廢水中和值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

1廢水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告一、課題的目的和意義我們要設(shè)計(jì)一個(gè)廢水處理控制系統(tǒng)，通過(guò)控制電石渣液的流量，使電石渣液與給定流量的酸性廢水中和后的PH值穩(wěn)定在7附近。目前，水資源短缺和水環(huán)境污染造成的水危機(jī)已經(jīng)成為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素，為此，必須采用保護(hù)和利用相協(xié)調(diào)的水資源開(kāi)采利用模式，通過(guò)對(duì)污水的凈化和水體保護(hù)，使水資源不再受到破壞并能實(shí)現(xiàn)良性的再生循環(huán)。沒(méi)有水的可持續(xù)利用和保護(hù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展就不可能實(shí)現(xiàn)。從水的污染日益嚴(yán)重，水源逐漸緊張以來(lái)，因此課題設(shè)計(jì)的主要目的是以廢治費(fèi)，實(shí)現(xiàn)廢水的安全排放，減少對(duì)環(huán)境的危害。環(huán)境污染會(huì)給生態(tài)系統(tǒng)造成直接的破壞和影響，也會(huì)給生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)造成間接的危害，有時(shí)這種間接的環(huán)境效應(yīng)的危害比當(dāng)時(shí)造成的直接危害更大，也更難消除。這種由環(huán)境污染衍生的環(huán)境效應(yīng)具有滯后性，往往在污染發(fā)生的當(dāng)時(shí)不易被察覺(jué)或預(yù)料到，然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)嚴(yán)重的地步。當(dāng)然，環(huán)境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人類環(huán)境的質(zhì)量下降，影響人類的生活質(zhì)量、身體健康和生產(chǎn)活動(dòng)。水污染使水環(huán)境質(zhì)量惡化，飲用水源的質(zhì)量普遍下降，威脅人的身體健康，引起胎兒早產(chǎn)或畸形等等。嚴(yán)重的污染事件不僅帶來(lái)健康問(wèn)題，也造成社會(huì)問(wèn)題。隨著污染的加劇和人們環(huán)境意識(shí)的提高，由于污染引起的人群糾紛和沖突逐年增加。環(huán)境污染也日益呈現(xiàn)國(guó)際化趨勢(shì)，因此改善環(huán)境一是刻不容緩的問(wèn)題了！這次設(shè)計(jì)我們采用電石渣液中和酸性廢水不僅能夠減少對(duì)壞境的危害，還可以減少投資成本，以廢治廢，有很這好的經(jīng)濟(jì)效益。而且這種方法操作簡(jiǎn)單，處理效率高，對(duì)技術(shù)要求不高，由此可見(jiàn)這種方法在工業(yè)生產(chǎn)中是非常實(shí)用的，努力完善這一技術(shù)也是非常有意義的5。二、文獻(xiàn)綜述1外國(guó)的廢水處理方法通過(guò)查閱大量的資料我了解到現(xiàn)在在國(guó)外采用集中式廢水處理(CentralizedWastewaterTreatment,簡(jiǎn)稱CWT)即把各企業(yè)工業(yè)廢水(或污泥)運(yùn)送至鄰近的工業(yè)廢水處理廠集中處理，其出水通過(guò)市政下水道流至城2市污水處理廠再行進(jìn)一步處理，回收的有用物質(zhì)運(yùn)送至回收材料市場(chǎng)，處理后產(chǎn)生的污泥送至廢物填埋場(chǎng)填埋。CWT模式具有許多優(yōu)勢(shì)：由于擁有經(jīng)濟(jì)規(guī)模，CWT能夠大大降低工業(yè)廢水的處理費(fèi)用；因處理設(shè)施是由訓(xùn)練有素的專業(yè)人員來(lái)操作管理，故處理效果優(yōu)于各企業(yè)自己運(yùn)作；能夠大大增加回收化學(xué)藥品的潛力，不僅降低了CWT費(fèi)用且減輕了污泥處置的負(fù)擔(dān)；企業(yè)還可以在CWT系統(tǒng)中共享其他服務(wù)以進(jìn)一步降低廢水處理費(fèi)用。CWT主要有兩種模式：第一種模式是把各企業(yè)產(chǎn)生的廢水運(yùn)至CWT廠進(jìn)行處理，如美國(guó)的普羅維登斯、羅德島、克里夫蘭和德國(guó)都采用該模式；第二種模式是將產(chǎn)生相同(或相似)廢水的企業(yè)搬遷至工業(yè)園區(qū)或?qū)ｉT設(shè)計(jì)的大型建筑內(nèi)以便集中，如日本和紐約的布魯克林已將該模式應(yīng)用于電鍍企業(yè)，同時(shí)布魯克林的“電鍍城”還提供了集中供電、集中供熱、公共實(shí)驗(yàn)室以及大宗貨物采購(gòu)合作社等服務(wù)。1）德國(guó)CWT模式德國(guó)已建立了廢水交換系統(tǒng)以及處理各類工業(yè)廢水的運(yùn)行機(jī)制，自1964年以來(lái)處理高濃度工業(yè)廢水的私營(yíng)和公營(yíng)處理廠數(shù)量猛增，所有主要類型的工業(yè)廢水都能送至專門設(shè)計(jì)的處理廠進(jìn)行處理和資源回收，包括高濃度漂洗廢水和離子交換再生液、失效的電鍍液、氯化溶劑、其他有機(jī)溶劑、失效的酸洗液、油-水乳濁液、污泥。2）日本CWT模式目前，在東京灣的人工島上已建有兩棟電鍍企業(yè)公寓和一座大型工業(yè)園區(qū)，全島面積約為2hm2，已經(jīng)容納了10家電鍍企業(yè)。園區(qū)企業(yè)建設(shè)所需的大部分資金來(lái)自政府的低息貸款。電鍍企業(yè)原來(lái)散落在東京西南地區(qū)，通過(guò)東京市政府的集中規(guī)劃首先將企業(yè)從居民區(qū)遷出，然后把遷出的企業(yè)安置在完全用于電鍍行業(yè)的新工業(yè)區(qū)。該規(guī)劃十分有效地控制了電鍍工業(yè)廢水污染。2.我國(guó)的廢水處理方法隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，廢水處理技術(shù)也不斷的提高，各行各業(yè)都在不斷完善自己的廢水處理技術(shù)，減少污水的排放量，為環(huán)境的保護(hù)做出了很大的貢獻(xiàn)。3我國(guó)廢水處理的方法主要分為:1)物理法:是指經(jīng)過(guò)物理變化的方法處理廢水，比如用活性炭吸附，用網(wǎng)吸附固體物質(zhì)等。2)化學(xué)法:是經(jīng)過(guò)化學(xué)變化的方法處理廢水，比如，污水中有酸，就用堿來(lái)中和掉，再有溶于水的物質(zhì)，就用另外一種物質(zhì)與它進(jìn)行反應(yīng)，生成不溶物或無(wú)害物。常用的化學(xué)方法有化學(xué)混凝法、中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法和電化學(xué)法3）生物法:很多藻類、植物都有凈化水體的能力，它們的這種能力來(lái)處理廢水的方法就是生物法。比如像滿江紅等等，只用把他們養(yǎng)在水里，就能對(duì)污水中的一些物質(zhì)進(jìn)行處理。三種方法中物理法是最普通的方法，這種方法操作簡(jiǎn)單，所需成本低，但處理效率低只適用于某些小企業(yè)?；瘜W(xué)法是各大型企業(yè)最常用也是最實(shí)用的方法，因?yàn)檫@種方法成本低，技術(shù)也很成熟，處理效率也很高。處理效率最好的應(yīng)該是生物法，但是這種方法成本太高，技術(shù)也不完善，只有一些極少數(shù)企業(yè)采用這種方法。以我國(guó)目前的科技水平還無(wú)法和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，但隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)水平的提高、設(shè)備的更新和技術(shù)人員的不斷創(chuàng)新，我們也有自己的一套處理方法，許多科技成果已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際水平5。三、研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)廢水處理控制系統(tǒng)，通過(guò)控制電石渣液的流量，使電石渣液與給定流量的酸性廢水中和后的PH值穩(wěn)定在7附近。我采用串級(jí)控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)控制電石渣液的流量；外環(huán)來(lái)控制PH值。以MCS-51單片機(jī)為核心，對(duì)電石渣液的流量和中和后的PH值進(jìn)行信號(hào)采集，送入單片機(jī)，經(jīng)程序處理后輸出控制信號(hào)調(diào)節(jié)電石渣液的流量，以保證PH值穩(wěn)定與7附近。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題有：1）流量和PH值傳感器的選擇2）控制部分的設(shè)計(jì)3）軟件程序設(shè)計(jì)4四、研究（設(shè)計(jì)）方案與進(jìn)度計(jì)劃安排1.設(shè)計(jì)方案：根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求我采用串級(jí)控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)控制電石渣液的流量，外環(huán)來(lái)控制PH值。通過(guò)流量傳感器和PH值傳感器采集流量和PH值、經(jīng)過(guò)I/V變換、A/D轉(zhuǎn)換器將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)分析計(jì)算后輸出的信號(hào)，再經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器、V/I變換送入電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，以此來(lái)控制電石渣的流量，以此控制PH值是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的給定值（PH=7左右）。同時(shí)在設(shè)計(jì)中我加入了鍵盤顯示，看門狗以及報(bào)警電路，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性3。方案設(shè)計(jì)框圖如下圖：MCS-51A/D轉(zhuǎn)換器I/V變換流量傳感器I/V變換V/I轉(zhuǎn)換電動(dòng)調(diào)節(jié)閥D/A轉(zhuǎn)換器報(bào)警看門狗顯示A/D轉(zhuǎn)換器PH值傳感器鍵盤圖1方案設(shè)計(jì)框圖2.進(jìn)度計(jì)劃安排2008.4.144.20：查閱資料，完成外文翻譯2008.4.214.27：撰寫開(kāi)題報(bào)告2008.4.285.4：方案論證，確定總體設(shè)計(jì)方案2008.5.55.11：設(shè)計(jì)