây trồng , vật nuôi , côn trùng,…) thâm nhập
vào cơ thể người qua đường thức ăn , nước uống, hô hấp…, và sau đó có thể gây
bệnh. Vi sinh vậy gấy bệnh có thể là virut , vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun sán.
Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất khác nhau , từ
các chất không tan đến các chất ít tan và các trường hợp tan trong nước, việc xử lý
nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch nước và có thể đưa nguồn nước vào
nguồn tiếp nhận hoặc đưa vào tái sử dụng. Vì vậy công nghệ xử lý nước thải sinh
hoạt được đưa vào để giải quyết vấn đề ô nhiễm, các phương pháp chính được xử
dụng là: Phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý, phương pháp sinh học.
.

8


PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Ngày nay, sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ người vận

hành chỉ cần ngồi tại bàn điều khiển trung tâm, theo dõi và giám sát toàn bộ hệ
thống thay vì phải chạy xuống tận chỗ để kiểm tra khi có sự cố xảy ra trong hệ
thống. Việc ứng dụng công nghệ vào trạm xử lý nước thải nhằm nâng cao năng lực
quản lý, điều khiển sản xuất nhằm đáp ứng thỏa mãn nhu cầu nêu trên.
II.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu đặt ra với đề tài “Thiết kế điều khiển, giám sát trạm xử lý nước

thải” là cần nắm vững, hiểu rõ cách thức hoạt động điều khiển của trạm xử lý nước
thải, qua đó hiểu rõ được lợi ích của xử lý nước thải với môi trường tự nhiên.


PHẦN 2: NỘI DUNG ĐỀ TÀI
CHƯƠNG I TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về trình điều khiển giám sát
1.1.1

Giới thiệu

- Các hệ thống giám sát cho phép các thông tin dữ liệu của các quá trình
sản xuất hoặc các lắp đặt vật lý được theo dõi và giám sát. Ví dụ, các
thông tin được thu thập thông qua các thiết bị thu thập dữ liệu, chúng sẽ
xử lý các thông tin, phân tích, và lưu trữ, và sẽ gửi các thông tin này tới
người dùng. Các hệ thống này gọi là hệ thống SCADA
(Supervisory Controland Data Acquisition).
- Các hệ thống SCADA đầu tiên, hệ thống đo xa cơ bản, cho phép thông
tin theo chu kỳ các trạng thái hiện thời của quá trình công nghiệp bằng
giám sát các tín hiệu đo lường và trạng thái của thiết bị thông qua các

bảng lắp bóng đèn chiếu sàng và các bộ chỉ thị, không có các giao diện
ứng dụng cho người sử dụng.
- Ngày nay, các hệ thống tự động hóa công nghiệp sử dụng máy tính và
các công nghệ truyền thông để tự động hóa các quá trình giám sát và điều
khiển trong công nghiệp, thu thập dữ liệu trong các môi trường phức tạp
(kết hợp với các vị trí địa lý khác nhau) và biểu diễn chúng một cách
thân thiện cho người vận hành, với các tài nguyên đồ họa phức tạp (giao
diện người-máy) và các nội dung đa phương tiện.
- Để thực hiện được các tính năng, các hệ thống SCADA nhận diện các tag
thông tin, đó là các biến số hoặc chữ cái liên quan tới các ứng dụng có
thể thực hiện bằng các hàm máy tính (toán học, logic, vector, hoặc các
chuỗi ký tự) hoặc biểu diễn các điểm vào/ra của quá trình điều khiển.
-Trong trường hợp này, tương ứng với các biến của quá trình thực tế (ví
dụ, nhiệt độ, mức, lưu lượng,…) thể hiện với một kết nối giữa bộ điều
khiển và hệ thống. Các thông tin dựa vào các giá trị của các tag đã được
thu thập và biểu diễn cho người dùng.
- Các hệ thống SCADA cũng có thể kiểm tra các điều kiện cảnh báo, xác
định khi nào giá trị tag vượt qua dải hoặc điều kiện đã định trước; chúng
ta có thể lập trình ghi nhận lại các giá trị vào cơ sở dữ liệu, kích hoạt các
âm thanh, tin nhắn, thay đổi màu sắc, gửi tin nhắn, email…

1.1.2

Các thành phần cứng ( vật lý ) của hệ thống giám sát
10


- Một hệ thống giám sát bao gồm các thành phần phần cứng như sau: các
cảm biến và thiết bị chấp hành, mạng truyền thông, và các trạm giám sát
trung tâm và từ xa-cấp trường (SCADA computing system-hệ thống máy

tính SCADA).
- Các thiết bị và các cảm biến được kết nối với các thiết bị được điều khiển
và giám sát bởi các hệ thống SCADA để chuyển đổi các thông số vật ý,
như tốc độ, mức nhiệt độ và mức nước thành các tín hiệu số và tương tự,
có thể đọc được từ các trạm xa trung tâm. Các thiết bị chấp hành là các
thiết bị thực thi nhiệm vụ trong hệ thống, thực hiện đóng/cắt các thiết bị.
- Quá trình thu thập và điều khiển dữ liệu bắt nguồn từ các trạm ở xa, PLC
(Programmable Logic Controllers) và RTU (Remote Terminal Unit), với
việc đọc các giá trị hiện tại của các thiết bị đang được kết nối tới bộ thu
thập PLC/RTU và được điều khiển tương ứng. PLC và RTU là các thiết
bị tính toán riêng, và được sử dụng với các kiểu bố trí để độc các đầu
vào, thực hiện tính toán và điều khiển, và đưa tín hiệu ra đầu ra. Sự khác
nhau giữa PLC và RTU là ở phần ngôn ngữ lập trình và điều khiển đầu
vào/ra mềm dẻo hơn, trong khi cấu trúc phân tán giữa các CPU (Central
Process Unit-Thiết bị xử lý trung tâm) và các card vào/ra, độ chính xác
hơn và trình tự các sự kiện.
- Mạng truyền thông là nên tảng để các thông tin chạy từ các PLC/RTU về
hệ thống SCADA; việc xem xét các yêu cầu của hệ thống và khoảng cách
hệ thống bao phủ, có thể thực hiện bằng cáp Ethernet, cáp quang, các
đường truyền thuê bao hoặc quay số cho dữ liệu, các sóng radio, .v.v.
- Các trạm giám sát trung tâm là các thiết bị chính của các hệ thống
SCADA, sẽ chịu trách nhiệm tổng hợp thông tin được tạo ra bởi các trạm
và hoạt động phù hợp với các sự kiện được thực hiện; chúng có thể được
tập trung thành một máy tính duy nhất hoặc phân phối tới mạng máy
tính, để cho phép thu thập thông tin được chia sẻ trong mạng.


Hình 1.1: điều khiển và giám sát
1.1.3

Các thành phần logic của hệ thống Scada

Trong nội bộ, các hệ thống SCADA thường phân chia các nhiệm vụ thành các
khối hoặc các module, điều này cho phép hệ thống mềm dẻo và mạnh mẽ trong việc
thực thi các các vụ, và nó cũng phù hợp với các giải pháp mong muốn.
Các nhiệm vụ mà hệ thống có thể thực thi được phân chia:
 Phần lõi xử lý của hệ thống.
 Truyền thông với các PLC/RTU
 Quản lý các cảnh báo.
 Cơ sở dữ liệu quá khứ và cấu hình hệ thống.
 Logic lập trình nội bộ (các mã lệnh) và các điều khiển
 Giao diện đồ họa
 Các báo cáo trong hệ thống
 Truyền thông với các trạm SCADA khác
 Truyền thông với các hệ thống bên ngoài/nội bộ
 Các nhiệm vụ khác
Vận hành bình thường của hệ thống SCADA bắt đầu các quá trình xử lý
truyền thông với các thiết bị cấp trường, toàn bộ các dữ liệu được gửi tới lõi chính
của phần mềm. Phần lõi này chịu trách nhiệm cho việc phân phối và phối hợp lưu
lượng các dữ liệu với các module khác, cho đến khi chúng lấy được các định dạng
mong muốn theo yêu cầu của người vận hành hệ thống, thể hiện trên giao diện đồ
họa hay giao diện vận hành của quá trình, thông thường là các biểu đồ, hình ảnh
động, các báo cáo,.v.v. diễn biến các trạng thái của các thiết bị và các quá trình điều
khiển sẽ được hiển thị, cho phép tạo các báo cáo khi bất thường, các hành vi hoặc
các phản ứng tự động.
Các công nghệ tính toán được sử dụng để phát triển các hệ thống SCADA, đã
được áp dụng trong các năm vừa qua, do đó tạo sự tin cậy, linh hoạt và khả năng kết
nối được cải tiến liên tục, ngoài ra còn có thêm các công cụ mới cho phép giảm thời
gian thiết lập và triển khai hệ thống khi có nhu cầu lắp đặt.

1.1.4

Các chế độ truyền thông

Chức năng chính của bất kỳ hệ thống SCADA nào cũng là việc trao đổi dữ
liệu/thông tin, có thể là các kiểu:
 Truyền thông với PLC/RTU
 Truyền thông với các trạm SCADA khác
 Truyền thông với các hệ thống khác.
- Truyền thông với các thiết bị trường, được thực hiện thông qua việc chia sẻ giao
thức với các phương pháp có thể là domain công cộng hoặc hạn chế, có thể thường
12


xảy ra khi polling hoặc bị gián đoạn, và theo các chỉ định thông thường với cơ chế
báo cáo loại trừ. (Report by Exception).
Truyền thông theo phương pháp polling (Master/Slave) diễn ra khi trạm trung tâm
(Master) có quyền điều khiển toàn bộ qua truyền thông, truy vấn các trạm ở xa
(Slave) theo trình tự; Các trạm ở xa chỉ trả lời trạm trung tâm sau khi nhận được yêu
cầu từ trạm trung tâm; ví dụ, theo cơ chế half duplex. Điều này giúp thu thập dữ liệu
đơn giản, không có sự xung đột về truyền dữ liệu trên mạng, và không cần trạm
thông minh ở xa. Nói cách khác, có thể tạo ra khả năng truyền thông từ trạm trung
tâm tới các trạm ở xa.
Truyền thông trên cơ sở ngắt phiên, hay nói cách khác, thực hiện khi PLC
hoặc RTU giám sát các giá trị đầu vào của nó và, khi kiểm tra các thay đổi kỹ thuật
hoặc các giá trị vượt qua các giới hạn đặt trước, khi đó PLC/RTU sẽ gửi thông
tin/dữ liệu về trạm trung tâm. Điều này giúp tránh được việc truyền các dữ liệu
không cần thiết (vì nó sẽ làm tăng sự chiếm dụng băng thông mạng); và điều này
cũng cho phép kiểm tra nhanh các thông tin quan trọng, cũng như việc truyền dữ
liệu gữa các trạm ở xa (Slave-to-Slave).

Truyền thông giữa các trạm SCADA có thể thực hiện với các giao thức được
phát triển bởi các nhà sản xuất hệ thống SCADA, hoặc thậm chí bằng các giao thức
đã được biết đến thông qua các mạng Ethernet TCP/IP, các dường thuê bao riêng
hoặc quay số (modem).
Internet đã được sử dụng ngày càng phổ biến như một các thức truyền thông
trong các hệ thống SCADA. Cùng với công nghệ web, và các tiêu chuẩn như
Ethernet, TCP/IP, HTTP, và HTML, có thể thực hiện việc truy cập, chia sẻ dữ liệu
trong các khu vực sản xuất cũng như các khu vực giám sát-điều khiển khác nhau
trong các nhà máy. Thông qua các trình duyệt web (Internet Browser), chúng ta có
thể điều khiển các máy móc được bố trí bất kỳ đâu trên thế giới theo thời gian thực.
Trình duyệt sẽ trao đổi các webserver thông qua giao thức http, và sau khi có
các yêu cầu liên quan tới các hoạt động dự kiến đã được gửi tới các máy chấp hành,
các thiết bị sẽ phản hồi và thể hiện trên các trang HTML.
Một số ưu thế khi sử dụng Internet và trình duyệt web với vai trò là giao diện mô
phỏng của hệ thống SCADA với cơ chế tương tác đơn giản, nhiều người có thể sử
dụng, hệ thống yêu cầu bảo trì thấp, và chỉ phải can thiệp ở mức server (máy chủ).
Truyền thông với hệ thống khác, ví dụ trình tự phối hợp, hoặc các bộ thu thập
dữ liệu hoặc các nhà cung cấp, có thể thực hiện với các module riêng, thông qua các
cơ sở dữ liệu hoặc các công nghệ khác như XML và OPC.


1.2. Giới thiệu về hệ thống
Hệ thống trạm xử lý nước thải tiếp nhận các nguồn nước thải bao gồm như sau:
- Nước thải từ các nhà hàng, khu dân cư,các trung tâm thương mại.
- Thành phần đặc trưng của nước thải là các chỉ tiêu: BOD5,COD,TSS ) cặn
lơ lửng) , chất dinh dưỡng (N,P), dầu mỡ, váng nổi và caniform…
- Lưu lượng trạm có thể xử lý là 110 m3/ ngày đêm. Hệ số vượt tải K = 1,2 –
1,3.
- Thành phần và tính chất nước thải đầu vào
TT

Thông Số

Đơn Vị

Giá Trị tính

Nồng độ các

Toán Đầu

chất ô

Vào

nhiễm sau
xử lý
QCVN
14/2008
mức B

1

pH

-

5-9

5-9

2

BOD5(200)

Mg/l

350-400

≤50

3

Tổng chất rắn lơ lửng

Mg/l

250

≤100

4

Tổng chất rắn hòa tan

Mg/l

-

≤1000

5

Sunfua(tính theo H2S)

Mg/l

-

≤4

6

Amoni ( tính theo N)

Mg/l

60

≤10

7

Amnitrat(N03)(tính

Mg/l

100

≤50

theo N)
14


8

Dầu mỡ động thực vật

Mg/l

-

≤20

9

Tổng các chất hoạt

Mg/l

-

≤10

Mg/l

10

≤6

MPN/100ml

15.000-

≤5.000

động bề mặt
10

Phosphat(PO43-)(tính
theo P)

11

Tổng Coliforms

30.000

- Nước thải sau khi được đưa từ khu dân cư đưa về bể thu gom để xử lý cục
bộ. Bể này có tác dụng thu gom các dòng nước thải khác nhau để điều hòa
lưu lượng , ổn định nồng độ và thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải
trước khi chuyển qua bể xử lý sinh học. Trong bể có lắp hệ thống sục khí
thô dưới đáy bể để đảo trộn các dòng nước thải với nhau. Nước thải từ bể
điều hòa được bơm sang cụm bể xử lý sinh học, sau khi xử lý sinh hoạc
xong sẽ được đưa sang bể lắng thứ cấp bể này hỗn hợp bùn – nước được
phân ly, bùn có trọng lượng lớn sẽ tự lắng xuống dưới, nước trong chày
chàn sang bể khử trùng và đưa nước thải đã xử lý ra ngoài môi trường.
- Phần bùn dư từ bể lắng sẽ được bơm về bể anoxic để xử lý để tránh thất
thoát bùn

1.3. Hệ thống xử lý nước thải
1.3.1 Bể Thu gom
Nước thải thu gom từ các đối tượng bằng hệ thống cống và hố ga sau đó tự
chảy về ngăn thu nước , kích thước ngăn thu là : 0,925mx33,175mx33,4m
Sau nước thải vào ngăn thu được chảy qua hệ thống song chắn rác vào bể
điều hòa. Tại đây cát và toàn bộ rác thải có kích thước lớn được giữ lại.


Rác thải tại ngăn thu được vớt bằng phương pháp thủ công và đưa tới hệ
thống lò đốt rác để xử lý.
Cát sau khi lắng xuống đáy ngăn thu được bơm lên ngăn chứa cát bằng máy
bơm công suất 5m3/giờ theo định ký phụ thuộc và lượng cát lắng trong nước thải
Tại đây nước thải dâng tới mức đóng của van phao máy bơm chìm sẽ tự động
bơm sang bể anoxicqua hệ thống điều khiển tự động và van phao.
Trong bể có lắp hệ thống sục khí thô dưới đáy bể để đảo trộn các dòng nước
thải với nhau
1.3.2 Bể Anoxic
Nước thải sinh hoạt thường tồn tại các hợp chất của Nitơ, để loại bỏ chúng
khỏi nước thải thì biện pháp rẻ tiền và hiệu quả nhất là xử dụng bể axonic. Bể
axonic được hiểu là bể có ít khí ( yếm khí). Vi sinh vật sẽ lấy oxy từ các hợp chất
của nitơ để tổng hợp sinh khối và giải phóng Nitơ ở dạng tự do.
Trong bể này được thiết kế lắp đặt 1 máy khuấy việc vận hành của máy khuấy
được phụ thuộc rất nhiều vào tính chất nước thải, hàm lượng nitơ tổng trong nước
thải. Vận hành liên tục , ngắt quãng , luân phiên cần phải có sổ tay ghi chép cẩn
thận, để rút ra quá trình đúng và phù hợp nhất.
1.3.3 Bể MBR
Công nghệ MBR là công nghệ mới, xử lý nước thải kết hợp dùng màng
với hệ thống bể sinh học thể động thông qua quy trình vận hành bể SBR sục khí và
công nghệ dòng chảy gián đoạn.

16


Hình 1.2: Bể MBR
Công nghệ xử lý nước thải sử dụng màng lọc MBR là công nghệ hiện đại và được
sử dụng khá phổ biến hiện nay vì những ưu điểm vượt trội.
Công nghệ MBR là sự kết hợp của cả phương pháp sinh học và lý học. Mỗi đơn vị
MBR được cấu tạo gồm nhiều sợi rỗng liên kết với nhau, mỗi sợi rỗng lại cấu tạo
giống như một màng lọc với các lỗ lọc rất nhỏ mà một số vi sinh không có khả năng
xuyên qua. Các đơn vị MBR này sẽ liên kết với nhau thành những module lớn hơn
và đặt vào các bể xử lý .
Cơ chế hoạt động của vi sinh vật trong công nghệ MBR cũng tương tự như bể bùn
hoạt tính hiếu khí nhưng thay vì tách bùn sinh học bằng công nghệ lắng thì công
nghệ MBR lại tách bằng màng.
Cơ chế lọc qua màng MBR:


Hình 1.3: Màng lọc MBR
Vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn bị giữ lại tại bề mặt màng. Đồng thời chỉ
có nước sạch mới qua được màng. Phần nước trong được bơm hút ra ngoài, phần
bùn nằm lại trong bể và định kỳ tháo về bể chứa bùn.

1.3.4 Bể Lắng Thứ Cấp
Dùng để lắng các cặn vi sinh và bùn làm trong nước trước khi đưa ra nguồn
tiếp nhận
Cấu tạo – vật liệu:

18

Hình 1.4: Bể Lắng
Bể lắng đứng thường được thiết kế hình trụ tròn, có đáy hình nón/chop với độ
dốc 40 - 600, được trang bị thêm thiết bị gạt váng trên bề mặt và cặn dưới đáy bể.
Bể lắng đứng có thể được làm từ thép (có phủ sơn chống ăn mòn axit), hoặc
làm từ bê tông .
Thông số kỹ thuật:

Hình 1.5: Thông số bể lắng
1.3.5 Bể Khử Trùng


Tại bể khử trùng, nước thải sẽ được tiếp tục xử lý theo nguyên lý hoạt động
của các phản ứng tác dụng hóa chất khử trùng. Chúng ta sẽ châm Clo theo lượng
tính toán thích hợp. Đây là loại hóa chất phổ biến vì sở hữu những ưu điểm nổi bật
sau:


Khả năng đạt được hiệu quả khử trùng với chi phí thấp hơn tia cực tím hay
ozone



Có khả năng ngăn ngừa sự tái nhiễm vi sinh vật trong nước thải



Phát huy hiệu quả trên hầu hết các loại vi sinh vật



Có thể kiểm soát liều lượng một cách linh hoạt

1.4. Lợi ích của xử lý nước thải
Việc xử lý nước thải một cách triệt để nhất vừa giúp cho môi trường
của chúng ta trở nên trong sạch hơn. Sức khỏe của con người được cải thiện
khiến cho hoạt động sản xuất được thông suốt tăng hiệu quả kinh tế. Ngoài ra
lợi ích của việc xử lý nước thải còn giúp cho chúng ta có thể bảo vệ được một
cách tối đa nhất nguồn nước sạch sinh hoạt hàng này.
1.5. Đặc điểm công nghệ




Sau khi xử lý, nước thải phải giảm được độ đục, màu, mùi, độ cứng và
các chất hữu cơ gây bệnh thỏa các yêu cầu của Nhà nước.
Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp.
Ổn định và có độ tin cậy cao, đáp ứng được biến động khi có sự cố về chất
lượng và lưu lượng nước thải từ nguồn phát thải
20


1.6. Sơ đồ khối trạm xử lý nước thải

MTK

Nước Thải sinh hoạt từ
nhà dân, tòa nhà

Bể Thu Gom Kết Hợp Bể
Điều Hòa

Bơm

Quạt Hút
Khí

Cụm Bể Xử Lý Sinh Học

Chảy tràn
Bể chứa hóa
chất
Bể Khử Trùng

Bơm
Nước thải đạt chuẩn

Hình 1.6: Sơ đồ khối trạm xử lý nước thải

Đường nước thải
Đường khí
Đường hóa chất
1.7. Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải


Hình 1.7: Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước thải

CHƯƠNG II
TÌM HIỂU CƠ SỞ KỸ THUẬT, TRANG THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG

2.1. Nhận định về hệ thống dây truyền và mặt bằng lắp đặt
Hệ thống điện được lấy trực tiếp từ lưới điện 3 pha trước khi được phân phối

tới từng bộ phận
Để đảm bảo an toàn và mĩ quan của trạm, điện động lực và điều khiển trong
toàn hệ thống chế biến tạo hình phải được đặt trong cáp chạy sâu dưới đất bằng hệ
thống hào cáp dọc theo sát dây chuyền sản xuất.
Các tủ điện được đặt tại tổ máy mà nó điều khiển và liên kết với tủ điều khiển
trung tâm được. Việc này đảm bảo cho việc quá trình luôn đạt yêu cầu thống qua sản
phẩm đầu ra
II.2. Khái niện chung về truyền động điện
Truyền động điện là thiết bị điện cơ dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng
và điều khiển dòng cơ năng đó cung cấp động lực cho máy. Nó bao gồm bộ biến
22


đổi, động cơ điện (2), bộ truyền lực (3) và bộ điều khiển (4). Từ bộ truyền lực, cơ
động năng được chuyển trực tiếp bộ phận làm việc (LV) của máy sản suất.
Trường hợp đơn giản nhất, truyền động điện chỉ có một động cơ nối vào lưới
diện và dẫn động cho một cơ cấu nào đó với tốc dộ không đổi. Khi đó hệ thống điều
khiển có thể chỉ là một cầu dao thông thường hoặc chỉ là một khoá chuyển đổi dùng
để nối động cơ vào lưới.
Trong các truyền động điện hiện đại, động cơ thường được cung cấp từ lưới
thông qua một thiết bị đổi phụ. Thiết bị này biến đổi điện áp ba pha của lưới điện
công nghiệp thành điện áp một chiều hoặc thành điện áp ba pha nhưng có trị số và
tần số khác.

Hinh 2.1: Sơ đồ cấu trúc của truyền động điện tự động
Tuỳ thuộc vào phương pháp truyền cơ năng từ động cơ đến bộ phận làm việc
của máy việc của máy sản xuất mà truyền động lực được chia thành 3 loại chính:
Truyền động nhóm, truyền động đơn và truyền động nhiều động cơ.
Một hệ thống được gọi là truyền động nhóm khi một động cơ dẫn điện cho cả
một nhóm máy sản xuất hay một nhóm bộ phận làm việc của một máy sản xuất nhờ

trục cái hay bộ truyền. Hệ thống được gọi là truyền động cơ điện khi mỗi động cơ
chỉ dẫn động cho một bộ phận làm việc của máy, nó là hình thức truyền động chủ
yếu hiện nay. Hệ thống được gọi là truyền động nhiều động cơ khi các bộ phận làm
việc của máy được dẫn động bởi một số động cơ.


Hệ thống điều khiển là một bộ phận không thể tách rời của truyền động điện,
nó đảm bảo cho truyền động điện có những tính chất tĩnh và động cần thiết. Hệ
thống điều khiển là tổ hợp của các phần tử điện từ, điện cơ, bán dẫn ... có liên quan
chức năng với nhau. Các phần tử đó có thể là nút ấn điều khiển, các khí cụ chỉ huy,
rơle, công tác tơ, các bộ khuếch đại từ, bán dẫn, máy phát tốc, xen xin, các khối tự
động không tiếp điểm, các phần tử logic…
Khâu chính trong phần động lực của truyền động điện là động cơ và cơ cấu
truyền cơ năng vào bộ phận làm việc của máy sản xuất. Vì vậy cần phải nghiên cứu
phần cơ của truyền động điện, các đại lượng đặc trưng cho chuyển động của nó, các
đặc tính và trạng thái làm việc của động cơ điện.
– Khâu cơ khí của truyền động điện.
Có nhiệm vụ chuyển cơ năng từ động cơ sang bộ phận làm việc, tại đó được
biến thành công hữu ích. Về cấu trúc, phần cơ khí có thể rất khác nhau, nhưng bất
kỳ truyền động nào cũng chỉ gồm một số khâu nhất định có chức năng giống nhau.

Hình 2.2: Khâu cơ khí của TĐĐ
Động cơ điện Đ được xem như một khâu cơ khí của truyền động. Nó là nguồn
sinh ra cơ năng hoặc có khi lại là bộ phận tiêu thụ cơ năng. Khâu cơ ở đây chính là
phần quay của động cơ (rôto). Chúng có một mômen quán tính nhất định được quay
với một tốc độ nào đó và mômen do chúng sinh ra có thể có tác dụng làm quay máy,
cũng có thể để hãm máy.
Cơ cấu biến đổi BĐ thực hiện chức năng biến đổi chuyển động của truyền
động điện. Nhờ cơ cấu này mà tốc độ có thể tăng hay giảm, hình thức chuyển động
được biến đổi, ví dụ từ chuyển động quay thành chuyển động thẳng... Cơ cấu biến

đổi có thể là hộp giảm tốc, các bộ truyền bằng trục vít, bánh răng hay xích, các tang
trống có cả dây cáp, cơ cấu dây truyền - tay quay...
24


Bộ phận làm việc của máy sản xuất LV có nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành
công hữu ích. Thông thường bộ phận làm việc là bộ phận tiêu thụ năng lượng, ví dụ
ở các máy gia công các loại vật liệu, các máy vận chuyển hàng hoá ...khi đó công
suất cơ chạy từ động cơ đến bộ phận làm việc. Cũng có lúc bộ phận lại là một bộ
phận làm việc sinh ra cơ năng, nó phóng ra phần cơ năng mà cơ cấu tích luỹ được,
ví dụ như khi cầu trục nâng tải. Cũng có khi nguồn cơ năng lại do một ngoại lực nào
đó tác động vào máy, ví dụ gió thổi vào cầu trục, vào máy xúc hoặc vào gương của
ăng ten. Khi đó chiều vận động của công suất cơ lại hướng từ bộ phận làm việc đến
động cơ.
Việc truyền tải cơ năng từ trục động cơ đến bộ phận làm việc hoặc ngược lại
có liên quan đến phần năng lượng tổn thất, trong các khâu cơ khí. Nguyên nhân tổn
thất là ma sát trong các ổ trục, giữa các bộ phận trượt….
Công do động cơ hoặc do bộ phận làm việc sinh ra được xác định như sau:
Với chuyển động quay:
W=
Với chuyển động tịnh tiến:
W=
Công suất cơ xác định được bằng cách lấy đạo hàm theo thời gian của công:
Với chuyển động quay:

w= =M
Với chuyển động tịnh tiến: P = Fv
Trong các công thức trên, F và M là lực lượng mômen, tính bằng N và N.m;
và v là tốc độ góc và tốc độ thẳng, tính bằng radls và mls.
II.3. Tìm hiểu các loại động cơ

II.3.1.Động cơ xoay chiều 1 pha
– Động cơ không đồng bộ gồm có nam châm hình chữ U và khung dây abcd
có thể quay quanh trục của chúng.