处理技术论文范文10篇

处理技术论文范文篇1

关键词：视唱音准节奏音乐教学效果

视唱的教学内容包括调性训练、节拍节奏训练、变化音及转调训练、多声部视唱训练、看谱唱词训练等等。为了视唱的音准、节奏和音乐表现等综合能力得到全面发展，在唱视唱时，要“眼看”、“口唱”、“耳听”、“手划拍”等动作的相互协调。要取得好的教学效果，对于视唱的有关技术处理是相当重要的。

一、音准

音准是由某一个固定音高的要求来确定的，它可由某一乐器或音笛、音叉来认定，也可能由视唱者的内心感觉，而有时这种内在感觉和乐器的固定音高有一定的误差。音准问题有两种基本类型：（1）当演唱时，可能与原确定的音高逐渐降低或逐渐升高。（2）整个曲子基本维持在确定的音高上，但某一个音、某一个音程、某一个乐句不准确或不稳定。音准问题与不同的因素有着密切的联系。

1、音质是决定条件

漏气的、暗淡的声音常会导致音准的下降。依靠音质可以保证正确的音准，如果是在轻柔流畅的声音时就容易达到好的音准。因为在唱这种声音时，视唱者更加准确地听到自己和其他人的声音。在这种情况下就能维持应有的音高。

2、呼吸是重要条件

致力于呼吸支持，可减少声音的偏低。要维持一个好的音准，随时以平稳的呼吸来送到声带上是非常重要的。

3、姿势是辅助条件

正确地坐姿及呼吸是必须加强的，倘若视唱时交叉了双足，或者一种垂头弯腰的坐形，就不可能产生好的、自由的横隔膜的活动。

4、音域是决定因素

女高音在较高的音上容易偏高，特别在强音上。频率越快，越使歌者难于控制音准。而对低声区的音适用了过多的压力，形成一个不平衡而沉重的低声区的音，就容易偏低。

现在结合常用的大小调式，看看音高在调式各级音的高低倾向。

大调式中的第一级音（如C大调中c），从它本身来看，是大调中的基柱，是稳定的。因此唱的时候总是平稳而无倾向。

大调式中的第二级音（如C大调中的d），它与第一级音的关系是大二度，是上行的，因此，第二级音在上行的大调式中，是倾向高的。

大调式中的第三级音（如C大调中的e），是显示大调式的特性音。第三级音在旋律中不允许任何细微的含糊，不然会有损大调式的特性。大调式中的第三级音必须经常以倾向高的要求来演唱。

大调式中的第四级音（如C大调中f），有着倾向第三级音的要求，因此演唱它时必须带有倾向低的趋势。

大调式的第五级音（如C大调中的g），时大调中基柱音之一，是稳定的。同时，它又是大调音阶后半段的始音，因此大调是中的第五级音必须唱得平稳。

大调式中得第六级音（如C大调中的a），无论对第一级主音活第五级属音来说，它是大音程，因此上行时带有倾向高的趋势。

大调式中的第七级音（如C大调中的b），有上行倾向主音的趋势。因此它带有倾向高的要求。

大调式各音上下行差别最大的是第二与第六级，它们在上行时倾向高，在下行时倾向低。而第三级和第七级在上下行都是倾向高的。第五级在上下行时有着不同的倾向，但它因为是支柱音，尤其由它任基音时总是平稳向前。而第六级音下行时倾向低是因为第七级下行达到它而产生的。一般情况达到第六级音（下行）往往是由别的音开始，所以在一般情况下，它仍有趋高的倾向。在小调中除了主音由倾向高的要求外，第二及第五级也有倾向高的要求。小调中的第二级音是关系大调中的第七级音，小调中的第五级音是关系大调的第三级音。而小调中第三级音是小音阶的特性音，必须有倾向低的趋势，倾向主音，这样才能显示小调中小三度的特性。

小调中各音的紧张度是非常微妙而复杂的，这种情况是由于小调主三和弦不稳定性和它与大调关系无形的联系所造成。

另外，调外变化音的音准同样存在倾向性。

第一小节为助音性变音，带升号的c要紧贴d唱；第二小节为经过性上行，带升号的c倾向后面的d，即有趋向高的倾向；第三小节为经过性下行，带降号的d倾向后面的c，即有偏低的倾向；第四小节为换音性变音，带升号的c倾向后面的d，即有趋向高的倾向；第五小节为跳入级出变音，带升号的d倾向后面的e；第六小节为级入跳出变音，带升号的d紧贴前面的e；第七小节为跳入跳出变音，因为和前后都没有太近，所以按正常音高唱。

二、强弱

1、强弱是表达乐感最重要的方式之一，它普通分为：pppmpmffff,但实际在表达音乐作品时，每一级音量的大小是根据作品表现时的要求及演唱者对作品的理解、情绪和感受来决定的，同是一个等级的音量，在不同的作品活不同的演唱者手中，都会产生不同程度的差别。当然基本上是一致的，但在程度上存在着一定的差别。强与弱是相对的，是由相互比较而取得的。同样的力度在同一作品中不同的位置，也会因前后的安排而产生不同的效果。如两个乐句的力度：（1）从pp逐渐上升到ff,（2）从pp逐渐上升到f,再回到p又突然上升到ff，虽然两者都达到ff，显然，第二句的ff在感受上比第一句的ff要强。因此，在一般情况下，作品中所采用的力度及作品高潮时所用的力度，尽管标记着同样的力度记号，但实际上却因安排的不同而存在着不同程度的区别。

音的强弱或句子的力度表现，通常伴随着音的高低轨迹，即渐强时一般音往上走，减弱时音往下行。渐强，大都伴随着加速或紧张的情绪；渐弱，大都伴随着减速和松弛的情绪。例如法国《视唱教程》1B第93条片段。此曲主要体现在每一个乐句随着音的降低而渐弱，而乐句与乐句之间又是渐强的。第一二小节平稳进行，略带渐弱，第三四小节总体上也是渐弱，音往下走，但三四小节比一二小节在句子的强度上要大；第五小节和第六小节在音的走向上都是往下，即渐弱，但第六小节比第五小节在句子的强度上又要大，特别是第一个音；五六七三个小节的第一个音呈上升趋势，所以三个句子是渐强趋势，第七小节第一个音为最高音，也是爆发点，但三个乐句本身的趋势是随着音的降低而渐弱下来。后面小节的处理和前面的一样。此曲的重点就是做好音与音的强弱和句子与句子的强弱对比。

2、强弱还体现在对某一个音的强调。我们知道，一个音符单独是不存在什么音乐思想的，只有几个音符互相组成了一个乐句，这时才产生音乐作品中最基本的音乐思想。在乐句中，它必须有一定的起伏，那么起伏的最高点称之为“逻辑重音”。怎样找到逻辑重音，一是根据节拍的强弱来决定，即节奏；二是旋律进行的方向，即上行时增强，下行时渐弱。正确选择逻辑重音的位置，才能准确表达曲目的思想。比如上面这条曲目，每一个乐句的重音几乎都在第一个音。

3、恰当地理解和表达力度的增强和渐弱，是塑造正确音乐形象的基本条件之一。但渐强必须由弱开始，而渐弱必须由强或较强开始。同时，渐强时必须预见顶点的所在，渐弱时必须预见终点的所在。

三、句法

视唱的句法犹如语言的标点符号，起到抑扬顿挫的作用。良好地准确地划分乐句，是对视唱作品的框架结构的正确体现。分句依赖连线、呼吸、甚至节奏的不同运用。如法国《视唱教程》1B第110条片断：

处理技术论文范文篇2

今日世界经济的特点是全球竞争，全球各地的公司都在寻找最佳的生产地点，并把该处生产的产品供应给每一个客户。利用法令保护一国的物流行业阻止了该国企业——物流服务的用户——通过物流来获得竞争优势。

近来计算机功能的提高和随之产生的信息处理技术的改进已经为物流业创造了很多的机会，因此，人们希望能为将来创造一个新的物流系统。

制订产品责任法乃是大势所趋，这使物流质量保证成为物流业中的新问题。

在本论文中，我把物流分成三个阶段——过去、现在和将来，并把它们与计算机的发展阶段相比，列举了一些例子，诸如半导体的存贮能力和计算机计算速度。在区别每个阶段所创造和运用的各种各样的物流技术时，文章讨论了随着新技术发展，将来在物流行业中可能产生的重大变革。后者的一个例子就是计算机和In－temet及其他通信技术的融合。

下面是我在’97年亚太国际物流研讨会的发言。

物流和信息处理技术

主席先生、女士们。先生们：

早上好，能有机会在这里发言，我感到莫大的荣幸。

今天，我想大略地说一下信息技术发展和物流发展二者之间的联系。

在开始话题之前，我先作个自我介绍，并解释一下我为什么觉得当前的物流形势不容乐观。

其实我在日本最大的一家合成纤维公司里任职，担任化学工程师。

那时，日本的制造企业都处于技术发和生产率提高的急流之中。作为年轻的工程师，我每天都在试验革新了的生产过程或改良生产过程以提高生产率。

大约二十年前，有人邀请我加人一家仓储公司，未经慎重考虑，我就答应了。

之后我的第一印象是当今世界上竟然还有象仓储这样不发达的行业，这真让我难以置信。最让人奇怪和迷惑的是对安全的漠不关心，在我的工厂标准里，有很多操作都不合安全要求。

同样让我觉得奇怪的是经营方法陈旧和缺少创新。

在我看来，除了叉车以外，一切就是处于封建时代。

交通部制订了众多的规章，却缺乏有力的革新和家长式的引导，这破坏了物流业的发展。

我受到了震动，觉得自己无能为力，因此我决定辞掉工作，再回到学校学习。

我去了一家美国商学院校学习有关商业的知识，在那里，我学到了企业经营最重要的两个要素。

当我从商学院毕业并获得工商管理硕士学位的时候，我的金融教授问道：“威雄，你在校期间学到了些什么？”

我回答说：“我只学到了两样东西，它们对企业经营至关重要，这就是‘竞争优势’和‘现金流’。”然后他告诉我：“威雄，学校想教给学生的，你已经都学会了”。带着这两样东西，我回到了日本，并开始了新的工作——一家仓储公司的总裁。那时候，我的公司是一个很小的地方性仓储公司，年销售额为四千万美元，员工约380名。我想弄清楚的第一件事就是我们的竞争优势是什么，并询问了每一个经理，他们都答不上来，有的甚至说我们没有竞争优势。

这种形势非常严峻。从所学的知识里，我认识到如果一个公司没有竞争优势，它就将倒闭。

我想我必须从头做起，创造出竞争优势。

如前所述，我是一名工程师，用过很多计算机，所以我认为把计算机技术引入到仓库作业中是一个不错的主意。许多持反对意见的员工抱怨说顾客并不要求仓库提供实时库存信息。另外有的人问我，使用这个计算机系统能将我们的销售量提高多少呢？我无法回答这样的问题。

我让他们把这当作是新总裁的爱好，并允许我建立这个系统。

非常有趣的是，为了准备这篇稿子，我查了查计算机的能力方面的资料，发现我念大学时最强大的计算机如IBM386，其效率只及今日PC机的百万分之一，或者更低。

当我试着使用计算机时，把它当作是一个能快速进行大数据量运算的计算器，在此之前，我们使用算盘或计算器。

为了达到第一个目标——库存控制系统，我在资金、人力和时间上进行了大量投资。非常幸运的是，这种实时库存报告服务赢得了顾客的满意并大受欢迎。

尽管这个模型非常简单，且只能提供有限信息，但它作为销售工具，为我们赢得了很多新的顾客。

现在，我们开始把计算机看作信息处理机器，而不是一个大型计算器。”在这18年间，我们不断改进系统，现在使用的是该系统的第4版，并刚成立了一个专门小组对我们的计算机系统作全面更新。同顾客一起完成了在线系统后，我们注意到一件有趣的事情是，由于线路总是开放着，任何时候我们都能传送各种各样的信息而不费分文。从这一时刻起，我们启动了室内电子邮件系统。

之后，有人提出我们可以用这个系统为那些想得到货物信息系统的卡车司机服务，非常幸运，该系统在卡车司机中同样大受欢迎。

正如前述，我是一名工程师，所以总是想着改善工作条件。我注意到，当业务繁忙时，仓库工作人员必须工作到半夜，为第二天的装运作准备。在我们一家仓库里，工人必须工作到凌晨，这种情况持续了很长时间。

我觉得应该在这方面做些事情。

我了解到自动叉车已经问世，所以要求制造商制造一台用于公共仓储。我问过日本所有的叉车制造商，他们都说把自动叉车用于公共仓储是不可能的。其理由是自动叉车只能用于单一货物仓库，而不能用于多货物系统。

这是一个很奇怪的理由，因为如果人能把一种货物同其他货物区分开来，那么在人的大脑里应该有某种位置鉴别系统，它应该是某种数学系统。我不想自己去解复杂的数学方程式，但计算机却可以。所以我告诉一个制造商，我会支付全部开发费用，并许诺说即使开发失败了，也绝不会责怪他们。我信心十足能制造出这种叉车。

我们花了一年时间和一百万美元来开发该系统，而它运行得非常成功。

该系统比堆垛机、起重机和货架系统便宜得多。许多年前，美国教授参观了我的仓库，要求我展示该系统。那时，美国政府觉得他们在技术上可能落后于日本，并组成了一个新的调查小组。该小组的主要目的是调查高科技领域，他们参观了一些大公司，如三菱重工或富士通，但同样对我的机器人叉车系统感兴趣。

那时，我坚持认为还有众多的领域需要用低级技术来改善人类工作条件。

后来，他们提交了一份题为《日本技术调查》的报告，并评论说铃木先生强调存在着众多技术上的要求以改善人类工作条件。我引以为自豪。

我因发明了另一种货物定位系统方法而获得了一项专利。对区分位置而言，我觉得这真是一个相当不错的方法。

当我想到这个主意时，整夜都不能人睡，因为它是如此惊人，除了我以外没人能提出来。

它是这样的，当你要找屋里的某个人时，你绝不会考虑用一个座标X、Y、Z来找出他的位置，而会喊他的名字：“你在哪里，铃木先生？”然后铃木先生会回答：“我在这里。”接下来的问题就是为什么我们不能让货物回答“我在这里”。所以我试图让货物在被叫到时能作出回答，非常有趣的是，货物的确能做到。我把感应器放在托盘上，把信号发射器放在叉车上，当发射器发出信号时，感应器就能答复。尽管我认为这是一个非常好的主意，但要把这套系统投人商用却有一些困难。

为能探测到信号，感应器必须大声回答，叫喊几次过后，声音就嘶哑了，或者没音了。电池不可能持续很长时间，当它停止回答时，从理论上来说就无法再找到它。所以这种方法尚未应用于商业之中。条码技术和各种各样识别的技术亦会有大的进步。

在我看来，计算机的应用进人了另一个新的阶段。

直到几年之前，计算机网络的主要结构都还是中央控制式系统，现在，计算机系统的主流变成了网络结构，并且客户机服务器类的系统将变得越来越流行，同时，卫星数据通信的运用将会显著增加。在不久的将来，我们能在任何远离自己办公室的地方做生意，例如：在旅游胜地的宾馆或者甚至在飞机上。

总而言之，物流在人类社会中的作用将变得越来越广泛和越来越重要。与此相适应，信息处理的作用同样变得至关重要。

处理技术论文范文篇3

关键词：造纸污水；处理技术；污泥床；吸附；过滤；治理；污泥处理

1、试验研究

1.1设备原理

造纸污水经絮凝反应后能分离出大量的污泥，这些含有纤维的絮状泥有类似活性碳的很好的吸附能力，以往的沉淀或气浮工艺，只把这些固形物分离，没有再充分发挥这些污泥泥的只附过滤作用。则EWP高效污水净化器就是利用这些絮凝反应后生成的絮凝沉淀物在净化器内形成一个稳定的、可连续自动更新的只附过港督流化床，令污染物起到活性碳的作用，使进入的污水除了得到平常混凝反应之后的固液分离效果外，还让污水得到过滤和吸附的净化处理，即可达到比普通的气浮或沉淀的物化处理工艺提高10-20%的去除率。由于EWP高效污水净化器没有用任何的滤料或填料作为滤床，不会堵塞，所以免除了砂滤池或其他过滤装置必需的反冲洗的麻烦和额外的动力消耗，更解决了处理装置偶然停用后滤料干涸板结造成的堵塞问题。EWP高效污水净化器是集污水絮凝反应、沉淀、吸附、过滤、污泥浓缩等功能于一体的设备。

1.2试验效果

在试验的五个月中，分六个阶段进行测试。

2、工程应用

2.1处理规模珠江纸厂治理工程中，采用两台处理量100m3/h（高13m）和两台50m3/h（高11m），共4台净化器，分别处理黄板纸和白纸的制桨、抄纸废水。人民纸厂采用六台处理量100（高15）的净化器，处理黄板纸和灰板纸的制桨、抄纸废水。配有污泥浓缩槽和加药系统2套、调节池刮泥机、污泥脱水机等设备。两个工程处理量分别为7200和15000，总投资分别为590万元和980万元，占地1600和2800.广州头号城纸箱厂应用EWP高效污水净化器，污水处理后回用到造纸生产中，使得该厂达到1吨水造1吨纸的先进水平。

2.2工艺流程

比试验流程增加了调节池刮泥李、泵后加药系统、污泥脱水机等设备。

处理技术论文范文篇4

关键词：固相微萃取；分配系数

1固相微萃取

固相微萃取(Solid-phasemicroextraction,SPME)是一项新型的无溶剂化样品前处理技术。固相微萃取以特定的固体（一般为纤维状萃取材料）作为固相提取器将其浸入样品溶液或顶空提取，然后直接进行GC、HPLC等分析。SPME由Pawliszyn在1989年首次报道，近10年来固相微萃取技术已成功应用于气体，液体及固体样品的前处理。

1.1固相微萃取技术及原理

固相微萃取法是以固相萃取为基础发展起来的方法，固相微萃取利用了固相萃取吸附的几何效应，其装置结构的超微化决定了它能避开经典固相萃取的许多弱点。固相微萃取技术多在一根纤细的熔融石英纤维表面涂布一层聚合物并将其作为萃取介质(萃取头)，再将萃取头直接浸入样品溶液(直接浸没－固相微萃取方法，简称DI－SPME)或采用顶空－固相微萃取方法(HS－SPME)采样。由于聚合物涂层的种类很多，因而可对样品组分进行选择性富集和采集。固相微萃取的原理是一个基于待测物质在样品及萃取涂层中分配平衡的萃取过程。

固相微萃取利用表面未涂渍或涂渍吸附剂的熔融石英纤维或其它纤维材料作为固定相，当涂渍纤维暴露于样品时，根据“相似相溶”原理，水中或溶液中的有机物以及挥发性物质，从试样基质中扩散吸附在萃取纤维上逐渐浓缩富集。萃取时，被测物的分布受其在样品基质和萃取介质中的分配平衡所控制，被萃取量(n)与其他因素的关系可以用下式描述：

n=kVfC0Vs/（kVf+Vs）

式中：k为被测物在基质和涂层间的分配系数，Vf和Vs分别为涂层和样品的体积，C0为被测物在样品中的浓度。如果样品体积很大时(Vs>>kVf)上式可以简化成：

n=kVfC0

萃取的被测物量与样品的体积无关，而与其浓度呈线性关系，因而从分析结果中得到的萃取纤维表面的吸附量，就能算出被萃取物在样品中的含量，可方便地进行定量分析。

1.2固相微萃取操作条件的选择

萃取头的构成应由萃取组分的分配系数、极性、沸点等参数来确定，在同一个样品中，因萃取头的不同可使其中一个组分得到最佳萃取而使其他组分受到抑制。平衡时间往往由众多因素所决定，如分配系数、物质扩散速度、样品基质等。此外，温度、离子浓度、样品的搅拌效率和pH值等因素都可影响萃取效率。

1.3影响固相微萃取萃取率的因素

1.3.1萃取头的种类及膜厚

固相微萃取的核心部分－萃取头材料特性或涂层的种类和厚度对灵敏度的影响最为关键，因此，对其选择要十分慎重。

目前，世界上已有七种商品萃取头问世，固定相可分为非键合型、键合型、部分交联型以及交联型四种。非键合型固定相对于某些水溶性有机溶剂是稳定的，但是当使用非极性有机溶剂时会引起轻度溶胀现象。对于键合型固定相，除了某些非极性溶剂以外，对所有的有机溶剂均很稳定。部分交联型固定相在大多数水溶性有机溶剂和某些非极性有机溶剂中很稳定。高度交联固定相类似于部分交联固定相，只不过在同一交联中心产生了多个交联键。

最常用的也是最早使用的高分子涂层材料为聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PA)。其中，100μm的PDMS适用于分析低沸点、低极性物质，7μm的PDMS适用于分析中沸点及高沸点物质，PA适用于分析强极性物质。以后，又陆续出现了聚酰亚胺、聚乙二醇等涂层材料。混合固定相应用也较广泛，如聚乙二醇——膜板树脂，聚乙二醇——二乙烯基苯，聚二甲基硅氧烷——模板树脂以及环糊精等。为了开发聚合物的导电性质，一些科学家还尝试用聚砒咯涂层来萃取极性甚至离子型待测物。此外，还开发了纤维双液相涂层，它可以克服单一液相涂层萃取有机化合物范围狭窄的缺点，萃取范围更广，是目前研究和发展的趋势和方向。萃取头涂层越厚，对待测物吸附量越大，可降低最低检出限。但涂层越厚，所需平衡萃取时间越长，使分析速度减慢。因此，应综合考虑各种情况。

1.3.2萃取时间

萃取时间即萃取达到平衡所需的时间由待分析物的分配系数、物质的扩散速率、样品基质、样品体积、萃取头膜厚等因素决定。一般萃取过程均在刚开始时吸附量迅速增加，出现一转折点后上升就很缓慢。因此，可根据实际操作目的对灵敏度的需求不同，适当缩短萃取时间。

1.3.3搅拌和加热

在萃取过程中对样品进行搅拌和加热有助于样品均一化，缩短平衡时间。对顶空固相微萃取(HS－SPME)加热可提高液面上易挥发有机化合物的浓度，而提高萃取效率。

1.3.4无机盐

向样品中加入(NH4)2SO4，Na2SO4，NaCl和K2CO3等无机盐可降低有机化合物与基质的亲和力而提高萃取效率。

1.3.5pH缓冲溶液

萃取酸性或碱性物质时，通过调节样品的pH值可改善组分的亲脂性，从而大大提高萃取效率。

1.4固相微萃取操作模式

根据被分析样品的物理性质和状态，进行固相微萃取时可以采取不同的操作方式，常见的操作方式有如下三种。

1.4.1固相微萃取直接法

将固相微萃取的纤维头直接浸入水相或暴露于气体中进行萃取的方法称为SPME直接法，对于气体样品或较干净的水样，能在1min内迅速达到萃取平衡，因而常使用直接固相微萃取模式。

1.4.2顶空固相微萃取法

把萃取头置于待分析物样品的上部空间进行萃取的方法叫做固相微萃取顶空法。这种方法只适于被分析物容易逸出样品进入上部空间的挥发性分析物，对黏度大的废水、体液、泥浆或固体样品，则只能采用上空取样的顶空固相微萃取模式，萃取从基质中释放到样品上空的化合物。

1.4.3衍生化固相微萃取法

通过衍生化作用来降低极性化合物的极性后进行固相微萃取的方法叫做衍生化固相微萃取法，极性化合物通过在其水溶液基质中加入衍生剂或将纤维涂层浸入适当的衍生化试剂被衍生后进行萃取，衍生化后极性分析物极性降低，萃取后更适于色谱分析。

1.5固相微萃取与其它分析方法相结合

固相微萃取萃取待测物可与气相色谱(GC)、液相色谱(LC)等分析分离技术联用进行分离。使用的检测器可以是质谱(MS)、氢火焰离子化检测器(FID)、火焰光度检测器(EPD)、电子捕获检测器(ECD)、原子发射光谱检测器(AED)、紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)以及离子淌度谱仪等。

1.6固相微萃取的应用

1.6.1固相微萃取在有机金属形态分析中的应用

样品预处理对于得到准确而又重现性好的分析结果非常重要。在进行形态分析时，为保证样品中各种形态在样品预处理过程中不发生变化，一般需要采用较为温和的消化或浸提的方法将待测有机金属化合物释放到液相中，常用的有酸／碱(常用HC1)浸提、微波或超声波辅助消化、CO2超临界流体萃取等技术，浸提法简便但结果的准确性难以考证，后几种方法需要借助于其它仪器，操作不便，费用较高。固相微萃取用于样品中金属及有机金属形态分析是最近几年才开始，其应用具有很大的潜力。将SPME用于有机金属的分析最早是由CaiY等人于1994年在第十六届国际毛细管色谱大会上提出的，将SPME用于鱼体和水样中汞及水体中的有机锡的萃取，降低了测定的检测限，但精密度差，RSD在24.1～68.8之间。1995年报导了汞及甲基汞中加人四乙基硼化钠衍生，而后由SPME萃取，GC－MS进行测定的方法。从此，SPME用于各种有机金属的萃取方法逐渐建立。

Tutschku等研究了环境样品中有机锡和有机铅的萃取方法，TadeuszGorecki和JanuszPawliszyn用SPME－GC测定了水中四乙基铅及无机物。Dumemann等人将SPME用于烷基铅、汞、锡的分离，样品被消化和分解后加入四乙基硼化钠衍生(pH值在4～5)以提高分析物的挥发性，10min后室温下将SPME萃取头放在样品的上部空间。Mester和Pawlisyzn将SPME萃取头直接浸入样品溶液，对尿液中的一甲基肿和二甲基肿进行了分析。

1.6.2在天然产物分析中的应用

对于分析中草药及中药材中的挥发性成分来说，SPME是一种很有用的方法。在中药分析方面，马长华等人使用固相微萃取技术测定中药石菖蒲中挥发性成分并鉴定出16种化合物。运用HS－SPME－GC－MS方法可从新鲜的紫苏中鉴定出20多种挥发性成分。刘百战等使用HS－SPME－GC－MS方法分离栀子鲜花头香成分，并鉴定了54种化学成分。Miller等测定了肉桂中的香豆素、醋酸桂皮酯、石竹烯、2－甲氧桂皮醛等成分，以此来确定肉桂类植物的植物学起源及鉴别。Winkle等人使用技术分析了人工麝香的水溶液。使用SPME技术可从冷杉叶中提取挥发性成分，以及蛇麻草中的各种挥发性成分。Schafer等人应用HS－SPME分析了针叶松叶中的蒎烯、樟烯、月桂烯等单萜类成分。应用HS－SPME法可萃取脱氧麻黄碱及其主要代谢产物苯异丙胺，方法快速、灵敏、准确，可避免常用测定方法所遇到的干扰。PDMS纤维可从中药丸中顶空萃取出17种萜类化合物。

在天然香料分析方面，刘扬岷等用SPME－GC－MS分析白兰花的香气成分，分离了114个色谱峰并鉴定了其中的75个成分。An等人使用HS－SPME－GC－MS方法从新鲜的熏衣草中分离测定了香气成分。Jan等人从青霉菌和尼日尔黑霉菌的表面测定到了经过生物转化的柠檬醛、香叶醇和橙花醇。

SPME技术可以用于从食品中提取分析组分。SPME技术可检测曲奇饼上薄荷油的含量，薄荷油中基本的成分是薄荷醇，前处理简单而干扰较少。Garcl等人对葡萄酒中的酒香组分进行了分析，建立了固相微萃取(SPME)和甲基硅烷化结合新的样品预处理方法，并应用气相色谱——质谱联用技术对葡萄酒中极性有机物进行了分析，对其中的白藜芦醇苷进行了定量分析，方法简单快速，灵敏度高。Hmenryk等人用HS－SPME技术(用PA作液相)与静态顶空法(SHS)对比研究啤酒的香味物质发现，对于低浓度的香味化合物，二种方法都具有较高的可重复性，与啤酒香味的分析结果也高度相关。1996年Coleman用SPME提取mailard反应产物中的香味成分，检测灵敏度可达ng/L级水平。Clark等采用HS－SPME技术分析了烤烟、白肋烟、马里兰烟的顶空挥发物。衍生化法是用于分析极性较强的半挥发、不挥发有机物。Lin等人进行了衍生化SPME－GC联用萃取水样中的脂肪酸，待测物为乙酸、丙酸、辛酸等11种脂肪酸，衍生试剂为芘基重氮甲烷。实验结果为衍生化SPME对含较长碳链的(C6～C10)脂肪酸检测限为pg/L级，对含较短链的(C2～C4)的脂肪酸在ng/L级。如果在涂层上完成衍生化反应，则检测限还可以进一步降低。

1.6.3在医学中的应用

随着SPME与其他分析仪器或分析方法联用技术的不断发展和成熟，SPME正逐步在医药学分析领域得到广泛的应用。

（1）基础医学中的应用。

随着固相微萃取技术的广泛应用，必将会对生理、病理、毒理学等基础医学的研究和发展起着较大的推动作用，如应用SPME检测人体体液中抗组胺类化合物以及细菌代谢产物等。RalfEiscrt等采用管内自动SPME－HPLC联用与强极性萃取涂层和手性涂层分别对多种维生素和手性药物进行了分析。Lillian等对人体尿液、血液和乳汁中的单环芳香胺(monocyclearomaticamines)及芳香胺(aromaticamine)的代谢产物进行了研究，认为这些检材可以用作生物监测指标。这必将在预防医学特别是职业病防治方面发挥重要作用。

（2）在临床医学中的应用。

随着SPME与其他分析仪器或分析方法联用技术的不断发展和成熟，SPME正逐步在医药学分析领域得到广泛的应用。

（3）在法医学中的应用。

由于法医毒(药)物分析所用检材的特殊性和复杂性，自1993年美国Supelco公司推出商品化的SPME装置后，SPME就很快应用到毒物分析中。ChristophGrote等就曾用SPME－GC－MS通过测定呼出气体中乙醇含量而可以换算出血液中乙醇含量10min内便可以完成。如果将SPME－GC便携仪用于酒后驾车肇事现场检测，必将给交通事故的处理带来极大的方便。目前,SPME已成功的分析了血液、尿液、脏器组织等生物检材中的毒鼠强、氰化物、有机磷农药、乙醇、麻醉剂等。Watanabe等人应用顶空——固相微萃取——气相色谱——质谱联用的方法(HS－SPME－GC－MS)分析血液中的5种麻醉剂，该方法已成功地应用到法医学鉴定中。

1.6.4SPME在环境分析中的应用

在应用研究领域，大量学者将SPME技术应用于各个分析领域，对大量的待测物质进行了分析测定，得到了令人满意的分析结果。其中又以其在环境分析中的应用最多，主要有：

在气态样品的分析方面：研究者对空气中的BTEX类化合物，甲醛，胺类物质，石油烃化合物等进行了分析研究。而GorloDanuta等人通过利用SPME－GC－MS方法对几种有机污染物的分析，建立了一种评估室内空气质量的方法。

在液态样品的分析方面：主要用于分析水中的有机氯化台物，BTEX类化合物，脂肪酸及脂肪酸盐，15种甘油醚，氯苯类化合物，杀虫剂，环境水样中的有机磷农药和除草剂等。我国的李攻科等人利用SPME－GC－MS联用检测了赤潮海水中的有机物，研究了其种类和含量的变化规律。陈文锐等人用SPME技术代替传统的进样技术，对污染棕桐油中的低浓度二甲苯进行了测定。此外，对水中和沉积物中的有机金属化合物的分析也有大量报道。

在固态样品的分析方面：土壤样品中的氯代苯，对三嗪在沉积物中的吸附系数的测定，固体样中的卤代苯，卤代酚，污泥及沉积物中脂肪酸与洗涤剂组分，纺织品及皮革品中的禁用偶氨染料的测定。

参考文献

［1］ArthurC.L.,PawliszynJ.,Anal.Chem.,1990,62:2145.

［2］StephenJ.E.,DonaidS.M.,EvaH.J.,Chromatography,2000,905:233-240.

［3］HighResol,Chromatogr.,1995,18（9）:535-539.

［4］GoreckiT.,PawliszynJ.,Anal.Chem.,1995,67:3265-3274.

［5］Chem.J.,PawliszynJ.,Ana1.Chem.,1996,67:2530-2533.

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［10］MesterZ.,PawliszynJ.,J.Chromatogr.,PartA.,2000,873(1):129-135.

［11］MillerK.C.,PooleC.F.,PawlowskiT.M.,Charomatographia,1996,42:639.

［12］SchaferB.,Hennig,J.HighResolutChromatogr,1995,l8:587.

处理技术论文范文篇5

1.1污水管网设计

城市污水管网担负着城市污水的收集和输送,是连接污水产生源和污水处理厂的重要的、不可缺少的环节。一般说,凡在新建市、区或扩建新区建设污水处理工程时,宜采用分流制;在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等,宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统;在雨量稀少地区,如我国西北的部分地区或者边远小城镇,由于污水处理规模小,街道狭窄,两侧建筑密集,施工复杂,无条件修建分流制排水系统,也可考虑采用合流制排水系统。值得注意的是,当截流倍数较大时,旱季和雨季污水量相差较大,污水处理厂的进水水量及水质都随之发生相应波动,造成冲击负荷,因此在污水处理厂工艺流程设计和设计参数选择时应对该水量、水质变化进行必要的分析和校核,保证处理厂出水稳定达标。

1.2垃圾渗滤液对污水处理厂的影响

国内一些城市,特别是中小城镇,当垃圾处理规模不大,且距城市污水处理厂较近时,往往将垃圾渗滤液经预处理或不经处理直接排入城市污水处理厂。这种情况下,设计城市污水处理厂时,需十分注意由于垃圾渗滤液高浓度废水的进入而给处理厂进水带来的水质变化。处理厂规模越小,其影响越大,渗滤液处理量与污水处理厂处理规模的比值越大,对设计参数选择、设备选型及工程费、运行费等影响越大。

1.3除臭技术

随着我国对环境质量要求的提高和污水处理技术的发展,在设计污水处理厂的同时,考虑除臭设施已提到议事日程。除臭方法常用有活性炭吸附法、化学药剂吸收法、土壤法及生物法。由于活性炭吸附法去除高浓度臭气效率低且价格高;化学药剂吸收法臭气去除效率低且操作管理复杂;土壤法则适合低浓度臭气去除及占地面积大等不足,目前国内外广泛采用生物除臭法,即利用微生物除臭。该法具有适合于各种臭气浓度的脱除,且具有效率高,不产生二次污染及运行费用低等优点。因此,在我国建议采用生物除臭更为经济合理。

2影响城市污水处理系统的关键技术

城市污水属于可生化处理的中性污水,工艺技术要求并不太复杂,而城市污水处理工艺技术方案的关键因素是曝气技术的选用。

2.1曝气技术的重要地位

城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物质。在城市污水处理工艺技术方案中,采用曝气充氧培养微生物对有机污染物质进行分解,这一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝气、二沉、回流或排出的工艺流程;近年来还出现了曝气、二沉、回流或排出的三合一体间歇式曝气工艺。

曝气充氧是城市污水处理工艺运行中最重要的技术保障手段,也是工艺运行的动态控制核心;在城市污水处理运行费用中,动力消耗所占比例约为80%,而曝气充氧能耗又要占装置总动力消耗的约80%;由此可见,所选用的曝气形式及技术在城市污水处理工艺技术方案中的重要地位。

2.2曝气技术的基本分类

①传统的分类曝气技术传统的分类方法是按照设备性质区分的,分为三种基本形式。表面曝气—采用机械运动的方法,使水体表面不断更新与空气接触;表面曝气分为叶轮表面曝气与转刷(盘)表面曝气两种。

射流自吸—利用水体的射流作用吸入空气。

鼓风曝气—风机鼓风经曝气器扩散向水体中输入空气(或纯氧)。

②按照流体运动性质的新分类曝气技术的实质就是使气相中的氧向液相中转移,传统的分类方法难以反映曝气技术的实质问题。使气相中的氧转移为液相中的溶解氧,是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。

2.3鼓风曝气是曝气技术的发展趋势

在城市污水处理工艺技术中,有越来越多的工程技术人员认识到了鼓风曝气技术具有动能消耗合理和充氧效率高的优点,因此鼓风曝气技术在城市污水处理工艺技术中越来越得到普遍的应用。

2.4终端设备是鼓风曝气技术的关键

鼓风曝气技术的终端是关键设备气流扩散装置——曝气器。鼓风机经管道鼓入曝气池的气相流体,最终是由曝气器对气流的扩散而产生起氧传递作用的气液接触界面;曝气充氧效率、曝气运行可靠程度的长久性、氧传递均衡性与氧供给长期稳定性等等曝气技术性能如何,完全是要取决于曝气终端设备(曝气器)的功能作用。

2.5旋混曝气器

本世纪九十年代初,我们就开始着手研究曝气器的气流扩散问题,经过大量的实验研究与运行实践经验的总结,确立了采用阻力小且无堵塞的大孔排气结构,经旋流、旋混与倒齿等多种结构扩散作用产生细泡的曝气技术,生产制造了“旋混曝气器”。从近年在湖南与广东两地的应用情况来看,旋混曝气器突出表现了效率高、可靠性好、对长期稳定运行有保障的优点,深得用户的好评。

3结语

自然系统和人工系统相结合的系统叫复合系统。市场经济条件下的城市污水处理系统,就是一个开放的复合系统。所谓开放的复合系统,是指这个复合系统,还与外界环境中的种种系统进行着交换。城市污水处理系统的整体目标是:导、治结合,实现污水处理“四化”。“四化”——一是减量化,即污水、能耗、物耗的减小;二是无害化,即污水处理的过程与结果对人及受纳水体无害;三是资源化,即污水处理后的循环回用;四是产业化,即污水处理按市场机制形成产业。

论文关键词:城市污水曝气技术工程设计

论文摘要:本文分析和论述了影响城市污水处理系统的几个主要因素,着重对曝气技术在城市污水处理工艺的主导地位和技术应用进行阐述。

参考文献:

[1]徐志嫱,魏红,黄廷林.污水采用集中或分散处理再生回用的经济比较[J].中国给水排水,2007.

[2]张丽丽,徐得潜.城市污水处理厂布局优化的经济性判据[J].山西建筑,2009.

[3]王文雯.城市河流治理生态效应优化模式探索[D].山东师范大学,2004.

处理技术论文范文篇6

论文摘要:随着经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高，城市环境已经成为人们评价一个城市发展程度的重要指标。城市废水处理――这一影城市下游环境的重要工程，其实施效果对于我国环境有着重要的影响。文中就城市废水处理新技术进行了简要的分析。

可持续发展路线的实施，增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理，作为一个城市发展程度的重要标志，其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护，更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设，加快城市污水处理新技术的应用，促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施，是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。

1.我国城市污水处理现状分析

目前我国城市污水处理的面临着重要的考验，现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染，加大了城市生活用水处理的费用，加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境，我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理，减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术，加快污水处理建设，为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。

2.城市污水处理新技术分析

2.1曝气生物滤池技术分析

曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理，也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理，并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来，因此不再需要沉淀池；占地面积小，是常规工艺的1/4～1/5，节省大量征地和地基处理费用；池容小，土建工程量比其它工艺少20％～40％；全部模块化结构，改扩建容易，工期短；上部出水为清水，滤头不易堵塞，检修和更换容易。无需放空滤池中滤料；可对厂区进行全封闭，无臭味污染，视觉和景观效果好；不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵，降低了设备投资和运行费用；穿孔管曝气，节省设备投资和维护费，效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率；自动化程度高，操作人员少；低温运行稳定，受温度影响很小；由于其具有连续的物理过滤能力，一旦生物反应发生问题，滤池仍可去除绝大部分的悬浮物；而且仅需要几天即可恢复生物处理能力，而活性污泥法需要几个星期才能恢复；由于其具有的众多有点，我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂，从近6年的处理运行情况来看，运行稳定，处理效果好，是投资较少的一种新技术应用典型。

2.2天然有机化学污水处理技术的分析

天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可，也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝与生物法共同作用污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮，使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理，如挪威、瑞典、丹麦，其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法，该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少，但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。

世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐，也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝，或者是化学药剂与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。

污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮，则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市，企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程，而化学处理法在这方面具有许多的先进性，能处理很多不同的污水，能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言，首先用化学法进行污水处理研究，不仅能承受冲击负荷，将污水处理到一定的程度，还可以了解污水的组成和变化情况，为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。

2.3污水生物处理方法分析

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差。

3.加快分流制排水管网的推进，促进污水处理的实施

我国原有城市排水管网多位合流制排水管网，其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量，增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网，是在城市中设两套独立的排水管网，分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中，可以不对径流雨水进行处理，只针对污水进行处理，大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用与合流制排水管网污水处理费用相比，分流制虽然一次性投入较大，但是综合比较可以发现，其在管网运行多年后，总体费用只占合流制管网污水处理的42.7％。因此，加快我国老城区合流制管网改革，在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。

结论

城市污水处理新技术的不断涌现，为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用，减少有害污水的产生，为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献

[1]李笑雯.城市废水处理技术[M].化学工业出版社,2006,7.

[2]梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术,2007,8.

[3]杨欣.居民生活污水的处理[J].化工信息,2007,8.

处理技术论文范文篇7

论文摘要:随着经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高，城市环境已经成为人们评价一个城市发展程度的重要指标。城市废水处理――这一影城市下游环境的重要工程，其实施效果对于我国环境有着重要的影响。文中就城市废水处理新技术进行了简要的分析。

可持续发展路线的实施，增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理，作为一个城市发展程度的重要标志，其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护，更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设，加快城市污水处理新技术的应用，促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施，是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。

1.我国城市污水处理现状分析

目前我国城市污水处理的面临着重要的考验，现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染，加大了城市生活用水处理的费用，加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境，我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理，减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术，加快污水处理建设，为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。

2.城市污水处理新技术分析

2.1曝气生物滤池技术分析

曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理，也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理，并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来，因此不再需要沉淀池；占地面积小，是常规工艺的1/4～1/5，节省大量征地和地基处理费用；池容小，土建工程量比其它工艺少20％～40％；全部模块化结构，改扩建容易，工期短；上部出水为清水，滤头不易堵塞，检修和更换容易。无需放空滤池中滤料；可对厂区进行全封闭，无臭味污染，视觉和景观效果好；不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵，降低了设备投资和运行费用；穿孔管曝气，节省设备投资和维护费，效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率；自动化程度高，操作人员少；低温运行稳定，受温度影响很小；由于其具有连续的物理过滤能力，一旦生物反应发生问题，滤池仍可去除绝大部分的悬浮物；而且仅需要几天即可恢复生物处理能力，而活性污泥法需要几个星期才能恢复；由于其具有的众多有点，我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂，从近6年的处理运行情况来看，运行稳定，处理效果好，是投资较少的一种新技术应用典型。

2.2天然有机化学污水处理技术的分析

天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可，也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝与生物法共同作用污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮，使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理，如挪威、瑞典、丹麦，其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法，该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少，但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。

世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐，也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝，或者是化学药剂与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。

污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮，则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市，企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程，而化学处理法在这方面具有许多的先进性，能处理很多不同的污水，能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言，首先用化学法进行污水处理研究，不仅能承受冲击负荷，将污水处理到一定的程度，还可以了解污水的组成和变化情况，为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。

2.3污水生物处理方法分析

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差。

3.加快分流制排水管网的推进，促进污水处理的实施

我国原有城市排水管网多位合流制排水管网，其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量，增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网，是在城市中设两套独立的排水管网，分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中，可以不对径流雨水进行处理，只针对污水进行处理，大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用与合流制排水管网污水处理费用相比，分流制虽然一次性投入较大，但是综合比较可以发现，其在管网运行多年后，总体费用只占合流制管网污水处理的42.7％。因此，加快我国老城区合流制管网改革，在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。

结论

城市污水处理新技术的不断涌现，为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用，减少有害污水的产生，为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献

[1]李笑雯.城市废水处理技术[M].化学工业出版社,2006,7.

[2]梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术,2007,8.

[3]杨欣.居民生活污水的处理[J].化工信息,2007,8.

处理技术论文范文篇8

摘要：针对32位ARM处理器开发过程中调试技术的研究，分析了目前比较流行的基于JTAG的实时调试技术，介绍了正在发展的嵌入式调试标准，并展望期趋势。

关键词：嵌入式调试处理器JTAGNexusARM

随着对高处理能力、实时多任务、网络通信、超低功耗需求的增长，传统8位机已远远满足不了新产品的要求，高端嵌入式处理器已经进入了国内开发人员的视野，并在国内得到了普遍的重视和应用。ARM内核系列处理器是由英国ARM公司开发授权给其他芯片生产商进行生产的系统级芯片。目前在嵌入式32位处理器市场中已经达到70%的份额。笔者在对三星公司的ARM7芯片技术调试的过程中，对这些高端嵌入式系统的调试技术进行了总结。

传统的调试工具及方法存在过分依赖芯片引脚、不能在处理器高速运行下正常工作、占用系统资源且不能实时跟踪和硬件断点、价格过于昂贵等弊端。目前嵌入式高端处理器的使用渐趋普及。这些处理器常常运行在100MHz，并且一些内部控制以及内部存储器的总线信号并不体现在外部引脚上。这种片上系统（SystemonChip）、深度嵌入、软件复杂的发展趋势给传统的调试工具带来了极大的挑战，也给嵌入式处理器开发工程师的工作带来了不便，这就需要更先进的调试技术和工具进行配套。本文将详细介绍在ARM处理器中采用的几种片上调试技术（on-chipdebugger）。这些片上调试技术通过在芯片的硬件逻辑中加入调试模块，从而能够降低成本，实现传统的在线仿真器和逻辑分析仪器的功能，并在一定的条件下实现实时跟踪和分析，进行软件代码的优化。

1边界扫描技术（JTAG）

边界扫描技术是为了满足当今深度嵌入式系统调试的需要而被IEEE1149.1标准所采纳，全称是标准测试访问接口与边界扫描结构（StandardTestAccessPortandBoundaryScanArchitecture）。JTAG遵循1149.1标准，是面向用户的测试接口，是ARM处理器调试的基础。本文提到的ARM的E-TRACE调试模式实际上是JTAG的增强版本，其它一些32位嵌入式处理器的调试方式也基本上遵循这个标准。这个用户接口一般由4个引脚组成：测试数据输入（TDI）、测试数据输出（TDO）、测试时钟（TCK）、测试模式选择引脚（TMS），有的还加了一个异步测试复位引脚（TRST）。其体系结构如图1。

所谓边界扫描就是将芯片内部内科所有的引脚通过边界扫描单元（BSC）串接起来，从JTAG的TDI引入，TDO引出。芯片内的边界扫描链由许多的BSC组成，通过这些扫描单元，可以实现许多在线仿真器的功能。根据1149.1的规定，芯片内的片上调试逻辑通常包括一个测试访问接口控制器（TAP）。它是一个16状态的有限状态机以及测试指令寄存器、数据寄存器、旁路寄存器和芯片标识寄存器等。在正常模式下，这些测试单元（BSC）是不可见的。一旦进入调试状态，调试指令和数据从TDI进入，沿着测试链通过测试单元送到芯片的各个引脚和测试寄存器中，通过不同的测试指令来完成不同的测试功能。包括用于测试外部电气连接和芯片功能的外部模式以及用于芯片内部功能测试（对芯片生产商）的内部模式，还可以访问和修改CPU寄存器和存储器，设置软件断点，单步执行，下载程序等。其优点如下：

·可以通过边界扫描操作测试整个板的电气连接，特点为表面贴元件提供方便；

·各个引脚信号的采样，并可强制引脚输出用以测试芯片；

·可以软件下载、执行、调试和控制，为复杂的实时跟踪调试提供路径；

·可以进行多内核和多处理器的板级和芯片级的调试，通过串接（如图2），为芯片制造商提供芯片生产、测试的途径。

虽然JTAG调试不占用系统资源，能够调试没有外部总线的芯片，代价也非常小；但是由于JTAG是通过串口依次传递数据，速度比较慢，只能进行软件断点级别的调试，自身还不能完成实时跟踪和多种事件触发等复杂调试功能。因此便有了几种功能更为完善的增强版本。

2ARM芯片的实时调试方案（E-TRACE）

ARM公司的内核芯片采用E-TRACE片上调试模式。它实际上是JTAG的升级版本，通过增强的辅助片上调试硬件来完成实时调试，解决了许多传统调试器难以解决的问题。

图2对多内核和多处理器的调试

它的实时调试方案通过三种途径解决：

·EmbeddedICE硬逻辑；

·实时监控；

·实时跟踪。

EmbeddedICE逻辑单元存在于ARM7TDMI、ARM9TDMI、ARM9E和ARM10内核中。它枯JTAG口的基础上，增加了硬件断点寄存器、比较器，通过断点寄存器的值可以进行硬件断点的设置，不仅对地址还可以对数据、控制总线的信号进行复杂的触发控制设定，而不是单单在指令级别进行中断（如软中断），从而满足对特定事件的中断响应，极大的增加了灵活性，同时可以在ROM中设置断点和观察点，极大地方便调试。其示意如图3。

实时监控则是进一步在ARM9E和ARM10中的改进。它改变EmbeddedICE在触发中断后时入调试模式状态而停止内核运行的弊端，进入一段非常小的中断监控程序中，得到所需要的信息后迅速把控制权转让给先前的任务（这是与远程监控器最大的区别）。在监控程序内处理器完全可以再接收外界的中断和其他触事件，而不是停止运行。这种方式综合了JTAG和远程调试的优点，它可以增加以下两个好处：

·在不禁止中断的前提下调试前景任务（即中断时正在运行的任务）；

·不用停止处理器的运行就可以读写和修改存储器（对于机电设备非常重要）。

更为强大的是ARM的实时跟踪解决方案，它由三部分组成：

·嵌入跟踪微核；

·跟踪分析仪；

·跟踪调试软件。

通过这三种工具可实现完全的实时跟踪。跟踪微核存在于芯片，它可以不停止CPU的运行而实时监视芯片总线的信息，并把设定触发范围内的所有信息在CPU运行的同时通过压缩的方式送到外部的跟踪分析仪器里。分析跟踪仪器从芯片外部通过跟踪口（另外一个不同于JTAG的接口）收取信息。因为是压缩的数据，所以分析仪不需要采用与跟踪微核实时跟踪相同的速度。这大大降低了分析的成本，并增加了存储的容量。而PC端的跟踪软件则来自分析仪的数据重新组织起来，从而重现处理器的历史状态和数据、程序流程。同时还可以把执行代码与源代码链接起来，使调试者快速理解跟踪数据。ARM的这种方式通过芯片内部的实时跟踪硬件加上低成本的分析仪器，解决了传统在线仿真器（ICE）和逻辑分析仪的诸多弊端。其示意如图4。

3Nexus标准

自从JTAGIEEE1149.1标准出来后，越来越多的高端嵌入芯片生产商开始采用这个标准。但是1149.1标准只能提供一种静态的调试方法，如处理器的启动和停止、软件断点、单步执行、修改寄存器，而不能提供处理器实时运行时的信息。于是各个厂家在自己的芯片上，把原有的JTAG的基本功能进行了加强和扩展，如前面提到的E-TRACE、背景调试模式BDM（BackgroundDebuggingMode）和片上仿真OnCE(On-ChipEmulation)等，在处理器不停止运行的前提下，进行实时的调试。

由于这些增强的JTAG版本之间各有差异，而且即使同一厂家的不同产品之间也在存着不同。所以一些芯片厂商和调试工具开发公司于1998年成立了Nexus5001论坛，以期提出一个在JTAG之上的嵌入式处理器调度的统一标准。

Nexus将调试开发分成四级，从第一级开始，每级的复杂度都在增加，并且上级功能覆盖下一级。第一级使用JTAG的简单静态调试；第二级支持编程跟踪和实时多任务的跟踪，并欢用户用I/O引脚作为多路复用辅助调试口；第三级包括处理器运行时的数据写入跟踪和存储器的读写跟踪；第四级增加了存储替换并触发复杂的硬件断点。从第二级开始，Nexus规定了可变的辅助口。辅助口使用3～16个数据引脚，用来帮助其他仿真器和分析仪之类的辅助调试工具。其示意如图5。

通过Nexus标准可以解以下问题：

·调试内部总线没有引出的处理器，如含有片内内存器的芯片；

·传统在线仿真器无法实现的高速调试；

·深度流水线和有片上Cache的芯片，能够探测具体哪条指令被取和最终执行；

·可以稳定地进行多内核处理器的调试。

4调试技术的展望

处理技术论文范文篇9

关键词：基坑支护卸荷支顶斜撑

1工程概况

某建筑位于太原市汾河东侧500m。该工程地下1层，地上15层，建筑面积11000m2，钢筋混凝土框架剪力墙结构。采用Φ800mm钢筋混凝土灌注桩，1500mm厚条形承台基础，承台基础用400mm厚构造筏板(筏板下设300mm厚干炉渣)相连，基础顶标高-5.13m，平面尺寸43.8m×19m。构造筏板干炉渣底标高-6.00m，承台垫层底标高-6.80m，电梯基坑处局部-8.37m，室内外高差0.9m，自然地坪为-1.06～-1.6m。施工前期，钢筋混凝土灌注桩和基坑支护帷幕桩已相继施工完成。

1．1工程水文地质条件工程场地土自上而下依次为：

①杂填土，平均层厚1.18m；

②粉土，平均层厚1.5m；

③粉细砂，平均层厚3.88m；

④I：中砂，中密，平均层厚9.02m；

⑤II：粉细砂，中密，平均层厚4.73m；

⑥粗砂砾，中密，平均层厚2.22m；

⑦粉土，平均层厚5.14m。

土质类型为中软场地土，场地类别Ⅲ类。地下水位在自然地坪下2.2～2.7m，为潜水类型，由东向西流入汾河。

1．2周边环境

该工程东侧相距6m为5层办公楼，西侧相距8m为6层住宅楼，南侧相距4m为宽15m的道路，相距25m为5层住宅楼，道路下埋设有各种管线。

1．3基坑帷幕

基坑四周布设双排喷水泥浆深层搅拌桩，桩径Φ500mm，桩长12m，桩顶标高-2.5m，桩间距350mm，排距400mm。

1．4基坑支护

东西两侧距离办公楼、住宅楼分别为3m、5m处，各布置14根钢筋混凝土灌注桩，桩径Φ600mm，桩长12m，间距1.5m，顶标高-1.8m，混凝土强度等级C25。周围均匀布置8Φ18受力筋，箍筋Φ8@200。南北两侧帷幕桩兼作支护桩。

2基坑支护综合处理方案

2．1原支护桩复核该工程的岩土工程勘察报告，未提供土的力学性能指标。原支护设计采用的技术数据及要求的技术条件也未获得。按经验数据验算，东西两侧的钢筋混凝土支护桩及南北两侧的喷水泥浆深层搅拌帷幕支护桩均不能保证安全，必须采取处理措施。

2．2基坑支护处理原则

(1)尽量保留原有支护桩，使其充分发挥作用，以节约投资；

(2)确保基坑支护结构在基础施工过程中安全可靠；

(3)避免因基坑周围土体变形和降水不当，造成邻近建筑、道路和地下管线的不均匀沉降；

(4)便于施工操作。根据上述原则，经过对几种方案的分析比较和细致计算，确定了基坑支护的综合处理方案。即采用土体卸荷、对不同的开挖深度采取不同的支顶斜撑和不同的承台胎模的作法；降水采用轻型井点和回灌的措施。

2．3综合处理方案介绍

2．3．1钢筋混凝土支护桩和帷幕支护桩外侧挖土至-3.5m卸荷，卸荷宽度2.5m，其标高略高于地下水位；

2．3．2400mm厚构造筏板部位，用370mm厚砖胎模保护被动土区不受干扰；

2．3．31500mm厚条形承台部位，先以工程桩为支点，用钢管斜撑临时支顶钢筋混凝土支护桩和帷幕桩，然后挖土满砌砖胎模加强被动区，再拆除斜撑；

2．3．4电梯基坑部位，以4排工程桩为支点，边挖土、边用4道钢管斜撑支顶帷幕支护桩，浇筑配筋混凝土胎模兼支护墙，再割除斜撑；

2．3．5采用4套轻型井点降水，其中3套设在支护桩及承台筏板之间，井点管底标高-9m，高于帷幕桩底3m，在卸土区挖土后安设，主体结构完成4层后拆除；另1套设备设在电梯基坑东、南、西三面，挖土至-6.8m时安设，电梯基坑混凝土完成后拆除；

2．3.6在基坑东、南、西三面布置10口回灌井，保证回灌水高度-3.8m。

3方案的实施顺序及施工要点

3．1施工顺序施工准备→卸荷区统一挖土至-3.5m→支护桩内侧边3套轻型井点管埋设，打回灌井、观测井，组装降水回灌系统→降水回灌→基坑内土方开挖，支护桩内侧宽2.5m的范围挖至-5.1m时暂保持不动，其余部位挖至-6m→条形承台部位挖至-6.8m，支顶斜撑，挖除支护桩内侧保留土；砌筑砖胎模砌体兼支护墙，拆除斜撑→电梯基坑外侧1套轻型井点管埋设，机组组装降水→电梯基坑部位挖土，斜撑处斜面分层挖土，分别支顶-5.0m、-6.6m、-7.5m、-8.2m斜撑，支模浇筑钢筋混凝土胎模兼支护墙，割除斜撑，封斜撑管口→电梯基坑部位基础承台施工→拆除电梯基坑外侧1套轻型井点→其余承台筏板施工。

3．2施工要点

(1)型钢和钢板用Q235，混凝土强度等级C30，砌体均用M10水泥砂浆砌MU10砖。

(2)为使东西两侧桩间土在施工过程中保持稳定，边开挖、边在支护桩间挂铅丝网抹灰。

(3)钢斜撑下端支顶在工程桩上，斜撑与工程桩相接触处焊弧形钢垫板，钢垫板与工程桩间孔隙用水泥砂浆或水泥浆灌实；钢斜梯上端槽钢组合腰梁与支护桩间孔隙，用细石混凝土或水泥砂浆灌实。

(4)同一根工程桩上支顶两根斜撑的，在该工程桩与其邻近后侧桩间水平支顶木撑，以确保工程桩的安全。

(5)支顶斜撑的设置，必须遵循先撑后挖的原则。斜撑的拆除，必须在砌体砌筑后2d且混凝土强度至少达到C10以上时进行。

4施工监测结果

4．1周边环境东、西两侧建筑及南侧道路稳定，无开裂现象发生，建筑物的最大沉降值10mm，最大倾斜值0.07％，属正常允许范围。

4．2支护桩顶变形观测点埋设后进行第一次观测。从挖土开始，在施工的不同阶段，每日或隔日进行观测，直至承台混凝土施工完毕，共观测10次，东、南、西、北的最大位移分别为7mm、7mm、8mm、20mm。

处理技术论文范文篇10

论文摘要：随着医学成像和计算机辅助技术的发展，从二维医学图像到三维可视化技术成为研究的热点，本文介绍了医学图像处理技术的发展动态，对图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。在比较各种技术在相关领域中应用的基础上，提出了医学图像处理技术发展所面临的相关问题及其发展方向。

1．引言

近20多年来，医学影像已成为医学技术中发展最快的领域之一，其结果使临床医生对人体内部病变部位的观察更直接、更清晰，确诊率也更高。20世纪70年代初，X-CT的发明曾引发了医学影像领域的一场革命，与此同时，核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超声成像、数字射线照相术、发射型计算机成像和核素成像等也逐步发展。计算机和医学图像处理技术作为这些成像技术的发展基础，带动着现代医学诊断正产生着深刻的变革。各种新的医学成像方法的临床应用，使医学诊断和治疗技术取得了很大的进展，同时将各种成像技术得到的信息进行互补，也为临床诊断及生物医学研究提供了有力的科学依据。

在目前的影像医疗诊断中,主要是通过观察一组二维切片图象去发现病变体,往往需要借助医生的经验来判定。至于准确的确定病变体的空间位置、大小、几何形状及与周围生物组织的空间关系,仅通过观察二维切片图象是很难实现的。因此,利用计算机图象处理技术对二维切片图象进行分析和处理,实现对人体器官、软组织和病变体的分割提取、三维重建和三维显示,可以辅助医生对病变体及其它感兴趣的区域进行定性甚至定量的分析,可以大大提高医疗诊断的准确性和可靠性。此外,它在医疗教学、手术规划、手术仿真及各种医学研究中也能起重要的辅助作用。

本文对医学图像处理技术中的图像分割、纹理分析、图像配准和图像融合技术的现状及其发展进行了综述。

2．医学图像三维可视化技术

2.1三维可视化概述

医学图像的三维可视化的方法很多，但基本步骤大体相同，如图.。从#$/&’(或超声等成像系统获得二维断层图像，然后需要将图像格式（如0(#1&）转化成计算机方便处理的格式。通过二维滤波，减少图像的噪声影响，提高信噪比和消除图像的尾迹。采取图像插值方法，对医学关键部位进行各向同性处理，获得体数据。经过三维滤波后，不同组织器官需要进行分割和归类，对同一部位的不同图像进行配准和融合，以利于进一步对某感兴趣部位的操作。根据不同的三维可视化要求和系统平台的能力，选择不同的方法进行三维体绘制，实现三维重构。

2.2关键技术：

图像分割是三维重构的基础，分割效果直接影像三维重构的精确度。图像分割是将图像分割成有意义的子区域，由于医学图像的各区域没有清楚的边界，为了解决在医学图像分割中遇到不确定性的问题，引入模糊理论的模糊阀值、模糊边界和模糊聚类等概念。快速准确的分离出解剖结构和定位区域位置和形状，自动或半自动的图像分割方法是非常重要的。在实际应用中有聚类法、统计学模型、弹性模型、区域生长、神经网络等适用于医学图像分割的具体方法。

由于可以对同一部位用不同的成像仪器多次成像，或用同一台仪器多次成像，这样产生了多模态图像。多模态图像提供的信息经常相互覆盖和具有互补性，为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息，需要对各个模态的原始图像进行配准和数据融合，其整个过程称为数据整合。整合的第一步是将多个医学图像的信息转换到一个公共的坐标框架内的研究，使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应，称为三维医学图像的配准问题。建立配准关系后，将多个图像的数据合成表示的过程，称为融合。在医学应用中，不同模态的图像还提供了不互相覆盖的结构互补信息，比如，当CT提供的是骨信息，MRI提供的关于软组织的信息，所以可以用逻辑运算的方法来实现它们图像的合成。

当分割归类或数据整合结束后，对体数据进行体绘制。体绘制一般分为直接体绘制和间接体绘制，由于三维医学图像数据量很大，采用直接体绘制方法，计算量过重，特别在远程应用和交互操作中，所以一般多采用间接体绘制。在图形工作站上可以进行直接体绘制，近来随着计算机硬件快速发展，新的算法，如三维纹理映射技术，考虑了计算机图形硬件的特定功能及体绘制过程中的各种优化方法，从而大大地提高了直接体绘制的速度。体绘制根据所用的投影算法不同加以分类，分为以对象空间为序的算法（又称为体素投影法）和以图像空间为序的算法!又称为光线投射法"，一般来说，体素投影法绘制的速度比光线投射法快。由于三维医学图像的绘制目的在于看见内部组织的细节，真实感并不是最重要的，所以在医学应用中的绘制要突出特定诊断所需要的信息，而忽略无关信息。另外，高度的可交互性是三维医学图像绘制的另一个要求，即要求一些常见操作，如旋转，放大，移动，具有很好的实时性，或至少是在一个可以忍受的响应时间内完成。这意味着在医学图像绘制中，绘制时间短的可视化方法更为实用。

未来的三维可视化技术将与虚拟现实技术相结合，不仅仅是获得体数据的工具，更主要的是能创造一个虚拟环境。

3．医学图像分割

医学图像分割就是一个根据区域间的相似或不同把图像分割成若干区域的过程。目前,主要以各种细胞、组织与器官的图像作为处理的对象，图像分割技术主要基于以下几种理论方法。

3.1基于统计学的方法

统计方法是近年来比较流行的医学图像分割方法。从统计学出发的图像分割方法把图像中各个像素点的灰度值看作是具有一定概率分布的随机变量,观察到的图像是对实际物体做了某种变换并加入噪声的结果,因而要正确分割图像,从统计学的角度来看,就是要找出以最大的概率得到该图像的物体组合。用吉布斯（Gibbs）分布表示的Markov随机场(MRF)模型,能够简单地通过势能形式表示图像像素之间的相互关系,因此周刚慧等结合人脑MR图像的空间关系定义Markov随机场的能量形式,然后通过最大后验概率(MAP)方法估计Markov随机场的参数,并通过迭代方法求解。层次MRF采用基于直方图的DAEM算法估计标准有限正交混合(SFNM)参数的全局最优值,并基于MRF先验参数的实际意义,采用一种近似的方法来简化这些参数的估计。林亚忠等采用的混合金字塔Gibbs随机场模型,有效地解决了传统最大后验估计计算量庞大和Gibbs随机场模型参数无监督及估计难等问题,使分割结果更为可靠。

3.2基于模糊集理论的方法

医学图像一般较为复杂，有许多不确定性和不精确性，也即模糊性。所以有人将模糊理论引入到图像处理与分析中，其中包括用模糊理论来解决分割问题。基于模糊理论的图形分割方法包括模糊阈值分割方法、模糊聚类分割方法等。模糊阈值分割技术利用不同的S型隶属函数来定义模糊目标，通过优化过程最后选择一个具有最小不确定性的S函数，用该函数表示目标像素之间的关系。这种方法的难点在于隶属函数的选择。模糊C均值聚类分割方法通过优化表示图像像素点与C各类中心之间的相似性的目标函数来获得局部极大值，从而得到最优聚类。Venkateswarlu等[改进计算过程，提出了一种快速的聚类算法。

3.2.1基于模糊理论的方法

模糊分割技术是在模糊集合理论基础上发展起来的,它可以很好地处理MR图像内在的模糊性和不确定性,而且对噪声不敏感。模糊分割技术主要有模糊阈值、模糊聚类、模糊边缘检测等。在各种模糊分割技术中,近年来模糊聚类技术,特别是模糊C-均值(FCM)聚类技术的应用最为广泛。FCM是一种非监督模糊聚类后的标定过程,非常适合存在不确定性和模糊性特点的MR图像。然而,FCM算法本质上是一种局部搜索寻优技术,它的迭代过程采用爬山技术来寻找最优解,因此容易陷入局部极小值,而得不到全局最优解。近年来相继出现了许多改进的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究热点。FFCM算法对传统FCM算法的初始化进行了改进,用K-均值聚类的结果作为模糊聚类中心的初值,通过减少FCM的迭代次数来提高模糊聚类的速度。它实际上是两次寻优的迭代过程,首先由K-均值聚类得到聚类中心的次最优解,再由FCM进行模糊聚类,最终得到图像的最优模糊分割。

3.2.2基于神经网络的方法

按拓扑机构来分,神经网络技术可分为前向神经网络、反馈神经网络和自组织映射神经网络。目前已有各种类型的神经网络应用于医学图像分割,如江宝钏等利用MRI多回波性,采用有指导的BP神经网络作为分类器,对脑部MR图像进行自动分割。而Ahmed和Farag则是用自组织Kohenen网络对CT/MRI脑切片图像进行分割和标注,并将具有几何不变性的图像特征以模式的形式输入到Kohenen网络,进行无指导的体素聚类,以得到感兴趣区域。模糊神经网络(FNN)分割技术越来越多地得到学者们的青睐,黄永锋等提出了一种基于FNN的颅脑MRI半自动分割技术,仅对神经网络处理前和处理后的数据进行模糊化和去模糊化,其分割结果表明FNN分割技术的抗噪和抗模糊能力更强。

3.2.3基于小波分析的分割方法

小波变换是近年来得到广泛应用的一种数学工具，由于它具有良好的时一频局部化特征、尺度变化特征和方向特征，因此在图像处理上得到了广泛的应用。

小波变换和分析作为一种多尺度多通道分析工具，比较适合对图像进行多尺度的边缘检测，典型的有如Mallat小波模极大值边缘检测算法[6

3.3基于知识的方法

基于知识的分割方法主要包括两方面的内容:(1)知识的获取,即归纳提取相关知识,建立知识库；(2)知识的应用,即有效地利用知识实现图像的自动分割。其知识来源主要有:(1)临床知识,即某种疾病的症状及它们所处的位置；(2)解剖学知识,即某器官的解剖学和形态学信息,及其几何学与拓扑学的关系,这种知识通常用图谱表示；(3)成像知识,这类知识与成像方法和具体设备有关；(4)统计知识,如MI的质子密度(PD)、T1和T2统计数据。Costin等提出了一种基于知识的模糊分割技术,首先对图像进行模糊化处理,然后利用相应的知识对各组织进行模糊边缘检测。而谢逢等则提出了一种基于知识的人脑三维医学图像分割显示的方法。首先,以框架为主要表示方法,建立完整的人脑三维知识模型,包含脑组织几何形态、生理功能、图像灰度三方面的信息；然后,采用“智能光线跟踪”方法,在模型知识指导下直接从体积数据中提取并显示各组织器官的表面。

3.4基于模型的方法

该方法根据图像的先验知识建立模型,有动态轮廓模型(ActiveContourModel,又称Snake)、组合优化模型等,其中Snake最为常用。Snake算法的能量函数采用积分运算,具有较好的抗噪性,对目标的局部模糊也不敏感,但其结果常依赖于参数初始化,不具有足够的拓扑适应性,因此很多学者将Snake与其它方法结合起来使用,如王蓓等利用图像的先验知识与Snake结合的方法,避开图像的一些局部极小点,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等将径向基网络(RBFNNcc)与Snake相结合建立了一种混合模型,该模型具有以下特点:(1)该混合模型是静态网络和动态模型的有机结合；(2)Snake的初始化轮廓由RBFNNcc提供；(3)Snake的初始化轮廓给出了最佳的控制点；(4)Snake的能量方程中包含了图像的多谱信息。Luo等提出了一种将livewire算法与Snake相结合的医学图像序列的交互式分割算法,该算法的特点是在少数用户交互的基础上,可以快速可靠地得到一个医学图像序列的分割结果。

由于医学图像分割问题本身的困难性，目前的方法都是针对某个具体任务而言的，还没有一个通用的解决方法。综观近几年图像分割领域的文献，可见医学图像分割方法研究的几个显著特点：（1）学者们逐渐认识到现有任何一种单独的图像分割算法都难以对一般图像取得比较满意的结果，因而更加注重多种分割算法的有效结合；（2）在目前无法完全由计算机来完成图像分割任务的情况下，半自动的分割方法引起了人们的广泛注意，如何才能充分利用计算机的运算能力，使人仅在必要的时候进行必不可少的干预，从而得到满意的分割结果是交互式分割方法的核心问题；（3）新的分割方法的研究主要以自动、精确、快速、自适应和鲁棒性等几个方向作为研究目标，经典分割技术与现代分割技术的综合利用（集成技术）是今后医学图像分割技术的发展方向。

4．医学图像配准和融合

医学图像可以分为解剖图像和功能图像2个部分。解剖图像主要描述人体形态信息，功能图像主要描述人体代谢信息。为了综合使用多种成像模式以提供更全面的信息，常常需要将有效信息进行整合。整合的第一步就是使多幅图像在空间域中达到几何位置的完全对应，这一步骤称为“配准”。整合的第二步就是将配准后图像进行信息的整合显示，这一步骤称为“融合”。

在临床诊断上，医生常常需要各种医学图像的支持，如CT、MRI、PET、SPECT以及超声图像等，但无论哪一类的医学图像往往都难以提供全面的信息，这就需要将患者的各种图像信息综合研究19]，而要做到这一点，首先必须解决图像的配准(或叫匹配)和融合问题。医学图像配准是确定两幅或多幅医学图像像素的空间对应关系；而融合是指将不同形式的医学图像中的信息综合到一起，形成新的图像的过程。图像配准是图像融合必需的预处理技术，反过来，图像融合是图像配准的一个目的。

4.1医学图像配准

医学图像配准包括图像的定位和转换，即通过寻找一种空间变换使两幅图像对应点达到空间位置上的配准，配准的结果应使两幅图像上所有关键的解剖点或感兴趣的关键点达到匹配。20世纪90年代以来，医学图像配准的研究受到了国内外医学界和工程界的高度重视，1993年Petra等]综述了二维图像的配准方法，并根据配准基准的特性，将图像配准的方法分为两大类：基于外部特征（有框架）的图像配准和基于内部特征（无框架）的图像配准。基于外部特征的方法包括立体定位框架法、面膜法及皮肤标记法等。基于外部特征的图像配准，简单易行，易实现自动化，能够获得较高的精度，可以作为评估无框架配准算法的标准。但对标记物的放置要求高，只能用于同一患者不同影像模式之间的配准，不适用于患者之间和患者图像与图谱之间的配准，不能对历史图像做回溯性研究。基于内部特征的方法是根据一些用户能识别出的解剖点、医学图像中相对运动较小的结构及图像内部体素的灰度信息进行配准。基于内部特征的方法包括手工交互法、对应点配准法、结构配准法、矩配准法及相关配准法。基于内部特征的图像配准是一种交互性方法，可以进行回顾性研究，不会造成患者不适，故基于内部特征的图像配准成为研究的重点。

近年来，医学图像配准技术有了新的进展，在配准方法上应用了信息学的理论和方法，例如应用最大化的互信息量作为配准准则进行图像的配准，在配准对象方面从二维图像发展到三维多模医学图像的配准。例如Luo等利用最大互信息法对CT-MR和MR-PET三维全脑数据进行了配准，结果全部达到亚像素级配准精度。在医学图像配准技术方面引入信号处理技术，例如傅氏变换和小波变换。小波技术在空间和频域上具有良好的局部特性，在空间和频域都具有较高的分辨率，应用小波技术多分辨地描述图像细貌，使图像由粗到细的分级快速匹配，是近年来医学图像配准的发展之一。国内外学者在这方面作了大量的工作，如Sharman等提出了一种基于小波变换的自动配准刚体图像方法，使用小波变换获得多模图像特征点然后进行图像配准，提高了配准的准确性。另外，非线性配准也是近年来研究的热点，它对于非刚性对象的图像配准更加适用，配准结果更加准确。

目前许多医学图像配准技术主要是针对刚性体的配准，非刚性图像的配准虽然已经提出一些解决的方法，但同刚性图像相比还不成熟。另外，医学图像配准缺少实时性和准确性及有效的全自动的配准策略。向快速和准确方面改进算法，使用最优化策略改进图像配准以及对非刚性图像配准的研究是今后医学图像配准技术的发展方向。

4.2医学图像融合

图像融合的主要目的是通过对多幅图像间的冗余数据的处理来提高图像的可读性,对多幅图像间的互补信息的处理来提高图像的清晰度。不同的医学影像设备获取的影像反映了不同的信息：功能图像（SPECT、PET等）分辨率较差，但它提供的脏器功能代谢和血液流动信息是解剖图像所不能替代的；解剖图像（CT、MRI、B超等）以较高的分辨率提供了脏器的解剖形态信息，其中CT有利于更致密的组织的探测，而MRI能够提供软组织的更多信息。多模态医学图像的融合把有价值的生理功能信息与精确的解剖结构结合在一起，可以为临床提供更加全面和准确的资料。

医学图像的融合可分为图像融合的基础和融合图像的显示。（1）图像融合的基础：目前的图像融合技术可以分为2大类，一类是以图像像素为基础的融合法；另一类是以图像特征为基础的融合方法。以图像像素为基础的融合法模型可以表示为：

其中，为融合图像，为源图像，为相应的权重。以图像特征为基础的融合方法在原理上不够直观且算法复杂，但是其实现效果较好。图像融合的步骤一般为：①将源图像分别变换至一定变换域上；②在变换域上设计一定特征选择规则；③根据选取的规则在变换域上创建融合图像；④逆变换重建融合图像。（2）融合图像的显示：融合图像的显示方法可分成2种：空间维显示和时间维显示。

目前，医学图像融合技术中还存在较多困难与不足。首先，基本的理论框架和有效的广义融合模型尚未形成。以致现有的技术方法还只是针对具体病症、具体问题发挥作用，通用性相对较弱。研究的图像以CT、MRI、核医学图像为主，超声等成本较低的图像研究较少且研究主要集中于大脑、肿瘤成像等；其次，由于成像系统的成像原理的差异，其图像采集方式、格式以及图像的大小、质量、空间与时间特性等差异大，因此研究稳定且精度较高的全自动医学图像配准与融合方法是图像融合技术的难点之一；最后，缺乏能够客观评价不同融合方法融合效果优劣的标准，通常用目测的方法比较融合效果，有时还需要利用到医生的经验。

在图像融合技术研究中，不断有新的方法出现，其中小波变换在图像融合中的应用，基于有限元分析的非线性配准以及人工智能技术在图像融合中的应用将是今后图像融合研究的热点与方向。随着三维重建显示技术的发展，三维图像融合技术的研究也越来越受到重视，三维图像的融合和信息表达，也将是图像融合研究的一个重点。

5．医学图像纹理分析

一般认为图像的纹理特征描述物体表面灰度或颜色的变化,这种变化与物体自身属性有关,是某种纹理基元的重复。Sklansky早在1978年给出了一个较为适合于医学图像的纹理定义:“如果图像的一系列固有的统计特性或其它的特性是稳定的、缓慢变化的或者是近似周期的,那么则认为图像的区域具有不变的纹理”。纹理的不变性即指纹理图像的分析结果不会受到旋转、平移、以及其它几何处理的影响。目前从图像像素之间的关系角度,纹理分析方法主要包括以下几种。

5.1统计法

统计分析方法主要是基于图像像素的灰度值的分布与相互关系,找出反映这些关系的特征。基本原理是选择不同的统计量对纹理图像的统计特征进行提取。这类方法一般原理简单,较易实现,但适用范围受到限制。该方法主要适合医学图像中那些没有明显规则性的结构图像,特别适合于具有随机的、非均匀性的结构。统计分析方法中,最常用的是共生矩阵法,其中有灰度共生矩阵(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩阵。杜克大学的R.Voracek等使用GLCM对肋间周边区提取的兴趣区(regionofinterest,ROI)进行计算,测出了有意义的纹理参数。另外,还有长游程法(runlengthmatrix,RLM),其纹理特征包括短游程优势、长游程优势、灰度非均匀化、游程非均匀化、游程百分比等,长游程法是对图像灰度关系的高阶统计,对于给定的灰度游程,粗的纹理具有较大的游程长度,而细的纹理具有较小的游程长度。

5.2结构法

结构分析方法是分析纹理图像的结构,从中获取结构特征。结构分析法首先将纹理看成是有许多纹理基元按照一定的位置规则组成的,然后分两个步骤处理（1）提取纹理基元；（2）推论纹理基元位置规律。目前主要用数学形态学方法处理纹理图像,该方法适合于规则和周期性纹理,但由于医学图像纹理通常不是很规则,因此该方法的应用也受到限制,实际中较少采用。

5.3模型法

模型分析方法认为一个像素与其邻域像素存在某种相互关系,这种关系可以是线性的,也可以是符合某种概率关系的。模型法通常有自回归模型、马尔科夫随机场模型、Gibbs随机场模型、分形模型,这些方法都是用模型系数来表征纹理图像,其关键在于首先要对纹理图像的结构进行分析以选择到最适合的模型,其次为如何估计这些模型系数。如何通过求模型参数来提取纹理特征,进行纹理分析,这类方法存在着计算量大,自然纹理很难用单一模型表达的缺点。

5.4频谱法

频谱分析方法主要基于滤波器理论，包括傅立叶变换法、Gabor变换法和小波变换法。

1973年Bajcsy使用傅立叶滤波器方法分析纹理。Indhal等利用2-D快速傅立叶变换对纹理图像进行频谱分析,从而获得纹理特征。该方法只能完成图像的频率分解,因而获得的信息不是很充分。1980年Laws对图像进行傅氏变换,得出图像的功率谱,从而提取纹理特征进行分析。

Gabor函数可以捕捉到相当多的纹理信息,且具有极佳的空间/频域联合分辨率,因此在实际中获得了较广泛的应用。小波变换法大体分金子塔形小波变换法和树形小波变换法(小波包法)。

小波变换在纹理分析中的应用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波变换(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各种小波变换被用于抽取纹理特征。传统的金字塔小波变换在各分解级仅对低频部分进行分解,所以利用金字塔小波变换进行纹理特征提取是仅利用了纹理图像低频子带的信息,但对某些纹理,其中高频子带仍含有有关纹理的重要特征信息(如对具有明显的不规则纹理的图像,即其高频子带仍含有有关纹理的重要特征)得不到利用。使用在每个分解级对所有的频率通道均进行分解的完全树结构小波变换提取特征,能够较全面地提取有关纹理特征。

由于医学图像及其纹理的复杂性，目前还不存在通用的适合各类医学图像进行纹理分析的方法，因而对于各类不同特点的医学图像就必须采取有针对性地最适合的纹理分析技术。另外，在应用某一种纹理分析方法对图像进行分析时，寻求最优的纹理特征与纹理参数也是目前医学图像纹理分析中的重点和难点。

6．总结

随着远程医疗技术的蓬勃发展，对医学图像处理提出的要求也越来越高。医学图像处理技术发展至今，各个学科的交叉渗透已是发展的必然趋势，其中还有很多亟待解决的问题。有效地提高医学图像处理技术的水平，与多学科理论的交叉融合、医务人员和理论技术人员之间的交流就显得越来越重要。多维、多参数以及多模式图像在临床诊断（包括病灶检测、定性，脏器功能评估，血流估计等）与治疗（包括三维定位、体积计算、外科手术规划等）中将发挥更大的作用。

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