臭氧与超声协同降解水中有机污染物过程及其单片机控制系统

摘要

在我国，随着经济建设的发展，工业水污染、生活水污染已成为环境保护领域的突出问题。污水处理的目标是将污染的水进行无害化、资源化处理，使之达到污水排放标准，甚至使之回收利用。在众多的水处理方法中，臭氧氧化法具有副产物少，综合效果好等特点，超声法则能够促成一些在通常条件下无法发生的反应，将臭氧法和超声法两者结合起来应用于水处理领域具有良好的前景。论文通过大量实验证实了臭氧与超声协同降解水中有机污染物具有良好的效果。 本文首先介绍了臭氧的化学特点和超声的空化效应现象，在此基础上，对臭氧和超声在降解有机污染物时的不同机理和不同影响因素进行了详细分析，研究了不同因素对两者在单独降解和联合降解有机污染物时降解效果的影响。 本文在分析研究的基础上，研制了臭氧和超声联合降解有机污染物的单片机控制系统。通过CAN总线实现控制系统的远程控制，调节温度值、PH值以及臭氧和超声等的相关参数，使有机污染物达到理想的降解效果；同时通过人机界面的操作，实现了整个降解过程的自动控制，为进一步提高臭氧与超声协同降解水中有机污染物的自动化程度打下了扎实的基础。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1臭氧简介

1.2臭氧应用

1.3超声简介

1.4超声应用

1.5臭氧与超声水处理在国内外的研究现状及动态

1.5.1国内动态

1.5.2国外动态

1.6本论文研究目的、内容和意义

第二章臭氧与超声水处理的降解机理

2.1臭氧的降解机理

2.1.1开始阶段

2.1.2增长阶段

2.1.3终止阶段

2.1.4反应的促进物和阻碍物

2.2超声的降解机理

2.3臭氧与超声协同降解的机理

第三章臭氧与超声降解水中有机物的实验研究

3.1臭氧与超声降解水中有机物的实验条件

3.1.1实验装置

3.1.2实验方法

3.1.3分析方法

3.2臭氧单独降解

3.2.1臭氧投加速率对化学需氧量(COD)降解率的影响

3.2.2溶液初始pH值对COD降解率的影响

3.2.3反应时间对COD降解率的影响

3.2 4反应温度对COD降解率的影响

3.3超声单独降解

3.3.1超声频率对COD降解率的影响

3.3.2 pH值对COD降解率的影响

3.4臭氧与超声协同降解

3.5影响臭氧与超声水处理的主要因素与控制方法

第四章臭氧与超声水处理器的控制系统设计

4.1控制系统的总体设计

4.1.1控制系统的方案选择

4.1.2控制系统的方案设计

4.2臭氧发生部分的控制要求和方法

4.3控制系统的通信与接口

4.3.1上位机与单片机控制器之间的CAN总线设计

4.3.2单片机与臭氧发生器、超声波发生器的通信

4.4控制参数的检测

4.4.1臭氧浓度的自动测量

4.4.2 PH值的自动测量

4.4.3温度的测量

4.5辅助控制系统

4.5.1开关量输入电路的设计

4.5.2开关量输出电路的设计

4.5.3看门狗电路

4.5.4电源管理模块

4.5.5控制系统的人机界面设计

4.6臭氧与超声水处理器控制系统设计总结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2下一步工作重点

致 谢

参考文献

附录1：系统原理图及布线图