廢水中和值控制系統(tǒng)的設計開題報告.doc

1廢水處理控制系統(tǒng)設計開題報告一、課題的目的和意義我們要設計一個廢水處理控制系統(tǒng)，通過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已經(jīng)成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素，為此，必須采用保護和利用相協(xié)調(diào)的水資源開采利用模式，通過對污水的凈化和水體保護，使水資源不再受到破壞并能實現(xiàn)良性的再生循環(huán)。沒有水的可持續(xù)利用和保護，社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展就不可能實現(xiàn)。從水的污染日益嚴重，水源逐漸緊張以來，因此課題設計的主要目的是以廢治費，實現(xiàn)廢水的安全排放，減少對環(huán)境的危害。環(huán)境污染會給生態(tài)系統(tǒng)造成直接的破壞和影響，也會給生態(tài)系統(tǒng)和人類社會造成間接的危害，有時這種間接的環(huán)境效應的危害比當時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)境效應具有滯后性，往往在污染發(fā)生的當時不易被察覺或預料到，然而一旦發(fā)生就表示環(huán)境污染已經(jīng)發(fā)展到相當嚴重的地步。當然，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。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。嚴重的污染事件不僅帶來健康問題，也造成社會問題。隨著污染的加劇和人們環(huán)境意識的提高，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)國際化趨勢，因此改善環(huán)境一是刻不容緩的問題了！這次設計我們采用電石渣液中和酸性廢水不僅能夠減少對壞境的危害，還可以減少投資成本，以廢治廢，有很這好的經(jīng)濟效益。而且這種方法操作簡單，處理效率高，對技術要求不高，由此可見這種方法在工業(yè)生產(chǎn)中是非常實用的，努力完善這一技術也是非常有意義的5。二、文獻綜述1外國的廢水處理方法通過查閱大量的資料我了解到現(xiàn)在在國外采用集中式廢水處理(CentralizedWastewaterTreatment,簡稱CWT)即把各企業(yè)工業(yè)廢水(或污泥)運送至鄰近的工業(yè)廢水處理廠集中處理，其出水通過市政下水道流至城2市污水處理廠再行進一步處理，回收的有用物質(zhì)運送至回收材料市場，處理后產(chǎn)生的污泥送至廢物填埋場填埋。CWT模式具有許多優(yōu)勢：由于擁有經(jīng)濟規(guī)模，CWT能夠大大降低工業(yè)廢水的處理費用；因處理設施是由訓練有素的專業(yè)人員來操作管理，故處理效果優(yōu)于各企業(yè)自己運作；能夠大大增加回收化學藥品的潛力，不僅降低了CWT費用且減輕了污泥處置的負擔；企業(yè)還可以在CWT系統(tǒng)中共享其他服務以進一步降低廢水處理費用。CWT主要有兩種模式：第一種模式是把各企業(yè)產(chǎn)生的廢水運至CWT廠進行處理，如美國的普羅維登斯、羅德島、克里夫蘭和德國都采用該模式；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設計的大型建筑內(nèi)以便集中，如日本和紐約的布魯克林已將該模式應用于電鍍企業(yè)，同時布魯克林的“電鍍城”還提供了集中供電、集中供熱、公共實驗室以及大宗貨物采購合作社等服務。1）德國CWT模式德國已建立了廢水交換系統(tǒng)以及處理各類工業(yè)廢水的運行機制，自1964年以來處理高濃度工業(yè)廢水的私營和公營處理廠數(shù)量猛增，所有主要類型的工業(yè)廢水都能送至專門設計的處理廠進行處理和資源回收，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)建設所需的大部分資金來自政府的低息貸款。電鍍企業(yè)原來散落在東京西南地區(qū)，通過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.我國的廢水處理方法隨著我國科學技術的發(fā)展，廢水處理技術也不斷的提高，各行各業(yè)都在不斷完善自己的廢水處理技術，減少污水的排放量，為環(huán)境的保護做出了很大的貢獻。3我國廢水處理的方法主要分為:1)物理法:是指經(jīng)過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)化學法:是經(jīng)過化學變化的方法處理廢水，比如，污水中有酸，就用堿來中和掉，再有溶于水的物質(zhì)，就用另外一種物質(zhì)與它進行反應，生成不溶物或無害物。常用的化學方法有化學混凝法、中和法、化學沉淀法、氧化還原法和電化學法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，就能對污水中的一些物質(zhì)進行處理。三種方法中物理法是最普通的方法，這種方法操作簡單，所需成本低，但處理效率低只適用于某些小企業(yè)。化學法是各大型企業(yè)最常用也是最實用的方法，因為這種方法成本低，技術也很成熟，處理效率也很高。處理效率最好的應該是生物法，但是這種方法成本太高，技術也不完善，只有一些極少數(shù)企業(yè)采用這種方法。以我國目前的科技水平還無法和發(fā)達國家相比，但隨著國內(nèi)技術水平的提高、設備的更新和技術人員的不斷創(chuàng)新，我們也有自己的一套處理方法，許多科技成果已經(jīng)達到了國際水平5。三、研究（設計）內(nèi)容和擬解決的關鍵問題設計的內(nèi)容是設計一個廢水處理控制系統(tǒng)，通過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。我采用串級控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)控制電石渣液的流量；外環(huán)來控制PH值。以MCS-51單片機為核心，對電石渣液的流量和中和后的PH值進行信號采集，送入單片機，經(jīng)程序處理后輸出控制信號調(diào)節(jié)電石渣液的流量，以保證PH值穩(wěn)定與7附近。擬解決的關鍵問題有：1）流量和PH值傳感器的選擇2）控制部分的設計3）軟件程序設計4四、研究（設計）方案與進度計劃安排1.設計方案：根據(jù)課題設計要求我采用串級控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)控制電石渣液的流量，外環(huán)來控制PH值。通過流量傳感器和PH值傳感器采集流量和PH值、經(jīng)過I/V變換、A/D轉換器將采集的模擬信號轉換成數(shù)字信號后送入單片機，經(jīng)單片機分析計算后輸出的信號，再經(jīng)過D/A轉換器、V/I變換送入電動調(diào)節(jié)閥，以此來控制電石渣的流量，以此控制PH值是否達到設計要求的給定值（PH=7左右）。同時在設計中我加入了鍵盤顯示，看門狗以及報警電路，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性3。方案設計框圖如下圖：MCS-51A/D轉換器I/V變換流量傳感器I/V變換V/I轉換電動調(diào)節(jié)閥D/A轉換器報警看門狗顯示A/D轉換器PH值傳感器鍵盤圖1方案設計框圖2.進度計劃安排2008.4.144.20：查閱資料，完成外文翻譯2008.4.214.27：撰寫開題報告2008.4.285.4：方案論證，確定總體設計方案2008.5.55.11：設計