研究性学习题目:调查厂矿固体废弃物状况?
一、课题名称：
《岑溪市环境污染源的调查研究》
二、研究的目的和意义：
近10多年来，随着我市规模的不断扩大，人口的迅猛增长。在大力发展工业和乡镇企业时，只顾短期经济效益，忽视对环境的保护，环境污染已经达到相当严重的地步。工矿企业 和汽车排放的废气，使城市空气污浊。工业废水、生活污水大量随意排入江河，使江河的水质变坏，危害人类健康和动植物的繁殖。交通运输和工业生产的噪声污染，破坏了人类的生活环境。居民生活的废弃物和工厂企业生产过程中的废弃物过多，乱丢乱放，影响人类生活，危及人们生存。环境污染是一个十分复杂的问题，它涉及天空、陆地、河流，直接影响千家万户，环境污染造成的恶果还会影响到子孙后代，关系到人类的延续和发展。因此，解决环境污染问题是重大的社会问题之一，已引起了有关不政府部门的高度重视。
我们进行此课题的研究 ，就是要调查岑溪市主要的环境污染源，了解有关部门对工业 的“三废”和城市垃圾的处理的方法和措施。提高我们对环境污染和环境保护的意识。并向有关部门提出我们合理的意见和建议，使我市重视环保工作，并逐步解决环境污染问题。以培养同学们关心社会、关心环保的高尚情操，创造优美的城市环境。
三、研究的方法：
1、参观访问法
2、实地考察法
3、采样实验法
4、查阅、查寻资料法
四、研究的过程：
我们按照研究性学习的一般过程：确定课程－－设计研究方案－－作开题报告－－探索研 究－－报告研究成果－－讨论研究成果。在具体的实施操作中，通过明确主要任务、基本的活动方式、教师主要的指导活动、有组织的重要教学活动等四个方面建构基本的操作模式。
主要任务：
1、进行分工：形成小组，确定各小组所要研究的子课题；
2、课题准备阶段：为课题实施做好各种准备；
3、研究实施阶段：研究活动的实践和体验；
4、总结反思阶段：展示、交流与总体评价。
基本的活动：
1、小组讨论，方案交流，开题讨论；
2、社会调查、实地参观：访问了环保局、环卫站，参观了硫酸厂、化肥厂、纸厂、钛白粉厂等重点工业污染源；
3、到图书馆查找资料，收集资料；
4、撰写方案、报告、成果作文。
五、研究成果：
通过这次研究，我们了解到我市环境污染主要有如下几个方面：
1、大气污染：主要是来自工厂燃烧大量的煤，排放出大量有毒的二氧化硫。某些工厂生产过程中，排放出大量尾气。以及机动车辆的尾气排放，含有大量一氧化碳、氮氧化合物等有害物质。据了解，硫酸厂每生产出一吨硫酸，就要燃烧煤10吨，排放二氧化硫14立方米，排放出废气1立方米。市内每天有几千辆汽车奔驰，将有10千克碳氢化合物、4千克氮氧化合物排入大气。据以上数据，二氧化硫等有毒物质和废气若不经过处理，直接排放到空气中，造成空气的污染指数达20~22。
2、水体污染：主要来自工业废水、生活污水。据调查，市内十家重点工业污染源每天排放的废水高达100吨。其废水中不同程度地含有酸、碱、盐等无机物，汞、铅等重金属的化合物，油脂等有机物。这些不经过处理，直接排放到江河的废水，其中钛白粉厂排放的废水ｐH值小于1.2，COD值为25吨。市内人们每天排出的生活污水有1000吨。矿山开发、石材加工每天排放的废水有10吨，其ｐH值为8.0~9.0，COD值为25~30砘。
3、噪声污染：主要来自交通运输噪声、工业噪声、建筑噪声、社会生活噪声等。据调查，各种车辆造成的噪声一般都在80分贝以上，而工业特别是界锯机工作时产生的噪声可高棕80~90分贝，而建筑、社会生活的噪声也高达到70~75分贝。
4、固体废弃物污染：主要来自居民生活的废弃物、工厂企业生产过程 的废弃物，以及石材开发过程中的泥浆到处喷洒、建筑工业中废料到处抛弃。据了解，我市每天产生的垃圾不少于150吨，每个乡镇的垃圾不少于15吨，市区的垃圾不少于70吨。其中来自工业的垃圾占了总数的30%。各种垃圾分类比例：白色污染、薄膜、饭盒、塑料等不溶垃圾占6%~7%，，除去可溶性垃圾外，其它的垃圾占40%。由于市区内的垃圾过多堆放，并且不断地向农村蔓延，垃圾中用了大量的土地，全市的垃圾大约占用全市土地面积的0.15%，市区内的垃圾大约占用7.5%。
六、环境污染造成的影响
其中大气污染，使城市空气污浊，烟雾弥漫，人呼吸入有毒气体，会刺激人们的喉、鼻、，并会使人头痛呕吐，危害人们的健康，并使动植物受到损害。水体污染使污染江河的水质变坏，饮用水质不断下降；严重会毒害鱼类土壤酸化、破坏农田、损害农作物。危害人们健康和动植物的繁殖。我市和黄华河的上游、义昌江下游的水质受到严重污染，有的河段差不多成为“黑河”了，已经是鱼虾绝代。噪声污染影响了人类的生活、工作、身心健康、固体废弃物占用大量的土地，使地下水受到污染，特别是大热天，垃圾臭气冲天，蚊子多。垃圾若不及时清理，就会使整个城市污秽不堪、
七、对策
根据调查我市环境污染源存在的问题，我们研究小组成员共同讨论后，提出了以下几点解决办法：
1、市政府有关主管部门要充分认识到我市环境污染的严重性和主要环境污染源，有计划地开展环保宣传和教育，不断提高市民的环保意识，采取有力措施消除环境污染源。
2、对工厂企业的“三废”进行跟踪监测，提出处理方法及综合利用，限期消除主要污染源。
3、生活污水的规划统一排放，市区生活垃圾和乡镇生活垃圾都要统一收集进行较好的填埋、焚烧处理，最好能综合处理回收。
4、白色污染、薄膜、饭盒、塑料等不溶，难降解垃圾要限制使用或有效的回收处理。
5、石材开发业排放的污水进行沉降、建筑拦污坝的处理。规定加工石料时间，汽车在市区严禁鸣啦叭、娱乐场所、歌舞厅限制时间，以免过高的噪音24小时都在影响人民。
八、体会
通过研究活动，培养了我们运用知识分析问题、发现问题和解决问题的能力，培养了我们群体协作精神，增强了环境污染和环境保护意识。同时增强了我们关心社会，关心环卫，保护环境的情操。
通过研究性学习，提高了我们的社交能力、口才能力，对化学知识的加深和提高也起到了很大的推动作用。通过自己的亲身体验和探索，使我们对课本所学的知识掌握得更牢固。通过一些采样设计实验方案，亲自动手做实验，提高了我们实验操作能力。通过研究性学习，使我们懂得了对问题研究的方法、步骤和实施办法。
我们这次研究性学习的成功进行，得到了学校领导和有关部门的大力支持，以及和师生们的共同协作是分不开的，所以说，这次研究性学习的成果是我们整个课题组全体成员共同努力的成果。
建硫酸厂应考虑什么因素很多，有些因素是互相矛盾的，所以要综合考虑：
1、离原料基地的远近。一般来说，离原料供应基地越近，生产成本就越低，硫酸的主要原料是硫铁矿和硫磺，能选择在离这些况比较近为好。
2、离市场的距离。如果厂址选择在里需方市场比较近的地方，无疑对销售有很大的便利，还有，如果选择在一个硫酸用量很大的单位（比如大型化肥厂、大型猛业公司等等）旁边，更是有很多的销售优势。
3、上述两点，基本上是相悖的，大部分的情况是原料基地和硫酸市场距离较远，所以就要考虑交通运输的问题，如果与原料产地的交通很好，就选择在市场周围建厂，反之就在原料地建厂。不过一般选择在原料地建厂的比较多。
4、环保因素。现在国家对环保很重视，所以建厂不可能健在城市附近，只能建在边远乡村，经济不发达地区，这样有牵涉到和当地居民和政府的关系协调问题，这个问题不解决，建厂也难。
5、目前硫酸的生产和销售被纳入公安局监督管理，因为硫酸是“易制毒化学品”，所以还要和当地公安局、安监局、环保局等等搞好关系，才能拿到相应的证件，否则视为违法。
6、要考虑硫酸价格的长期趋势。硫酸价格从2006年起，涨价的幅度很大，从每吨400元左右涨到2007年下半年的每吨近2000元，不过现在有所回落，在每吨1200元左右，根据长期价格趋势预测，估计以后都会在1000元以上，所以根据此价格，与原料价格进行对比，来决定是否投资办厂。
以上是个人看法，仅供参考。
硫酸厂必须有应急措施,一旦硫酸泄露,必须有足够高的围堰保护硫酸不到处流淌.
硫酸厂排出的废水,可能是酸性.悄悄地到他附近的排放口用PH试纸测PH值.
硫酸厂如果有烟囱,看看没有灰尘,冒出的是什么烟,烟囱的有没有足够的高度.
硫酸厂生产过程中有没有噪声,是否影响周围居民.
硫酸厂运输路线是否经过村庄,在运输物料过程中,是否有物料跑冒漏滴.
影响肯定是有的,大小而已.
硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用.在许多生产过程中,硫酸的利用率很低,大量的硫酸随同含酸废水排放出去.这些废水如不经过处理而排放到环境中,不仅会使水体或土壤酸化,对生态环境造成危害,而且浪费大量资源.
废硫酸和硫酸废水除具有酸性外,还含有大量的杂质.根据废酸、废水组成和治理目标的差异,目前国内外采用的治理方法大致可分为3大类：回收再用、综合利用和中和处理.
硫酸厂选址的因素
由于硫酸是腐蚀性液体,不便贮存和运抽,因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区.工厂规模的大小,主要由硫酸用量的多少来决定. 硫酸厂选址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区.
化工厂厂址选择一般应考虑下列因素:①是否有市场需求②是否接近原料供应地 ③土地供应是否充足 ④水源是否充足⑤能键是否充足且廉价⑥交通运始是否方便 ⑦ 能否达到环境保护要求等.上述这些因素必须在遵循科学原理的基础上,考虑综合经济效益,即要求最大限度地提高劳动生产率,降低成本,保护生态环境.
① 二氧化硫的制取和净化（沸腾炉）
S+O2=SO2
4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2
② 二氧化硫转化成三氧化硫（接触室）
2SO2+O2 = 2SO3
③ 三氧化硫的吸收和硫酸的生成（吸收塔）
SO3 + H2O = H2SO4
2、尾气处理(尾气的组成：SO2,O2,N2)
(1)碱法： Na2CO3
Na2CO3+SO2 = Na2SO3+CO2
(2)氨吸收法： NH3·H2O
2NH3·H2O+SO2 = (NH4)2SO3+H2O
(NH4)2SO3 + H2SO4= (NH4)2SO4 +H2O + SO2↑
化肥回收利用
3、污水处理
Ca(OH)2+H2SO4 CaSO4+2H2O
4、废渣的利用
黄铁矿的矿渣的主要成分是Fe2O3和SiO2可作为制造水泥或砖的原料。含铁品位高的矿渣可以炼铁。
5、能量的充分利用
硫酸厂在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，生产蒸汽来发电，在接触室里设置热交换器，利用SO2氧化为SO3时放出的热量来预热即将反应的气体。
6、硫酸厂选址的因素
a.由于硫酸是腐蚀性液体，不便储存和运输，因此要求把硫酸厂建在靠近硫酸消费中心的地区，工厂规模的大小，主要由硫酸用量的多少决定。
b.硫酸厂的选址应避开人口稠密的居民区和环境保护要求高的地区。
废气如：二氧化碳 二硫化碳 硫化氢 氟化物 氮氧化物 氯 氯花氢 一氧化碳 硫酸(雾) 铅 汞 铍化物 烟尘及生产性粉尘。
工业“废渣”是一种自然资源，要想方设法利用，以开辟新的原料来源，减少对环境的污染。
凡已有综合利用经验的“废渣”，如：高炉矿渣、钢渣、纷煤灰、硫铁灰、电石渣、赤泥、白泥、洗煤泥、硅锰渣、铬渣等，必须纳入工艺设计、基本建设与产品生产计划，实行“一业为主，多种经营”，不得任意丢弃。
“废渣”堆放场所，要尽量少占农田，不占良田。要有防止扬散、流失等措施，以防止对大气、水源和土壤的污染。
处理方法：
硫酸厂的"三废"治理已成为硫 酸工业发展的关键之一。从60年代开始,各国都在致力于工业化的治理研究。本文扼要地介绍了国内外硫酸工业"三废"治理概况、国内外已达到的水平及处理方 法等。文中例举了13种气、液、固的治理方法。目前国外的先进水平为废气中SO_250ppm,污水排放液已达可饮用的标准,烧渣可炼优质铁。但国内的" 三废"治理发展速度不如国外快。目前国内的水平是废气中SO_2≤100ppm,排放污水中的pH值、砷、氟等≤排放标准,烧渣处理后的精矿含铁55— 60%。
用碰选硫铁矿烧渣原料经硫酸溶解、氧化、水解、聚合产品聚合硫酸
通交
实验佳工艺参数产品已实现工业化产并用于工业用水净化效良
关键词
垡_互渣鍪全堕煞盐产水处理
b
I』
1
前富
聚合硫酸铁(PFS)种高效机铁系
絮凝剂其式[F
(OH)
(SChh-
]
自70代问世已广泛用于甩水、
工业甩水净化及工业废水、城市污水、污
泥处理等面
该产品具毒、絮凝能力
强、絮凝oH值范围宽、投药量少及本低等
特点??
我通实验室研究利用武汉硫
酸厂硫铁矿烧渣.摸索套产聚合
硫酸
新工艺该工艺特点:
a.
原料源广泛价格低廉
b.
产工艺简单靠操作便产
周期短
c.
能耗极低整程需要外界
供热降低产本
d.
产品质量经检测析产品质量
指标完全达化工部标准HG2153-91要
求
2
PFS产工艺
2.1
PFS制备原理
武汉硫酸厂硫铁矿烧渣经磁选全
铁含量高达60%左右其组见表1
表1
磁选烧渣化组
用H2SO,溶解磁选硫铁矿烧渣
害Fe2(SO,)3:FeSO4溶液氧化剂
作用FeSO4氧化Fe2(SO4)3.
进行水解、聚合等反应粘稠状红褐色
透明液体聚合硫酸铁其化反应程
式:
04+4H28(h
~
Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
Fe203+3H2SO4F电(Sq
)3+3H2O
FeS
堕
Fe2(
)3
Fe2(SO4)3+nH20
~
Fe2(OH)
(SO4)n/2+(n/2)H2SO4
m[Fe2(OH)
(s04)
2]
-
-
[F~2(OH)
(SOD
2]
2.2
PFS产工艺流程
PFS产工艺流程图1所示
硫酸术
氧化剂
术
怪l
洗强水
l
2.2.1
酸溶
按要求配比定量硫铁矿烧渣、水、
硫酸加入菖崾应釜同进行搅拌硫酸
硫酸_工业1996第2期
加入速度视反应激烈程度调整防
止料液溢或喷发
控制反应温度100~
120℃
反应间约1~1
5
h酸溶程即
完
2.2.2
氧化、聚合
酸溶反应完适补加少量水稀释
料液.控制总铁浓度定范围内待物料
温度降至60'(2左右加入氧化剂使亚铁离
氧化同进行聚合反应通控制氧化
剂加入量加入速度使整氧化、聚合
程反应温度始终控制60℃
左右间约
1h料液密度、全铁亚铁含量及pH值
均达标准即停止搅拌
2.2.3
滤
料液滤、离粘稠状红褐色透
明液体-
-
聚合硫酸铁产品送入品槽
用水洗涤滤渣洗涤水返反应釜收使用
2.3
佳工艺参数探讨
量实验基础我发现影响聚
铁产品质量主要素:硫酸与硫铁矿烧
渣比例:氧化、聚合反应温度及间
控制硫酸与烧渣比倒关键于保
证聚铁盐基度(聚合硫酸铁OH与1/3
Fd’间质量比)其比值通调节
H2SO,加入量控制加入量
少则体系酸度太低使部Fd
水解析
Fe(OH)
沉淀溶液变混浊加入量
则聚合产品盐基度达要
求且净水效
氧化、聚合温度若太低则砭应速度
慢使产周期延若温度太高则Fe
水解同析Fe(OH)沉淀我实
验室进行交实验结表明佳工艺参
数:
硫酸:硫铁矿烧渣(干)=1.卜1.2
氧化、聚合反应温度
60~65℃
氧化、聚合反应间
约l
h
2.4
产品质量
由该工艺制PFS产品质量完全符
合化工部标准HG2153-91具体见表2
表2
产品主要性能指标
41
·
3
应用
3.1
工业产概况
试基础.我武汉硫酸厂进
行工业试产结表明本工艺技术熟
靠所聚铁产品质量基本与试结
致
3.1.1
主要产设备
搪瓷反应釜(1.5m
)
台
锈钢离机
台
聚四氟泵
台
3.1.2
产本
聚铁产品产本见表3
表3
每吨产品本核算
3.1.3
预期经济效益析
该装置设计产能力1
000
t/a按每
吨聚铁售价650~700元计产值达65
~
70万元预期利税达25万元左右
3.2
用PFS净化工业用水
武汉硫酸厂工业用水原用聚合氯化铝
2.制定安全生产管理制度，规定相关人员的权责，规定相应的管理流程，制定相应的应急预案；
3.成立安全生产管理组织。
4.实施安全生产检查，包括常规例行性检查、周期性大检查，针对重要机器、设备、设施、器材的专项大检查等；
5.特种作业人员必须要有相关的资质（电工、司机、叉车、焊工....)，特殊的行业必须要有相关的资质（硫酸业....）
6.操作人员严格按照操作规程实施操作，不可违章操作；操作人员注意保持较好的休息，在操作时注意力要保证高度集中。
7.针对应急预案实施演习。
8.领导对安全生产的高度重视：经常性会议强调、宣传栏重点宣传、常规的安全视察等。
9.安全防护：操作人员的防护器具、穿戴方法、防护设施的运行正常等。
10.降低风险：企业的社会保险必须强制参加、商业保险视岗位的风险进行评估后进行购买，
硫酸厂的成品酸一般都是98酸。
乃是最大的是化工行业，包括化肥行业。
化工行业中，无机化工行业用的多，比如化肥厂用来生产磷肥，硫铵；日化厂在生产洗涤剂时也需要使用硫酸；石油化工、化纤生产中也有使用。
冶金中用来浸出氧化矿物。
机械厂机件的化蓝（化黑）处理也要用酸。
污水厂用来中和碱性废水
以下摘自人教版高三化学书：
硫酸是一种腐蚀性液体，不能像普通固体化工产品那样可以较多贮存，需随产随销。硫酸的运输费用较高。据估算1吨硫酸的运价约为同质量黄铁矿矿石的3倍。这样就决定了硫酸厂靠近消费中心比靠近原料产地更有利。因此，考虑到综合效益，硫酸厂厂址里硫酸消费中心不能太远。在决定建厂规模时，可以考虑在消费中心建厂规模大些，在边远或硫酸用量不多的地区，建厂规模小些。
