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化学实验室污水处理方法范文1
【关键词】 STSE教育、化学与技术、污水处理
【中图分类号】G623.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)29-0-02
STSE是英语单词Science(科学)、 Technology(技术)、 Society(社会)和Environment(环境)的缩写,是科学教育和人文教育相融合的一种产物,也是理科教育的一种指导思想,《普通高中化学课程标准(实验)》提出:“化学课程应从学生的已有经验和将要经历的社会生活出发,帮助学生认识化学与人类生活的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题,培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”[1]从这段话可以看出新高中课程改革对STSE教育的重视。
“污水处理”内容源于普通高中课程标准实验教科书《化学(选修2化学与技术)》(人教版)中第二单元“化学与资源开发利用”的《课题1.获取纯净的水》。主要介绍如何从污水中除去杂质等获取纯净的水,并通过简单的图示表示污水处理的工艺流程,介绍化学工业中的一些方法,如中和法、沉淀法,使学生能比较容易地了解化学与技术的联系。无论从内容还是从形式上看,都很适合在STSE教育理念下进行教学。
1、创设情境,引入课题
在化学教学中,创设教学环境可以激发学生化学学习的兴趣,增强求知欲望,有利于培养学生化学学习的动机。[2]本课开始前的课间,教师以视频方式播放了清澈洁净的江河湖泊的秀丽风景,同时配备了宁静舒缓的音乐,令人心旷神怡。组织教学后,以“水是生命之源”与课间视频相对应。过渡,“让我们看看母亲河的现状吧!”画面一转,呈现被有机物染黑的松花江、蓝藻肆虐的太湖水、被染红的长江水和云雾缭绕变成乳白色的黄河水,引起学生的惊叹,与前面的清澈明显对比。然后,以新闻视频方式播放了沱江、长江、太湖等水体污染的现状与数据分析,强化学生的危机意识。借此提出问题,“是什么使水体面目全非?”“污水有什么危害?”让学生根据以往的生活经验与已学过的生物、化学及其他科目的知识进行综合回答。顺理成章地得出对待污水应有的态度:治理!从而引出课题:污水处理。这种处理方式看似烦琐,但是,将学生置身于熟悉的生存环境中更能引起共鸣、激发学习兴趣,体现STSE教育的“知识”与“生存环境”相结合理念。同时,又将化学与生物等理科,甚至人文科学相结合,能够缓解他们的学习压力,促进知识的综合。
2、实验设计,合作讨论解决问题
“人们通过实验室研究某一物质并对其有了充分了解之后,在准备实现大规模生产之前,还需要进一步研究其生产工艺的问题。前者归属于科学,后者归属于技术。”《化学与技术》教材引言中的这一段话,给了笔者启示。与其单纯地介绍工业上的污水处理方法,让学生被动地听讲,不如让学生成为学习的主体,让他们运用已学过的知识,从实验室出发解决问题,再联系社会生产实践。于是,教师展示了一烧杯取自某电镀厂的污水,提出问题,“请设计一个实验,将这烧杯含有严重超标的铜离子的酸性污水进行处理,使之可以排放?”此时,要安排学生进行合作讨论。但是如果什么也不说,学生的说辞必然会杂乱无章,这样看起来热闹却没有真正起到讨论的作用。教学中学生是主体,但是老师并不是摆设,关键时刻必须发挥其指导作用。于是,教师引导学生先讨论,“化学实验设计应该考虑那些方面?这些方面的考虑顺序又是什么?”让学生得出“实验目的――实验对象――实验操作”的讨论结果来引导他们通过观察展台上污水的外观,确定要除去的物质,再确定实验的操作顺序。这样的合作学习讨论才能有的放矢。通过讨论,学生可以得出 “漂浮物、沉淀――过滤悬浮物、部分胶体――加净水剂可溶性分子、离子 ――中和、沉淀等”的讨论结果。这个实验设计,为后面的化学与技术的区别与联系打下了伏笔。
3、类比与对比,化学与技术相联系
化学中的STSE教育,注意从学生的日常生活经验出发,广泛联系生活、社会中的现实问题,实现知识的主动构建和有意义构建,促进学生学会关心、学会学习,学习内容和学习过程充满以学生可持续发展为本的现实意义。[3]笔者认为,新教材开设《化学与技术》,其目的并不是简单地进行技术的讲解,而是希望学生能够将化学知识与实践相结合,让学生能够发现理论与实际之间的异同,努力解决实际问题。于是,教师展示了一片漂浮着塑料袋、树枝等杂物的乌黑的水体照片,设问,“如果你面对的是这样一片污水,怎样处理?实验室能够解决吗?不能!我们要通过污水处理厂来解决问题。”自然过渡后,提问,“大家试考虑污水处理厂和实验室处理污水有什么不同,前者要考虑那些方面的问题?”学生们可以通过合作讨论,归纳出“实际生产要考虑成本、环保、简单、可行性等因素”,最后,教师强调,“实际生产还要考虑到大量运作性和生产达标性”,将实验室与工厂相区别。那么,二者又有什么联系呢?“如果你是污水处理厂的生产负责人,面对这片污水,你首先要考虑的是什么?怎么办?”这种角色给予,让学生如临其境,在激发思考热情的同时,能够将实验设计与实际生产相结合,考虑到要“先进行取样分析,再确定生产流程”的科学解决问题的思维方式,达到STSE的教育目的。
4、观看视频,知识与实践辨异同
在进行足够的分析准备之后,应该呈现真正的生产历程了。教材是以图片的方式进行讲解,直观却略显简单。为了更加直观而有动感,教师以视频的方式播放课前参观污水处理厂从而摄录并剪辑的污水处理的一级、二极处理的真实工艺,同时配以根据课前从网上和相应的专业书籍上查阅到的资料除去艰深的专业术语,改成的学生可以听懂的工艺流程介绍。但若仅仅如此,就是单纯的工艺介绍了,似乎与化学没有了联系。同时,考虑到学生对具体工业处理方式的生疏感,教师在此提出,“回忆刚才的工艺流程,指出关键步骤,并将之与实验室设计方案相对照尝试找出理论依据。”使学生通过思考、讨论来“消化”工艺流程,并通过比较化学知识与工业实践的异同点,自然理解化学与技术的联系,得出“一级处理的筛滤、沉沙与沉降相当于实验室中的过滤,二级处理的混凝与二次沉降相当于实验室中的加净水剂;但是考虑到工业的大量性生产特点,不能进行过滤或蒸馏而是进行沉降。另外,生产中还可以在二级处理时利用生物活化泥进行除氮脱磷处理。”可见,真正的工业处理并不是那么简单,可以进行多种方法与原理的综合。如此,达到STSE教育中“知识”与“技术”的结合目的。
5、STSE问题设置,自主归纳方法
记得西方学者德加谟曾说过,“提问得好即教得好,”教师课堂提问设计得如果富有情趣、有吸引力和有针对性,可以激发学生的主体意识,鼓励他们积极参与学习活动,自主得出结论,这样要比听老师的“精辟”概括更加深刻而有效。因此,对于污水的三级处理方法(主要是化学处理方法)的学习,教师通过一些STSE问题的设置来达到目的。如:
太湖已成为我国水污染的一个缩影,目前已造成无锡水危机。我国的其他流域,如滇池、巢湖,长江的一些淡水湖都出现了水质恶化问题。下列对水质起到最佳改善作用的一组物质是(A)
A、HClO和FeSO4・7H2O B、Cl2 和 Ca(OH)2
C、Cl2 和 FeSO4・7H2O D、O3 和 Ca(OH)2
利用上题学生可以自然想到利用氧化还原法处理污水,同时认识到污水处理时可同时采用多种方法综合处理,如本题可以将混凝与氧化同时进行。通过类似STSE习题的设置还可以让学生归纳出中和法、沉淀法等化学处理方法。教师在此基础上进行加深加宽,介绍电解法等其他方法与常用药剂,并让学生知道处理方法也可以将几门学科综合,如:物理化学法,主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法等。生物法(即生物化学法),主要有活性污泥法、生物膜法等。让学生感受到污水处理的多样性、综合性与复杂性,加深学科与技术的辨证关系的认识。
6、巧设开放性问题,效果多层面
常规的课堂教学,往往在最后要小结。如果由教师进行,显得枯燥;如果由学生进行,常常变成板书的重复。如何设置问题,让教学效果能够较大程度地呈现呢?笔者认为开放性问题的设置可以解决这个危机。故教师在课的最后提出,“通过污水处理的学习,你掌握了什么?想到了什么?将来要怎么做?”给学生一点儿时间,让他们“沉淀”、合作讨论再归纳。于是,有小组会提出污水处理的实际工艺流程;有小组会提出科学的化学学习方法;有小组会提出化学理论与社会生产实际的异同;有小组会提出注重环保与节约;有小组会提出加强法制观念与奖惩力度,有小组会提出从我做起和教育他人等等,这种百“科”争鸣,足以体现STSE教育理念的成功。教师在对学生的回答作出正确的评价与反馈后,要站在一个高度上强调,“污水处理要治标更要治本,在污水流入江河湖泊之前就进行处理。污水处理是一个复杂的问题,需要政府的资金投入、法律的监督、工厂的处理、民众的自觉等等。同学们今天,要在课堂上努力学习知识与方法;明天,要科学处理生产实际问题。让我们牢记:水是生命之源,让我们的生存环境更洁净吧!”这样,与引言相呼应,使课堂成为一个有机整体。
综上所述,《化学与技术》反射出了STSE教育的必要性与迫切性。学生对化学知识的实际应用表现了极大的热情,为化学教师培养学生的观察能力和实践能力提供了可能,说明在高中化学教学中实施STSE教育已具备了一定的条件,时机日渐成熟。运用STSE教育进行教学对化学的学习需要广大教师同仁的重视。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部《普通高中化学课程标准(实验)》[M].北京:人民教育出版社.2002
化学实验室污水处理方法范文2
1课堂教学是加强技校生环境保护教育的“主战场”
在技工院校选用的化学教材中,穿插了许多环境污染以及保护的知识点。如在介绍燃料燃烧时,产生大气污染物;臭氧层的破坏及保护臭氧层的国际公约,二氧化氯对大气的污染和危害;二氧化硅粉尘的危害;一氧化氮、二氧化氮的污染;重金属离子的污染及回收;废电池的污染及环保型电池的开发。此外在有机化学的教学内容中,分别介绍了高分子材料污染的防治及环保型高分子材料的合成;含铅汽油对人体的危害;氟利昂对臭氧层的破坏以及与这些环境污染相关的《中华人民共和国固体废弃物污染环境的防治法》等诸多的法律法规。这些教学内容的讲授对于即将走上企业生产第一线的技校生来说,无疑是非常必要的。为此,化学专业教师在教学过程中要充分利用教材中已有的知识和内容,有意识、有目的地让学生了解该化学物质对环境的污染及防治方法。如介绍燃料燃烧对大气的污染时,先指导学生阅读相关内容,再引导学生发现日常生活中的污染场景:路面上日益增多的汽车、过年时每天燃放的烟花爆竹等等;再诱导学生讨论其中的后果与危害;然后教师再点拨、分析原因,鼓励学生思考,找出防治方法,得出自己的结论;最后教师归纳,减少汽车尾气排放量,利用清洁能源,禁止在生活小区燃放烟花爆竹等。通过以上几个环节的教学,既激发了技校生学习化学的兴趣,拓展了学生的知识面,又培养了学生分析问题和解决问题的能力,同时也有利于学生自觉形成在今后的工作、生活中保护和爱护环境的意识。
2实验教学是加强技校生环境保护教育的“催化剂”
化学是以实验为基础的学科,化学实验是提高技校生化学素质的有效途径。化学知识的学习,离不开化学实验,可是化学实验又必将产生一些有害气体、有毒液体和固体废弃物,从而不同程度上在教室、实验室、校园内等较小范围内造成环境污染。因此化学专业教师要充分利用化学实验场地,对学生进行环保知识的教育,这样可以达到举一反三、事半功倍的效果。如在技工院校,常规气体的制备实验有氯气、二氧化硫、二氧化氮等气体。它们都是有刺激性的有毒气体,并且是大气污染物。因此在适当的时机,采用正确的操作方法,让学生闻一闻它的气味,进而有针对性地强调,在这些气体的制备实验中,为什么要有尾气处理吸收装置,严禁把这些尾气排空。另一方面,在课堂演示实验中,一般将实验药品微量化,并用实物投影仪放大,让学生仔细观察全过程。这既是教学手段的改进,也大大减少了对校园环境的污染。在此基础上,教师还可组织学生对实验装置进行讨论,并结合自己的知识与经验,提出改进方案,使校园化学实验朝减少污染的方向发展。化学实验中的固液废弃物是污染的另一个重要来源,必须妥善处理。如废酸可用石灰中和后埋入地下;含氰化物的剧毒废液可先加碱液,使金属离子沉淀而分离,再加入适量的次氯酸钠,使氰离子氧化为氰酸盐,并分解为无毒的氮气。因此,在组织学生实验时,必须强调不得把反应后的废弃物倒入水池,应倒入指定的容器内。这样就通过每个实验的细节,来强化技校生的环境保护的习惯养成。
3课外活动是加强技校生环境保护教育的必要途径
化学实验室污水处理方法范文3
【关键词】环境监测实验室;水污染源危害;污水排污现状;防治措施
随着环境保护地位的提高,实验室的建设数量和规模都有所增长,由此产生的实验室污染问题日益凸显。环境监测分析实验室每天都有未经处理的实验废水排入城市下水道管网中,这些实验废水排放总量较少但随时间变化较大,水质复杂,瞬时排放浓度较高,加剧水环境污染。以下就环境监测实验室的水污染源危害及防治措施进行探讨分析,旨在避免实验室废水排入地表环境中造成环境污染。
1环境监测实验室的水污染源的危害及分类
1.1实验室废水危害
常见的有机物、重金属离子、废酸废碱和有害微生物在实验室废液中经常出现,如不加处理,直接排放入城市污水管网,会对环境造成二次污染。分析重金属项目时,均存在着分析残液、剩余样品(有些属于浓度极高的原水、直排水)带来的重金属污染问题,重金属离子(汞、镉、铅等)可以通过富集作用在人体内积聚,达到一定浓度后对人体造成伤害。分析过程中强酸强碱具有较强的腐蚀性,未经处理直接排放会对地下管道造成腐蚀性危害。各种有机物毒性较大对人体造成伤害,有机物进入水体后促进微生物繁殖,造成病原微生物超标;氮、磷含量过高则会使水体发生富营养化。另外开展生物监测的实验室会产生大量高浓度含有害微生物(如大肠杆菌、粪大肠杆菌)的培养液、培养基,如未经适当的灭菌处理而直接外排,同样会造成严重后果。环境监测实验室的环境污染长期以来未得到足够的重视,其污染治理基本上还未有效开展。尽管按化学实验室规范要求,实验室应分类配备多种残液缸,但实际操作时多数形同虚设,往往还是往下水道一倒了之,较少有实验室污染管理方面的规范要求,又缺乏必要的监督体系和技术规范,致使监测实验室的环境管理方面薄弱,造成监测实验室环境污染 。
1.2实验室废水分类
环境监测站化学分析室主要以地表水和工业废水检测、生物检测和环境空气和工业废气检测等实验内容为主。样品分析过程中产生的废水是实验室的主要污染源,对于一些非经常性监测项目中标准溶液、标准样品、贮备试剂易出现过期、失效情况,在处理过程中也会对水产生污染。实验室废水往往是既含有无机物又含有机污染物,由于检测项目众多,废水内含有的有害成分种类复杂。根据废水中所含主要污染物性质,可以分为有机和无机实验室废水两大类。无机废水主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、氰化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等。有机废水含有常用的有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类物质。
2环境监测实验室污水排污现状
工业化的快速发展,使得工业企业数量逐年增加,同时也增加了环境监测任务。环境监测网络已经逐步建立并完善,环境监测站一般都配备功能齐全的分析实验室,同时也是一种不可忽视的污染源,分析实验室在为环境监测做出重要贡献的同时,也因缺乏有效管理及技术能力所限而成为环境污染区。监测站区域分散,工作频次不均匀,而且缺乏专业监管和社会监督,往往易于被各方面所忽视。监测实验室,尤其是在城区和居民区的监测实验室大多数未专门设立废水处理系统,对环境的危害特别大,因为很多实验室的下水道与居民的下水道相通,污染物通过下水道形成交叉污染,最后流入河中或者渗入地下,其危害不可低估。在监测分析过程中产生的实验废水相对增多,废水的水质相当复杂。此类废水的排放周期不定,排放水量也无规律性,且所含污染物成分较为复杂,除含有洗涤剂及常用溶剂等有机物外,还有较多的酸碱,有毒有害的有机物以及重金属等。随着国家对环境的要求越来越高,实验室和环境样品分析量也越来越多,污染物排放量大幅增大,对实验室的污染的预防与治理已刻不容缓。
3 环境监测实验室废水污染防治措施
实验室不同的废水,污染物组成不同,处理方法和程度也不相同,处理有一定的难度。实验室废水有其自身的特殊性质,量少,间断性强,高危害,成分复杂多变。因此,处理废水往往要把多种方法结合起来,或是针对性的分类处理,才能达到较好的治理效果。所以要加强实验室废水的处理及废水污染防治措施,制定和选取经济合理、技术成熟的污染防治措施,实验室一般废物的排放包括源头控制及合理处置两个管理环节。
3.1实验室废水排放减少措施
在环境监测化学分析过程中,要采取措施来减少实验室废水排放减少。在分析过程中尽可能选择环境污染少的标准分析方法,使用可降解的无磷洗涤剂 ,在酸碱中和时尽量选用废酸、碱调节废液的pH,做到废物利用。在满足分析要求的情况下,适当降低采样量,尽可能使用仪器分析从而减少试剂用量和采样量。对于环境质量控制标准样品管理中,控制购买暂时用不上的试剂,不要大量存放标准样品,并尽量先使用要到期的试剂。对于能回收利用的试剂尽量回收利用,尽量利用可回收的试剂。
3.2实验室废水污染防源头控制
环境监测分析实验室在注重能力建设、质量管理的同时,需要建立完备的实验室环境管理体系。根据本实验室工作的特点加强实验室管理,在源头控制和治理上狠下功夫,防止实验室的水污染扩散,想方设法减少实验室污染。推行绿色化学实验是减少实验室污染的一个主要策略。要选择污染少的分析方法,在保证实验效果的前提下,用无毒害、无污染或低毒害、低污染的试剂替代毒性较强的试剂。过期、失效的化学试剂,各实验室可以合作成立区域性的试剂调度网,选择一部分危害大,用量少,易失效试剂进入网络,实行实验室间资源共享,尽量避免大批化学试剂失效,从而节约实验成本。应发挥地区中心实验室的作用,集中部分项目,对社会开发,从而达到资源共享,相对降低实验室污染物的排放,也有利于实验室污染物的集中治理。
3.3 实验室废水处置
由于实验室从事的实验大不相同,废水的性质差异也比较大,而且污染物的组成也不尽相同。对实验室废液应该分类收集,废液应根据其化学特性选择合适的容器和存放地点,通过密闭容器存放,不可混合贮存,容器标签必须标明废物种类、贮存时间,定期处理。一般废液可通过单位污染处理装置进行酸碱中和、混凝沉淀、次氯酸钠氧化处理后排放,有机溶剂废液应根据性质进行回收后统一运送到特殊废品处理厂等部门处理。经过处理后产生的废液统一经污水管网送到污水处理工厂进行进一步处理达标排放,处理后得到的废渣可送到固废处理中心进行焚烧处理。
结束语
上述文章阐述了了实验室的废水污染源种类以及危害,针对我国环境监测实验室污水排污现状进行了简要分析,并提出了相应的防治措施。阐明分析实验室是一种不容忽视的污染源,应完善实验室管理制度,增强实验室人员的环保意识,提出实验室废水预处理和综合处理等处理方法,避免实验室废水排入地表环境中造成环境污染。
参考文献:
[1]国家环境保护总局 .《水和废水监测分析方法》.中国环境科学出版社,2000年版.
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【关键词】环境污染 化学物质
风能具有一次投入少,建设周期短,见效快,投入/产出比好等优点,是人类近期最有可能大规模开发的新能源。太阳能、潮汐能等新能源虽然相对环保,但是以煤为燃料的的火力发电厂在中国仍然作为电厂的主力。因此在火力发电厂电厂化学方面保护是我国电业保护环境的主要、重要组成部分。
电厂化学中控制“三废”,控制烟气的二氧化硫含量,保护水体不受污染,使我们保护我们的水源,呵护我们的大气,使我们维护赖以生存的生态环境得到保护。
一、化学实验过程产生的“三废”
分析化学实验过程中,要产生“三废”,其中大多数废气、废液、废渣都有有毒物质,其中还有些是剧毒物质和致癌物质,如果直接排放,就会污染环境,损害人体健康。所以尽管实验过程中所产生的废液、废气量少且复杂,仍需要经过必要的处理才能排放。排放总则为:
(1)少量有毒气体可通过排风设备排出室外,被空气稀释。毒气量大时必须经过吸收处理,然后才能排出。氧化氮、二氧化硫等酸性气体可用碱液吸收。
(2)有机溶剂的回收:分析实验用过的有机溶剂有些可以回收再用。使用前应经过空白或标准试验,效果良好才能使用。处理有机溶剂均在分液漏斗中进行以下指出的洗一次或几次均指振摇并分层。蒸馏操作细节参看有机化学实验书。具体方法如下:①可燃性有机毒物可于燃烧炉中供给充分的氧气使其完全燃烧,生成二氧化碳和水。②对于较纯的有机溶剂废液(含有少量其他试剂和被测物)应回收再用。③高浓度的酚可用乙酸丁酯萃取、重蒸馏回收。低浓度的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉使酚氧化为二氧化碳和水。④若不小心将金属汞散失在实验室里,必须立即用滴管、毛笔或用在硝酸汞的酸性溶液中浸过的薄铜片收集起来用水覆盖,散落过汞的地面应撒上硫磺粉或喷上20%三氯化铁的水溶液,干后再清扫干净。如果室内的汞蒸汽浓度超过0.01毫克/立方米,可用碘净化,即将碘加热或自然升华,碘蒸汽与空气中的汞及吸附在墙上、地面上及器物上的汞作用生成不易挥发的碘化汞,然后彻底清扫干净。⑤含汞盐的废液可先调节ph至8-10,加入过量硫化钠,使其生成硫化汞沉淀,再加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,硫化铁将水中悬浮的硫化汞微粒吸附而共沉淀。清液可排放,残渣可用烧法回收汞,或再制成汞盐。⑥铬酸洗液如失效变绿,可浓缩冷却后加高锰酸钾粉末氧化,用沙芯漏斗滤去二氧化锰沉淀后再用。失效的废液可用废铁屑还原残留CR(Ⅵ)到CR(Ⅲ),再用废碱液或石灰中和使其生成低毒的CR(OH)3沉淀。⑦实验室的混合废液可用铁粉法处理,此法操作简便,没有相互干扰,效果良好。调节废液PH为3~4,加入铁粉,搅拌半小时,用碱把ph调至9左右,继续搅拌10分钟,加入高分子混凝剂,进行混凝后沉淀,清液可排放,沉淀物以废渣处理。⑧将废氯仿顺序用水、浓硫酸(用量为氯仿的四分之一)、纯水、盐酸羟胺(0.5%,分析纯)洗涤。用重蒸馏水洗后,按上方法干燥并蒸馏二次。对于蒸馏法仍不能除去的有机杂志可用活性炭吸附纯化。
以上回收工作必须有实验室班组成员两人以上共同操作方可进行。在化验实验过程中一定在确保安全的情况下细致认真。
二、最大限度的、合理的、有效的利用水资源
在中国有百分之七十多的河流、湖泊、近海都受到污染,90%的城市地下水受到污染。水污染正在慢慢的从江河支流向干流逐步的蔓延、延伸;从地表向地下逐步的渗透;从陆地向海洋滑移;连农村也正慢慢的受到污染;在河流沿岸的村庄,癌症的患者在逐年的增加。因此作为发电厂要最大限度的、合理的、有效的利用水资源包括节约原水的用量,增强水的循环应用,合理利用废水,减少废水的排放,控制废水的各项指标,是全体电厂化学工作者义不容辞的责任和义务。以下从废水的重复利用;控制废水的各项指标、增强水的循环应用两方面进行探讨。
(1)废水的重复利用。除灰水在火力发电厂中可以采用经处理合格后的废水或循环冷却水后系统的排污水,在使用循环冷却水后系统的排污水作为冲灰水时要控制循环冷却水的浓缩倍数,使之相互匹配,冲灰水的一部分经处理可以循环使用或者可以用来冲刷混煤仓、输煤皮袋等。
(2)尽量控制废水的各项指标、增强水的循环应用。谈到尽量控制废水的各项指标、增强水的循环应用当然就离不开水处理,就要谈到离子交换树脂这个水处理的“灵魂”如果有机物在这里慈生,产生树脂污染、污堵导致制水量大幅度的减少,更严重的树脂的寿命减短会间接会给环境带来等大的危害(只有节能才能谈到减排)。对于水处理的要求流程概要如下
化验员要对现场树脂的运行工艺和再生工艺进行了监测,对树脂的入口水水质也进行了化验,通过对以往的处理工艺的改进,找出了合理的处理方案,并根据实际情况制定了合理的处理周期。
离子交换法制取纯净水是近几十年来发展很快的一项应用技术。高参数大容量的火力电机组及核电站几乎全部采用离子交换法即化学除盐法做为获取纯净水的手段。化学除盐是一项成熟工艺,它是依赖离子交换树脂内部的功能基的活性进行离子交换作用。除去水中的溶解盐类而达到将水净化的目的。离子交换树脂是多孔结构的,离子在孔道内进出、扩散是进行交换的必要条件,如果孔道被杂质堵塞,功能基被遮盖,必然严重地影响树脂的交换能力。影响使用性能。
旧树脂的保管。对使用过的树脂,中途如果有较长时间的停用时。应采取下面的措施:必须经过转型处理,以盐型保存备用,即用食盐再生,使阳树脂转变成钠型(R―Na),阴树脂转变成氯型(R―C1),阳树脂不宜以游离酸型(或称氢型R―H)保存,阴树脂不宜以游离碱型(或称羟型R―OH)保存,因为R―H型或R―OH型树脂的稳定性差。停用树脂经转型后,仍要湿法存放,经水清洗后,浸没在水中,经常还得检查水是否流失,树脂是否干燥。
污染的现象。降低出水pH值,有时可低至pH=5.5;增加出水电导率;提早漏二氧化硅;增加清洗用水量;树脂的交换容量急剧下降。
三、废水集中处理
废水集中处理应优先采取“以废治废”的综合治理原则,经过处理后的废水可以回收利用。当然废水要采取“清污分流”的原则。废水集中处理流程。污水处理(污水经过一定方法处理后.达到设定的某些标准.排入水体.排入某一水体或再次使用等的采取的某些措施或者方法)一级处理.主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质.物理处理法大部分只能完成一级处理的要求,经过一级处理的污水.BOD一般可去除30%左右.达不到排放标准,一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD.COD物质),去除率可达90%以上.使有机污染物达到排放标准。
三级处理。进一步处理难降解的有机物.氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等,主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法.砂率法.活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后,经过格删或者筛率器.之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池,生物转盘,生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法,二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
四、结论
对于以上所述从火力发电厂电厂化学方面探讨了怎样从化验室“三废”、最大限度的、合理的、有效的利用水资源,废水集中处理方面保护环境。具体方案还要在实际的工作中得以改进和完善。作为一个化学工作者,一个爱护环境的公民,相信只有在工作中不断地学习、时间、总结方法,一定会有一套更加合理的关于化学制水设备经济、稳定运行的方案,为我们赖以生存的环境尽一份自己的力量。
化学实验室污水处理方法范文5
关键词:化学;教学情境;北京奥运
文章编号:1005-6629(2008)04-0036-03中图分类号:G633.8 文献标识码:B
教学情境是指知识在其中得以存在和应用的环境背景或活动背景[1]。真实的、适合学生实际和发展的教学情境能够提供丰富的学习素材,同时在整个学习过程激发、推动、强化、维持、调整学生的情感活动、认知活动和实践活动,有效促进学习。
随着2008年的临近,北京奥运的气息已经传遍了神州大地的每一个角落,中国人民正在通过自己的勤劳与智慧,努力承办一届以“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”为理念的“有特色、高水平”的奥运盛会。北京奥会中蕴含着大量与化学学科知识密切相关的内容,是教师创设教学情境的新视点,化学教学中教师应该敏锐地关注和提取相关信息,创设具有基础性、现实性、思想性、现代性和基于学生经验的教学情境,引导学生有效学习。
1 绿色奥运中的化学
所谓“绿色奥运”就是指用保护环境、保护资源、保护生态平衡的可持续发展思想筹办奥运会,广泛开展环境保护的宣传教育活动,促进北京和中国环保基础设施的建设和生态环境的改善,倡导绿色健康的生活方式和消费方式。在这个理念中蕴含着丰富的“绿色化学”知识及情感态度价值观教育的素材,基于“绿色奥运”背景创设教学情境,能有效地引导学生树立环境意识,树立绿色化学理念,形成正确的化学价值观。
1.1北京奥运火炬体现“绿色奥运”理念
我国奥运火炬“祥云”设计师章骏曾介绍说,“祥云”长72厘米,重985克,除了适合各个火炬手使用、媒体拍摄及饱含科技含量外,“祥云”的设计还体现了“绿色奥运”的理念。“祥云”使用燃料为丙烷,这种燃料价格低廉,燃烧后只产生二氧化碳和水,不会对环境造成污染。除此之外,火炬外形的制作材料也都是可回收的环保材料。
2007年北京市中考化学的一道试题即以上述资料为素材设计,突出对化学核心知识与化学基本概念的考查:
为体现绿色奥运的理念,北京奥运会采用丙烷作为火炬燃料,丙烷燃烧时发出亮黄色火焰,反应生成水和二氧化碳,该反应的化学方程式为_____。
在教学中,以上述资料作为情景素材,创设教学情境,可以引导学生探讨奥运火炬选择丙烷作为燃料的意义,讨论是否有更好的燃料可以选择,继而学习烷烃的相关性质,如燃烧后的产物和释放的能量等,同时引导学生深入认识绿色化学的意义与价值。
1.2通过大气污染防治创设情境
2006年12月25日北京市环保局网站上了题为“北京市民迎来第238个达标天 空气质量目标实现”的一则消息:
“24日中午,市环保监测中心的数据显示,当天北京市区空气污染指数85,空气质量为良。至此,今年我市市区空气质量二级和好于二级的天数已达238天,今年市政府确定的在直接关系群众生活方面拟办的重要实事之一,即‘全年市区空气质量二级和好于二级的天数达到65%’的目标实现了。同时,也标志着自1999年以来我市空气质量连续8年得到改善。今年到目前为止的空气质量达标天比1998年的100天增加了138天。”
这一令人振奋的消息,展示了北京市区空气质量的大转变,张显着北京向“绿色奥运”迈进的信心与成效。
同样,2007年北京市中考化学一道试题,也体现了奥运与环保的密切关系。
北京奥运会将有数以万计的观众。针对观看比赛时产生的垃圾,下列说法正确的是____。
①这些垃圾应随身带出赛场
②这些垃圾应送到垃圾焚烧发电厂,焚烧发电
③这些垃圾中的塑料制品不要丢弃,避免“白色污染”。
上述情景素材可引发什么是大气污染、引起大气污染的人为因素有哪些、什么是环境污染指数(API)、从化学的角度如何防治大气污染、良好的大气环境给运动员们带来了哪些益处等学习任务,引导学生深入地学习。
1.3 通过污水处理创设情境
在北京申奥时,曾经对世界做出了这样的承诺:2008年,北京中心城区污水处理率要达到90%,再生水回用率要达到50%。
北京奥运官方网站讯,为实现奥运承诺,北京市区建成9座污水处理厂和配套管网设施,城区日污水处理能力已达到291万吨/日。2006年市区年处理污水近8亿立方米,污水处理率达到90%以上,提前1年实现奥运承诺目标。北京市把再生水利用作为新水源加以开发利用。让再生水成为农业灌溉、河湖景观用水、工业冷却等的主要水源。2006年全市利用再生水3.6亿立方米,再生水用量达到全市年用水量的10%。今年利用中水可以达到4.8亿立方米,占全市用水量的14%。实现再生水回用达到50%的承诺目标。2008年将利用再生水6亿立方米。
高中化学选修课程《化学与生活》中的“化学与环境保护”主题,课程内容标准要求学习污水处理中主要的化学方法及其原理, 调查污水排放和处理情况,撰写调查报告, 提出改进建议[2], 教学中可利用上述素材创设情境,使学生真切地了解污水处理和再利用的重要意义,进一步引导学生从媒体与网络中收集当地的污水排放与处理情况,形成调查报告,并提出切实可行的意见和建议。
2科技奥运中的化学
所谓“科技奥运”就是指紧密结合国内外科技最新进展,集成全国科技创新成果,举办一届高科技含量的体育盛会;提高北京科技创新能力,推进高新技术成果的产业化和在人民生活中的广泛应用,使北京奥运会成为展示新技术成果和创新实力的窗口。这一理念结合材料科学、生物化学、分析化学的相关知识,可以为学生创设具有时效性并且触及化学科技前沿的教学情境,使学生切身感受化学在现代科技、现代体育中的应用,感受化学在社会发展和提高人们物质生活以及精神生活中的重要作用。
2.1水立方映射出科技之光
国家游泳中心又被称为“水立方”(Water Cube),位于北京奥林匹克公园内,是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆,也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。2008年奥运会期间,国家游泳中心承担游泳、跳水、花样游泳、水球等比赛,赛后将建成为具有国际先进水平的、集游泳、运动、健身、休闲于一体的中心。
“水立方”的外形看上去就像一个蓝色的水盒子,而墙面就像一团无规则的泡泡。这个泡泡所用的材料是“ETFE”。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳,自清洁能力强。国外的抗老化试验证明,它可以使用15至20年。犹如一个个“水泡泡”的ETFE膜具有较好抗压性,厚度仅如同一张纸的ETFE膜构成的气枕,甚至可以承受一辆汽车的重量。
ETFE的中文名为乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE既具有类似聚四氟乙烯的优良性能,又具有类似聚乙烯易加工的性能,还有耐溶剂和耐辐射的性能[3]。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm,是一种透明膜材。ETFE膜材常做成气垫应用于膜结构中。最早的ETFE工程已有20余年的历史,其中最著名的是英国的伊甸园。
在高中化学选修模块《化学与技术》“高分子化合物与材料”、《有机化学基础》“合成高分子材料”等课题的教学中,教师可应用上述情景素材,配合展示水立方的效果图和实景图,提供关于水立方的新闻采访录像等,创设教学情境,更好地学习高分子材料的特性及其价值,两种聚合反应(加成聚合反应和缩合聚合反应),鼓励并组织学生进行小组讨论,举例说明已知的高分子材料的成功应用实例,并共同展望高分子材料的应用前景。
2.2拒绝运动场上的化学幽灵――兴奋剂
体育运动中的兴奋剂是指国际体育组织规定的禁用物质和禁用方法的统称。以前由国际奥委会医学委员会,现在由世界反兴奋剂机构每年公布一份禁用物质和禁用方法的清单,简称《禁用清单》[4]。体育运动中的“兴奋剂”,不单指药物,也包括禁用方法和其它生理物质,例如血液、尿液和含有违禁药物成分的食品添加剂、营养补品、饮料等,只要这些生理物质以“非正常量或通过不正常途径”摄入人体,也是兴奋剂。再如用血液回输以增强体内红细胞值的方法、尿液输入膀胱以逃避检测的方法,都属于使用兴奋剂。在一些食品、饮品、补品中含有某种禁止使用的化学成分且超出限制量,也是兴奋剂。目前国际奥林匹克运动委员会规定:“竞技运动员使用任何形式的药物和以非正常量或通过不正常途径摄入生理物质,企图以人为的或不正常的方式提高竞技能力即被认为使用了兴奋剂”[5]。
北京奥运官方网站讯,2007年11月12日,中国反兴奋剂中心正式揭牌。中心面积约5500平方米,拥有目前世界上最大的兴奋剂检测实验室。中心下设兴奋剂检查、教育信息等6个部门。该中心的工作人员中,除国内相关专业的专家和志愿者外,另有20名从国外兴奋剂检测机构聘请的专家。同世界其他三十几个得到世界反兴奋剂机构(WADA)认证的实验室相比,中国反兴奋剂中心的仪器是世界上最先进的。在奥运会期间,中心预计将进行4500例兴奋剂检查。同时,中国反兴奋剂中心还承担着反兴奋剂的宣传教育工作,发扬公平竞争的体育精神,并培养运动员和教练员的主动抵制兴奋剂的意识。
这一情境的创设,有利于帮助学生树立体育道德和公平竞争的意识,了解常用化学检测方法及其应用。结合高中化学选修课程《实验化学》中的《化学实验基础》,引导学生利用查阅的文献资料,认识现代的化学分析手段和仪器,例如:红外、色谱、原子吸收光谱、核磁共振等现代化学分析测试技术。
2.3“鸟巢”中的化学
“鸟巢”是2008年北京奥运会主体育场。由2001年普利茨克奖获得者赫尔佐格(Herzog)、 德梅隆(De Meuron)与中国建筑师李兴刚等合作完成的巨型体育场设计,形态如同孕育生命的“巢”,它更像一个摇篮,寄托着人类对未来的希望。“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱,现已完成24根桁架柱整柱及2根下柱吊装。国家体育场建筑顶面呈鞍形,长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米。
托起“鸟巢”最关键的“肩部”结构的,就是为“鸟巢”量身打造的“Q460”钢材。Q460是一种低合金高强度钢。Q代表钢材的强度,460代表460兆帕。Q460就是钢材受力强度达到460兆帕时才会发生塑性变形,这个强度要比一般钢材大。“Q460”建筑可用钢是中国科研人员经过三次技术“攻关”才研制出来的,它不仅在钢材厚度和使用范围都是前所未有的, 而且它具有良好的抗震性、抗低温性、可焊性等特点[6]。“Q460”钢材这一自主创新成果用于“鸟巢”的主体结构,是这种钢材在国内建筑上的首次使用,而这次使用的钢板厚度达110毫米,也是史无前例的,在国家标准中,“Q460”的最大厚度只是100毫米。
高中化学课程《化学 必修1》中的“常见无机物及其应用”主题的教学中,可运用上述情景素材引导学生认识金属的通性以及合金的特性,初步了解各种钢材的原料配比与相应的应用价值,帮助学生学会材料的基本分类方法。在选修模块《化学与技术》“化学材料的制造和应用”主题中还可以引导学生推测“Q460”的基本成分,引发深层次的研究性学习。同时,上述素材也是引导学生认识我国现代材料研究和材料工业发展,认识新材料的发展方向,认识和欣赏化学对现代科技与社会发展重大贡献的重要资料。
3 讨论
运用上述情景素材创设教学情境,除了要体现情境作用的真实性与时效性,还应特别注意发挥好情境作用的全程性与发展性,激发学生学习的兴趣,特别是继续学习的愿望和潜能。在教学中教师除了要引导学生学习相关化学知识的外,还要根据情境的特点,发展学生的文献检索与分析、信息分类、数据分析、文字表达、讨论与交流、总结与分析、解决问题等能力,引导学生树立健康意识、公平意识、正确价值观念等。
参考文献:
[1]刘知新.化学教学论.[M] 北京:高等教育出版社,2004: 124.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(试验).[M] 北京:高等教育出版社,2006:16.
[3]李君,向阳.ETFE膜材在建筑中的应用.[J] 建筑创作,2004,(1):128.
[4]郭启华,钱春燕等.化学与申奥.[J] 化学教育,2001,(6):5.
化学实验室污水处理方法范文6
一、培养学生环境意识的紧迫性与必要性
我国的环境状况并不容乐观。大气污染、水污染等已经给人们的生产、生活带来灾害性影响。1994年7月震惊中外的“淮河水污染事件”,1997年的黄河断流,1998年的长江洪水,2009年2月“盐城水污染事件”,以及年年的沙尘暴等等,其后果已是触目惊心。至于城市的酸雨、近海的赤潮、湖水的干涸等,早已不再是新闻。因此,提高全民族的环境保护意识,已经摆上了国民教育的重要议事议程。而中学生正处于世界观与人生观形成的关键时期,环保意识一旦形成,对其一生的社会行为乃至对整个中国的经济发展与环境保护,无疑将产生巨大的影响作用。培养学生的环境保护意识,是一件事关未来、影响深远的大事情。
二、化学教育在培养学生环境意识中具有重要地位
化学学科的特点,决定了化学教育在培养学生环境意识中占有重要地位。它同物理、生物等都是对学生进行环境教育的主要学科。但许多污染物的成分、特性、形成过程、对人类生产生活的危害以及如何防治等,都与化学教学内容有着密切的联系。初中、高中化学教学大纲中也明确提出,化学教育应培养学生关心自然、关心社会的情感,对学生进行环境保护意识的教育。
三、化学教育如何培养学生的环境意识
1、结合教材内容进行环保教育,培养学生的环保意识。
中学化学教材中,涉及环保知识的内容不少,怎样才能把这些内容的教学与环境保护教育有机地结合起来,就应做到适时,适当。在教学进程中,当讲到涉及环保知识的内容,如:氧气、二氧化硫、氮的氧化物、电镀、电解、金属的冶炼、煤、石油等内容时,就应及时向学生进行环保教育,教学中强调环境与人类生活的密切关系,使学生明白,为了不让环境污染威胁人类自身的生存,就一定要保护环境。在教学中可适当补充一些内容,介绍一些实例来加深印象,拓宽视野。如教材在硫酸的工业制法这一节,介绍了环境保护初步知识,在授课时我们可列举一些实例,比如,列举远的“世界上著名的公害”。近的“前苏联切尔诺贝利核电站事故,海湾战争”,大范围的“外国、外省、外地区”,小范围的“本省、本市、本乡甚至本校”。再增加一些具体数据,比如每年全世界排入大气的二氧化硫,约有一亿五仟万吨,产生的废渣超过30亿吨,废水6000~7000亿吨。我国农业因遭受酸雨而每年损失达15亿元等。使学生对环保知识学习既见“森林”又见“树木”,即生动又能激发兴趣,印象至深,再对照结合课本内容。从而使学生深刻认识到保护环境的重要意义,树立起强烈的环境意识。当然在补充介绍这些内容、实例时,要注意体现常识性,不要超越学生的可接受性,适可而止。另外,结合二氧化硫和氮的氧化物的回收处理,可以向学生提出一些问题让他们思考,例如,在生产和实验过程中可能产生的硫化氢,二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等废气,为了不使它们扩散到大气中去,你用什么方法将它们分别除去?又怎样利用这些废气制得有用的化工产品?在组织学生讨论的基础上最后归纳为:对于酸性物质,一般可用碱溶液吸收或制成相应的化工产品。同理碱性物质通常就用酸液来吸收。某些有毒物可使它转化为沉淀或可溶物等等。这样使学生掌握消除或减轻环境污染的简单原理。使他们明白,既要消除污染,又要使废物得到充分利用,变废为宝。此外,还可以结合平时作业,单元练习,在不偏离教材和大纲要求的前提下,穿插安排除杂质气体,提纯溶液和消除环境污染等方面的思考题、习题。以便巩固保护环境的知识。
2、结合化学实验进行环保教育
在化学实验教学中,也应重视环保教育,意在培养学生保护环境“从我做起”以促使学生知、情、意、行统一协调发展。化学实验,特别是象制备硫化氢,二氧化硫,氯气等气体,做铜与硝酸,浓硫酸的反应实验等,往往毒化教室、实验室的空气,直接影响师生健康。我们则可将制备过程中多余的气体或反应过程中产生的有毒气体,通过导管再经一个倒挂漏斗,进入相应的吸收液(如多余的氯气通入碱液吸收)。将有害气体尽可能作化学处理,以消除或减少有害气体的排放。在进行化学实验,不断改进化学实验(如用实验方法鉴别浓硝酸,稀硝酸时,铜片改用铜丝,不需反应时,只要抽出铜丝,反应即停止),尽可能采用微格化学实验(如在进行氯离子的检验,碘升华实验时),这样不仅节约了药品,同时减少废液,废渣,和有害气体的产生;实验后的废液,废渣尽可能回收利用(如银镜反应的废液的回收利用);若不能回收利用的,则应倒在规定的地方,以便清理。在实验过程中,注重环保问题,不仅可以大大减少环境污染,而且能使学生经常地受到直观的环境保护的教育。
3、在课外活动中进行环保教育