高中化学专题一多样化的水处理技术第一单元水的净化与污水处理学案苏教版选修2

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1、第一单元　水的净化与污水处理1．了解水是宝贵的自然资源，知道自然界中没有纯水，知道天然水中所含的主要杂质。2．知道生活用水、工业用水对水质有一定的要求，了解水处理的主要环节，认识化学沉淀剂、氯水、臭氧、二氧化氯、活性炭在水处理中的作用。3．知道明矾的净水原理，知道污水中的主要污染物及污水处理的主要方法——生物化学方法。4．充分认识水资源保护的重要性。2010年10月，一家水质监测机构的官员称，匈牙利一家铝厂泄漏出的有毒废水在本月7日已经流入多瑙河，这条著名河流的生态系统将面临重大考验。全长2800多千米的多瑙河流经克罗地

2、亚、塞尔维亚、保加利亚、罗马尼亚和乌克兰等国家，最后流入黑海，如果受到污染，将会对欧洲生态造成极大危害。一、生活用水的净化天然水中杂质含量超过一定标准时会影响水体的自净作用，需要人工净化后才能使用。生活用水的净化途径主要包括除去水中的固体杂质和悬浮物，消毒，除去水中的异味等。1．混凝法除天然水中固体杂质和悬浮物(1)混凝法就是在天然水中加入混凝剂，使细小的悬浮物和胶体聚集成较大的颗粒而沉淀，然后过滤除去的方法。(2)混凝剂，又叫做化学沉降剂，可以除去水中的悬浮物质。常见的混凝剂有铝盐(硫酸铝、明矾、碱式氯化铝等)，有时还

3、常用“聚合铝”，即由碱式氯化铝聚合而成的化合物聚氯化铝。(3)铝盐净水的原理：铝盐是强电解质，溶于水后完全电离出Al3＋，Al3＋水解生成氢氧化铝胶体可以吸附悬浮于水中的杂质形成沉淀，使之从水中分离出来。原理为氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天然水中的杂质大多为带负电荷的胶粒，因此，带正电荷的氢氧化铝能吸附水中带负电荷的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起凝聚而沉降。其他如硫酸铝、硫酸亚铁、氯化铁、碱式氯化铝也有相同功效。2．水的消毒常用消毒剂有氯气、漂白粉精、臭氧、二氧化氯等。利用的是这些物质的强氧化性，将

4、细菌和病毒杀死而起到消毒效果。3．除水的异味活性炭颗粒的比表面积大，吸附能力强。让水通过由细小的活性炭颗粒组成的滤床可去除水中的异味。二、污水处理1．污水中的污染物污水中的主要污染物有需氧废物、传染性物质、植物养料、有机物质、其他矿物及化学物质、由土壤冲刷带来的沉积物、放射性物质等，也可能会因情况不同而含有不同成分。2．污水处理的主要方法——生物化学方法(1)生物化学方法的定义：通常使用含有大量需氧微生物的活性污泥，在强力通入空气(曝气)的条件下，微生物以水中的有机废物为养料生长繁殖，将有机物分解为二氧化碳、水等无机物，

5、从而达到净水的目的。(2)生物化学方法的关键：培养好活性污泥中的微生物，并提高处理过程的曝气效率，使需氧微生物获得足够的氧气。3．水的DO与BOD(1)DO表示水中的溶解氧量。(2)BOD指水中有机物经微生物分解所需的氧气量。污水中有机物的含量越大，BOD越高，水的富营养化程度越高。4．城市污水的再利用城市污水中工业污水约占70%，其次是生活污水。工业污水中含有某些宝贵的资源，可回收再利用。生活污水中含有丰富的植物营养素，是宝贵的肥源。城市污水经处理后成为能二次利用的“中水”，可供农林灌溉、洒水、消防、冲洗厕所之用。在我

6、国缺水严重的大连、青岛等城市，“中水”缓解了水资源的短缺。思考讨论：自来水厂处理水的过程是什么？提示：(1)筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去较大的悬浮物。(2)沉淀：加入混凝剂静置，将水中的悬浮物沉淀到池底部。(3)过滤：使水通过细沙，以除去沉淀和残留的悬浮物。(4)曝气：把水暴露在空气中，使水与空气的接触面增大，增加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解。(5)消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中的有害微生物。1．现代水处理工艺现代水处理工艺为混凝→沉淀→过滤→消毒。(1)混凝剂可加入铝盐或铁盐，现代技术常用聚合氯化铝和聚合硫酸铁

7、作为混凝剂。(2)混凝剂的净水原理是Al3＋或Fe3＋与水中的OH－结合成胶体，胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降。(3)盐类水解：在水溶液中，盐电离出来的离子跟水电离出来的H＋或OH－结合生成弱电解质的反应。2．饮用水的消毒方法(1)液氯消毒。在我国，用液氯作消毒剂对自来水消毒，是很普遍的。因为用液氯成本低、材料来源方便，设备也简单，易于操作，消毒效果良好，且积累了丰富的经验。但是，当水源污染较严重时，有机物的含量往往较高，若采用液氯消毒(特别是为了保证水质进行预氯化处理时)，易导致许多有机卤化物的产生。有些有机卤化物危害

8、人体健康，会诱发癌症的产生。为此，现在国内外普遍关注自来水的消毒处理问题，尤其对直接饮用的自来水，许多国家的有关部门专门规定了饮用水中的有机卤化物指标(如三氯甲烷等)。这样，用液氯消毒就受到了限制。但是，限于我国自来水行业的现状，自来水用液氯消毒仍会继续。鉴于上述原因，改善目前加氯消毒工艺，研究最佳氯化条件，实施投氯