太阳能臭氧发生系统用于城市污水处理的研究

【摘要】：太阳能臭氧发生系统是基于太阳能技术和臭氧发生技术而推出的复合装置，将该装置用于城市污水处理，观念新颖且绿色环保，成本低、效益高，符合当代低碳、节约的生活理念且国家提出生态文明建设的战略构想。所以，对用于污水处理的臭氧发生系统及其相关技术的研究很有必要。 本文主要从臭氧发生系统的电源部分、臭氧发生器部分、气源部分、景观灯部分、微孔排气装置以及水质检测部分做了相应设计和研究。 本文详细介绍了太阳能电池/市电切换电路、高压逆变电路和景观灯电路的设计及工作原理。其中太阳能电池/市电切换电路采用电压比较器实现；高压逆变电路采用串联谐振式IGBT逆变电源，主要包括由不可控整流桥和LC滤波器组成的整流滤波电路、IGBT逆变电路、升压变压器、基于集成锁相环CD4046的频率跟踪移相PWM控制电路和集成式IGBT专用驱动芯片EXB841，其关键技术是采用了模块化开关电源；景观灯电路采用10F-5.5V超级电容器和HL0311C六闪集成块组成。 本文还介绍了整个系统的装配整合及调试，并对城市河道水、污水处理厂二期出水和印染废水三种污水样品进行检测、分析；通过实验结果可知，色度处理效果明显，15min后前两种样品变为无色，30min后印染废水色度去除率达50%以上；杀菌效果显著，处理30min后，粪大肠杆菌菌群去除率均达97%以上；COD指标有一定改善，处理30min后，三种样品的COD去除率分别达到了4.7%，43.2%和10.36%。随后将整个系统投放到城市污水处理池，检验整个系统的可操作性以及可行性。通过整合调试、水样检测、结果分析以及整体投放，实现了太阳能臭氧发生系统应用到城市污水处理的研究预想，达到了预期目的。 【关键词】：太阳能臭氧发生系统 高压逆变 景观灯电路 城市污水检测
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703;TK519
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景及意义9
• 1.2 国内外发展现状9-10
• 1.3 立论依据及课题来源10-11
• 1.4 主要研究内容11-13
• 第2章 臭氧制备方法以及浓度检测的基本原理13-23
• 2.1 臭氧的性质13
• 2.2 臭氧的制备方法13-16
• 2.2.1 电化学法（电解法）13-14
• 2.2.2 光化学法（紫外线辐射法）14
• 2.2.3 介质阻挡放电法14-16
• 2.3 介质阻挡放电等效电路16-17
• 2.4 臭氧浓度及产量的影响因素17-19
• 2.4.1 放电功率的影响18
• 2.4.2 放电气隙间距的影响18
• 2.4.3 气体流量的影响18-19
• 2.4.4 反应温度的影响19
• 2.5 臭氧浓度检测19-22
• 2.5.1 碘化钾氧化还原法19-20
• 2.5.2 乙烯化学发光法化学20
• 2.5.3 紫外线辐射吸收法20-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 太阳能臭氧发生系统的结构及工作原理23-42
• 3.1 太阳能电池供电电路24-27
• 3.2 双供电电源电路27
• 3.3 臭氧发生器27-34
• 3.3.1 串联谐振式 IGBT 逆变28-29
• 3.3.2 频率跟踪移相 PWM 控制29
• 3.3.3 CD4046 锁相环集成电路29-31
• 3.3.4 基于 CD4046 的频率跟踪移相 PWM 控制电路31-33
• 3.3.5 IGBT 驱动保护电路33-34
• 3.4 气源部分34-35
• 3.5 微孔曝气装置35-36
• 3.6 景观灯部分36-41
• 3.6.1 10F-5.5V 超级电容器36-37
• 3.6.2 闪光灯电路37-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第4章 太阳能臭氧发生系统污水处理过程及测试数据结果分析42-54
• 4.1 污水水质检测指标以及数据的检测方法42-49
• 4.1.1 色度42-43
• 4.1.2 化学需氧量43-45
• 4.1.3 氨氮45-48
• 4.1.4 粪大肠菌群48-49
• 4.2 污水水样测试过程49-50
• 4.3 太阳能臭氧发生系统测试数据的结果分析50-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 结论与应用前景54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 应用前景分析55-56
• 参考文献56-58
• 致谢58-59
• 研究生期间发表的论文59

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