氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展（通用16篇）

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇1

氢氧化镁在水处理中应用研究新进展

摘要：氢氧化镁由于其具有缓冲性、活性大、吸附能力强、不具腐蚀性、安全、无毒、无害,近年来在水处理系统得到了广泛的应用.文章对近十年来氢氧化镁在水处理中的最新研究进展作了综述,主要包括:重金属脱除、印染废水处理、海(卤)水脱硼、脱磷除胺、工业废水治理等.作 者：马颖颖 衣守志 MA Ying-ying YI Shou-zhi 作者单位：天津科技大学海洋科学与工程学院,天津,300457期 刊：盐业与化工 ISTICPKU Journal：JOURNAL OF SALT AND CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：,36(2)分类号：X7关键词：氢氧化镁 吸附 水处理

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇2

1 厌氧生物处理的机理

1.1 厌氧生化的3个阶段及其原理

厌氧生物处理过程是微生物共生体的活动来完成许多细菌和复杂的组成过程中的一些中间步骤。为了便于研究, 将复杂的厌氧生化过程大致分为4个阶段:水解阶段、酸化阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。但到目前为止, 三个阶段的理论和四个理论被认为是厌氧细菌的过程更全面, 更准确的描述。

1.2 废水厌氧生物处理的可行性

在厌氧条件下, 依靠兼性厌氧菌和厌氧细菌和其他微生物共同致力于有机物的甲烷和二氧化碳的过程称为厌氧生物处理, 生化降解。在毋需提供外援能量的条件下, 以被还原有机物作为受氢体, 同时产生有能源价值的甲烷气体, 与好氧生物技术相比较, 厌氧一个非常明显的优势和广泛的系列生物处理技术发展和应用前景。 (1) 从成本估算, 与厌氧处理高浓度有机废水的经济吸引力的角度工厂排放废水厌氧处理的方法, 可以成为能源生产厂; (2) 厌氧系统污泥处理成本与好氧法的成本相比是微不足道的; (3) 厌氧污泥颗粒污泥反应器通常可以卖到一接种获得一定的经济利益; (4) 节约下排污罚款; (5) 高能源价格领域, 厌氧方法具有明显的经济优势。好氧活性污泥法每去除1kg BOD需氧1.2kg~1.5kg, (1.8~3.6) ×1 0 6 k J, 相应的每去除1000kg COD耗电 (1.44~3.6) ×108J;而厌氧每去除1000kg COD耗电 (2.52~5.4) ×107J, 这还不包括每去除1000kg COD产生300m3以上的甲烷所产生的能量。由于厌氧生物处理技术具有上述诸多优势, 但已逐渐成为水污染控制的重要工具。

2 影响厌氧生物处理的因素

厌氧生物处理受诸多因素影响, 在总体上较严格的厌氧好氧微生物的环境要求。废水厌氧硝化过程中通过对不同种类的微生物群体的生理作用是联合完成的。细菌发酵产生酸如p H值, 温度, 氧化还原电位变化的环境因素非产甲烷菌为代表, 如适应性强, 速度扩散。下面以产甲烷菌的生理、生态特征来说明厌氧生物处理过程的影响因素。温度:一般认为, 产甲烷菌的温度范围为50℃~60℃, 在35℃和53℃上下可以分别获得较高的硝化效率, 温度为40℃~45℃时, 厌氧硝化效率较低。产甲烷细菌下面的生理, 生态特性, 说明了厌氧生物处理工艺因素的影响。温度:温度范围50℃~60℃, 去甲肾上腺素, 35, NE和53, 在上下硝化东北一般来说, 产甲烷细菌能够获得较高的效率, 分别在温度为40℃~45℃, 去甲肾上腺素, 厌氧硝化的效率较低。适当的温度条件下不同的甲烷菌, 可分为常温厌氧硝化, 硝化作用和硝化作用高温3种类型。p H值:每一个微型的p H的活动, 对甲烷菌的最适p H值更广泛的 (4.5~8.0) p H敏感性较少乳酸菌值一定范围内的微生物。在近中性p H值环境介质中产甲烷细菌的要求, p H值7.0~7.2。在废水的应用, 酸和甲烷在相同的结构大多数厌氧处理, 以保持平衡, 避免过度积累有机剂, 应始终保持在p H值6.5~7.5反应器 (最好在6.8~7.2) 的范围。氧化还原电位点:甲烷菌是非常敏感的氧气和氧化剂, 厌氧环境严格厌氧产甲烷细菌滋生的最根本条件之一。厌氧反应器中氧气浓度可确定的和潜在的浓度之间的关系, 即是由氧化还原电位表达。在整个过程中厌氧硝化不能产生甲烷和氧气阶段完成氧化还原电位为-0.1V~+0.1V;在甲烷氧化还原电位生产阶段必须控制在-0.35V~+0.3V部 (中温硝化) 和-0.56V~0.6V的 (高温硝化) 。

3 厌氧生物处理工艺的应用前景

厌氧技术到今天, 其早期的一些缺点不已经得到解决。不过, 从微生物和化学的角度来看, 厌氧处理只提供了一个预处理它通常需要在处理的水后, 再去除残留的有机物质。因此, 高浓度有机废水普遍采用的技术为基础的厌氧生物处理, 好氧生物处理, 以补充技术路线。因此, 厌氧生物处理技术, 它至今仍然限制, 需要进一步完善和改进。厌氧消化的基本原则, 分两个阶段从最初的理论到五个细菌现代理论, 经历了很长一段时间。理论的厌氧消化今后的重点研究, 可以考虑以下两个方向。

(1) 酸化相和有机酸和乙醇, 产甲烷相变化率的变动, 发酵型和COD的去除率。通过研究两相变和组织法去除, 使厌氧消化是比较完整的理论。王兵等:水解产物找回曾经占44.18%的乙醇, 乙酸为38.14%, 酸61.9%, 占9.18%, 丁酸, 乙醇型发酵类型。在产甲烷阶段清除了99.18%, 乙醇, 乙酸是92.10%至59.1 1%, 丙酸, 丁酸为46.12%, 乙醇去除率, COD去除率达到90%, 这对COD去除率的命令乙醇>的贡献率醋酸>丁酸>丙酸。南齐和其他微生物产生的甲烷阶段, 乙醇和乙酸的最大的乙醇和乙醇的发酵型相函数酸生产的主要终端产品降解乙酸的转化率, 有利于发挥甲烷, 乙醇发酵型全是两相厌氧发酵型系统功能最佳。

(2) 厌氧产甲烷在极端环境中生活, 对外面的世界是非常敏感的环境变化。如果在选定的温度, p H值在适应变化的价值, 能够适应外部环境和强大的产甲烷菌, 厌氧消化将提高厌氧生物处理效率, 延长了降解技术的使用, 导致厌氧处理技术的革命。Zitomer的蔗糖为底物, 氧气增加了10%, 30%和125%COD的产甲烷活性的分析时发现, 除了没有氧气的减少甲烷活性, 125%的氧气量COD的相反, 当甲烷微氧系统, 最高的超过20%, 提高了系统严格厌氧产甲烷活性。虽然Zitomer迅速通过微氧中间体氧化或剥离系统, 以避免有毒中间产物积累, 从而提高产甲烷活性, 但本文的方法是值得研究和学习。

摘要：厌氧处理是废水生物处理技术的重要途径。本文阐述了厌氧生物处理的原理, 分析了厌氧处理的特点, 探究了影响厌氧生物处理的情形, 展望了厌氧生物处理工艺的应用和发展趋势。

关键词：厌氧生物技术,工业废水,处理

参考文献

[1]李尔炀, 程洁红, 史乐文.工程菌处理印染废水工艺条件的研究[J].化工环保, 2002 (3) .

[2]任随周, 郭俊, 曾国驱, 等.处理印染废水的厌氧折流板反应器中的微生物种群组成及分布规律[J].生态学报, 2005 (9) .

芬顿工艺在工业废水处理中的应用 篇3

【关键词】芬顿工艺；工业废水处理；应用

利用芬顿工艺对工业废水进行处理，能够在极短的时间内将工业废水中的有机物进行氧化分解，氧化率比较高，不会出现二次污染。并且这种工艺的基建投资比较少，运用过程中不需要花费大量的费用，操作工艺比较简单。芬顿工艺在近年来的工业废水处理中被广泛的应用，取得了良好的效果。

一、影响芬顿反应的因素

1、温度因素

在芬顿反应中，温度是影响其效果的重要因素，温度不断升高，芬顿反应的速度会逐渐加快，随着温度的提高，·OH的生成速度会提高，能够促进·OH与有机物发生反应，使氧化效果得到提升，提高CODCr的去除率。温度的升高也会使H2O2的分解速度加快，分解成O2与H2O，这对于·OH的生成是不利的[1]。不同类型的工业废水中，芬顿反应的最合适温度也是不同的，

2、pH值

通常情况下，在酸性环境下，芬顿试剂才会发生反应，pH的提高会使·OH得出现受到限制，并且会出现氢氧化铁沉淀，催化能力丧失。如果溶液中有浓度较高的H+，Fe3+不能被还原为Fe2+，催化反应就会受到阻碍[2]。有研究结果表明在酸性环境下，尤其是pH在3-5之间时，芬顿试剂有很强的氧化能力，这时有机物的降解速度比较快，能够在几分钟内降解。同时有机物的反应速率与Fe2+以及过氧化氢的初始浓度成正比例关系。在工业处理中使用芬顿工艺，需要将废水的pH调到3.5左右为最佳。

3、有机物

对于不同类型的工业废水，芬頓试剂的使用量以及氧化效果是存在差异的，主要是由于不同类型的工业废水中，存在着不同类型的有机物。对于糖类等碳水化合物，由于受到羟基自由基的作用，分子会出现脱氢反应，C-C键断链；对于具有水溶性的高分子和乙烯化合物，羟基自由基会使C=C键断裂。羟基自由基能够使芳香族化合物出现开环进而形成脂肪类的化合物，使这种类型废水中的生物毒性降低，使其可生化性得到改善。

4、H2O2与催化剂投入数量

利用芬顿工艺对工业废水进行处理时，需要明确药剂投入的数量及其经济性，如果其中投入的H2O2量比较大，就会提高废水中CODCr的去除率。但是到达一定数量后，CODCr的去除率会呈现出逐渐下降的趋势。催化剂的投入数量与H2O2的投入量存在着相同的情况，Fe2+的数量增加，CODCr的去除率会提高，达到一定程度后，CODCr的去除率就会下降[3]。在实际的工作中需要通过实验明确H2O2与催化剂的投入数量。

二、芬顿工艺在工业废水处理中的应用

1、芬顿工艺在印染废水中的应用

印染废水中色度比较高，化学需氧量的浓度比较高，含盐量也比较高，可生化性不强。芬顿试剂具有较高的氧化性，能够使一些难以通过生物降解的有机物转换成可生化性比较好的物质，对染料中发色的基团进行破坏，使色度降低，因而被广泛的应用到印染废水处理中。利用芬顿衍生的工艺手段，例如利用微电解-Fenton氧化工艺对蒽醌染整废水进行处理，这种废水难以降解，化学需氧量的去除率在93.5%左右，BOD5的去除率为93%左右，出水色度能够除掉95.5%左右。在pH为2-4之间时，过氧化氢的投入量为30g/L，催化剂的投入量是过氧化氢的1/150时，使用芬顿工艺对中间体H酸生产的废水进行处理，能够达到50%的化学需氧量去除率。

2、芬顿工艺在焦化废水中的应用

焦化废水中有难以生化降解的多稠环芳烃和含氮杂环化合物，废水中含有很多生物毒性，抑制性的物质也比较多，即使进行生化处理，废水也很难达到标准。厌氧好氧工艺法无法使焦化废水达到合理的排放标准，虽然使用活性炭工艺进行处理能够达到一定的效果，但是这种工艺方法的成本消耗比较高，并且会出现二次污染。芬顿工艺在难降解有机物废水处理中有着广阔的发展前景，并且能够实现良好的效果。

3、芬顿工艺垃圾渗滤液中的应用

垃圾渗滤液中含有很高浓度的有机物，其中的大部分是难以通过生物降解的有机物，还有很多有毒有害的物质，氨氮的浓度比较高，微生物营养元素的比例严重失调，使用一般的生化处理工艺，过程比较复杂，效果一般。而使用芬顿工艺对生化处理后的垃圾渗滤液进行处理，出水水质能够达到二级污水排放标准，能够提高垃圾渗滤液的可生化性，能够为接下来的生化处理提供重要的保障。

4、芬顿工艺在含酚物质废水中的应用

酚类物质的毒性比较高，对人体有致癌的作用，是比较难降解的工业废水。芬顿工艺可以处理苯酚、甲酚等多种酚类，并且有很好的效果。如果室温合理，pH在3-6之间，并且有氧化铁催化剂，过氧化氢能够对酚结构快速的破坏，在氧化的过程中能够先将苯环分裂为二元酸，然后生成二氧化碳和水。

芬顿工艺在含酚废水中的应用比较多，能够使废水中的生物毒害性减小，使废水中的生物降解性能得到改善。

结束语

芬顿反应能够很好地降解有毒有机污染物，并且有着比较广泛的应用氛围，在实验室以及实际应用中都取得了良好的效果。当前工业废水处理中都提倡循环经济的发展模式，使用单一的污水处理厂对有毒的废水进行处理，不能得到理想的效果，而芬顿工艺是一种十分有效地废水处理手段，能够对废水进行可生化性以及深度处理，加之其他技术实现中水回用，达到循环利用的目的。

参考文献

[1]张一鸣.芬顿工艺的影响因素及其在难降解工业废水处理中的应用[J].资源节约与环保，2015，11：39-40.

[2]周丹，曾祥专，樊利华.超声波电芬顿技术在化妆品生产废水处理中的应用[J].给水排水，2015，11：58-60.

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇4

关键词：活性炭吸附法；工业废水；原理；应用

近些年，伴随我国经济实力的不断增长和工业化脚步的不断增速，因工业生产而产生的大量工业废水则成为了威胁生态环境安全的重要源头之一。工业废水中富含有各类重金属离子、有机化合物等物质且部分具有强烈毒性，一旦未经处理而流入环境便会造成难以挽回的破坏。有鉴于此，加强对工业废水处理技术的深入研究刻不容缓，而活性炭吸附法作为一种有效的工业废水处理技术理当受到社会的重视，并对其具体应用展开深入分析。

1活性炭吸附机理分析

活性炭吸附技术是通过对活性炭表面所独有的吸附功效对工业废水中的某种或多种有害物质进行吸附清除从而达到废水净化效果的目的。究其本质而言，活性炭的吸附功能主要源于两个方面：①是因为活性炭的内部分子处于各向受力均等的情况，而其表面分子则处于各向受力不均的情况，从而使得其他物质分子极易在力的作用下吸附于活性炭表面，这一过程为物理吸附；②是因为活性炭容易同吸附物间发生化学反应，从而达到吸附净化的效果，这一过程为化学吸附。活性炭的吸附功效就是上文所述两种吸附过程的综合产物。

2活性炭吸附法优点分析

活性炭作为具备多孔隙、大表面积、高吸附量、高稳定性等诸多特点的一种高效吸附剂，具备下述优点。

2.1可独自使用

使用时无需添加其他絮凝剂或氧化剂等化学试剂，可直接通过自身的微孔特性进行吸附净化作业。

2.2制作成本低廉且使用方法简便

活性炭的制作仅需通过木材、煤炭等即可获得，相较而言成本低廉同时使用时无需其他操作，只需投入废液中即可，操作工艺简单便捷。

2.3吸附效果优良

活性炭独有的大表面积、多孔隙特征，使得其具有良好的吸附效果，特别是对种金属离子等分子杂质的吸附效果尤为显著。

2.4不易造成二次污染

活性炭吸附过程以物理吸附为主，吸附出的难降解杂志等可直接同活性炭进行一体填埋，从而避免再次溶入水体形成二次污染。

2.5可重复利用

经过废水净化作业的活性炭能够通过化学溶液再生法、热再生法、电化学法、生物再生法等诸多途径实现回收使用。

3活性炭吸附法的具体应用

3.1在含油废水净化中的应用

在工业废水中含油污水不仅产量巨大且涉及行业众多，譬如石油开采与提炼、油品的运、交通航运、机械制造、食品加工等，在其生产作业过程中均会不同程度的产生各类含油污水，进而对生态环境特别是水资源环境造成严重破坏。活性炭作为一种亲油性材质，能够对工业废水中的分散油、溶解油、乳化油等进行有效吸附，但通常情况下活性炭对油的吸附容量较为有限（介于30～70mg/g），加之活性炭吸油后难以实现二次利用，这使得其在含油废水净化中的应用成本较高，因此在含油废水的净化处理中活性炭通常仅仅作为最后一级处理，即用以对废液中微量污染物的清除，从而实现深度净化的目标。

3.2在染料废水净化中的应用

伴随现代化纺织工业的不断发展，印染行业也获得长远进步。据不完全统计显示，全球印染行业约有近2万t染料会直接进入水体中以废水的形式排入自然环境中。这些染料不仅组分复杂且色度深、浓度高，使得处理极为繁琐，较为常见的处理手段有氧化、絮凝、膜分离、吸附、降解等，其中活性炭吸附处理作为研究较为深入的一种，应用极为广泛，主要用于对工业废水汇总COD及色度的清除，且在使用中多是将活性炭作为催化剂载体同其他工艺综合应用。此外，在染料废水的净化处理中，其脱色率同温度存在正比关系，而同酸碱度无关，因此合适的温度选择尤为重要。一般而言，以最近吸附条件净化处理后的染料废水其脱色率可达98%左右，出水的色度稀释倍数近50倍，COD质量含量小于50mg/L，满足我国工业废水一级排放标准。

3.3在含汞、铬废水净化中的应用

3.3.1含汞废水处理

在众多金属污染物中，金属汞的毒性最强，其一旦进入人体便会对人体各类蛋白质的功能造成严重损坏，从而危机人体健康。活性炭虽对金属汞离子及其化合物具备一定的吸附能力，但相对有限，多用于低含汞量废水的净化处理中或是高浓度含汞废液多层处理的最后一层。

3.3.2含铬废水的处理

近年来随着电子行业的飞速进步，电镀行业随之崛起，而其生产中产生的大量含铬废水亦对环境造成严重危害。根据有关调查，金属铬离子不仅毒性强大且极易在各类动植物体内集聚，进而由生物链汇入人体，对人体呼吸道及内脏造成严重伤害。而活性炭表面由于含有数量众多的含氧基团，譬如—COOH、—OH等，这些含氧基团的静电吸附功能对金属铬离子具有强大的化学吸附效果。试验表明，含铬废水含铬量为50mg/L、吸附用时1.5h、酸碱度=3时通过活性炭吸附处理的含铬废水净化效果最佳。加之，活性炭处理含铬废水操作简便、成本低廉、吸附效果稳定等诸多优点，目前已被广泛应用于各行各业。

4活性炭吸附组合工艺发展

在实际应用中，为更好的提升对工业废水的净化效果，还可将活性炭同其他工艺进行综合利用，从而构成活性炭吸附组合技术，其中较为常见的几种如下所述。

4.1活性炭同臭氧的组合工艺

臭氧所具有的强氧化性，对水体有着良好的杀菌效果，不仅可对活性炭的净化进行有效补充，而且臭氧还可将大分子有机物分解，使其变为小分子形态，从而更加便于活性炭吸附，实现对活性炭吸附功效的提升。通过两者的组合使用，工业废水的净化效果可大幅提升。

4.2生物活性炭组合工艺

生物膜净化工艺是一种常用于水体有机物清理的手段，通过人工手段让生物膜在活性炭内部生长，进而构成一个以活性炭充当骨架的生物膜系统，如此一来不仅能够大幅增加生物膜同有机污染物的接触时间，还能更好的发挥活性炭的吸附功效，从而实现“1+1>2”的功效，提升工业废水的净化效果。

4.3活性炭电解法

电解法常被用于水体杂质的降解净化，但受到电极接触面积的局限，其对废水的净化效果相对有限且能耗偏大，而活性炭自身则拥有优良的导电性能，以活性炭代替传统电极，能够充分利用活性炭表面积大、吸附性好的特点，提升电解效率。根据相关测试显示，选用活性炭充当电极的电解水处理工艺电流利用效率大幅提升，已成为当前的研究热点之一。

5结语

总而言之，活性炭吸附作为一种高效、清洁的废水净化手段，随着社会经济的进一步发展，其应用范围亦将进一步扩大完善。但其作为一种较新的技术手段，无论在理论研究还是实际应用中均存在一定不足，特别是生产制造工艺的欠缺，使得其供应量亦相对紧张。面对这些问题，政府及专家学者均应投入积极相关工作的探究中，不断研发全新的活性炭制造及应用工艺，从而更好的发挥其净化效果，推动工业废水净化效果的进一步提升与完善。

作者:杨娜 叶树强 周朝勇 单位:吉安创成环保科技有限责任公司

参考文献：

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇5

反渗透技术是一种高效、易操作的液体分离技术,同传统的`废水处理方法相比具有处理效果好,可实现废水的循环利用和对有用物质回收等优点.文章简要介绍了反渗透技术的基本原理,重点介绍了反渗透技术在垃圾渗滤液、矿区污水、钢铁工业废水、电厂废水处理中的应用研究进展状况.并讨论了反渗透膜技术的预处理、反渗透膜污染及清洗和反渗透技术的发展前景.

作 者：王琬 陶文亮 林铭 李志文 陈峰 张跃飞 唐重元 Wang-wan Tao-wenliang Lin-ming Li-zhiwe Chen feng Zhang-yuefei Tang-Zhongyuan  作者单位：王琬,林铭,李志文,陈峰,张跃飞,唐重元,Wang-wan,Lin-ming,Li-zhiwe,Chen feng,Zhang-yuefei,Tang-Zhongyuan(贵州大学化学与化工学院,贵州,贵阳,550003)

陶文亮,Tao-wenliang(贵州大学,贵州,贵阳,550003)

刊 名：贵州化工 英文刊名：GUIZHOU CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)： 35(2) 分类号：X703.1 关键词：反渗透   废水处理   应用状况   预处理  

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇6

1 催化氧化法的特点

催化氧化法在目前的工业废水处理中已是一种较为常见的处理措施, 这种处理方式有很多的好处, 因为我们说的所谓催化氧化法其主要过程是通过催化剂的分解, 产生一定的催化作用从而使废水中有机物和氧化剂的化学反应的能够加快发生。在对于工业行业中的废水进行处理之时, 我们会发现催化氧化法其稳定、高效等性能。催化氧化法能够在一定程度上提高工业废水的可生化降解性, 这一方法实质上作为一座物化和生化处理的桥梁, 发挥着相当重要的作用。现今在环保废水处理领域, 这一技术对于我们来说已经并不陌生了, 我们在实践中总结经验, 进行更为深入的研究, 来对其加以改善。在对于催化氧化法中, 相关研究较多关于寻找更新、更高效、稳定性更好同时成本较为低廉的催化氧化相关试剂。

2 不同种类的催化氧化法及其运用

目前催化氧化已衍生出多种的方式方法, 下面我们对于Fenton试剂催化氧化法、光催化氧化法、湿式催化氧化法以及其它的一些催化氧化法各种方法及其在废水处理领域的应用进行阐述。

2.1 Fenton试剂催化氧化法

Fenton试剂的催化氧化法是指过氧化氢与二价铁离子组成的氧化体系。在1894 年科学家发现二价铁离子可通过过氧化氢强烈地促进苹果酸的氧化这一反应之后, 便开始了Fenton试剂的应用, 在其使用初期主要是被运用于较为有限的有机合成的领域。在后来将Fenton试剂运用于处理苯酚及烷基苯废水, 从而开创了这一试剂用于处理工业废水的先例。

Fenton试剂具有较强的氧化的能力, 对于降解废水中难以生物降解的污染物十分有效。不同的试剂有着不同的反应速率和性能, 比如过氧化氢和二价铁离子的组合其分解速度较快, 但同时二价铁离子和过氧化氢的组合之间也有不和谐的地方, 可能导致过氧化氢无法充分发挥其效用, 致使过氧化氢的利用率相对较低。我们需要详细了解各种试剂的性能, 使试剂能有较高的利用率, 提高处理效率, 从而降低处理成本。

对于Fenton试剂, 我们常用于处理酚类、芳胺类、芳烃类、农药及核废料等难降解污染物, 如造纸废水、印染废水、焦化废水、制药废水等, Fenton试剂能够有效地对这类废料中的有机物进行降解处理。

2.2 光催化氧化法

光催化氧化法是在近年来发展起来的污水治理方法, 这种方法主要包括两种, 即均相光催化氧化法和非均相光催化氧化法。在我国相关的研究领域, 对于非均相光催化氧化法这种方法的研究以及运用更为广泛。均相光催化氧化法主要运用了二价铁离子和三价铁离子两种催化剂, 其本质上也就是光助Fenton试剂法。这种方法可以利用太阳能的潜力, 更高效的利用过氧化氢。第二种方法, 非均相光催化氧化法主要是运用光敏化半导体材料作为催化剂, 我们目前对于这种方法的研究集中在对Ti O2的改性和存在形态的研究方面。

对于光催化氧化法的应用, 我们较多地用于有机酸类、卤代脂肪烃、卤代芳烃、杂环化合物、多环芳烃、酚类以及农药废水等的降解。

2.3 湿式催化氧化法 (CWAO法)

对于湿式催化氧化法, 较早的应用性研究开始于70 年代, 其主要是以湿式氧化法作为基础而发展起来的。在各种有毒有害和难降解的高浓度有机废水处理中非常有效, 具有很高的实用价值。这一方法主要是废水在高温高压的环境之下, 运用含氧气体或氧气作为氧化剂, 与此同时, 结合催化剂的催化作用从而达到对于废水的有机物进行化学反应及降解的目标。在这种方法中, 我们常见的催化剂有Ti O2、Tr O2及Mn、Fe、Co、Ni、W、Cu、Ag、Au等金属氧化物或水溶性化合物。这种方法对能量能逐级利用, 可减少有效能量的损失, 能量利用率高, 一般情况下工作效率也较高, 但同时实现其应用所要求的条件也较高, 我们需要对于环境条件以及配套设施等投入较大, 整个工艺系统的运行成本较高, 所以我们对于此种方法的采用较少。

这种方法在日本等国家正进行着较大规模的运用, 人们也在不断研究出更高效的催化剂以改善其在实际操作中的多方面缺点。湿式催化氧化法较多地运用于处理焦化废水、含氰废水、含氮废水、含硫废水、酒精废水、煤气废水、染料废水以及造纸废水等等方面, 具有很好的效果。

2.4 电催化氧化法

目前, 全世界科学家对电化学氧化法处理废水的技术有了初步了解和应用, 但是研究的水平不够深入, 处理废水的种类也比较局限, 主要集中在水中溶解性金属阳离子的还原处理, 但是现在有机废水污染越来越严重, 所以电化学方法逐渐开始应用于有机废水的处理。电化学氧化是在设计的水处理装置内, 水分子在电压作用下与有催化活性的阳极反应从而产生具有高氧化还原电位的自由基, 通过自由基与有机分子发生反应, 破坏分子结构, 达到去除有机物的目的, 是未来有机废水处理发展的趋势, 尤其是难以用生物法处理的有机废水。

电催化氧化法应用于有机废水处理, 具有诸多优势。 (1) 电能属于清洁能源, 可以再生, 对电能利用效率高, 反应条件宽松。没有二次污染, 对环境不产生负面影响。 (2) 电催化氧化法能对有机物进行矿化分解, 没有生物污染, 电化学产生的强氧化性的活性自由基可杀灭废水中的有害生物。 (3) 基础建设和运行成本较低, 控制简单, 工艺组合灵活, 可以单独处理污水, 也可为难生物降解的高浓度废水提供可生化性预处理。

2.5 其它催化氧化法

除了以上所述的几种方法之外, 还有很多可以应用的催化氧化试剂, 其使用方法被应用于实际的工业废水处理中。比如我们采用钴 (Co) 的金属氧化物以及其二价、三价离子作为催化剂、利用活性炭的吸附性作为催化剂等等。我们对于不同类型的工业废水需要分配不同类型的催化氧化剂, 从而保障废水处理的高效便捷。比如在含硫废水的处理中, 我们需要根据废水内各种物质的含量有选择地利用Mn SO4作为催化剂或者是铁锰矿的粉末作为催化剂, 使相关反应能有较高的反应速率, 提高氧化分解能力, 缩短反应时间, 从而保障废水处理的工作效率, 及提高试剂的利用率。在对于相关试剂的选取过程中, 需注意到不同试剂的寿命、活化性能以及反应性能等不同方面的特性, 从而保障废水处理的高效以及对于成本的节约。

随着科学技术的不断发展, 工程实践经验的不断丰富和总结, 为满足各种处理方法在废水处理应用中的实用性、经济性、高效性、可操作性等诸多方面的要求, 我们需要不断的探索和研究, 使催化氧化法能在废水处理中不断发展和完善。

3 结语

综上所述, 作者将自己在废水处理工程中对相关实践经验在本文中进行了分享。作者本着抛砖引玉的精神, 希望能通过本文与环保行业废水处理工作者进行沟通交流。在工业逐渐向高层次、国际化发展的过程中, 我们需要对于催化氧化法的技术进行不断的优化和创新。同时我们目前正在向节能、环保的工业进行转化, 所以, 如何能够将催化氧化法更为绿色地进行是我们可能在很长一段时间内需要关注的问题。对于这种高效的工业废水处理法, 我们需要充分掌握各项技术的特点, 更好地利用其优势, 为我们工业进一步的发展提供帮助, 为环境保护事业的发展贡献力量。

摘要：催化氧化法作为一种较为新型的技术在我们目前的工业废水处理中已得到较为广泛的运用, 通过这种方法, 我们能够更高效、快速地达到我们的处理工业废水的目的。在我国, 催化氧化法正在作为一种基础性方法而衍生出更新更多样的工业废水处理工艺方法。本文试介绍催化氧化法的概况并分析其应用情况从而展现我们目前所掌握的这一技术方法的程度。

关键词：催化氧化法,工业废水,废水处理

参考文献

[1]朱雅杰.催化氧化法在工业废水处理中的应用[J].兰化科技, 2011. (01) :63-68.

[2]蔡建国.催化氧化法处理工业废水的研究进展[J].江苏环境科技, 2013. (04) :39-44.

[3]李启良, 催化氧化法处理有机废水催化剂的选择应用[J].污染防治技术, 2013. (02) :34-36.

[4]黄辉.催化氧化法处理含难降解有机物废水研究进展[J].浙江工业大学学报, 2012. (05) :471-474.

[5]温东辉.高浓度难降解有机废水的催化氧化技术发展[J].环境科学, 2014. (05) :88-91.

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇7

【关键词】牙体牙髓疾病；氢氧化钙制剂；应用效果

【中图分类号】R781.05 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949（2015）02-0369-03

牙齿疾病在临床之中比较常见，虽然其不属于性质比较严重的重症疾病，但却严重影响患者日常生活。牙体牙髓疾病是牙齿疾病中发生率较高的一种疾病类型，对患者牙齿和身心健康干扰较大。因此，及时有效的牙体牙髓疾病治疗对改善患者生活治疗来说至关重要[1]。本文选取我院收治的46例牙体牙髓疾病患者进行研究，现报道如下：

1资料与方法

1.1 一般资料：选取2011年3月-2014年3月我院收治的46例牙体牙髓疾病患者按照数字法分为对照组（n=23）和实验组（n=23），其中男24例，女22例，患者年龄21-46岁，平均年龄（32.5±2.1）岁；其中根尖周疾病5例，牙齿过敏3例，牙齿磨损17例；龋齿21例；对比两组临床基本资料，差异并不明显（P>0.05），具有可比性。

1.2 方法：治疗前，所有患者均接受口腔牙齿清洁、杀菌。主治医生要对患者患病时间、疼痛程度以及对饮食影响等情况进行详细询问和记录。对照组采用常规方法治疗，实验组采用氢氧化钙制剂治疗，具体包括根尖诱导形成术、活髓切断术以及盖髓术等，根据患者实际情况选择不同方法进行治疗。治疗后，对患者龋齿、根间周疾病以及牙齿磨损现象进行观察，若未见明显改善，可加大剂量进行第二次治疗。

1.3 统计学方法：使用SPSS14.0软件对得到的所有相关数据进行统计处理，计数资料采用百分率表示并将组间比较行x2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

实验组总有效率明显高于对照组，组间差异具有统计学意义（P<0.05），具体见表1。

3讨论

牙体牙髓疾病是牙齿疾病中比较常见的疾病类型，虽然不属于重症疾病，但也会对患者正常工作、学习造成严重影响，目前已成为口腔科难题之一。针对牙体牙髓疾病，进行早期治疗对保全患者咀嚼能力和面部形态而言，具有非常重要的作用，常规治疗方法尽管也具有一定的临床效果，但复发率较高，采用氢氧化钙制剂为患者进行治疗，效果比较理想[2]。

氢氧化钙制剂具有抗菌、抗免疫反应、诱导成形等作用。氢氧化钙制剂游离状态钙离子、氢氧化钙抗菌性、较高的PH值等优势可充分溶解坏死牙髓残留物，诱导骨质形成。牙髓中残留的牙源性细胞和根鞘根尖之间容易发生不完全钙化机制，此类组织在炎症发生过程中具有一定的刺激作用，氢氧化钙制剂具有稳定的理化性能，是强碱性物质，对抑菌和杀菌作用尤为明显，且对机体无毒害。此外，氢氧化钙制剂对碱性磷酸酶还具有激活作用，可快速促使根尖周出现硬组织发生沉淀，对根尖形成诱导后产生根尖保护屏障[3]。

氢氧化钙制剂可作为根管消毒剂，从而代替药物实现治疗作用。其不仅不会使患者出现过敏反应，还能保持牙齿不变色，收敛性较好，对根管可进行清洁，溶解速度并不快，可延长消毒时间。根管内坏死的牙髓组织得到氢氧化钙制剂溶解之后，可快速康复，且使用便利，价格低廉。临床在选择氢氧化钙时首选盖髓剂。这是因为根管内部氢氧化钙糊剂可以使局部环境呈现碱性变化，其对炎症区域内的酸性物质具有中和作用，减少细胞吸收活力，便于形成硬组织，取得良好的抗厌氧菌效果，且对奈式放线菌具有高效杀灭作用。在采用氢氧化钙制剂为患者进行治疗时，一定要充分考虑到患者的实际情况，选择适宜的治疗方法，以免出现其他不良反应，影响治疗效果[4]。

本組研究结果显示，实验组总有效率明显高于对照组，组间差异具有统计学意义（P<0.05）。由此可以充分证明，氢氧化钙制剂在牙体牙髓疾病治疗中的临床应用效果显著，安全可靠，具有积极的临床应用和推广意义。

参考文献

[1] 李湘明.氢氧化钙制剂在牙体牙髓疾病治疗中的临床应用[J].中国现代医生，2010，48（23）：11-12，14.

[2]杨琼.氢氧化钙制剂在牙体牙髓疾病治疗中的临床应用[J].中国药物经济学，2014，35（2）：68-69.

[3]胡青梅.氢氧化钙制剂在牙体牙髓疾病治疗中的应用[J].华夏医学，2006，19（5）：1030-1031.

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇8

阐述了超声波降解有机物的机理及其各种影响因素,总结了超声波在有机废水处理中的研究及应用情况,展望了超声波技术在废水处理中的应用前景.

作 者：刘春阳 刘柳 LIU Chun-yang LIU Liu  作者单位：刘春阳,LIU Chun-yang(南京市环境保护科学研究院,江苏,南京,210013)

刘柳,LIU Liu(镇江市自来水公司营销分公司,江苏,镇江,21)

刊 名：污染防治技术 英文刊名：POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY 年，卷(期)： 22(6) 分类号：X703.1 关键词：超声波   降解机理   有机废水  

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇9

膜生物反应器在废水处理中的研究及应用

膜生物反应器(MBR)是近年来发展起来的一种新型的水处理技术,现就膜生物反应器类型、特点、对污染物的去除效果进行阐述,并系统介绍了近年来国内外利用膜生物反应器处理废水的`研究成果以及膜生物系统在实际废水处理中的应用.简要阐述了膜污染的成因和膜清洗的方法以及建议,展望了未来膜生物技术在中国广阔的发展前景.

作 者：侯捷 Hou Jie 作者单位：兰州工业高等专科学校,建筑工程系,甘肃,兰州,730050刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：23(9)分类号：X703.1关键词：膜生物反应器 废水处理 膜污染 应用

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇10

摘要：对行为系统展开管理属于企业管理中的一项内容，针对各类行为系统展开管理有着各类特有属性，可以是对企业展开行为管理，可以是对生产展开行为管理，还可以是是对设计展开行为管理等。文章通过介绍行为管理学的概述，阐述当代工业设计创新的要素，对强化行为管理学在工业设计中的应用措施展开探讨研究，旨在为相关人员基于行为管理学的概述、当代工业设计创新的要素的行为管理学在工业设计中的应用研究适用提供一些思路。

关键词：行为管理学；工业设计；创新；应用

引言

将管理学应用到工业设计行业中，即通过企业管理理念对设计行为展开管理，企业管理与设计行为的有机融合属于设计领域发展的可行性方向，为了收获令人满意的工业设计，一方面要开展好设计工作，一方面要开展好管理工作。等同于其他相关商业行为，设计行为同样能够接受管理，且受管理工作很大程度影响。现阶段，我国对工业设计开展行为管理，还未有得到应有的重视，行为管理学在工业设计中的应用仍属于初级阶段。由此可见，研究行为管理学在工业设计中的应用有着十分重要的现实意义。

1.行为管理学的概述

行为管理学指的是就行为系统内部每一个行为主体及各行为主体相互间关系展开调节、管理，最终实现科学合理话设计的一门学科。这其中的行为系统大小不一，其能够是一个数百人到数千人的工厂、企业，工厂、企业内的工人、员工即是它的每一个行为主体；也能够是一个单单只有十几人的设计机构，该设计机构行为系统内部的行为主体则是每一个设计人员[1]。对行为系统展开管理属于企业管理中的一项内容，针对各类行为系统展开管理有着各类特有属性，可以是对企业展开行为管理，可以是对生产展开行为管理，还可以是是对设计展开行为管理等。

2.自行为管理学角度看当代工业设计创新要素

（1）目标创新要素，社会经济发展，新技术、新工艺层出不穷，现有的工业设计向小型化、智能化方向发展，日趋白热化的市场竞争对工业设计提出了愈来愈高的要求。工业设计的目标不但是要设计出外形令人满意的产品，还要结合当代科学技术，勇于创新，研发新型功能，引导新型消费趋势[2]。由此可见，自行为管理学看产品创新，工业设计的目标即是以人为本的设计出符合市场需求的产品，为人类生活改善做贡献。（2）技术与效率创新要素，由于传统工业设计流程表达方式难以全面呈现设计人员的想法，使得产品设计效率无法跟上市场发展脚步。在信息技术急速发展背景下，工业设计领域出现了产品快速开发的主流模式，工业设计创新出现了很好的发展前景。21世纪全球经济一体化环境下，对产品开发提出了短暂开发周期、快速上市时间等要求，这同样也是强化市场竞争优势的重中之重。以美国制造业为例，如表1。（3）组织机构与结构创新要素，自工业设计而言，设计效果受设计部门管理很大程度影响，这要求管理者要了解设计，设计人员要懂得管理，如此，方可避免避免出现外行管理内行、内行管理外行的不良局面。

3.强化行为管理学在工业设计中的应用措施

全球经济一体化环境下，对产品开发提出了短暂开发周期、快速上市时间等要求，越来越多的企业开始重视行为管理学在工业设计中的应用。行为管理学弥补了传统工业设计的种种不足，构建起更为科学合理的企业管理模式。整个工业设计行业在时代发展新形势下，要与时俱进，大力进行改革创新，运用先进的行为管理学对工业设计进行工业设计。如何进一步的强化行为管理学在工业设计中的应用可以自以下相关内容出发：

1.设立设计行为系统

如图1所示，这该设计行为系统中，设计师属于整体设计行为系统的核心，环境、生产者以及消费者则围绕在其身份。设计行为系统各个因素相辅相成，这个繁杂、多因素形成的设计行为系统中，如何全面发挥现存设计资源优势，促进不同行为主体的一并发展，这要求设立一个行之有效的管理系统，即设立一个将设计师作为核心，同时对其与设计、环境、生产者以及消费者关系进行协调的行为管理系统[3]。

图1设计行为系统示意图

2.设计行为系统心理学分析

设计行为系统心理学分析的目的就是，在工业设计实践过程中，对消费者消费心理及消费行为规律进行有效把握、遵循，设计出令消费者满意的产品。换而言之，设计行为系统心理学分析是为了对设计师、生产者及消费者相互关系进行有效连接，于企业内构筑起一个全面规范的管理体系，对设计师、生产者及消费者展开协调管理，获悉行为个体及其相互的行为规律，确保消费者喜好的产品[4]。鉴于此，企业务必要强化设计师与消费者相互的沟通互动，认识消费者消费心理及消费行为规律，对消费者行为进行引导，设计出有针对性、令消费者满意的产品。

3.全面发挥行为管理在设计中的作用

设立专门的行为管理部门，对设计师展开行为管理再培训，强化设计师相互间的协作意识，使他们充分认识到设计属于一项集体工作，设计的目标是满足市场需求，满足消费者需求，如此方可实现企业盈利，方可赋予产品以生命力[5]。

4.结束语

总而言之，全球经济一体化环境下，对产品开发提出了短暂开发周期、快速上市时间等要求，越来越多的企业开始重视行为管理学在工业设计中的应用。为了实现行为管理学在工业设计中的应用有效性，相关人员务必要不断专研研究、总结经验，“设立设计行为系统”、“设计行为系统心理学分析”、“全面发挥行为管理在设计中的作用”等，积极促进工业设计行业的健康有序发展。（作者单位：四川成都理工大学）

参考文献：

[1]张瀚文. 从管理学角度浅谈工业设计与创新[J].美术教育研究，2011，05（20）：97.

[2]牛东方，谢里阳，邓明，钟莹 . 产品交互设计中的视觉形态认知研究[J].工程设计学报，2013，20（06）：459-462.

[3]Kaisa V. Evaluating user experience of cross-platform web services with a heuristic evaluation method[J].International Journal of Arts and Technology，2010，27（2）：162-163.

[4]吕伟. 探究交互设计在工业设计中的应用[J].科技论坛，2014，（12）：46-47.

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇11

工业循环冷却水系统是医药、化工、制冷、食品等行业中常见系统。在实际运行中, 由于循环冷却水系统具有的特殊生态环境, 导致微生物很容易在其中大量繁殖, 滋生各种菌类、藻类及黏泥, 造成水质污染, 使设备传热效率降低, 诱导金属腐蚀, 严重时还会造成管路堵塞, 给生产带来影响。

为保证水质, 传统的方法除了定期置换新鲜水外, 主要是向水中投加化学杀菌剂、缓蚀阻垢剂。但这种方法耗资大、操作管理麻烦, 并且极易造成环境污染;另一方面, 水体中的微生物很容易产生抗药性, 使杀菌率下降, 达不到预期效果。

近年来, 人们开发了一些物理方法进行冷却水处理, 其中以静电水处理和电子水处理较为成功。它们通过电化学作用使水分子结构发生变化, 从而达到阻垢、除垢、杀菌、灭藻、缓蚀的作用, 具有使用简便、效果显著、性能稳定、使用期长、无二次污染、成本低、无需维护等特点, 正逐步取代传统的化学药剂法而应用于工业循环水系统。

1静电水处理技术

静电水处理法又称高压静电法。它的核心部分是一台静电水处理器, 通过在循环水中形成一个高压的静电场对水质进行处理。

1.1工作原理

由于水分子具有极性, 在高压静电场的作用下, 水分子将定向地按正极、负极的顺序呈链状整齐排列, 溶解在水中的盐类正、负离子周围被数个偶极水分子包围, 使之不能自由活动, 从而阻止了钙、镁离子在金属管壁表面沉积, 形成水垢 (图1) 。

在强静电场的作用下, 水分子的偶极矩增大, 它与盐类的正、负离子的水合作用和水合能力也就随之增大, 其结果是加大了水垢的溶解度;同时静电场破坏水垢分子间的电子结合力, 促进了硬垢疏松, 使已产生的水垢逐渐剖蚀、脱落。

在高压静电作用下, 水中将产生一定的活性氧, 如O2-、OH-、H2O2等, 可以抑制、杀灭水中的菌藻;水中的菌群经高压静电场作用, 生理代谢受到改变和影响, 这就阻止了细菌生长, 达到了杀菌的目的。

另外, 产生的活性氧可在系统中各设备的金属表面产生具有保护作用的“氧化被膜”, 达到防腐蚀的目的;同时活性氧O2-的生成使溶解氧减少, 而H2O2的生成使CO2减少、pH值升高, 削弱了腐蚀的影响程度, 因此减轻了腐蚀。

1.2特点及优越性

(1) 既可防 (水) 垢除 (水) 垢, 又可杀菌灭藻;

(2) 效果好;

(3) 节省长期加药药费、冷却器清洗费、人工费、备件费等, 运行费用低;

(4) 操作简易, 只需排污维护, 管理方便;

(5) 设备经久耐用;

(6) 对设备和管道有缓腐蚀作用, 提高设备运行周期, 延长系统使用寿命;

(7) 不会在水中产生化学物质, 符合环保要求。

2在工业循环冷却水中应用实例

本公司的氨冷冻循环冷却水系统原依靠投加少量化学药剂来维持水质稳定, 但效果较差, 又增加了水中化学污染物含量, 后改造采用静电水处理法, 应用离子棒水处理器处理循环水 (图2) 。应用结果表明, 在工业循环水处理中, 静电水处理技术比之化学水处理在运行成本、操作管理、环境保护等方面均具有优越性, 值得推广。

2.1效果对比

改造前后水质指标对比如表1所示。

改造前:

(1) 每年3—8月, 菌藻生长最快, 造成凉水塔填料严重堵塞, 达不到凉水降温目的, 被迫每年更换一次填料;

(2) 冷冻机立式冷凝器水管严重结垢, 冷却效果不好, 造成冷冻机排气压力高, 只有卸载开车, 严重影响制冷效果, 电耗增加;

(3) 为了保证正常开车, 每周人工刷洗立冷2~3次。

改造后:

(1) 在6月清洗冷冻机立冷后, 安装离子棒, 经过7、8两个高温月份的使用, 现场观察, 冷冻机立冷水管干净、无垢, 与高压清洗后的情况相比无明显变化, 凉水塔原有结垢部分脱落;

(2) 凉水效果提高, 冷冻机排气压力由1.4 MPa降至1.2MPa以下, 平均提高制冷能力20%以上;

(3) 使用离子棒期间没有进行人工清洗;

(4) 提高了有机溶媒回收率。

2.2效益分析

(1) 节省化学药剂费用, 每年80000元以上;

(2) 减少凉水塔填料更换费用, 每年8000元;

(3) 提高制冷能力20%以上, 年节省动力费近50000元;

(4) 凉水效果好, 提高有机溶媒回收率。

2.3几点说明

(1) 静电水处理器处理效果会因循环水硬度的增加而降低, 为保证处理效果, 循环水系统必须配有排污装置, 定期排污、增加补水。

(2) 经静电处理法处理后的水, 其防垢、除垢作用能维持一定的有效时间, 然后逐步失效。为最大限度利用其有效性, 安装位置应尽量靠近需要防垢、除垢的管段和对水质要求最高的设备处, 如冷冻机立冷;或者采用局部小循环, 以增加处理水防垢、除垢的有效时间。

3结语

静电水处理技术是当今水处理技术领域的一项先进技术, 对工业循环水系统的防垢、除垢、杀菌、灭菌和缓蚀效果显著。其运行费用比投加化学药剂显著减少, 无需维护, 管理方便, 且避免了药剂对环境的污染, 是一种简便高效的非化学方法。因此, 静电水处理器在医药、化工、电力等行业的循环冷却水处理中有着很好的经济效益和环境效益, 将会得到越来越广泛的研究和应用。

摘要：阐述了工业循环冷却水水质污染危害, 介绍了静电水处理技术的应用原理、特点及优越性, 并通过静电水处理器在循环冷却水系统中安装使用的实例, 论述了其使用效果。

关键词：静电水处理技术,工业循环冷却水,应用实例

参考文献

[1]董金錩, 董振强, 胡洪伟, 等.静电杀菌灭藻技术在广场喷泉水处理中的应用[J].给水排水, 2002 (9)

[2]周本省.循环冷却水系统中控制水垢的物理方法[J].化工机械, 1999 (4)

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇12

生物活性炭技术在水处理中的应用研究进展

生物活性炭(BAC)技术在国外水处理中(包括对水进行深度处理,多种工业废水及生活污水处理)的应用非常普遍,它能有效地净化饮用水中各种微量污染物,同时,结合并优化生物降解活性炭吸附过程,对多种废水的处理显示了突出效果.

作 者：李标 LI Biao 作者单位：安徽省蒙城县环境保护局,安徽蒙城,233500刊 名：安徽农业科学 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES年，卷(期)：33(4)分类号：X505关键词：生物活性炭(BAC) 水处理 应用研究

氢氧化镁处理酸性含铁废水的研究 篇13

目前酸性含铁废水的处理方法主要有中和曝气絮凝法、中和曝气后污泥循环接触除铁、膜分离电解氧化法、电渗析法、氧化涡流法等[2,3,4]。其中中和曝气絮凝法是一种传统的工艺,已被广泛地应用于生产中,这种工艺采用碱液中和酸性废水,曝气氧化将Fe2+氧化成Fe3+,使之沉淀去除。但是碱液具有很强的腐蚀性,过量投加会导致出水p H过高,操作工艺繁琐。氢氧化镁具有活性大、吸附能力强、无腐蚀性、无毒、无害,易于泵送和贮存,便于安全操作,处理强酸性废水后p H一般不超过9等优点[5],可应用于印染废水脱色[6,7]、除磷脱氮[8]、去除重金属[9,10,11]等方面。采用氢氧化镁处理冷轧工业废水,可同时除去水中的Zn2+、Cr3+、Fe2+、Fe3+等重金属离子以及油和悬浮物等。本文对氢氧化镁处理酸性含铁废水进行了研究,以期为实际应用提供参考。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

可见光分光光度计(721),上海美谱达仪器有限公司;磁力加热搅拌器,常州国华电器有限公司;酸度计(PHS-3),成都市三可仪器有限公司;氯化镁等试剂均为分析纯,氢氧化镁乳液自制。

1.2 实验水样

模拟水样中铁离子(Ⅲ)质量浓度50 mg/L,p H=2。

1.3 实验

移取100 m L含铁模拟水样置于锥形瓶中,加人适量氢氧化镁乳液或氧化镁粉末,搅拌一段时间,静置分离,取上清液,经盐酸羟氨分光光度法检测滤液中铁离子的浓度,并计算废水中铁离子的去除率。

2 结果与讨论

2.1 氢氧化镁处理含铁废水影响因素的研究

2.1.1 氢氧化镁用量对铁去除率的影响

按上述实验方法,改变Mg(OH)2用量,观察其对模拟水样铁去除率的影响,结果见图1。由图1可以看出,铁离子的去除率在氢氧化镁加入量为0.5~2.0 g/L之间有一突跃。这是因为氢氧化镁首先要中和废水中的酸,然后才能去除水样中铁离子。由于Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11,而Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10-36,两者相差较大,从化学平衡的角度看,氢氧化镁完全可以使废水中铁离子转化成氢氧化铁沉淀;此外,氢氧化镁活性大、吸附能力强,可通过吸附作用除去溶液中的铁离子。

氢氧化镁的用量是衡量废水处理效果的重要因素之一,用量太少达不到排放标准,用量太多悬浮物不易沉降且造成浪费。根据实验结果采用氢氧化镁加入量为2 g/L。

2.1.2 温度对铁去除率的影响

改变操作温度,观察温度对模拟水样铁去除率的影响(见表1)。由表1可知:温度对氧化镁处理酸性含铁废水的影响不明显,铁的去除率均超过98%,因此可选择室温下对水样进行处理。

2.1.3 搅拌时间对铁去除率的影响

固定加入2 g/L的Mg(OH)2,改变搅拌时间,观察其对模拟水样铁去除率的影响,结果见图2。图2结果显示:废水中铁离子的去除率随搅拌时间的增加而增加,搅拌反应10 min后去除率随搅拌时间的增加而缓慢增加。但搅拌时间愈长,电能消耗愈大,成本愈高,鉴于这两个因素,选择搅拌时间10 min。

2.1.4 pH对铁去除率的影响

取浓度为50 mg/L的水样,固定加入2 g/L Mg(OH)2乳液,取不同p H值的含铁模拟水样,搅拌10 min,测定结果表明:对pH为2~7的酸性含铁废水,Mg(OH)2乳液的去除效果相差不大,这是因为Mg2+与Mg(OH)2可形成缓冲溶液,说明Mg(OH)2缓冲能力较强,可在较宽范围内对废水进行处理。而对pH小于2的酸性废水,处理效果较差,这是因为氢氧化镁需要首先中和水样中的酸,然后才发挥沉淀、吸附作用,这可由加入过量氢氧化镁来解决。

2.2 吸附等温线

为了解Mg(OH)2对Fe3+的吸附性能,采用模拟废水测定其吸附等线。配制一系列质量浓度(Ci)的含铁废水(pH=2),固定氢氧化镁固体投加量为1 g/L,保持镁离子质量浓度不变,测定100 mL含铁废水处理后溶液中残留的Fe3+质量浓度C0,结果见表2。

图3是Mg(OH)2对Fe3+的吸附等温线,符合郎格缪尔等温吸附规律:q=q0KC0/(1+KC0),为求得吸附等温方程,将上式变形为:C0/(Ci-C0)=1/(q0Km/v)+C0/(q0m/v)

式中:q——吸附容量,mg/g

q0——饱和吸附容量,mg/g

K——常数

Ci——处理前铁离子的浓度,mg/L

C0——处理后铁离子的浓度,mg/L

以C0对C0/(Ci-C0)作图,结果见图4。

本实验条件下,溶液体积V=0.1 L,Mg(OH)2投加量为100mg,由图4直线斜率及截距求出q和K值,铁离子在氢氧化镁上的饱和吸附容量为32.86 mg/g,吸附等温方程为:

2.3 氢氧化镁循环利用效果的研究

将使用过的氢氧化镁絮凝物抽滤压实于400℃马弗炉中轻烧2 h,得轻烧氧化镁。用此氧化镁替代氢氧化镁乳液重复上述实验,得不同回收氧化镁的用量对含铁废水去除率的影响,见表3。实验结果表明:回收氧化镁和氢氧化镁乳液在处理酸性含铁废水时,表现出相似的处理效果,出水水质仍较好,去除率较高,说明氢氧化镁乳液可以重复使用。

3 结论

(1)氢氧化镁处理不同p H的含铁酸性废水,去除率一般可达98%以上。

(2)回收的氢氧化镁经轻烧后,可以多次用于酸性含铁废水的处理,去除率仍然可达98%以上。

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇14

花青素又叫花色素、花色苷，属黄酮类化合物，是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，构成植物花瓣和果实的主要色素之一。作为一种天然色素，花青素安全、无毒、资源丰富，且具有一定的营养价值和保健作用，故在食品、医药、化妆品等众多领域有着巨大的开发潜力。本文在花青素相关研究的基础上，对天然色素花青素的化学结构、分离与提纯、生理功能及其在食品中的应用前景进行全面的阐述，为花青素的进一步深入研究提供必要的参考依据和奠定基础。

花青素的化学结构

1947年，年轻的法国杰克·马斯魁勒博士在花生的包衣中发现了一种的物质，它在酸性的条件下加热能够转变为花青素。花青素属于酚类化合物中的类黄酮类水溶性色素，广泛存在于红葡萄、蓝莓、紫薯、草莓、树莓等植物中。天然花青素的母体结构为2—苯基苯并吡喃即花色基元，以C6-C3-C6为骨架，如图1所示。大多数花青素在花色基元的3-，5-，7-碳位上有取代基。由于A环和B环各碳位上的取代基不同，从而形成了各种各样的花青素。迄今发现的天然存在的花青素有22大类，分布于27个科，73个属的植物中。常见的主要有天竺葵素、矢车菊素（芙蓉花色素）、翠雀素（飞燕草色素）、芍药素、锦葵色素、牵牛花色素6种，其中含量最高的是矢车菊素。花青素极其不稳定，自然条件下游离的花青素极少见，常与一个或多个多糖分子通过糖苷键形成花色素。

花青素的提取及纯化方法

花青素的提取方法对比。近年来，随着国内外学者对花青素关注度的提升，花青素的提取方法逐渐成为研究发展的热点课题。在传统的有机溶剂萃取法的基础上，许多辅助方法如微波、超声、加压、超临界等技术被应用到花青素的提取中来，这些新技术与传统方法的有机结合，大大提高了花青素的得率，缩短了提取时间，表1中对常见的花青素提取方法进行总结，对比了各种提取方法的优缺点。

花青素的纯化方法。为了获得高纯度的花青素，常需要对其进行纯化，以去除其中的杂质。目前应用较多的纯化方法主要有大孔树脂法、液相萃取法、固相萃取法、基质固相萃取法等。大孔树脂法因其工艺简单、成本较低应用较广。而液相色谱法和高速逆流色谱法作为新兴的提纯方法，因其分离效率高，操作简单，优越性日益凸显，目前已得到广泛应用。

花青素的生理功能

抗氧化活性。花青素属黄酮类化合物，在清除自由基分子机制上与黄酮类化合物类似。黄酮类化合物通过酚羟基与自由基分子反应生成较稳定的半醌式自由基，终止自由基链式反应，从而减少并清除自由基。花青素的抗氧化性能比维生素E高出50倍，比维生素C高出近20倍，是迄今为止人们发现的最有效的抗氧化剂和最有效的自由基清除剂。

花青素主要通过以下四种方式清除体内自由基，一是通过阻止过氧根离子反应；二是螯合体内某些特定的金属离子，阻止羟基的产生；三是抑制脂质过氧化反应；四是与胶原蛋白作用形成保护屏障隔离组织与外界自由基的接触。王荣娇等人采用Fenton反应体系和邻苯三酚自动氧化体系测定了北陆花青素对羟自由基和超氧阴离子自由基的清除作用，结果表明该花青素在低剂量条件下，对两种自由基仍具有较强的清除作用，清除率可达到50%以上。邓红梅等人研究发现在相同浓度下，葡萄皮渣花青素对DPPH自由基的清除率比维生素C好。韦艳双等人在研究蓝莓花青素对糖尿病小鼠肝、肾、心脏组织的抗氧化能力的影响中发现，连续给药4周后，在小鼠器官组织中，模型+剂量组与模型对照组相比，丙二醛含量显著降低，谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性、总抗氧化能力和抑制羟自由基能力显著增加，这说明蓝莓花青素能够保护受损的器官，具有一定的抗氧化作用。2014年田喜强等人采用超声波法辅助提取紫薯花青素进行清除羟基自由基抗氧化性能力的研究。研究表明，pH 7.0时，紫薯花青素具备较好的清除羟基自由基能力，其抗氧化能力强于抗坏血酸。景志行等人在对野生蓝莓的体外抗氧化性研究时发现，野生蓝莓花青素抗氧化能力显著，与浓度梯度呈正相关关系；在浓度800μg/m L时对超氧阴离子的清除率达到86.86%，浓度为100μg/m L时对双氧水自由基的清除率达到73.93%。

预防心血管疾病，保护肝脏。大量研究发现，花青素在预防心血管疾病和保护动物肝脏方面具有重要作用。欧海龙等每天用不同剂量（低、中、高：50、100、200 mg/kg）的花青素喂食小鼠，连续灌胃8周后，对血清和肝脏各项血脂含量进行检测，发现总胆固醇（TC）、三酰甘油（TG）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平，随着花青素剂量的增加不断降低，说明花青素对高脂诱导的动脉粥样硬化小鼠具有降低血脂的功能。Hwang等在对紫薯花青素抗叔丁基氧化产物诱导肝毒性保护机制的研究中发现，花青素能够有效降低大鼠肝脏损伤发生的概率。闫倩倩等在紫甘薯花青素对小鼠乙醇性肝损伤的预防保护作用研究中发现，紫甘薯花青素各剂量组均能不同程度降低急性乙醇肝损伤小鼠血清中丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）的活性，升高组织中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽转移酶（GST）、过氧化氢酶（CAT）的活性及谷胱甘肽（GSH）的含量。这表明紫甘薯花青素对乙醇引起的急性肝损伤具有很好的保护作用。

抗肿瘤作用。癌症是人类健康的“第二”大杀手，严重的威胁人们的生命。开发一种天然的、无毒副作用的抗癌药物已成为医学界亟需解决的重要课题。大量研究表明花青素具有一定的抗癌作用。目前，对于花青素的抗肿瘤机制的推测主要集中在：抗突变，抗氧化，抗炎，诱导转化，调节信号转导通路抑制肿瘤细胞增殖，诱导细胞周期阻滞，促进肿瘤细胞凋亡，诱导自噬，抗肿瘤侵袭及转移，逆转肿瘤细胞耐药性及增加对化疗的敏感性等方面。 景志行等人研究表明：野生蓝莓花青素在100μg/g剂量灌胃时，对耳廓肿胀抑制率为47.04%；在体外对白血病细胞K562增殖抑制的IC50为79.01μg/m L。2016年，吕留庄等在对中国野生蓝莓花青素的研究中发现，该花青素对A549细胞活力有明显的抑制作用，对细胞周期也有明显影响并能引起早期凋亡现象以及ROS释放。韩彬、罗丽萍等人研究发现黑米花青素能够抑制MDA-MB-453细胞异种移植瘤向肺转移，该抑制作用可能与BRACs抑制肿瘤细胞的增殖和促进肿瘤细胞凋亡有关。 陈琦等从蓝莓中提取花青素，研究其对人肾小球系膜细胞（GMC）的生长抑制作用及细胞凋亡的诱导效应。结果表明蓝莓花青素能呈剂量依赖性抑制GMC的增殖，诱导细胞的凋亡，这可能与激活Caspase-9和Cytochrome-C的表达有关。

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此外，大量研究表明花青素在乳腺癌、结肠癌、食道癌、皮肤癌等方面均有预防和治疗的功效。

抗炎镇痛作用。花青素具有抑菌作用，故对病原感染的炎症具有抑制作用。邹宇晓研究发现高剂量荔枝壳花青素能显著降低大鼠左侧继发性足肿胀厚度，缓解大鼠佐剂性关节炎引起的不适症状，这可能与花青素的抗氧化和抗炎水平有关。王静等在研究花青素对小鼠镇痛消炎作用中发现：金叶女贞果实花青素具有抗炎镇痛作用，其机制可能与提高小鼠抗氧化能力，减少NO和炎性因子PGE2的生成有关。也有研究表明，蓝莓花青素能够抑制胶原酶，加强胶原基质，治疗关节炎。

保护视力。近年来，有关花青素在保护视力方面的报道越来越多。大量研究发现，花青素能够启动视网膜酶，激活和提高机体的视紫红质的再生能力，使人们能够较快的适应黑暗环境。早在2005年，刘春民等在对青少年近视治疗研究中发现，口服花青素的近视青少年在一个月后，视力有明显的改善。黄宗锈等在对120名志愿者分组研究35天后发现，花青素复方胶囊具有缓解视疲劳作用。马越等将100名志愿者分成两组，开展花青素饮料对改善视疲劳的作用。30天后试食组视疲劳症状总积分明显改善，这说明花青素饮料能有效缓解人体视疲劳。花青素具有保护视力的作用，与其强抗氧化能力密不可分，花青素能够加快微血管循环，减轻自由基对眼睛的伤害，从而起到保护视力的功效。

除此以外，还有研究表明花青素在降血糖、抗衰老、提高记忆力等方面具有一定功效。

花青素在食品工业中的发展方向

健康食品和保健食品的开发。随着人们生活质量的提高，越来越多的人注重营养。花青素具有抗氧化、降血糖、抗衰老、保护视力等生理功能，如能将富含花青素的食物进行工业加工，开发成饮料、休闲食品、保健食品等，除了丰富加工食品和保健食品的种类，更能为人们提供一定量的花青素，增强身体的抵抗力。目前，以紫薯为原料生产的食品较多，如紫薯汁、紫薯酒、紫薯饼等，这些食品抗氧化性强，对人体健康有益。

作为天然色素的使用。合成色素因其低成本被广泛应用于食品行业中，但同时，人们对其食品安全性也存在质疑。花青素作为一种安全性高、无毒、纯天然的植物色素，可被添加到食物中，使食物呈现出五彩缤纷的颜色。但花青素易受外界光照、温度、pH等因素的影响而分解，在食品中应用受限，因此，在食品加工过程中如何提高花青素的稳定性成为亟待解决的问题。

总之，花青素在医药、营养、保健等方面都具有重要的价值，在实际应用中具有广阔的应用前景。

作者简介：崔红（1980—），辽宁现代服务职业技术学院讲师，硕士，研究方向：食品营养与检测。

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇15

模糊神经网络控制在污水处理中的应用研究

摘要：对模糊神经网络(FNN)技术应用于污水处理进行了研究,提出了一个具有五层的模糊神经网络控制器,仿真实验表明,该控制系统具有很强的鲁棒性与容错性.该控制器能够自动调整隶属度函数、动态优化控制规则,将其应用于溶解氧控制和出水水质预测,结果表明可以快速、有效地使溶解氧浓度达到期望值,实际出水水质预测结果也具有很好的收敛性和预测精度.作 者：王中琪 赵诚 赵丽 Wang Zhongqi Zhao Cheng Zhao Li 作者单位：西南科技大学环境与资源学院,绵阳,621010期 刊：环境污染治理技术与设备 ISTICPKU Journal：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL年，卷(期)：,7(12)分类号：X703 TP183关键词：模糊神经网络 污水处理 模型

氢氧化镁在工业废水处理中应用研究进展 篇16

摘要：本文分析了变电站监控技术的发展要求，并以工程应用为切入点，初步讨论了变电站监控单元对DSP+MCU双处理器模式的需要;介绍了DSP、MCU的技术背景;阐述了DSP与MCU间的数据通信方式;提出了一种基于DSP+MCU双处理器模式的高性能变电站监控单元的实现实例;并指出了DSP、MCU走向融合的发展趋势。

关键词：变电站监控;DSP;数据通信;嵌入式以太网

0引言

随着变电站自动化程度的不断提高，对作为现场监测、控制为目的的监控单元的设计也提出了更高的要求：除了在监测、控制的量上有较大增加外，对数据采集的实时性、控制操作的快速性、分析手段的多样性、分析算法的复杂性、通信方式的灵活性等都提出了更苛刻的要求。在大数据处理容量、复杂分析算法、先进的通信方式面前，采用单一的DSP或MCU处理器构筑的硬件平台明显力不从心。采用DSP+MCU双处理器模式，利用DSP芯片较强的数据处理能力实现数据的实时采集、分析、计算，外加一款具有较强通信处理能力的MCU以迎合现场对通信技术的要求，不失为一种两全其美的解决办法。

1技术背景

1.1变电站监控

变电站监控的主要任务就是采集所在发电厂或变电站表征电力系统运行状态的模拟量和状态量，并向调度中心传送这些模拟量和状态量，执行调度中心下发的控制和调节命令。监控单元是整个监控系统的前置I/O模块，直接和现场一次设备相连，是数据采集、处理、控制操作的核心，因此其性能的高低直接决定了整个系统的性能指标。早期的监控单元是由一些分立元件构成，它所能处理的信息量很少，功能极为简单。随着微处理器技术的运用，监控单元也发展到了以单片机为核心的嵌入式系统，但在数据采集、处理量较少、精度要求不高，对通信的实时性、先进性也没有太严格要求的情况下，采用单片低价位8位或16位MCU就可以实现。

随着变电站自动化技术的发展以及分析算法、分析手段的提高，越来越多的用户特别是一些特殊用户(如高压、超高压变电站、电气化铁路牵引变电所、大型企业变电所等)对变电站监控的设计需求也越来越高，如：能够实时分析高次谐波、能够计算序分量从而分析电能质量、能够进行控制操作的逻辑闭锁等，从而涉及到高速数据采样及处理;在通信上，对通信的实时性、可靠性、先进性要求也越来越高，嵌入式以太网技术、双现场总线技术也相继在变电站监控单元中采用。在此背景下，采用DSP+MCU双处理器模式可以较好的解决复杂数据处理与先进的通信技术之间的矛盾。

1.2 DSP芯片的特点

DSP，又称数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号算法处理，其主要技术特征：

a. 硬件上采用多总线哈佛(Harvard)结构，提高了数据的处理能力和速度。

b. 指令执行采用流水作业，具有较高的指令执行速度。

c. DSP内部一般都包括有多个处理单元，如算术逻辑运算单元、辅助寄存器运算单元、累加器以及硬件乘法器等，它们可以在一个指令周期内同时进行计算。

d. 内部具有独立的DMA总线控制器，可以实现程序执行与数据传输并行工作。

e. 具有多处理器接口，为使用嵌入式子系统实现大型和复杂嵌入式系统提供了技术基础。

因此DSP特别适合于大容量、高复杂数据处理的场合，在变电站监控中DSP芯片作为监控单元的数据采集、计算和处理的核心。

1.3 MCU的功能定位与选型

MCU即嵌入式微处理器。随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，MCU不断产生新的变化和进步，与微机之间的性能差距越来越小，并且集成度越来越高，功耗越来越低。

在百花齐放的MCU家族中，要做出最优的选择确实是件令设计师头疼的事。根据前述DSP和MCU在变电站监控单元中扮演的角色，MCU侧重于处理通信任务。对于采用了双处理器模式且DSP芯片已经承担了大部分数据计算、处理的场合， MCU的选型应从以下几个方面考虑：

a. 系统拟采用的通信方式

MCU的选型一定程度上取决于监控单元所采用的通信方式。如果系统采用CAN总线互连，则可选择一款具有CAN总线接口的MCU芯片;如果采用嵌入式以太网技术，则可选择具有以太网接口的MCU芯片。虽然可以通过外扩协议芯片的方式来实现所需的通信方式，但这样做会较大地增加系统的软硬件开销。

b. MCU的资源能否满足要求、外围接口是否方便

根据监控单元的功能定位，对MCU的资源进行审查：包括总线位数(8位、16位、32位)、主频、指令周期、寻址空间、中断系统、定时器、外围接口等，由此判断能否满足设计需要，并留有适当的裕量以备系统升级。

c. 开发工具是否完备、编程是否方便

开发环境的好坏直接影响到产品的开发周期。是否有嵌入式实时多任务操作系统的支持，是否支持高级语言编程，是否可以在线对目标板进行实时仿真调试等都是需要重点考虑的因素。

d. 价格是否合理

最后要看MCU芯片的价位是否在容许的范围内，短期内货源是否正常，价位是否会出现大的波动等。

2DSP与MCU间的数据交互

在以DSP+MCU双处理器为核心的智能单元中，二者之间的数据通信是系统设计的重要环节，直接影响到数据传输的效率和可靠性，常见的数据交互方式有以下三种：

2.1 采用双端口RAM

采用双端口RAM解决双处理器间的数据通信问题是最常用的方式，其实现框图如图一所示：

双端口RAM具有两套独立的数据、地址、控制总线，可以分别与DSP和MCU两个处理器接口，通过这一片外公共的存取空间，MCU和DSP就可以方便的进行数据交互了。

优点：实现起来较为方便;实时性较好。

缺点：增加了硬件成本;占用了有限的印制板空间;如果对控制信号(尤其是两测的BUSY信号)处理不好容易降低数据传输的可靠性。

2.2 采用串行通信

目前，大多数MCU和DSP芯片都具有较强的串行通信能力，且可以工作在较高的通信速率，采用串行接口也是一种较好的选择。串行通信可采用同步、异步、SPI等方式。图二所示为MCU、DSP间通过SPI[1]通信的示意图：

MCU为SPI的主设备，掌握通信的主动权，产生片选、时钟信号;DSP为SPI的从设备，被动的接收主机命令，并将主机所需信息放在主机的SIN引脚上;在这种主从式的结构中，从机没有主动发言权。

优点：接口简单，只需四根信号线。

缺点：实时性不好;占用处理器资源，如两边的处理器没有专用通信协处理器或足够的FIFO，在通信过程中将频繁地产生收、发中断;需要加载一定的通信协议，因此软件实现起来较复杂。

2.3 采用HPI[2]

TI公司的TMS320C5000和TMS320C6000系列较多款DSP中含有HPI(即主机接口)，用来与主设备或主处理器接口。外部主机是HPI的主控者，它可以通过HPI直接访问DSP的存储空间，包括存储器映像寄存器。

HPI主要由以下5个部分组成：HPI存储器(DARAM)，主要用作与主机传送数据;HPI地址寄存器，存放主机当前寻址HPI存储单元的地址;HPI数据锁存器，用于存放主机正要读写的数据;HPI控制寄存器，用于DSP或主机间的控制操作;HPI控制逻辑，用于处理HPI与主机之间的接口信号。

当DSP与主机交换信息时，HPI是主机的一个外围设备。DSP和主机可以在共用寻址方式下对HPI进行操作，主机和DSP都能寻址HPI存储器，异步工作的主机的寻址可以在HPI内部重新得到同步。如果DSP与主机的.周期发生冲突，则主机具有寻址优先权，DSP等待一个周期。

图三所示为MCU与DSP间通过HPI接口的框图：MCU充当HPI的主机，值得注意的是，DSP可以通过对控制寄存器的操作以硬中断的方式将MCU打断，来实现MCU对DSP的快速响应，同样MCU也可以通过对控制寄存器的操作以内部中断的方式申请DSP的快速响应。

HPI接口的应用极大地方便了MCU与DSP间的数据交换，同时使零硬件、软件开销成为可能。该方案灵活、简单，同时又能满足实时性的需要，为开发人员提供了一种全新的数据共享、传输方案。

3 基于DSP+MCU的监控单元硬件平台的实现

鉴于部分用户对高性能监控单元的需要，以下给出基于TI公司高性能DSP芯片TMS320VC5402和MOTOROLA高性能MCU芯片MCF5272[3]的双处理器监控单元硬件平台设计框图，如图四所示：

3.1主要芯片介绍：

在本例中，模数转换器采用TI公司最新推出的ADS8364芯片：16位精度，6通道同步采样，采样速率250KHz，并行接口。此AD芯片与处理器接口简单，控制方便，且可以同时将一条线路的所有电压、电流量采出，为后续的高级分析、计算提供了条件。

数字信号处理器选择了美国TI公司的TMS320C5000系列中的一款16位定点DSP芯片 TMS320VC5402，其在通信与信息系统、信号与信号处理和自动化控制领域都有了广泛的应用，除具有其它DSP芯片的特点外，还具有一个8位的HPI接口，指令执行速度达100MIPS。其与MCU接口方便，且适于大容量数据处理和较复杂算法的实现。

微处理器选用了MOTOROLA公司Coldfire系列中的高性价比微处理器芯片MCF5272。32位数据、地址总线，SDRAM接口，四个16位定时器，三通道PWM输出，主频达66MHz。MCF5272具有很强的通信能力，含有一个10M全双工或100M半双工以太网接口、一个USB1.1接口、两个URAT，此外还有QSPI接口，特别适合于通信处理。

3.2DSP与MCU的分工协作

由图四可见，系统主要由两部分组成，以DSP为核心的交流采样部分和以MCU为核心的数据通信部分，二者互相独立而又相互协作。DSP主要负责监控单元中的交流采样任务，采集系统频率，定时控制AD转换，读取AD转换结果，进行复杂的数据处理，并将处理结果放在HPI存储器中。对重要数据以硬中断的方式通知MCU快速提取，一般数据则由MCU根据需要主动读取。MCU负责系统的通信任务，以总线或网络的方式上传给上级设备，并执行上级设备下发的命令，同时承担一些信号输入、输出等耗时较少的工作。

为防止MCU和DSP间的相互影响，HPI总线通过245进行了隔离。

3.3系统主要性能

交流采样方面：基于上述TI的6通道快速采样AD和高性能DSP芯片，测控单元每周波可采样128点，除了计算一些常规的电压、电流、有功、无功、功率因素外，采用快速傅立叶变换进行高次谐波分析，计算谐波含量，计算正序、负序、零序分量，分析电网的不平衡度，分析输入量的相位关系等等一些高级分析功能。

通信方面：

(1)嵌入式以太网的应用[4]。随着变电站自动化程度的提高以及高压、超高压大型变电站自动化系统的发展，RS485总线、现场总线(如CAN、LonWorks等)通信方式已经满足不了要求，嵌入式以太网的出现为变电站自动化系统的设计者提供了实现站内通信网络的新途径，是技术发展的必然趋势。MCF5272对10M、100M以太网的支持正是为了实现对嵌入式以太网的需要。

(2)除了提供嵌入式以太网外，MCF5272在不需要扩展通信芯片的情况下，还可使监控单元以485总线的方式接入其它装置，并可加载数据链路层协议(如HDLC协议);可以将智能装置通过RS232或RS485就近接入监控单元随网络上传;可以采用USB接口方便地进行维护。

其它方面：可以实现软PLC功能，用于设备级的操作闭锁。

3.4 系统软件实现

TMS320VC5402提供JTAG标准测试接口，可通过PC机对目标板进行在线仿真、跟踪调试，可采用高级语言、汇编语言交叉编程，极大地缩短了开发周期。

MCF5272的软件部分，采用VxWorks [5]实时多任务操作系统来实现。VxWorks作为性能优秀的嵌入式操作系统，不论是在可靠性、实时性、可裁减性方面，还是在开放性、易用性等方面都是相当不错的。它十分灵活，具有多达1800个功能强大的应用程序接口，适用于从最简单到最复杂的产品设计，可靠性极高。VxWorks的应用将使监控单元如虎添翼，使系统的灵活性、可靠性、实时性都达到很高的水平。

结合具体的工程需要，适当调整输入、输出量，可将以上的软、硬件平台广泛应用到变电站自动装置(同期、备自投、故障录波)、继电保护以及其它行业的控制系统中。

4结语

随着电子技术的发展，DSP和MCU正在走向融合。目前，很多厂商推出了MCU+DSP的双芯核芯片，但这样的多芯核处理环境势必增加系统软件开发和片上调试装置的复杂性。嵌入式芯片设计正朝着把单MCU-DSP芯核结构与存储器和外设逻辑集成在一起的方向发展。但无论如何，单片解决复杂的数据处理与通信问题将是今后发展的趋势。

参考文献

1 . 杨光，张太镒，孙建成(Yang Guang, Zhang Taiyi, Shun Jiancheng)DSP多通道缓冲串行口SPI方式的应用(The Application of DSP McBSP Used as SPI). 电子产品世界(Electronic Engineering & Product World)10,

2 . 邓思豪，曾春年(Deng Shihao, Zheng Chunnian)C54X DSP的HPI与PC机并口技术研究. 电子产品世界(Electronic Engineering & Product World)7,2002

3 . MCF5272 ColdFire Integrated Microprocessor User’s Manual. Rev 0,12/

4 . 任雁铭，操丰梅，秦立军，杨奇逊(Ren Yangming, Cao Fengmei, Qin Lijun, Yang Qixun).基于嵌入式以太网的变电站自动化系统通信网络(Computer Communication Network Based on The Embedded Ethernet Technique for Substation Automation System).电力系统自动化(Automation of Electric Power Systems),Sept.10,