基于微流控芯片的压载水处理效果检测系统

发布时间：2017-03-31 15:06

  本文关键词：基于微流控芯片的压载水处理效果检测系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济的高速发展,远洋运输在推动经济发展过程中越来越重要。而此过程中产生的船舶压载水含有大量微生物如细菌、海藻等,不能随意排放,否则会造成环境污染、生态破坏等问题。所以对于压载水的处理也就成为现在远洋运输中亟待解决的一项重要内容。目前已有的船舶压载水处理技术以及方法有很多,但是处理效果却不尽相同。而船舶压载水都有严格的处理及排放标准,所以其处理效果的检测和评估在实际船舶压载水处理方法和系统设计及应用中具有很重要的指导意义。对于传统的压载水效果检测方法,比如显微镜观察法等都有操作繁琐、检测周期长、分析过程复杂、自动化程度不够高等缺点。基于此本文提出了一种船舶压载水处理效果的分析方法以及基于此的检测系统设计,并通过一系列实验验证了系统的可靠性。本文研究内容及创新点主要包括以下几点：在系统结构方面,设计了基于微流控芯片叶绿素诱导荧光的微藻活性检测模块；基于电渗流、电泳理论的微阀控制微藻运动模块；荧光信号信号处理模块；基于PC机上LabVIEW软件和数据采集卡的信号采集模块和检测数据的处理程序等。各模块设计完成进行实验验证和系统集成,相比于传统已有的压载水处理效果的评价方法及系统能高效、快速的进行海藻活性检测,操作过程简单,自动化程度高。利用化学法次氯酸钠溶液处理盐藻,按照不同浓度和不同时间处理的两组实验方案检测其活性进行数据分析验证了系统可靠性。对于以后船舶压载水处理效果系统的设计提供新的思路和参考,指导船舶压载水的处理方法的改良以及实际的工业应用等。
【关键词】：电渗流电泳理论 微流控芯片 叶绿素荧光诱导 微藻处理效果 检测系统
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN492;TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-18
• 1.1.1 船舶压载水入侵及管理标准11-15
• 1.1.2 压载水处理技术15-17
• 1.1.3 压载水处理技术效果评价及意义17-18
• 1.2 压载水处理评价方法国内外研究现状18-19
• 1.3 微流控芯片技术19-21
• 1.4 主要研究内容21-23
• 第2章 压载水处理效果检测系统原理及总体设计23-33
• 2.1 微藻活性检测实验方案23-24
• 2.2 系统检测原理及分析方法24-28
• 2.2.1 基于叶绿素荧光的活性分析法24-26
• 2.2.2 基于电渗流及电泳的微藻驱动原理26-27
• 2.2.3 盐藻活性分析方法27-28
• 2.3 检测系统结构设计28-32
• 2.3.1 系统结构28-30
• 2.3.2 工作原理及实验步骤30-31
• 2.3.3 微流控芯片结构设计31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 基于电渗流及电泳的多通道微阀构建原理33-52
• 3.1 电渗流电泳理论33-38
• 3.1.1 双电层理论33-34
• 3.1.2 电渗流及电泳机理34-38
• 3.2 基于实验方案的电渗流电泳软件仿真及参数分析38-49
• 3.2.1 基于液压的流体仿真分析38-42
• 3.2.2 基于电渗流及电泳的仿真分析42-49
• 3.3 微阀参数实验分析49-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 压载水处理效果检测系统设计52-75
• 4.1 检测系统硬件设计52-65
• 4.1.1 基于单片机的微阀控制系统设计52-57
• 4.1.2 荧光激发及检测部分的设计57-60
• 4.1.3 信号处理部分的设计60-64
• 4.1.4 检测系统的集成64-65
• 4.2 检测系统软件设计65-74
• 4.2.1 信号采集部分的设计65-69
• 4.2.2 数据处理部分的设计69-74
• 4.3 本章小结74-75
• 第5章 实验结果及系统性能分析75-85
• 5.1 实验材料的制备75
• 5.2 微流控芯片的制作75-77
• 5.3 实验结果及系统性能分析77-84
• 5.3.1 不同浓度梯度处理后对盐藻活性的影响77-80
• 5.3.2 不同时间梯度处理后对盐藻活性的影响80-83
• 5.3.3 系统性能分析83-84
• 5.4 本章小结84-85
• 第6章 总结与展望85-86
• 6.1 总结85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-89
• 攻读学位期间公开发表论文89-90
• 致谢90-91
• 作者简介91

【相似文献】

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈敬根;;船舶压载水致海洋污染国际规制的法律研究[A];2008全国博士生学术论坛（国际法）论文集——国际经济法、国际环境法分册[C];2008年

2 姜作喜;;浅谈国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约[A];中国科协2009年海峡两岸青年科学家学术活动月——海上污染防治及应急技术研讨会论文集[C];2009年

3 严正平;夏平凤;;赴美船舶压载水管理与申报[A];2009年苏浙闽沪航海学术研讨论文集[C];2009年

4 党坤;殷佩海;;船舶压载水的电解处理[A];船舶防污染高新技术与区域合作研讨会暨第一届‘港口杯’船舶防污染优秀论文奖获奖论文专集[C];2003年

5 李玉平;里俊宝;姜殿明;;船舶压载水的管理与控制[A];船舶防污染高新技术与区域合作研讨会暨第一届‘港口杯’船舶防污染优秀论文奖获奖论文专集[C];2003年

6 彭永春;;船舶压载水管理国内外现状及对策[A];船舶防污染高新技术与区域合作研讨会暨第一届‘港口杯’船舶防污染优秀论文奖获奖论文专集[C];2003年

7 党坤;殷佩海;;船舶压载水的电解处理[A];中国航海学会2003年度学术交流会论文集专刊[C];2003年

8 余育聪;;船舶压载水及沉积物的控制和管理[A];江苏省航海学会2005年度学术研讨会论文集[C];2005年

9 谢国荣;;浅析船舶压载水控制和管理的有关规定[A];海浪海啸与实用航海技术[C];2006年

10 梅雄;刘艳晶;;浅谈船舶压载水的危害和管理[A];海浪海啸与实用航海技术[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 胡晓峰 李俊;船舶压载水治理找到全新出路[N];中国船舶报;2005年

2 王连友;船舶压载水污染物实现在线治理[N];中国化工报;2003年

3 李明春;我国应加强船舶压载水排放的研究与管理[N];中国海洋报;2004年

4 张俊民、王海潮;多方合力早日解决船舶压载水问题[N];中国交通报;2005年

5 闫平;船舶压载水威胁我国环境安全[N];经济参考报;2005年

6 胡荣山;海运船舶压载水研究获立项[N];中国海洋报;2007年

7 杨莉;解决船舶压载水问题需多方合力加速[N];中国交通报;2007年

8 陈莹;船舶压载水管理拒绝被动[N];中国水运报;2007年

9 记者 冷翠华;泰科勒斯提供“迷你”船舶压载水处理解决方案[N];中国船舶报;2010年

10 本报记者　林丛心;两会访谈船舶压载水危害应引起重视[N];中国海洋报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 杨宪立;船舶压载水羟基自由基处理及其相关化学物质监测研究[D];大连海事大学;2011年

2 王珊;船舶压载水及其沉积物中浮游生物种类组成和丰度变化的研究[D];大连海事大学;2011年

3 党坤;电解法处理船舶压载水的应用研究[D];大连海事大学;2005年

4 吴东海;臭氧/光催化高效生物灭活及在船舶压载水处理中的应用[D];哈尔滨工业大学;2011年

5 任福安;船舶压载水旋流分离处理的应用理论研究[D];大连海事大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 胡岚岚;船舶压载水生态风险评估[D];大连海事大学;2008年

2 饶建荣;船舶压载水排放处理技术研究[D];上海交通大学;2008年

3 郑瑞丰;仁川—大连航线船舶压载水风险评估[D];大连海事大学;2010年

4 王伟;紫外线法处理船舶压载水应用研究[D];大连海事大学;2010年

5 李斌;船舶压载水风险评估中环境相似性的分析研究[D];大连海事大学;2011年

6 王琦;船舶压载水中浮游生物多样性的研究[D];大连海事大学;2011年

7 张思源;船舶压载水高效联合处理系统的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 李发波;基于微流控芯片的压载水处理效果检测系统[D];大连海事大学;2016年

9 刘飞;船舶压载水紫外线灭菌系统研究[D];大连海事大学;2008年

10 申莹莹;防止船舶压载水外来生物入侵法律机制研究[D];大连海事大学;2010年

  本文关键词：基于微流控芯片的压载水处理效果检测系统，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：279743