高二化學(xué)水的凈化與污水處理2

1、2 水，是生命之源，是萬(wàn)物之源.沒有水，就沒有生命的存在。3一是淡水水資源本身儲(chǔ)量少，且分布不勻;二是水污染嚴(yán)重。思考：造成淡水資源緊缺的主要原因是什么？ 、生活污水、農(nóng)業(yè)污水是造成水體污染的關(guān)鍵原因1、地球上總的水體積大約為14億立方千米，其中只有2.5是淡水，或者說只有0.35億立方千米的淡水。大部分的淡水以永久性冰或雪的形式存在，或成為埋藏很深的地下水。 2、我國(guó)水資源總量位于世界第6位;若按人均水資源計(jì)算,則僅為平均水平的1/4,排名在第110位之后. 且南多北少 、夏季多,冬季少 ；同時(shí)浪費(fèi)也大。45明礬的凈水作用 氫氧化鋁呈絮狀膠著狀態(tài)，能吸附水中的懸浮物質(zhì)而迅速沉降。 KAl(S

2、O4)2K+Al3+2SO42- Al3+3H2O Al(OH)3 (膠體) 3H+Fe3+3H2O Fe(OH)3 (膠體) 3H+常用混凝劑：如明礬、硫酸亞鐵、氯化鐵、聚合鋁（堿式氯化鋁-Al2(OH)nCl6-nm）7方法2：大量水可添加消毒劑，如氯氣、漂白粉、臭氧、二氧化氯等?？紤]：氯氣的消毒原理？其在消毒過程中有何缺陷？ 加液氨后，使HClO部分轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的NH2Cl，當(dāng)HClO開始消耗后，平衡左移又產(chǎn)生HClO起殺菌作用 目前，科學(xué)家致力于研制高效、安全、無(wú)毒的飲用水消毒劑。(1)近年來(lái)，某些自來(lái)水廠在用液氯進(jìn)行處理的同時(shí)還加入少量液氨，其反應(yīng)的化學(xué)方程為：NH3+HClO=H2O

3、+NH2Cl(一氯氨)。NH2Cl較HClO穩(wěn)定，加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因是：_。(2)科研人員發(fā)現(xiàn)在氯消毒的飲用水中，含有微量對(duì)人體有潛在危害作用的含氯化合物。世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止在自來(lái)水中加氯氣，推廣采用光譜性高效殺菌消毒劑二氧化氯(ClO2，黃綠色氣體)。目前歐洲和我國(guó)主要采用Kesting法(原料為氯酸鈉和鹽酸)制ClO2，該法的缺點(diǎn)是同時(shí)產(chǎn)生Cl2(占ClO2體積的一半)，使產(chǎn)物純度低。試寫出該法制ClO2的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。Cl2和ClO2都是通過氧化作用而殺菌消毒，試計(jì)算在等質(zhì)量時(shí)，ClO2的氧化能力是Cl2的 倍。 2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2+

4、Cl2+2H2O 2.63 Na2FeO4物質(zhì)在凈水、消毒過程中可以起到很好的作用，原理？9整合介紹：自然水凈化的工藝流程把水暴露在空氣中，使水與空氣接觸面增大，增大水中氧氣的含量，以加速有機(jī)物的分解。10溫馨提示：盡管自來(lái)水是在水廠按照國(guó)家飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，但其不能直接飲用，主要原因有二：一是氯氣消毒仍是常見的消毒方式，水中余留的氯氣可以和某些有機(jī)物反應(yīng)生成有毒害的物質(zhì)；二自來(lái)水需要經(jīng)過很長(zhǎng)的管道輸送，極有可能受到二次污染，導(dǎo)致微生物滋生。 使用自來(lái)水還應(yīng)注意： (1)警惕早晨“死水殺手 (2)拒絕飲用反復(fù)煮沸的水 (3)不喝沒有完全煮沸的水來(lái)水中的有害病菌必須達(dá)到100時(shí)才能被完全殺

5、死。 (4)家用濾水器,進(jìn)行終端凈水。常用的濾水物質(zhì)一般為離子交換樹脂或活性炭。 如何解決淡水資源短缺問題？一、全民關(guān)注，倡導(dǎo)節(jié)約用水1、第47屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)確定每年3月22日為世界水日。 2、日常生活中提倡節(jié)約用水、一水多用 、推廣節(jié)水器具 、少使用洗滌劑和清潔劑 。 13二、減少污水排放，從源頭治理污水 城市污水中工業(yè)污水約占70%。但是工業(yè)污水中含有某些寶貴的資源，生活污水中含有豐富的植物營(yíng)養(yǎng)素。所以污水處理和防治的重點(diǎn)有： 對(duì)城市污水實(shí)行回收、加工、利用，成為二次利 用的“中水”，可供農(nóng)林灌溉、消防、沖廁所之用。14例子污染物植物和動(dòng)物殘?bào)w需氧廢物細(xì)菌和病毒傳染性物質(zhì)肥料（如硝酸鹽和磷酸

6、鹽）植物養(yǎng)料殺蟲劑、洗滌劑有機(jī)物質(zhì)煤礦及工廠排出的酸及其他無(wú)機(jī)物（如鐵的化合物等）其他礦物及化學(xué)物質(zhì)淤積在河床上的黏土由土壤沖刷帶來(lái)的沉淀物由開采及加工放射性物質(zhì)帶來(lái)的廢物及使用后的放射性廢物放射性物質(zhì)了解污水中的污染物151、水的理化性質(zhì)色度、濁度、PH等2、無(wú)機(jī)物溶解氧（DO）、某些金屬離子、氯離子、硫酸根離子、氮和磷的化合物等3、有機(jī)物通常測(cè)定生化需氧量（BOD）資料卡：水的DO與BODDO：水中的溶解氧量（單位：mg/L），反應(yīng)水體自凈能力的大小。BOD：水中有機(jī)物經(jīng)微生物分解所需的氧氣量（單位：mg/L），161、主要是利用物理原理和機(jī)械作用對(duì)廢水進(jìn)行治理，如過濾、離心、沉淀分離等方

7、法2、通過施用化學(xué)試劑或采用其他化學(xué)手段進(jìn)行廢水處理的方法，如化學(xué)混凝法(加凈水劑)、 173、 通常使用含有大量需氧微生物的活性污泥。 在強(qiáng)力通入空氣的條件下（曝氣），微生物以水中的有機(jī)廢物為養(yǎng)料生長(zhǎng)繁殖，將有機(jī)物分解為二氧化碳、水等無(wú)機(jī)物，從而達(dá)到凈化污水的目的。關(guān)鍵：1、培養(yǎng)好活性污泥中的微生物。2、提高曝氣效率，使微生物獲得足夠的氧氣。18三、研發(fā)技術(shù)，進(jìn)行海水淡化海水淡化就是利用物理、化學(xué)或生物方法除去海水中溶有的鹽。主要方法有：蒸餾法、膜法、冷凍法和離子交換法等。方法一：蒸餾法，這種方法淡化的水量約占世界海水總淡化量的70%。19思考：蒸餾法進(jìn)行淡化海水有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：設(shè)備

8、簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟。缺點(diǎn)：能耗大。改進(jìn)措施： 降低壓強(qiáng)，使水的沸點(diǎn)降低，從而在低溫下使水沸騰，減小能耗。20方法2：電滲透法1、分析淡化原理？2、陰、陽(yáng)離子交換膜的位置能否互換？21方法3：反滲透法可以大量、快速地生產(chǎn)淡水，關(guān)鍵是尋找理想的滲透膜22方法四：冷凍法 把冷海水噴入真空室，部分海水蒸發(fā)吸熱使其余海水冷卻形成冰晶。固體冰晶中的雜質(zhì)要比原溶液中少得多。將得到的冰晶用適量的淡水淋洗、溶化，就得到淡水。23什么是水的硬度呢？1.硬水：溶有較多量的Ca2+和Mg2+的水 (如:井水等)2.軟水：只溶有較少量或不含Ca2+和Mg2+的水 (如:蒸餾水等)24水的硬度如何測(cè)定？1、概念：一般把 1L

9、水里含有10mg CaO(或含相當(dāng)于10mg CaO的物質(zhì)，如7.1mgMgO)稱為1度。0-4 4-88-16 16-30 30 很軟水很軟水軟水軟水中硬水中硬水硬水硬水很硬水很硬水例如:經(jīng)測(cè)定:某天然水中Ca2+濃度為0.001mol/L，Mg2+濃度為0.002mol/L，試求該天然水的總硬度。且如何證明這個(gè)硬度是暫時(shí)硬度還是永久硬度？注意：水的硬度可分為暫時(shí)硬度（由碳酸氫鈣、碳酸氫鎂引起的）和永久硬度（由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的）2、常用的測(cè)定方法：總硬度試紙+標(biāo)準(zhǔn)色階25 人飲用的水，1、對(duì)于不習(xí)慣的人來(lái)說，易造成腸胃功能紊亂，導(dǎo)致疾病的發(fā)生，如南方人初到北方時(shí)的“水土不服”現(xiàn)象

10、；長(zhǎng)期飲用過硬的水，還會(huì)使胃炎、結(jié)石等病的發(fā)病率上升。2、浪費(fèi)肥皂，衣物不易洗凈，還使衣服變硬。3、鍋爐用水硬度過高易形成鍋垢，不僅浪費(fèi)燃料，而且會(huì)使鍋爐管道因受熱不均而導(dǎo)致變形或損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爆炸事故。則人無(wú)法從水中吸收人體發(fā)育所必需的無(wú)機(jī)鹽離子和微量元素等，對(duì)人體的危害也很大。危害26硬水的軟化降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做硬水的軟化。思路1：若硬水中鈣、鎂離子是以碳酸氫鹽的形式存在,加熱煮沸法Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2OMg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2O由于氫氧化鎂的溶解性比碳酸鎂的溶解性要小得多,因而繼續(xù)加熱時(shí),碳酸鎂要轉(zhuǎn)化為

11、氫氧化鎂:MgCO3 + 2H2O = Mg(OH)2 + CO2思考：現(xiàn)在你知道為什么水瓶使用時(shí)間長(zhǎng)瓶膽上會(huì)有一層水垢？27硬水的軟化降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做硬水的軟化。思路2:凡硬水可用藥劑軟化法，先加石灰、后加碳酸鈉。（1）若硬水中鈣、鎂離子是以碳酸氫鹽的形式存在Ca2+ + 2HCO3- + Ca2+ + 2OH- = 2CaCO3 + 2H2OMg2+2HCO3-+2Ca2+4OH- =Mg(OH)2+2CaCO3+2H2OCa2+ + CO32- =CaCO3（2）若硬水中鈣、鎂離子是以氯化物、硫酸鹽的形式存在Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2Ca2+ + CO32- =CaCO3CaSO4+ CO32- =CaCO3+SO42-28硬水的軟化降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做硬水的軟化。思路3:凡硬水可用離子交換樹脂進(jìn)行軟化離子交換樹脂由交換劑本體（有機(jī)高聚物，用R表示）和交換基團(tuán)兩部分組成。 陽(yáng)離子交換樹脂：磺化煤（NaR）、RSO3H 陰離子交換樹脂：RN(CH3)3OH2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+ 可用8% - 10% 的氯化鈉溶液浸泡可用強(qiáng)酸稀溶