hệ thống tự động xử lý nước thải

do kỹ sư vận hành quyết định).
Nước thải sau khi được xử lý tại bể hiếu khí sẽ tràn sang bể lắng đứng. Tại đây sử dụng phương
pháp lắng trọng lực. Trong nước thải vào các bể này chứa bùn hoạt tính là sản phẩm của quá trình
phân giải của vi sinh tại bể hiếu khí. Bùn hoạt tính có dạng bông màu vàng nâu, dễ lắng, kích thước
từ 3 đến 5µm. Những bông này gồm các vi sinh vật sống và chất rắn (40%). Vi sinh bao gồm vi
khuẩn, động vật bậc thấp, dòi, giun, nấm men, nấm mốc, xạkhuẩn, [4], một phần bùn được đưa
quay trở lại bể hiếu khí để bảo đảm đủ lượng vi sinh cần thiết. Bể lắng có thể tích thiết kếđủ lớn để
nước được lưu trong đó vài giờ, đủ thời gian cho quá trình lắng, do đó có thể xả bùn và ép bùn liên
tục (luôn bật máy gạt bùn M2, bơm hút bùn SP và máy ép bùn D). Các van tay V4, V5 được mở
trước ở các độ mở nhất định, các mức mở này do kỹ sư vận hành thực hiện nhằm đảm bảo sự cân
bằng giữa thức ăn và vi khuẩn hiếu khí.
Đánh giá trình độ công nghệ tựđộng hoá xử lý nước thải nhà máy bia
Trên cơ sở khảo sát công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia nói trên chúng tôi đưa ra đánh giá như
sau:
. Công nghệ có khả năng cho phép chất lượng nước đầu ra đạt TCVN theo đúng quy
định (TCVN 7221:2002, TCVN 5945:1995)
. Công nghệ chưa áp dụng tựđộng hoá, việc giám sát điều khiển được thực hiện thủcông
dẫn tới độổn định, tin cậy thấp
. Hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội chưa cao.

Thống kê các thiết bịđiện hiện có trong dây chuyền công nghệ XLNT
Bảng 1 Danh mục thiết bịđiện hiện có
TT Tên thiết bị Thông số kỹ thuật chính
1 Bơm nước P1, P2, P3 Công suất 5.5 KW
2 Bơm bùn SP Công suất 2.2 KW
3 Máy thổi khí B Công suất 15 KW
4 Máy khuấy M1 Công suất 2.2 KW; 60 rpm
5 Máy ép bùn D Công suất 15 KW
6 Máy gạt bùn M2 Công suất 5.5 KW; 0.2rpm
7 Bơm hoá chất DP Công suất 0.5 KW
8 Van điện từ V1, V2 Nguồn cấp 220V AC

D
BÙN KHÔ
MÁY ÉP BÙN
Hình 1
Sơđồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia hiện tại
2. Khả năng áp dụng tựđộng hoá xử lý nước thải nhà máy bia
Tại nhiều quốc gia có nền công nghiệp phát triển cao (Mỹ, Nhật, Đức, Anh, Pháp, ), các hệ
thống xử lý nước thải công nghiệp đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng từ lâu. Nhiều hãng hàng
đầu trong lĩnh vực này như USFilter, Aquatec Maxcon, Hunter Water Corporation(HWC), Global
Industries.Inc đã đưa ra các giải pháp công nghệ tiên tiến xử lý nước thải. Hầu hết các công nghệ
hiện đại ngày nay đều được tựđộng hoá cao, nhờđó đảm bảo năng suất, chất lượng, hiệu quả như
mong muốn.
Tại Việt Nam đã có những nhà máy xử lý nước thải hiện đại, sử dụng hoàn toàn hoặc phần lớn
các công nghệ của nước ngoài do đó mức độ tựđộng hoá cao, tuy nhiên giá thành đắt, nhiều công
nghệ không mang tính mở nên khó làm chủ hoàn toàn, chi phí nâng cấp, bảo trì rất lớn.
Qua khảo sát kết hợp nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống xử lý nước thải trong và ngoài nước,
chúng tôi khẳng định rằng chúng ta hoàn toàn có thể tự thiết kế và xây dựng một hệthống tựđộng hoá
hiện đại cho dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia. Bên cạnh đó, chính nhờ phát huy tối đa nội lực
trong nước chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống sẽ giảm đáng kể.
Mức độ tựđộng hoá chủ yếu phụ thuộc vào khả năng đầu tư của nhà máy, song một thiết kế hợp lý
dựa trên các chuẩn quốc tế mở sẽ cho phép linh hoạt khi lựa chọn cấu hình hệ thống cũng như nâng
cấp mức độ tựđộng hoá và mở rộng hệ thống một cách dễ dàng trong tương lai.
Hệ thống tựđộng hoá sẽ cho phép giám sát điều khiển tất cả các công đoạn xử lý nước thải từ một
Trung tâm điều khiển. Để làm được điều này cần trang bị thêm các thiết bịđo lường, điều khiển và
xây dựng thêm một số chức năng cần thiết đối với hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải hiện đại. Các
thiết bịđo lường, điều khiển nói chung rất sẵn có tại Việt Nam với nhiều đại diện của các hãng lớn
như Endress+Hauser, Yokogawa, Siemens, Đây là một thuận lợi khi xây dựng hệ thống tựđộng
hoá.
Tóm lại:
Tựđộng hoá cho xử lý nước thải nhà máy bia là hoàn toàn khả thi về kỹ thuật và kinh tếtrong
điều kiện Việt Nam hiện nay.
II. NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TỰĐỘNG HOÁ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
1. Mục đích áp dụng tựđộng hoá xử lý nước thải
Tựđộng hoá xử lý nước thải là điều cần thiết nhưng cũng không cần phải chạy đua theo mốt, mà
phải phân tích rõ mục đích của tựđộng hoá và đặc biệt phải chú ý: vì sao phải tựđộng hoá và cho
ai?[1]
Cải thiện điều kiện làm việc: Mục đích đầu tiên của tựđộng hoá là phải loại bỏ công việc lặp lại và
khó nhọc cho việc vận hành, ví dụ: liên tục theo dõi, kiểm tra nhiều thông số công nghệ, tắt bật cơ
cấu chấp hành, ghi chép số liệu, sự cố, Tựđộng hoá và giám sát bằng máy tính làm tiện lợi thêm
khả năng khống chế từ xa một số lượng lớn các thông tin, đơn giản hoá nhiệm vụ khai thác, giám sát
và quản lý.[1]
Nâng cao hiệu quả của thiết bị: Trước hết ta có thể cải thiện chất lượng xử lý nước bằng các thiết
bịđo và điều chỉnh . Ví dụ nhưđịnh lượng chất phản ứng, mức độ ô xy hoá, kiểm tra nhiệt độ các bể
phản ứng…Tựđộng hoá quá trình cho phép giải phóng con người và làm tăng tốc độ tin cậy của hệ
thống. Nhưng mục tiêu quan trọng là nâng cao độ chắc chắn vận hành của thiết bị có tính đến các
tiêu chuẩn độ tin cậy qua việc nghiên cứu các sự cố vận hành. Nghĩa là dự phòng các phương án để
thiết bị có thể làm việc liên tục trong trường hợp bịhỏng hóc một bộ phận nào đó bằng cách đưa
tựđộng các thiết bị dự phòng vào làm việc và giải quyết hỏng hóc. Tựđộng hoá cho phép việc nghiên
cứu thống kê các dữ liệu đã thu được, mở ra con đường tối ưu của việc xử lý.[1]
Tăng năng suất lao động: Tựđộng hoá nhằm nâng cao năng suất bằng cách giảm chi phí vận hành.
Ta cũng có thể tối ưu hoá giá thành năng lượng chi phí hàng giờ và chi phí vật liệu. Giảm nhân công
vận hành và giảm công việc bảo dưỡng cũng cho phép giảm giá thành.[1]
Trợ giúp việc giám sát: Nó bao gồm việc lắp đặt bộ biến đổi, phát hiện báo động, đặt các phương
tiện ghi các dữ liệu và truyền đi xa cho đến nơi giám sát bằng máy tính. Tựđộng hoá không có mục
đích riêng, mức độ phức tạp của thiết bị phải đáp ứng điều kiện của nhà máy và đối tượng xử lý.
Tựđộng hoá chỉ xem như một bộ trợ giúp, không ép buộc. Một trong những hậu quả của một hệ
thống tựđộng không chắc chắn là khi “mất nhớ” nó không tiếp xúc trực tiếp được với quá trình công
nghệđược nữa. Tuy nhiên những ưu điểm của nó quá rõ ràng nếu thiết bịđược một chuyên gia về xử
lý nước thải thiết kế và vận hành thực hiện.[1]
2. Yêu cầu và cơ sở xây dựng hệ thống tựđộng hoá
Hệ thống tựđộng hoá có thể chia làm hai phần: hệ thống thông tin và hệ thống điều khiển.
Hệ thống thông tin có nhiệm vụ thực hiện các chức năng thông tin. Các chức năng này cho phép
giám sát quá trình công nghệ: cụ thể là thu thập, bảo quản, thống kê và ghi lại các thông tin đã diễn
ra của quá trình điều khiển, cần cho dự báo trước các tình huống sự cố hay thông tin về sự thay đổi
yêu cầu đặt trước của quá trình[1].
Hệ thống điều khiển dùng để tạo ra và thực hiện các tác động điều khiển dựa trên các nguyên lý
điều khiển các đại lượng phụ thuộc của quá trình công nghệ; thực hiện điều khiển
tối ưu; bằng các phương tiện tựđộng thực hiện các thao tác logic và theo chương trình đối với các
phần tử phân tán (điều khiển phân tán các cơ cấu chấp hành , các liên động sự cố, khởi động và dừng
hệ thống máy ).[1].
Đối với mỗi hệ thống tựđộng điều khiển quá trình công nghệ không nhất thiết phải thực hiện tất cả
các chức năng kể trên. Một số các chức năng không thích hợp với đối tượng công nghệ này lại có thể
thích hợp với đối tượng công nghệ trong hệ thống điều khiển ở mức cao hơn. Hệ thống tựđộng điều
khiển quá trình công nghệ thực chất là điều khiển tập trung quá trình đó nhờ các phương tiện kỹ
thuật điều khiển tựđộng.[1].
Vấn đềđo lường từ xa các thông số của hệ thống công nghệ là rất quan trọng. Các thông sốcần đo
có thể kểđến như: mực nước trong các bể chứa, trong các buồng đầu vào công trình, lưu lượng, các
chỉ số chất lượng nước như pH, T, DO, Các thiết bị cho tín hiệu từ xa giúp người điều khiển nhìn
nhận được toàn cảnh về trạng thái làm việc của các thiết bị. Các thiết bị hiện trường truyền về Trung
tâm điều khiển các tín hiệu sau đây: tín hiệu về tắt sự cố, vềhỏng hóc các thiết bịđiều khiển hay của
các thiết bị phụ trợ (quạt, máy bơm ), giá trị sự cốcủa các thông số công nghệ, sự trục trặc điều tiết
chất phản ứng [1].
Các phòng trong Trung tâm điều khiển thường được sắp xếp liền kề nhau, phòng có diện tích lớn
là phòng điều khiển chính có đặt các tủ nhiều thiết bị có bàn ghế của người vận hành. Đằng sau tủ là
các bộ phận cung cấp nguồn, điều khiển xa và các đầu vào của cáp. Trong Trung tâm điều khiển, các
tủ, trạm đặt thiết bịđiều khiển cần được sắp xếp như thế nào đểngười điều khiển từ chỗ ngồi làm việc
có thể bao quát được tất cả các dụng cụđo lường và các tín hiệu. Kết cấu các tủ và trạm điều khiển
yêu cầu phải đơn giản nhưng cho khả năng lắp ráp dụng cụ một cách dễ dàng hoặc có thể thực hiện
đổi chỗ chúng khi cần thiết. Trên sơđồbằng các ký hiệu tương ứng làm tái hiện lại các tín hiệu truyền
từ xa, đánh dấu trạng thái tác động của các máy bơm, của khoá van, của các cầu giao dầu và các thiết
bị khác. Bằng sự thay đổi màu sắc, ánh sáng và kim quay chỉ trạng thái của đối tượng. Khi có các tín
hiệu cảnh báo, báo động cần cho ánh sáng đèn nhấp nháy [1].
Với tiến bộ không ngừng của khoa học công nghệ tựđộng các phương tiện điều khiển ngày một
hiện đại hơn, có độ chắc chắn, tinh vi trong công tác lại có kích thước thu nhỏ. Rất tiện ích về nhiều
mặt. Điều đó đạt được khi các quá trình công nghệđược điều khiển bằng các thiết bị vừa tính toán
vừa điều khiển lại vừa có khả năng tựđộng lập trình gọi là thiết bị tựđộng lập trình công nghiệp (máy
tính PC và các thiết bị tựđộng khả trình PLC) và chúng được lắp đặt làm việc trong mạng riêng gọi
là mạng công nghiệp. Nhờ có mạng truyền thông công nghiệp mà điều hành, quản lý giám sát một
nhà máy, xí nghiệp nói chung hay một quá trình công nghệ nói riêng thu được nhiều kết quả tốt
hơn [1].
Chúng ta cũng biết rằng công nghệ làm sạch nước thải rất phức tạp, vì trong đó có nhiều quá trình
khác biệt nhau xảy ra… Mặt khác các quá trình đó về phương diện công nghệ cũng còn nhiều vấn đề
chưa được nghiên cứu thấu đáo. Nước thải là một môi trường luôn thay đổi về thành phần cấu tạo
bởi các hợp chất và lưu lượng: lại có độẩm, độ kết dính, độ ô xít hoá, nhiệt độ biến đổi nên gây nhiều
khó khăn phức tạp cho việc áp dụng tựđộng hoá. Cụ thể nhưta không thể sử dụng các thiết bị tựđộng
đã sản xuất hàng loạt lưu hành trên thị trường nhưcho tựđộng hoá các môi trường bình thường khác,
mà phải chọn các thiết bị tựđộng hoá chuyên sử dụng cho tựđộng hoá ở môi trường đặc biệt như
nước thải. Các loại cảm biến này phải chống chọi được những ảnh hưởng khắc nghịêt của môi
trường ô xy hoá cao, có độđậm đặc các loại rác bẩn vô cơ và hữu cơ, có thể có nhiệt độ cao….[1].
Với một đối tượng luôn thay đổi là nước thải (lưu lượng, mức độ bẩn, nồng độ các chất bẩn,
lượng bùn hoạt tính…), lại có những hạn chế về phía công nghệ nên việc đưa công trình vào làm
việc ở chếđộ tối ưu về cả kỹ thuật lẫn kinh tế là một nhiệm vụ nan giải. Vì vây, khi tựđộng hoá các
quá trình xử lý nước thải, chếđộ công nghệ luôn cần được dịch chỉnh sao cho theo sát gần với các
điều kiện thay đổi của môi trường. Như vậy nhiệm vụ của tựđộng hoá các công trình xử lý nước thải
đã được hiện ra rõ nét là: tổ chức việc điều khiển, kiểm tra, bảo vệ, cho tín hiệu tựđộng về sự làm
việc của các công trình công nghệ từ một Trung tâm điều khiển sao cho công trình xử lý nước thải có
hiệu quả cao. Tuỳ thuộc vào qui mô của trạm xử lý (công suất thiết kê, kết cấu của công trình) và đặc
tính của nước thải cần xử lý mà chọn khối lượng và mức độ tựđộng hoá cho phù hợp về mặt kinh tế
(tựđộng hoá từng phần hay toàn phần).[1].
Trong các trạm điều khiển được trang bị nhiều sơđồ của quá trình công nghệ xử lý nước thải. Các
sơđồ này phải chỉ rõ được trạng thái làm việc của tất cả các công trình, máy móc mà nó điều khiển
(trạng thái "làm việc", "dừng máy", hay "sự cố"). Ngoài ra các sơđồđó phải cho khả năng theo dõi dễ
dàng các tín hiệu; đơn giản hoá và giảm các sai sót trong việc điều khiển. Để tiện cho việc theo dõi,
kiểm tra công tác của các thiết bị máy móc, ở các trạm điều khiển đặt cách xa công trình nên sử dụng
thiết bị truyền hình công nghiệp [1].
Ngày nay khoa học công nghệ mỗi ngày một phát triển. Trong việc áp dụng tựđộng hoá vào việc
điều khiển, kiểm tra, bảo vệ các công trình công nghệđã gặt hái được những thành quảđáng ca ngợi.
Trong các hệ thống điều khiển người ta đã sử dụng các block logic hay các máy tính điện tử có thiết
bịđo lường từ xa các thông tin ở dạng tín hiệu tương tự hoặc dạng số rất tiện ích, đã có các thiết bị
gọi là thiết bị tựđộng lập trình công nghiệp ra đời (API) hơn hẳn các bộđiều chỉnh trước đây, có khả
năng tính toán và điều khiển; có thể kết nối với đối tượng điều khiển qua các cảm biến điện tử có độ
tin cậy cao với cơ cấu chấp hành và các thiết bị ngoại vi khác (màn hình, phím lập trình, thẻđiện tử,
mạng thông tin…). Cũng đã có các API có khả năng điều khiển quá trình đồng thời với nhiều thông
sốđầu vào biến đổi với các qui luật khác nhau. Các API có khả năng làm việc trong điều kiện khắc
nghiệt về môi trường. Sự xuất hiện của thiết bị tựđộng lập trình công nghiệp đã mở ra những triển
vọng tốt đẹp trong việc áp dụng tựđộng hoá vào điều khiển các công trình xử lý nước thải [1].

3. Thiết kế các chức năng hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải
Đểđạt được mục đích cũng nhưđáp ứng các yêu cầu nói trên, hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải
cần có những chức năng cơ bản sau đây:
a) Điều chỉnh tựđộng
Điều chỉnh tựđộng là sử dụng các thiết bị tựđộng để tác động lên quá trình công nghệ cần điều
khiển theo một chếđộ làm việc đã định sẵn. Mỗi quá trình công nghệ xảy ra trong đối tượng điều
chỉnh được đặc trưng bởi một hay vài đại lượng. Một sốđại lượng được duy trì không đổi, một sốđại
lượng khác được thay đổi trong giới hạn cho trước nào đó.[1]
Đây là một trong những chức năng quan trọng nhất quyết định đến mức độ tựđộng hoá. Trong dây
chuyền xử lý nước thải nhà máy bia có ba khâu điều chỉnh tựđộng là điều chỉnh pH tại Bể trung hoà,
lưu lượng nước vào Bể kỵ khí và DO tại bể hiếu khí.
b) Giám sát điều khiển có khoảng cách hoặc từ xa
Nếu điều khiển bằng tay trực tiếp tại chỗ người vận hành có thể phải tiếp xúc với môi trường độc
hại, đi lại khó khăn và tốn thời gian. Mặt khác nhiều trường hợp, ví dụ như sự cốhoặc mất điều khiển
tựđộng, đòi hỏi điều khiển tay phải kịp thời và đồng bộ, ví dụ như dừng nhanh nhiều máy bơm đặt
tại nhiều vị trí khác nhau, điều khiển cùng lúc nhiều quá trình có liên quan hệ quả với nhau. Để làm
được điều này hệ thống tựđộng hoá phải có chức năng điều khiển có khoảng cách, cụ thể là điều
khiển từ Trung tâm đặt cách dây chuyền công nghệmột khoảng cách nhất định (hàng chục đến hàng
trăm mét).
Điều khiển từ xa qua mạng LAN, WAN cũng là một chức năng không thể thiếu hiện nay trong
nhiều hệ thống tựđộng hoá nói chung và xử lý nước thải nói riêng. Giám sát, điều khiển, trao đổi dữ
liệu từ xa là nền tảng cho việc xây dựng hệ thống điều hành sản xuất MES (Manufacturing
Execution System) nhằm đem lại hiệu quả kỹ thuật, kinh tế, xã hội một cách toàn diện. MES tạo ra
một cầu nối thông suốt hai chiều giữa khối quản lý và sản xuất, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất từ
khâu hoạch định kế hoạch đến khâu sản xuất ra thành phẩm cuối cùng, cung cấp các chức năng lập
kế hoạch; quản lý nhân lực, thiết bị, nguyên vật liệu; theo dõi quá trình sản xuất, chất lượng sản
phẩm, sự cố máy móc,
Ngoài ra, điều khiển từ xa còn cho phép giảm đáng kể số lượng chuyên gia công nghệ, kỹthuật
cần thiết cho vận hành, bảo trì hệ thống tựđộng hoá. Một nhóm chuyên gia có thểđiều hành cùng lúc
cả mạng lưới các nhà máy xử lý nước thải tại nhiều nơi trong thành phố, nhiều tỉnh mà không cần
đến tận nơi. Đặc biệt, ngày nay mạng Internet toàn cầu đã rút ngắn khoảng cách về không gian và
thời gian khiến cho khó ai có thể tin được từ cách xa hàng nghìn km vẫn có thể giám sát, điều khiển
thậm chí chuẩn đoán, sửa lỗi, nạp lại chương trình cho thiết bịđiều khiển từ bất kỳđịa điểm nào trên
thế giới, nhưng đó là sự thực!!!
Hệ thống tựđộng hoá xử lý nước thải nhà máy bia có chức năng giám sát điều khiển có khoảng
cách (từ Trung tâm điều khiển) và từ xa (qua mạng LAN hoặc Internet) các máy bơm, máy khuấy,
máy gạt bùn, ép bùn, thổi khí, van điện từ và các thông số công nghệ
c) Hiển thị thông số công nghệ
Chức năng này giúp cho việc theo dõi, giám sát các thông số chất lượng nước, trạng thái thiết bị,
sự cố một cách thuận tiện, dễ hiểu đối với người vận hành. Việc hiển thịđược thiết kế hợp lý về màu
sắc, bố trí các cửa sổ, kiểu thể hiện. Màu sắc không quá loè loẹt, dùng các gam màu dịu không gây
mỏi mắt khi nhìn lâu. Cảnh báo, báo động bằng đổi màu và nhấp nháy liên tục để gây sự chú ý. Kiểu
thể hiện đa dạng : kiểu số riêng biệt, kiểu bảng thống kê, kiểu đồ thị trực tuyến (online trend).
d) Cấu hình hệ thống
Chức năng này dùng đểđặt và thay đổi các tham số công nghệ cho hệ thống tựđộng hoá, chủ yếu
là các giá trị chủđạo (setpoint), ngưỡng cảnh báo sớm, ngưỡng báo động. Các tham sốđặt sẽđược
truyền từ PC xuống thiết bịđiều khiển sau đó lại được truyền ngược lại PC đểso sánh, nếu thấy
không trùng nhau thì báo động, trái lại chứng tỏ rằng việc truyền và xử lý dữ liệu chính xác, đường
truyền và thiết bịđiều khiển không có sự cố. Chức năng này nâng cao độ an toàn (fail-safe) của hệ
thống.
e) Bảo vệ tựđộng
Bảo vệ hệ thống máy móc, đường ống và các đối tượng khác khỏi các sự cốđược thực hiện bởi
các thiết bị chuyên dụng để ngắt các bộ phận bị sự cố. Ngoài ra các thiết bị tựđộng
còn thực hiện chức năng liên động tựđộng, cho phép bảo vệ các thiết bị máy móc khỏi nguy hiểm do
thao tác nhầm lẫn của người vận hành. Ta phân biệt hai loại liên động: liên động sựcố và liên động
cấm chỉ.
Liên động sự cố dùng đểđiều khiển bảo vệ (ví dụ: điều khiển dừng) một nhóm máy móc thiết bị
có liên quan khi sự cố xảy ra
Liên động cấm chỉ loại trừ khả năng điều khiển sai, không đúng trình tự có khả năng gây sự cố.
f) Cảnh báo/Báo động
Chức năng được thực hiện bằng còi, đèn nhấp nháy trên bàn điều khiển hoặc biểu tượng nhấp
nháy trên PC, hiển thị thông báo dạng chữ trên PC, gửi tin nhắn tới điện thoại di động của những
người có trách nhiệm thông qua dịch vụ tin nhắn SMS. Hệ thống đưa ra cảnh báo khi giá trị thông số
vượt ngưỡng cảnh báo sớm hoặc thông số vượt ngưỡng báo động trong giai đoạn quá độ của quá
trình điều khiển. Báo động được đưa ra khi thông số vượt ngưỡng báo động liên tục trong khoảng
thời gian nhất định (lớn hơn thời gian điều chỉnh ngầm định) hoặc báo động sự cốđường truyền, sự
cố thiết bịđiều khiển, cơ cấu chấp hành, báo động sựcố cảm biến. Sự khác biệt giữa cảnh báo và báo
động ở chỗ: cảnh báo tự mất đi khi thông sốhết vượt ngưỡng, trái lại báo động sẽ tồn tại cho đến khi
người vận hành xử lý xong sự cố và tự quyết định xoá bỏ trạng thái báo động. Như vậy mức độ cần
chú ý của người vận hành đối với báo động phải cao hơn cảnh báo.
g) Lưu trữ, báo cáo thống kê
Lưu trữ và lập báo cáo thống kê dữ liệu về thông số chất lượng nước, trạng thái hoạt động, sự cố,
thời gian hoạt động của máy móc thiết bị, tổng lượng nước đã xử lý, lượng hoá chất đã dùng, danh
sách người đã vận hành, bộ tham số công nghệđã thay đổi và nhiều thông tin khác cần thiết cho các
chuyên gia công nghệ, kỹ thuật và các nhà quản lý trong việc điều chỉnh đểđạt chếđộ làm việc tối ưu;
phát hiện, dự báo sự cố; bảo trì thay thế kịp thời máy móc thiết bị; điều hành sản xuất và tính toán
hiệu quả kinh tế.
Một số chức năng mở rộng trong tương lai
h) Điều khiển dự phòng
Sự cố của hệ thống tựđộng có thể gây ra những tổn thất vô cùng lớn (do chi phí khởi động lại, do
dẫn đến hỏng thiết bị, hỏng sản phẩm, ), thậm chí gây nguy hiểm tới tính mạng con người. Trong
dây chuyền xử lý nước thải nhà máy bia bằng phương pháp sinh học, vi khuẩn nếu bị chết sẽđòi hỏi
nhiều thời gian và kinh phí để phục hồi, mặt khác nếu thiết bịđiều khiển bị hỏng thì phải điều khiển
tay, khó chính xác, do đó điều khiển dự phòng là cần thiết để nâng cao độ tin cậy của hệ thống điều
khiển. Xây dựng hệ thống có điều khiển dự phòng sẽ làm tăng chi phí đầu tư ban đầu, nhưng với lựa
chọn giải pháp hợp lý cùng với thiết kế ban đầu có khả năng mở rộng sẽ làm cho việc nâng cấp thành
hệđiều khiển dự phòng ít tốn kém mà vẫn có hiệu quả. Chúng tôi lựa chọn điều khiển dự phòng mềm
(Software Redundancy) hay còn gọi là dự phòng ấm (Warm Standby) cho CPU điều khiển vì vừa
đáp ứng yêu cầu công nghệ vừa có giá thành rẻ, phù hợp với điều kiện Việt Nam
i) Hỗ trợ quyết định hoặc hệ chuyên gia
Số lượng thông số chất lượng nước cần đảm bảo đạt TCVN là vài chục (TCVN 5945:1995 có
khoảng 30), tuy nhiên do trình độ công nghệ, do bản chất thông số, do điều kiện kinh tế

nhà máy không cho phép đo tức thời được tất cả các thông số cần cho hệ thống điều khiển. Chỉ một
vài thông số như pH, T, DO, Turbidity, NO
3
, được đo và điều khiển tựđộng, các thông số khác
phải dùng máy phân tích, có thông sốđòi hỏi thời gian phân tích lâu như BOD
5
cần tới 5 ngày. Mặt
khác chất lượng nước đầu vào nói chung là không ổn định, phụ thuộc vào thời gian, thời tiết, vào
hoạt động của nhà máy do đó cần hiệu chỉnh lại tham số công nghệ là cần thiết.
Đểđiều chỉnh tham số công nghệ, sau khi phân tích chất lượng nước, chuyên gia công nghệ sẽ căn
cứ vào chỉ số chất lượng nước đầu vào và đầu ra đểđiều chỉnh lại các thiết bị cho hợp lý (điều chỉnh
bơm định lượng hoá chất, thời gian phản ứng, thời gian lắng, ). Tuy vậy việc điều chỉnh này mang
tính chủ quan và phụ thuộc nhiều vào trình độ và kinh nghiệm của chuyên gia. Chính vì vậy chức
năng hỗ trợ quyết định sẽđưa ra các bộ tham số có tính chất gợi ý cho người vận hành khi điều chỉnh
(điều chỉnh xung quanh giá trị gợi ý), đồng thời nếu bộ tham sốđiều chỉnh đem đến chất lượng nước
đầu ra đạt yêu cầu thì người vận hành có thểlưu lại trong cơ sở dữ liệu tạo ra kho kinh nghiệm cho
các lần điều chỉnh sau. Ở mức cao hơn, hệ chuyên gia sẽ thay cho một chuyên gia công nghệđể
tựđộng phát sinh ra bộ tham sốđiều chỉnh và tự học.
Hình 2 là sơđồ tổng kết các chức năng của hệ thống tựđộng hoá. Để thực hiện các chức năng trên Hệ
thống TĐH cần có thêm một số thiết bị bổ sung. Dây chuyền công nghệ áp dụng tựđộng hoá và danh
mục các thiết bịđiện - tựđộng hoá tại hiện trường thể hiện tương ứng trong Hình 3 và Bảng 2
Hình 2
Sơđồ chức năng hệ thống tựđộng hoá
Điều chỉnh DO
Giám sát, điều khiển động cơ
Giám sát, điều khiển van
Giám sát, điều khiển thông số nước
Nhập giá trị chủđạo (setpoint)
Nhập ngưỡng cảnh báo/báo động
Nhập các thông số khác của hệ thống
Bảo vệ liên động tựđộng sự cố
Bảo vệ liên động cấm chỉ
Cảnh báo sớm
Báo động sự cố
Giải trừ sự cố
Lưu trữ, báo cáo thông số chất lượng nước
Lưu trữ, báo cáo sự cố, cảnh báo, báo động
Lưu trữ, báo cáo thông số cần cho quản lý
D
BÙN KHÔ
MÁY ÉP BÙN
Hình 3
Sơđồ công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia sau khi áp dụng tựđộng hoá
Bảng 2 Danh mục thiết bịđiện - tựđộng hoá tại hiện trường của hệ thống TĐH XLNT
TT Tên thiết bị Thông số kỹ thuật chính
1 Bơm nước P1, P2, P3 Công suất 5.5 KW
2 Bơm bùn SP Công suất 2.2 KW
3 Máy thổi khí B Công suất 15 KW
4 Máy khuấy M1 Công suất 2.2 KW; 60 rpm
5 Máy ép bùn D Công suất 15 KW
6 Máy gạt bùn M2 Công suất 5.5 KW; 0.2rpm
7 Bơm hoá chất DP Công suất 0.5 KW
8 Van điện từ V1, V2 Nguồn cấp 220V AC

Xem chi tiết: hệ thống tự động xử lý nước thải