泰山学院本科毕业论文
烘干和筛选等一系列加工工序加工而成。由于原料、外观、制造工艺和外形的不同，活性炭有很多种。在生活生产中，活性炭多是制造成粉末状和颗粒状。活性炭的外形如下图10
图10 活性炭的外形
4.2.2活性炭处理废水的优缺点
活性炭的表面积巨大，有很高的物理吸附和化学吸附功能。因此活性炭吸附法被广泛应用在废水处理中。而且具有效率高，效果好等特点，对绝大多数有机物都有效。采用活性炭对废水的处理，可以对其进行深度处理，容易实现同步消化和硝化，这是由于活性炭上可以形成一层生物膜，其中存在好养区和厌氧区，一旦形成，就有很好的去BOD的作用。
当活性炭与微生物联用时，在吸附和微生物氧化分解的作用下去除污渍。活性炭中的有机物和氧气为微生物提供了良好的环境，代谢过程中产生的酶又吸附在活性炭孔中，与活性炭配合，可以是很难降解的物质也可以轻易的分解。此法稳定，处理效果好，提高了微生物对有机物和金属的抗性，改善了处理环境，能用于复杂的环境。
虽然活性炭吸附效果很好，但是价格过高，而且缺乏简单有效经济的活性炭再生方法，推广也受到了限制。虽然活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭[14]。
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4.2.3活性炭的吸附原理
活性炭是一种很细小的炭粒，有很大的表面积，而且炭粒中还有更细小的孔——毛细管，这种毛细管有很强的吸附能力，由于炭粒的表面很大，所以能与杂质充分接触。当这些杂质碰到毛细管吸附，起到净化作用。活性炭吸附是指利用活性炭表面对水中多种物质的吸附作用，已达到净化的作用。同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。它具有物理吸附和化学吸附双重特性。可以有选择性的吸附气相液相中的物质。达到脱色﹑消毒除臭和去污的作用。
4.2.4影响活性炭吸附的因素
（1）活性炭的颗粒对吸附有影响。一般来说，对于水处理的活性碳要求有比较发达的中孔，按照立体效应，活性炭所能吸附的分子直径大约是孔直径的1/2到1/10。颗粒越小，吸附过滤面积越大，所以粉末状的活性碳面积最大，吸附效果最好。
（2）污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量。吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。
（3）接触时间。应保持活性炭与吸附物质有充分的接触时间，使吸附保持平衡。
4.3活性炭在垃圾箱中的应用 4.3.1渗沥液处理方法选择
难降解有机物的处理方法有多种：反渗透法、化学氧化法、吸附法等, 其中, 活性炭吸附已被证明是实用、可靠而又经济的方法。使用活性炭时通常要采用如下必要措施：(1) 预处理。为保证活性炭发挥正常吸附性能，渗沥液中大颗粒物等尽可能减少, 需要预处理。( 2) 选择合适的吸附器。选择吸附器形状, 确定接触时间, 选择适当滤速。(3)确定失效碳的再生方案[15]。
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由于其他处理方式在垃圾箱中应用的限制，所以采用活性炭对垃圾箱中渗沥液进行初步处理。主要是用来除去渗沥液中的微量物质，已达到深度净化的目的。而且工程表明，活性炭对某些金属化合物和有机化合物有很强的吸附能力。
4.3.2活性炭过滤器设计
活性炭颗粒越小，过吸附果越好，因此选用小颗粒粉末状活性炭。但是粉末状的活性炭很容易随水流失，所以不能直接使用活性炭，而是设计一个简易的活性炭过滤器，其结构如图11。在过滤器的上端是一层不锈钢鱼眼网，如图。其作用是把垃圾渗沥液中的大颗粒杂质过滤住。如图12. 再往下是一层4--5厘米的 海绵层，用来阻止更微小的颗粒，同时减缓渗沥液的下流速度。再往下就是活性炭颗粒。最下层是一层3--4厘米的海绵层，用来防止活性炭颗粒随水流走。活性炭使用2--3个月以后，如果吸附效果下降，就应换新的活性炭，海绵层也要定期更换。工作人员每次回收垃圾时都要把滤网过滤的物质倒掉，既保持滤网的清洁，又保持水流的顺畅。
图11简易活性炭过滤器 图12不锈钢鱼眼网
4.3.3结语
据资料表明, Samual Ho 的垃圾渗沥液活性炭吸附试验显示，渗沥液中的COD去除55﹪，色度基本上可以完全去除。难降解的有机物，氯化物都可以降到可以接受的水平。对中间分质量的化合物，有吸附和降解的双重作用 。
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为了提高经济效益，减少环境污染和降低生产成本，必须对废旧的活性碳进行回收[16]。活性炭吸附技术在废水方面有其独到的优点。国内外实践证明,活性炭再生方法的经济性成为制约该法在环境工程领域更加广泛应用的主要瓶颈。因此,如何选择经济有效的再生方法成为使用活性炭吸附技术的关键所在。
活性炭的再生是通过物理或化学方法在不破坏原有结构的前提下，去除吸附在活性炭孔隙的物质，恢复其吸附性能。根据再生活性炭的大量研究，国内外学者提出了各种活性炭再生技术，如加热再生方法，湿式氧化再生，溶剂再生法，电化学再生法，超临界流体的再生方法，微波辐射再生方法。这些方法各有其特点和使用范围，应根据实际使用的对象的选择。
到目前，国内尚无完善的处理渗沥液的处理工艺。对渗沥液的处理方案以及技术应从长远考虑，因此在垃圾回收之前就应该对渗沥液进行初步处理。深度处
理时，必须详细测定渗沥液的各种成分，分析其特点，采取相应措施。
5 箱满报警系统
5.1设计思路
垃圾箱的容积有一个限度，如果超标了不能及时的清理，不仅会造成生活得不方便，还会对垃圾箱的寿命产生影响，减少了使用寿命。为了更好的利用垃圾箱，设计了一个垃圾监测系统与显示系统即：当垃圾超出垃圾箱内筒一定范围时报报警统便会起作用。垃圾监测就是利用红外线探测障碍物的原理：在测量的范围内，主动向探测方发射红外线，如果有障碍物，就会把发射的信号反给发射端。在发射端，若有感应信号，就说明有物体存在[17]。
实际工作中，红外干扰较多，而且人为的因素也有。不论垃圾箱满或者不满，倒垃圾时，红外线都会感应到，很容易出现误操作，出现误报警。因此可以改进为：由单片机发射红外编码脉冲，同时单片机接收此脉冲，只有当发射和接收的脉冲基本一致时，才可以判断垃圾箱是否装满。探测垃圾箱是否满箱的原理图如图13
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图13 探测垃圾原理图
5.2垃圾监测电路设计
此电路使用EM78P156E单片机，红外发射管是MIE552A2，红外接收头是NB0038，电路如图14所示。
图14 红外探测垃圾原理电路图
当有垃圾时，单片机U1让U2红外接收头 NB0038接通电源。在发射电路中，D2是红外发射管，U1的P51引脚输出编码脉冲， Q2控制D2发射红外线。NB0038是红外接收的一体化接收头，把独立的PIN二极管同前置放大器集成在一起。NB0038内部结构如下图。
图15 NB0038内部结构图
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