TỦ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN XỬ LÝ NƯỚC THẢI

(WASTEWATER TREATMENT CONTROL PANEL)

THÔNG TIN

• Chức năng chính: Điều khiển – bảo vệ – giám sát hệ thống xử lý nước thải

• Thiết bị điều khiển: Bơm nước, bơm bùn, bơm định lượng, máy thổi khí, máy khuấy, van điện, v.v.

• Chế độ vận hành: Bằng tay / Bán tự động / Tự động (PLC + HMI/SCADA, tùy cấu hình)

• Quy mô trạm điển hình:

  • Dưới ~500 m³/ngày đêm

  • Trên ~1000 m³/ngày đêm

• Ứng dụng: Nhà máy, khu công nghiệp, khu đô thị, bệnh viện, trạm XLNT tập trung…

1. Mô tả chung

Tủ điện điều khiển xử lý nước thải là tủ điều khiển trung tâm của hệ thống xử lý nước thải, dùng để điều khiển và bảo vệ các thiết bị chấp hành như bơm, máy khuấy, bơm định lượng hóa chất, máy thổi khí, van điện,… theo đúng quy trình công nghệ đã được thiết kế.

Thông qua các thiết bị đóng cắt, khí cụ điện và hệ điều khiển (relay, timer, PLC…), tủ giúp hệ thống vận hành ổn định, đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng nước đầu ra theo quy chuẩn môi trường.

2. Phạm vi ứng dụng

Tủ điện điều khiển xử lý nước thải được sử dụng rộng rãi trong:

• Nhà máy, xí nghiệp sản xuất (thực phẩm, dệt nhuộm, hóa chất, giấy,…)

• Khu công nghiệp lớn và vừa

• Khu đô thị, khu dân cư, khu phức hợp dịch vụ – thương mại

• Bệnh viện, cơ sở y tế, trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung

• Các hệ thống xử lý nước thải công suất từ nhỏ đến lớn (tùy cấu hình tủ)

3. Đặc điểm và chức năng chính

Điều khiển – bảo vệ – đo lường

• Điều khiển vận hành các thiết bị chấp hành:

  • Bơm nước thải, bơm bùn, bơm hồi lưu

  • Bơm định lượng hóa chất (axit/kiềm, chất keo tụ – tạo bông, khử trùng…)

  • Máy thổi khí, máy khuấy, van điện – van điều khiển

• Bảo vệ thiết bị:

  • Bảo vệ quá tải, ngắn mạch, mất pha,… cho động cơ và mạch lực

• Đo lường & thu thập tín hiệu:

  • Tín hiệu phao mức, cảm biến mức

  • Cảm biến DO (oxy hòa tan), pH, lưu lượng, các tín hiệu công nghệ khác

Đảm bảo vận hành liên tục & an toàn

• Giúp hệ thống xử lý nước thải vận hành đúng trình tự, hạn chế lỗi do thao tác thủ công.

• Thiết kế đáp ứng các yêu cầu an toàn điện, thuận tiện cho vận hành và bảo trì.

Hỗ trợ vận hành & quản lý

• Giao diện vận hành trực quan (đèn báo, nút nhấn, công tắc chọn chế độ, HMI…).

• Có thể tích hợp chức năng ghi, lưu trữ và xuất dữ liệu vận hành, phục vụ công tác báo cáo môi trường.

4. Cấu tạo / Cấu hình tiêu chuẩn

Tùy theo quy mô và mức độ tự động hóa, một tủ điện điều khiển xử lý nước thải thường bao gồm:

Vỏ tủ

• Vật liệu: Thép tấm mạ kẽm/sơn tĩnh điện, thiết kế lắp đặt trong nhà hoặc ngoài trời (tùy yêu cầu).

• Kích thước tủ phụ thuộc vào số lượng thiết bị và công suất hệ thống.

Thiết bị đóng cắt & bảo vệ

• MCCB, MCB, contactor, rơ le nhiệt bảo vệ động cơ.

• Thiết bị bảo vệ quá tải, ngắn mạch, mất pha, mất cân bằng, v.v.

Hệ điều khiển

• Tủ điều khiển bằng tay / bán tự động:

  • Rơ le thời gian, phao mức, công tắc chuyển mạch, nút nhấn.

• Tủ điều khiển tự động:

  • PLC trung tâm thu thập tín hiệu (phao, DO, pH, lưu lượng…)

  • Điều khiển thiết bị theo chương trình đặt trên PLC, PC hoặc HMI.

Thiết bị hiển thị – giao diện vận hành

• Đèn báo trạng thái thiết bị và mức bể.

• Đồng hồ hiện số/analog hoặc màn hình HMI để hiển thị pH, DO, lưu lượng, cảnh báo…

• Bàn phím/ phím ảo trên HMI cho phép cài đặt thời gian, giá trị ngưỡng, chế độ luân phiên bơm…

Kết nối & giám sát

• Có thể tích hợp SCADA/ hệ thống quan trắc môi trường để truyền dữ liệu về trung tâm.

• Ghi log, lưu trữ thông số như pH, DO, COD, BOD, tỷ lệ F/M, thời gian chạy/dừng thiết bị, lịch sử lỗi…

5. Phân loại và lựa chọn tủ điện xử lý nước thải

5.1. Phân loại theo tính năng vận hành

a) Tủ điều khiển bằng tay

• Người vận hành trực tiếp điều khiển thiết bị qua chuyển mạch, nút nhấn.

• Hệ thống chạy theo nguyên lý công nghệ nhưng phụ thuộc nhiều vào thao tác và kinh nghiệm của người vận hành.

• Yêu cầu trực canh và theo dõi liên tục, hiện nay ít được áp dụng cho các trạm XLNT hiện đại.

b) Tủ điều khiển bán tự động

• Đa phần thiết bị vận hành tự động theo phao, rơ le thời gian…

• Một số thiết bị vẫn cho phép chạy bằng tay (ví dụ: bơm hóa chất, máy khuấy…).

• Được sử dụng khá phổ biến cho các trạm XLNT quy mô dưới khoảng 500 m³/ngày đêm do chi phí hợp lý nhưng vẫn đáp ứng yêu cầu công nghệ.

c) Tủ điều khiển tự động (PLC + HMI/SCADA)

• Được sử dụng phổ biến cho các trạm XLNT công suất trên khoảng 1000 m³/ngày đêm.

• Nguyên lý:

  • Thu thập tín hiệu từ phao mức, cảm biến DO, cảm biến pH, đồng hồ lưu lượng, v.v. đưa về PLC.

  • PLC xử lý kết hợp với các giá trị đặt (thời gian, nồng độ, ngưỡng pH, chế độ luân phiên bơm…) được cài trên máy tính PC hoặc màn hình HMI.

  • Điều khiển bơm, máy thổi khí, bơm định lượng, van… theo chương trình phù hợp với công nghệ xử lý.

• Ưu điểm:

  • Hoạt động chính xác, tiết kiệm hóa chất và điện năng (ví dụ: bơm định lượng axit/kiềm chạy theo ngưỡng pH, dùng biến tần cho động cơ máy thổi khí).

  • Dễ kiểm soát, dễ giám sát tổng quan toàn bộ hệ thống.

  • Có khả năng in ấn, lưu trữ thông số kỹ thuật (pH, DO, COD, BOD, F/M…), lịch sử lỗi, thời gian hoạt động thiết bị.

  • Cảnh báo kịp thời khi đầy bể, lỗi động cơ, đến hạn bảo trì, v.v. qua đèn báo, còi báo, HMI/SCADA.

  • Chương trình linh hoạt: tránh thiết bị chạy/ngừng liên tục, tự động chuyển sang thiết bị dự phòng khi có sự cố.

Bảo mật & yêu cầu vận hành

• Hệ thống thường có mức bảo mật cao: yêu cầu mật khẩu khi truy cập chức năng cài đặt, thay đổi thông số (thời gian luân phiên bơm, ngưỡng pH, DO…).

• Người vận hành cần được đào tạo, có chứng chỉ phù hợp trước khi được phép vận hành hệ thống tự động.