Tài liệu Thiết kế hệ thống xử lý nước thải công nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN LIÊN MÔN 3 NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN KIM ÁNH ThS. NGUYỄN VĂN TẤN TS. VÕ QUANG SƠN Đà Nẵng, tháng 8/2021 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP MỞ ĐẦU Hiện nay,chúng ta còn thiếu nhiều các nghiên cứu cơ bản để xác định các thông số tính toán thiết kế của các công trình đơn vị trong công nghiệp xử lý nước thải . Do vậy,trong bài nghiên cứu này nhóm đã đưa ra cách tiến hành xác định các thông số tính toán thiết kế phù hợp với điều kiện của nhà máy đề ra,và cách điều khiển cơ bản cho một hệ thống xử lý nước thải công nghiệp. Ngoài ra trong sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá nước nhà, công nghiệp Điện Lực giữ một vai trò đặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây dựng một nhà máy, một khu kinh tế, khu dân cư, thành phố trước tiên người ta phải xây dung hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người. Sự phát triển của các ngành công nghiệp và nhu cầu sử dụng điện năng đã làm cho sự phát triển không ngừng của hệ thống điện cả về công suất truyền tải và mức độ phức tạp với sự yêu cầu về chất lượng, điện năng ngày càng cao, đòi hỏi người làm chuyên môn cần phải nắm vững kiến thức cơ bản, và hiểu biết sâu rộng về hệ thống điện. Tuy nhiên bài nghiên cứu này chỉ mang tính chất tham khảo hơn là các ví dụ mẫu về tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải.Trong quá trình nghiên cứu đồ án do thời gian có hạn và hạn chế về kiến thức nên đồ án khó tránh khỏi những thiếu sót ,kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của các Thầy Cô giáo và các bạn. I THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HÓA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2021 BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC CỦA PBL3 ST T 1 HỌ VÀ TÊN NHIỆM VỤ - Tính chọn ,kiểm tra thiết bị mạng cao áp và mạng hạ áp cung cấp điện cho nhà máy. - Tính toán tổn thất điện áp. - Viết chương trình cho block 0 - Thực hiện bản vẽ mặt bằng và mô hình 3D cho nhà máy TRAN G 46 85 119 43 - Thực hiện hình vẽ sơ đồ tổn thất điện áp trên 85 hệ thống 2 - Thực hiện bản vẽ cho tủ điều khiển 104 - Thực hiện bản vẽ cho tủ phân phối 68 - Thực hiện bản vẽ cho tủ chiếu sáng. 84 - Tìm hiểu cơ cấu chấp hành và cảm biến có trong bể trung hòa , bồn Bazo,bồn Axit . 4 - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động bể trung hòa,bồn chứa Axit và bồn Bazo,. 22 - Tính toán thông số các thiết bị và kích thước bể. 24 - Thiết kế,tính chọn và kiểm tra thiết bị điện cho tủ động lực ở bể trung hòa. 70 - Thiết kế và thực hiện vẽ mạch điều khiển và mạch động lực ,mạch trung gian cho bể trung hòa bằng CADe simu. 80 - Thực hiện vẽ tủ trung hòa bằng AutoCAD 80 II THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP - Viết chương trình cho khu vực bể trung hòa 126 - Viết bài thuyết minh bằng PowerPoint. 3 - Tìm hiểu cơ cấu chấp hành và cảm biến có trong bể lắng 2 , bể Aerotank,bể chứa bùn. - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động bể lắng 2 và bể Aerotank,bể chứa bùn. 31 & 39 - Tính toán thông số các thiết bị và kích thước bể. 32& 39 - Thiết kế, tính chọn và kiểm tra thiết bị điện cho tủ động lực ở bể lắng 2 và bể Aerotank. 70 - Thiết kế và thực hiện vẽ mạch điều khiển và mạch động lực ,mạch trung gian cho bể lắng 2 và bể Aerotank bằng CADe simu. 82 - Thực hiện vẽ tủ Aerotank và lắng 2 bằng AutoCAD 82 - Viết chương trình cho khu vực bể Aerotank và lắng 2. 137 - Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất của nhà máy. 4 4 - Tìm hiểu cơ cấu chấp hành và cảm biến có trong bể lắng 1, bể khử trùng và bể lưu lượng. 91 4 - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động bể lắng 1 ,bể khử trùng và bể lưu lượng. 26 & 36 - Tính toán thông số các thiết bị và kích thước bể. 27 & 37 - Thiết kế, tính chọn và kiểm tra thiết bị điện cho tủ động lực ở bể lắng 1 ,bể khử trùng và bể lưu lượng. 70 - Thiết kế và thực hiện vẽ mạch điều khiển và mạch động lực, mạch trung gian cho bể lắng 1 và bể khử trùng bằng CADe simu. - Thực hiện vẽ tủ Lắng 1 và khử trùng bằng AutoCAD III 81 & 83 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP - Viết chương trình cho khu vực bể lắng 1 và khử trùng. - Xây dựng lưu đồ thuật toán các bể. 81 & 83 133 & 140 105 5 - Tìm hiểu cơ cấu chấp hành và cảm biến có trong bể thu gom và bể cân bằng. - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động bể thu 4 16 & 18 gom và bể cân bằng. - Tính toán thông số các thiết bị và kích thước bể. 17 & 19 - Thiết kế, tính chọn và kiểm tra thiết bị điện cho tủ động lực ở bể thu gom và bể cân bằng. 70 - Thiết kế và thực hiện vẽ mạch điều khiển và mạch động lực ,mạch trung gian cho bể thu gom và bể cân bằng bằng CADe simu. 78 & 79 - Thực hiện vẽ tủ thu gom và cân bằng bằng AutoCAD 78 & 79 - Viết chương trình cho khu vực bể thu gom và bể cân bằng. 121-123 - Tính toán nối đất,chống sét cho nhà máy. 97 NHIỆM VỤ CHUNG - Nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải. - Viết bài báo cáo tổng hợp. MỤC LỤC MỞ ĐẦU....................................................................................................................... I IV THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC CỦA PBL3.......................................................II DANH MỤC BẢNG..................................................................................................IX DANH MỤC HÌNH VẼ............................................................................................XI DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT........................................................................XIV CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG..........................................................................1 1.1. Giới thiệu về nhà máy...........................................................................................1 1.1.1. Vị trí địa lý.......................................................................................................1 1.1.2. Thông số cơ bản của nhà máy...........................................................................1 1.2. Quy trình công nghệ.............................................................................................2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................................3 CHƯƠNG II. SƠ LƯỢC VỀ CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ CẢM BIẾN SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG.....................................................................................4 2.1. Cơ cấu chấp hành.................................................................................................4 2.1.1. Hệ thống máy sục khí.......................................................................................4 2.1.2. Máy khuấy........................................................................................................7 2.1.3. Máy bơm chìm.................................................................................................7 2.1.4.Van điện từ (Solenoid valve)............................................................................8 2.1.5. Máy bơm bùn.................................................................................................10 2.2. Cảm biến.............................................................................................................. 12 2.2.1. Cảm biến đo độ pH.........................................................................................12 2.2.2.Cảm biến đo mực nước....................................................................................13 2.2.3. Cảm biến đo mức bùn.....................................................................................15 CHƯƠNG III. CẤU TẠO , NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CHO HỆ THỐNG................................................................................16 3.1. Bể thu gom...........................................................................................................16 3.2. Bể Cân Bằng........................................................................................................17 3.3. Bồn định lượng....................................................................................................21 3.4. Bể trung hòa........................................................................................................22 V THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 3.5. Bể lắng 1 ( Bể lắng ngang ).................................................................................26 3.6. Bể Aerotank........................................................................................................31 3.7. Bể lắng 2..............................................................................................................34 3.8. Bể khử trùng và Bể Lưu Lượng.........................................................................36 3.9. Bể chứa bùn.........................................................................................................39 CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ MẶT BẰNG TỔNG THỂ CHO NHÀ MÁY..............43 4.1. Kích thước tính toán của các bể.........................................................................43 4.2. Thiết kế mặt bằng...............................................................................................44 CHƯƠNG V. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY...46 PHẦN 1. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY...........................48 5.1.1. Thiết kế trạm biến áp tổng..............................................................................48 5.1.2. Tính chọn máy cắt đầu nguồn.........................................................................52 5.1.3. Tính chọn cáp cao áp và xác định tổn thất công suất trên đường dây.........52 5.1.4. Chọn cầu dao cao áp ( Dao cách ly – DCL )...................................................54 5.1.5. Chọn cầu chì cao áp.........................................................................................55 5.1.6. Chọn chống sét van..........................................................................................56 5.1.7. Tính toán ngắn mạch cao áp...........................................................................56 5.1.8. Kiểm tra các thiết bị điện cao áp....................................................................58 PHẦN 2. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP............................................................59 5.2.1. Tính chọn Aptomat tổng..................................................................................60 5.2.2. Tính chọn cáp tổng hạ áp................................................................................61 5.2.3. Tính chọn thanh cái ( Thanh góp ).................................................................62 5.2.4. Chọn các Aptomat nhánh................................................................................62 VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 5.2.5. Tính chọn dây dẫn của các nhánh..................................................................63 5.2.6. Tính toán ngắn mạch phía hạ áp....................................................................64 5.2.7. Kiểm tra các thiết bị điện hạ áp......................................................................67 5.2.8. Thiết kế tủ chuyển đổi nguồn tự động ATS...................................................68 PHẦN 3. LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ THIẾT KẾ TỦ ĐỘNG LỰC.....................70 5.3.1.Dòng điện tính toán của các tủ động lực.........................................................70 5.3.2. Tính chọn aptomat...........................................................................................71 5.3.3. Tính chọn Contactor và Rơle nhiệt đi kèm....................................................71 5.3.4. Tính chọn dây dẫn...........................................................................................73 5.3.5. Tính toán ngắn mạch.......................................................................................75 5.3.6. Kiểm tra thiết bị...............................................................................................76 5.3.7. Thiết kế tủ động lực.........................................................................................78 5.3.8. Tính toán tổn thất điện áp cho hệ thống........................................................85 5.3.9. Mô phỏng và đánh giá hệ thống bằng ETAP.................................................87 CHƯƠNG VI. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY...................................................................91 6.1.Đặt vấn đề.............................................................................................................91 6.2. Xác định dung lượng bù cần thiết cho toàn nhà máy.......................................92 6.3. Phân bố dung lượng bù cho các nhánh.............................................................93 6.4.Chọn thiết bị bù...................................................................................................95 CHƯƠNG VII. TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT..................................................................97 7.1.Tính điện trở nối đất cần thiết............................................................................97 7.2.Xác định điện trở nối đất nhân tạo.....................................................................98 7.3.Thiết kế nối đất nhân tạo.....................................................................................98 VII THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG VIII. THIẾT KẾ LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN...........................................................................................................101 8.1. Giới thiệu về bộ điều khiển...............................................................................101 8.1.1. Tổng quan về PLC........................................................................................101 8.1.2. Thông số kỹ thuật của bộ điều khiển............................................................101 8.1.3. Ngôn ngữ lập trình........................................................................................103 8.1.4. Thiết kế tủ điều khiển PLC...........................................................................104 8.2.Lưu đồ thuật toán..............................................................................................105 8.1.1. Vùng 1 – Bể thu gom....................................................................................105 8.1.2.Vùng 2 – Bể cân bằng....................................................................................106 8.1.3.Vùng 3 – Bể trung hòa...................................................................................107 8.1.4.Vùng 4 – Bể Lắng 1.......................................................................................108 8.1.5.Vùng 5 – Bể Aerotank...................................................................................109 8.1.6.Vùng 6 – Bể lắng 2........................................................................................110 8.1.7. Vùng 7 - Bể khử trùng..................................................................................111 8.2.Chương trình điều khiển...................................................................................112 8.2.1. Bảng phân kênh các thiết bị vào ra...............................................................112 8.2.2. Chương trình điều khiển...............................................................................119 KẾT LUẬN..............................................................................................................143 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................144 VIII THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Thông số kĩ thuật máy khuấy chìm GM17A1T Bảng 3.1. Thời điểm hoạt động của thiết bị trong bể cân bằng Bảng 3.2.Bảng kết quả tính toán phụ tải của nhà máy xử lý nước thải Bảng 4.1.Bảng số liệu kích thước mặt bằng của nhà máy Bảng 5.1.Máy biến áp và máy phát dự phòng được chọn Bảng 5.2. Thông số của máy biến áp Bảng 5.3.Tổn thất điện năng của trạm biến áp Bảng 5.4. Thông số máy cắt đầu nguồn Bảng 5.5. Thông số của cáp cao áp Bảng 5.6. Thông số dao cách ly Bảng 5.7. Thông số cầu chì cao áp Bảng 5.8. .Điện trở và điện kháng của đường dây trên không Bảng 5.9. Giá trị dòng ngắn mạch và dòng xung kích Bảng 5.10. Thông số aptomat tổng Bảng 5.11. Thông số dây cáp tổng Bảng 5.12. Thông số của các aptomat nhánh Bảng 5.13. Thông số của các dây dẫn từng nhánh Bảng 5.14. Dòng điện tính toán của tủ động lực Bảng 5.15. Chọn aptomat cho từng thiết bị trong tủ động lực Bảng 5.16. Thông số contactor ST-20 của Mitsubishi Bảng 5.17. Contactor và Relay nhiệt cho các cơ cấu chấp hành trong tủ động lực Bảng 5.18. Tiết diện dây dẫn của từng tủ động lực IX THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Bảng 6.1. Dung lượng bù cho các nhánh Bảng 6.2. Thiết bị bù công suất X THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Quy trình công nghệ của nhà máy Hình 2.1. Cấu tạo máy thổi khí của Longtech – Đài Loan. Hình 2.2. Đĩa phân phối khí bọt mịn lưu lượng : 0,02 – 0,2 m3/ phút. Hình 2.3. Đĩa phân phối khí bọt lớn lưu lượng : 0,08 – 0,1 m3 / phút. Hình 2.4. Một số hình ảnh về máy khuấy chìm Hình 2.5.Sơ đồ cấu tạo máy khuấy chìm Faggiolati GM17A471T1-4V2AK0 Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo máy bơm chìm nước dạng li tâm Hình 2.7. Cấu tạo của van điện tử Hình 2.8. Cấu tạo của máy bơm bùn Hình 2.9. Cấu tạo của cảm biến đo độ pH Hình 2.10. Nguyên lý hoạt động của cảm biến mực nước Hình 2.11. Các kích thước của cảm biến mực nước CLS-23N Hình 2.12.Cảm biến đo mức bùn RFLS-28 Hình 2.13.Vị trí lắp đặt cảm biển đo mức bùn Hình 3.1. Cấu tạo bể thu gom Hình 3.2. Tổng thể bể cân bằng Hình 3.3. Cấu tạo của bể cân bằng Hình 3.4. Tổng thể bồn định lượng Hình 3.5. Tổng thể bể trung hòa Hình 3.6. Cấu tạo của bể trung hòa Hình 3.7. Bồn chưa Axit và Bazo Hình 3.8. Tổng thể bể lắng 1 Hình 3.9. Cấu tạo của bể lắng 1 Hình 3.10. Chi tiết chiều cao của bể lắng 1 Hình 3.11. Cấu tạo của bể Aerotank Hình 3.12. Tổng thể bể lắng 2 XI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Hình 3.13. Cấu tạo của bể lắng 2 Hình 3.14. Cấu tạo của bể khử trùng Hình 3.15. Tổng thể bể chứa bùn Hình 4.1. Vị trí của các bể trong khuôn viên 500 m2 Hình 4.2. Mô phỏng 3D mặt bằng nhà máy Hình 5.1. Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho nhà máy. Hình 5.2.Sơ đồ cấp điện mạng cao áp của nhà máy Hình 5.3. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế mạng cao áp Hình 5.4. Sơ đồ cấp điện mạng hạ áp của nhà máy Hình 5.5. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán ngắn mạch hạ áp. Hình 5.6. Bộ chuyển đổi nguồn tự động Hình 5.7. Tủ chuyển động nguồn tự động ATS Hình 5.8. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển bể thu gom Hình 5.9. Thiết kế tủ động lực của bể thu gom Hình 5.10. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển bể cân bằng Hình 5.11. Thiết kế tủ động lực bể cân bằng Hình 5.12. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển bể trung hòa Hình 5.13. Thiết kể tủ động lực bể trung hòa Hình 5.14. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển bể lắng 1 Hình 5.15. Thiết kế tủ động lực bể lắng 1 Hình 5.16. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển bể Aerotank, bể lắng 2 Hình 5.17. Thiết kế tủ động lực bể Aerotank, bể lắng 2 Hình 5.18. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển bể khử trùng Hình 5.19. Thiết kế tủ động lực bể khử trùng Hình 5.20. Sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển hệ thống chiếu sang Hình 5.21. Thiết kế tủ động lực chiếu sang XII THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Hình 5.22. Giản đồ tính toán tổn thất điện áp Hình 5.23. Mô phỏng hệ thống cung cấp điện trong phần mềm ETAP Hình 6.1. Sơ đồ phân phối công suất bù Hình 8.1. FX3U – 80MR/DS thực tế Hình 8.2. Sơ đồ đấu dây ngõ vào của PLC Hình 8.3. Sơ đồ nối dây ngõ ra của PLC Hình 8.4. Tủ điều khiển PLC của nhà máy XIII THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. PLC : Programmable Logic Controller V.B : Máy bơm chìm V.PL : Phao đo mực nước thấp V.PM : Phao đo mức nước trung bình V.PH : Phao đo mức nước cao V.MSK : Máy sục khí V.MK : Máy khuấy chìm V.DPH : Cảm biến đo nồng độ pH V.AX : Máy bơm axit V.PAX : Phao đo mức axit V.BZ : Máy bơm bazo V.PBZ : Phao đo mức bazo PAC (Poly Aluminium Chloride) : 1 loại phèn nhôm tồn tại dạng polyme DDUC : Cảm biến đo độ đục V.MBL : Cảm biến đo mức bùn thấp V.MBH : Cảm biến đo mức bùn cao V.BB : Máy bơm bùn TBA : Trạm biến áp MBA : Máy biến áp DCL : Dao cách ly TDL : Tủ động lực XIV THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Giới thiệu về nhà máy 1.1.1. Vị trí địa lý Nhà máy xử lý nước thải công nghiệp là nhà máy có 100% vốn đầu tư của doanh nghiệp tư nhân, có nhiệm vụ xử lý lượng nước thải ra từ các hoạt động khác bên trong khu công nghiệp quy mô nhỏ. Toàn bộ khuôn viên nhà máy xử lý nước thải rộng gần 500 m2 , nằm trên vùng đất tương đối bằng phẳng. Đây là một nhà máy nhỏ với tổng công suất hơn 100 kW , làm việc 3 ca/ ngày. Như chúng ta đã biết , sự ra đời và hoạt động của các khu công nghiệp này cũng sẽ gắn liền với việc phát sinh một lượng nước thải khá lớn có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến chất lượng nước của hệ thống canh,mương,cống rãnh,ao, hồ… nằm lân cận khu vực khu công nghiệp. Do sự cần thiết của nhà máy xử lý nước thải nên khi thiết kế cung cấp điện,nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại II. 1.1.2. Thông số cơ bản của nhà máy Lượng nước thải cần xử lý : 2000 m3/ngày Lưu lượng trung bình mỗi giờ : 83,34 m3/h Lưu lượng lớn nhất trong 1 giờ : 116,7 m3/h Diện tích của nhà máy : 500m2 Khoảng cách giữa lối đi lại là 1,5m Năng lượng điện cung cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống lưới điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian cách nhà máy 3 km Về phụ tải điện của nhà máy thì phân bố tương đối tập trung,đa số các phụ tải điện là các động cơ điện,có cấp điện áp chủ yếu là 0,4 kV và bao gồm hệ thống chiếu sáng sử dụng điện 220 V. Thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy : Tmax = 5000h Số ca làm việc : 3 ca/ ngày 1 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 1.2. Quy trình công nghệ Hình 1.1.Quy trình công nghệ 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 1.3. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng và nắm rõ quy trình công nghệ xử lý nước thải của nhà máy. Tính chọn thiết bị , thiết kế mạch điện trung gian ,mạch điều khiển và mạch động lực. Sử dụng các phần mềm chuyên dụng để mô phỏng mạch điện và thiết kể các tủ điện công nghiệp. Tính toán ngắn mạch,độ sụt áp,hiệu suất thiết bị ,đánh giá hệ thống thông qua phần mềm ETAP. Xây dựng được lưu đồ thuật toán ,và thiết kế chương trình điều khiển cho hệ thống thông qua PLC. 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG II. SƠ LƯỢC VỀ CÁC CƠ CẤU CHẤP HÀNH VÀ CẢM BIẾN SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG 2.1. Cơ cấu chấp hành 2.1.1. Hệ thống máy sục khí a) Giới thiệu chung Trong hệ thống xử lý nước thải,chúng ta thường cung cấp khí cho các bể : Bể cân bằng và bể Aerotank. Đối với bể cân bằng là nơi 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 của nước thải dao động theo thời gian trong ngày nên nhiệm vụ điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định liên tục cho các công trình xử lí, tránh hiện tượng hệ thống xử lý quá tải. Nước thải trong bể cân bằng được sục khí liên tục từ máy thổi khí và hệ thống đĩa phân phối khí nhằm tránh hiện tượng yếm khí dưới đáy bể. Đối với bể xử lý sinh học hiếu khí ( Aerotank ) bằng bùn hoạt hoạt tính lơ lửng là công trình đơn vị quyết định hiệu quả xử lý của nhà máy vì phần lớn những chất gây ô nhiễm trong nước thải đều nằm trong bể này. Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải ở dạng lơ lửng . Các vi sinh vật hiếu khí sẽ tiếp nhận oxy và chuyển hóa chất hữu cơ thành thức ăn. Trong môi trường hiếu khí ( nhờ khí O2 sục vào ) ,vi sinh vật hiếu khí tiêu thụ các chất hữu 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 O2 cấp vào bể Aerotrank đủ cho quá trình Nitrate hóa chúng ta cần tính toán chính xác lượng khí cấp vào bể , nồng độ Oxy hòa tan luôn lớn hơn 2 mg/l. Thiết bị cung cấp khí cho hệ thống gồm : máy thổi khí Longtech của Đài Loan , đĩa phân phối khí Longtech – Đài Loan hoặc Jager – Đức . Tính toán lượng khí cần cung cấp ( m3/ phút) dựa vào những số liệu sau : công suất xử lý ( m3/ ngày) và thể tích bể cần sục khí ( Dài x Rộng x Cao ). 4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Hình 2.1. Cấu tạo máy thổi khí của Longtech – Đài Loan. Cấu tạo gồm : 1 – Khớp nối mềm và Bulong 2 - Ống giảm thanh đầu đẩy 3 – Đồng hồ đo áp lực 4 – Van giảm áp ( van cứu trợ ) 5 – Van 1 chiều 6 - Ống giảm thanh đầu hút 7 – Dây Curoa 8 – Động cơ điên TECO b) Tính toán lựa chọn máy thổi khí Longtech – Đài Loan Lượng không khí cần cấp cho quá trình xử lý nước thải : Qk = Qtt.D ( m3 khí/h). Với Qtt : Lưu lượng mước thải tính toán (m3 / h). D : Lượng không khí cần thiết để xử lý 1m3 nước thải (m3 khí/m3 nước thải). Áp lực của máy sục khí : P = 98066,5.( 1 + Hs ) 10,33 (Pa) Với Hs : Độ ngập thiết bị phân tán trong nước (m). 5