Tài liệu Nghiên cứu, thiết kế hệ thống tự động xử lý nước thải đổ ra sông phú lộc, thành phố đà nẵng và chế t

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐỔ RA SÔNG PHÚ LỘC, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG
VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH.


RESREACH, DESIGN AUTOMATIC SYSTEM WASTEWATER TREATMENT PHÚ
LỘC RIVER, ĐÀ NẴNG CITY AND FABRICATE MODEL






TÓM TẮT
Xử lý nước thải sinh hoạt là vấn đề cấp thiết đối với các đô thị lớn nói chung và thành phố Đà Nẵng nói riêng. Với quận Thanh Khê lâu nay nước thải được đổ trực tiếp ra biển thông qua sông Phú Lộc làm ô nhiễm môi trường biển của vịnh Đà Nẵng. Bởi vậy hiện tại chúng ta rất cần một hệ thống xử lý nước thải để đảm bảo môi trường trong sạch cho sông Phú Lộc và vịnh Đà Nẵng. Để giải quyết vấn đề trên cần nhiều hạng mục khác nhau, trong nội dung bài báo này tập trung nghiên cứu thiết kế phai chắn, van lật và chế tạo mô hình điều khiển tự động xử lý nước
thải. Đây là đề tài mang tính thực tế cao có thể áp dụng ngay vào thực tế xử lý nước thải cho
thành phố.


ABSTRACT
Wastewater treatment is a critical problem for large urban areas in general and in particular the Đà Nẵng city. At Thanh Khe district, wastewater has been pouring directly into the beach through Phu Loc river. It has been polluted marine environment. Therefore in fact we need a wastewater treatment system to ensure a clean environment for Phu Loc river and Gulf of Da nang. To solve this problem we need to many different categories, the contents of this article focused
on the research, design stoplog groove, flapgate and fabricate wastewater treatment automation control model. This is high practical article. It can apply immediately to real wastewater
treatment system for the city.


1. Đặt vấn đề


Xử lí nước thải luôn là bái toán khó cho các đô thị ở nước ta hiện nay. Với thành phố Đà Nẵng hiện tại, việc đầu tư xây dựng một nhà máy xử lý nước thải lớn để xử lý toàn bộ nước thải và nước mưa đổ ra vịnh Đà Nẵng cần vốn đầu tư rất lớn. Để để phù hợp với điều kiện kinh tế của thành phố, ta chỉ giải quyết việc xử lý nước thải sinh hoạt khi không mưa và mưa nhỏ. Bởi vì khi mưa lớn nước thải đã được pha loãng khi đổ ra biển ít gây ảnh hưởng tới môi trường.


2. Mô tả hệ thống giếng tách


2.1. Cấu tạo
Cấu tạo của hệ thống giếng tách được thể hiện trên hình 1.






















mat duong



muc cao


muc thap




muc can















Hình 1: Cấu tạo của hệ thống giếng tách.
1: Cống thu; 2: Lưới chắn rác; 3: Cảm biến thủy lợi; 4: Van lật; 5: Trục vit me; 6: Sàn thao tác
7: Động cơ; 8: Phai chắn; 9: Giếng thu; 10: Ống hút.
2.2. Nguyên tắc hoạt động
Nước thải của khu vực sau khi thải ra chảy theo các kênh dẫn đến cống thu (1), qua lưới chắn rác (2) và đến giếng thu (9).
Khi không mưa hoặc mưa nhỏ mực nước trong giếng thu nằm dưới mức cao của cảm biến thủy lợi (3) van lật (4) tự động đóng lại do chênh lệch về mực nước giữa giếng thu và cửa xả. Đồng thời bộ điều khiển xuất tín hiệu bật động cơ (7) dẫn động qua vitme
(5) để đóng phai chắn (8) lại và gửi tín hiệu cho trung tâm điều độ (TTĐĐ) để mở bơm hút nước thải về hồ tập trung để xử lý. Trong trường hợp nước trong giếng thu xuống dưới mức cạn của cảm biến thủy lợi (3) thì bộ điều khiển tại TTĐĐ tự động ngắt bơm để bảo vệ bơm.
Khi mưa lớn nước đổ về giếng thu nhiều mực nước trong giếng dâng lên cao vượt qua mức cao của cảm biến thủy lợi (3), bộ điều khiển tại chỗ nhận tín hiệu từ cảm biến này gửi về TTĐĐ để ngắt bơm. Van lật (4) sẽ mở ra bởi sự chênh lệch mực nước giữa giếng thu và cửa xả, đồng thời bộ điều khiển tại chỗ xuất tín hiệu điều khiển động cơ nâng phai chắn lên chấp nhận cho nước mưa và nước thải chảy thẳng ra sông mà không hút về
xử lý.


Khi hết mưa mực nước trong giếng thu dần hạ xuống dưới mức thấp của cảm biến thủy lợi (3), van lật (4) sẽ đóng do mực nước ngoài cửa xả lớn hơn mực nước trong giếng thu. Bộ điều khiển tại chỗ xuất tín hiệu điều khiển động cơ hạ phai chắn xuống đóng cửa xả lại đồng thời gửi tín hiệu về cho TTĐĐ mở bơm hút nước về hồ tập trung để xử lý.
Cứ như vậy hệ thống hoạt động một cách tự động tùy theo sự thay đổi mực nước trong giếng thu.
2.3. Các thiết bị
Các thiết bị hoạt động trong môi trường nước nên các thiết bị được chế tạo bằng vật





liệu chống ăn mòn.


Phai chắn:
Phai chắn được biết tới như là cửa đóng tuyệt đối cho hệ giếng tách. Được thiết kế cụ thể như trên hình 2.



8 7 6
M






K





Gioang cao su ?ng



5





C2 C2

4
C2 C2 C2



3




2
J


1


K


Bánh xe cao su
I


J






Hình 2: Hệ phai chắn.
1: Cửa phai. 2: Khe phai. 3: Trục vít me. 4: Sàn thao tác.5: Thanh Công tac. 6:Khung đỡ. 7:Lan can bảo vệ. 8: Bộ dẫn đông phai chắn.
Cửa phai (1) trượt lên xuống trong khe phai (2) được che kín khít bởi hệ gioăng củ tỏi cùng bánh xe cao su dẫn động bỡi hệ trục vít me đai ôc (3) cùng hộp tốc độ và động cơ
Trong quá trình nâng hạ nếu cửa phai bị kẹt thì hệ truyền động phải được ngưng kịp thời điện vào động cơ phải được ngắt để đảm bảo an toàn cho động cơ và các cơ cấu.


3. Thiết kế hệ thống điều khiển mô hình


3.1. Thiết bị điều khiển
PLC S7-200 của hãng Siemens là loại PLC thông dụng, giá thành thấp, làm việc ổn định, dễ lập trình có thể kết nối mạng với nhau, có thể mở rộng được nên rất phù hợp với hệ thống trên. Mô hình sử dụng bộ điều khiển chủ yếu là PLC S7-200, do kinh phí có hạn nên sử dụng thêm một mạch vi điều khiển nhỏ để đáp ứng thêm tín hiệu vào ra cho mô
hình.


Hệ thống được thiết kế có 2 chế độ điều khiển manual và auto: