基于超声波的工业污水处理系统设计.doc

摘要:随着社会的快速发展，全球人口急剧增长，工业发展迅速。对于工业污水的处理量非常大且耗能大，为了达到环保和节能的目的，现在多对污水处理后剩余的污泥进行焚烧处理，使其变废为宝，制成建筑用材。

由于污泥颗粒间隙中的游离水被污泥紧紧包裹着，并且污泥中微生物体内还含有大量的水分，导致了污泥的含水率较高，在制作建筑材料过程中耗煤十分多。通过对污泥处理和焚烧处理流程的分析，采用超声污泥处理技术，充分利用超声的空化作用,对二沉池中的剩余污泥进行处理后再进行脱水，得到含水率较低的脱水污泥。

通过实验验证了超声处理污泥的可行性，但是还需要进一步在不同的工作频率、处理时间下对污泥的含水率进行测量，绘制出含水率变化的曲线图，找出适合污泥破壁的最佳工作频率和处理时间，以到达污泥处理的最佳效率，实现超声处理污泥的实践意义。

本课题根据超声波发生的原理设计了超声波发生器，超声换能器及变幅杆。超声波采用单片机控制，实现超声波的发射与停止、超声频率可调、处理时间可调，电流传感器的应用可以时时检测电路中的运行情况。

最后，将课题与实践意义结合起来，构造了简单的超声污泥处理装置的应用模型。

关键词：超声波；空化效应；污泥处理；含水率；换能器；单片机

目录

摘要

ABSTRACT

1.课题介绍-1

1.1课题来源及意义-1

1.2 超声处理技术发展现状-3

2.超声波处理污泥技术机理-5

2.1 超声波的定义及超声效应-5

2.2 超声波的传播形式-5

2.3 污泥含水状况分析-6

2.3.1.污泥中水的存在形式-6

2.3.2.超声处理污泥的必要性及机理-7

2.4 超声处理污泥的实验验证-8

2.4.1材料与方法-8

2.4.2结果与分析-8

3.超声波处理污泥装置方案设计-11

3.1换能器方案比较-11

3.1.1磁致伸缩换能器-11

3.1.2压电陶瓷换能器-12

3.1.3电磁吸合式换能器-13

3.2超声波的传播方式-14

3.2.1非接触式传播超声处理污泥-14

3.2.2接触式传播超声处理污泥-15

3.3待处理污泥的输送-15

4.超声波发生装置设计-17

4.1超声波发生器电路设计-17

4.1.1多谐振荡电路及其原理-17

4.1.2超声频率计算-18

4.2驱动模块电路设计-19

4.3超声换能器设计-21

4.3.1夹心式压电换能器的构造-21

4.3.2 20KHZ夹心式压电换能器的设计-23

4.4超声变幅杆设计-25

4.5电磁吸合式换能器设计-26

5.控制系统设计-31

5.1检测模块-31

5.2操作模块-34

5.3显示模块-35

5.4控制模块-36

6.超声处理污泥装置实际应用-41

6.1.污泥池处理污泥的系统设计-41

6.2.圆形管道输送中的污泥处理系统设计-42

6.3.槽式输送中的污泥处理系统设计-43

结束语-45

致谢-46

参考文献-47