基于模糊神经网络的工厂化养殖系统的设计及臭氧氧化氨氮鼓泡塔的运用

上海海洋大学硕士学位论文硕士学位论文题目：目：基于模糊神经网络的工厂化养殖基于模糊神经网络的工厂化养殖系统的设计及臭氧氧化氨氮鼓泡系统的设计及臭氧氧化氨氮鼓泡塔的运用塔的运用英文题目：英文题目：Industrializedculturesystemdesignbasedontheuseoffuzzyneuralnetwork专业：业：applicatedinbubblecolumnusingozonetooxidizeammonianitrogen机械机械设计设计及其及其理论理论研究方向：研究方向：机电一体化机电一体化姓名：名：周烜亦周烜亦指导教师指导教师：曹广斌曹广斌二O一三年二月十九日十九日学校代码：10264研究生学号：M100601558上海海洋大学上海海洋大学博/硕士学位论文硕士学位论文答辩委员会成员名单答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注金天国哈尔滨工业大学教授主席战培荣黑龙江水产研究所研究员委员韩世成黑龙江水产研究所副研究员委员委员委员委员委员张震黑龙江水产研究所助理研究员秘书答辩地点黑龙江水产研究所答辩日期2013-5-21基于模糊神经网络的工厂化养殖系统的设计及臭氧氧化氨氮基于模糊神经网络的工厂化养殖系统的设计及臭氧氧化氨氮鼓泡塔的运用鼓泡塔的运用摘要工厂化循环水养殖是一种高技术、绿色环保的养殖方式，它集现代工业工程技术、水处理技术、生物技术于一体，主要特点是养殖密度大、对环境无危害、节约资源，是今后水产养殖业发展的方向。实现工厂化养殖的关键是水体循环处理系统的建立，包括固体悬浮物的过滤和分离、水体消毒和其他水质参数的控制，以达到水体净化再循环的目的。其中水体的消毒是水处理中的重点，它能够杀灭养殖水体中的有害细菌，保证养殖水质的清洁，使养殖系统只要补充少量的水即可，有利于节约资源和运营成本当前我国淡水养殖业的水体消毒大都使用药物，例如漂白粉、硫酸铜、高锰酸钾和二氧化氯等，这些药物能够有效杀灭水体中的有害细菌和病毒，但药物本身也具有毒性，如果操作不当或用药过量，残留的药物会危害养殖生物，而生物富集作用也会危害食用者的健康。为此，安全无残留的臭氧消毒越来越受到重视，由于臭氧的氧化性极强，其杀菌能力是氯气的600-3000倍，而且消毒后残留的臭氧会在短时间内分解为氧气，是一种绿色高效的消毒剂。由于臭氧的不稳定性，臭氧气体不能用常规方式储存，一般在消毒时现场制取，而将臭氧与水混合需要专用的设备，混合设备的好坏直接关系到臭氧消毒的效果和使用成本，本文中结合实际情况需求采用的是鼓泡塔作为溶解装置。为了保证在鼓泡塔中臭氧氧化氨氮处理过程后鱼类的安全，对处理过程中和处理之后养殖水体中的臭氧浓度进行在线检测是极其重要的。本研究针对该现象设计了臭氧氧化过程的水体臭氧残余浓度在线监测系统，已保证臭氧氧化氨氮处理系统的安全和实用。实验数据证实了利用鼓泡塔作为臭氧氧化氨氮的处理设备是安全可行的，而当前使用的工业化臭氧生产设备对于臭氧产量和浓度又是开环控制的，容易出现产量或者浓度过低，满足不了水产养殖消毒的需求；或者产量或者浓度过高，不仅造成了极大的能源浪费还对养殖鱼类产生了极大地危害，也增加了设备运行的成本。为降低成本，除了研制高性能的臭氧发生装置以外，更重要的技术是根据实际处理所需要的臭氧量实时调控臭氧产生设备，以达到控制臭氧浓度的目的。本研究根据工厂化水产养殖的实际需要，设计了基于PLC的水体臭氧浓度在线自动控制系统和组态监控软件，在试验过程中自动采集数据并形成报表，并进行了控制试验，获得理想效果，试验结束后将数据导入EXCEL进行分析。自动化的数据采集系统避免了人工采样产生的误差，提高了此类试验的自动化水平。为工厂化水产养殖中应用臭氧消毒技术提供了可靠技术支持。关键词：工厂化水产养殖；臭氧消毒；模糊PID控制；在线监测；可编程控制器IndustrializedculturesystemdesignbasedontheuseoffuzzyneuralnetworkapplicatedinbubblecolumnusingozonetooxidizeammonianitrogenABSTRACTIndustrialrecirculatingaquacultureisanadvancedmodelofaaquaculturethatintegrateswithengineering，water-disposalandbiology．Themaincharacteristicofrecirculatingaquacultureishighdensity,non-polluted，resource-conservingandthedevelopmemttrendofaquacultureinthefuture．Thekeyofindus