畢業(yè)論文提綱：UV254有機污染物分析儀研究

大學本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學院：信息科學與工程　　　　　　　　　　　　　專業(yè)班級：電子信息工程B班

課題名稱 UV254有機污染物分析儀研究

1、 本課題的的研究目的和意義：
水質(zhì)監(jiān)測是水資源管理和污染控制的主要手段之一，通過對企業(yè)工廠污水出口的污水進行監(jiān)測，掌握水質(zhì)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，分析判斷事故原因、危害，為采取對策略提供依據(jù)，監(jiān)測的數(shù)據(jù)也可以供環(huán)保部門對企業(yè)進行監(jiān)督管理。水質(zhì)監(jiān)測的核心內(nèi)容是監(jiān)測與分析評價水資源的質(zhì)量狀況及其變化規(guī)律，為
國家和各級政府開發(fā)利用、管理與保護水資源提供科學依據(jù)。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴大，用水量的持續(xù)增大，排入江河湖庫的廢污水不斷增加。水體的有機污染是水質(zhì)污染的主要問題，隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，有機化工產(chǎn)品日益增多，約有 50 多萬種化學物質(zhì)污染環(huán)境。因此，對重點工業(yè)污染源企業(yè)實施全天候污染源自動監(jiān)測勢在必行，只有對企業(yè)排污口水質(zhì)進行持續(xù)全自動監(jiān)測，將整個運行數(shù)據(jù)記錄下來以便隨時抽調(diào)，才能使監(jiān)測數(shù)據(jù)具有客觀性、科學性，為有效治理環(huán)境污染，為各級環(huán)保部門的監(jiān)督管理和環(huán)境決策提供準確依據(jù)。


2、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
國外的 UV 法 COD 檢測儀起步較早，從二十世紀六十年代
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，很多研究學者針對不同工廠的污水進行過研究。研究顯示各種有機物都有自己的吸收光譜，對每一波長的光的吸收度是不一樣的，但是大部分的有機物在紫外光譜區(qū)有很強吸收[15]。王光輝等人在 222nm 處測量武鋼焦化廠生化處理后的廢水的 COD 與吸光度之間的關(guān)系，結(jié)果表明廢水中 COD 值在 0mg/L~100mg/L 時的相對誤差均<6.4%[15]。陳文春在220nm 處測量自來水經(jīng)過反_處理后的接近純水的 COD 值，結(jié)果表明對此種水樣利用紫外分光光度法得出的 COD 值與吸光度的線性相關(guān)性很好，但是紫外法方法更簡潔，快速，易操作[16]。有很多學者研究將紫外法用于測定某一種特定的物質(zhì)，例如李進在 225nm 處測量水和廢水中礦物油類的吸光度[17]。研究發(fā)現(xiàn)大部分的有機物在 254nm 處有很大的共同吸收[18]，閆百瑞也在 254nm 處對多家工廠的廢水進行了研究，發(fā)現(xiàn)其 COD 值與紫外吸光度之間有很好的線性相關(guān)性[19]。UV254適用于成分比較單一的污水進行 COD 測定，組分比較復雜的污水，只要其相對成分比較穩(wěn)定，也可用此法測定[13]。紫外法由于利用光束檢測，因此測量速度非常快，可以實現(xiàn)實時監(jiān)測，另外紫外法不需要對水樣進行消解所以不需要化學試劑，避免了對環(huán)境造成二次污染。

3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
1、UV 法測量 COD 的方法。
2、分子對光的選擇吸收原理
3、Lambert-Beer 定律是由 Lambert 和 Beer 提出來的，它是物質(zhì)對光吸收的基本定律，指出了吸收光強與吸光物質(zhì)的濃度和液層厚度的關(guān)系，是 UV 法測量 COD的理論基礎(chǔ)。
4、有機物吸收特性
5、UV 法 COD 檢測儀的光路系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計。
6、光路設(shè)計
7、COD 監(jiān)測儀總體結(jié)構(gòu)主要是由光路系統(tǒng)、水路系、控制系統(tǒng)、計算系統(tǒng)組成。光路系統(tǒng)由光源、濾光片、比色皿和光電傳感器組成。
8、PLC的控制系統(tǒng)
9、模擬量輸入信號的數(shù)值整定
10、COD 檢測儀的軟件測試



4、擬解決的關(guān)鍵問題：
傳統(tǒng)的化學檢測方法存在檢測時間長、產(chǎn)生二次污染等問題，使得 COD 檢測方法向速度快、無污染方向發(fā)展。紫外分光光度法就是發(fā)展的方向之一，它無需化學試劑、無污染、速度快。COD 監(jiān)測儀的總體結(jié)構(gòu)，硬件的設(shè)計，儀器的光路系統(tǒng)的光源、單色器、吸收池、光電傳感器的選擇，光電傳感電路以及電路電源的的設(shè)計，COD 監(jiān)測儀溫度傳感器和 PH 傳感器的選擇


5、研究思路、方法和步驟：
首先通過書本和文獻資料學習UV法測量方法和研究現(xiàn)狀，然后針對幾片重要文獻的內(nèi)容進行細致研究和學習。分析了 UV 法 COD 測定技術(shù)的理論和技術(shù)方法，通過實驗具體研究了 COD 與吸光度、濁度、PH 值、溫度的關(guān)系，推導出 UV 法 COD 的數(shù)學模型。


6、本課題的進度安排：
第一周：了解UV測量方法及研究現(xiàn)狀
第二周：分子對光的選擇吸收原理,Lambert-Beer 定律, 偏離 Lambert-Beer 定律的因素
第三周：有機物吸收特性
第四周：UV法測量COD的方法介紹
第五周：UV法測量COD的硬件設(shè)計
第六周：去工廠采集樣品
第七周：光路系統(tǒng)的設(shè)計
第八周：水路系統(tǒng)的設(shè)計
第九周：POC控制系統(tǒng)模擬量輸入單元 CS1W-AD081-V1 配置，COD 檢測儀軟件設(shè)計及仿真
第十周：模擬量輸入信號濾波及整定
第十一周：UV 法 COD 在線監(jiān)測儀軟件設(shè)計，建模與實驗分析
第十二周：畢業(yè)論文撰寫
第十三周：畢業(yè)論文修改。
第十四周：畢業(yè)論文修改及答辯。
7、參考文獻：
[1] 曹維禎.水資源危機的現(xiàn)狀及全面解決方案.環(huán)境，2006(S2)：186-187
[2] 水污染已成經(jīng)濟發(fā)展瓶頸.福建紙業(yè)信息，2006(15):2
[3] 王英健，楊永紅.環(huán)境監(jiān)測.北京：化學工業(yè)出版社，2004,108-116
[4] 國家環(huán)境保護總局.GB11914-1989.化學需氧量的測定重鉻酸鹽法.北京：中國標準出版社，1989-12-25
[5] 《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會，水和廢水監(jiān)測分析方法（第3版）北京：中國環(huán)境科學出版社，1989
[6] 吳秋波，李堅斌，劉慧霞，等.閉管回流消解-分光光度法測定COD的研究.甘蔗糖業(yè)，2004
[7] Shiyun Ai, Jiaqing Li, Ya Ya ……（未完，全文共4822字，當前僅顯示2436字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文提綱：UV254有機污染物分析儀研究》）