河北科技大学 混沌系统全装填混合填混合投影同步研究.docx
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河北科技大学混沌系统全装填混合填混合投影同步研究
中图分类号:
O415
密级:
公开
UDC:
530
学校代码:
10082
硕士学位论文
(同等学力人员)
混沌系统全装填混合填混合投影同步研究
论文作者:
指导教师:
教授
副指导教师:
申请学位类别:
管理学硕士
学科、领域:
管理学
所在单位:
华北科贸有限公司
答辩日期:
2012年5月10日
HebeiUniversityofScienceandTechnology
DissertationfortheMasterDegree
IndustrialRestructuringandLayoutOptimizationofQuipmentManufacturingIndustrialinHebei
ClassifiedIndex:
O415
SecrecyRate:
Publicized
UDC:
530
UniversityCode:
10082
Candidate:
Name
Supervisor:
Prof.Name
AssociateSupervisor:
AcademicDegreeApppliedfor:
MasterofManagement
Speciality:
BusinessManagement
Employer:
SchoolofEconomicsandManagement
DateofOralExamination:
may,2012
河北科技大学学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
指导教师签名:
年月日年月日
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□保密,在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于
□不保密。
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学位论文作者签名:
指导教师签名:
年月日年月日
摘要
本文针对某市新建化工区与其配套的工业污水处理厂进行研究,在分析某市化工区产生的废水水质和水量的基础上,调查研究了针对石化废水中高浓度有机污染物,氨氮和高COD的现行各种处理工艺和方法,并经过对选定的两种工业废水处理方案的优化比选,对两方案进行了技术、经济分析比对,最终确定了某市化工区工业污水处理厂工艺采用污水处理工艺为“匀质调节—混凝沉淀—水解酸化—一级A/O—二级A/O—监测消毒”,本工艺主要针对化工区新建石油化工项目产生的废水进行处理,具有投资成本低,处理效果显著、易于维护管理,运行成本较低的特点,能经济,有效的去除废水中的高浓度有机污染物,氨氮和CODCr等,使出水水质达到国家《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的二级标准,解决了石化废水中有机污染物难降解的技术难题,并完成了化工区污水处理厂总体设计。
本工程建设规模为3万m3/d,占地面积为60200m2,项目建设总投资概算为15022.18万元,单位处理成本为2.61元/m3污水,单位运营成本1.94元/m3污水。
并且通过工程效益评估,本工程具有良好的环境效益和社会效益,在确保收费的前提下,可产生良好的、间接的经济效益。
本设计研究可对同类型化工区工业污水处理厂的设计提供有意义的借鉴和参考。
关键词化工;工业废水;生物处理;污水处理工艺;污水处理厂设计
Abstract
InviewofresearchthatanewlybuiltchemicalindustrialzoneandSupportingwastewatertreatmentequipments.Onthebasisofquantityandqualityofthewaterinonechemicalindustrialzone,thispaperinvestigatesandstudiescurrentprocessofhighconcentratedOrganicPollutants,NH3-NandCODinpetrochmicalwastewater,andcomparestwooptionsandselectstheoptimumplanthatadjustment—sedimentation--1
-classA/O--2-classA/O--monitor-sanitizeing.ThisresearchsubjectistreatedPetrochemicalprojectwastewater,whichisgoodinstabledischargingwater,easymaintenanceandmanagementandgoodreliabilityandpractical,whichremovalefficiencyofBOD,CODandSS.Thispaperhasdesginedoverallsewagetreatmentplantinchemicalindustrialzone,andthewaterqualitymeets2-classcriteriaspecifiedintheIntegratedWastewaterDischargeStandard(GB8978-1996).TheselectedtreatmentmethodssolvestheproblemthatOrganicPollutantsinpetrochmicalwastewaterisdifficulttoBiodegradateandaccomplishesthedesignofsewagetreatmentplant.Thescaleofthisprojectconstructionis3×104m3/d,coverstheareaof13000m2,Roughcalculationofinvestmentis15022.18×104yuan,oneCubicmeterwastewatertreatmentandoperationcost2.61yuanand1.94yuan.Throughbenefitevaluation,theprojecthasgoodenvironmenteffectandthesocialeffect.ThedesignstudyprovidingreferenceforsimilarchemicalindustricalSewagetreatmentplants.
KeywordsChemicalindustry;Industrialwastewater;Biologicaltreatment;Wastewatertreatmenttechnology;Designofsewagetreatmentplant
目录
摘要I
AbstractII
第1章绪论1
1.1论文的研究背景1
1.1.1研究背景1
1.1.2选题意义1
1.2国内外研究现状及发展趋势1
1.2.1物理方法1
1.2.2化学方法2
1.2.3生物处理法2
1.2.4超声法3
1.3研究内容3
第2章SSL协议内容及研究5
2.1SSL协议的概述5
2.1.1SSL的协议堆栈5
2.1.2数据的传输流程6
2.2SSL连接及会话6
2.3记录协议层7
2.3.1记录协议的操作过程7
2.3.2SSL记录格式8
2.4SSL改变加密约定协议9
2.5本章小结9
第3章信息安全机制11
3.1加密机制11
3.1.1密码学基础知识11
3.1.2对称加密算法12
3.1.3公开密钥密码12
3.2数据完整性机制13
3.2.1数据完整性验证13
3.2.2数字摘要13
3.3数字签名机制13
3.3.1数字摘要13
3.3.2数字摘要的实现方13
3.4访问数字签名机制14
3.5本章小结14
第4章安全代理的设计与分析15
4.1计算机代理技术15
4.2设计安全代理的必要性15
4.3安全代理的工作原理16
4.3.1安全代理的客户端原理16
4.3.2安全代理的服务端原理17
4.4本论文设计的主要工作18
4.5安全代理的设计思想18
4.5.1安全代理的客户端设计18
4.5.2安全代理的服务端设计19
4.6本章小结20
第5章安全代理的实现21
5.1安全代理的实现技术21
5.1.1密码技术21
5.1.2套接字编程技术21
5.2本章小结22
结论23
附录25
附录A25
附录B25
参考文献27
攻读硕士学位期间所发表的论文29
致谢31
个人简历33
第1章绪论
1.1论文的研究背景
1.1.1研究背景
21世纪全球可持续发展面临着“人口、资源、环境”三大问题,这些问题无不与水息息相关。
我国不仅水资源贫缺,而且随着我国城市化和工业化程度的提高,水环境污染问题日益严重[1,2]。
公共环境安全成为社会关注的焦点,加大水污染治理、确保水环境质量成为各级政府和全社会的热门话题[3]。
1.1.2选题意义
根据《某市环境保护“十一五”规划》,化工区水环境保护目标为,地表水环境:
规划范围内的现有河网,2010年达到四类水域功能要求,2015年达到三类水域功能要求;海域水环境:
2015年近海水域达到三类标准(GB3097—1997)。
为实现上述目标,需要加强水污染综合治理:
巩固和深化工业废水达标排放成果,抓好重点领域、重点行业的污染综合整治,规划建设一批污水处理工程,包括某市化工区污水处理厂等污水处理项目。
本课题的研究需选用有效的石化废水处理技术和方法,主要技术难点在于高有机污染物,氨氮和高COD的降解,因此对工艺方案的选择需通过比选的方式确定最佳工艺技术路线。
1.2国内外研究现状及发展趋势
现代污水处理的基本方法是采用各种技术,将污水中所含的污染物质分离除去,或回收利用,或将其转化为无公害物质,使水体得到净化。
石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。
随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为以下几类。
1.2.1物理方法
传统物理方法是指通过物理的作用,分离和去除废水中不溶解的悬浮固体的方法[4]。
大致可分为:
均质调节、机械过滤、沉淀、蒸发、离心分离、物理吸附、膜处理技术等。
化工生产过程中产生的废水量及水质是随时间变化的,其污染物的含量有很大波动,因此采用调节池的方法使废水水质均化,不仅使废水的色度、碱度、生化需氧量、pH值、浊度等变得均匀,更重要的是可以把排放集中的高浓度废水水质调平,并且由于废水在调节池内停留,会发生物理的、化学的和生物反应作用,一定程度上降低污染物浓度,减轻处理负荷。
1.2.2化学方法
化学方法是利用化学反应的作用,分离回收污水中处于各种形态的污染物质,如中和、氧化还原、化学沉淀、电解等[31]。
中和法是利用酸碱中和来调整废水中的pH值,使废水达到中性。
中和的方法有用酸性废水和碱性废水互相中和,或利用酸、碱性废物来分别中和碱、酸性废水。
当废水中含有的酸或碱的浓度很高时,在5%以上,可以考虑回用和综合利用;当浓度不高,低于3%时,回收或综合利用的经济意义不大,才考虑酸碱中和处理。
1.2.3生物处理法
生物处理法是利用微生物来降解废水中污染物的方法和手段。
主要优点是处理成本低、效率高,出水水质一般可达标排放。
主要有活性污泥法、生物膜法、生物稳定法、厌氧生物技术等。
活性污泥法是对废水和活性污泥的混合物进行曝气,活性污泥中的好氧微生物,在与废水接触的同时,将废水中的污染物降解。
生物膜法是土壤自净的人工强化,是使微生物群体以膜状附着在机械物体的表面上,与废水接触,通过降解废水中的污染物使废水得以净化。
生物稳定法降解有机污染物的原理与活性污泥法和生物膜法不同,它利用细菌和原生动物降解有机物,氧的补给除随废水进水补给和大气供氧外,主要靠植物性浮游生物和藻类的光合作用供氧。
厌氧生物技术常用来处理高浓度有机废水和污泥,但厌氧处理后的出水需进一步处理才能达标排放。
在处理工业废水时,常常是先通过物理和化学的方法对废水进行预处理,再用生物方法对废水进行进一步的处理。
现代工业的发展使含有高浓度难降解有机污染物的废水日益增多,这些物质的共同特点是成分复杂、生物毒性大、化学耗氧量高,一般微生物对其几乎没有降解效果。
对于难降解有机废水的治理,是水处理领域的一个热点问题。
在这一方面,发展了许多处理手段,取得了不少研究成果,并有不少成果已投入到实际生产中。
何强、吉方英等[32]采用兼氧—好氧生物处理工艺,对苯胺基乙腈废水处理进行了试验研究,并用化学沉淀法对生化处理出水中的NH3-N进行处理。
试验结果表明,进水水质COD为1000~2000mg/L,NH3-N为300mg/L,出水COD为200~300mg/L,NH3-N为30mg/L,处理出水能达到作为化工生产工艺回用水的要求。
1.2.4超声法
超声技术是利用声空化能量加速并控制化学反应,提高反应效率的一种新技术。
超声波能加快反应进程,主要作用机理有空化效应、机械剪切效应、超声絮凝效应和自由基效应,超声能够破坏颗粒物的双电层的球形对称,使颗粒易凝聚。
Hotspot使进入空化泡中的水蒸气发生了分裂及链式反应,形成H-OH自由基,强大的剪切力可使大分子主链上的碳链断裂,从而起到降解高分子的作用,并促使上述产生的自由基进入溶液,促使物质进行氧化分解[33,34]。
1.3研究内容
本课题以某市化工区工业污水处理厂新建工程为研究对象。
根据《某市化工区总体规划》新建化工区工业污水处理厂将处理化工区所产生的工业污水。
具体研究内容如下:
1)通过对某市化工区企业近期和远期规划以及现状进行系统科学的调查研究运用正确的方法预测各区域内给排水量和水环境污染的发展趋势和程度确定化工区内工业污水污染物的排放总量,以及污水水质分析。
2)根据某市水环境质量控制目标及环境容量的要求,通过优化比选对某市化工区工业污水处理的工程技术方案,确定最佳某市化工区工业污水处理厂工程工艺方案和技术路线。
第2章SSL协议内容及研究
2.1SSL协议的概述
SSL协议是基于对称密钥算法和公钥加密算法的加密传输信道的协议,位于应用层与传输层之间,独立于应用层协议,在SSL协议上可加载任何高层应用协议,应用程序现数据的保密性,采用MD5信息摘要算法等来实现数据的完整性,使用数字证书进行身份认证。
SSL现在主要是SSLv2,SSLv3版本,本文主要是探讨SSLv3为主。
SSL协议的作用如表2-1所示[6]:
表2-1SSL协议的应用
服务类型
采用的主要技术
作用
信息保密
加密
防止窃听
信息完整
信息认证
防止破坏
双向认证
X.509证书
防止欺骗
(1)信息保密性通过使用公开密钥和对称密钥技术达到信息保密。
SSL客户端和服务器之间的所有业务都使用在SSL握手过程中建立的密钥和算法进行加密。
这样就防止某人中所传信息,但由于没有密钥,仍不能破解。
(2)信息完整性确保SSL业务全部达到目的。
应确保服务器和客户端之间的信息内容免受破坏。
SSL利用消息认证码提供信息完整性服务。
2.1.1SSL的协议堆栈
SSL协议是一个分层协议,共分为两层。
位于底层的是记录层协议(SSLRecordProtocol),SL协议的层次结构[8]见图2-1所示。
图2-1SSL协议的层次结构图
(1)SSL握手协议SSL握手有三个目的。
第一,客户端与服务器协商保护数据的一组算法;第二,确立一组这些算法所使用的密钥;第三,客户端验证服务器的证书的合法性,服务器也可以可选地对客户端进行验证,如果验证失败则断开连接。
握手消息被传给SSL记录层。
(2)SSL改变加密约定协议(Change_Cipher_Spec)它表示记录加密及认证的改变。
一旦握手协议商定了一组新的密钥,就发送Change_Cipher_Spec来指示此刻将启用新的密钥。
2.1.2数据的传输流程
1)应用程序把应用数据提交给本地的SSL;
把散列值和压缩数据一起用加密算法加密。
2)发送端的SSL根据需要:
使用指定的压缩算法,压缩应用数据。
2.2SSL连接及会话
会话(session)是指客户和服务器之间的联系[9]。
会话由握手协议创建,定义了一套安全加密参数,为多个连接所共享。
握手协议的职责是协调客户端和服务器的状态,使得双方在不能精确地并行的情况下,会话状态分为两种,一种是“当前操作状态”(currentoperatingstate),另一个在握手协议期间,称为“预备状态”(pendingstate)。
另外,每种又分为读状态和写状态,其结构参数见表2-2。
表2-2织物的基本结构参数
织物编号
密度
克重/(g•m-1)
厚度/mm
横密
/(纵行•cm-1)
纵密
/(横列•cm-1)
1
17.34
34.96
235.80
0.768
2
19.42
28.4
213.00
0.788
3
17.32
35.8
244.97
0.854
4
19.42
32.14
244.75
0.740
5
18.52
34.66
267.05
0.870
6
19.4
28.66
182.24
0.722
(1)预备状态和当前操作状态预备状态包含本次握手过程中协商成功的压缩算法、加密算法、MAC计算算法(不含密钥交换算法)、密钥等。
当前操作状态包含记录层正在使用的压缩算法、加密算法、MAC计算算法(不含密钥交换算法)、密钥等。
(2)读状态和写状态客户和服务器都有各自独立的读状态和写状态。
读状态中包含解压缩算法、解密算法、MAC验证算法和解密密钥等。
写状态中包含压缩算法、加密算法、MAC计算算法和加密密钥等。
当客户端或服务器收到一个“changecipherspec”的信息,它把“预备读状态”,拷贝到“当前读状态”并清空预备读状态;当客户或服务器发送一个“changecipherspec”的信息,它把“预备写状态”拷贝到“当前写状态”并清空预备写状态。
当握手协议结束后,客户端和服务器交换“changecipherspec”消息,然后采用新达成的密码规范进行通信。
2.3记录协议层
记录协议是一种相当简单的封装协议,定义了数据传输的格式。
记录协议主要完成分组和组合,压缩和解压缩,以及消息认证和加密等功能。
它为SSL提供两种服务:
保密性和消息完整性。
保密性由协议协商出的会话密钥来实现,它主要是加密SSL负载的数据。
消息完整性主要由计算数据的MAC来实现的。
2.3.1记录协议的操作过程
SSL数据被分割成一系列的片断,数据片断的最大长度为214字节。
数据在分段之后要进行压缩,由于没有定义压缩方法,所以只是一个空过程,也就是不作处理。
然后计算数据片断的一个可以被发送和接收双方递增的计数器。
计数器有32位,计数值循环使用,每发送一个记录计数值递增一次,序号的初始值为0。
SSL的记录包含三个部分:
MAC数据、实际数据和粘贴数据。
记录协议的操作过程如下图2-2所示。
图2-2记录协议的操作过程
SSL纪录层操作的具体步骤如下:
(1)分片将消息分割成不超过成214字节的明文记录。
(2)压缩(可选)所有记录采用在“当前会话状态”中定义的压缩算法进行压缩,压缩算法将SSL明文结构翻译成SSL压缩结构。
压缩不能引起信息丢失,也不能使内容增加超过1024字节。
如果解压功能使解压后长度超过214字节,则会产生一个错误压缩失败报警(afataldecompression_failurealert)。
SSLv3中没有指定压缩算法。
(3)MAC计算SSLv3MAC=hash(MAC_write_secret+pad_2+
hash(MAC_write_secret+pad_1+seq_num+
SSLcompressed.type+SSLcompressed.length+
SSLcompressed.fragment))
(4)加密用对称加密算法给添加了MAC的压缩消息加密。
而且加密不能增加1024字节以上的内容长度。
(5)添加记录头信息记录头信息的工作就是为接收实现提供对记录进行解释所必须的信息。
在实际应用中,它是指三种信息:
内容类型、压缩长度和SSL版本。
SSL版本又包括主版本号和次版本号。
2.3.2SSL记录格式
SSL纪录主要有内容类型、主版本号、次版本号、压缩长度以及密文数据组成其格式可用图2-3进行说明:
图2-3SSL协议记录格式
1)ContentType(内容类型):
长8位,表示封装数据的上一层协议,如握手协议、报警协议、更改密码说明协议或应用数据。
2)Majorversion(主版本号):
8位,SSLv3.0版为3。
3)Minorversion(主次版本):
8位,SSLv3.0版为0。
4)CompressedLength压缩长度:
16位,加密后数据的长度,不超过214+2048字节。
5)EncryptedDatafragment:
密文数据。
2.4SSL改变加密约定协议
修改密码规范信息(ChangeCipherSpec)由客户和服务器双方发出,以通知接收方下面的记录将收到刚达成的密码规范(CipherSpec)和密钥的保护。
当客户端或服务器收到一个changecipherspec
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