Tự động hóa quy trình công nghệ xử lý nước thải trong các tòa nhà cao tầng và khu đô thị

Hệ thống XLNT được tự động hóa sẽ đảm bảo được được các yêu cầu về tham số công nghệ và các yêu cầu về quản lý, quan trắc dữ liệu, làm tăng hiệu quả xử lý nước, giảm nhân công và chi phí vận hành. Bài viết này trình bày giải pháp tự động hóa và một số thuật toán điều khiển được thực thi trên PLC Siemens, thực hiện tự động hóa quy trình công nghệ XLNT hiện nay.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tự động hóa quy trình công nghệ xử lý nước thải trong các tòa nhà cao tầng và khu đô thị Thông tin khoa học công nghệ TỰ ĐỘNG HÓA QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG CÁC TÒA NHÀ CAO TẦNG VÀ KHU ĐÔ THỊ Đỗ Quảng Đại*, Khắc Trung Kiên, Lê Khánh Thành, Vũ Quốc Huy Tóm tắt: Việc xử lý nước thải sinh hoạt trong các khu đô thị và tòa nhà cao tầng hiện nay là một vấn đề cấp thiết. Trạm xử lý nước thải (XLNT) có chức năng xử lý toàn bộ nước đen và nước xám đạt tiêu chuẩn của Bộ Tài nguyên môi trường (QCVN 14:2008/BTNMT) trước khi xả ra hệ thống thoát nước chung của thành phố. Hệ thống XLNT được tự động hóa sẽ đảm bảo được được các yêu cầu về tham số công nghệ và các yêu cầu về quản lý, quan trắc dữ liệu, làm tăng hiệu quả xử lý nước, giảm nhân công và chi phí vận hành. Bài báo này trình bày giải pháp tự động hóa và một số thuật toán điều khiển được thực thi trên PLC Siemens, thực hiện tự động hóa quy trình công nghệ XLNT hiện nay. Từ khóa: Xử lý nước thải; Tự động hóa; PLC. 1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI Trạm XLNT là một tổ hợp các thiết bị hợp khối có nhiệm vụ xử lý toàn bộ nước đen và nước xám [1], [2], [3]. Nước đen (nước thải từ xí tiểu) có hàm lượng chất hữu cơ rất cao, do vậy nước đen sẽ được xử lý sơ bộ bằng cách lên men yếm khí nhằm làm giảm phần lớn lượng chất hữu cơ, chất lơ lửng trước khi được bơm sang bể điều hòa thuộc công trình xử lý sinh học hiếu khí. Nước xám (nước thải từ nhà bếp) có hàm lượng dầu mỡ cao sẽ được xử lý sơ bộ lắng cặn và tách mỡ tại bể tách mỡ. Nước thải sau đó sẽ chảy tràn sang ngăn bơm và được bơm vào bể điều hòa (hình 1). Tại bể điều hòa, nước thải được khuấy trộn đều đảm bảo các dòng nước thải được pha trộn ổn định nồng độ chất ô nhiễm vào các bể xử lý sinh học phía sau. Sau khi được khuấy trộn, nước thải sẽ được bơm sang bể thiếu khí. Quá trình xử lý thiếu khí-hiếu khí có giá thể vi sinh di động (bể MBBR) sẽ xử lý các chất hữu cơ và nitơ có trong nước thải. Giá thể vi sinh là nơi các vi khuẩn trú ngụ, phát triển và tiêu thụ các chất dinh dưỡng có trong nước thải. Trong bể còn có các thiết bị phân phối khí tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí hoạt động. Dòng nước sau khi được xử lý ở bể MBBR, amoni trong nước thải đã được chuyển hóa thành NO3-, sẽ được tuần hoàn về đầu bể thiếu khí để khử Nitơ. Sau khi qua bể MBBR, nước thải vẫn còn hàm lượng chất rắn lơ lửng. Vì vậy, nước thải sẽ được dẫn qua bể lắng. Bể lắng bao gồm ngăn phản ứng và ngăn lắng. Trong giai đoạn đầu cần bổ sung chất keo tụ để tăng hiệu quả lắng. Bùn từ bể lắng sẽ được thu sang ngăn thu bùn, hỗn hợp bùn nước sẽ được tuần hoàn về đầu bể thiếu khí để bổ sung lượng vi sinh hoạt tính. Bùn dư sẽ được bơm về bể lắng bùn. Nước thải sau khi qua bể lắng được dẫn qua bể trộn Clo diệt trùng. Hóa chất sử dụng là dung dịch Clo-Javen. Sau khi được khử trùng bằng Clo, nước thải được dẫn qua bể tiếp xúc. Sau một thời gian lưu nước, hầu hết các vi khuẩn gây bệnh được tiêu diệt, nước thải đảm bảo yêu cầu chất lượng của Bộ Tài nguyên - Môi trường và được bơm ra hệ thống cống thoát nước của thành phố. Toàn bộ lượng khí phát sinh từ công trình sẽ được thu gom về hệ thống xử lý khí mùi qua các ống thu gom (nhờ quạt hút) và được xử lý bằng hệ thống lọc than hoạt tính trước khi nối với hệ thống thông hơi của tòa nhà. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san TĐH, 04 - 2019 279  K Kỹỹ thuật điều khiển & Đi Điện ện tử 1 Quy trình công ngh Hình 1. nghệệ XLNT XLNT. 2. BÀI TOÁN T TỰ Ự ĐỘNG HÓA QUY TR TRÌNH ÌNH CÔNG NGH NGHỆỆ XLNT Đểể thực hiện tự động hóa quy tr trình ình XLNT, ccần ần có sự tham gia của các thiết bị điện đi ện như như bơm (bơm nư nước, ớc, bơm bơm bùn), máy th thổi ổi khí, quạt hút mùi, mùi, máy khu khuấy ấy hóa chất, máy khuấy ch chất, chìm ìm và các thi thiết ết bị đo thông số nh như ư pH, DO, lưu lư lượng. ợng. V Vìì là quá trình xxử ử lý liên liên ttục ục nên các thithiết ết bị điện th thường ờng hoạt động luân phi phiên ên (bơm tu tuần ần hoạt, máy thổi khí, quạt hút, máy khuấy ch hoạt, chìm), ...