水資源的綜合利用

利用化學(xué)原理提升學(xué)生解決實際問題的能力

——以高三復(fù)習(xí)課“水體中氨氮的去除”為例大興區(qū)興華中學(xué)戚娜第一頁，共二十頁。養(yǎng)魚先養(yǎng)水第二頁，共二十頁。亞硝酸鹽NO2-硝酸鹽NO3-氨氮

NH4+/NH3?H2O亞硝化菌硝化菌闖缸魚氮氣N2反硝化菌第三頁，共二十頁。水華（江河、湖泊）赤潮（海洋）水體富營養(yǎng)化第四頁，共二十頁。【任務(wù)一】寫出去除水體中NH4+的方法NH3N2NH4+△OH-氧化劑電化學(xué)吹脫法氧化法生物法微生物NO3-微生物第五頁，共二十頁。Q1曝氣池和缺氧池的作用是什么？Q2曝氣池是通入空氣將水呈“沸騰”狀態(tài)，原理是什么？硝化反硝化解決問題——生物法第六頁，共二十頁。解決問題——生物法和電化學(xué)法【任務(wù)二】用化學(xué)用語表述NH4+

去除的原理。第七頁，共二十頁。

解決問題——氧化法

【資料卡片】工業(yè)用H2O2氧化性極強(qiáng)，但易分解，造價高、對設(shè)備要求較高【任務(wù)三】選取合適的氧化劑將NH4+氧化成N2第八頁，共二十頁。

解決問題——氧化法

振蕩，并觀察現(xiàn)象【學(xué)生實驗】次氯酸根與銨根離子的反應(yīng)-----1滴管(NH4)2SO4溶液約23滴管84消毒液~第九頁，共二十頁。

解決問題——氧化法

【任務(wù)四】試分析pH>9時,氨氮去除率下降較多的可能原因在25℃，反應(yīng)時間30min時，氯與氨氮的量比為1:3.5的條件下，考察pH值對次氯酸鈉氧化脫除氨氮的影響。氨氮的去除率（%）pH值【文獻(xiàn)資料】加酸調(diào)節(jié)pH值8左右時，溶液中產(chǎn)生大量氣泡，pH值迅速下降【資料卡片】HClO+H++2e=Cl-+H2OE=1.48VClO-+H2O+2e=Cl-+2OH-E=0.89VE值越小，氧化性越弱第十頁，共二十頁。

解決問題——氧化法

解決實際問題的思路和方法：優(yōu)化化學(xué)工藝實驗驗證實際問題化學(xué)反應(yīng)速率限度在25℃，反應(yīng)時間30min時，氯與氨氮的量比為1:3.5的條件下，pH對氨氮脫除影響氨氮的去除率（%）pH第十一頁，共二十頁。

解決問題——吹脫法

【任務(wù)五】用化學(xué)平衡原理解釋通空氣的目的第十二頁，共二十頁。解決問題——吹脫法

限度速率第十三頁，共二十頁。鳥糞石MgNH4PO4·6H2O鳥糞石，礦石的一種，亦稱鳥獸積糞，是一種優(yōu)質(zhì)肥料。第十四頁，共二十頁。解決問題——沉淀法

【資料卡片】MAP沉淀法的基本原理就是通過向氨氮廢水中投加Mg2+和PO43-，使之與NH4+生成難溶于水的磷酸銨鎂沉淀，將氨氮從廢水中去除。Mg2++PO43-+NH4++6H2O=MgNH4PO4·6H2O第十五頁，共二十頁?！救蝿?wù)六】分析反應(yīng)溫度對氨氮去除率的影響，并說明原因。在優(yōu)化工藝的條件下，反應(yīng)時間20min，靜置30min，分別在不同溫度下對NH4Cl模擬廢水進(jìn)行不同的實驗，結(jié)果如圖1所示氨氮的去除率（%）溫度（℃）溫度溶解度解決問題——沉淀法第十六頁，共二十頁。在優(yōu)化工藝的條件下，25℃，時間20min，調(diào)節(jié)不同的pH分別進(jìn)行實驗，結(jié)果如圖2所示【任務(wù)七】依據(jù)溶解平衡的原理，分析pH較大是氨氮去除率下降的原因氨氮的去除率（%）pH值MgNH4PO4(s)

?Mg2+(aq)

+NH4+(aq)

+P