高级氧化水处理综合实验装置在本科教学实验中的应用

畜禽养殖废水的污染在我国农业污染中占主要部分，该废水具有高COD、高氨氮、高悬浮物、难处理的特点，经过常规污水处理技术处理后，往往很难买现达标排放，给畜禽养殖业主带来很大的困扰。 该技术是一种可以在不改变污水处理流程和设施的情况下，通过人为在不同污水处理单元中投加不同配比的高效微生物菌种，改善污水处理系统中活性污泥中微生物的组成，并提高污泥活性，从而最终提高畜禽养殖废水处理效率的简单、高效的方法。 该技术具备以下优点： (1) 该技术所使用的配套污水处理装置，均为本领域常用的处理装置或单元，均含有活性污泥； (2) 该技术可以使COD和BOD5的去除率提高10一40％，氨氮和总氮去除率提高20一50％； (3) 该技术操作简单，便于推广应用，相比其他增加污水处理流程或设置的技术而言，投入成本更低，更具经济性。 国家对环保的政策日趋严格，未来十年，是环保的黄金十年，也是畜禽养殖行业在环保压力下重新洗牌兼并的十年，畜禽养殖废水处理市场前景广阔。 转化条件：菌种活化相关设备：曝气装置 成果完成时间：2014年10月

1.热泵空气循环电镀废水处理系统试验台：该试验台采用一级浓缩、二级分离技术，可以在常温常压下一次性将电镀废水分离成重金属盐颗粒和凝结水，全部回收再利用，在实现社会效益同时可以为企业带来很大的经济效益。 2.太阳能空气循环电镀废水处理系统试验台：系统试验台采用计算机控制结合电加热模拟技术，模拟不同天气情况下太阳能的变化情况；使用空气作为分离载体的新型废水处理技术，环境适应性提升；采用浓缩、分离两级处理方式，实现废水中水分与盐分的完全分离，实现重金属盐的固态化回收；实验系统通过冷却除湿技术，回收冷凝水，以实现废水中水分再利用。

该项目的关键技术已获批国家自然科学基金项目 2 项，江苏省科技厅社会发展项目 1 项。 1、项目简介 根据污水处理过程工艺特点、现场设备以及工厂环境，以 LabVIEW 和 PLC 相结合，通过 Profibus 总线、Internet 网络及 GSM 无线平台实现数据采集与共享的污水处理远程在线监控系统。并把 LabVIEW、Datasocket、GSM 无线通信和 WEB等技术应用到污水处理过程在线远程监控，实现了真正意义的监控管一体化，提升了水处理厂的自动化水平和故障实时处理能力。系统以西门子工控机作为上位机，PLC 系统采用西门子的 S7-300。基于LabVIEW 开发平台，通过西门子 SIMATIC.NET 建立了 OPC 服务器，使其可以连接下位机 PLC 实现实时通讯，并采用 SQL Server 作为后台数据库，实现数据采集、设备控制、实时曲线显示、历史记录、故障报警等基本监控功能，可以通过浏览器于异地实现远程实时监控。此外，系统通过全球移动通讯系统 GSM（global system of mobile communication），管理人员可在全球范围内用手机通过短信查询工业现场参数。 2、创新要点 实现污水处理过程的多总线分层递阶的分布式控制系统结构；将图像、动画和声音与 LabVIEW 软件结合，PLC 采集的设备实际运行信号转化为 3 维动画显示，实现多媒体控制的监控系统软件。把 LabVIEW、Datasocket、GSM 无线通信和 WEB 等技术应用到污水处理过程在线远程监控，实现了真正意义的监控管一体化。将先进控制技术与优化算法应用于 BOD 等参数的软测量及系统优化。 3、效益分析 该系统采用 LabVIEW 编程平台开发，完成了对水处理整个工艺流程的数据采集和设备控制任务。系统运行稳定可靠，人机交互界面友好美观，操作简便，利用 GSM 无线技术实现短信查询系统参数，通过短信和邮箱等多种手段实现故障报警，并利用互联网技术实现了随时随地的远程在线监控，实现了真正意义的监控管一体化，在推动污水处理过程自动化水平的同时，使整个污水厂人工投入减少了 2/3，提升了污水处理的效率，从而降低了单位体积污水的处理成本，给企业带来了一定的经济效益，相应的节省了生产成本的投入。项目资金需求总额约 100 万元。 4、推广情况 天津伊利乳业有限责任公司；宁夏伊利乳业有限责任公司（吴忠市）；潍坊伊利乳业有限责任公司；张北伊利乳业有限责任公司；上海达能乳业股份有限公司（奉贤区）；湖北劲牌有限公司（枫林酒厂）。 授权专利：污水处理远程在线监控系统 软著登字第 0342652 号 污水处理过程的触摸实时监控系统 软著登字第 0346531 号

产品特点 　　高纯气相法纳米氧化铝ZH-Alum通过等离子体气相燃烧法制备，反应迅速、产量大、纯度高、原晶粒径小、分布均匀，比表面积大、表面干净，无残余杂质，松装密度低，易于形成单分散，粉体表面带电荷，气相法制备可以替代进口产品。 　　产品参数 产品名称 型号 平均粒度（nm) 纯度(%) 比表面积(m2/g) 松装密度(g/cm3) 晶型 磁性异物 颜色 气相法氧化铝 ZH-Alum80 20 >99.9 80+-15 0.03 混合相 <200ppb 白色 气相法氧化铝 ZH-Alum100 15 >99.9 100+-15 0.04 混合相 <200ppb 白色 气相法氧化铝 ZH-Alum150 10 >99.9 150+-20 0.05 γ相 <200ppb 白色 气相法氧化铝 ZH-Alum220 5 >99.9 220+-20 0.05 γ相 <200ppb 白色 加工定制 为客户提供定制颗粒大小和表面改性处理 　　产品应用 　　1、高纯气相法纳米氧化铝应用于锂电池隔膜材料，提高耐高温性和安全性;也用于锂电池阳极，提高导电性和可逆放电电容;用于负极包覆，提高耐温和安全性;用作锂电池电极涂层，可以起到隔热，绝缘的作用，提高安全性能; 　　2、高纯气相法纳米氧化铝掺杂铝到钴酸锂中，可形成固溶体，稳定晶格，提高倍率性能和循环性能; 　　3、用高纯纳米氧化铝对钴酸锂进行包覆，可以提高热稳定性，提高循环性能和耐过充能力，氧的生成和LiPF6的分解，可避免LiCo02与电解液直接接触，减少电化学比容量损失，从而提高LiCoO2的电化学比容量; 　　4、纳米氧化铝中铝离子的掺杂，可以提高电池的电压，提高电池使用的安全性; 　　5、高纯气相法纳米氧化铝应用于改性进尖晶石锰酸锂材料，生产出的电池可逆容量大; 　　6、石油化工：催化剂、催化剂载体及汽车尾气净化材料; 　　7、抛光材料：亚微米/纳米级研磨材料、单晶硅片的研磨、精密抛光材料。 　　包装储存 　　本品为塑料袋内包装，外面为纸箱包装，密封保存于干燥、阴凉的环境中，不宜暴露空气中，防受潮发生团聚，影响分散性能和使用效果;包装数量可以根据客户要求提供，分装。 　　招商代理 　　气相法纳米氧化铝ZH-Alum100替代国外进口产品、面向全国各大代理商和经销商招商，欢迎大家来厂考察交流。 　　技术咨询与索样 　　联系人：王经理(Mr.Wang) 　　电 话：18133608898 微信：18133608898 QQ：3355407318 邮箱：sales@hfzhnano.com

产品特点 　　高纯纳米二氧化锆通过等离子体气相燃烧法制备，纯度高、粒径小、分布均匀，比表面积大、表面干净，无残余杂质，松装密度低，易于分散，纳米氧化锆，硬度较大、常温下为绝缘体、而高温下则具有优良的导电性，具有抗热震性强、耐高温、化学稳定性好、材料复合性突出等特点。 　　产品参数 产品名称 型号 平均粒度（nm) 纯度(%) 比表面积(m2/g) 松装密度(g/cm3) 晶型 颜色 纳米二氧化锆 ZH-ZrO215N 15 99.99 65.16 0.11 单斜 白色 纳米二氧化锆 ZH-ZrO230N 30 99.99 45.68 0.35 单斜 白色 纳米二氧化锆 ZH-ZrO23Y 50 99.99 43.26 0.38 3Y 白色 纳米二氧化锆 ZH-ZrO25Y 50 99.99 43.14 0.42 5Y 白色 纳米二氧化锆 ZH-ZrO28Y 50 99.99 43.54 0.40 8Y 白色 加工定制 为客户提供定制颗粒大小和表面改性处理 　　产品应用 　　1、高纯纳米二氧化粉体烧结成的陶瓷由于其相变增韧的良好性能;在纳米复合材料研究中，将纳米二氧化锆作为弥散相对基体进行增强韧化;稳定纳米氧化锆作为一种理想的电解质已被应用于固体氧化物燃料电池中; 　　2、高纯纳米氧化锆具备特殊的光学特性,对紫外长波、中波及红外线反射率高达85%以上。涂层干燥后,纳米粒子紧密填充涂层之间的空隙,形成完整的空气隔热层,并且其自身低导热系数能迫使热量在涂层中的传递时间变长,使得涂层也具有较低的导热系数,从而可以提高涂层的隔热性能; 　　3、高纯纳米氧化锆还可以耐火材料：电子陶瓷烧支承垫板，熔化玻璃、冶金金属用耐火材料;在高技术领域的应用日益扩大; 　　4、高纯纳米氧化锆应用于各种油性涂料，油漆。提高耐磨性,用于功能涂层材料中有防腐、**作用，提高耐磨、耐火效果; 　　5、纳米氧化锆可以用在**度、高韧性耐磨制品：磨机内衬、拉丝模、热挤压模、喷嘴、阀门、滚珠、泵零件、多种滑动部件等。 　　包装储存 　　本品为充惰气塑料袋包装，密封保存于干燥、阴凉的环境中，不宜暴露空气中，防受潮发生氧化团聚，影响分散性能和使用效果;包装数量可以根据客户要求提供，分装。 　　技术咨询与索样 　　联系人：王经理(Mr.Wang) 　　电话：18133608898  微信：18133608898 QQ：3355407318 邮箱：sales@hfzhnano.com

不规则金属块、金属板、金属棒、尼龙棒、3mm吹塑纸、12mm金属管、金属板、铁锤原料等。完成划线、锯割、锉削、钻孔、连接等加工练习和教材中小铁锤半成品制作的要求。

由学生自行试验，体验设计过程等。仿真模型，定时装置为计时器、行程开关，电机驱动，旗杆、滑轮等。

大线圈、螺线管线圈各一，10欧滑动变阻器一个，条形磁体一对。完成相关电磁实验。

框架结构模型；该套件能完成《技术与设计2》中结构与设计中有关结构稳定性各种设计与试验，并能完成塔式起重机模型的最大平衡力和最小平衡式的技术数据测试；套件材料为厚1mm金属板冲压成形，表明电镀处理；可以组合成篮球架、A形梯、塔吊等多种结构模型。套件组成：有2孔、3孔、5孔、7孔、9孔、11孔等多种平片，3×5孔、5×11孔、5×5孔等底板，L形断面直条等形状零件。