chương 1 này đã trình bày cụ thể, bao gồm: các bộ phận, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một quy trình công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho một nhà máy. Và đây cũng là tiền đề để chúng ta tiếp tục xây dựng các chương tiếp theo. CHƯƠNG 2: CÁC CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG 2.1 Cảm biến đo độ pH a) Giới thiệu chung Nước thải cần xử lí được thu từ nhiều nguồn thải nên vấn đề chứa các thành phần chất hóa học mang tính axit hay bazo là không tránh khỏi. Vậy nên cần lắp đặt các cảm biến đo độ PH ở các hệ thống xử lí.
Ở đây bể trung hòa nước thải, để đảm bảo sự giám 17 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com sát và kiểm sát độ PH thông qua các công nghê xử lí nhằm đưa PH về khoảng 6.5 trước khi thải ra nguồn nhận hoặc sử dụng cho công nghê tiếp theo. b) Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý Cấu tạo: Một điện cực pH được cấu tạo bởi hai loại thủy tinh. Thân điện cực được làm bằng loại thủy tinh không dẫn điện, đầu điện cực thường có dạng hình bầu và cấu tạo bởi loại thủy tinh có công thức gồm các oxit silica, lithium, canxi và các nguyên tố khác cho phép ion lithium xuyên qua. Cấu trúc vật lý giúp cho điện cực thủy tinh cho phép ion lithium trao đổi với các ion hydro trong chất lỏng tạo thành lớp thủy hợp.
Một điện thế cỡ mV được sinh ra giữa tiết diện của đầu thủy tinh pH với dung dịch lỏng bên ngoài. Độ lớn của điện thế này phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Độ khác nhau của điện thế tạo ra bởi lớp bên ngoài và lớp thủy hợp bên trong điện cực có thể đo bằng điện cực bạc/bạc cloride Hình 2.1: Cấu tạo điện cực đo pH Nguyên lý làm việc: Giá trị pH được tính theo nồng độ ion H+. Khi có sự chênh lệch bên trong điện cực đo (bầu kính) và trong dung dịch đo, ion H+ sẽ chuyển vào bên trong điện cực đo để cân bằng pH.
Lúc này chênh lệch điện áp giữa điện cực mẫu và điện cực đo sẽ được cảm biến xác định và chuyển thành giá trị pH. c) Chọn cảm biến đo độ pH Ta chọn cảm biến Hach DPD1R1 với đặc điểm kỹ thuật: Dải đo: 0 đến 14 pH Độ nhạy: ±0.01pH Độ trôi: 0,03pH/24h Có bù trừ nhiệt tự động bằng NTC 300Ohm 18 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Dòng nước tại điểm làm việc không quá 3m/s Cầu muối là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với dung dịch đo, gồm 3 bộ phận chính: điện cực đo là bầu kính, điện cực nối đất titan và điện cực mẫu Vỏ cảm biến làm bằng nhựa Ryton có khả năng chống ăn mòn bởi hóa chất Đầu cảm biến chịu được áp suất 6.Điện áp đầu ra đã qua khâu khuếch đại: 0 - 10V 2.2 Cảm biến đo mức bùn a) Giới thiệu chung Cảm biến báo mức chất rắn dạng xoay Kansai : Là loại cảm biến báo mức dạng xoay được thiết kế dành riêng cho báo mức các loại chất rắn như bột cám, cát, đá, bùn, sử dụng báo mức trong các bồn chứa, xilo, tank, báo mức xi măng. Cảm biến báo mức dạng xoay được thiết kế và sản xuất tại Nhật của hãng Kansai. Có trọng lượng nhẹ, hoạt động ổn định và độ tin cậy cao.
b) Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Hình 2.2: Cảm biến đo mức độ bùn Kansai Cảm biến đo mức độ bùn của hãng Kansai gồm 4 bộ phận chính: Nguồn, trục, cánh quay và phần truyền động. Cấu tạo bên trong của cảm biến đo mức độ bùn Kansai. Bên trong có một lò xo móc vào bốn vị trí, mỗi vị trí là 1 lựa chọn lực xoay, momen xoắn của motor cánh quay, chức năng này rất hữu ích khi sử dụng trong môi trường chất rắn có lực cản nhỏ. Nguyên lý làm việc: Khi hoạt động thì bên trong cảm biến báo mức chất rắn có một motor chuyển động làm cho trục và cánh xoay quay liên tục.
Khi có vật tác động vào cánh xoay làm cánh xoay ngừng lại, lúc này sẽ tạo ra một lực tác động vào một công tắc bên trong làm cho motor ngừng quay và đồng thời tác động thêm một công tắc để tạo một tín hiệu báo trạng thái mức chất rắn. 19 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com c) Lựa chọn cảm biến đo mức bùn Ta sử dụng cảm biến đo mức bùn của hãng Kansai với các thông số sau: Nguồn cấp: 200 đến 220 VAC, hoặc 100 đến 110 VAC, 50 hoặc 60 Hz. Tiếp điểm: 250V AC 3A.Tốc độ cánh xoay: 0. Chiều quay cánh xoay: Theo chiều kim đồng hồ.Công suất tiêu thụ: 1.
Nhiệt độ hoạt động: 0-50 độ C. Chiều dài cáp: Đi kèm dây dài 500mm. IP: 55 chống bụi và chống nước, sử dụng trong các môi trường ẩm cao, vật liệu xây dựng, cát, đá. Tín hiệu ngõ ra: Tiếp điểm relay NO và NC.3 Cảm biến đo độ đục a) Giới thiệu chung Độ đục là một trong những thông số quan trọng nhất được sử dụng để xác định chất lượng nước uống.
Độ đục được xem như một đặc điểm để nhận diện các tác nhân gây bệnh có trong nước uống. Trong nước tự nhiên, đo độ đục được thực hiện để đánh giá chất lượng nước nói chung và khả năng tương thích của nó trong các ứng dụng liên quan đến sinh vật thuỷ sinh. Việc giám sát và xử lý nước thải hoặc đã từng chỉ cần dựa trên sự kiểm soát độ đục. Hiện nay, việc đo độ đục ở cuối của quá trình xử lý nước thải là cần thiết để xác minh rằng các giá trị nằm trong tiêu chuẩn quy định.
b) Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý Nguyên lý làm việc: Cảm biến đo độc đục bao gồm: sensor, hệ điều chỉnh lưu lượng, hệ điều áp, van đối áp. Nước đầu vào sẽ liên tục được chuyển vào khoang chứa mẫu của cảm biến bằng bơm. Cảm biến hoạt động dựa trên nguyên tắc đo lường độ đục Nephelometric của tiêu chuẩn châu Âu ISO 7027 & DIN EN 27027. Trong thiết bị có một nguồn sáng hồng ngoại chiếu vào khoang chứa nước.
Cường độ ánh sáng dẫn truyền qua mẫu nước sẽ được ghi nhận bằng cảm biến. Sau đó dựa trên giá trị cường độ ánh sáng bị giảm, máy sẽ xuất ra giá trị độ đục của nước.Thiết bị có độ chính xác cao ±2% và ngưỡng đo là 0-1000NTU, điện áp đầu ra đã qua khâu khuếch đại: 0- 10V. c) Các lợi điểm của công nghệ Khi kiểm soát chu trình lọc bằng cảm biến độ đục quá trình lọc sẽ đạt được các lợi ích sau: Tăng lưu lượng nước xử lý; Giảm thiểu lượng nước rửa lọc; Tăng tuổi thọ vật liệu lọc; Kiểm soát hoàn toàn được chất lượng nước và tối ưu hóa lưu lượng nước xử lý; 20 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Chất lượng nước xử lý tốt do khả năng đáp ứng với tính chất nước đầu vào; Công nghệ hiện đại, truyền thông bằng SCADA, vận hành, cảnh báo lỗi; Giảm chi phí nhân công vận hành. d) Cách thức lắp đặt và kích thước Vị trí lắp đặt: cách vị trí lấy gần hơn 2-3m, nước mẫu sẽ được bơm về thiết bị Là dạng thiết bị indoor, cần có hộc tủ chứa khi lắp ngoài trời Hộc tủ chứa cần trống tối thiểu 20cm phía trên để thao tác Lưu lượng nước lấy mẫu cần thiết 6 -60l/h, áp suất < 13.2 Các thiết bị sử dụng trong hệ thống 2.1 Hệ thống sục khí Trong hệ thống xử lý nước thải, chúng ta thường cung cấp khí cho các bể: Bể điều hòa và bể hiếu khí.
Đối với bể điều hòa là nới tập trung các nguồn nước thải một nguồn duy nhất và đồng thời để chứa cho hệ thống hoạt động liên tục và tính chất cua nước thải dao động theo thời gian trong ngày nên để đảm bảo nhiệm vụ điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định liên tục cho các công trình xử lí, tránh hiện tượng hệ thống xử lý quá tải. Nước thải trong bể điều hòa được sục khí liên tục từ máy thổi khí và hệ thống đĩa phân phối khí nhằm tranh hiện tượng yếm khí dưới đáy bể. Đối với bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính lơ lửng là công trình đơn vị quyết định hiểu quả xử lý của trạm vì phần lớn những chất gây ô nhiễm trong nước thải. Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải ở dạng lơ lửng.
Các vi sinh hiếu khí sẽ tiếp nhận oxy và chuyển hóa chất hữu cơ thánh thức ăn. Trong môi trường hiếu khí ( nhờ khí O2 sục vào- hoạt động cung cấp khí), vi sinh hiếu khí tiêu thụ các chất hưu cơ để phát triển, tăng sinh khối và làm giảm tải lượng ô nhiễm trong nước thải xuống mức thấp nhất. Vì vậy nhằm đảm bảo lượng oxy cấp vào bể Aerotank đủ cho quá trình Nitrate hóa chúng ta cần phải tính toán chính xác lượng khí cấp vào bể nhằm duy trì DO trong bể đảm bảo nống độ oxy hòa tan luôn >2mg/l. Thiết bị cung cấp khí cho hệ thống gồm: Máy thổi khí Longtech-Đài Loan; đĩa/ống phân phối khí Longtech –Đài loan hoặc Jager-Đức.
Tính toán lượng khí cần cung cấp(m3/phút) dựa vào những số liệu sau: Công suất xử lý(m3/ngày đêm), Thể tích bể cần sục khí(Dài x Rộng x Cao). 21 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.3: Hình dáng và sơ đồ nguyên lý máy thổi khí Cấu tạo gồm: 1 – Ống giảm thanh đầu vào (ống hút) 2 – Động cơ điện (Motor) 3 – Thân máy thổi khí Heywel RSS-80 4 – Van an toàn 5 – Đồng hồ áp suất 6 – Van một chiều 7 – Cacte máy thổi khí 8 – Khung đế máy thổi khí 9 – Ống giảm thanh đầu ra (Ống đẩy) 10- Khớp nối mềm (Chống rung mặt bích) Tính toán lựa chọn máy thổi khí Longtech –Đài Loan: Lượng không khí cần cung cấp cho quá trình xử lý nước thải tính theo công thức: Qk = Qtt.D (m3 khí/h); Với: Qtt – lưu lượng nước thải tính toán (m3/h); D – Lượng không khí cần thiết để xử lý 1 m3 nước thải (m3 khí/ m3 nước thải); H p = 98066,5(1 + 10,33 s ) Áp lực của máy thổi khí tính theo công thức : Với Hs – Độ ngập của thiết bị phân tán khí trong nước (m); 22 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.