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化學實驗室污水處理方法范文1
【關鍵詞】 STSE教育、化學與技術、污水處理
【中圖分類號】G623.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)29-0-02
STSE是英語單詞Science(科學)、 Technology(技術)、 Society(社會)和Environment(環境)的縮寫,是科學教育和人文教育相融合的一種產物,也是理科教育的一種指導思想,《普通高中化學課程標準(實驗)》提出:“化學課程應從學生的已有經驗和將要經歷的社會生活出發,幫助學生認識化學與人類生活的密切關系,關注人類面臨的與化學相關的社會問題,培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力?!盵1]從這段話可以看出新高中課程改革對STSE教育的重視。
“污水處理”內容源于普通高中課程標準實驗教科書《化學(選修2化學與技術)》(人教版)中第二單元“化學與資源開發利用”的《課題1.獲取純凈的水》。主要介紹如何從污水中除去雜質等獲取純凈的水,并通過簡單的圖示表示污水處理的工藝流程,介紹化學工業中的一些方法,如中和法、沉淀法,使學生能比較容易地了解化學與技術的聯系。無論從內容還是從形式上看,都很適合在STSE教育理念下進行教學。
1、創設情境,引入課題
在化學教學中,創設教學環境可以激發學生化學學習的興趣,增強求知欲望,有利于培養學生化學學習的動機。[2]本課開始前的課間,教師以視頻方式播放了清澈潔凈的江河湖泊的秀麗風景,同時配備了寧靜舒緩的音樂,令人心曠神怡。組織教學后,以“水是生命之源”與課間視頻相對應。過渡,“讓我們看看母親河的現狀吧!”畫面一轉,呈現被有機物染黑的松花江、藍藻肆虐的太湖水、被染紅的長江水和云霧繚繞變成乳白色的黃河水,引起學生的驚嘆,與前面的清澈明顯對比。然后,以新聞視頻方式播放了沱江、長江、太湖等水體污染的現狀與數據分析,強化學生的危機意識。借此提出問題,“是什么使水體面目全非?”“污水有什么危害?”讓學生根據以往的生活經驗與已學過的生物、化學及其他科目的知識進行綜合回答。順理成章地得出對待污水應有的態度:治理!從而引出課題:污水處理。這種處理方式看似煩瑣,但是,將學生置身于熟悉的生存環境中更能引起共鳴、激發學習興趣,體現STSE教育的“知識”與“生存環境”相結合理念。同時,又將化學與生物等理科,甚至人文科學相結合,能夠緩解他們的學習壓力,促進知識的綜合。
2、實驗設計,合作討論解決問題
“人們通過實驗室研究某一物質并對其有了充分了解之后,在準備實現大規模生產之前,還需要進一步研究其生產工藝的問題。前者歸屬于科學,后者歸屬于技術?!薄痘瘜W與技術》教材引言中的這一段話,給了筆者啟示。與其單純地介紹工業上的污水處理方法,讓學生被動地聽講,不如讓學生成為學習的主體,讓他們運用已學過的知識,從實驗室出發解決問題,再聯系社會生產實踐。于是,教師展示了一燒杯取自某電鍍廠的污水,提出問題,“請設計一個實驗,將這燒杯含有嚴重超標的銅離子的酸性污水進行處理,使之可以排放?”此時,要安排學生進行合作討論。但是如果什么也不說,學生的說辭必然會雜亂無章,這樣看起來熱鬧卻沒有真正起到討論的作用。教學中學生是主體,但是老師并不是擺設,關鍵時刻必須發揮其指導作用。于是,教師引導學生先討論,“化學實驗設計應該考慮那些方面?這些方面的考慮順序又是什么?”讓學生得出“實驗目的――實驗對象――實驗操作”的討論結果來引導他們通過觀察展臺上污水的外觀,確定要除去的物質,再確定實驗的操作順序。這樣的合作學習討論才能有的放矢。通過討論,學生可以得出 “漂浮物、沉淀――過濾懸浮物、部分膠體――加凈水劑可溶性分子、離子 ――中和、沉淀等”的討論結果。這個實驗設計,為后面的化學與技術的區別與聯系打下了伏筆。
3、類比與對比,化學與技術相聯系
化學中的STSE教育,注意從學生的日常生活經驗出發,廣泛聯系生活、社會中的現實問題,實現知識的主動構建和有意義構建,促進學生學會關心、學會學習,學習內容和學習過程充滿以學生可持續發展為本的現實意義。[3]筆者認為,新教材開設《化學與技術》,其目的并不是簡單地進行技術的講解,而是希望學生能夠將化學知識與實踐相結合,讓學生能夠發現理論與實際之間的異同,努力解決實際問題。于是,教師展示了一片漂浮著塑料袋、樹枝等雜物的烏黑的水體照片,設問,“如果你面對的是這樣一片污水,怎樣處理?實驗室能夠解決嗎?不能!我們要通過污水處理廠來解決問題?!弊匀贿^渡后,提問,“大家試考慮污水處理廠和實驗室處理污水有什么不同,前者要考慮那些方面的問題?”學生們可以通過合作討論,歸納出“實際生產要考慮成本、環保、簡單、可行性等因素”,最后,教師強調,“實際生產還要考慮到大量運作性和生產達標性”,將實驗室與工廠相區別。那么,二者又有什么聯系呢?“如果你是污水處理廠的生產負責人,面對這片污水,你首先要考慮的是什么?怎么辦?”這種角色給予,讓學生如臨其境,在激發思考熱情的同時,能夠將實驗設計與實際生產相結合,考慮到要“先進行取樣分析,再確定生產流程”的科學解決問題的思維方式,達到STSE的教育目的。
4、觀看視頻,知識與實踐辨異同
在進行足夠的分析準備之后,應該呈現真正的生產歷程了。教材是以圖片的方式進行講解,直觀卻略顯簡單。為了更加直觀而有動感,教師以視頻的方式播放課前參觀污水處理廠從而攝錄并剪輯的污水處理的一級、二極處理的真實工藝,同時配以根據課前從網上和相應的專業書籍上查閱到的資料除去艱深的專業術語,改成的學生可以聽懂的工藝流程介紹。但若僅僅如此,就是單純的工藝介紹了,似乎與化學沒有了聯系。同時,考慮到學生對具體工業處理方式的生疏感,教師在此提出,“回憶剛才的工藝流程,指出關鍵步驟,并將之與實驗室設計方案相對照嘗試找出理論依據?!笔箤W生通過思考、討論來“消化”工藝流程,并通過比較化學知識與工業實踐的異同點,自然理解化學與技術的聯系,得出“一級處理的篩濾、沉沙與沉降相當于實驗室中的過濾,二級處理的混凝與二次沉降相當于實驗室中的加凈水劑;但是考慮到工業的大量性生產特點,不能進行過濾或蒸餾而是進行沉降。另外,生產中還可以在二級處理時利用生物活化泥進行除氮脫磷處理?!笨梢?,真正的工業處理并不是那么簡單,可以進行多種方法與原理的綜合。如此,達到STSE教育中“知識”與“技術”的結合目的。
5、STSE問題設置,自主歸納方法
記得西方學者德加謨曾說過,“提問得好即教得好,”教師課堂提問設計得如果富有情趣、有吸引力和有針對性,可以激發學生的主體意識,鼓勵他們積極參與學習活動,自主得出結論,這樣要比聽老師的“精辟”概括更加深刻而有效。因此,對于污水的三級處理方法(主要是化學處理方法)的學習,教師通過一些STSE問題的設置來達到目的。如:
太湖已成為我國水污染的一個縮影,目前已造成無錫水危機。我國的其他流域,如滇池、巢湖,長江的一些淡水湖都出現了水質惡化問題。下列對水質起到最佳改善作用的一組物質是(A)
A、HClO和FeSO4?7H2O B、Cl2 和 Ca(OH)2
C、Cl2 和 FeSO4?7H2O D、O3 和 Ca(OH)2
利用上題學生可以自然想到利用氧化還原法處理污水,同時認識到污水處理時可同時采用多種方法綜合處理,如本題可以將混凝與氧化同時進行。通過類似STSE習題的設置還可以讓學生歸納出中和法、沉淀法等化學處理方法。教師在此基礎上進行加深加寬,介紹電解法等其他方法與常用藥劑,并讓學生知道處理方法也可以將幾門學科綜合,如:物理化學法,主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法等。生物法(即生物化學法),主要有活性污泥法、生物膜法等。讓學生感受到污水處理的多樣性、綜合性與復雜性,加深學科與技術的辨證關系的認識。
6、巧設開放性問題,效果多層面
常規的課堂教學,往往在最后要小結。如果由教師進行,顯得枯燥;如果由學生進行,常常變成板書的重復。如何設置問題,讓教學效果能夠較大程度地呈現呢?筆者認為開放性問題的設置可以解決這個危機。故教師在課的最后提出,“通過污水處理的學習,你掌握了什么?想到了什么?將來要怎么做?”給學生一點兒時間,讓他們“沉淀”、合作討論再歸納。于是,有小組會提出污水處理的實際工藝流程;有小組會提出科學的化學學習方法;有小組會提出化學理論與社會生產實際的異同;有小組會提出注重環保與節約;有小組會提出加強法制觀念與獎懲力度,有小組會提出從我做起和教育他人等等,這種百“科”爭鳴,足以體現STSE教育理念的成功。教師在對學生的回答作出正確的評價與反饋后,要站在一個高度上強調,“污水處理要治標更要治本,在污水流入江河湖泊之前就進行處理。污水處理是一個復雜的問題,需要政府的資金投入、法律的監督、工廠的處理、民眾的自覺等等。同學們今天,要在課堂上努力學習知識與方法;明天,要科學處理生產實際問題。讓我們牢記:水是生命之源,讓我們的生存環境更潔凈吧!”這樣,與引言相呼應,使課堂成為一個有機整體。
綜上所述,《化學與技術》反射出了STSE教育的必要性與迫切性。學生對化學知識的實際應用表現了極大的熱情,為化學教師培養學生的觀察能力和實踐能力提供了可能,說明在高中化學教學中實施STSE教育已具備了一定的條件,時機日漸成熟。運用STSE教育進行教學對化學的學習需要廣大教師同仁的重視。
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部《普通高中化學課程標準(實驗)》[M].北京:人民教育出版社.2002
化學實驗室污水處理方法范文2
1課堂教學是加強技校生環境保護教育的“主戰場”
在技工院校選用的化學教材中,穿插了許多環境污染以及保護的知識點。如在介紹燃料燃燒時,產生大氣污染物;臭氧層的破壞及保護臭氧層的國際公約,二氧化氯對大氣的污染和危害;二氧化硅粉塵的危害;一氧化氮、二氧化氮的污染;重金屬離子的污染及回收;廢電池的污染及環保型電池的開發。此外在有機化學的教學內容中,分別介紹了高分子材料污染的防治及環保型高分子材料的合成;含鉛汽油對人體的危害;氟利昂對臭氧層的破壞以及與這些環境污染相關的《中華人民共和國固體廢棄物污染環境的防治法》等諸多的法律法規。這些教學內容的講授對于即將走上企業生產第一線的技校生來說,無疑是非常必要的。為此,化學專業教師在教學過程中要充分利用教材中已有的知識和內容,有意識、有目的地讓學生了解該化學物質對環境的污染及防治方法。如介紹燃料燃燒對大氣的污染時,先指導學生閱讀相關內容,再引導學生發現日常生活中的污染場景:路面上日益增多的汽車、過年時每天燃放的煙花爆竹等等;再誘導學生討論其中的后果與危害;然后教師再點撥、分析原因,鼓勵學生思考,找出防治方法,得出自己的結論;最后教師歸納,減少汽車尾氣排放量,利用清潔能源,禁止在生活小區燃放煙花爆竹等。通過以上幾個環節的教學,既激發了技校生學習化學的興趣,拓展了學生的知識面,又培養了學生分析問題和解決問題的能力,同時也有利于學生自覺形成在今后的工作、生活中保護和愛護環境的意識。
2實驗教學是加強技校生環境保護教育的“催化劑”
化學是以實驗為基礎的學科,化學實驗是提高技校生化學素質的有效途徑?;瘜W知識的學習,離不開化學實驗,可是化學實驗又必將產生一些有害氣體、有毒液體和固體廢棄物,從而不同程度上在教室、實驗室、校園內等較小范圍內造成環境污染。因此化學專業教師要充分利用化學實驗場地,對學生進行環保知識的教育,這樣可以達到舉一反三、事半功倍的效果。如在技工院校,常規氣體的制備實驗有氯氣、二氧化硫、二氧化氮等氣體。它們都是有刺激性的有毒氣體,并且是大氣污染物。因此在適當的時機,采用正確的操作方法,讓學生聞一聞它的氣味,進而有針對性地強調,在這些氣體的制備實驗中,為什么要有尾氣處理吸收裝置,嚴禁把這些尾氣排空。另一方面,在課堂演示實驗中,一般將實驗藥品微量化,并用實物投影儀放大,讓學生仔細觀察全過程。這既是教學手段的改進,也大大減少了對校園環境的污染。在此基礎上,教師還可組織學生對實驗裝置進行討論,并結合自己的知識與經驗,提出改進方案,使校園化學實驗朝減少污染的方向發展?;瘜W實驗中的固液廢棄物是污染的另一個重要來源,必須妥善處理。如廢酸可用石灰中和后埋入地下;含氰化物的劇毒廢液可先加堿液,使金屬離子沉淀而分離,再加入適量的次氯酸鈉,使氰離子氧化為氰酸鹽,并分解為無毒的氮氣。因此,在組織學生實驗時,必須強調不得把反應后的廢棄物倒入水池,應倒入指定的容器內。這樣就通過每個實驗的細節,來強化技校生的環境保護的習慣養成。
3課外活動是加強技校生環境保護教育的必要途徑
化學實驗室污水處理方法范文3
【關鍵詞】環境監測實驗室;水污染源危害;污水排污現狀;防治措施
隨著環境保護地位的提高,實驗室的建設數量和規模都有所增長,由此產生的實驗室污染問題日益凸顯。環境監測分析實驗室每天都有未經處理的實驗廢水排入城市下水道管網中,這些實驗廢水排放總量較少但隨時間變化較大,水質復雜,瞬時排放濃度較高,加劇水環境污染。以下就環境監測實驗室的水污染源危害及防治措施進行探討分析,旨在避免實驗室廢水排入地表環境中造成環境污染。
1環境監測實驗室的水污染源的危害及分類
1.1實驗室廢水危害
常見的有機物、重金屬離子、廢酸廢堿和有害微生物在實驗室廢液中經常出現,如不加處理,直接排放入城市污水管網,會對環境造成二次污染。分析重金屬項目時,均存在著分析殘液、剩余樣品(有些屬于濃度極高的原水、直排水)帶來的重金屬污染問題,重金屬離子(汞、鎘、鉛等)可以通過富集作用在人體內積聚,達到一定濃度后對人體造成傷害。分析過程中強酸強堿具有較強的腐蝕性,未經處理直接排放會對地下管道造成腐蝕性危害。各種有機物毒性較大對人體造成傷害,有機物進入水體后促進微生物繁殖,造成病原微生物超標;氮、磷含量過高則會使水體發生富營養化。另外開展生物監測的實驗室會產生大量高濃度含有害微生物(如大腸桿菌、糞大腸桿菌)的培養液、培養基,如未經適當的滅菌處理而直接外排,同樣會造成嚴重后果。環境監測實驗室的環境污染長期以來未得到足夠的重視,其污染治理基本上還未有效開展。盡管按化學實驗室規范要求,實驗室應分類配備多種殘液缸,但實際操作時多數形同虛設,往往還是往下水道一倒了之,較少有實驗室污染管理方面的規范要求,又缺乏必要的監督體系和技術規范,致使監測實驗室的環境管理方面薄弱,造成監測實驗室環境污染 。
1.2實驗室廢水分類
環境監測站化學分析室主要以地表水和工業廢水檢測、生物檢測和環境空氣和工業廢氣檢測等實驗內容為主。樣品分析過程中產生的廢水是實驗室的主要污染源,對于一些非經常性監測項目中標準溶液、標準樣品、貯備試劑易出現過期、失效情況,在處理過程中也會對水產生污染。實驗室廢水往往是既含有無機物又含有機污染物,由于檢測項目眾多,廢水內含有的有害成分種類復雜。根據廢水中所含主要污染物性質,可以分為有機和無機實驗室廢水兩大類。無機廢水主要含有重金屬、重金屬絡合物、酸堿、氰化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機離子等。有機廢水含有常用的有機溶劑、有機酸、醚類、多氯聯苯、有機磷化合物、酚類、石油類、油脂類物質。
2環境監測實驗室污水排污現狀
工業化的快速發展,使得工業企業數量逐年增加,同時也增加了環境監測任務。環境監測網絡已經逐步建立并完善,環境監測站一般都配備功能齊全的分析實驗室,同時也是一種不可忽視的污染源,分析實驗室在為環境監測做出重要貢獻的同時,也因缺乏有效管理及技術能力所限而成為環境污染區。監測站區域分散,工作頻次不均勻,而且缺乏專業監管和社會監督,往往易于被各方面所忽視。監測實驗室,尤其是在城區和居民區的監測實驗室大多數未專門設立廢水處理系統,對環境的危害特別大,因為很多實驗室的下水道與居民的下水道相通,污染物通過下水道形成交叉污染,最后流入河中或者滲入地下,其危害不可低估。在監測分析過程中產生的實驗廢水相對增多,廢水的水質相當復雜。此類廢水的排放周期不定,排放水量也無規律性,且所含污染物成分較為復雜,除含有洗滌劑及常用溶劑等有機物外,還有較多的酸堿,有毒有害的有機物以及重金屬等。隨著國家對環境的要求越來越高,實驗室和環境樣品分析量也越來越多,污染物排放量大幅增大,對實驗室的污染的預防與治理已刻不容緩。
3 環境監測實驗室廢水污染防治措施
實驗室不同的廢水,污染物組成不同,處理方法和程度也不相同,處理有一定的難度。實驗室廢水有其自身的特殊性質,量少,間斷性強,高危害,成分復雜多變。因此,處理廢水往往要把多種方法結合起來,或是針對性的分類處理,才能達到較好的治理效果。所以要加強實驗室廢水的處理及廢水污染防治措施,制定和選取經濟合理、技術成熟的污染防治措施,實驗室一般廢物的排放包括源頭控制及合理處置兩個管理環節。
3.1實驗室廢水排放減少措施
在環境監測化學分析過程中,要采取措施來減少實驗室廢水排放減少。在分析過程中盡可能選擇環境污染少的標準分析方法,使用可降解的無磷洗滌劑 ,在酸堿中和時盡量選用廢酸、堿調節廢液的pH,做到廢物利用。在滿足分析要求的情況下,適當降低采樣量,盡可能使用儀器分析從而減少試劑用量和采樣量。對于環境質量控制標準樣品管理中,控制購買暫時用不上的試劑,不要大量存放標準樣品,并盡量先使用要到期的試劑。對于能回收利用的試劑盡量回收利用,盡量利用可回收的試劑。
3.2實驗室廢水污染防源頭控制
環境監測分析實驗室在注重能力建設、質量管理的同時,需要建立完備的實驗室環境管理體系。根據本實驗室工作的特點加強實驗室管理,在源頭控制和治理上狠下功夫,防止實驗室的水污染擴散,想方設法減少實驗室污染。推行綠色化學實驗是減少實驗室污染的一個主要策略。要選擇污染少的分析方法,在保證實驗效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強的試劑。過期、失效的化學試劑,各實驗室可以合作成立區域性的試劑調度網,選擇一部分危害大,用量少,易失效試劑進入網絡,實行實驗室間資源共享,盡量避免大批化學試劑失效,從而節約實驗成本。應發揮地區中心實驗室的作用,集中部分項目,對社會開發,從而達到資源共享,相對降低實驗室污染物的排放,也有利于實驗室污染物的集中治理。
3.3 實驗室廢水處置
由于實驗室從事的實驗大不相同,廢水的性質差異也比較大,而且污染物的組成也不盡相同。對實驗室廢液應該分類收集,廢液應根據其化學特性選擇合適的容器和存放地點,通過密閉容器存放,不可混合貯存,容器標簽必須標明廢物種類、貯存時間,定期處理。一般廢液可通過單位污染處理裝置進行酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放,有機溶劑廢液應根據性質進行回收后統一運送到特殊廢品處理廠等部門處理。經過處理后產生的廢液統一經污水管網送到污水處理工廠進行進一步處理達標排放,處理后得到的廢渣可送到固廢處理中心進行焚燒處理。
結束語
上述文章闡述了了實驗室的廢水污染源種類以及危害,針對我國環境監測實驗室污水排污現狀進行了簡要分析,并提出了相應的防治措施。闡明分析實驗室是一種不容忽視的污染源,應完善實驗室管理制度,增強實驗室人員的環保意識,提出實驗室廢水預處理和綜合處理等處理方法,避免實驗室廢水排入地表環境中造成環境污染。
參考文獻:
[1]國家環境保護總局 .《水和廢水監測分析方法》.中國環境科學出版社,2000年版.
化學實驗室污水處理方法范文4
【關鍵詞】環境污染 化學物質
風能具有一次投入少,建設周期短,見效快,投入/產出比好等優點,是人類近期最有可能大規模開發的新能源。太陽能、潮汐能等新能源雖然相對環保,但是以煤為燃料的的火力發電廠在中國仍然作為電廠的主力。因此在火力發電廠電廠化學方面保護是我國電業保護環境的主要、重要組成部分。
電廠化學中控制“三廢”,控制煙氣的二氧化硫含量,保護水體不受污染,使我們保護我們的水源,呵護我們的大氣,使我們維護賴以生存的生態環境得到保護。
一、化學實驗過程產生的“三廢”
分析化學實驗過程中,要產生“三廢”,其中大多數廢氣、廢液、廢渣都有有毒物質,其中還有些是劇毒物質和致癌物質,如果直接排放,就會污染環境,損害人體健康。所以盡管實驗過程中所產生的廢液、廢氣量少且復雜,仍需要經過必要的處理才能排放。排放總則為:
(1)少量有毒氣體可通過排風設備排出室外,被空氣稀釋。毒氣量大時必須經過吸收處理,然后才能排出。氧化氮、二氧化硫等酸性氣體可用堿液吸收。
(2)有機溶劑的回收:分析實驗用過的有機溶劑有些可以回收再用。使用前應經過空白或標準試驗,效果良好才能使用。處理有機溶劑均在分液漏斗中進行以下指出的洗一次或幾次均指振搖并分層。蒸餾操作細節參看有機化學實驗書。具體方法如下:①可燃性有機毒物可于燃燒爐中供給充分的氧氣使其完全燃燒,生成二氧化碳和水。②對于較純的有機溶劑廢液(含有少量其他試劑和被測物)應回收再用。③高濃度的酚可用乙酸丁酯萃取、重蒸餾回收。低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉使酚氧化為二氧化碳和水。④若不小心將金屬汞散失在實驗室里,必須立即用滴管、毛筆或用在硝酸汞的酸性溶液中浸過的薄銅片收集起來用水覆蓋,散落過汞的地面應撒上硫磺粉或噴上20%三氯化鐵的水溶液,干后再清掃干凈。如果室內的汞蒸汽濃度超過0.01毫克/立方米,可用碘凈化,即將碘加熱或自然升華,碘蒸汽與空氣中的汞及吸附在墻上、地面上及器物上的汞作用生成不易揮發的碘化汞,然后徹底清掃干凈。⑤含汞鹽的廢液可先調節ph至8-10,加入過量硫化鈉,使其生成硫化汞沉淀,再加入硫酸亞鐵作為共沉淀劑,硫化鐵將水中懸浮的硫化汞微粒吸附而共沉淀。清液可排放,殘渣可用燒法回收汞,或再制成汞鹽。⑥鉻酸洗液如失效變綠,可濃縮冷卻后加高錳酸鉀粉末氧化,用沙芯漏斗濾去二氧化錳沉淀后再用。失效的廢液可用廢鐵屑還原殘留CR(Ⅵ)到CR(Ⅲ),再用廢堿液或石灰中和使其生成低毒的CR(OH)3沉淀。⑦實驗室的混合廢液可用鐵粉法處理,此法操作簡便,沒有相互干擾,效果良好。調節廢液PH為3~4,加入鐵粉,攪拌半小時,用堿把ph調至9左右,繼續攪拌10分鐘,加入高分子混凝劑,進行混凝后沉淀,清液可排放,沉淀物以廢渣處理。⑧將廢氯仿順序用水、濃硫酸(用量為氯仿的四分之一)、純水、鹽酸羥胺(0.5%,分析純)洗滌。用重蒸餾水洗后,按上方法干燥并蒸餾二次。對于蒸餾法仍不能除去的有機雜志可用活性炭吸附純化。
以上回收工作必須有實驗室班組成員兩人以上共同操作方可進行。在化驗實驗過程中一定在確保安全的情況下細致認真。
二、最大限度的、合理的、有效的利用水資源
在中國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。水污染正在慢慢的從江河支流向干流逐步的蔓延、延伸;從地表向地下逐步的滲透;從陸地向海洋滑移;連農村也正慢慢的受到污染;在河流沿岸的村莊,癌癥的患者在逐年的增加。因此作為發電廠要最大限度的、合理的、有效的利用水資源包括節約原水的用量,增強水的循環應用,合理利用廢水,減少廢水的排放,控制廢水的各項指標,是全體電廠化學工作者義不容辭的責任和義務。以下從廢水的重復利用;控制廢水的各項指標、增強水的循環應用兩方面進行探討。
(1)廢水的重復利用。除灰水在火力發電廠中可以采用經處理合格后的廢水或循環冷卻水后系統的排污水,在使用循環冷卻水后系統的排污水作為沖灰水時要控制循環冷卻水的濃縮倍數,使之相互匹配,沖灰水的一部分經處理可以循環使用或者可以用來沖刷混煤倉、輸煤皮袋等。
(2)盡量控制廢水的各項指標、增強水的循環應用。談到盡量控制廢水的各項指標、增強水的循環應用當然就離不開水處理,就要談到離子交換樹脂這個水處理的“靈魂”如果有機物在這里慈生,產生樹脂污染、污堵導致制水量大幅度的減少,更嚴重的樹脂的壽命減短會間接會給環境帶來等大的危害(只有節能才能談到減排)。對于水處理的要求流程概要如下
化驗員要對現場樹脂的運行工藝和再生工藝進行了監測,對樹脂的入口水水質也進行了化驗,通過對以往的處理工藝的改進,找出了合理的處理方案,并根據實際情況制定了合理的處理周期。
離子交換法制取純凈水是近幾十年來發展很快的一項應用技術。高參數大容量的火力電機組及核電站幾乎全部采用離子交換法即化學除鹽法做為獲取純凈水的手段?;瘜W除鹽是一項成熟工藝,它是依賴離子交換樹脂內部的功能基的活性進行離子交換作用。除去水中的溶解鹽類而達到將水凈化的目的。離子交換樹脂是多孔結構的,離子在孔道內進出、擴散是進行交換的必要條件,如果孔道被雜質堵塞,功能基被遮蓋,必然嚴重地影響樹脂的交換能力。影響使用性能。
舊樹脂的保管。對使用過的樹脂,中途如果有較長時間的停用時。應采取下面的措施:必須經過轉型處理,以鹽型保存備用,即用食鹽再生,使陽樹脂轉變成鈉型(R―Na),陰樹脂轉變成氯型(R―C1),陽樹脂不宜以游離酸型(或稱氫型R―H)保存,陰樹脂不宜以游離堿型(或稱羥型R―OH)保存,因為R―H型或R―OH型樹脂的穩定性差。停用樹脂經轉型后,仍要濕法存放,經水清洗后,浸沒在水中,經常還得檢查水是否流失,樹脂是否干燥。
污染的現象。降低出水pH值,有時可低至pH=5.5;增加出水電導率;提早漏二氧化硅;增加清洗用水量;樹脂的交換容量急劇下降。
三、廢水集中處理
廢水集中處理應優先采取“以廢治廢”的綜合治理原則,經過處理后的廢水可以回收利用。當然廢水要采取“清污分流”的原則。廢水集中處理流程。污水處理(污水經過一定方法處理后.達到設定的某些標準.排入水體.排入某一水體或再次使用等的采取的某些措施或者方法)一級處理.主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質.物理處理法大部分只能完成一級處理的要求,經過一級處理的污水.BOD一般可去除30%左右.達不到排放標準,一級處理屬于二級處理的預處理。
二級處理。主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD.COD物質),去除率可達90%以上.使有機污染物達到排放標準。
三級處理。進一步處理難降解的有機物.氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等,主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉淀法.砂率法.活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升后,經過格刪或者篩率器.之后進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉淀池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池,生物轉盤,生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉淀池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉淀法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法,二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之后進入污泥消化池,經過脫水和干燥設備后,污泥被最后利用。
四、結論
對于以上所述從火力發電廠電廠化學方面探討了怎樣從化驗室“三廢”、最大限度的、合理的、有效的利用水資源,廢水集中處理方面保護環境。具體方案還要在實際的工作中得以改進和完善。作為一個化學工作者,一個愛護環境的公民,相信只有在工作中不斷地學習、時間、總結方法,一定會有一套更加合理的關于化學制水設備經濟、穩定運行的方案,為我們賴以生存的環境盡一份自己的力量。
化學實驗室污水處理方法范文5
關鍵詞:化學;教學情境;北京奧運
文章編號:1005-6629(2008)04-0036-03中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
教學情境是指知識在其中得以存在和應用的環境背景或活動背景[1]。真實的、適合學生實際和發展的教學情境能夠提供豐富的學習素材,同時在整個學習過程激發、推動、強化、維持、調整學生的情感活動、認知活動和實踐活動,有效促進學習。
隨著2008年的臨近,北京奧運的氣息已經傳遍了神州大地的每一個角落,中國人民正在通過自己的勤勞與智慧,努力承辦一屆以“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”為理念的“有特色、高水平”的奧運盛會。北京奧會中蘊含著大量與化學學科知識密切相關的內容,是教師創設教學情境的新視點,化學教學中教師應該敏銳地關注和提取相關信息,創設具有基礎性、現實性、思想性、現代性和基于學生經驗的教學情境,引導學生有效學習。
1 綠色奧運中的化學
所謂“綠色奧運”就是指用保護環境、保護資源、保護生態平衡的可持續發展思想籌辦奧運會,廣泛開展環境保護的宣傳教育活動,促進北京和中國環保基礎設施的建設和生態環境的改善,倡導綠色健康的生活方式和消費方式。在這個理念中蘊含著豐富的“綠色化學”知識及情感態度價值觀教育的素材,基于“綠色奧運”背景創設教學情境,能有效地引導學生樹立環境意識,樹立綠色化學理念,形成正確的化學價值觀。
1.1北京奧運火炬體現“綠色奧運”理念
我國奧運火炬“祥云”設計師章駿曾介紹說,“祥云”長72厘米,重985克,除了適合各個火炬手使用、媒體拍攝及飽含科技含量外,“祥云”的設計還體現了“綠色奧運”的理念?!跋樵啤笔褂萌剂蠟楸?,這種燃料價格低廉,燃燒后只產生二氧化碳和水,不會對環境造成污染。除此之外,火炬外形的制作材料也都是可回收的環保材料。
2007年北京市中考化學的一道試題即以上述資料為素材設計,突出對化學核心知識與化學基本概念的考查:
為體現綠色奧運的理念,北京奧運會采用丙烷作為火炬燃料,丙烷燃燒時發出亮黃色火焰,反應生成水和二氧化碳,該反應的化學方程式為_____。
在教學中,以上述資料作為情景素材,創設教學情境,可以引導學生探討奧運火炬選擇丙烷作為燃料的意義,討論是否有更好的燃料可以選擇,繼而學習烷烴的相關性質,如燃燒后的產物和釋放的能量等,同時引導學生深入認識綠色化學的意義與價值。
1.2通過大氣污染防治創設情境
2006年12月25日北京市環保局網站上了題為“北京市民迎來第238個達標天 空氣質量目標實現”的一則消息:
“24日中午,市環保監測中心的數據顯示,當天北京市區空氣污染指數85,空氣質量為良。至此,今年我市市區空氣質量二級和好于二級的天數已達238天,今年市政府確定的在直接關系群眾生活方面擬辦的重要實事之一,即‘全年市區空氣質量二級和好于二級的天數達到65%’的目標實現了。同時,也標志著自1999年以來我市空氣質量連續8年得到改善。今年到目前為止的空氣質量達標天比1998年的100天增加了138天?!?/p>
這一令人振奮的消息,展示了北京市區空氣質量的大轉變,張顯著北京向“綠色奧運”邁進的信心與成效。
同樣,2007年北京市中考化學一道試題,也體現了奧運與環保的密切關系。
北京奧運會將有數以萬計的觀眾。針對觀看比賽時產生的垃圾,下列說法正確的是____。
①這些垃圾應隨身帶出賽場
②這些垃圾應送到垃圾焚燒發電廠,焚燒發電
③這些垃圾中的塑料制品不要丟棄,避免“白色污染”。
上述情景素材可引發什么是大氣污染、引起大氣污染的人為因素有哪些、什么是環境污染指數(API)、從化學的角度如何防治大氣污染、良好的大氣環境給運動員們帶來了哪些益處等學習任務,引導學生深入地學習。
1.3 通過污水處理創設情境
在北京申奧時,曾經對世界做出了這樣的承諾:2008年,北京中心城區污水處理率要達到90%,再生水回用率要達到50%。
北京奧運官方網站訊,為實現奧運承諾,北京市區建成9座污水處理廠和配套管網設施,城區日污水處理能力已達到291萬噸/日。2006年市區年處理污水近8億立方米,污水處理率達到90%以上,提前1年實現奧運承諾目標。北京市把再生水利用作為新水源加以開發利用。讓再生水成為農業灌溉、河湖景觀用水、工業冷卻等的主要水源。2006年全市利用再生水3.6億立方米,再生水用量達到全市年用水量的10%。今年利用中水可以達到4.8億立方米,占全市用水量的14%。實現再生水回用達到50%的承諾目標。2008年將利用再生水6億立方米。
高中化學選修課程《化學與生活》中的“化學與環境保護”主題,課程內容標準要求學習污水處理中主要的化學方法及其原理, 調查污水排放和處理情況,撰寫調查報告, 提出改進建議[2], 教學中可利用上述素材創設情境,使學生真切地了解污水處理和再利用的重要意義,進一步引導學生從媒體與網絡中收集當地的污水排放與處理情況,形成調查報告,并提出切實可行的意見和建議。
2科技奧運中的化學
所謂“科技奧運”就是指緊密結合國內外科技最新進展,集成全國科技創新成果,舉辦一屆高科技含量的體育盛會;提高北京科技創新能力,推進高新技術成果的產業化和在人民生活中的廣泛應用,使北京奧運會成為展示新技術成果和創新實力的窗口。這一理念結合材料科學、生物化學、分析化學的相關知識,可以為學生創設具有時效性并且觸及化學科技前沿的教學情境,使學生切身感受化學在現代科技、現代體育中的應用,感受化學在社會發展和提高人們物質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
國家游泳中心又被稱為“水立方”(Water Cube),位于北京奧林匹克公園內,是北京為2008年夏季奧運會修建的主游泳館,也是2008年北京奧運會標志性建筑物之一。2008年奧運會期間,國家游泳中心承擔游泳、跳水、花樣游泳、水球等比賽,賽后將建成為具有國際先進水平的、集游泳、運動、健身、休閑于一體的中心。
“水立方”的外形看上去就像一個藍色的水盒子,而墻面就像一團無規則的泡泡。這個泡泡所用的材料是“ETFE”。這種材料耐腐蝕性、保溫性俱佳,自清潔能力強。國外的抗老化試驗證明,它可以使用15至20年。猶如一個個“水泡泡”的ETFE膜具有較好抗壓性,厚度僅如同一張紙的ETFE膜構成的氣枕,甚至可以承受一輛汽車的重量。
ETFE的中文名為乙烯-四氟乙烯共聚物。ETFE既具有類似聚四氟乙烯的優良性能,又具有類似聚乙烯易加工的性能,還有耐溶劑和耐輻射的性能[3]。ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm,是一種透明膜材。ETFE膜材常做成氣墊應用于膜結構中。最早的ETFE工程已有20余年的歷史,其中最著名的是英國的伊甸園。
在高中化學選修模塊《化學與技術》“高分子化合物與材料”、《有機化學基礎》“合成高分子材料”等課題的教學中,教師可應用上述情景素材,配合展示水立方的效果圖和實景圖,提供關于水立方的新聞采訪錄像等,創設教學情境,更好地學習高分子材料的特性及其價值,兩種聚合反應(加成聚合反應和縮合聚合反應),鼓勵并組織學生進行小組討論,舉例說明已知的高分子材料的成功應用實例,并共同展望高分子材料的應用前景。
2.2拒絕運動場上的化學幽靈――興奮劑
體育運動中的興奮劑是指國際體育組織規定的禁用物質和禁用方法的統稱。以前由國際奧委會醫學委員會,現在由世界反興奮劑機構每年公布一份禁用物質和禁用方法的清單,簡稱《禁用清單》[4]。體育運動中的“興奮劑”,不單指藥物,也包括禁用方法和其它生理物質,例如血液、尿液和含有違禁藥物成分的食品添加劑、營養補品、飲料等,只要這些生理物質以“非正常量或通過不正常途徑”攝入人體,也是興奮劑。再如用血液回輸以增強體內紅細胞值的方法、尿液輸入膀胱以逃避檢測的方法,都屬于使用興奮劑。在一些食品、飲品、補品中含有某種禁止使用的化學成分且超出限制量,也是興奮劑。目前國際奧林匹克運動委員會規定:“競技運動員使用任何形式的藥物和以非正常量或通過不正常途徑攝入生理物質,企圖以人為的或不正常的方式提高競技能力即被認為使用了興奮劑”[5]。
北京奧運官方網站訊,2007年11月12日,中國反興奮劑中心正式揭牌。中心面積約5500平方米,擁有目前世界上最大的興奮劑檢測實驗室。中心下設興奮劑檢查、教育信息等6個部門。該中心的工作人員中,除國內相關專業的專家和志愿者外,另有20名從國外興奮劑檢測機構聘請的專家。同世界其他三十幾個得到世界反興奮劑機構(WADA)認證的實驗室相比,中國反興奮劑中心的儀器是世界上最先進的。在奧運會期間,中心預計將進行4500例興奮劑檢查。同時,中國反興奮劑中心還承擔著反興奮劑的宣傳教育工作,發揚公平競爭的體育精神,并培養運動員和教練員的主動抵制興奮劑的意識。
這一情境的創設,有利于幫助學生樹立體育道德和公平競爭的意識,了解常用化學檢測方法及其應用。結合高中化學選修課程《實驗化學》中的《化學實驗基礎》,引導學生利用查閱的文獻資料,認識現代的化學分析手段和儀器,例如:紅外、色譜、原子吸收光譜、核磁共振等現代化學分析測試技術。
2.3“鳥巢”中的化學
“鳥巢”是2008年北京奧運會主體育場。由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格(Herzog)、 德梅?。―e Meuron)與中國建筑師李興剛等合作完成的巨型體育場設計,形態如同孕育生命的“巢”,它更像一個搖籃,寄托著人類對未來的希望?!傍B巢”外形結構主要由巨大的門式鋼架組成,共有24根桁架柱,現已完成24根桁架柱整柱及2根下柱吊裝。國家體育場建筑頂面呈鞍形,長軸為332.3米,短軸為296.4米,最高點高度為68.5米,最低點高度為42.8米。
托起“鳥巢”最關鍵的“肩部”結構的,就是為“鳥巢”量身打造的“Q460”鋼材。Q460是一種低合金高強度鋼。Q代表鋼材的強度,460代表460兆帕。Q460就是鋼材受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形,這個強度要比一般鋼材大?!癚460”建筑可用鋼是中國科研人員經過三次技術“攻關”才研制出來的,它不僅在鋼材厚度和使用范圍都是前所未有的, 而且它具有良好的抗震性、抗低溫性、可焊性等特點[6]?!癚460”鋼材這一自主創新成果用于“鳥巢”的主體結構,是這種鋼材在國內建筑上的首次使用,而這次使用的鋼板厚度達110毫米,也是史無前例的,在國家標準中,“Q460”的最大厚度只是100毫米。
高中化學課程《化學 必修1》中的“常見無機物及其應用”主題的教學中,可運用上述情景素材引導學生認識金屬的通性以及合金的特性,初步了解各種鋼材的原料配比與相應的應用價值,幫助學生學會材料的基本分類方法。在選修模塊《化學與技術》“化學材料的制造和應用”主題中還可以引導學生推測“Q460”的基本成分,引發深層次的研究性學習。同時,上述素材也是引導學生認識我國現代材料研究和材料工業發展,認識新材料的發展方向,認識和欣賞化學對現代科技與社會發展重大貢獻的重要資料。
3 討論
運用上述情景素材創設教學情境,除了要體現情境作用的真實性與時效性,還應特別注意發揮好情境作用的全程性與發展性,激發學生學習的興趣,特別是繼續學習的愿望和潛能。在教學中教師除了要引導學生學習相關化學知識的外,還要根據情境的特點,發展學生的文獻檢索與分析、信息分類、數據分析、文字表達、討論與交流、總結與分析、解決問題等能力,引導學生樹立健康意識、公平意識、正確價值觀念等。
參考文獻:
[1]劉知新.化學教學論.[M] 北京:高等教育出版社,2004: 124.
[2]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(試驗).[M] 北京:高等教育出版社,2006:16.
[3]李君,向陽.ETFE膜材在建筑中的應用.[J] 建筑創作,2004,(1):128.
[4]郭啟華,錢春燕等.化學與申奧.[J] 化學教育,2001,(6):5.
化學實驗室污水處理方法范文6
一、培養學生環境意識的緊迫性與必要性
我國的環境狀況并不容樂觀。大氣污染、水污染等已經給人們的生產、生活帶來災害性影響。1994年7月震驚中外的“淮河水污染事件”,1997年的黃河斷流,1998年的長江洪水,2009年2月“鹽城水污染事件”,以及年年的沙塵暴等等,其后果已是觸目驚心。至于城市的酸雨、近海的赤潮、湖水的干涸等,早已不再是新聞。因此,提高全民族的環境保護意識,已經擺上了國民教育的重要議事議程。而中學生正處于世界觀與人生觀形成的關鍵時期,環保意識一旦形成,對其一生的社會行為乃至對整個中國的經濟發展與環境保護,無疑將產生巨大的影響作用。培養學生的環境保護意識,是一件事關未來、影響深遠的大事情。
二、化學教育在培養學生環境意識中具有重要地位
化學學科的特點,決定了化學教育在培養學生環境意識中占有重要地位。它同物理、生物等都是對學生進行環境教育的主要學科。但許多污染物的成分、特性、形成過程、對人類生產生活的危害以及如何防治等,都與化學教學內容有著密切的聯系。初中、高中化學教學大綱中也明確提出,化學教育應培養學生關心自然、關心社會的情感,對學生進行環境保護意識的教育。
三、化學教育如何培養學生的環境意識
1、結合教材內容進行環保教育,培養學生的環保意識。
中學化學教材中,涉及環保知識的內容不少,怎樣才能把這些內容的教學與環境保護教育有機地結合起來,就應做到適時,適當。在教學進程中,當講到涉及環保知識的內容,如:氧氣、二氧化硫、氮的氧化物、電鍍、電解、金屬的冶煉、煤、石油等內容時,就應及時向學生進行環保教育,教學中強調環境與人類生活的密切關系,使學生明白,為了不讓環境污染威脅人類自身的生存,就一定要保護環境。在教學中可適當補充一些內容,介紹一些實例來加深印象,拓寬視野。如教材在硫酸的工業制法這一節,介紹了環境保護初步知識,在授課時我們可列舉一些實例,比如,列舉遠的“世界上著名的公害”。近的“前蘇聯切爾諾貝利核電站事故,海灣戰爭”,大范圍的“外國、外省、外地區”,小范圍的“本省、本市、本鄉甚至本?!?。再增加一些具體數據,比如每年全世界排入大氣的二氧化硫,約有一億五仟萬噸,產生的廢渣超過30億噸,廢水6000~7000億噸。我國農業因遭受酸雨而每年損失達15億元等。使學生對環保知識學習既見“森林”又見“樹木”,即生動又能激發興趣,印象至深,再對照結合課本內容。從而使學生深刻認識到保護環境的重要意義,樹立起強烈的環境意識。當然在補充介紹這些內容、實例時,要注意體現常識性,不要超越學生的可接受性,適可而止。另外,結合二氧化硫和氮的氧化物的回收處理,可以向學生提出一些問題讓他們思考,例如,在生產和實驗過程中可能產生的硫化氫,二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等廢氣,為了不使它們擴散到大氣中去,你用什么方法將它們分別除去?又怎樣利用這些廢氣制得有用的化工產品?在組織學生討論的基礎上最后歸納為:對于酸性物質,一般可用堿溶液吸收或制成相應的化工產品。同理堿性物質通常就用酸液來吸收。某些有毒物可使它轉化為沉淀或可溶物等等。這樣使學生掌握消除或減輕環境污染的簡單原理。使他們明白,既要消除污染,又要使廢物得到充分利用,變廢為寶。此外,還可以結合平時作業,單元練習,在不偏離教材和大綱要求的前提下,穿插安排除雜質氣體,提純溶液和消除環境污染等方面的思考題、習題。以便鞏固保護環境的知識。
2、結合化學實驗進行環保教育
在化學實驗教學中,也應重視環保教育,意在培養學生保護環境“從我做起”以促使學生知、情、意、行統一協調發展。化學實驗,特別是象制備硫化氫,二氧化硫,氯氣等氣體,做銅與硝酸,濃硫酸的反應實驗等,往往毒化教室、實驗室的空氣,直接影響師生健康。我們則可將制備過程中多余的氣體或反應過程中產生的有毒氣體,通過導管再經一個倒掛漏斗,進入相應的吸收液(如多余的氯氣通入堿液吸收)。將有害氣體盡可能作化學處理,以消除或減少有害氣體的排放。在進行化學實驗,不斷改進化學實驗(如用實驗方法鑒別濃硝酸,稀硝酸時,銅片改用銅絲,不需反應時,只要抽出銅絲,反應即停止),盡可能采用微格化學實驗(如在進行氯離子的檢驗,碘升華實驗時),這樣不僅節約了藥品,同時減少廢液,廢渣,和有害氣體的產生;實驗后的廢液,廢渣盡可能回收利用(如銀鏡反應的廢液的回收利用);若不能回收利用的,則應倒在規定的地方,以便清理。在實驗過程中,注重環保問題,不僅可以大大減少環境污染,而且能使學生經常地受到直觀的環境保護的教育。
3、在課外活動中進行環保教育