Đề tài tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống Đo lường cảm biến cho hệ thống xử lý nước thải trong khu công nghiệp

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNGNGHIỆP Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là một thành phần quan trọng trong cáckhu công nghiệp nhằm đảm bảo rằng nước thải từ các nhà m

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

BÀI TẬP NHÓM HỌC PHẦN: KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VÀ CẢM BIẾN

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU, PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN HỆ THỐNG

ĐO LƯỜNG CẢM BIẾN CHO HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC

THẢI TRONG KHU CÔNG NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Đăng Hải Sinh viên thực hiện: Trần Việt Anh - 2023602410

Nguyễn Văn Đại - 2023602323 Trần Văn Minh - 2023602577 Đặng Hoài Nam - 2023602252

Lê Hoài Nam - 2023602828 Cao Duy Trình - 2023603362

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÀI TẬP NHÓM

Đề tài 2: (Nhóm 2) Tìm hiểu, phân tích, tính toán hệ thống đo lường cảm biến cho hệ thống xử

lý nước thải trong khu công nghiệp

Yêu cầu:

1 Trình bày tổng quan về hệ thống xử lý nước thải công nghiệp?

2 Mô tả nguyên lý vận hành hệ thống?

3 Liệt kê các cảm biến có trong hệ thống

4 Các phương án lựa chọn cảm biến cho hệ thống?

5 Trình bày về loại cảm biến lựa chọn? Cơ sở lý thuyết, nguyên lý hoạt

động, cấu tạo, cách thức kết nối, tín hiệu vào ra của cảm biến, thông số, phạm vi ứng dụng, lưu ý, khuyến cáo khi lựa chọn và sử dụng

6 Lựa chọn bộ điều khiển và các thiết bị cơ cấu chấp hành khác

7 Sơ đồ đấu nối cảm biến với bộ điều khiển

8 Lựa chọn phương án điều khiển

9 Đánh giá về sai số của hệ thống (giới hạn, nguyên nhân biện pháp khắc

phục)

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Lê Hoài Nam Nội dung, thuyết trình

Cao Duy Trình Nội dung, Word, thuyết

trình

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 5

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 6

1.1 Khái niệm về nước thải công nghiệp 6

1.2 Tầm quan trọng của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp 6

1.3 Quy trình xử lý nước thải công nghiệp 7

1.4 Ứng dụng của các công nghệ cảm biến trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp 9

1.5 Tiểu kết chương 1 9

CHƯƠNG II NỘI DUNG THỰC HIỆN 10

2.1 Nguyên lý vận hành hệ thống 10

2.1.1 Quy trình vận hành chung 10

2.1.2 Vai trò của cảm biến 10

2.2 Liệt kê các cảm biến trong hệ thống 11

2.2.1 Cảm biến pH 11

2.2.2 Cảm biến nhiệt độ 11

2.2.3 Cảm biến DO (Dissolved Oxygen) 11

2.2.4 Cảm biến COD/BOD 11

2.2.5 Cảm biến mức nước 11

2.2.6 Cảm biến độ đục 11

2.3 Các phương án lựa chọn cảm biến hệ thống 12

2.3.1 Cảm biến pH 12

2.3.2 Cảm biến oxy hòa tan (DO) 12

2.3.3 Cảm biến mức nước 13

2.3.4 Cảm biến nhiệt độ 14

2.3.5 Cảm biến BOD và COD 14

2.3.6 Cảm biến độ đục 15

2.3.7 Tổng kết phương án lựa chọn cảm biến 16

2.4 Trình bày về loại cảm biến đã lựa chọn 17

2.4.1 Cảm biến pH công nghiệp 17

2.4.2 Cảm biến DO (Dissolved Oxygen) công nghiệp 18

2.4.3 Cảm biến mức nước 20

2.4.4 Cảm biến nhiệt độ Pt100 21

2.4.5 Cảm biến BOD và COD 23

2.4.6 Cảm biến độ đục 24

2.5 Lựa chọn bộ điều khiển và các thiết bị cơ cấu chấp hành khác 26

2.5.1 Lựa chọn bộ điều khiển trung tâm (PLC hoặc DCS) 26

2.5.2 Lựa chọn các thiết bị cơ cấu chấp hành 27

2.5.3 Các thiết bị bảo vệ và cảnh báo 29

2.5.4 Hệ thống SCADA 29

2.5.5 Kết luận phần lựa chọn thiết bị điều khiển và chấp hành 30

2.6 Sơ đồ đấu nối cảm biến với bộ điều khiển 30

2.6.1 Tổng quan về sơ đồ đấu nối 31

2.6.2 Đấu nối từng loại cảm biến với PLC 31

2.6.3 Đấu nối thiết bị chấp hành với PLC 33

2.6.4 Đấu nối các thiết bị bảo vệ và cảnh báo 34

2.6.6 Sơ đồ đấu nối tổng thể 35

2.6.7 Kết luận phần sơ đồ đấu nối 35

2.7 Lựa chọn phương án điều khiển 35

2.7.1 Phương án điều khiển ON/OFF (Bật/Tắt) 35

2.7.2 Phương án điều khiển PID (Proportional-Integral-Derivative) 36

2.7.3 Phương án điều khiển mờ (Fuzzy Logic Control) 37

2.7.4 Phương án điều khiển theo mô hình (Model Predictive Control -MPC) 38

2.7.5 Phương án điều khiển tự động hóa cấp cao (Advanced Process Control - APC) 38

2.7.6 Lựa chọn phương án điều khiển phù hợp 39

2.7.7 Kết luận phần lựa chọn phương án điều khiển 39

2.8 Đánh giá về sai số của hệ thống 40

2.8.1 Các loại sai số trong hệ thống 40

2.8.2 Nguyên nhân gây ra sai số 40

2.8.3 Biện pháp khắc phục sai số 41

2.8.4 Tối ưu hóa hệ thống để giảm sai số 42

2.8.5 Kết luận phần đánh giá về sai số của hệ thống 43

CHƯƠNG III KẾT LUẬN 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.3.1:Sơ đồ quy trình xử lý nước thải công nghiệp 8

Hình 2.1.1:Quá trình vận hành chung 11

Hình 2.4.1:Cảm biến pH công nghiệp 17

Hình 2.4.2:Cảm biến DO 19

Hình 2.4.3:Cảm biến mức nước 21

Hình 2.4.4:Cảm biến nhiệt độ Pt100 22

Hình 2.4.5:Cảm biến BOD và COD 24

Hình 2.4.6:Cảm biến độ đục 25

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.3.1:Tổng kết phương án lựa chọn cảm biến 16Bảng 2.5.1:Bảng kết luận phần lựa chọn thiết bị điều khiển chấp hành 30

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG

NGHIỆP

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là một thành phần quan trọng trong cáckhu công nghiệp nhằm đảm bảo rằng nước thải từ các nhà máy sản xuất không gâyhại cho môi trường và sức khỏe con người khi được thải ra Việc xử lý nước thảicông nghiệp là một yêu cầu bắt buộc trong quy định bảo vệ môi trường của hầu hếtcác quốc gia trên thế giới, đặc biệt trong bối cảnh các khu công nghiệp phát triểnnhanh chóng và lượng nước thải ngày càng gia tăng

1.1 Khái niệm về nước thải công nghiệp

Nước thải công nghiệp là loại nước thải phát sinh từ các hoạt động sản xuấttrong công nghiệp, nông nghiệp, và chế biến Loại nước thải này thường chứanhiều loại chất gây ô nhiễm, bao gồm các chất hữu cơ, kim loại nặng, hóa chất độchại và các chất ô nhiễm sinh học khác Tùy vào ngành sản xuất, tính chất của nướcthải sẽ khác nhau, có thể chứa các thành phần như:

 Chất rắn lơ lửng: Bao gồm các hạt vô cơ và hữu cơ không hòa tan trong

nước, có thể lắng đọng hoặc nổi trong môi trường nước

 Các chất hữu cơ BOD (Biochemical Oxygen Demand) và COD (Chemical

Oxygen Demand) là hai chỉ số đo lường lượng oxy cần thiết để phân hủycác chất hữu cơ trong nước Đây là các chỉ tiêu quan trọng phản ánh mức độ

ô nhiễm hữu cơ của nước thải

 Các chất vô cơ và kim loại nặng: Gồm các kim loại như đồng, kẽm, chì,

cadmium, có khả năng gây độc hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người

 Các hóa chất độc hại và độc tố: Các hóa chất có thể bao gồm axit, bazơ,

muối, và các hợp chất hữu cơ độc hại, chẳng hạn như dầu, dung môi, và hóachất từ quá trình sản xuất

1.2 Tầm quan trọng của hệ thống xử lý nước thải công nghiệp

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo vệ

bảo an toàn sức khỏe cộng đồng Nếu không được xử lý, nước thải công nghiệp cóthể:

 Gây ô nhiễm nguồn nước tự nhiên: Gây ảnh hưởng trực tiếp tới sinh vật

nước, gây giảm đa dạng sinh học và phá hủy hệ sinh thái tự nhiên

 Tích tụ chất độc hại trong chuỗi thức ăn: Các kim loại nặng và chất độc

khác có thể tích lũy trong thực vật và động vật, sau đó đi vào chuỗi thức ăn,ảnh hưởng tới con người và các sinh vật khác

 Gây bệnh cho con người và động vật: Nước thải công nghiệp có thể chứa

vi khuẩn gây bệnh, hóa chất độc hại gây ung thư, và nhiều loại hợp chấtnguy hiểm khác ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe

1.3 Quy trình xử lý nước thải công nghiệp

Quy trình xử lý nước thải công nghiệp thường được chia thành các công đoạnchính sau đây:

 Quá trình xử lý nước thải công nghiệp bắt đầu từ song chắn rác Nước thảicông nghiệp sẽ được thu về bể thu gom sau đó đi qua thiết bị cào tự động cócông dụng giữ lại phần rác thô vào thùng chứa có trong bể thu gom

 Bể thu gom: các máy bơm và đồng hồ đo lượng nước thải đầu vào được gắntại đây Bể được xây dựng trên mô hình âm bên dưới nhằm thu gom lượngnước thải từ nhà máy và bơm nước thải lên hệ thống xử lý nước thải Đồngthời, quá trình lắng để lọc chất cặn cũng được diễn ra tại đây

 Lọc rác tinh: trước khi đi lên hệ thống xử lý nước thải chính, nước thải cònqua bộ phận lọc rác tinh Tại đây, có bố trí 2 máy bơm với nhiệm vụ giữ lạinhững phần tử rác với kích thước từ 0.75mm trở lên, sau đó nước thải mới đitới bể tách dầu mỡ

 Bể tách dầu mỡ: nhiệm vụ chính của bộ phận này là tác những phần tử dầulẫn trong nước thải thông qua hệ thống máng gạt bên trên bề mặt nước thải.Các váng dầu mỡ này sẽ được thu gom lại và đưa đến bể chứa dầu, sau đóđưa tới các công ty xử lý và khử các thành phần độc hại

 Bể điều hòa: nước thải sau khi ở bể tách dầu mỡ sẽ đi đển bể điều hòa Bểđược xây dựng và thiết kế âm bên dưới cạnh bể tách dầu Với hệ thống haimáy khuấy trộn chìm liên tục hoạt động giúp điều hòa chất lượng nước thảivà lưu lượng nguồn nước Sau đó, nước thải được đưa qua bể SBR nhờ 2bơm chìm

 Bể SBR: đây là một công nghệ trong xử lý nước thải khu công nghiệp baogồm 5 giai đoạn: cấp nước – cấp nước – sục khí – sục khí – lắng chắt nướctrong

 Bể khử trùng: nước thải tại đây sẽ được khử trùng bằng cách trộn đều cloruavôi trước khi được xả thải ra ngoài môi trường

 Bể chứa bùn: bùn từ các bể SBR được bơm hút qua bộ phận này sau đó quamáy ép bùn bằng bơm bùn ở dạng nén trục vít cùng hàm lượng polymerđược cung cấp thêm thì bùn sẽ chuyển sang dạng bánh bùn

Hình Khái niệm về nước thải công nghiệp.1:Sơ đồ quy trình xử lý nước thải

1.4 Ứng dụng của các công nghệ cảm biến trong hệ thống xử lý nước thải công nghiệp

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp yêu cầu giám sát và điều khiển chặt chẽ

để đảm bảo hiệu quả xử lý và tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường Các cảm biến làmột phần quan trọng trong quá trình giám sát này, cho phép thu thập dữ liệu về cácthông số quan trọng để điều chỉnh quy trình một cách tự động và liên tục Một sốloại cảm biến chính và vai trò của chúng bao gồm:

 Cảm biến pH: Giúp đo độ pH trong nước thải, cho phép điều chỉnh quá

trình trung hòa và bảo vệ các vi sinh vật trong bể sinh học

 Cảm biến DO: Đo nồng độ oxy hòa tan để duy trì mức oxy lý tưởng trong

các bể hiếu khí, đảm bảo vi sinh vật có đủ oxy để phân hủy các hợp chất hữucơ

 Cảm biến nhiệt độ: Kiểm soát nhiệt độ của nước thải để bảo vệ các vi sinh

vật trong bể sinh học và đảm bảo điều kiện xử lý tối ưu

 Cảm biến COD và BOD: Giúp đo nồng độ chất hữu cơ trong nước thải,

phản ánh mức độ ô nhiễm và khả năng xử lý của hệ thống

 Cảm biến mức nước: Giúp kiểm soát mức nước trong các bể xử lý, đảm

bảo an toàn và ổn định cho hệ thống

1.5 Tiểu kết chương 1

Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là một hệ thống phức tạp, yêu cầu sự kếthợp của nhiều công nghệ và thiết bị để đảm bảo chất lượng nước thải đạt chuẩntrước khi thải ra môi trường Việc sử dụng các cảm biến và hệ thống giám sát tựđộng không chỉ nâng cao hiệu quả vận hành, giảm thiểu sự phụ thuộc vào lao độngthủ công, mà còn giúp kiểm soát chất lượng nước thải liên tục, đáp ứng các tiêuchuẩn bảo vệ môi trường ngày càng cao

CHƯƠNG II NỘI DUNG THỰC HIỆN

2.1 Nguyên lý vận hành hệ thống

2.1.1 Quy trình vận hành chung

 Bước 1: Tiền xử lý - Loại bỏ rác thải lớn, dầu mỡ, cát sỏi.

 Bước 2: Xử lý cơ học - Lắng cặn, tách bùn thô.

 Bước 3: Xử lý hóa học - Điều chỉnh pH, kết tủa hóa chất, khử trùng.

 Bước 4: Xử lý sinh học - Sử dụng vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ.

 Bước 5: Xử lý nâng cao - Loại bỏ các chất ô nhiễm còn lại, xử lý chất rắn.

2.1.2 Vai trò của cảm biến

 Giám sát: Theo dõi các thông số quan trọng để điều chỉnh quy trình.

 Điều khiển: Tự động điều chỉnh các thiết bị dựa trên dữ liệu cảm biến.

 Báo cáo: Ghi nhận và báo cáo tình trạng hệ thống, phát hiện sớm các sự cố.

Hình Khái niệm về nước thải công nghiệp.2:Quá trình vận hành chung

2.2 Liệt kê các cảm biến trong hệ thống

 Chức năng: Đo nhiệt độ của nước thải, ảnh hưởng đến hiệu quả của quá

trình sinh học

 Vị trí: Bể sinh học, bể lắng.

2.2.3 Cảm biến DO (Dissolved Oxygen)

 Chức năng: Đo nồng độ oxy hòa tan trong nước, quan trọng trong quá trình

hiếu khí

 Vị trí: Bể hiếu khí, bể sinh học.

2.2.4 Cảm biến COD/BOD

 Chức năng: Đo hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải.

 Vị trí: Đầu vào và đầu ra của hệ thống xử lý sinh học.

2.3 Các phương án lựa chọn cảm biến hệ thống

2.3.1 Cảm biến pH

 Yêu cầu đo lường: Đo độ pH của nước thải để duy trì mức pH ổn định

trong quy trình xử lý và bảo vệ vi sinh vật trong bể sinh học

 Tiêu chí lựa chọn:

o Phạm vi đo: Đảm bảo cảm biến có phạm vi đo từ 0-14 pH.

o Độ chính xác: Nên có độ chính xác cao (± 0,1 pH) để đảm bảo kiểm

soát tốt

o Khả năng chống nhiễu: Chọn loại cảm biến có khả năng chống

nhiễu tốt vì tín hiệu pH rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu

o Tính tương thích: Hỗ trợ ngõ ra 4-20 mA hoặc tín hiệu Modbus để

kết nối dễ dàng với PLC

o Độ bền: Chọn cảm biến có khả năng chịu được điều kiện môi trường

khắc nghiệt, chống ăn mòn do axit hoặc kiềm

 Đề xuất loại cảm biến: Cảm biến pH công nghiệp với ngõ ra 4-20 mA tích

hợp tính năng chống nhiễu, tự động hiệu chuẩn và phù hợp với môi trườngnước thải

2.3.2 Cảm biến oxy hòa tan (DO)

 Yêu cầu đo lường: Đo nồng độ oxy hòa tan trong bể sinh học hiếu khí để

duy trì môi trường thuận lợi cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động

 Tiêu chí lựa chọn:

o Phạm vi đo: Cảm biến DO cần đo được từ 0 - 20 mg/L hoặc ppm.

o Độ chính xác: Độ chính xác nên trong khoảng ± 0,1 mg/L.

o Tín hiệu ngõ ra: Ngõ ra 4-20 mA hoặc Modbus để dễ kết nối và

kiểm soát qua PLC

o Khả năng chịu áp suất và nhiệt độ: Cảm biến cần chịu được áp suất

và nhiệt độ trong bể sinh học

o Tính năng tự làm sạch: Cảm biến DO có tính năng tự làm sạch sẽ

giảm nhu cầu bảo trì

 Đề xuất loại cảm biến: Cảm biến DO điện hóa hoặc huỳnh quang, vì cảm

biến huỳnh quang ít cần bảo trì hơn so với cảm biến điện hóa và có độ chínhxác cao hơn

2.3.3 Cảm biến mức nước

 Yêu cầu đo lường: Giám sát mức nước trong bể lắng và bể xử lý để điều

khiển bơm và ngăn ngừa tràn bể

 Tiêu chí lựa chọn:

o Phạm vi đo: Chọn cảm biến có phạm vi đo phù hợp với chiều sâu của

bể

o Độ chính xác: Đảm bảo độ chính xác cao để kiểm soát mức nước tốt.

o Tín hiệu ngõ ra: 4-20 mA để dễ dàng kết nối với hệ thống điều khiển

trung tâm

o Tính năng chống nhiễu: Loại cảm biến có khả năng chống nhiễu tín

hiệu tốt, đặc biệt với nước thải có nhiều tạp chất

o Khả năng chịu ăn mòn: Chọn loại chịu được môi trường nước thải,

không bị ảnh hưởng bởi hóa chất và tạp chất

 Đề xuất loại cảm biến: Cảm biến mức nước siêu âm hoặc áp suất thủy tĩnh,

với ngõ ra 4-20 mA, có khả năng hoạt động tốt trong môi trường chứa cặnbẩn

2.3.4 Cảm biến nhiệt độ

 Yêu cầu đo lường: Theo dõi nhiệt độ nước thải để đảm bảo điều kiện thích

hợp cho các quá trình xử lý, đặc biệt là trong bể sinh học

 Tiêu chí lựa chọn:

o Phạm vi đo: Nhiệt độ từ 0 - 100°C, phù hợp với nhiệt độ trong quá

trình xử lý nước thải

o Độ chính xác: Độ chính xác ± 0,5°C.

o Ngõ ra tín hiệu: Tín hiệu RTD (Pt100) hoặc 4-20 mA.

o Chống ăn mòn: Có khả năng chống ăn mòn để sử dụng trong môi

trường nước thải

o Thời gian phản hồi nhanh: Đảm bảo ghi nhận được thay đổi nhiệt

độ kịp thời

 Đề xuất loại cảm biến: Cảm biến nhiệt độ Pt100 với ngõ ra 4-20 mA, bọc

lớp chống ăn mòn và tương thích với PLC hoặc DCS

2.3.5 Cảm biến BOD và COD

 Yêu cầu đo lường: Đo BOD và COD để theo dõi nồng độ chất hữu cơ trong

nước thải, giúp đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý

 Tiêu chí lựa chọn:

o Phạm vi đo: Cần cảm biến có phạm vi đo phù hợp với các chỉ tiêu

của nước thải

o Độ chính xác: Độ chính xác cao để đảm bảo các thông số BOD và

COD phản ánh đúng chất lượng nước

o Tín hiệu ngõ ra: 4-20 mA hoặc Modbus, dễ dàng kết nối và giám sát

qua hệ thống điều khiển

o Độ bền và chống ăn mòn: Cảm biến chịu được điều kiện khắc nghiệt

trong nước thải công nghiệp

o Dễ bảo trì và hiệu chuẩn: Chọn loại dễ bảo trì, hiệu chuẩn thường

xuyên để tránh sai lệch

 Đề xuất loại cảm biến: Cảm biến BOD/COD với tín hiệu 4-20 mA hoặc

Modbus, có thiết kế tự làm sạch, thích hợp cho môi trường công nghiệp

2.3.6 Cảm biến độ đục

 Yêu cầu đo lường: Giám sát độ đục của nước thải nhằm kiểm soát hàm

lượng chất rắn lơ lửng, đánh giá chất lượng nước sau xử lý

 Tiêu chí lựa chọn:

o Phạm vi đo: Phù hợp với độ đục thường gặp trong nước thải công

nghiệp

o Độ chính xác: Đảm bảo cảm biến có độ nhạy cao.

o Tín hiệu ngõ ra: 4-20 mA hoặc Modbus.

o Khả năng tự làm sạch: Để giảm thiểu bảo trì trong môi trường nước

thải có nhiều tạp chất

o Chống ăn mòn và bám bẩn: Cảm biến có khả năng chống ăn mòn

và hạn chế bám bẩn

 Đề xuất loại cảm biến: Cảm biến độ đục với tín hiệu ngõ ra 4-20 mA hoặc

Modbus, tích hợp hệ thống tự làm sạch, dùng được trong môi trường nướcthải chứa chất lơ lửng

2.3.7 Tổng kết phương án lựa chọn cảm biến

Bảng Các phương án lựa chọn cảm biến hệ thống.1:Tổng kết phương án lựa chọn cảm biến

Loại cảm

biến

Yêu cầu chính

Phạm vi đo

Độ chính xác

Cảm biến pH côngnghiệp

Oxy hòa tan Đo DO, chịu

± 0,1 mg/L

4-20 mA hoặc Modbus

Cảm biến DO huỳnh quang hoặc điện hóa

Mức nước

Đo mức nước, chống

ăn mòn

Theo chiều sâu bể

± 0,5% 4-20 mA Cảm biến siêu âm

hoặc áp suất

Nhiệt độ

Đo nhiệt độ, thời gian phản hồi nhanh

0-100°C ± 0,5°C

RTD (Pt100)hoặc 4-20 mA

Cảm biến Pt100 chống ăn mòn

BOD/COD

Đo BOD, COD, dễ bảo trì

Theo yêu cầu nước thải

Độ chínhxác cao

4-20 mA hoặc Modbus

Cảm biến BOD/COD công nghiệp

Độ đục Đo độ đục, tự

làm sạch

Theo yêu cầu nước thải

Cao

4-20 mA hoặc Modbus

Cảm biến độ đục tự làm sạch

2.4 Trình bày về loại cảm biến đã lựa chọn

2.4.1 Cảm biến pH công nghiệp

 Cơ sở lý thuyết: Đo độ pH giúp xác định độ axit hay kiềm của nước thải, là

một yếu tố quan trọng trong quá trình xử lý nước để duy trì môi trường ổnđịnh cho các quy trình sinh học và hóa học

 Nguyên lý hoạt động: Cảm biến pH đo sự thay đổi của điện thế giữa hai

điện cực (điện cực thủy tinh nhạy với H và điện cực so sánh), từ đó xác⁺định nồng độ ion H trong dung dịch.⁺

 Cấu tạo:

o Điện cực thủy tinh: Nhạy với ion H , được bảo vệ bằng màng thủy⁺tinh

o Điện cực tham chiếu: Đặt bên trong dung dịch chuẩn và không chịu

ảnh hưởng của dung dịch đo

o Màng ngăn: Cho phép trao đổi ion nhưng ngăn tạp chất.

 Cách thức kết nối:

o Nguồn cấp: Thường sử dụng nguồn 24V DC.

o Ngõ ra tín hiệu: Tín hiệu analog 4-20 mA hoặc kỹ thuật số

RS-485/Modbus để truyền tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm (PLC)

 Thông số kỹ thuật:

Hình Khái niệm về nước thải công nghiệp.3:Cảm biến

pH công nghiệp

o Phạm vi đo: 0-14 pH.

o Độ chính xác: ±0,1 pH.

o Nhiệt độ hoạt động: -10°C đến 80°C.

o Vật liệu: Vỏ ngoài chống ăn mòn, thường là PVDF hoặc nhựa PTFE.

 Phạm vi ứng dụng: Thích hợp trong các hệ thống xử lý nước thải công

nghiệp có điều kiện khắc nghiệt với các chất ăn mòn

 Lưu ý và khuyến cáo:

o Hiệu chuẩn định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất

o Tránh lắp đặt cảm biến pH ở những nơi dòng chảy quá mạnh để tránhảnh hưởng đến độ bền và độ chính xác của cảm biến

2.4.2 Cảm biến DO (Dissolved Oxygen) công nghiệp

 Cơ sở lý thuyết: Nồng độ oxy hòa tan (DO) là yếu tố quan trọng trong bể

sinh học, đặc biệt cho các quá trình xử lý nước thải có sử dụng vi sinh vậthiếu khí

 Nguyên lý hoạt động: Có hai loại cảm biến DO phổ biến:

o Điện hóa (Galvanic hoặc Polarographic): Oxy khuếch tán qua

màng và phản ứng điện hóa tại điện cực, sinh ra dòng điện tỷ lệ vớinồng độ oxy

Hình Khái niệm về nước thải công nghiệp.4:Cảm biến DO

o Huỳnh quang: Dựa trên phản ứng quang học, oxy làm giảm độ

huỳnh quang của cảm biến Loại này ít phải bảo trì hơn và chính xáchơn trong môi trường nước thải

 Cấu tạo:

o Đầu dò: Tích hợp màng khuếch tán oxy.

o Điện cực đo lường: Có chứa dung dịch điện phân cho cảm biến điện

hóa, hoặc có chất huỳnh quang cho cảm biến huỳnh quang

o Vật liệu: Vỏ bọc nhựa hoặc thép không gỉ chống ăn mòn.

 Phạm vi ứng dụng: Sử dụng trong bể hiếu khí, bể xử lý sinh học của hệ

thống nước thải

 Lưu ý và khuyến cáo:

o Cảm biến DO cần được vệ sinh định kỳ, tránh bám bẩn để đảm bảo độchính xác

o Đối với cảm biến DO điện hóa, cần thay thế dung dịch điện phân vàmàng khuếch tán định kỳ

2.4.3 Cảm biến mức nước

 Cơ sở lý thuyết: Theo dõi mức nước trong bể để ngăn ngừa hiện tượng tràn

hoặc cạn bể, đồng thời giúp điều khiển bơm nước hợp lý

 Nguyên lý hoạt động:

o Siêu âm: Sử dụng sóng siêu âm để đo khoảng cách từ cảm biến đến

bề mặt nước

o Áp suất thủy tĩnh: Đo áp suất của nước tác động lên cảm biến và

tính toán mức nước dựa trên chiều cao cột nước

 Cấu tạo:

o Đầu dò siêu âm hoặc cảm biến áp suất: Tùy theo loại cảm biến.

o Vỏ bảo vệ: Thường là thép không gỉ hoặc nhựa chống ăn mòn.

 Cách thức kết nối:

o Nguồn cấp: 24V DC.

Ngõ ra tín hiệu: 4-20 mA hoặc Modbus.

Hình Khái niệm về nước thải công nghiệp.5:Cảm

biến mức nước

 Thông số kỹ thuật:

o Phạm vi đo: Lên đến 10 mét (tùy loại).

o Độ chính xác: ±0,5%.

o Nhiệt độ làm việc: -20°C đến 60°C.

 Phạm vi ứng dụng: Phù hợp để giám sát mức nước trong các bể chứa, bể

lắng của hệ thống xử lý nước thải

 Lưu ý và khuyến cáo:

o Đảm bảo không có vật cản phía trên mặt nước khi lắp cảm biến siêuâm

o Cần bảo trì cảm biến áp suất thường xuyên để tránh bám bẩn gây saisố

2.4.4 Cảm biến nhiệt độ Pt100

 Cơ sở lý thuyết: Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật

trong hệ thống xử lý sinh học và quá trình xử lý hóa học

 Nguyên lý hoạt động: Pt100 là cảm biến RTD, đo nhiệt độ dựa trên sự thay

đổi điện trở của cảm biến khi nhiệt độ thay đổi

 Cấu tạo:

Hình Khái niệm về nước thải công nghiệp.6:Cảm biến nhiệt độ Pt100