酒精浓度检测（精选6篇）
酒精浓度检测 篇1
1 概述
随着我国国民经济的迅猛发展,人民的生活水平日益提高,小汽车逐渐走进了千家万户。随之带来各式各样的问题,其中以酒驾等现象最为严重。根据国家《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》规定:100毫升血液中酒精含量达到20-80毫克的驾驶员即为酒后驾车,80毫克以上认定为醉酒驾车。因此,为了方便快速判断驾驶员是否存在酒驾等行为,酒精浓度检测仪器应运而生。本文设计的基于51单片机的酒精浓度检测器,具有灵敏度高,精确检测,价格低廉等特点,是一款经济实用的检测仪器。
2 总体方案设计思路
如图1所示,利用MQ-3气体传感器对人体呼出的气体进行采集,采集到的信号经过信号处理电路进行处理,再由信号处理电路输出随酒精浓度变化的模拟电压信号,进而由ADC0832芯片将模拟信号转化为数字信号,并送入AT89C51单片机进行分析处理,与预设定的阈值进行比较,当处于正常范围时,只显示酒精浓度;当处于不正常范围内,显示器显示饮酒级别并显示酒精浓度,判定其性质。
3 系统硬件设计
本文设计了由主控芯片AT89C51、A/D转换器ADC0832芯片、酒精浓度检测模块MQ-3传感器,AMPIRE128×64液晶显示器等组成的酒精浓度检测仪。
3.1 主控芯片AT89C51
AT89C51具有4K字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。并且它兼容标准MCS-51指令系统。
3.2 A/D转换器ADC0832
ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。由于它体积小,兼容性,性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎,其目前已经有很高的普及率。
3.3 MQ-3传感器
其具有信号输出指示功能,双路信号输出(模拟量输((转转下下页页))出及TTL电平输出),TTL输出有效信号为低电平,可直接接单片机;模拟量输出0-5V电压,浓度越高电压越高。对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性,具有长期的使用寿命和可靠的稳定性,并且具有快速响应恢复的特性。
3.4 AMPIRE128×64液晶显示器
它是不带字符型的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形。
4 软件设计
系统使用Keil和Protues软件进行编程和仿真。其整体电路图2所示,调试开始,由于系统的电压在额定范围内的微弱浮动,所以在上电之后,即使未检测到酒精,显示屏可能已经有初始值。为了确保准确性,需要进行校零处理。校零后开始检测,当酒精传感器检测到酒精时,其敏感部分表面的导电电子比例就会发生变化,从而其表面电阻会随着被测气体浓度的变化而变化,这种电阻值的变化通过电压的二进制数值的变化表现出来。A/D转换模块将检测到的二进制电压数值传送给AT89C51,进而将其转换成十进制的电压值,再通过数学运算,将电压值以浓度的形式表现出来。
5 结论
通过软硬件的设计与检测,该酒精浓度测试仪达到了预期的要求。该设计可以准确的对于驾驶员的酒驾行为进行检测和判断。且具有操作简单,成本低廉的特点,工作性能稳定可靠。
摘要：以AT89C51单片机作为主控制器,MQ-3气体传感器作为气体浓度检装置,设计了酒精浓度检测装置。通过MQ-3传感器对人体呼出气体中酒精含量数据的采集,通过51单片机对采集数据进行处理,阈值对比分析,得出结论,并通过AMPIRE128×64液晶显示器进行采样结果的显示。该设计具有结构简单,反应灵敏,硬件成本低,工作性能可靠,实用价值高等特点。
关键词：AT89C51,MQ-3传感器,A/D转换
参考文献
[1]张艳丽.基于MSP430F149的酒精浓度检测仪的设计[J].自动化技术与应用,2009,28(10):112-114.
[2]张毅刚.单片机原理及接口技术(C51编程)[M].北京:人民邮电出版社,2011.
酒精浓度越高不等于消毒作用更强 篇2
浓度20%～30%的酒精用于涂搽皮肤，能扩张局部血管，增强血液循环，因此由于酒精蒸发，使热量散发。对发高热的病人用物理方法降温时，常用20%～30%的酒精涂搽颈部两侧、胸部、腋窝、大腿内侧等部位，可降体温。50%的酒精常用于涂搽长期卧床患者的受压部位，以防治褥疮。血、痰、脓等有机物均能降低酒精的杀菌作用，应用时应予注意，涂酒精前应用灭菌生理盐水清洗。
酒精为非处方药，许多家庭常备有，要妥善保存，贴好标签，注明效用，切忌食用。酒精易挥发，应密闭置阴凉处保存，远离明火处存放，每次用后及时盖好瓶盖。
（北京佑安医院 药师 李锡岩）
酒精浓度测试仪的设计 篇3
如今的中国经济高速发展, 人民生活水平不断提高, 各种机动车已经成为人们生活中不可缺少的一部分。尤其是私家车的出现, 无疑使人们生活和工作的效率大大提高, 可是由它带来的问题也随之而来, 这就是安全的问题。多年前交通管理者判定驾驶人员是否有饮酒只能靠主观判断、肉眼的观察和去医院进行血液中酒精含量的检测, 这些不科学不及时的方法造成了很多不必要的误会和麻烦。上述问题的出现都是无奈于没有便于携带的安全准确的能在线检测酒精浓度的检测仪器。本仪器采用YX-GS-800M低功耗乙醇气体传感器作为敏感单元, 把气体中含有的乙醇气态浓度转换成电信号, 经A/D转换电路送由单片机处理, 由数码管直观显示被测气体中的乙醇浓度, 同时根据具体情况判断是否发出语音警报信号。
1 硬件资源配置
1.1 单片机系统
硬件的选材:选用89S51单片机作为微处理器, 传感器选用青岛元芯公司生产的YX-GS-800M型酒精传感器和美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源传感器。语音报警模块选用一款功能比较强大的中青世纪公司生产的PM50100多功能语音芯片。键盘和显示部分选用大家比较熟悉的8279和74LS138来实现, 模数转换选用ADC0809。电池电压检测电路选用由芯片LM316及外围电路构成。单片机的硬件电路框图如图1所示。
1.2 酒精传感器的选择
本设计是一款便携式的检测仪器, 所以各部分器件最重要的就是体积小巧功能强大。考虑到本设计形成产品之后要在不同的环境下使用, 这样我们在选择传感器时, 对酒精传感器能正常工作的温度范围、对酒精的敏感度、低功耗等因素, 我们都作了认真地参考比较。
经过筛选, 选择YX-GS-800M低功耗乙醇气体传感器, 该传感器各性能指标都符合本设计的要求, 下面对YX-GS-800M乙醇传感器的功能、特性、技术指标做简要叙述:a.特性:对乙醇有高灵敏度, 对乙醇响应快, 体积小、功耗低。b.工作环境:温度:-20℃~+50℃湿度:≤95%RH。c.技术指标:如表1所示。
1.3 温度检测电路的设计
温度传感器的选择和上面提到的酒精传感器的选择思路大体相同, 体积小, 功耗低, 供电部分要适合电池供电, 输出电阻大驱动能力强, 测温范围要足够大, 而且精度要高, 非线性误差要小。温度传感器选用美国模拟器件公司生产的AD590单片集成两端感温电流源。它精度高, AD590共有I、J、K、L、M五档, 其中M档精度最高, 在-55℃~+150℃范围内, 非线性误差为±0.3℃。
1.4 A/D转换部分的设计
ADC0809是8位的A/D转换芯片, 它是采用逐次逼近的方法完成A/D转换的。ADC0809由单一的+5V电源供电, 片内带有锁存功能的8路模拟多路开关, 可对8路0~5V的输入模拟电压信号分时进行转换, 完成一次转换约需要100微秒。片内还具有多路开关的地址译码器和锁存电路等, 其输出具有TTL三态锁存缓冲器, 可直接接到单片机数据总线上;通过适当的外接电路, ADC0809可对0~5V的双极性模拟信号进行转换。
1.5 电池检测电路的设计
由LM316及外围电路构成的电压跟随器可随时检测电池电压并把检测结果信号通过A/D转换送微处理器处理。当电池电压低于设定告警值时, 由单片机给出信号实现语音报警和显示。LM316是一种用途较广的通用型集成电压比较器, 它的电源电压允许范围宽, 可用正、负双电源供电, 也可用单电源供电。若用+5V单电源供电, 则可直接驱动TTL器件;若用+15V单电源供电, 则可直接驱动CMOS器件, 而且它能输出50m A的电流。为了使用方便, 本设计中采用+5V单电源供电。
1.6 语音报警电路设计
要保持设计的领先性能就要选择功能强大的语音芯片, 可实现真正的人性化的人机交流。于是本设计选择能真人发声的新一代智能语音芯片PM50。PM50系列智能语音芯片是中青世纪科技公司2003年最新开发的智能语音产品, 该芯片由专用的语音单片机和FLASHRAM存储器集合构成, 它既有几秒到200秒的多段语音播放功能, 也有单片机可编程的智能特性。录制的语音可分1~8段或128段, 自带八个输入端口, 九个输出端口, 功能均可由用户自定义。
2 系统软件设计
根据硬件电路图的连接和系统功能的要求, 软件主要包括:主程序, 结果测量读入程序, 显示程序, 延时程序, 平均值计算程序。主程序主要完成系统初始化, 读键盘, 判断, 调用程序模块, 循环过程等操作, 是整个软件的大体骨架。主程序的主要功能是对单片机状态参量, 寄存器的初始化和程序自定义状态参量进行初始化, 并且调用子程序流程等功能, 提供子程序入口地址, 以完善系统功能。显示程序是利用8279集成芯片完成, 实现人机交流, 可实现对键盘/显示器的自动扫描, 并识别键盘上闭合键的键号, 不仅可以大大节省CPU对键盘/显示器的操作时间, 从而减轻CPU的负担, 而且显示稳定, 程序简单, 不会出现误动作, 出于这些优点被我们采用。
3 结论与讨论
硬件电路简单, 使生产成本降低, 具有市场竞争力, 操作简单, 对着仪器呼气后很短的时间内仪器将自动显示测量结果, 同时真人发音模式播报结果并给出合理建议是否适合驾驶。本仪器还可以进行非常有针对性的设计, 可随时显示和播报环境温度, 面向不同的省份和地区的不同用户, 用户可根据具体需要设定告警浓度, 全面考虑节电设计, 备有电池检测电路, 当电池电量过低时将给出显示和语音告警提示更换电池, 当仪器4分钟内检测不到信号时, 将自动进入休眠状态并可存储最近10次测量结果以备查阅调用。因而本设计具有较强的实用性。
参考文献
酒精浓度检测 篇4
1 系统设计
本系统由4个酒精浓度检测系统和接收控制系统以及发动机启动控制电路3部分组成, 其中4个酒精浓度检测系统分别安装在主驾驶区 (主驾驶员的方向盘中间处, 简称A区) , 副驾驶区 (简称B区) , 主驾和副驾的中间区域 (简称C区) 以及主驾身后的区域 (简称D区) 。酒精浓度检测系统以低功耗的MSP430F2132为控制核心, 由信号采集电路、信号处理电路、数据无线发射电路等部分组成。接收控制系统以MSP430F2132为控制核心, 由信号接收电路、语音报警电路等部分组成。发动机启动控制电路主要有报警信号接收电路、启动信号通断电路等部分组成。系统框图如图1所示。
当司机坐在主驾位置上时, 接收控制系统工作。接收控制系统向4个检测系统发送启动工作指令, 4个检测系统工作, 实时检测驾驶内的酒精浓度, 并将之转换成待传输的数字信号。接收控制系统分时给出4个检测系统的地址信息, 和4个检测系统分时通信, 接收检测系统的酒精浓度数据。接收控制系统对A、B、C、D区的酒精浓度数据和内置的专家数据进行比对, 以判别是否酒驾。如果酒精浓度超标, 同时车未启动, 则进行声音报警, 控制继电器切断汽车制动系统里点火装置的电源, 汽车无法启动。若汽车发动机在运行时检测到酒精浓度超标, 进行声音报警, 并提醒驾驶人员系统将在一分钟后自动切断点火装置电源, 强迫停车。若酒精浓度不超标, 则发动机启动控制继电器不起作用, 车可以正常启动和行驶。
2 酒精浓度检测系统
酒精浓度检测系统以低功耗的MSP430F2132为主控制器, 工作电压为1.8~3.6 V, 非常适用于电池供电的系统。MSP430F2132内置8路10位A/D转换器, 转换速度为200 k S/s可实现系统所要求的高精度、快速的模/数转换。
2.1 酒精浓度检测电路[2,3,4,5]
酒精浓度检测选用MQ-3气敏传感器。MQ-3的敏感部分是由金属氧化物Sn O2的N型半导体微晶烧结层构成。当其表面吸附气体酒精分子时, 其表面的导电电子比例就会发生变化, 从而表面电阻会跟随被测气体浓度的变化而变化。当气敏传感器的敏感体电阻阻值发生变化时, 对应的电阻两端的分压值也会发生相应的改变, 即一个电压值对应着一个被测酒精气体浓度。本系统中酒精浓度信号的采样模块电路如图2所示, MQ-3的5引脚为加热电阻的电源端, 接至+5 V直流稳压电源。MQ-3的两个A引脚 (即4和6引脚) 相连, MQ-3的两个B引脚 (即3和1引脚) 也连接在一起, 将A端接到2.5 V的电源正极, B端接200 kΩ电阻 (可根据具体情况调节电阻的大小) , 具体接线如图2所示。LM324是一个集成了4个通用运放放大器的集成芯片[6], 采样的电压先通过一个电压跟随器, 以提供其带负载的能力。跟随后的输出电压再经过差分电路, 以便调零和克服温漂等共模信号对精度的影响。最后通过运放放大成0~3.6 V接入微处理器内部A/D转换器的输入端口。
2.2 数据无线传输电路
本系统数据无线传输电路选用NRF24L01作为核心芯片[7], 实现酒精浓度数据的无线传输。NRF24L01是NORDIC公司生产的一款无线通信芯片, 使用2.4~2.5 GHz全球开放的ISM频段。NRF24L01采用GFSK调制, 抗干扰能力强。可以实现点到点或是1点对6点的无线通信, 传输速率可以达到2 Mb/s。电路如图3所示。车厢内安装有4个检测系统, 为了便于接收器识别这4个检测系统, 每个检测系统各有一个互不相同的地址码。检测系统发送酒精浓度数据时, 先发送其地址数据, 然后再发送酒精浓度数据。
3 接收控制系统
接收控制系统以MSP430F2132为主控芯片, NRF24L01无线数据接收检测系统发送来数据, 接收电路参见图3。由于车内安装有A、B、C、D四个酒精浓度检测系统, 4个系统发送无线数据时, 信号频率一致。因此, 当四个检测系统传输数据时, 必会发生传输数据的碰撞。为此, 必需研究这个问题, 防止数据传输中数据碰撞。接收控制系统将接收到来自检测系统的地址信息和酒精浓度信息, 根据系统内部预先设置的各个检测系统的报警数据阈值, 判断是否发出酒驾报警控制信息。
3.1 酒驾报警信息无线发送
酒驾报警信息的传输数据量少, 为了避免无线传输中的同频干扰, 酒驾报警信息的传输, 本系统选用PT2262/PT2272作为传输的核心芯片[8], 实现接收控制终端和汽车点火控制装置的通信。PT2262/PT2272是一对带地址编码的无线遥控发射/接收芯片, 其中PT2262为发射芯片, PT2272为接收芯片, 工作频率一般为433 MHz或315 MHz。接收控制系统中设计有报警信息发送电路, 该电路比较简单不做详细介绍。
3.2 语音报警电路
当车厢内的酒精浓度达到或超过酒驾阈值时, 接收控制系统发出报警停车信号同时发出声音报警信号。语音报警电路采用芯片ISD4004[8]。ISD4004芯片采用CMOS技术, 工作电压3 V, 录放时间8~16 min。ISD4004输出的语音信号功率较小, 为此需要将该语音信号放大, 放大电路如图4所示。
本系统中预先录制1提示音:“请尊重生命, 杜绝酒后驾驶”;2警告音:“您已经酒后驾驶, 车将在1 min后自动停止”。分别从两个语音地址录入语音, 播放时根据语音地址的不同播放2种语音。
3.3 汽车行驶状态判断电路
为了达到安全、方便地控制汽车, 本系统还设计有汽车行驶状态判断电路。该电路采用霍尔传感器A3144[9]检测轮胎的转动情况。霍尔传感器是磁敏感传感元件, 只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢, 让霍尔开关靠近磁钢, 转轴转动时就可以获得一串脉冲信号。如果在圆周上粘上多粒磁钢, 获得一周多个脉冲输出。脉冲信号经过光耦隔离后接到主控芯片的计数端口, 主控芯片计数单位时间内的脉冲个数, 并将之转换成汽车行驶的速度, 判断汽车的运行状况。
3.4 显示电路
接收控制终端上设计有显示电路, 实时显示车厢内的酒精浓度以及汽车的运行状态及速度。为了减少功耗, 显示电路设计有休眠功能, 当车厢内的酒精浓度未达到酒驾报警值时, 显示器休眠, 按任意键激活。
4 启动控制系统
启动控制系统安装在发动机启动电路附近。安装时需要将发动机启动电源的一根线断路, 通过启动继电器的常闭触点连接。当没有报警信息时, 启动继电器不吸合, 常闭点接通, 发动机正常启动。当报警信息发生时, 启动继电器吸合, 启动电源断开, 发动机停止, 汽车制动。启动控制系统中设计有与接收控制电路中报警信息发送电路地址一致的报警信息接收电路, 接收报警信息。该部分电路设计较简单, 限于篇幅本文不做详细介绍。
5 软件设计
本系统软件核心部分有两个, 一个是酒精浓度是否达到酒驾的判决;一个是数据传输的防碰撞问题。
5.1 酒精浓度判别
车厢内安装有4个酒精浓度检测点, 分别为系统设计中所说的A、B、C、D四个区域。由于酒精气体因浓度差, 会在车厢内慢慢扩散。依据常识, 距离源点近的检测点的浓度一定高于距离源点远的检测点的浓度。因此, 如果主驾位置是酒精气体的源点, 则4个检测点的酒精浓度数值关系应该是A>C>D>B。如果副驾位置是酒精气体的源点, 则4个检测点的酒精浓度数值关系应该是B>C>A>D。如果后排右侧位置是酒精气体的源点, 则4个检测点的酒精浓度数值关系应该是B>C>D>A。如果后排左侧位置是酒精气体的源点, 则4个检测点的酒精浓度数值关系应该是D>A>C>B。接收控制器根据4个检测点的酒精浓度的相互关系判别酒精气体的源点, 对是否发出报警信息作出正确的判断。本系统对各点酒精的模拟检测基本上符合上面逻辑。
5.2 数据传输的防碰撞
单信道同频率无线数据传输中, 防碰撞是必然要研究的问题。本系统中无线通信方式是4对1的通信。如果4的发送点同时发送必然会引起数据的碰撞, 因此在通信应该进行分时发送。本系统中将接收控制系统作为主叫控制器, 4个检测控制系统作为被叫控制器。系统启动时, 被叫控制器都处于接收状态, 主叫控制器依次发送被叫控制器的地址码。被叫控制器接收主叫控制器发送的地址码, 并和本系统的地址码比对。如果地址码一致, 该被叫控制器发送呼叫应答信号, 从而和主叫控制器建立通信链路, 实现通信。被叫控制器发送完数据后, 主动释放信道。主叫控制器依次轮询下一个被叫控制器, 实现4对1的无碰撞数据通信。
6 结语
本系统设计了一个的车载酒精浓度在线检测系统, 系统中创新地采用传感器阵列, 通过安装在不同位置的传感器, 可以准确测量车厢内各位置的酒精浓度, 为主驾位置酒精浓度是否超标提供准确检测。同时系统采用数据信息的无线收发方式, 可方便安装在汽车上。本系统智能化程度脚高, 功耗低, 可靠性高, 对预防酒后驾车具有良好的效果, 因此在实际应用中具有很好的推广价值。
摘要：该系统以MSP430F2132微处理器为核心, 采用安装在不同位置的传感器阵列, 对车厢内各点的酒精浓度进行数据采集。根据检测到的车厢内各点的酒精浓度, 为主驾位置酒精浓度是否超标给出准确判断。报警数据通过的方式发送数据给接收机, 发动机启动控制系统根据汽车当前行驶状态做出相应的报警和制动, 从而有效杜绝酒驾的发生。
关键词：MSP430F2132,传感器阵列,车载系统,酒精检测,无线传输
参考文献
[1]卢玲, 胡记文, 徐亮.基于酒精含量测量检测的车辆限制启动系统[J].民营科技, 2010 (11) :17-19.
[2]谭秋林, 许姣, 薛晨阳, 等.基于C8051F040酒精浓度测试仪的研究[J].传感器技术学报, 2009, 22 (10) :78-80.
[3]潘祖军, 朱文胜, 岳睿.汽车用酒精传感器的分析[J].汽车电子, 2007 (1) :39-41.
[4]陈成新.一种校准呼气酒精测试仪的新方法[J].计量学报, 2006, 27 (2) :172-174.
[5]李致金, 李峰, 唐伟伟, 等.车载酒精浓度在线测控系统[J]电子设计工程, 2012, 20 (9) :114-117.
[6]李朔, 董轶远.基于CSM020B和LM324的过流报警装置设计[J].现代电子技术, 2011, 34 (24) :63-65.
[7]潘勇, 管学奎, 赵瑞.基于NRF24L01的智能无线温度测量系统设计[J].电子测量技术, 2010, 33 (2) :120-122.
[8]杨庆.基于PT2262/2272的输液报警系统[J].山西电子技术, 2007 (6) :13-14.
[9]何立周, 汪松年.一个使用霍尔元件的测速系统[J].工业控制计算机, 1991 (4) :45-46.
酒精浓度检测 篇5
1资料与方法
1.1 一般资料
2005年1月-2009年6月间, 我院收住的因液气胸行胸腔闭式引流术4h后水封瓶内产生大量泡沫的患者64例, 其中男54例、女10例, 年龄18～66岁, 平均39.2岁。胸腔引流液中产生泡沫高度为2～8cm, 平均6.9cm。原发性自发性气胸伴胸腔积液46例, 慢性阻塞性肺疾病合并液气胸10例, 肺结核合并液气胸6例, 肺脓肿合并液气胸2例。胸腔闭式引流均10d以上, 患者均无酒精过敏史。随机将患者分为观察组和对照组, 各32例, 两组年龄、性别、胸腔引流液中产生泡沫高度及基础疾病等比较, 差异均无显著性意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 方法
1.2.1 材料:
采用新乡市三伟消毒制剂有限公司生产的75%酒精、山东长富洁晶药业有限公司生产的生理盐水、扬州市长丰卫生器械有限公司生产的一次性使用引流瓶 (型号规格1 600ml) 、普通直尺1根。
1. 2. 2 操作方法:
对观察组采用25%酒精作为闭式引流水封瓶内的基础液体, 其配制方法为:先用无菌注射器抽吸75%酒精167ml注入水封瓶, 再加入生理盐水333ml即可。对照组采用生理盐水500ml作为基础液体。两组患者引流管均浸入水封瓶内液面下3～4cm。
1.2.3 观察指标:
在两组基础液体使用4h后, 测量两组水封瓶内液面上泡沫的高度。
1.2.4 统计学方法:
采用SPSS13.0软件进行统计学处理。计量资料采用F检验, 等级资料比较采用Wilcoxon秩和检验。
2结果
2.1 两组引流4h后水封瓶内泡沫高度比较
见表1。
注:两组比较P<0.01。
2.2 不良反应比较
两组患者均未见刺激性咳嗽、呼吸困难及心慌不适等毒副反应发生。
3讨论
25%酒精对液气胸患者引流液泡沫起到有效的消除作用。酒精是一种表面活性剂, 具有消泡作用[1]。急性肺水肿患者吸入经30%～50%酒精湿化后的氧气, 有助于消除肺泡内的泡沫[2]。姜秀文等[3]研究报道, 50%酒精作为急性肺水肿患者的氧气湿化剂后, 除支气管黏膜、肺泡壁充血加重外, 小支气管腔有轻度出血。笔者将较其浓度低的25%酒精加入液气胸患者的引流瓶中, 有效地消除了引流液中的泡沫, 未引起患者刺激性咳嗽、呼吸困难, 也无心慌不适等现象发生。使用低浓度的25%酒精作为液气胸患者引流液抗泡沫剂, 有效安全, 取材方便、经济, 且易配制。
用25%酒精作为液气胸患者胸腔闭式引流水封瓶内的基础液体, 能明显减轻护理工作量, 减少患者感染机会及住院费用。液气胸患者胸腔引流出的气体和液体随患者呼吸在水封瓶内产生大量泡沫, 影响引流效果和医护人员对引流情况的观察, 常需频繁 (3～4次/d) 地更换水封瓶, 不仅增加了护理工作量, 还增加了病人的感染机会及住院费用。蒋金芬等[4]的研究证明, 频繁更换一次性水封瓶只能造成密闭系统的开放, 增加感染的机会, 增加了护士的劳动强度, 造成卫生资源的浪费和增加患者不必要的经济负担。本研究结果显示, 使用25%酒精作为水封瓶内的基础液体后, 能有效地消除引流液中的泡沫, 避免了频繁更换水封瓶。对于胸腔引流管留置时间较长的患者, 笔者根据患者胸腔引流液量多少及性质情况, 一般每2～5d更换1次水封瓶, 未出现逆行性胸腔内感染病例。
综上所述, 用25 %酒精作为液气胸患者胸腔闭式引流水封瓶内的基础液体, 能有效消除引流液中的泡沫, 无毒副作用, 可保证引流效果, 也有利于对引流情况的观察, 同时可减少护理工作量, 减少患者感染机会及住院费用, 值得推广。
摘要：目的:观察25%酒精对液气胸患者引流液泡沫的作用。方法:将液气胸行胸腔闭式引流术4h后, 水封瓶内产生大量泡沫的64例患者随机分为观察组和对照组, 各32例。观察组用500ml 25%酒精作为闭式引流水封瓶内的基础液体;对照组用500ml生理盐水作为闭式引流水封瓶内的基础液体。结论:两组引流4h后水封瓶内泡沫高度比较, 差异有显著性意义 (P<0.01) 。结论:25%酒精能有效消除液气胸患者闭式引流液中的泡沫, 可作为液气胸患者胸腔闭式引流术时水封瓶内的基础液体。
关键词：酒精,液气胸,胸腔闭式引流,泡沫
参考文献
[1]赵国玺.表面活性剂物理化学 (M) .北京:北京大学出版社, 1984.24.
[2]尤黎明, 吴瑛, 主编.内科护理学 (M) .第4版.北京:人民卫生出版社, 2006.125.
[3]姜秀文, 高梅珍, 梁景华, 等.不同浓度酒精湿化给氧对改善肺水肿所致缺氧的实验研究 (J) .中华护理杂志, 1996, 31 (7) :373-375.
酒精浓度检测 篇6
本文主要以某酒精生产企业生产过程中排放的高浓度有机废水处理为例, 重点探讨悬浮物在高浓度废水处理过程中的影响及去除方面的研究和应用。
1 废水来源、水质性状及处理目标
近年来根据国家酒精工业规划的战略要求, 原料多元化、非粮替代成为酒精生产企业发展的方向, 该企业主要原料为木薯 (60%) 、玉米 (20%) 、小麦陈化粮 (10%) 等淀粉质原料, 酒精废水主要来自蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟, 生产设备的洗涤水、冲洗水, 以及蒸煮、糖化、发酵、蒸馏工艺的冷却水等。由于原料的多样化带来的废水性质复杂多变, 加大了废水处理工艺运行的难度。但该企业为了把酒精废水的环境治理和综合利用作为一个整体考虑, 最大限度的开发和利用可再生能源 (沼气) 作为企业的一个亮点。据长期检测废水水质为CODCr:40000～50000mg/L;BOD5:20000～2 5 0 0 0 m g/L;S S:2 0 0 0 0～2 5 0 0 0 mg/L;p H=4～5。而废水经过处理需达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 酒精行业一级标准, 悬浮物排放指标为70mg/L, 总去除率需达到99.77%以上才能达到排放标准, 虽然现有技术对SS的去除有物理法、化学药剂法、气浮法、生化减量等多种手段, 但针对酒精废水单一的控制技术是难以实现的, 需要有多种技术的合理叠加及严格的控制才能实现该目标。
2 处理工艺流程
该酒精废水处理工艺采用的是两级厌氧/两级好氧/絮凝沉淀工艺, 深度处理采用的是活性炭过滤技术。一方面保证处理水达标排放 (部分中水回用) , 另一方面最大限度的生产沼气, 创造经济效益。工艺流程为:酒精废水—以沉砂池—调节池—高温厌氧罐—沉淀池—气浮—中温厌氧—初沉池—一级氧化沟—二沉池—二级氧化沟—絮凝沉淀池—达标排放;部分排水—活性炭滤罐—回用水池-生产回用。
3 由于高SS对整个工艺方案的制约
酒精废水特别是木薯原料酒精废水中含有大量的悬浮物, 来水虽已经初步固液分离, 但由于水质的粘度大, 分离效果并不理想, 仅能去除比重为1.5倍水的固形物, SS仍在20000～25000mg/L之间, 这对于厌氧反应器的选择就有了较大的局限性, 一级高温厌氧无法采用结构复杂的高效厌氧反应器进行处理, 因为高SS负荷容易引起反应器内部堵塞、管壁结垢、活性污泥流失等问题, 因此只能选择对悬浮物没有要求的全混厌氧接触工艺, 利用外部污泥收集回流手段保证消化器内有足够的厌氧活性污泥, 从而保证处理器的容积负荷和去除率。即便是结构并不复杂的UASB厌氧反应器, 对进水水质的SS也有非常严格的要求, 一般SS应低于4000mg/L, 否则造成污泥大量流失, 颗粒污泥也无法形成, 无法达到理想的处理效率。因此二级UASB厌氧反应器前需增加了中间处理装置沉淀池和气浮确保进水水质条件。如果采用物理分离手段将糟液SS直接降低至5000mg/L以下进行处理, 需要有较高的分离技术水平作保障或高的能耗作代价, 并且对于大规模的工业生产来说, 稳定性、连续性也无法保证, 沼气产量也有所限制, 对于木薯原料酒精还可能引发糟渣的合理处理处置等问题。在好氧处理阶段, 两级氧化沟前后均需设置沉淀池, 并后置絮凝沉淀的物化处理手段对好氧出水SS的达标进行强化控制, 但结果将增加整个工程投资。
4 悬浮物与各工序之间的关系及去除机理
4.1 沉砂池预处理
主要利用重力沉降原理去除酒精废水中的泥砂、粗纤维、大块儿的木薯渣及比重大于1.5倍水的悬浮颗粒等杂质, 一方面减轻对后续水泵等设备的堵塞及磨损;另一方面减少厌氧反应器受无机物质积累而减少有效发酵容积。但由于废水粘度大, 且多数SS呈胶体状存在, 靠重力沉降效率并不高, 当然为了保证有较大的沼气产率, 以有机物形态存在的SS不建议在此过多的去除。
4.2 一级全混高温厌氧罐
采用高温全混厌氧发酵技术可以适应高浓度、高悬浮物有机废水的厌氧生化处理, 并可实现SS在厌氧条件下减量化和无机化转变。因木薯原料酒精糟渣主要组成部分是粗纤维、纤维素、半纤维素等, 也是SS的重要根源, 在废水处理中, 厌氧微生物菌群可产生直接和间接分解纤维素的酶进一步打断纤维素的氢键聚合, 分解木质素的保护作用, 破坏其高度结晶体, 从而使纤维素物质在厌氧生化过程中, 能有较好的生物降解速率。上述过程使得大量的SS在厌氧反应器中转变成溶解性COD, 可以产生更多的沼气, 回收更多的能源, 为企业节省能源费用, 而且大部分有机态的SS也可通过厌氧反应生成沼气而减量化。通过运行证明进水SS在20000～25000mg/L时, 出水SS可在8000～9500mg/L之间, 并且出水粘度大大降低。
4.3 冷却装置及辐流式沉淀池
酒精废水在经过一级厌氧消化后, 一般情况下出水混合液难于在沉淀中进行固液分离, 其原因一方面是由于混合液中污泥上附着了大量的气泡, 在沉淀过程中易于上浮到水面并随出水带出池外, 另一方面是由于消化池排除的污泥仍具有产甲烷活性, 在沉淀过程中仍能继续产气, 使已下沉的污泥随产生的气体上浮, 结果都使出水COD和悬浮物浓度增大。为了提高沉淀池中混合液的固液分离效果, 本工程在沉淀池之前设冷却装置, 通过对混合液进行急剧冷却处置, 不仅能够抑制污泥在沉淀过程中继续产气, 有利于固液分离, 同时还可以将水温降至中温厌氧消化的温度范围。另外, 通过冷却脱气, 沉淀池沉淀后, 能够将消化液中溶解的大量CO2脱出, 使得消化液pH值由7.1升高至7.6, 在pH升高过程中消化液中的PO4-、NH4+、Mg+、Ca+等离子易于形成磷酸氨镁、磷酸钙晶体, 提高消化液的固液分离效果。通过运行证明在表面负荷1.0m3/m2·h时, 该技术可使消化液SS去除率稳定在50%以上。
4.4 加压溶气气浮
本工程气浮工艺采用加压溶气气浮对沉淀池出水携带的轻质悬浮物及胶体物质进一步去除, 保证中温UASB厌氧反应器进水的SS指标要求, 主要由气浮池体、斜管和与之配套的加压溶气微气泡发生系统组成, 采用30%～50%的出水回流加压溶气方式, 气固比3%。为保证高效的SS去除效率该技术将斜管沉淀池的浅层沉降原理引入到气浮技术中, 采用浮力和重力是相反作用力的同性分离原理, 气浮分离区的斜管大大提高了SS的去除效率。去除率可稳定在60%以上。在气浮处理中主要投加药剂为PAM。
4.5 中温UASB厌氧反应器及后置沉淀池
UASB作为第二代厌氧反应器的代表在酒精废水处理中得到广泛应用, 在该工艺中将其应用于第二级厌氧使用, 主要利用底部活性污泥层对一级厌氧中未被去除的有机物及悬浮物, 在不同菌群的作用下进一步拦截, 做到减量化与稳定化, 适当放大高径比至1.25, 提高沉淀区的容积, 并采用将泥水分离和气水分离在不同部位的三相分离器, 提高沼气、出水和泥的分离效果, 减少污泥流失现象。伴随着颗粒污泥的形成, 加上后置沉淀池的作用, 进入好氧处理系统的悬浮物可以得到有效的控制。避免后续好氧处理系统由于大量SS的流入使得污泥浓度剧增而导致溶解氧下降、二沉池负荷高等而影响好氧处理系统的正常运行。
4.6 二级氧化沟/絮凝沉淀池系统
废水中的大部分SS在厌氧系统已经得到去除, 对于进入好氧处理系统的微小有机颗粒主要利用好氧微生物的降解作用去除, 而小直径的无机颗粒则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用, 与活性污泥絮体同时沉淀被去除。污水好氧处理出水悬浮物组成主要为活性污泥絮体, 其本身的有机成份就很高, 因此好氧出水中的悬浮物浓度不单涉及到出水SS指标, 与出水的BOD5CODcr等指标也与之有关, 将会影响出水的其它指标。为降低出水中悬浮物浓度, 本工程中采取适当的措施, 例如采用适当的污泥负荷 (4500～5500mg/L) 保持活性污泥的凝聚及沉降性能, 采用较小的二次沉淀池表面负荷 (0.6mm3/m2·h) , 采用较低的出水堰负荷, 充分利用活性污泥悬浮层的吸附网络作用对SS的去除。两级好氧SS的去除率达到90%以上, 后置的絮凝沉淀池作进一步物化处理, 在絮凝剂的作用下, 进一步去除COD及悬浮物, 保证出水水质稳定, 当然絮凝沉淀池的设置对悬浮物的控制作为把关工序是非常有必要的。本工程采用絮凝池与平流式沉淀池 (表面负荷1.2m3/m2·h) 结合处理后出水SS≤70mg/L, 满足达标要求。而部分出水通过活性炭吸附作用SS指标可降低至20mg/L以下, 满足《循环冷却水用再生水标准》HG-T3923-2007中对SS的要求, 供酒精生产使用。
5 各工艺单元对SS的去除结果如 (表1)
6 存在问题及建议
(1) 一级厌氧后辐流式沉淀池虽然处理效率稳定, 但表面仍经常有浮渣, 在设计时应安装有效的浮渣排除设施。
(2) 二级UASB厌氧反应器对进水SS有严格要求, 应控制SS指标低于4000mg/L, 否则颗粒污泥很难形成, 出水SS难以稳定。在沉淀池出水指标满足UASB进水要求时可超越气浮, 降低运行费用。
(3) 一般絮凝剂对好氧出水的絮凝作用较弱, 需要筛选作用明显、质量稳定的聚合铝盐或聚合铁盐并作到稳定投加, 保证SS去除及脱色效果。
7 结语
通过对悬浮物去除技术的研究和应用, 分析各工段污水处理效果与SS指标的关系, 实践证明, 该工艺在酒精废水处理中, 较好的解决了高悬浮物问题, 且保证SS指标不会对各工段的正常运行造成其它影响, 在整个系统的悬浮物控制中, 二级UASB厌氧反应器前的SS控制是整个工艺成败的关键, 需要引起重视。
摘要：本文对高浓度酒精废水处理过程中SS指标控制技术作了详细阐述, 提出了高SS对生化及物化处理选择的影响, 结合工程实例分析各工段污水处理效果与SS指标的关系, 并实践证明了一条技术可靠、去除率稳定的酒精废水处理悬浮物控制工艺, 为同类污水处理项目的设计、运行提供了经验借鉴和建议。
关键词：酒精废水,悬浮物,生化处理,效果
参考文献
[1]张绪跃, 李素贞.木薯酒精废水全渣厌氧机理的探讨[J].甘蔗糖业, 2006 (3) :33-39.