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篇1：臭氧处理系统论文
1鱼类养殖水体臭氧处理系统
1.1系统组成与原理图1是臭氧水处理系统布局。
系统主要由三部分组成:一部分是由8个规格相同的养殖池(直径2m，高1m)、回水槽、水泵、过滤机、臭氧混合设备和进排水管道组成的水循环系统;另一部分是由气源泵、臭氧发生器、流量计、臭氧混合设备、尾气处理器组成;第三部分是基于PLC的控制系统，由温度和臭氧传感器、PLC组件、调节步进电机和数据输出微机组成。
图1试验设备布局Fig.1Layoutofthetestequipments系统工作时，养殖池的水靠水压力进入回水槽，由水泵压入过滤器，经过滤后的水进入臭氧混合设备与来自臭氧发生器的臭氧气体进行混合、溶解，溶解后臭氧水进入养殖池，对养殖水体进行臭氧处理，并反复循环进行，直到池水臭氧溶解浓度达到所要求的浓度为止。
未溶解的臭氧通过尾气处理器进行无害化处理。
1.2臭氧的产生设计了空气和氧气作为气源产生臭氧的两种方法。
空气是常用的臭氧产生方法，氧气的使用是为了提高臭氧的产生效率而采用的方法。
氧气由制氧机从空气中制备，纯度达95%。
臭氧发生器采用XY-19型的臭氧发生器，额定气体流量为8m3/h，额定臭氧产量为100g/h。
1.3臭氧浓度控制系统臭氧浓度控制系统如图2所示。
系统通过设置在鱼池水中的传感器进行温度和臭氧浓度监测，监测数据传输给PLC并通过PLC的数据线自动记录在电脑中。
根据预先设定的臭氧浓度，PLC对当前臭氧浓度进行分析后将控制信号传输给步进电机，步进电机依照PLC的指令控制臭氧发生器的电压变化，以增加或者减少臭氧的产量，从而达到控制臭氧浓度的目的。
1.3.1臭氧浓度监测监测传感器采用哈希9185sc在线臭氧分析仪检测探头。
检测仪采用选择性膜电极;不受样品中pH、氯、溴、二氧化氯或过氧化氢的干扰，测量范围:0～20mg/L，测量精度±5μg/L。
同时设计了温度补偿系统，以消除温度波动的干扰。
1.3.2监控系统监控系统由上位机、下位机、模拟量输入模块构成。
模拟量输入模块采用哈希公司SC100控制器，控制器采集9185sc传感器信号并将其转换成模拟信号发送给下位机。
下位机采用西门子公司生产的s7-200型PLC进行数据采集，通过通信电缆传输给上位机，上位机中安装组态王监控软件。
组态王监控软件能够实时采集PLC传输的数据，自动画出变化趋势图表，通过软件的报表功能可以查询记录历史数据并导人Excel便于以后的处理。
根据监控工程的需要在软件界面中制作3个功能窗口，每个窗口完成特定的功能。
1.3.3功能窗口选择利用软件的历史趋势曲线控件，可以将PLC采集到的数据记录下来并自动连成趋势曲线，横坐标为采样时间，纵坐标为溶解臭氧含量，所有数据存入历史库以备查询。
该窗口有自动打印功能，可将形成的历史趋势曲线定时打印，利于日后查阅。
利用软件中报表功能可以从组态王历史数据库中查到之前记录的所有数据，包括PLC采集的.溶解臭氧含量和对应的采样时间，该报表可以自定义所要查询的变量和时间间隔，并显示在列表中，便于试验中随时掌握数据的变化情况。
1.3.4臭氧浓度的控制采用MA860H型两相混合式电机驱动器驱动86BYG二相步进电机，步进电机驱动器采用交流伺服驱动器的电流环进行超细分控制，电机的转矩波动小，低速运行平稳，振动和噪音低。
高速时可输出相对较高的力矩，定位精度高。
然后用PLC控制步进电机驱动器，内置于S7-200PLC的PTO能使用一个脉冲串输出用于步进电机的速度和位置控制。
基于检测到的臭氧浓度，使用PLC编程自动控制步进电机的位移和方向来控制臭氧发生器的电压大小，最终达到对臭氧浓度的PID控制。
2臭氧溶解、衰减与杀菌消毒试验
2.1材料与方法试验目的是确定臭氧在处理鱼类养殖水体时产生所需臭氧浓度的时间和衰减至安全浓度的时间，从而确定臭氧处理的安全方法。
试验内容为:1)在没有养殖鱼类，气源分别为氧气和空气的条件下，试验养殖水体臭氧溶解和衰减过程，以确定不同臭氧浓度的应用技术和处理过程的控制方法。
2)以氧气为气源的条件下，分批次对鱼类进行消毒处理，检验杀菌消毒水体臭氧浓度稳定控制的准确性，确保处理过程可靠与鱼类安全。
根据鱼类对臭氧浓度耐受试验[8-9]，设定臭氧溶解浓度测量范围为0～0.5mg/L。
为了满足过程中臭氧用量的不同需要，氧气产量在设计能力60%～100%进行调节。
在鱼类消毒试验中，养殖鱼类消毒杀菌的安全范围为0.1～0.2mg/L，试验中设定0.18mg/L为控制量的给定希望值，单次消毒时间为40min。
试验选择8个水池中的1个为试验池，养殖池水2m3，分4次对系统养殖鱼类进行消毒;用水量包括臭氧混合设备、回水槽和养殖池水量总计5m3。
试验鱼类为冷水性鱼类虹鳟鱼，平均体重160g，200尾，密度为32kg/m3;试验水温为10℃;循环水泵型号50JYWQ25-10，流量为25m3/h。
试验初始，打开监控软件，启动臭氧检测仪半小时待其稳定之后开启臭氧发生装置并打开自动控制软件自动记录采样数据，采样频率为2次/s，待水池中臭氧浓度稳定之后关闭臭氧发生装置系统导出数据曲线并打印。
2.2结果与讨论2.2.1臭氧溶解和衰减过程试验结果表明:利用纯氧制备臭氧和利用空气制备臭氧进行养殖水体处理，其效果差别较大，见图3、图4。
由图3可知:在气源为纯氧的条件下，养殖水体循环10min就可以达到试验设定的最大臭氧溶解浓度0.5mg/L。
溶解过程中臭氧浓度快速上升，持续供气可以保持该浓度;衰减过程中曲线缓慢下降，10℃水温下，循环40min后才能衰减到鱼类安全浓度0.06mg/L[8]。
在纯氧为气源的条件下，臭氧发生器产生了高纯度臭氧，溶解过程中没有其他气体分压的影响，向液相转移的动力远高于臭氧与其他气体混合的混合体，提高了臭氧向水体溶解速度。
这一结果表明，氧气为气源产生的臭氧在养殖水体处理中，可以采用高浓度短时间应用于鱼类和水体的消毒杀菌。
由于可以产生较高浓度的臭氧水，因此在对养殖水体和鱼类处理时，要进行监测与控制，以实现操作过程的安全可靠。
由图4可知:在气源为空气的条件下，养殖水体循环1.5h，臭氧才能到消毒杀菌处理的最低浓度0.1mg/L。
臭氧溶解过程非常缓慢，且剧烈波动，不够稳定，最大臭氧浓度能达到0.14mg/L;其衰减过程也很缓慢，衰减到鱼类安全浓度0.06mg/L需要1h。
由于空气中氧气含量约为21%，以空气为气源产生的臭氧不纯，臭氧向液相转移的过程中，受其他气体分压的影响，其溶解动力明显降低，溶解过程缓慢;同时，由于溶解过程气体混杂，干扰了臭氧检测的精度，产生了波动不稳定现象。
在衰减过程中，由于低温及其他溶解气体的影响，该过程也同样很缓慢。
这一结果表明:利用空气为气源的臭氧水产养殖应用时，选择低浓度长时间的处理方法，适应于养殖水体的氨氮、悬浮物、有机物处理[16]。
由于其浓度低，难以形成稳定的状态，且臭氧浓度在消毒杀菌的范围内，不需对其过程进行自动控制，只要控制处理时间就可以达到安全可靠的要求。
2.2.2纯氧为气源产生臭氧对鱼类消毒杀菌的影响试验结果表明，在40min消毒过程中，试验鱼类游速加快、运动剧烈。
但是消毒后的各项体表形态并无损伤现象，进入养殖水体后可以进行正常的饲养，无不适反应。
消毒过程中，系统工作正常，臭氧浓度稳定在0.18mg/L。
图5是臭氧消毒试验过程中，控制系统调节下养殖水体臭氧浓度随时间的变化情况。
由图5可知:系统工作开始后，臭氧浓度迅速接近设定的阀值0.18mg/L，随后在自控系统的控制下，溶解过程缓慢，其浓度在阀值0.18mg/L附近小幅波动，最终趋于稳定，稳定时臭氧发生器的电压为104kV。
纯氧为气源产生臭氧的产生效率是使用空气的2倍～3倍[14]。
由于自控系统的作用，臭氧浓度稳定保持在0.18mg/L附近，在操作过程中可以把整个工厂化养殖系统的鱼类分批次放入进行消毒杀菌。
纯氧产生臭氧的曲线比空气产生臭氧曲线平滑稳定，有利于控制系统进行准确控制。
建立可靠的臭氧浓度监控系统，利用纯氧为气源产生臭氧利用其高纯度、溶解过程快速的特性进行工厂化养殖鱼类的消毒杀菌，高效安全可靠，是一种清洁、无残留和无污染的有效方法，有利于工厂化养殖鱼类的健康生长和产品安全。
3结论
通过对鱼类工厂化养殖水体臭氧溶解和衰减过程的监测与控制，确定了空气和纯氧产生臭氧在工厂化水产养殖中的不同应用方式，为臭氧在工厂化养殖方面的应用奠定了基础，并可以得出下述结论:1)利用纯氧产生臭氧进行鱼类和水体的消毒杀菌较为有利，臭氧产生的浓度大效率高，而利用空气产生的臭氧进行氨氮、悬浮物和有机物处理比较有效和安全。
纯氧产生的臭氧在应用过程中须进行浓度的精准控制。
2)通过对纯氧产生臭氧进行设定阀值控制试验，验证了使用纯氧产生臭氧进行鱼类消毒杀菌安全控制的可靠性，在自控设备的保障下臭氧浓度可稳定保持在安全阀值内。
3)在工厂化养殖中应用臭氧处理系统，通过采取适当技术措施控制臭氧发生器的产量，可以达到控制养殖水体臭氧浓度、消毒杀菌安全和可靠的目的。
篇2：臭氧处理系统论文
1系统整体方案设计
在线式电能综合质量分析仪，能连续、实时、高分辨率地监测外电网的电能质量，并将高分辨率的录波数据、实时数据、故障波形、故障报警等信息，通过独立CAN总线上传给车站站机，由站机对数据进行显示、存储。
利用铁路信号微机监测的2M带宽专网，将外电网数据实时传送给远程服务器，使得通过远程终端可以查看各个车站外电网的实时高分辨率录波数据、实时数据(电压、电流、功率、功率因数等)、历史数据、报警记录、瞬间突变波形等信息，满足了电务段对于供电结合部管理的实际需要。
2系统硬件设计
在线式电能综合质量分析仪，包括信号采样电路、核心CPU模块、can总线接口电路。
2.1信号采样设计电能综合质量分析仪采集两路三相电的电压、电流。
电流采样采用开口的电流互感器CT53C104b-100A/50mA，将采样线从电流互感器中间穿过，通过电磁感应采集采样线中通过的电流，并输出最大50mA的电流，电流互感器输出的电流信号先在隔离转换板上转换为低于1.5V的电压信号，再输出到CPU板。
电压采样是在采样位置与信号隔离转换板之间连接采样线，在隔离转换板上，先经过保险管，再经YXY300-1.06V进行隔离转换，输出到CPU板。
保险管是防止电压采样线在电能质量分析仪内短路，影响到外电网正常运行。
采集的电压、电流信号经过隔离防护后接入CPU模块，不会因为在线电能质量分析仪采集外电网信号，对外电网的正常运行造成影响。
2.2CPU板设计核心CPU模块的中央处理器采用DSP芯片TMS320F2812[3]，外围电路包括电源电路、晶振、外扩RAM，电源采用DSP专用电源芯片PS73HD301，为TMS320F2812提供所需工作电源;晶振采用30M有源晶振和中央处理器的时钟端口连接，在TMS320F2812系统初始化时，将主频倍频为150M。
外扩RAM选用CY7C1041V33芯片，作为高分辨率数据的暂存空间。
2.3Can总线接口设计Can总线接口设计采用TMS320F2812自带的Can接口，在外围增加高速光耦6N137、Can收发器82C250以及Can防护电路。
Can收发器82C250和核心CPU模块的中央处理器自带的Can接口通讯连接，在Can收发器82C250的串行输入和输出端口设有光耦隔离电路及Can防护电路;从所述Can收发器82C250引出与外部Can总线连接的Can总线接口。
Can通讯线需采用双绞屏蔽线，且屏蔽层接地。
因在线式电能综合质量分析仪具有高分辨率数据采样，且具有较高的实时性，所以在TMS320F2812满足高分辨率数据采样的前提下，必须具有足够高带宽的通讯总线将数据及时地传送出去，且具有足够长的通讯距离。
Can总线具有1M带宽，且在速率500k时，通讯最大距离可达130m，可以满足高分辨率数据的传输带宽以及现场通讯距离的实际需求。
3软件设计
在线式电能综合质量分析仪，实时监测铁路信号机械室两路三相电的相电压(基波、谐波)、线电压、电流(基波、谐波)、频率、相位角、功率、功率因数等信息，并将实时采集的高分辨率实时电压/电流波形、瞬间波形突变等信息通过CAN总线上送给站机;同时，对采集的原始数据进行运算，计算出每相电压电流的有效值(基波、谐波)，定时上送给站机。
根据计算出的有效值，作为判断外电网断电/瞬间断电的依据。
并根据采集的高分辨率原始数据，判断是否有瞬间突变(突变时间≥2ms)，如果有瞬间突变波形，则截取突变前后几个周期的高分辨率数据进行存储，并记录突变时间、置位突变开关量，将突变时间、突变开关量、突变波形，依次上送给站机。
篇3：污水处理系统架构设计分析论文
污水处理系统架构设计分析论文
摘要：本文提出了一种基于PLC工业网络的污水处理系统的架构设计，详细介绍了该系统的结构框架、系统选型、传输系统及使用协议，该方案具有较高的可靠性，性价比高，对相关工程项目有一定参考价值。
关键词：PROFIBUS；PLC；工业以太网；污水处理系统
1PLC控制系统在污水处理中的优势
我国是个缺水的国家，人均水资源占有量只为世界人均水资源占有量的1/4。而且我国的水资源在时空和地域上分布不均匀，更加重了缺水的实际情况。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为我国非常重要的绿色产业。目前污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10万m3为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。随着全球水资源供应的紧张和对自动化要求的增加，我国的污水处理厂必然是向着高度自动化和无人职守的方向发展。PLC控制为主导的控制方式始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前污水处理厂对自动化的需要。本文主要针对小型污水处理系统提出架构设计。
2基于PLC的污水处理系统总体框架及选型
本系统设计考虑到小型污水处理厂地理位置相对较为集中，对数据传输可靠性及实时性要求高，不需要频繁对设备进行维护保养，降低后期运行成本，系统使用工业网络结构，采用有线信息传输方式，确保在各类恶劣自然环境及工业环境下可靠地将数据及时传输，总体结构分为控制中心（包括上位机和PLC）和现场通信模块（包括各类传感器和模拟量输入输出模块）两级。在PLC的选型上，综合考虑控制中心采用中国汇川公司的AM610PLC作为主机，系统功能上除包含正常分断、短路、过载、隔离等功能外，还包含触摸屏、PLC、变频器、PROFIBUS-DP通讯模块、工业以太网通讯模块、接触器、继电器、中间继电器、DC24V稳压源等；现场通信模块采用汇川AM600-RTU-DP，还包含PLC模拟量输入、PLC模拟量输出、各类传感器、现场控制器等模块。
3工业网络设计
该系统的'PLC网络采用两种网络混合搭配组建，一种采用以太网通信，用在控制中心，鉴于控制中心各类信号较多，又要和上位机及组态软件通信，各类传输协议较多，以太网能够很好地完成各类通信，且控制中心一般室内环境较好，工业干扰较少，系统设备相对集中，以太网传输距离和网速均能满足使用要求且成本较低，可以实现优良的性价比。本系统中的上位机和AM610的通信以及触摸屏IT5104E-J和AM610的通信均使用以太网。第二种采用Profibus通信，用于现场控制，现场工况复杂，干扰源多，鉴于Profibus通信技术已在各类现场控制中得到验证，传输距离远，信号稳定可靠，抗干扰性强。AM610，变频器，AM600-RTU-DP上均包含Profibus接口，组建网络非常方便，各类现场传感器，阀门控制信号都可以连入输入输出模块，AM600-RTU-DP与控制中心AM610双向通信，AM600-RTU-DP将现场信号传递给AM610，AM610将指令下达给AM600-RTU-DP。系统总体架构图如图1所示。此系统的优点是充分考虑了现场工况，确保了系统通信的可靠性和实时性，性价比高，并能抵抗一定程度的外部恶劣环境。该系统综合使用了传感器、PLC、组态技术及工业网络通信。特点是自动化程度高，系统集成度高；可以实现大量智能化站点集成，兼容市场主流的各家仪表，易于实现。
4结束语
本系统设计的PLC网络，通过Profibus实现远程模块AM600-RTU-DP与控制中心AM610对现场设备采集及控制，上位机与触摸屏通过以太网实现与AM610的通信系统，可靠性高，能抵抗恶劣的自然环境，系统兼容性好，各类厂家的传感器都可以使用，而且后期维护工作量小，具有一定的实用价值。
参考文献
[1]王钊.污水处理控制系统中PLC的应用[J].自动化应用，（04）.
[2]杨锦春.基于PLC的污水处理控制系统设计[J].智库时代，（17）.
[3]王新颖，杨华峰.我市污水处理自动化控制系统展望―――基于PLC控制与触摸屏的应用[J].北方环境，（03）.
篇4：嵌入式图像处理系统的软件设计论文
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1674-6708156-0080-02
DOI:10.16607/j.cnki.1674-6708.2016.03.049
在很多领域中，由于科学技术的不断发展，不可避免的需要使用大量的数据，面对这些算法复杂的数据，传统的图像处理系统已经不能满足要求。嵌入式图像处理系统在通讯、医药等方面都发挥着非常重要的作用，正是因为各个领域获得的图像数据越来越多，如何对图像数据快速准确的进行处理显得格外重要。所以需要设计出更优化的图像处理。
1嵌入式系统概述
1.1嵌入式系统的概念
嵌入式系统是建立在计算机技术基础上的应用型专用计算机系统，其软件和硬件都可以剪裁，系统对成本、功耗、功能都提出了更高的要求，具有可靠性强、体积小等优点，可以实现对其他设备的监视、控制和管理。随着嵌入式系统的不断发展，嵌入式系统已经渗透到人们的生活中，无论是在工业、服务业还是消费电子等领域都得到了广泛的应用。
1.2嵌入式系统的特点
与普通的计算机系统相比，嵌入式系统的专用性更强，一般是面向特定运用的，嵌入式处理器一般应用在用户设计的特定系统中，集成性高、体积小、功耗低，不仅具有方便携带的优点，操作系统更是实时操作的，可以满足实时性较强的场合要求。将嵌入式系统运用到应用程序中，在芯片上直接运行而不需要操作系统，未来可以充分利用更多的系统资源，用户需要选择RTOS开发平台，保障软件的质量。嵌入式系统主要包括硬件系统和软件系统，其中硬件系统是基础，软件系统是灵魂，复杂程度非常高。
2系统软件设计
基于RF5软件系统总体设计：嵌入式图像处理系统和传统处理系统一样，主要包括硬件和软件两个方面，硬件包括系统的硬件平台，软件包括嵌入式操作系统和图像处理算法两个方面。其中硬件平台又包括图像储存模块、通信模块和显示模块等，主要是为系统的软件系统提供支持。在图像处理过程中，硬件系统可以为其提供计算、显示、存储等条件[1]。RF5是以DSP和XDAIS为基础的代码参考框架，在DSP软件的设计和开发中具有重要的作用，参考框架在整个程序中具有非常重要的作用，是整个运用应用程序的蓝本。RF5的数据处理元素包括通道、单元、任务和XDAIS算法，这4个元素之间具有紧密的联系，独立又联系。嵌入式操作系统是整个系统的核心系统，提供了包括图形处理任务管理在内的各项管理，经过硬件的初始化、图像信息存储、图像信息显示等过程实现图像处理和存储。
3软件模块化程序实现
3.1初始化模块
软件系统的初始化模块主要包括处理器、RF5模块化初始化、图像处理算法、视频捕获、视频显示通道等。处理器和系统板初始化是指设备重启之后，通过软件配置的方式对外围设备进行配置和选择。系统在进行工作的时候，初始化模块是其执行的第一个任务，执行完初始化模块之后，程序的控制权将会转变到调度程序中，由调度程序来调度接下来的任务。
3.2视频捕获和显示模块
3.2.1视频捕获的实现
视频捕获主要负责将外部的视频解码器解码生成的数字视频信号采集收集起来，并且这个采集的过程非常方便，可以实现实时采集，最终形成的图形处理也是可以实时处理的，可以随时随地对大数据的图像进行处理，这也是其最大的优点和特点。采集到的数字视频信号进入到系统外扩的.存储器中，从而实现视频的捕获。视频采集可以自动采集，当单元进入自动采集状态，完成了图像的采集之后，视频端口都会向系统自动发出中断请求，中断服务程序便开始发挥自身的功能，对图像的存储区进行连续更新，图像存储区一旦更新之后，图像采集系统就会采集下一个图像数据，最终进入一个循环。当视频端口的FIFO装满了采集的数据之后，会发生中断信息，进入EDMAISR中断服务程序将视频数据送入到SDRAM中[2]。
3.2.2视频显示的实现
视频显示的实现是通过视频图像显示模块来实现的，视频图像处理模块处理后的图像经过显示模块处理，处理之后将图像编码成数字视频流，标准数字视频流经过系统编码转化为虚拟视频信号，经过解码器之后视频流就变成了标准的模拟视频信号，分别经过EDMA控制器和EDMAISR之后最终进入到视频端口的缓冲区中，经过缓冲器之后，信号会使EDMA中断，送入新的图像信号，并在显示器上显示出来，视频显示的流程。输出作用在外部编辑器中。
3.3图像处理模块
图像处理模块比较灵活，是指在嵌入式的环境下实现对图像的处理。在图像处理系统中，又包括系统功能模块和图像增强模块。系统功能中包含图像增强功能，除了图像功能之外，还包括图像的几何变换、形态运输和图像分析。在图像增强模块中又包括图像的预处理和边缘检测、直方图修正、中值滤波、灰度变换调整，而图像预处理又包括图像平滑和图像锐化。图像平滑就是消除噪声对图像造成的影响，图像平滑的处理是通过高斯低通滤波法来实现，这样做虽然可以消除图像受到噪声的影响，但同时也存在着一定的弊端，图像经过处理之后会变得模糊。图像锐化的目的就是让模糊的图像重新变得清晰。图像模糊是由于图像受到平均或积分运算而造成的，图像锐化就是对其进行逆运算，重新使图像变得清晰[3]。
4结论
嵌入式图像处理系统的软件系统主要包括初始化模块、视频捕获模块、视频显示模块和图像处理模块，在确定了整个软件系统的程序流程之后，就可以分别设计纷纷模块的程序，最终完成整个软件系统的设计。
参考文献
[1]吴锡强.探析嵌入式图像处理系统的设计与实现[J].计算机光盘与软件，，12（3）：307-309.
[2]蒋立丰.嵌入式图像处理系统的设计与研究[D].东华大学，，22（21）：11-13.
[3]宋琦，牟晓光.嵌入式图像处理系统设计[J].信息技术与信息化，2015，22（31)：116-117
篇5：基于DSP+FPGA的嵌入式图像处理系统的发展的论文
基于DSP+FPGA的嵌入式图像处理系统的发展的论文
引 言
伴随着图像处理技术的快速发展，图像处理系统的性能需求也在不断提高，特别是在实时性上的要求。基于PC或者工作站的图像处理系统，常常不是一个可行的选择，原因如下：应用对处理时间要求苛刻；CCD摄像机数据量太大。另外，这类系统的资源有效利用率较低，体积大而笨重，功耗高，不适合便携式应用场合。
DSP是一种基于指令和代码的流水线处理器，具有强大的数据处理能力和较高的运行速度，采用C/C++或者线性汇编语言编程，可以支持复杂的算法处理，而FPGA则属于真正的并行架构，不同的处理操作无需竞争相同的资源，每个处理任务都可以不受其他逻辑块的影响自主运行，因此FPGA具有强大的并行处理能力，其现场可编程的属性也带来了更大的灵活性，但是，FPGA不擅长复杂的算法处理和逻辑控制。本文基于DSP+FPGA架构构建了一个嵌入式图像处理系统，使得DSP和FPGA可以发挥各自的特长，协同处理，与单独采用DSP或FPGA的系统相比，本系统具有更强大的数据处理能力，且更灵活、更通用。
1.系统架构
本系统采用DSP+FPGA架构，原理方框图如图1所示，其中DSP芯片采用TI公司单核最高性能的TMS320C6455（简称C6455）芯片作为核心处理器，负责完成视频图像的复杂算法处理，FPGA芯片采用Altera公司的Cyclone Ⅲ系列芯片EP3C55，FPGA作为DSP的协处理器，负责完成图像的采集、显示和传输等辅助功能，使得DSP可以专注于算法处理。
DSP和FPGA之间通过32位EMIF接口实现了高速同步无缝互联， 由图1可知，本系统的动态存储器均采用DDR2 SDRAM，其中C6455所带2片DDR2存储器用来存储图像和算法数据，为C6455处理大数据量、复杂算法提供了保证。FPGA所带2片DDR2存储器用来存储捕捉的Camera图像数据，以便VGA显示和DSP读取。FPGA采集的图像数据可通过EMIF和EDMA从FPGA所带的DDR2存储器搬运到DSP所带的DDR2存储器。
图1 系统方框图
2.FPGA设计
本文FPGA的主要功能围绕着DDR2存储器的.读写，如图2所示。
图2 FPGA的主要功能模块图
相机负责向缓冲区写数据，VGA显示和DSP负责从缓冲区读数据。本文中的DDR2控制器工作于Full?rate模式下，需要向DDR2 driver提供2倍数据宽度，即64 b数据。本文对每个读写数据通道，使用独立的FIFO进行不同时钟域之间的数据传输。从CameraLink相机的LVDS接收器解码得到8 b图像数据，在向Write FIFO写之前，需要按8 B进行打包处理，合并为64 b数据；而发向VGA显示的数据在从Read FIFO中读出后，需要先经过拆包处理，得到8 b图像数据后才能送给VGA Controller；从Capture FIFO读出的数据发送给DSP之前也要经过拆包处理，将64 b数据拆为2个32 b数据后，才能发送给EMIFA，进行传输。为方便可视化验证算法处理结果，DSP算法处理结果可以通过McBSP发送给FPGA，FPGA接收到数据，将其转换为可视的屏幕位置送给VGA Controller，在屏幕上进行叠加显示。
本系统应用于近红外图像处理领域，采用的CameraLink相机输出分辨率为1 024×768，帧率为30 f/s，而一般的液晶显示器刷新频率为60 Hz，为了将捕捉到的相机数据显示出来，需要将30帧图像插帧为60帧，但是显示时钟与相机时钟并不是同源时钟，其帧率并不是严格的两倍关系，这种相机和显示之间的异步时序关系如图3所示，所以不能简单地将一帧图像显示2次；同时，本系统的近红外图像算法处理时间根据图像的不同而具有不确定性，并非每帧图像都能在一个帧周期内处理完成。基于这两个因素，本系统没有采用常规的乒乓缓冲处理方式，而是采用了三重缓冲解决了这两个问题。
图3 相机和显示的异步时序关系
所谓三重缓冲，也即在DDR2存储器内开辟了三个缓冲：BufferA，BufferB和BufferC。其中，读写操作各占一个缓冲区，第三个存储区作为中转，先不考虑DSP从缓冲区读数据。
三重缓冲的示意图如图4所示，假设当前缓冲区BufferA正在进行写操作，缓冲区BufferB正在进行读操作，缓冲区BufferC则有2种可能：已写满（FULL）和已读完（EMPTY）两个状态。此时，如果需要进行读写翻页操作，即读复位信号或写复位
信号有效时，DDR2驱动程序可按不同情况给出不同的操作，如表1所示。
例如，当读复位信号有效，写复位信号无效时，说明缓冲区BufferA尚未写满，而缓冲区BufferB已经读完，此时，需要查询缓冲区BufferC的状态，如果缓冲区BufferC处于“FULL”状态，则读缓冲区将由当前的缓冲区BufferB改为缓冲区BufferC，并将缓冲区BufferB设置为“EMPTY”状态；如果缓冲区BufferC处于“EMPTY”状态，则将重新读取缓冲区BufferB。
图4 三重缓冲的示意图
表1 三重缓冲的决策表
再考虑DSP从缓冲区读数据的情况，为保证DSP任意时刻开始读数据，总能读到最新的数据，本文使用图像的场信号FVAL下降沿作为触发，定位DSP读数据的缓冲区地址，如果在下一个FVAL下降沿之前DSP始终未开始读数据，则在新的FVAL下降沿时刻重新定位缓冲区地址，反之，如果DSP开始读数据了，即使在FVAL下降沿未能读完，也会继续读，直到DSP读完数据，再重新定位缓冲区地址，按本文设计的方案，DSP会在很短的时间内完成读数据任务，而如果在两个FVAL内，DSP一直未完成读任务，则认为发生了错误，读控制器会进行复位矫正。
DDR2驱动的读写控制以显示的行信号HD为周期，周期性查询是否需要进行读写操作。其状态转移示意图如图5所示。
图5 DDR2读写控制的状态机
SignalTap Ⅱ Logic Analyzer是Quartus Ⅱ自带的嵌入式逻辑分析仪，与ModelSim软件仿真有所不同，是在线式仿真，可以实时捕捉和显示信号变化。图6所示是本文用SignalTap Ⅱ捕捉到的数据波形。
图6 SignalTap Ⅱ波形图
3.C6455软件设计
本文C6455的软件基于TI提供的抢占式多线程实时内核DSP/BIOS进行开发，网络部分使用了NDK开发套件，为了实现通过网络发送图像数据给计算机和接收来自计算机的图像数据，使用了面向无连接的UDP协议，相比TCP协议，UDP速度更快，更适合应用。C6455软件主要包含三个部分：实时性最高的硬件中断线程（HWI）；采集线程和两个任务线程（TSK）；处理线程和通信线程，流程图如图7所示。
图7 C6455程序流程图
4.实验结果
本文提出的基于DSP+FPGA的图像处理系统，已经通过实验验证。图8展示了本系统图像处理算法连续运行500个周期的统计结果，图中实线为连续10个相邻离散点的平均值。由图8可见，本系统既可以使算法在超过一个图像帧周期的时间内运行，又可以使连续一段时间内平均的执行时间近似为图像帧周期。本系统满足了数据量大，算法复杂度高的系统需求，相比乒乓缓冲，本文所提出的三重缓冲具有更快的响应速度。
篇6：探讨影响城市污水处理系统的因素论文
论文摘要：本文分析和论述了影响城市污水处理系统的几个主要因素，着重对曝气技术在城市污水处理工艺的主导地位和技术应用进行阐述。
论文关键词：城市污水；曝气技术工程设计
水是我们人类所共有的、有限的资源。大气中的水分变成雨水降到地表，其中一部分蒸发或者渗入地下，而大部分泄入江河，流到大海，再通过江、海、河、湖返回大气中，形成完整的大自然水循环体系。在这一循环过程中，人类所利用的水被污染，而被污染的水只有经过处理得到净化，才能重新回到大自然的水循环体系中。因此，污水处理的作用是极为重要的，是保护人类水环境，提供舒适的生活空间及作为资源有效利用所必须的和必不可少的重要环节。
1 城市污水处理工程设计中的关键问题
1.1污水管网设计
城市污水管网担负着城市污水的收集和输送，是连接污水产生源和污水处理厂的重要的、不可缺少的环节。一般说，凡在新建市、区或扩建新区建设污水处理工程时，宜采用分流制；在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等，宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统；在雨量稀少地区，如我国西北的部分地区或者边远小城镇，由于污水处理规模小，街道狭窄，两侧建筑密集，施工复杂，无条件修建分流制排水系统，也可考虑采用合流制排水系统。值得注意的是，当截流倍数较大时，旱季和雨季污水量相差较大，污水处理厂的进水水量及水质都随之发生相应波动，造成冲击负荷，因此在污水处理厂工艺流程设计和设计参数选择时应对该水量、水质变化进行必要的分析和校核，保证处理厂出水稳定达标。
1.2垃圾渗滤液对污水处理厂的影响
国内一些城市，特别是中小城镇，当垃圾处理规模不大，且距城市污水处理厂较近时，往往将垃圾渗滤液经预处理或不经处理直接排入城市污水处理厂。这种情况下，设计城市污水处理厂时，需十分注意由于垃圾渗滤液高浓度废水的进入而给处理厂进水带来的水质变化。处理厂规模越小，其影响越大，渗滤液处理量与污水处理厂处理规模的比值越大，对设计参数选择、设备选型及工程费、运行费等影响越大。
1.3除臭技术
随着我国对环境质量要求的提高和污水处理技术的发展，在设计污水处理厂的同时，考虑除臭设施已提到议事日程。除臭方法常用有活性炭吸附法、化学药剂吸收法、土壤法及生物法。由于活性炭吸附法去除高浓度臭气效率低且价格高；化学药剂吸收法臭气去除效率低且操作管理复杂；土壤法则适合低浓度臭气去除及占地面积大等不足，目前国内外广泛采用生物除臭法，即利用微生物除臭。该法具有适合于各种臭气浓度的脱除，且具有效率高，不产生二次污染及运行费用低等优点。因此，在我国建议采用生物除臭更为经济合理。
篇7：探讨影响城市污水处理系统的因素论文
城市污水属于可生化处理的中性污水，工艺技术要求并不太复杂，而城市污水处理工艺技术方案的关键因素是曝气技术的选用。
2.1曝气技术的`重要地位
城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物质。在城市污水处理工艺技术方案中，采用曝气充氧培养微生物对有机污染物质进行分解，这一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝气、二沉、回流或排出的工艺流程；近年来还出现了曝气、二沉、回流或排出的三合一体间歇式曝气工艺。
曝气充氧是城市污水处理工艺运行中最重要的技术保障手段，也是工艺运行的动态控制核心；在城市污水处理运行费用中，动力消耗所占比例约为80%，而曝气充氧能耗又要占装置总动力消耗的约80%；由此可见，所选用的曝气形式及技术在城市污水处理工艺技术方案中的重要地位。
2.2曝气技术的基本分类
①传统的分类曝气技术传统的分类方法是按照设备性质区分的，分为三种基本形式。
表面曝气―采用机械运动的方法，使水体表面不断更新与空气接触；表面曝气分为叶轮表面曝气与转刷(盘)表面曝气两种。
射流自吸―利用水体的射流作用吸入空气。
鼓风曝气―风机鼓风经曝气器扩散向水体中输入空气(或纯氧)。
②按照流体运动性质的新分类曝气技术的实质就是使气相中的氧向液相中转移，传统的分类方法难以反映曝气技术的实质问题。使气相中的氧转移为液相中的溶解氧，是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。
2.3鼓风曝气是曝气技术的发展趋势
在城市污水处理工艺技术中，有越来越多的工程技术人员认识到了鼓风曝气技术具有动能消耗合理和充氧效率高的优点，因此鼓风曝气技术在城市污水处理工艺技术中越来越得到普遍的应用。
2.4终端设备是鼓风曝气技术的关键
鼓风曝气技术的终端是关键设备气流扩散装置――曝气器。鼓风机经管道鼓入曝气池的气相流体，最终是由曝气器对气流的扩散而产生起氧传递作用的气液接触界面；曝气充氧效率、曝气运行可靠程度的长久性、氧传递均衡性与氧供给长期稳定性等等曝气技术性能如何，完全是要取决于曝气终端设备(曝气器)的功能作用。
2.5旋混曝气器
本世纪九十年代初，我们就开始着手研究曝气器的气流扩散问题，经过大量的实验研究与运行实践经验的总结，确立了采用阻力小且无堵塞的大孔排气结构，经旋流、旋混与倒齿等多种结构扩散作用产生细泡的曝气技术，生产制造了“旋混曝气器”。从近年在湖南与广东两地的应用情况来看，旋混曝气器突出表现了效率高、可靠性好、对长期稳定运行有保障的优点，深得用户的好评。
3 结语
自然系统和人工系统相结合的系统叫复合系统。市场经济条件下的城市污水处理系统，就是一个开放的复合系统。所谓开放的复合系统，是指这个复合系统，还与外界环境中的种种系统进行着交换。城市污水处理系统的整体目标是：导、治结合，实现污水处理“四化”。“四化”――一是减量化，即污水、能耗、物耗的减小；二是无害化，即污水处理的过程与结果对人及受纳水体无害；三是资源化，即污水处理后的循环回用；四是产业化，即污水处理按市场机制形成产业。
参考文献：
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[3]王文雯.城市河流治理生态效应优化模式探索[D].山东师范大学，.
[4]周雹.论中小型城市污水处理厂工艺选择[A].中国环境保护产业发展战略论坛论文集[C]，.
[5]茹继平，李大鹏.城市污水再生利用新模式的探讨[J].中国给水排水，.
篇8：构件化的航天用数据传输处理系统构建论文
构件化的航天用数据传输处理系统构建论文
1 引 言
软件复用是指重复使用为避免重复开发同样或类似工作产品的过程[1].作为一种摆脱软件危机的手段，它能够有效克服软件开发中经常出现的开发效率低、费用高、开发周期长、系统难以维护、软件质量难以保证等问题[2].
随着对软件复用实践的深入，构件技术得到飞速发展[3].软件构件技术是支持软件复用的核心技术[4],构件通过接口与外界交互，可通过相同接口构件替换原有构件[5].这种方式彻底颠覆了手工作坊式的软件开发模式，给软件开发人员在设计、编码等方面了带来了很大的灵活度，正在成为软件设计领域新的趋势[6].
在航天测控领域，测控应用软件复用技术的研究历来受到关注和重视。随着载人航天工程、探月工程的不断深入，我国航天测控网不断有新的测控设备投入使用[7].而航天测控站数据传输处理系统是各测控设备不可或缺的一个分系统，它承担着与测控中心之间的信息交换及部分信息处理任务，如何提高该软件系统的开发效率，提高软件质量，缩短软件开发周期，减小软件的维护成本，是我们面临的一个重要课题。
本文基于 Windows 系统，采用软件总线模型层次化设备模型，构建了一个构件化的数据传输处理系统实例，实现了该领域内软件的二进制复用，提高了系统的可靠性和软件的开发效率。
2 数据传输处理系统任务
航天测控系统由测控中心、测控站、通信系统等组成[8].数据传输处理系统是航天测控网的基本节点，主要完成与测控设备通信、与中心的数据通信、实时数据处理和事后处理功能。
（1） 与测控设备通信
数据传输处理系统与测控设备之间通过通信接口部件（以太网、多路通信板、CCP 或专用接口） 连接，在相关的协议支配下进行通信： 向设备发送上行遥控信息、轨道预报信息，接收设备解调的遥测信息、测量信息等。
（2） 与中心的数据通信
数据传输处理系统与中心的数据通信一般使用多路通信板或网络方式进行通信，采用简化 HDLC规程或 TCP/IP 协议作为通信协议。实时向中心发送设备的测量信息、控制结果信息等，接收并转发中心发送的遥控指令以及轨道预报。
（3） 实时数据处理
主要包括遥测挑点处理、外测数据处理以及控制量计算三部分。
（4） 事后处理
事后处理是指在任务跟踪结束后对实时记录测量和控制数据进行处理，包括显示、打印和重发以及数据的精度分析等。
3 需求分析
3. 1 角色识别
通过对航天测控站数据传输处理系统的任务进行分析，可识别出操作员、中心、各设备分机、双工控制台、时统设备、模拟器等 10 类角色，经过抽象，划分为操作员、网络用户、HDLC 用户、串口用户、站时统 5 类用户。
3. 2 功能需求
根据数据传输处理系统承担的任务，分析后将系统抽象为如下用例模型[9],如图 1 所示。
3. 3 系统约束
当前比较成熟的构件模型主要有 Microsoft 公司的 COM/DCOM/COM + 、SUN 公司的 JavaBeans/EJB 和 OMG（Object Management Group） 的 CORBA,这些技术相对比较复杂，程序不易理解。航天测控站数据传输处理系统的设计基于Windows 系统，要充分复用已有的软件资源，在对现有功能模块进行重构的基础上，开发设计基于构件技术的体系架构，实现二进制级别的软件复用，提高系统的`可靠性，减少软件的重复开发，实现多设备之间软件版本的统一。
4 构件化设计及实现
4. 1 系统体系结构设计
按照体系结构权衡分析方法（Architecture Trade- off Analysis Method,ATAM）[10],综合目前常用的系统体系结构风格[11],结合构件化方法，数据传输处理系统采用层次模型和软件总线模型相结合的风格，该模型结构如图 2 所示。
在系统底层，将与通信有关的部分软件部件设计为层次结构，包含服务程序、通信接口、通信程序3 层。在系统上层，设计为软件总线结构，总线中包含系统任务信息、计划信息、主备机信息、系统路由信息、各软件部件的信息描述、各软件部件的命令接口以及命令接口描述、系统内部动态数据信息。在系统中，各处理部件将自己的信息描述、命令接口描述以及命令接口注册到系统总线上，同时向总线申请本软件部件要处理的数据以及对应数据的接收地址，系统总线负责在系统动态数据中查找各个软件部件注册的信息，并按要求向对应的地址发送。各软件部件处理完毕后，如果要产生结果数据，则将数据发送到系统总线上。
4. 2 系统的通信机制
系统设计了专门的通信区域作为进程间通信的手段。通信区域采用 Windows 的内存映射文件传送数据、利用事件同步数据的发送与接收、利用环形队列缓冲数据的“进程 - 进程”之间高速单方向通信的机制[12 -13].对每个通信区域定义区域名称、地址标识、区域长度、缓冲区个数等信息，并且与唯一的一个接收者相关联。通信区域有一个接收者，但可以有多个发送者。对于使用者来说，只需要知道某个通信区域的去向即可，不必了解数据传输的任何细节，所有实现的细节都已经被封装。
4. 3 系统容器和运行机理
系统设计了一个控制程序负责处理其他构件的加载、卸载以及管理、配置工作。系统通过信息处理构件（系统数据总线） 向外与其他构件进行信息交换，该构件预定义了一个命令接口和一个数据接口： 通过命令接口接收其他构件的注册或注销命令，按照其他构件注册信息的类别，将所注册信息发送给定的地址； 通过数据接口接收系统内部的动态信息。
其他处理构件向信息处理构件注册自己关心的信息，并从给定的地址接收信息，处理后，发送到信息处理构件数据接口。系统的信息流转方式参见图3.
4. 4 信息注册
在系统数据总线上，构件使用两种注册机制---静态注册和动态注册。
（1） 静态注册
静态注册在控制程序运行前进行。通过预先定义好描述的方式，将自身的信息写入系统描述表，包括可执行文件名称、运行路径、命令接口地址等，控制程序运行时自动加载该描述表。
（2） 动态注册
在控制程序运行后向控制程序动态注册，包括可执行文件名称、运行路径、命令接口地址等信息。
4. 5 构件化设计
通过对系统进行分析，按照构件抽取理论，从数据传输处理系统抽取出数据平滑、外测数据处理、系统框架、双工控制、信息管理、轨道预报、数据比对等系列构件。按照构件的运行特点和功能，将构件设计为可执行程序和动态链接库两种形式。
（1） 可执行程序形式
将网络通信、HDLC 通信、串口通信、时间管理、遥控处理、章动控制、姿章联控、双工控制、数据服务等设计为可执行程序（进程） ,这种形式的程序只要符合系统的调用规范，可以随时加入系统。
（2） 动态链接库形式
将中心多项式平滑、轨道预报、数据比对、数据通信区设计为动态链接库 （DLL） 形式。其中Dtes. exe + FrameWork. dll 为整个系统的容器，负责创建和管理其他进程---时间服务、网络服务、串口服务、CCP 服务、通信管理、数据存储、外测处理、数字引导、轨道预报、系统双工处理等，而这些构件基于 Dt-esBase. dll、MemArea. dll、OrbitForcast. dll、Encrypt. dll等动态链接库构件运行。系统部署图[14]见图4.
5 结束语
本文针对测控软件开发中存在复用性差的问题，提出了构件化设计的理念，提出并实现了构件化设计、软件总线体系结构、层次化的虚拟设备、数据注册注销机制，并在 Windows平台上开发设计了一种测控站数据传输处理软件系统实例。这种方法与模块复用相比，实现了业务功能构件的动态组装，和商业化的组件技术相比，框架简单，容易理解和开发。该系统已经部署在数十套不同类型的测控设备上，参加了数十次大型试验任务，实践证明，该方法具有下列优点：（1） 采用构件化技术，结合软件总线模型体系结构，设计实现了测控站数据传输处理系统的可复用构件库和统一的通信调用接口，提高了系统的可裁剪性、可扩充性；（2） 以构件单元进行组装和复用，提高了软件的复用程度，降低了软件的生产维护成本，加快了软件的开发速度，增强了系统的可靠性；（3） 采用内存映射文件技术，结合数据注册机制，解决了系统连接构件设计实现的难点，使得系统内部信息流转和交换更加方便灵活。
参考文献：
[1] 史浩辉，何炜。 基于构件的指控软件复用[J]. 计算机技术与发展，,2l（2） : 160 -165.
篇9：有机废水处理中臭氧氧化技术的运用论文
有机废水处理中臭氧氧化技术的运用论文
摘要：臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机废水具有良好的降解效果。臭氧一般不能氧化彻底有机物，由此衍生了一系列的臭氧组合工艺，本文介绍了臭氧的性质及氧化机理,分析了臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中的应用,并指出了臭氧氧化技术存在的问题。
关键词：臭氧氧化技术；有机废水；废水处理
世界人口的疯长及日益发展的工业是越来越多的水体遭受污染。而臭氧具有较高的氧化还原点位和很强的氧化性，可以氧化多种化合物，对于生物难降解的有机物具有反应速度快，处理效果好，不产生污泥等特点。随着工业技术的革新，人们发现臭氧消毒的效率要远优于氯消毒，不会在消毒过程中产生对人体有害的三氯甲烷（THMS），并且还可以有效去除水中的色、臭、味、和铁、锰等无机物质，并能降低UV吸收值、TOC、COD及氨氮。因此，臭氧氧化技术被广泛地应用于产业废水处理中[1]。
1臭氧的特性
臭氧，一种浅蓝色具有刺激性气味的气体，氧原子以sp2杂化的方式形成π键，臭氧分子形状为V形。臭氧的ORP比水处理中常用消毒剂氯气高0.7V，其氧化能力也远远高于氯气高。在水中的溶解度比氧气约高13倍[1]。经臭氧处理后的水中通常含有较多的杂质，成分比较复杂，还含有许多有机污染物，所以臭氧在水中很不稳定，会迅速分解成氧气分子[2]。
2臭氧氧化及其衍生工艺
臭氧氧化有机物的过程分为两种反应：直接反应和间接反应。直接反应即是通过亲核反应、环加成、亲电反应的方式。间接反应则是通过臭氧与水的自由基诱发反应生成HO?。HO?通过抽氢反应、电子转移及加成反应与大部分有机物进行复杂化学反应，从而将部分有机物矿化为CO2和H2O。通过以上反应，可将废水中大分子有机物氧化为以生物降解的小分子化合物，污水的COD可得到一定的去除而且色度也可大大降低。虽然臭氧对很多的有机物就有氧化性，但它对氧化物的选择具有特定性，而且有机物的降解产物一般是羧酸类化合物比如一元醛、二元醛等小分子，不能直接生成二氧化碳和水，所以对COD的去除率不高。臭氧和其他工艺的结合可以更好得提高氧化速率。联用来降解废水。目前与臭氧联用的技术主要有：臭氧/UV、臭氧+活性炭、臭氧+超声波降解、臭氧与膜联用、臭氧和生物污泥等[3]。
3臭氧氧化技术和衍生技术在有机废水处理中的应用
3.1臭氧降解农药废水我国土地幅员辽阔，而对农作物最大的危害即是虫咬得病，所以农药的需求量在逐年增加，由此带来的非点源污染问题也是河流水源污染的`中重点，非点源污染对饮用水源地水质的威胁越来越大，这也成为给水水质处理的一个难点。农药在自然水体中虽然具有高度的稳定性，难于被生物吸收降解和被氧化剂氧化，但用臭氧+光催化氧化处理的工艺可以降解此类废水[4]。
3.2臭氧处理焦化废水的研究焦化废水产生于石油、煤的焦化及天然气的裂解过程，迅猛的工业化发展使焦化废水的排放量与日俱增，其中多含有多氨氮、环芳烃类物质、吡啶、氰化物及煤焦油等[5]，污染物多为难生物降解的有有毒有害物质。大量的实验研究表明：臭氧技术处理后的焦化废水可以出水水质有了明显提高。吴玲等[6]通过实验考察了臭氧对焦化废水的降解效果影响。研究表明：对于COD<1000mg/L、酚<500mg/L以下的焦化废水，经臭氧技术处理后水质改善很多。
3.3臭氧处理垃圾渗滤液的研究垃圾渗滤液来源于垃圾填埋场中垃圾水分中，是一种污染性极强的高浓度有机废水，含有机污染物高达77种，被列入我国环境优先控制污染物“黑名单”。经过臭氧氧化后，废水的生化性（B/C）有了很大的提高，降低了后续处理的难度，冯旭东等[7]研究了“生物+臭氧氧化”技术降解垃圾渗滤液。结果表明：当臭氧流量为0.4L/min时，废水中的COD由900mg/L降为550mg/L以下，B/C也得到了提高（约为0.28），其出水水质可达我国生活垃圾填埋场污染控制二级标准。
3.4臭氧技术对纺织印染废水的处理纺织印染行业排放的废水一直占工业废水排污的比重很大，印染废水特点是水量大、有机污染物含量很高、水质变化幅度大、色深、碱性较大，属于难处理的工业废水。印染新原料、新助剂、新工艺的不断研发和应用使得工业生产中排放的废水中污染物组分变得越来越复杂，用臭氧进行深度处理在色度的降低和COD去除方面有显著的效果，目前臭氧被广泛应用于印染废水处理。卢宁川等[8]对印染废水采用臭氧处理进行了处理。，结果发现臭氧对含有GBC枣红基染料的印染废水的色度和CODcr去除率可达到94.4%和72.2%。
4结论与展望
臭氧氧化工艺及衍生技术近年来已经被深入研究，并被广泛应用于有机废水的预处理和深度处理中。但臭氧应用于难降解有机废水还存在着一些弊端比如：臭氧能氧化水中许多有机物，但臭氧与有机物的反应是有选择性的，而且对有机物的氧化分解不够；臭氧氧化后的产物往往为羧酸类有机物；臭氧生成的成本比较高，而利用率不高提高了臭氧氧化技术的费用。因此，研究臭氧的高级氧化技术(O3/UV、O3/H2O2、O3/活性炭等)是十分有意义的。针对不同特征的难降解有机废水，选择合适的臭氧高级氧化技术，并提高臭氧的利用效率和氧化能力，改善废水中污染物的去除效果是今后研究的重点。
参考文献
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[8]卢宁川,府灵敏.臭氧处理印染废水的方法研究[J].江苏环境科技,,15(2):1-2.
篇10：试论某电厂2×300MW机组凝结水精处理系统若干论文
试论某电厂2×300MW机组凝结水精处理系统若干论文
摘 要：针对某电厂2×300MW机组凝结水精处理系统在设计、设备制造、调试及运行过程中存在的问题提出自己的见解，以对今后同类型系统的调试及运行有一定的参考意义。
关键词：电厂 300MW机组 精处理 存在的问题
一、前言
凝结水作为锅炉给水主要组成部分，其水质将直接影响给水质量，尤其是随着机组参数的增大，为了机组的安全经济运行，对凝结水质量提出了更高的要求。机组在运输、保管、安装及启停过程中，不可避免地形成金属腐蚀产物，同时，尽管补给水带入热力的杂质一般较少，但凝汽器总是存在一定的泄漏，影响了给水质量，因此必须对凝结水进行精处理，除去金属腐蚀产物及泄漏所带入的杂质。
二、凝结水精处理系统工艺流程概述
1．某电厂一期工程2×300MW机组2台机组共设计凝结水精处理系统为六台高速混床，采用两台机组共用一套再生系统的运行方式。该系统采用单元制中压系统，混床采用H/OH运行。凝结水精处理系统出力按850吨/时设计，配置六台2200空气擦洗体外再生高速混床。单台机组正常运行时，两台混床运行，一台作备用。并分别设有一台再循环泵，既保证投运时的水质，又节省了凝结水，缩短了混床出水合格时间。经该系统处理后的水质为：
电导率≤0.2μS/cm(25℃，加氨前)
SiO2≤15μg/L
硬度～0μmol/L
凝结水精处理系统流程图为：
三、水质指标及实际测定指标
1．混床初次投运水质情况
凝结水精处理系统高速混床是在机组空负荷试运结束后，进入带负荷整套调试阶段时初次投运的，投入运行均采用点动控制。控制混床入口含铁量≤1000μg/L，结合机组负荷情况，为避免树脂污染严重，尽量等凝结水水质达到最佳而除盐设备补水已满足不了机组负荷要求时才投入精处理高速混床，对凝结水进行回收。
四、凝结水精处理系统在整套试运中所起的作用
高速混床的及时投运对启动过程中除铁、硅起了关键作用。机组在启动初的一段时间里，凝结水系统中的悬浮铁及二氧化硅含量较高，此时锅炉给水主要是由除盐水直接经除氧器补充，凝结水不能回收，大量的悬浮铁及粒装铁通过凝结水泵再循环不断排出系统外，凝结水不断净化，待机组负荷达10MW时，凝结水含Fe1000μg/L，SiO2100μg/L，此时投入高速混床，不但可有效保护树脂少受污染，同时起到了截流过滤悬浮铁及二氧化硅的作用，使凝结水含Fe量降至20μg/L左右，而且也使给水SiO2含量逐渐下降至合格，随之炉水及蒸汽的SiO2含量也随着锅炉的洗硅进程下降，促进了锅炉洗硅的顺利进行，同时蒸汽品质在较短时间内即达到合格指标。
在水汽系统发生故障时，精处理系统高速混床具有缓解事故的能力。在1#机组试运中，因凝汽器抽气导管出口焊缝先后多次出现裂纹发生泄漏，致使凝结水水质严重恶化，硬度最高达到100多微摩尔每升，由于设备原因又无法隔绝处理，在这种情况下，精处理系统高速混床发挥了很大的作用，一直坚持到有关调试项目顺利进行完毕，为整个调试工期争取了时间。
五、凝结水精处理系统存在的问题及对策
1．设计弯头过多
在2号机精处理系统调试中，发现由再生系统往2号机4、5、6号高速混床输脂时，由于输脂管路在经过厂房大门时因高度差而增加了四对弯头，造成沿程阻力过大，在启动冲洗水泵进行输脂时，输脂效果不佳，时间过长，并要反复输送多次才能输送干净，同时水泵工作压力过大，对其工作寿命不利。本设计已作为设计更改项目在整套试运结束后进行更改。
2．树脂捕捉器差压超标问题
六台高速混床在投入运行一段时间后有四台先后发生树脂捕捉器差压急剧上升直至超标的现象，即使未超标的两台压差也稍偏高，经反复冲洗无效果，同时在排碎脂口取样观察发现有大量完好树脂，即对高速混床水帽进行了检查及加固，并对树脂捕捉器多次冲洗，恢复运行后压差仍然偏高，最后决定对树脂捕捉器进行全面彻底的检查，发现其原因是厂家刷涂的防腐层工艺较差，在运行过程中脱落、粘附在滤元上，加上水帽漏树脂和细碎树脂由于粘附作用无法冲洗彻底所致，经对滤元进行刷洗和对树脂捕捉器内部清扫、冲洗后，恢复正常运行。
综合以上因素，对树脂捕捉器及高速混床等设备安装前的检查工作应认真细致，不得马虎，尤其是对水帽子的检查一定要细心，而设备投入运行后，树脂反复输进、输出，对水帽子也是一个较严峻的考验，在运行中，一定要认真监视各运行参数，一旦发现异常数据，要及时作出分析并进行准确的判断，以便及时处理，保证设备正常运行。
3．基地式调节阀的问题
在凝结水精处理系统再生设备中，电热水箱温度调节阀和冲洗水泵出口调节阀是两个非常重要的气动式调节控制阀，经调试整定，两个基地式调节阀最佳工况为电热水箱温度调节阀为31℃，冲洗水泵出口调节阀整定为0.16MPa，可满足程控各步序所要求的流量及阴树脂再生时所要求的温度。但在实际应用中，冲洗水泵出口调节阀较容易损坏，就地又没有温度及流量指示，要在控制室上位机上观察各参数，再生操作过程中人为增加劳动强度。建议尽快修复此阀门。
4．再生系统腐蚀泄漏问题
本套精处理装置再生计量间设计在水处理车间，输送浓酸碱管道长度约200米，在调试过程中曾发生过一次由于酸管道衬胶接口破损，钢材质的外壁腐蚀穿而泄漏的事故，泄漏约2吨浓盐酸，造成地沟大面积损毁。当时阳再生罐正在进酸，在进酸取样点取样测不到浓度，即查系统、调整稀释水流量及酸计量泵出口流量，反复查找各种原因，最后确定浓酸管道泄漏；酸计量泵出口压力表管座也由于酸腐蚀作用而泄漏，多次修补，反复泄漏，计量间工作环境非常恶劣，设备、变送器、仪表及阀门等均受到腐蚀，最后只好加堵头堵死，估计是材质问题造成的。
建议在设计精处理系统再生装置时，要综合考虑设备一次性投资、工程造价、设备布局、设备材质及防腐工艺等多种因素。运行中也应加强监视，一旦发现异常，及时查明原因予以解决。
5．在线仪表及程控装置存在的问题
凝结水精处理再生系统和高速混床在线仪表包括温度计、差压计、酸碱浓度计、pH计、导电率表、流量计，其中大部份信号就地与控制室显示值有较大的差距，有的表计直至调试完成后仍未安装，有的工作状态极不稳定，影响精处理程控装置的`正常调试及投运。
鉴于配套仪表存在的质量问题，在对仪表尽量进行技改的同时，不妨逐步投入资金对现有仪表进行换型，特别是影响程控运行的关键数据的采集点，要采用稳定性高、测量精度及准确性高的国产或进口仪表逐步替代现有仪表。
6．国产树脂与进口树脂在使用中的性能差别
本套精处理装置未设计前置过滤设备，考虑到启动初期系统较脏，水中携带有大量的含铁杂质、悬浮态及胶状的金属腐蚀产物组成的混合物，这些杂质随水流进入离子交换树脂交换孔道，会逐渐发生淤塞现象，使树脂受到污染，树脂颗粒颜色变深，交换容量及再生效率降低，再生剂用量及自耗水量增加，交换性能下降，周期制水量也大幅减少。虽可利用酸浸泡处理对树脂进行复苏，但毕竟耗时、耗药品，费时费事，复苏效果也不敢保证。
因此，高速混床在投运初期采用国产001×7、201×7普通凝胶型树脂作为进口均粒树脂替代品，相对于特种树脂和进口树脂，国产普通树脂从粒度、均匀度、强度等各方面来说，物理性能差异还是存在的，特别是试运期间因水质较差，失效树脂的空气擦洗次数也比较多，高速混床树脂在空气擦洗、反洗及输送过程中会造成一定数量的损耗，几个运行周期下来，树脂磨损将近50%，但在出水品质、再生效率、高速混床旁路门全关状态下的混床出力、运行流速及进出口压差等方面均可以达到设计及运行要求，没有明显差距。至于运行周期，因为两种树脂投运时的水质等方面因素不一致，无法进行对比。
7．精处理系统阀门内漏问题
高速混床工作在3MPa左右的压力下，球阀不容易泄漏，但其中一些重要的阀门如精处理旁路门、高速混床进出口电动门均为蝶阀，容易发生内漏，对设备运行安全及水质影响较大，尤其是高速混床进出口电动门一旦发生内漏，将造成备用混床缓慢升压并带压，影响对备用混床的操作，甚至有可能串压至再生系统对低压设备造成破坏，#1机组#1高速混床进口电动门就曾发生过泄漏，因发现及时未造成事故。为避免发生此类事故，除了在操作前应注意观察混床是否已完全泄压，还应该培养按规程操作的良好工作习惯，在停运的同时将进出口手动门一并关闭，尽量避免阀门内漏造成的事故可能；而旁路门的泄漏直接影响到精处理出水品质，所以加强对精处理系统阀门的维护及检修工作，以保证阀门能长期安全可靠运行是相当重要的。
8．罗茨风机冷却水问题
罗茨风机设计有冷却水，但未安装，致使出口风温可达90℃以上，运行中很容易损坏设备及树脂，建议按设计施工安装冷却水系统。
9．安全门整定的问题
在高速混床进脂管、出脂管及冲洗水管路上各有一个安全门，是为了保护低压再生系统设备、管道安全而设计的，一旦中压高速混床系统阀门内漏或发生误操作时，安全门应能及时动作，泄掉压力以达到保护效果。#1机曾发生过一次误操作，在运行过程中，备用混床准备输脂进行再生，因误开了运行床的出脂门，造成输脂管法兰接口垫圈爆裂，并损失大量树脂，此时安全门未动作，所幸未有更大的损失。因此对安全门的维护和调整工作应严格细致，在主设备检修时，加强对安全门的检修。
