废水中和值控制系统的设计开题报告.doc

1废水处理控制系统设计开题报告一、课题的目的和意义我们要设计一个废水处理控制系统，通过控制电石渣液的流量，使电石渣液与给定流量的酸性废水中和后的PH值稳定在7附近。目前，水资源短缺和水环境污染造成的水危机已经成为我国社会经济发展的重要制约因素，为此，必须采用保护和利用相协调的水资源开采利用模式，通过对污水的净化和水体保护，使水资源不再受到破坏并能实现良性的再生循环。没有水的可持续利用和保护，社会经济的可持续发展就不可能实现。从水的污染日益严重，水源逐渐紧张以来，因此课题设计的主要目的是以废治费，实现废水的安全排放，减少对环境的危害。环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响，也会给生态系统和人类社会造成间接的危害，有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性，往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到，然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然，环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。水污染使水环境质量恶化，饮用水源的质量普遍下降，威胁人的身体健康，引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题，也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高，由于污染引起的人群纠纷和冲突逐年增加。环境污染也日益呈现国际化趋势，因此改善环境一是刻不容缓的问题了！这次设计我们采用电石渣液中和酸性废水不仅能够减少对坏境的危害，还可以减少投资成本，以废治废，有很这好的经济效益。而且这种方法操作简单，处理效率高，对技术要求不高，由此可见这种方法在工业生产中是非常实用的，努力完善这一技术也是非常有意义的5。二、文献综述1外国的废水处理方法通过查阅大量的资料我了解到现在在国外采用集中式废水处理(CentralizedWastewaterTreatment,简称CWT)即把各企业工业废水(或污泥)运送至邻近的工业废水处理厂集中处理，其出水通过市政下水道流至城2市污水处理厂再行进一步处理，回收的有用物质运送至回收材料市场，处理后产生的污泥送至废物填埋场填埋。CWT模式具有许多优势：由于拥有经济规模，CWT能够大大降低工业废水的处理费用；因处理设施是由训练有素的专业人员来操作管理，故处理效果优于各企业自己运作；能够大大增加回收化学药品的潜力，不仅降低了CWT费用且减轻了污泥处置的负担；企业还可以在CWT系统中共享其他服务以进一步降低废水处理费用。CWT主要有两种模式：第一种模式是把各企业产生的废水运至CWT厂进行处理，如美国的普罗维登斯、罗德岛、克里夫兰和德国都采用该模式；第二种模式是将产生相同(或相似)废水的企业搬迁至工业园区或专门设计的大型建筑内以便集中，如日本和纽约的布鲁克林已将该模式应用于电镀企业，同时布鲁克林的“电镀城”还提供了集中供电、集中供热、公共实验室以及大宗货物采购合作社等服务。1）德国CWT模式德国已建立了废水交换系统以及处理各类工业废水的运行机制，自1964年以来处理高浓度工业废水的私营和公营处理厂数量猛增，所有主要类型的工业废水都能送至专门设计的处理厂进行处理和资源回收，包括高浓度漂洗废水和离子交换再生液、失效的电镀液、氯化溶剂、其他有机溶剂、失效的酸洗液、油-水乳浊液、污泥。2）日本CWT模式目前，在东京湾的人工岛上已建有两栋电镀企业公寓和一座大型工业园区，全岛面积约为2hm2，已经容纳了10家电镀企业。园区企业建设所需的大部分资金来自政府的低息贷款。电镀企业原来散落在东京西南地区，通过东京市政府的集中规划首先将企业从居民区迁出，然后把迁出的企业安置在完全用于电镀行业的新工业区。该规划十分有效地控制了电镀工业废水污染。2.我国的废水处理方法随着我国科学技术的发展，废水处理技术也不断的提高，各行各业都在不断完善自己的废水处理技术，减少污水的排放量，为环境的保护做出了很大的贡献。3我国废水处理的方法主要分为:1)物理法:是指经过物理变化的方法处理废水，比如用活性炭吸附，用网吸附固体物质等。2)化学法:是经过化学变化的方法处理废水，比如，污水中有酸，就用碱来中和掉，再有溶于水的物质，就用另外一种物质与它进行反应，生成不溶物或无害物。常用的化学方法有化学混凝法、中和法、化学沉淀法、氧化还原法和电化学法3）生物法:很多藻类、植物都有净化水体的能力，它们的这种能力来处理废水的方法就是生物法。比如像满江红等等，只用把他们养在水里，就能对污水中的一些物质进行处理。三种方法中物理法是最普通的方法，这种方法操作简单，所需成本低，但处理效率低只适用于某些小企业。化学法是各大型企业最常用也是最实用的方法，因为这种方法成本低，技术也很成熟，处理效率也很高。处理效率最好的应该是生物法，但是这种方法成本太高，技术也不完善，只有一些极少数企业采用这种方法。以我国目前的科技水平还无法和发达国家相比，但随着国内技术水平的提高、设备的更新和技术人员的不断创新，我们也有自己的一套处理方法，许多科技成果已经达到了国际水平5。三、研究（设计）内容和拟解决的关键问题设计的内容是设计一个废水处理控制系统，通过控制电石渣液的流量，使电石渣液与给定流量的酸性废水中和后的PH值稳定在7附近。我采用串级控制系统，内环控制电石渣液的流量；外环来控制PH值。以MCS-51单片机为核心，对电石渣液的流量和中和后的PH值进行信号采集，送入单片机，经程序处理后输出控制信号调节电石渣液的流量，以保证PH值稳定与7附近。拟解决的关键问题有：1）流量和PH值传感器的选择2）控制部分的设计3）软件程序设计4四、研究（设计）方案与进度计划安排1.设计方案：根据课题设计要求我采用串级控制系统，内环控制电石渣液的流量，外环来控制PH值。通过流量传感器和PH值传感器采集流量和PH值、经过I/V变换、A/D转换器将采集的模拟信号转换成数字信号后送入单片机，经单片机分析计算后输出的信号，再经过D/A转换器、V/I变换送入电动调节阀，以此来控制电石渣的流量，以此控制PH值是否达到设计要求的给定值（PH=7左右）。同时在设计中我加入了键盘显示，看门狗以及报警电路，以保证系统的稳定性和安全性3。方案设计框图如下图：MCS-51A/D转换器I/V变换流量传感器I/V变换V/I转换电动调节阀D/A转换器报警看门狗显示A/D转换器PH值传感器键盘图1方案设计框图2.进度计划安排2008.4.144.20：查阅资料，完成外文翻译2008.4.214.27：撰写开题报告2008.4.285.4：方案论证，确定总体设计方案2008.5.55.11：设计系统框图，查询元器件资料2008.5.125.25：查询元器件资料，设计硬件接线图2008.5.266.8：软件设计2008.6.96.15：撰写、修改毕业论文，准备毕业答辩2008.6.166.22：论文上交，指导教师、评阅教师审阅2008.6.236.29：答辩五、预期结果和创新成果