过程控制手册

动力与能源工程学院毕业设计（论文）过程控制手册专业：环境工程班级：6404301姓名：蔡玲指导教师：可欣ii填写说明1．本手册是动力与能源工程学院对毕业设计（论文）工作进行质量监控的重要依据，必须认真填写，妥善保管。2．学生毕业设计（论文）答辩前将本手册送交指导教师，待指导教师审阅毕业设计（论文）后填写同意参加答辩意见，同毕业设计说明书（论文）一并交答辩委员会评阅。iii目录一、毕业设计（论文）指导计划……………………………………1二、毕业设计（论文）开题准备………………………………3三、毕业设计（论文）中期工作小结…………………………10四、参加毕业设计（论文）答辩申请及导师意见……………11毕业设计（论文）指导计划（进度安排）1淋洗过程中重金属迁移动力学特征研究进度安排：2011..3.10～2011.3.20：查阅资料，收集文献，熟悉本课题的研究内容，了解采样点背景及采集样品的方法等；该阶段为毕业设计过程中的准备阶段，不仅要求学习消化老师给定参考资料，更要主动利用图书馆、网络等资源获得更多与研究课题相关的资料和文献，要完成对毕设课题的调研工作，并对其进行可行性分析，明确本次毕设的必要性，为以后的毕业设计工作，做好必要的前提准备工作；2011.3.21～2011.4.20：学习了解实验常用设备的工作原理及使用方法，完成英文文献的翻译工作；2011.4.21～2011.5.9：采集研究过程中的所需要的土壤样品，并对采集的土壤样品进行预处理，进行土壤理化性质分；2011.5.10～2011.6.1：铬污染土壤高温无害化研究，主要是研究铬污染土壤分别在氧气、氮气气氛下经不同温度高温处理后的烧失率、六价铬含量和形态分级；2011.6.2～2011.6.9：对实验数据进行处理；在试验过程中，应该认真思考，勤于动手，多听多问；试验结束后，就对实验数据及时地整理；2011.6.10～2011.6.15：论文撰写；2010.6.16～2010.6.25：论文完成，准备答辩；要求论文项目齐全，概念清晰、语言流畅、内容正确、条理分明、结构严谨。毕业设计（论文）指导计划（进度安排）2学生填写调研报告提要：一、课题提出的背景我国耕地资源匾乏，并且随着国民经济建设的发展耕地面积还在不断减少。同时，土壤污染问题不断恶化，特别是重金属导致的大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等次生生态环境突出，对环境保护工作提出了严峻的挑战，己经引起国内外诸多科学家的关注。土壤中的重金属较难迁移，具有残留时间长、隐蔽性强、毒性大等特点，而且可通过食物链发生传递，可直接或间接地危害人类健康甚至生命。此外，土壤中的污染物质还可以通过地表径流的冲刷、浸润而被携带到江河湖海和地下水，从而由水源污染而造成对人类生存的严重威胁。目前全国受污染的耕地约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的1/10以上，全国每年因重金属污染而减产粮食1000万t，被重金属污染的粮食多达1200万t，合计经济损失至少200亿元。重金属的生物毒性不仅与其总量有关，更大程度上由其形态分布所决定，不同的形态产生不同的环境效应，直接影响到重金属的毒性、迁移及在自然界的循环。因此，治理重金属污染的土壤一直是国内外瞩目的热点和难点研究课题。铬渣是金属铬和铬盐生产过程中产生的一种固体废物，其污染危害具有潜在性、隐蔽性和长期性，一旦造成水体、土壤等环境污染，即使投入再大也难以恢复。毕业设计（论文）指导计划（进度安排）3二、国内外研究现状土壤重金属污染主要是由采矿、冶炼、化工等工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出，部分地区土壤重金属污染现象十分严重。土壤重金属污染物主要是镉、铅、铬、汞、锌、铜、锡以及类金属砷等。重金属进入土壤中，不易随水淋溶，不易被生物降解，具有明显的生物富集作用，主要通过影响农作物的产量和质量危害人体健康。因此，土壤污染有较长的潜伏期，一旦受到重金属污染，其修复不仅见效慢，而且费用高。随着中国经济社会的发展，如生态退耕、农业结构调整等，土壤资源将进一步减少，因此有效控制及治理土壤铬等重金属污染、改良上壤质量，是一项非常重要且紧迫的工作。防治土壤污染，必须贯彻“预防为主”。首先要调查污染源，在清楚污染来源的前提下，针对不同的污染源及污染类型，采取不同的方法，控制和消除土壤污染源，同时，对已经污染的土壤，采取一切有效措施，控制土壤中污染物的迁移和转化，彻底消除土壤中污染物的残留。治理已被铬污染的土壤不是一件轻而易举的事情，往往需要长期地努力，并采取综合治理措施[24]，才能缓慢地恢复。和其他重金属污染一样，铬污染的治理途径主要有两种[25]：一是改变铬在土壤中的存在形态，将六价铬还原为三价铬，降低其在环境中的迁移能力和生毕业设计（论文）指导计划（进度安排）4物可利用性二是将铬从污染土壤中清除。纵观铬污染土壤的修复办法，归纳起来，主要有传统方法和生物修复法两大类，传统方法是一些物理化学方法，主要有客土法和换土法、固定化和稳定化、化学还原法、化学清洗法、电动修复法。生物修复法有植物修复法和微生物修复法。二种土壤修复措施相比，传统方法需要较多的化学试剂或能量，成本高，易产生二次污染，存在着一定程度的环境健康风险。因此解决重金属污染土壤问题将成为全球共同的研究话题。三、研究的意义世界各国对于污染场地的界定各不相同.一般来说,只要场地受到外来有害物质或者能量的侵害,就表明该场地受到了污染.“污染场地”会造成对土壤或地下水的污染,对人类健康和环境产生危害.如美国Love运河污染就是一起典型的污染场地引起的公害事件,其不仅导致大量人群的生命健康受到损害,而且产生了巨大经济损失,因此,20世纪80年代以来,欧美国家在环境风险评价的理论基础上先后建立起了污染场地健康风险评价体系,并开始进行污染场地的治理与修复工作.美国国会于1980年通过的“超级基金法案”针对美国污染场地进行管理.该方案实施已超过20年,共清理有害土壤、废物和沉淀物超过1×108m3,清理有害液体、地下水和地表水共13×108t,为数万人提供了饮用水源.欧盟16国于1994年成立欧盟污染场地公共论坛,并于1997年完成《污染场地风险评价协商行动指南》,以加强欧盟国家污染场地调查和治理的理论指导和技术交流.各国毕业设计（论文）指导计划（进度安排）5制定了污染土壤修复计划,建立了国家污染场地数据库,并选择典型污染场地逐步开展场地污染治理.随着我国经济的快速发展与经济结构的调整,污染场地问题逐渐开始暴露并引起广泛关注.2004年4月,北京地铁五号线工程宋家庄站附近掘出含六六粉和滴滴涕的污泥1×104多t,后查明该地是北京农药厂原址,在建设居民区时未对污染场地进行治理.而危险废物污染场地如果长期未能得到妥善处置,一旦引起公害事故,后果将不堪设想.随着国家相关规定的出台和人们环保意识的增强,大量生产企业搬迁出城区或是由于经济结构调整而关停并转.但很多场地并未进行任何风险评估与环境治理,而直接转为建筑用地,构成巨大的污染隐患.由于历史、经济和认识等方面原因,我国尚未对污染场地实行有效管理。目前,土壤中铬污染治理主要的思路有两种：一是改变铬在土壤中的存在形态,将Cr(Ⅵ)还原为毒性小的Cr(Ⅲ),降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性;二是将铬从被污染的土壤中清除。通常热解法都是在无氧条件下进行，通过将Cr(Ⅵ)还原的方式达到污染土壤无害化的目的；而在有氧条件下对污染土壤进行热处理由于会使难溶的Cr(Ⅲ)氧化成了溶解性更大的Cr(Ⅵ)，造成Cr的浸出率增加而不被采用作为治理污染土壤的方法。现今我国对于铬污染土壤的控制和治理工作的要求日益紧迫，而对于污染土壤资源化的研究更是受到广泛关注。Meegoda等应用S/S技术,进行了治理铬污染土壤的小规模实验。并且提出了利用处理后土壤做建材的可能。将上游产毕业设计（论文）指导计划（进度安排）6业产生的需支付费用进行处理的“废物”变成下游产业可利用的原料，进行再利用是循环经济所倡导的核心思想。在此思想影响下，利用污染土壤作为原料制取陶粒作为建材的研究就具有了很强的意义。学生填写毕业设计（论文）方案论证报告提要四、可行性分析土壤中的重金属与呈无机态、有机态的其他组分间不断的发生相互作用，进行空间位置的迁移和存在形态的转化，其间包括多种多样复杂的综合的过程不同种类的金属在土壤中的迁移方式也不同，铬在自然界中的稳定价态是Cr3+和Cr6+,Cr3+以3价阳离子形式存在,Cr6+则往往以含氧铬酸根阴离子形式存在。Cr6+具有很强的氧化性,毒性很强,而Cr3+毒性较小,只有Cr6+的1/1000。由于铬的化合物具有较强的氧化作用,所以铬渣解毒的基本原理就是在铬渣中加入某种还原剂,在一定的温度和气氛条件下,将有毒的Cr6+离子还原为无毒的低价态的Cr,从而达到消除Cr6+污染的目的。目前,土壤中铬污染治理主要的思路有两种：一是改变铬在土壤中的存在形态,将Cr(Ⅵ)还原为毒性小的Cr(Ⅲ),降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性;二是将铬从被污染的土壤中清除。通常热解法都是在无氧条件下进行，通过将Cr(Ⅵ)还原的方式达到污染土壤无害化的目的；而在有氧条件下对污染土壤进行热处理由于会使难溶的Cr(Ⅲ)氧化成了溶解性更大的Cr(Ⅵ)，造成Cr的浸出率增加而不被采用作为治理污染土壤的方法，因此这方面研究较少。毕业设计（论文）指导计划（进度安排）7本次实验将通过设计正交试验的方法，通过设计温度，配比，时间三因素四水平的正交试验进行对铬污染土壤的高温无害化试验，从而比较得出最佳无害化条件，具有一定的可行性。五、技术路线毕业设计（论文）指导计划（进度安排）8六、实验设备及经费预算由于实验室为辽宁省重点实验室，设备齐全，经费充足。这为实验的进行提供了良好的前提条件。预处理风干研磨筛分样品分析分析的的烧失率实验完成毕业论文及外文文献模型优劣和相关结果分析无害化实验形态分级实验土样采集毕业设计（论文）指导计划（进度安排）9学生填写毕业设计（论文）工作计划时间安排：为了更有的完成本次设计工作，特安排如下工作计划：3月10日—3月20日：查阅资料，收集文献，熟悉本课题的研究内容，了解采样点背景及采集样品的方法等；3月21日—4月20日：毕业设计开题准备，同时进行外文资料的翻译；4月21日—5月9日：完成对毕业设计中土壤样品的采集工作、前处理工作；5月10日—6月1日：完成铬污染土壤的高温无害化研究；6月2日—6月9日：数据处理分析；6月10日—6月16日：完成毕业论文，准备毕业答辩。毕业设计（论文）指导计划（进度安排）10毕业设计文献资料清单[1]仲维科，樊耀波，王敏健.我国农作物的重金属污染及其防止对策.农业环境保护，2001，20(4):270~272[2]武正华，张宇峰，王晓蓉.土壤重金属污染植物修复及基因技术的应用.农业环境保护，2002，21(1):84~86[3]曲日.土壤污染该如何处理.民防范，2007，2~30[4]陈怀满，郑春荣.中国土壤重金属污染现状与防治对策.人类环境杂志，1999，28(2):130~134[5]张书海，沈跃文.污灌区重金属污染对土壤的危害.环境监测管理与技术，2000，2(13):22~24[6]任爱玲.含铬污液在土壤中迁移规律的研究.城市环境与城市生态，2000，2(13):154~157[7]古昌红，单振秀，王瑞琪.铬渣对土壤污染的研究.矿业安全与环保，2005，32(6):18~20[8]胡望均.常见有毒化学品环境事故应急处理技术与监测方法.北京:中国环境科学出版社，1993.75~77[9]PetrilliFL，FloraSD.ToxieityandmutagenicityofhexavalentchromiumonSalmonellatyPhimurium.AppliedandEnvironmentalMierobiology,1