Thông tin khoa hc công ngh
Tp chí Nghiên cu KH&CN quân s, S Đc san TĐH, 04 - 2019
279
TỰ ĐỘNG HÓA QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ NƯỚC THẢI
TRONG CÁC TÒA NHÀ CAO TẦNG KHU ĐÔ THỊ
Đỗ Quảng Đại , Khắc Trung Kiên, Khánh Thành, Quốc Huy
*
Tóm tt: Vic x lý nưc thi sinh hot trong các khu đô th và tòa nhà cao
tng hin nay là một vn đ cp thiết. Trạm x lý nưc thi (XLNT) có chc năng
tng (QCVN 14:2008/BTNMT) tc khi x ra h thng thoát nưc chung ca
thành ph. H thng XLNT đưc t đng hóa s đm bo đưc đưc các yêu cu
v tham s công ngh và các yêu cu v qun lý, quan trắc d liu, làm tăng hiu
qu x lý nưc, gim nhân công và chi phí vn hành. Bài báo này tnh bày gii
pháp t đng hóa và một s thut toán điu khin đưc thc thi tn PLC
Siemens, thc hin t đng hóa quy trình công ngh XLNT hin nay.
Từ khóa: Xử nước thải; Tự động hóa; PLC.
1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ NƯỚC THẢI
Trạm XLNT một tổ hợp các thiết bị hợp khối nhiệm vụ xử toàn bộ nước
đen nước xám [1], [2], [3]. Nước đen (nước thải từ tiểu) hàm lượng chất
hữu rất cao, do vậy nước đen sẽ được xử bộ bằng cách lên men yếm khí
nhằm làm giảm phần lớn lượng chất hữu cơ, chất lửng trước khi được bơm sang
bể điều hòa thuộc công trình xử sinh học hiếu khí. Nước xám (nước thải từ nhà
bếp) hàm lượng dầu mỡ cao sẽ được xử bộ lắng cặn tách mỡ tại bể tách
mỡ. Nước thải sau đó sẽ chảy tràn sang ngăn bơm 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 sinh học phía sau.
Sau khi được khuấy trộn, nước thải sẽ được bơm sang bể thiếu khí.
Quá trình xử thiếu khí-hiếu khí giá thể vi sinh di động (bể MBBR) sẽ xử
các chất hữu nitơ trong nước thải. Giá thể vi sinh nơi các vi khuẩn
trú ngụ, phát triển tiêu thụ các chất dinh dưỡng trong nước thải. Trong bể còn
các thiết bị phân phối khí tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí hoạt động.
Dòng nước sau khi được xử bể MBBR, amoni trong nước thải đã được chuyển
hóa thành NO , sẽ được tuần hoàn về đầu bể thiếu khí để khử Nitơ.
3
-
Sau khi qua bể MBBR, nước thải vẫn còn hàm lượng chất rắn lửng. vậy,
nước thải sẽ được dẫn qua bể lắng. Bể lắng bao gồm ngăn phản ứng 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 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 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, ớc thải đảm bảo yêu cầu chất lượng của Bộ Tài nguyên - Môi
trường 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
khí mùi qua các ống thu gom (nhờ quạt hút) được xử bằng hệ thống lọc than
hoạt tính trước khi nối với hệ thống thông hơi của tòa nhà.
28
đi
ch
trì
ho
(m
s
-
-
-
-
80
ện
hất,
ình
oạt,
máy
án t
tín
à xử
ông
N
C
M
n
c
C
th
C
b
C
Đ.
2.
Đ
nh
xử
m
y kh
tự đ
nh
l
g ng
Nội
Các
Mức
ngh
cho
Các
heo
Các
bảo
Các
.
Q.
th
ư b
áy
máy
huấ
c th
độn
toá
ý d
ghệ
du
c
c c
v
ph
c
o
c m
c m
Đ
ÀI
c
bơm
khu
ý li
th
ấy h
hiế
ng (
án v
dữ
ung
ơm
ao
à đ
hép
ơm
ông
áy
óa c
áy
i,
TO
hiệ
m (
uấy
iên
ổi
hóa
t b
(tự
liệu
à trạ
g tự
cho
đảo
g ng
kh
chấ
khu
,
V
ện t
bơm
y ch
tục
khí
a ch
tr
độ
điề
u, g
ạng
độ
ước
o p
nh
ơm
óa c
ghệ
uấy
t đư
uấy
V.
Q
N T
tự đ
m n
hìm
c n
í, q
hất,
ron
ng
ều k
giá
g th
ộng
c đư
hép
hau
chạ
chất
y h
ược
y ch
Q.
H
TỰ
độn
nướ
m
nên
quạ
g h
từn
khiể
m
hái t
g
ược
p cả
sa
ạy đ
t ho
êu c
óa
c kh
hìm
Huy,
H
Đ
ng h
ớc,
à
ạt h
ơm
hệ t
ng
ển
sát
thiế
óa
c
v
2
u m
để
oạt
cầu
ch
huấ
m ho
T
Hìn
ỘN
hóa
ác
c t
hút,
địn
thố
côn
dự
ết b
bao
vận
một
bảo
độ
u.
ất h
ấy đ
oạt
đ
h 1
NG
a qu
ơm
thiế
hiế
m
nh l
ng
ng
a tr
ác t
bị v
g
hà
ơm
t số
o vệ
ộng
hoạ
đều
độ
ng
.
Q
H
uy
ết b
ết b
áy
l
ư
đoạ
rên
trạn
về m
ồm
ành
cùn
lầ
đ
th
ạt đ
u.
ộng
g hó
Quy
ÓA
trìn
n),
bị đ
bị đ
kh
ợng
th
ạn)
n
ng t
máy
:
th
ng
ần h
ộng
eo
độn
the
óa q
y trì
A Q
nh X
m
đo t
điện
huấ
h
ác t
thá
y ch
heo
chạ
hoạ
g
ch
g t
eo
uy
ình
UY
XL
áy
hôn
n th
y c
óa c
hoạt
à vậ
thô
i h
hủ
ph
ạy,
ạt đ
ơ.
ế đ
đ
chế
tn
h
Y T
NT
thổ
ng
h
ư
chìm
chấ
t độ
ận h
ng
hoạt
SC
hao
mứ
độn
n
độn
ế độ
nh c
ông
TR
T, c
ổi k
số
ờng
m),
t, b
ộng
hàn
số
t độ
CAD
ức g
g đ
ngắ
ng t
lu
ông
g ng
N
cần
khí,
như
ho
, ho
bơm
g
nh b
cô
ộng
DA
áo
giữ
đ
ư
n h
theo
uân
g ng
ghệ
H C
, qu
ư p
oạt
oặc
m b
3
bằn
ông
g c
, ho
mứ
ữa c
ợc c
hạn
o c
n ph
K
gh
XL
ó sự
uạt
pH,
độ
c
ùn)
chế
ng t
ng
ủa
oặc
ức t
cho
cài
lặp
hế
hiên
K t
x
LN
NG
th
DO
ộng
ch
).
ế đ
ay.
ghệ
thi
c w
tron
ph
đặt
p lạ
độ
n.
thu
lý n
T
.
G N
ham
út m
O, l
luâ
hế đ
ộ:
. H
m
iết
ebS
ng
hép
t sẵ
ại, đ
ng
t đ
n
ư
NG
m gi
mùi
lưu
ân
độ
Tự
th
ong
bị,
Ser
các
1 b
ẵn.
địn
gắn
iu
c
HỆ
ia c
i, m
u
ph
ng
độ
hốn
g m
g
rver
c b
bơm
M
nh l
n hạ
khi
và
X
của
máy
ượn
iên
ắn
ộng
ng t
muố
ửi c
r
.
bể x
m c
c
ư
ạn l
in
à kh
XLN
y kh
g. V
n (b
hạ
g ho
tự đ
ốn,
các
xử
chạ
thấ
ng
lặp
&
Đ
hu đ
NT
c th
huấ
bơm
n l
oàn
độn
thu
th
y, 1
ấp k
lại
Đin
đô t
hiế
ấy h
q
m tu
lặp
n to
ng h
u th
am
1 b
khô
a c
i, đ
n t
h
.
t bị
hóa
quá
uần
lại
oàn,
hóa
hập
số
ước.
ơm
ông
chất
đảm
a
á
n
i
,
a
p
.
m
g
t
m
Th
T
-
-
-
nh
3
.
3
.
ph
th
Q
n
ho
b
TR
hôn
p c
C
C
p
C
đ
đ
h
T
hóm
. M
1. T
*
hiên
i T
*
0.1
ửa
oạt
à đặ
ằng
R1
g tin
hí N
Các
Các
pH
Các
điều
đo đ
hành
Tron
m
MỘT
Th
Nộ
n th
TR
Th
/Q
th
độ
ặt t
g vi
đế
n kh
Ngh
th
đượ
th
u kh
đạc
h, h
ng
ác g
T S
uật
ội d
heo
1 c
hực
0.2
ời g
ng.
th
iệc
ếm
hoa
hiên
ơm
ông
ợc
hôn
hiể
c
hoặ
giả
SỐ
t to
dun
o th
có t
c th
2. Ô
gian
. N
i gi
xó
lên
a h
n c
g s
ổn
g s
n t
à tr
ặc t
c n
th
TH
án
ng t
ời
han
hi
Ô n
n lu
Nếu
ian
óa b
n th
c cô
u K
n lắ
v
địn
số c
run
ạng
ại S
nội
ực h
HU
A
thu
gia
nh g
thu
hớ
uân
ho
lu
bit
hời
ông
KH&
ắng
v
l
nh t
côn
ng t
g th
Sở
du
hiệ
ẬT
GR
ật
n đ
ghi
uật
M
n p
oạt
ân
nh
gia
g ng
&CN
g ho
lưu
tự đ
ng n
tâm
hái
ung
ện n
T
R01
toá
đặt
thờ
to
D1
phiê
độ
ph
R
an
h
N
q
u
oạt
u
độn
ngh
m d
củ
i ng
sa
nhờ
NG
1
đ
án:
trư
i g
Hìn
án
0 l
ên
ng
iên
RE
T/2
uân
độ
ượn
ng t
hệ v
ư
ủa h
guy
au đ
m
N
GH
iều
Gi
ước
gian
nh
:
B
ưu
T/2
t
n T
SE
2 c
s
ộng
g
n
the
i dạ
hệ t
yên
đây
ột s
HỆ
u kh
iả s
T.
n E
2
.
Bơm
trữ
2.
C
độ
T M
hươ
,
S
the
nướ
o
g
trạ
ạng
thố
n m
y, t
số t
À G
TỰ
hiển
sử
Th
ET.
m
th
Chư
ộng
o ô
M0
ơng
Đ
eo
ớc,
giá t
ạng
g w
ng
ôi t
tự đ
thu
GIẢ
Đ
n h
cần
huậ
Th
u đ
P1
hời
ươn
(A
ô nh
0.3
g tr
c s
chế
hàm
trị
thá
web
sẽ
trư
độn
uật t
ẢI
ĐỘ
ai
n đ
t to
uật
đồ t
/P2
gia
ng
AUT
hớ
về
rình
an
ế độ
m l
cài
ái c
Ser
dễ
ờng
ng
toá
PH
NG
iều
n
t to
thuậ
2 đ
an
trìn
TO
MD
0,
h sẽ
TĐ
n
lượ
đặ
của
rve
g củ
hóa
n
th
HÁP
G H
ơm
u kh
đi
án
ật t
đượ
luâ
nh
) c
D10
ch
đ
ĐH,
gắn
ợng
ặt tr
a th
r. K
àng
ủa
a q
hực
P K
ÓA
ho
hiể
u
AG
ợc
ân p
bắ
hư
0. T
o b
đảo
04 -
n hạ
ox
r
ư
hiết
Khi
g đư
Th
uy
c th
KỸ
A X
ạt
n 0
khi
GR0
n A
đi
phiê
t đ
ơng
T
bơm
bơ
-
20
ạn
xy h
ớc.
t bị
i đư
ược
ành
tr
hi tr
TH
XL
độn
02
iển
01
AGR
ều
ên
u
g tr
ước
m P
ơm.
019
lặp
hòa
đư
ược
c gi
h p
ình
rên
HU
NT
ng
bơm
AG
đượ
R0
khi
T;
bằ
nh
c 10
P1
. K
p lạ
a ta
ược
c k
iám
hố.
h
n PL
UẬT
luâ
m P
GR
ợc
1
.
iển
ô n
ng
h s
00m
chạ
hi
i.
an t
c
ết n
m
.
ông
LC
T T
n
P1,
R01
thể
lầ
nhớ
vi
k
ms,
ạy,
TR
tron
ưu
nối
át t
g n
củ
H
phi
, P
sử
hi
ần
M
iệc
khai
TR
R1 đ
ng
trữ
i in
x
ghệ
a S
ỰC
ên
2 h
dụ
ện
l
ư
MD1
kiể
i bá
R1
ơm
đếm
n
ư
tro
ter
xa t
X
Siem
T
hoạt
ụng
trên
ợt
14
ểm
áo
đư
P2
m l
ớc
ong
rnet
tại
XLN
men
HI
t đ
g 01
n h
bở
lưu
tra
Tim
ược
2 dừ
ên
(D
g th
t, d
nhà
NT
ns [
C
ộng
1 bộ
ình
i đ
u tr
a c
me
kh
ừng
đế
2
O)
hiết
dữ l
à đ
đư
[5].
ÔN
g lu
đ
h 2.
đầu
m
hế
r T
hởi
g. K
n t
281
t bị
liệu
điều
ược
.
NG
n
định
ra
một
độ
TR1
tạo
Khi
hời
à
u
u
c
n
h
a
t
o
i
i
28
gi
t
3.
m
b
82
an
c v
2.
*
ức
đị
Đ.
T,
vòn
Th
Nộ
ịnh
Q.
ch
g l
hu
ội d
ước
th
Đ
ươ
ặp.
ật to
ung
ời T
i,
ng
L
n
g th
lu
TR
,
V
trì
ập t
A
huậ
ân
2 c
V.
Q
nh
trìn
AGR
ật to
phi
t
Q.
H
sẽ
nh t
H
R02
oán
iên
than
Huy,
đặ
thu
Hìn
2
đ
Hìn
n:
G
n th
nh
T
t ô
ật t
nh 3
iều
nh
Giả
eo
ghi
đ
nh
toá
3
.
T
u kh
4.
sử
thờ
i th
ng
hớ R
n A
Thự
hiển
cầ
ời g
hời
g hó
RE
AG
ực t
n 2
u đ
ần đ
gian
gia
óa q
SE
R0
thi
bơ
đồ t
điề
n đ
an E
uy
T l
01 n
thu
ơm
thuậ
u k
ặt t
ET.
tn
lên
n
uật
ho
ật t
khiể
tr
ư
. M
nh c
1 đ
ư hì
toá
ạt
ển 0
ớc
Mức
ông
đ
ình
án A
độ
n A
02
T.
g ng
kh
3.
AG
ng
AGR
bơm
Th
ước
K
gh
ởi t
GR0
l
R02
m P
uật
thấ
K t
x
tạo
01
.
ân
2
.
P1,
t to
ấp
thu
lý n
lại
ph
P2
oán
nhấ
t đ
n
ư
i T
ên
2 ho
AG
ất L
iu
c
im
n th
oạt
GR
L0
khi
và
er,
eo
độ
02
khô
in
à kh
sa
m
ộng
sử
ông
&
Đ
hu đ
u đ
ức
dự
dụ
g
Đin
đô t
đó t
nư
ựa t
ụng
ó b
n t
h
.
tiếp
ư
ớc
rên
01
ơm
p
n
1
m
Th
T
L2
hi
ti
ế
xu
Q
m
3.
hôn
p c
ào h
2 sẽ
ện
ếp
uốn
ước
*
0.1
ột n
ước
3. T
g tin
hí N
hoạ
c
nh
thì
ng 0
c
ch
Th
/Q0
nửa
th
Th
n kh
Ngh
ạt đ
ó c
hiệm
0 k
ho p
hực
0.2
a th
p
uật
hoa
hiên
độn
2
m v
òng
khi
phé
thi
. Ô
hời
nhấ
t to
a h
n c
g,
2
vụ n
lặ
ép
v
i th
Ô nh
gia
ất L
nh
án
c cô
u K
mứ
ơm
như
ặp n
m
r
huậ
hM
an l
L1 đ
5
.
A
ông
KH&
ức n
ư tr
này
P1
ra q
t to
MD
luâ
đọc
Th
GR
g ng
&CN
n
ư
ùng
ron
y th
ch
quy
n
D1
n p
c
ực
R03
H
h
N
q
u
ớc t
g ho
g A
hực
hạy
yết
n
(h
lưu
phiê
đầu
thi
3 đi
Hìn
uân
trun
oạt
AG
hi
/bơ
địn
nh
u tr
ên T
u v
i
iều
nh
s
ng
độ
R0
iện
ơm
nh đ
h 5)
th
T/2
ào
òng
u kh
6.
.
,
S
bìn
ng.
01,
bậ
P2
điều
)
:
B
hời
2.
M
I0.
lặ
hiển
Đ
nh L
. Tr
kh
t m
2 dừ
u k
Bơm
gia
Mức
.1. M
p 2
n t
ưu đ
c s
L1
ron
ác
một
ừng
hiể
m P
an
c n
Mứ
củ
hiế
đồ t
an
sẽ
ng A
c
t
g v
ển b
P1/
luâ
ước
ức n
ủa t
t b
thu
TĐ
AG
chỗ
ít n
à n
bơm
/P2
n p
c th
n
ư
huậ
h
ật t
ĐH,
ó m
GR0
th
nhớ
ngư
m tr
l
ần
ph
hấp
ớc t
ật t
oạ
toá
04 -
ột
02 c
hay
M
ược
rực
n
ên T
p nh
hấp
đ
n A
-
20
bơm
MB0
lạ
c tiế
ượt
T. Ô
hất
p nh
n đ
ng
AG
019
m h
2 v
đi
0.1
i. V
ếp k
t đư
Ô n
L0
hất
iều
R03
hoạ
vòn
ều
lên
Vòn
khi
ược
nhớ
0 đọ
L2
kh
ch
3
.
ạt đ
g l
kh
n 1
ng
đế
c đi
M
ọc
2
đ
hiển
hế đ
độn
ặp.
iển
, x
lặp
n l
iều
MD2
đ
ọc
n A
độ
ng,
n
xóa
p 2
ượt
kh
2
ầu
đ
AGR
ng
mứ
òng
ơm
bít
kiể
t (h
hiển
ưu t
vào
ầu
R02
ắn
ức n
g lặ
P1
t n
ểm
hình
n bở
tr
o I
vào
2
.
hạ
n
ư
ặp 1
/P
hớ
tra
h 4)
ởi đ
thờ
0.0
o I0
n l
2
ớc c
1 th
2 t
M
a m
)
.
đầu
i g
0. M
0.2
ặp
283
cao
hực
rực
0.2
mức
u ra
gian
Mức
lại
3
o
c
c
2
c
a
n
c
28
đ
tro
kh
đ
nh
k
3.
3.
đi
gi
đ
kh
th
kh
ra
(h
kh
ph
84
ộng
ong
hiển
th
hớ
4. Đ
4.1
C
ợn
ều
ống
th
ài b
hiển
ông
H
hôn
ơn
đư
ình
hả t
hản
Đ.
* N
g
g th
n A
huậ
* T
MD
àm
Điề
. C
ác
g o
g n
hay
báo
n đ
g số
đ
ng đ
g đ
ược
h 8)
trìn
hồ
Q.
Nội
ch
hời
AGR
t to
Thự
D18
việ
ều k
Cấu
thô
oxi
a. C
nhau
đổ
o trì
ối
k
điều
đồn
đươ
c ph
). B
nh
ồi từ
Đ
du
ế đ
gi
R03
oán
ực t
8
ệc T
khi
trú
ông
hòa
Cấu
u, đ
ổi tố
ình
với
hác
u kh
ng b
ơng
hản
Bộ đ
(ở
đ
i,
ung
độ n
an
3 sa
AG
hi t
ưu
T củ
ển
úc c
g số
a ta
u tr
đa p
ốc
i hệ
c đ
hiể
bộ
để
n h
điề
đây
đó s
,
V
thu
ngắ
T
O
au
GR
thu
trữ
ủa
tự
của
c
an t
rúc
phầ
độ
ày c
đi
ược
n t
xo
ồi
u k
y
so s
V.
Q
uật
ắn
ON
,
đây
R03
uật
th
độ
a hệ
ôn
tron
ph
ần s
cấu
iều
c th
đ
ay
àm
nhờ
khiể
à P
sán
Q.
H
to
hạn
kh
y sử
đư
toá
hời
y k
H
ng
đi
g n
ng n
hần
sử
m
u trú
kh
hực
độn
chi
qua
m
ển
(
PLC
h, t
Huy,
án:
n lặ
oản
d
ược
án:
gia
khu
Hìn
ổn
iều
ngh
n
ư
cứ
dụn
(ổn
úc
hiển
c hi
ng
iều
ay
một
(th
C S
tính
T
G
ặp
ng
ụn
th
an m
ấy.
nh 7
đ
kh
hệ c
ớc
ứng
ng
n đị
điề
n tự
ện
ổn
3
t cả
ườn
Siem
h to
đ
iả s
lại,
thờ
g 0
h
áy
.
Th
7
.
T
nh
iển
cần
DO
g củ
độn
ịnh
ều k
đ
tươ
địn
pha
tha
ảm
ng
men
oán
ng
sử
,
ời g
1 b
iện
khu
y k
hực
Thự
n tự
n ổn
O, đ
ủa h
ng
khi
ộng
ơng
nh l
a đ
ay
biế
P
ns),
n để
g hó
cần
ó n
gian
bộ đ
n trê
uấy
khu
c th
ực t
c
độ
n đ
độ p
hệ đ
u l
ển
g
g tự
lưu
đ
ư
đổi
ến
PID
, nh
đư
óa q
n đi
ghĩ
n s
định
ên h
y
uấy
hi th
thi
ộng
định
pH
điề
kh
ượ
n
đ
ự.
c đ
i tố
lưu
D) đ
hận
ưa r
uy
iều
ĩa l
au
h th
hìn
óa c
ho
huậ
thu
ng
ổn
h tự
u k
hông
ng,
thủ
định
ợng
điều
ốc đ
u
đượ
n th
ra t
tn
kh
t
T
O
hời
nh 6
chấ
oạt
ật to
uật
n đị
đ
lưu
khiể
g đ
pH
tụ
h
g sử
u kh
độ c
ượn
ợc c
hôn
tín
nh c
hiển
ron
ON
đ
i TR
6
.
ất đ
độn
oán
toá
ịnh
độn
u
ển
ồn
H)
ục t
ưu
d
hiể
cán
ng
cài
ng s
hiệ
ông
n 01
ng c
đến
R3
đ
ư
ng
n nh
án A
g
h th
ng t
ượn
tự
g b
hay
thự
lượ
dụn
n k
nh b
bằn
đặ
số l
ệu đ
g ng
1 m
chu
n T
ợc đ
T
O
AG
ng
ông
tron
ng n
độn
bộ x
y tố
ực h
ợng
g c
kèm
bơm
ng
t tr
lưu
điện
K
gh
máy
u kỳ
m
tha
điều
ON.
Ô
hìn
GR0
g số
ng
n
ư
ng
xoa
ốc đ
hiện
g. H
cơ c
m th
m
[
tín
rong
u
n á
K t
x
y kh
T
áy
anh
u kh
Ô n
nh 7
03
.
c
qu
ớc t
ổn
ay c
độ
n n
Hệ t
cấu
heo
[4].
hi
g
m
ượn
p
tr
thu
lý n
huấ
T, m
ng
h gh
hiể
nh
7.
ông
y t
thả
địn
chiề
thổ
hận
tự đ
u ch
o bi
iệu
một
ng đ
ron
t đ
n
ư
ấy h
máy
ghỉ.
hi t
n b
M
g n
trìn
ải b
nh
ều
ổi k
n d
độn
hấp
iến
ưu
bộ
đặt,
ng d
iu
c
hóa
y k
Th
hời
bởi
MD1
ghệ
nh X
ơm
các
3 p
khí
ạng
ng đ
p
tần
òng
đi
, n
d
ải
khi
và
ch
huấ
huậ
i gi
đầu
10
XL
m đi
c th
pha
(ổn
g th
điề
ành
n c
ợng
đi
ều
hận
0-
1
in
à kh
hất
ấy
ật t
ian
u ra
lưu
LNT
i xử
hôn
n đ
ham
ều k
h
ó c
g
ện
kh
n
10V
&
Đ
hu đ
MK
oán
ET
a Q
u tr
T
ng s
à bi
ịnh
m số
khiể
độ
ôn
ước
4
-
2
iển
ưu
VD
Đin
đô t
K h
a c
n đ
T. L
Q0.3
rữ c
à h
ý từ
số n
ến
h D
đ
ển
ộng
g s
c b
20m
n lo
lượ
C đ
n t
h
.
hoạt
chất
điều
Lưu
3 Ô
chu
hàm
bể
này
tần
O).
điều
các
uất
ơm
mA
ogic
ợng
đến
t
t
u
u
Ô
u
m
y
n
.
u
c
ơ
t
m
A
c
g
n
Th
T
ng
t
b
tả
tín
c
3.
Si
áp
bi
*
32
ứn
0m
t
ế
đư
vi
su
tr
hôn
p c
v
th
ơn
ậc 2
g
ơm.
Đ
nh
ủa b
4.2
em
G
p 0-
ến
ó dả
Ch
A
276
ng
m
3
/
Tr
ch
ược
c
ung
ph
Th
g tin
hí N
vào
ông
g tự
2. S
ần đ
.
ối
chọ
bơm
2. C
en
iả s
-10
lưu
ải đ
uẩn
D
68 đ
vớ
h
n
ho
c 65
hi
th
hản
huậ
B
B
n kh
Ngh
o an
g r
n
Sau
đún
với
ọn
m n
H
Chế
s
sử
0VD
u
điện
n h
16
đơn
i
ươn
n
th
554
ển
t
n hồ
ật to
ướ
ướ
hoa
hiên
nal
oto
như
u kh
ng b
i tả
côn
nhờ
Hìn
ế đ
điề
DC
ượn
n áp
óa
bit
n vị
ín h
ng
nh
ấy,
4 đ
thị
ục
ồi.
oán
c 1
c 2
a h
n c
og
r, b
ư độ
hi k
bằn
H
i b
ng
hệ
nh 9
độ
ều k
. L
ng t
p 0
tha
t, b
hiệ
ứng
3.9
t
ơn
gi
nh
n hi
: Đ
N
: C
c cô
u K
củ
biến
ộng
khi
g
h
Hìn
ơm
suấ
đi
9
.
S
aut
khiể
Lưu
trả
-10
ang
bit c
ượn
u d
g v
9
b
n
vị
iá t
ập
iệu
Đọc
Nạp
Chu
ông
KH&
a b
n tầ
g họ
cài
hàm
nh 8
m,
ất b
ều
đ
to
-
t
ển t
về
0VD
g đo
ng t
dòn
ới
iểu
hiệ
nh
rị đ
ch
gi
gi
yển
g ng
&CN
biến
ần
ọc c
i đặ
m tr
8
.
S
ưu
bơm
khi
đồ
tun
tốc
ượn
tín
DC
o củ
trọ
tử.
ng đ
tín
u di
ệu
t
đo
hiể
huẩn
á tr
á tr
n đô
h
N
q
u
n tầ
của
ặt b
uyề
đ
lượ
m p
iển
cấu
ing
đ
g l
n hi
C.
ủa
ng
C
à
đ
i
hiệ
iễn
tính
l
ư
ển
n g
rị
rị h
ôi k
uân
ần.
độn
a độ
biến
ền
đồ
ợng
phù
ph
u tr
g h
độ
ớn
iệu
đầu
số
ài đ
n 2
ệu d
th
ng
h to
ờng
thị
t
ượn
s
kiểu
s
Vớ
ng
ộng
n tầ
của
vòn
g ra
hợ
hản
rúc
hiệu
ộng
nh
dò
u v
lớ
ặt t
20m
dòn
uật
đi
n
g c
giá
trị p
ng
số h
u d
,
S
i c
g c
ần,
a kh
ng
a củ
ợp,
hồ
hệ
u c
g
hất
òng
ào
n n
tron
mA
ng đ
t to
n
n. D
ần
á tr
phả
tử L
hiệu
li
Đ
các
kh
ơ m
độn
hâu
dòn
ủa
b
đ
ồi k
điề
hỉn
ơ K
kh
g đi
ph
nhấ
ng
A (3
điệ
n
4m
Do
hiể
rị
ản h
LL_
u ch
iệu
c s
h đ
hôn
một
ng
u qu
ng
bơm
ổn
ín c
ều
nh
KĐB
i đ
ện
ản
ất (
cảm
327
n 4
hiệ
mA
vậy
n
ượn
hồi
_A
huẩ
từ
an
điều
g đ
t ch
họ
uán
điệ
m
t
n đị
khi
tha
B 3
ộng
4
-
2
hồ
MS
m b
768
4mA
ệu
, g
y, đ
thị
ng
lưu
D t
ẩn;
Int
TĐ
u k
đồn
hiều
c c
n tín
ện 4
lệ
ịnh
cấu
iển
am
ph
g c
20m
i (P
SB)
biến
đơ
A (
chỉ
để
th
tử
u
từ đ
t (I
ĐH,
hiể
ng b
u [4
ủa
nh
4
-
20
th
u tr
tự
số
ha b
q
mA
Pro
)
n
ơn
655
ỉnh
tr
êm
off
ượn
đầu
nte
04 -
ển đ
bộ x
4
]
h
v
ới
0m
uận
u
úc
độ
b
bằn
qua
A. Đ
ces
à bi
ưu
vị
54
gi
l
ư
g
m gi
fset
ng:
u
eger
-
20
điều
xoa
h
điề
i đầ
A đ
n v
ượn
nh
ng
đ
ng b
ay h
Đầu
ss V
it d
lượ
l
ư
đơn
á t
ợng
á tr
iá t
t và
ào t
r) s
019
u c
ay c
àm
ều
ầu v
đưa
ới t
ng
ư h
ổn
điều
biến
hết
u ra
Val
dấu,
ợng
ợng
n v
rp
g t
rị
trị
ào t
tươ
san
hế
ch
i
m tru
khi
vào
a
tốc
ta
hình
địn
u k
n tầ
tố
a củ
ue)
, dả
g lớ
g tử
l
ư
phả
k
ượn
l
ư
thu
ng
g D
ều
uyề
iển
o đi
ào P
c độ
chỉ
h
9
.
nh
khiể
ần v
c đ
ủa m
):
ải g
ớn n
ử; l
ượn
n h
khô
ng
ợng
uật
tự
Din
c
-
ba
ền l
lưu
iện
PL
qu
cầ
.
lưu
ển
với
độ l
giá
nhấ
lưu
ng t
hồi
ông
tử
g t
toá
của
t (D
ơ k
ph
k
u
áp
C
.
uay
ần
u
PI
i dả
1
đu
trị
ất 1
u
tử).
u
ho
chí
ử. K
án h
a P
Dou
khô
a c
khâ
ượn
p, đầ
y
ổn
ượn
D
ải đ
120
un
a
đọ
120
ượn
.
u
oàn
ính
Khi
hiệu
PLC
ubl
ông
đ
âu d
ng
ầu
ên
địn
ng
.
tro
đầu
0m
ana
ọc v
0m
3
ng n
ượn
n to
h xá
i đó
u c
C
;
le
gia
độn
dao
đ
ư
ra t
khi
nh t
ong
vào
3
/h
alog
về:
/h
nhỏ
ng.
oàn
ác,
ó c
huẩ
2
an
ng h
o độ
ợc
tốc
i đư
tốc
P
o đ
. C
g P
2
1
tươ
n
Th
n nh
ng
cần
ẩn
285
tựa
học
ộng
độ
ược
độ
LC
điện
Cảm
LC
15
=
ơng
nhất
hực
hận
oài
bổ
g
5
a
c
g
ô
c
C
n
m
C
=
g
t
c
n
i
á
28
*
b
s
v
kh
ứn
ph
nh
đô
86
Gia
P
đi
PI
độ
hôn
ng
háp
hóm
ô th
ài,
Đ.
đi
B
B
B
B
ao
H
PLC
iều
ID
c
ng q
T
dụn
p tự
m
hị m
TT
Q.
i
ện
ướ
ướ
ướ
ướ
diệ
Hìn
C củ
kh
đư
chín
quá
độ
ng
độ
ác
mới
TTM
Đ
c 3
c 4
c 5
c 6
ện a
nh
ủa
hiển
ợc
nh
á ca
ộng
cụ
ộng
giả
i N
M V
i,
In
B
p
:
C
:
N
:
H
: Q
auto
10.
hãn
n P
tùy
xác
ao,
g
thể
g
hi
Ngh
Vin
,
V
nteg
Bỏ đ
hản
Chu
Nhâ
Hiển
Qua
o
-
tu
.
G
ng
ID
y c
c củ
thu
óa q
ể, p
óa v
ện
ĩa
ncom
V.
Q
ger
đi g
n h
yển
n g
n th
y v
uni
iao
Sie
thu
hỉn
ủa
uật
quá
phù
thự
Đô
m T
Q.
H
r)
;
giá
ồi 4
n đổ
giá
hị g
về B
ng
o di
eme
uận
nh đ
các
toá
á
tr
ù hợ
mộ
ực
ô, T
Tru
Huy,
tr
4m
ổi k
trị
giá
B
ư
hi
iện
ens
n lợ
để
c th
án P
ình
ợp
ột s
hóa
Tòa
ung
T
A);
kiểu
l
ư
trị
ớc 1
ệu c
hi
s cu
ợi
(
đáp
ham
PID
h X
tro
t
a ch
nh
Tự
đ
ượn
;
u d
ợng
lưu
1
;
chỉ
ệu c
ung
hìn
p
m s
D
LN
ng
huậ
ho
M
ự,
ng
ng
li
g tử
u
nh
chỉ
cấ
nh 1
ng
số l
à m
NT
lĩn
ật t
mộ
Ma
K
g hó
tử
iệu
vớ
ượn
tha
nh
ấp m
10)
ch
lưu
ột l
4
.
tro
nh v
toán
ột s
nda
Kết
óa q
off
từ
ới h
ng (
am
tha
một
. T
ất l
lựa
K
ng
vực
n đ
s
t
arin
t qu
uy
fset
DI
hệ s
(giá
số
am
t
Thô
l
ư
ượn
ch
ẾT
c ch
điều
trạm
n, T
uả
tn
t (g
Int
số h
á tr
PI
số
ông
ng
ợng
g,
ọn
LU
c k
hun
u kh
m X
Tòa
xử
nh c
giá
san
hiệu
đ
D t
PI
g cụ
qu
đi
DO
ph
UẬ
hu
ng c
hiể
XL
a n
ông
trị
ng
u c
o
ron
D h
tr
ua g
ều
O, á
h
N
đô
của
n tr
NT
g ng
Re
huẩ
ườn
ng
hệ đ
rực
giao
kh
áp
hợp
ô th
a tự
rình
T
Ec
ớc,
K
gh
ượn
al
;
ẩn;
ng)
PL
điề
qu
o di
iển
suấ
p
hị v
độ
h b
thà
coli
,
đ
K t
x
ng t
;
C S
u k
uan
iện
n m
ất,
à đư
à
ộng
ày
ành
fe,
ổn
thu
lý n
tử
Sie
khiể
để
n au
ong
ược
òa
g
tro
h ph
Kh
n đ
t đ
n
ư
ứng
me
ển l
hi
uto-
g m
tro
c sử
nhà
óa
ong
hố
hu
định
iu
c
g v
ns
lưu
ệu
-tun
muố
ong
dụ
à c
g
côn
h củ
khi
và
với
[5]
chỉ
nin
ốn.
hệ
ụng
ao
ôi t
ài b
à N
ng
ủa
in
à kh
]
ợng
ỉnh
g, c
th
g ch
tần
r
ư
báo
ội
ng
hệ
&
Đ
hu đ
ng
g
.
h th
các
ì
hốn
hủ
ng l
ờng
đ
ã
như
hiệ
thố
Đin
đô t
am
c th
êu
ng n
yếu
m
g. G
ã đư
ư K
ệp N
ống
n t
h
.
m số
ham
cầu
y
u.
một
Giải
ược
Khu
Nội
g
m
u
y
t
i
c
u
i
à
Thông tin khoa hc công ngh
Tp chí Nghiên cu KH&CN quân s, S Đc san TĐH, 04 - 2019
287
chi phí vận hành cho thấy việc ứng dụng công nghệ tự động hóa trong lĩnh vực xử
môi trường mang lại hiệu quả thiết thực. Ngoài việc ứng dụng trực tiếp vào hệ tự
động hóa quy trình XLNT, một số thuật toán đề xuất còn thể được áp dụng để
điều khiển thiết bị điện trong các hệ thống tự động hóa khác.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt (2008) - QCVN 14:
2008/BTNMT, . Tổng cục môi trường, Bộ Tài nguyên môi trường
[2]. Trịnh Xuân Lai (2009), “Tính toán thiết kế các công trình xử nước thải”,
NXB Xây dựng.
[3]. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008), “Xử
nước thải đô thị công nghiệp Tính toán thiết kế công trình”, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
[4]. Đào Hoa Việt (2005), “Phân tích tổng hợp hệ thống truyền động điện tự
động”, Học viện KTQS.
[5]. Siemens, “Teleservice of a S7-1200 with Telecontrol Server Basic V3 and CP
1242-7 GPRS V2 (Set 33)”, Application example, Entry ID: 56720905, Entry
date: 10/26/2016.
ABSTRACT
TECHNOLOGY PROCESS AUTOMATION OF WASTE WATER
TREATMENT IN HIGH-RISE BUILDINGS AND URBAN AREAS
The treatment of domestic wastewater in urban areas and high-rise buildings
today is an urgent issue. Wastewater treatment station (WTP) handles all black
and gray water to meet the standards of Ministry of Natural Resources and
Environment (QCVN 14: 2008 / BTNMT) before discharging into the city's
general drainage system. The automated wastewater treatment system will
ensure technological parameter requirements and management and data
monitoring requirements, increasing water treatment efficiency, reducing labor
and operating costs. This paper presents automation solutions and some control
algorithms implemented on Siemens PLC, automating the current process of
wastewater treatment technology.
Keywords: Waste water treatment; Automation; PLC.
Nhn bài ngày 15 tháng 01 năm 2019
Hoàn thin ngày 22 tháng 02 năm 2019
Chp nhn đăng ngày 15 tháng 3 năm 2019
Đa ch: Vin T đng hóa KTQS.
Email:
*
maihuyvu@gmail.com.

Preview text:


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 NO -
3 , 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
Kỹ thuật điều khi ển & Điện tử H Hình 1 . Q Quy
y trììnhh côôngg ngghệXLLNT. 2. BÀ ÀI TO OÁN T TỰỰ ĐỘN NG HÓA A QUY Y TTR N H C CÔNG G N NGHỆỆ X XLN NT
Đểể thực hiệện ttự đđộnng h hóaa quuy trìnnh X
XLNTT, ccần cóó sựự thham
m giia ccủa các thhiết bịị điện như bbơm m (bơm
m nnướớc, bơơm bùn), máy thổổi kkhí,, quuạt húút m mùii, m máyy kh huấấy hhóa a
chhất, mááy khuuấyy chhìm
m vàà cáác thiếết bbị đđo thônng số nhưư p pH, DO O, llưuu lưượn g. V Vì là qquáá
trìình xửử lýý liiên tụcc nnên các thiếết bbị đ
điệnn thhư ờờng hooạt độộng luâân phiênn (bbơm m tuuần n hooạt, m
máy thổi khíí, qquạạt hhút, máy khhuấy cchìm
m),, hooặcc ở chhế đđộ ngắn hạn llặp lạii (m máy
y khhuấấy hhóaa chhất, bơơm địn nh ll ượ ợng hóóa cchất, bbơm m bùn)).
Các thhiết bị trrong hhệ tthống có thể hhoạtt độộngg ở 3 chếế độ: Tự độ ộngg ho oànn tooàn,,
báán ttự đđộnng ((tự động từn
ng cônng đoạạn) vàà vậận hhànnh b bằnng tay.. Hệ th
hốnng ttự đđộnng hhóaa
sẽẽ tínnh toáán vvà điề
ều kkhiểển dựa trrênn cáác tthông số côông ng ghệ mongg m muốốn, thuu thhậpp
vàà xửử lý ddữ liệuu, ggiám sát cáác ttrạnng tthái hhoạtt độộngg của thiiết bị, gửửi ccác tham sốố côông g ngghệ và
à trạạngg thhái tthiếết bbị vvề m máyy chhủ SC CAD DA, hooặcc webSSerrverr. N
Nội duungg tựự độộngg hóóa bao gồm: - C
Cácc bơơm nưướcc đưượcc vvận hàành thheo phhao bááo mứ
ức ttronng cácc bbể xxử lý nưước.. M
Mứcc cao choo phépp cảả 2 bơ
ơm cùnng chạạy, mứức ggiữữa ccho phhép 1 bbơm m cchạy, 11 bơm m nnghỉ và đ đảo nhhau sau m mộtt số ố lầần h hoạạt đđộng đư ợ
ợc ccài đặtt sẵẵn. Mức thấấp kkhôôngg
ccho phhép bơơm chạạy đđể bảoo vệệ độngg cơơ. - C
Cácc bơơm hóóa cchấtt hooạt độộng theo chế độ nngắn h
hạn lặpp lạại, đđịnnh lượng hóa cchấtt
thheoo côôngg ngghệệ yêêu ccầuu. - C
Cácc máy khuấyy hóa chất hhoạạt đđộng tự đ
độnng ttheoo chế độ nggắnn hạạn llặp lạii, đđảm m bbảo hóóa cchất đư
ượcc khhuấấy đđềuu. - C Cácc máy khuuấyy chhìm
m hooạtđộộng theeo chếế độ ộ luuân n phhiênn. 2880 Đ
. Q. Đại, …, V. Q. Huy,“Tự động hóa quy trìn h công nghệ xử lý nước … và khu đô th ị.”
Thông tin kh oa học công nghệ
- CCác bơơm bùn lắắngg hooạt độ ộng theeo chếế độ
ộ ngắnn hạạn lặpp lại.
- CCác thôngg số về llưuu lưượng nnướ ớc, hàm m llượ
ợng oxxy hhòaa taan ttronng nước (DO) vàà
ppH đượợc ổn địnnh ttự đđộn
ng ttheo ggiá ttrị cài đặặt trrướớc. - CCác thhông ssố ccôn
ng nnghhệ vvà trạạng tháái ccủaa thhiếtt bịị đưượcc lưưu trữ troongg th hiếtt bịị đđiều u khhiển trunng ttâm m dưới dạạngg w webSerrver. K
Khii đưượcc k ết nnốii interrnett, d dữ lliệuu đđo đ đạcc vàà trạngg th
hái củủa hhệ tthố ng sẽ dễ dààngg đưượcc giiám
m sáát từ xxa ttại nhàà đ điềuu hhành
h, hhoặặc tại SSở Tài ngguyyên n môi ttrường g củủa Thànhh phố.. Tron ng các nnội du
ung saau đđâyy, ttự đđộnng hóaa quy trìnhh cô ôngg nghệệ X XLN NT đưượcc nh hóm m táác g
giả thựực hhiệện nnhờờ một ssố tthuuật ttoán thhựcc thhi trrên n PL LC của SSiem men ns [[5].. 3.. M MỘTT S SỐ TH HUẬT TOÁN VÀÀ G GIẢ ẢI PH HÁP P KKỸ TH HU UẬT T THỰC T HI CÔN NG NG GH HỆ TỰ Ự Đ ĐỘNG G HÓA A X XLNT 3.1. T Thuậtt toán A GR
R011 điềuu khhiểnn hai bơơm ho ạt độnng luân phiên
* Nộội ddunng tthuật toáán: Giiả ssử cầnn điều u khhiển 002 bơm
m PP1,, P2 hhoạtt độngg lu uânn ph hiênn thheo
o thời gian đđặt trưước T. Thhuật tooán điều khiiển AG GR
R01 sửử dụụngg 011 bộộ đđịnh h thời T
TR1 ccó thannh gghi thờời g giann E ET. Thuậtt toán AG
GR001 đượợc thểể hiện trênn hìnhh 2. Hìn
nh 2 . Lưu đđồ tthuậật toán A AGRR01.
* Thhựcc thhi thuuật toán : B Bơm m P1/P2 2 đượ
ợc điềều khiiển lầần lượợt bởi đđầu raa Q0.1/Q0.2 2. Ô
Ô nhớ MD10 lưu trữữ thhời giaan luâân p phiêên T; ô nnhớớ M MD114 lưuu trữ m mộtt nử ửa thờời giann luuânn p phiêên T/22. C
Chưươnng trìnnh bắt đầu bằng viiệc kiểểm traa chế độộ ho oạt động.. N
Nếu hoạt động tự độộng (A AUT TO) chươngg trrìnhh sẽ k khaii bááo Tim mer T TR1
vàà đặặt tthời giian luân ph iênn T vào ôô nhhớ MD D10. Trưướcc 1000m ms, TR R1 đưược khhởi tạoo
bằằngg viiệc xóóa bit nhớ R RESET M M00.3 về 0, cho bbơm
m P1 chạạy, bơơm P22 dừừngg. K Khii TR R1 đếếm lên n thhời giaan T/22 chươ
ơngg trrìnhh sẽẽ đảo bơơm.. Khi TR R1 đđếm m lên đến thờii
Tạp chí Nghiên cứ u KH&CN quân sự , Số Đặc san TĐ H, 04 - 2019 2 281
Kỹ thuật điều khi ển & Điện tử
gian T, chương trình sẽ đặt ô nhhớ R
RESET llên 1 để khởi ttạo lạii Timer, sau đó ttiếp p
tục vvòng lặp. Lậập ttrìnnh tthuật ttoán A AGR001 nnhư ư hìình 3. H Hìn nh 33 . T Thự ực tthi thu uật toáán A AG GR001. 3.2. Thhuậật to oán AAGR
R022 điềuu khhiểnn 2 bơơm hoạt động luâân ph ênn theo mứức nước Hìn
nh 4. Lưu đđồ tthuậật toán A AGRR02 2.
* Nộội dungg thhuậật tooánn: G
Giảả sửử cầần đđiều kkhiểển 002 bơm
m PP1, P22 hooạt độộng dựựa trênn mức nư
ước và luân phiiênn theo thờời ggian
n đặt ttrướớc T. Thuậtt tooán AG GR02 sử dụ ụng 011 bộộ địịnh thời T
TR2 ccó tthannh ghii thhời giaan E ET.. M
Mức nưước thấấp nhấất L L0 khôông g cóó bơm m 2882 Đ
. Q. Đại, …, V. Q. Huy,“Tự động hóa quy trìn h công nghệ xử lý nước … và khu đô th ị.”
Thông tin kh oa học công nghệ
nàào hhoạạt đđộng, mứức nướớc ttrunng bìn nh L L1 sẽ cóó một bơm m hhoạạt đđộnng, mứ ức nướớc ccaoo L2 2 sẽẽ có cả 22 bơ ơm cùùngg ho oạt động.. Trronng A AG
GR002 ccó 2 vvòng lặp. Vòòng g lặặp 11 thhựcc hiện nhhiệm m v vụ nnhư ư trrong A
AGR001, khác ở cchỗỗ thhay vì điềều khiểnn bơ ơm P1/P2 trựcc
tiếếp thì vòòng lặặp n
nàyy thhực hiiện bậật m mộtt bíít nnhớ M
MB00.1 lênn 1, xxóa bítt nhớ M0.22 xu uốnng 00 kkhi bơm P1 ch hạy/bơ
ơm P22 dừừngg và nngưược lại. V
Vònng lặpp 2 kiểểm traa m mứcc nư ướcc ch
ho pphéép vvà rra qquyyết địnnh đđiềuu khiểển b bơm
m trrựcc tiếếp kkhi đến lượtt (hhình h 4)). * Th
hực thii thhuật tooán (hhình h 5)): B Bơm m P P1//P2 lần n lưượtt đư
ượcc điiều khhiểnn bởởi đđầuu raa Q0.1/Q00.2. Ô Ô nhhớ M MD D1 lưuu trữ
ữ thhời giaan luân pphiêên T. Ô Ô nnhớ ớ M
MD22 lưưu ttrữ thờời ggiann
một nnửaa thhời giaan lluân pphiê ên T T/22. M
Mứcc nướcc thhấpp nhhất L00 đọọc ở ở đầu vàoo I0.00. M Mứcc nư ước thấp nhấất L
L1 đđọcc ở đầuu vào I0..1. M
Mứức nư ớớc thấpp nhhất L2 đọọc ởở đầu vàoo I00.2
Hình 5 . Thực thii vòòng lặp 2 củủa thuậật toán điều khhiểnn A AGR R022 . 3.3. TThuậtt toán A GR
R033 điiềuu khhiểnn thiết b hoạ đ ng ở ở chhế đđộ ngắắn hạn lặp lại H
Hìnnh 6. . Lưưu đđồ tthuật ttoán A AGR033.
Tạp chí Nghiên cứ u KH&CN quân sự , Số Đặc san TĐ H, 04 - 2019 2 2833
Kỹ thuật điều khi ển & Điện tử * N Nội du
ung thuuật toán: Giả ssử cầnn điiều khhiển n 011 m
máyy khhuấấy hhóa chhất MK K hhoạtt
độộngg ở chế đđộ nngắắn hạnn lặặp lại,, cóó nghĩĩa llà tronng cchuu kỳỳ T, m
máyy khuấấy hóa cchấtt tro ongg thhời gian TON, khoản
ng thờời ggiann sau TON đđến
n T máy ngghỉ. Thhuậật toánn đđiềuu kh hiểnn A AGR
R033 saau đâyy sửử dụng 01 bbộ đđịnhh thhờii TR R3 có thaanh h ghhi thờii giian ET T. LLưuu đồồ thhuật tooán AG GR
R03 đưược thể hiệnn trêên hhìnnh 6 6. * T Thự
ực thi tthuuật toáán: Mááy khuuấy
y hóóa cchấất đđượợc đđiềuu khhiển bbởi đầuu raa Q Q0.33 Ô Ô nh hớ MD D188 lưưu trữ ữ thhời giaan m
máy kkhuuấy hooạt độnng TON. Ô Ô nnhớ ớ M MD10 lưuu trrữ cchuu
kỳỳ lààm việệc T củủa máy kkhuấy. Th hựcc thhi thhuậật to oánn nhhư hìn nh 77. H Hìn nh 77. T Thự ực tthi thu uật toáán A AG GR003. 3.4. Đ
Điềều kkhiển tự động ổn đ nh các hông ố cô g ng ệ 3.4.1. C
Cấu trúúc ccủaa hệệ điiều khiểnn tựự độ
ộng ổnn địịnhh thôngg sốố côngg nghệệ
Các thôôngg sốố công nnghhệ ccầnn ổnn đđịnhh tựự đđộnng ttronng quy ttrìn nh X XLLNT T làà hhàm m
lượng ooxi hòaa taan ttronng nnướớc DO O, đđộ p pH và lưuu lưượn ng nnướớc tthảải bơm m đii xử ử lýý từừ bểể điều hòa. C
Cấuu trrúc phhần cứứngg củ
ủa hhệ đđiều kkhiểển tự độnng ổn địnnh cácc thhôn ng ssố nnày y giốngg nnhauu, đ đa pphầần ssử dụn
ng độnng cơ khhôngg đồng bbộ xxoaay cchiềều 3 ppha vàà biến tầnn
đểể thhay đổổi tốốc độ bơm (ổn n địịnh lưu lượng, pH
H) hayy tốốc đđộ thổổi kkhí (ổnn địnhh DO)..
Bàài bbáoo trìình bàày ccấuu trú
úc điềều khiển và thủủ tụục tthự ực hhiệnn nhận n dạngg thham m số ố đđiềuu kh
hiểnn đối vớii hệệ điiều khhiểnn tự
ự độngg ổn đđịnhh lư ưu lượợngg. H Hệ ttự đ
độnng đđiềều kkhiểển cácc thôngg số ố khácc được c thhựcc hiện tươ ơngg tự ự.
Hệ đđiềuu khhiển tự đđộnng ổổn địn nh llưu lượng
g sửử ddụng cơ ccấuu ch
hấpp hàànhh là độộng cơ ơ kh hônng đđồnng b
bộ xoay chiiều 3 phaa được đđiềuu kh hiển kkèm
m thheoo biiến tầnn c ó công suấtt tương đđươ
ơng đểể lààm quaay và thaay đổii tốốc đđộ ccánnh bbơm m [[4]. Lưưu lượ ợngg nư ướcc bơm m
ra đưượcc phhảnn hồi nhờờ m
mộtt cảảm biếến lưuu lưượnng bằnng tín hiiệu dòòng điện 4-220m mA A (hìnhh 8)). B
Bộ đđiều kkhiểển ((thườnng là PPID D) đđượ ợc ccài đặt trrongg m
một bộộ điều khiểnn loogicc kh
hả ttrìnnh (ở đâyy làà P PLC C SSiem
menns),, nhhậnn thhônng ssố llưu
u lưượnng đđặt,, nhậnn lư ưu lượợngg ph
hản hồồi từừ đđó sso ssánh, ttínhh tooánn đểể đư
ưa rra ttín hiệệu đđiệnn á p trronng ddải 0-110V VDC đ đếnn 2884 Đ
. Q. Đại, …, V. Q. Huy,“Tự động hóa quy trìn h công nghệ xử lý nước … và khu đô th ị.”
Thông tin kh oa học công nghệ ng gõ vvàoo an
nalog của bbiếnn tầần. Vớới ccách đđiềuu khiểển đđiềuu chế véc-tơơ kkhôông giaan tựaa
từừ thôngg rotor, bbiếnn tầần và độn
ng cơ khhông đđồnng bbộ xxoaay cchiều ba pha ccó đ độnng hhọcc tương tựự n
nhưư độộngg họọc ccủaa độộngg cơ m mộtt chhiềuu [44] – hàm
m truuyềền llà kkhââu ddaoo độộngg bậậc 22. S Sauu khhi k
khi càii đặặt bbiếnn tầần, độn
ng học của hệ điềều khiiển lưuu lưượnng đượ ợc môô tả gầần đ đúnng bbằng hhàm m truyềền củaa khhâu
u quuánn tínnh vớii đầầu vvàoo điiện ápp, đầầu ra ttốc độộ bơ ơm.. H Hìnnh 88 . S Sơ đđồ vòn ng dònng điệện 44-20 0mA đđưaa vàào PPLC. Đối vớii tải bơm
m, lưưu lượợngg raa củủa bbơm
m tỉỉ lệệ thuậnn với ttốcc độ
ộ quuayy nêên khii đưượcc tín
nh chọọn cônng suấất bbơm
m pphù hợợp, để ổnn địịnh lưu lưượnng ta chỉỉ cầần ổổn địnnh ttốc độ ộ củủa bbơm
m nnhờ hệ điều khiiển phhản hồồi kín ccó cấuu trúc như hhìnhh 9. H Hìnnh 99. S
Sơ đđồ cấuu trrúc hệ điềều khiiển tự động ổn địnnh lưuu lư ượnng. 3.4.22. C
Chếế đđộ autto-ttuningg h
hiệuu chỉnnh thaam số bộộ đ
điềuu kkhiểển PID troong PLC C Siemens
Giả ssử điềều kkhiểển ttốc độộ độộngg cơ ơ K KĐB B 3 ph
ha bbằnng bbiếnn tầần vvớii dảải đđầu vàoo đđiệnn áp p 0--10 0VD DC. L
Lưu lưượng lớn nhhất khi độngg ccơ q
quaay hhết tốc đđộ llà 11200m 3/h. C Cảm m
biến lưuu lưượnng ttrả về tínn hiiệu dò òngg điện 4-220m mA A. Đ Đầuu raa củủa m mô đuun aanaalogg PLC C có
ó dảải đđiệnn ápp 0-100VD DC C.
* Chuẩnn hóa thaangg đoo củủa đầuu vào phản hồi (P Processs Value)):
AD 16 bitt, bbit ccó trọ ng số lớn nnhấất (MS
SB)) làà biit ddấu,, dảải ggiá trị đọọc vvề: 215 = = 32 27668 đđơn
n vịị lưượnng ttử. Càài đặt ttron ng cảm
m bbiếnn lưưu lượợngg lớ
ớn nnhấất 11200m3/h tươơng g ứn
ng với tíín hhiệu ddònng điện 2 20m mA
A (3327768 đơơn vị lượợngg tử ử; llưuu lư ượnng nnhỏỏ nnhấtt 0m m3/h tưươnng ứng
g với tín hiệệu ddònng đ điện 44mA A (655
54 đơnn vị lưượnng ttử).. Trrên
n hình 3.9 biểuu diiễn thuậtt tooán hiệệu chỉỉnh giá trị pphản hhồi lưu u lưượnng. Thhựcc
tế chho thấấy, ở ttín hiệệu dòng điện 4m mA, giá trị l ượng
g tử kkhôông hooànn tooànn nhhậnn đư ượcc 65 5544 đơn vị nh hư ttínhh to oánn. D
Do vậyy, đđể có giáá trrị lưượnng tử chíínhh xáác, ngoàii
việc hiểển thị giiá trị đ
đo lườờngg cần hiểển thị thêm
m giiá ttrị lượợngg tửử. K Khii đóó ccần bổổ su
ung thủ tục nhập và hiểển thị giáá trrị lưượnng tử offfsett vàào thuuật toáán hhiệuu chuẩẩn giáá trịị phhảnn hồ ồi.
Thhuậật tooánn hiiệu chhuẩnn giá ttrị pphảản hhồi lưuu lưượnng: Bước 1: Đ
Đọc giá trrị lưượnng tử L LL__AD ttừ đ đầuu và ào ttương tự củaa PPLC C; N
Nạp giá trrị hệ ssố hhiệu u ch huẩẩn; Bước 2: C Chuyểnn đôôi k
kiểuu dữ liiệu từIntt (Inte egerr) ssang D Dint (D Douublle
Tạp chí Nghiên cứ u KH&CN quân sự , Số Đặc san TĐ H, 04 - 2019 2 2855
Kỹ thuật điều khi ển & Điện tử In nteggerr); B Bỏ đ đi g giá trị lưượn ng tử offfsett (g
giá trịị lưượnng ttử ứngg vvới dòng đii ện phản n hồi 44mA);; Bước 3: C Chuyểnn đổổi k
kiểuu dữ liiệu từDIInt san ng Real ; Bước 4: N Nhân ggiá trị lượ ợngg tửử vớới h
hệ ssố hhiệuu chuẩẩn; Bước 5: H
Hiểnn thhị ggiá trị lưuu lưượnng ((giáá trị đo lưườnng); Bước 6: Q Quay vvề B B ướớc 1 1;
* Giaao diệện aautoo-tuuning hiệệu cchỉnh thaam số PID tronng PLC SSiemens [5]] H
Hìnnh 10.. Giaoo diiện hiệệu cchỉnh thaam số PID hhệ đđiều kkhiểển llưu lượng g. P PLC
C củủa hãnng Sieemeenss cuung cấấp m
mộtt côôngg cụụ trrực quuan để hiệu chỉỉnh h tham m sốố
bộộ điiều khhiểnn PID thu
uậnn lợợi (hìnnh 110). T
Thông quua ggiaoo diiệnn auuto--tunning, ccácc thham m sốố PIID được tùy y c hỉn nh đđể đáp
p ứng chất lượợng điều khiểnn mongg m
muốốn. Vìì yêêu cầuu
vềề độộ cchínnh xácc củủa cácc thham m ssố llưu lưượng, DO
O, ááp suấất, … troong hệệ thhốn ng n nàyy kh
hônng qquáá caao, thuuật toáán P PID
D làà một llựa chọn phhù h
hợpp vàà đưượcc sửử dụụng g chhủ yếuu. 4. KẾ ẾT LU UẬN
Tự độộngg hóóa qquáá trìnhh XLN
NT trong các khu đôô thhị và tòòa nhàà cao tần ng llà m mộtt ứn
ng dụnng cụ thểể, pphùù hợ ợp trong lĩnnh v vựcc ch hun ng ccủaa tự ự độộng
g hóóa môôi t rườờngg. G Giảii ph
hápp tựự độộngg hóóa vvà mộột số thuậật ttoán n đđiềuu kh
hiển trrìnhh bày troongg bàài bbáo đãã đưượcc nh hóm m táác giảả hiện thự ực hóa a chho mộột số ttrạm m X XLNT
T ở thàànhh phhố Hàà Nội nhưư K Khuu đô ô thhị m mớii N Nghĩa Đôô, TTòa nhhà M Mandaarinn, T
Tòaa nhà Eccolife, Khhu cônng nghiệệp N Nộii Bàài, TT TTM M Vinncom m Truung Tựự, … … K Kếtt qu
uả xử lý nước,, độộ ổnn đđịnhh củủa hệ thốốngg vàà 2886 Đ
. Q. Đại, …, V. Q. Huy,“Tự động hóa quy trìn h công nghệ xử lý nước … và khu đô th ị.”
Thông tin khoa học công nghệ
chi phí vận hành cho thấy việc ứng dụng công nghệ tự động hóa trong lĩnh vực xử
lý môi trường mang lại hiệu quả thiết thực. Ngoài việc ứng dụng trực tiếp vào hệ tự
động hóa quy trình XLNT, một số thuật toán đề xuất còn có thể được áp dụng để
điều khiển thiết bị điện trong các hệ thống tự động hóa khác. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt (2008) - QCVN 14:
2008/BTNMT, Tổng cục môi trường, Bộ Tài nguyên môi trường.
[2]. Trịnh Xuân Lai (2009), “Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải”, NXB Xây dựng.
[3]. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2008), “Xử lý
nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình”, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
[4]. Đào Hoa Việt (2005), “Phân tích và tổng hợp hệ thống truyền động điện tự
động”, Học viện KTQS.
[5]. Siemens, “Teleservice of a S7-1200 with Telecontrol Server Basic V3 and CP
1242-7 GPRS V2 (Set 33)”, Application example, Entry ID: 56720905, Entry date: 10/26/2016. ABSTRACT
TECHNOLOGY PROCESS AUTOMATION OF WASTE WATER
TREATMENT IN HIGH-RISE BUILDINGS AND URBAN AREAS
The treatment of domestic wastewater in urban areas and high-rise buildings
today is an urgent issue. Wastewater treatment station (WTP) handles all black
and gray water to meet the standards of Ministry of Natural Resources and
Environment (QCVN 14: 2008 / BTNMT) before discharging into the city's
general drainage system. The automated wastewater treatment system will
ensure technological parameter requirements and management and data
monitoring requirements, increasing water treatment efficiency, reducing labor
and operating costs. This paper presents automation solutions and some control
algorithms implemented on Siemens PLC, automating the current process of
wastewater treatment technology.
Keywords: Waste water treatment; Automation; PLC.
Nhận bài ngày 15 tháng 01 năm 2019
Hoàn thiện ngày 22 tháng 02 năm 2019
Chấp nhận đăng ngày 15 tháng 3 năm 2019
Địa chỉ: Viện Tự động hóa KTQS. *Email: maihuyvu@gmail.com.
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san TĐH, 04 - 2019 287