1-2水资源的合理利用

1、第二单元第二单元 水资源的合理利用水资源的合理利用 水，是生命之源，是万物之源，它孕水，是生命之源，是万物之源，它孕 育了地球上的一切生命。没有水，就没育了地球上的一切生命。没有水，就没 有生命的存在。有生命的存在。 水是人体内的六大营养物质之一，约水是人体内的六大营养物质之一，约 占体重的占体重的60%70%。工农业生产离。工农业生产离 不开水，世界上用于工农业生产的淡水不开水，世界上用于工农业生产的淡水 量占人类消耗淡水总量的量占人类消耗淡水总量的60%80%。 一般情况下，每人每天需要水一般情况下，每人每天需要水2.5Kg。水是优良的。水是优良的 溶剂，食物中的营养成分必须溶解在水里才能

2、运送到溶剂，食物中的营养成分必须溶解在水里才能运送到 人体的各个部分，以维持人类正常生命活动的需要。人体的各个部分，以维持人类正常生命活动的需要。 人体内的一切生化过程都是在水的参与下进行的。没人体内的一切生化过程都是在水的参与下进行的。没 有水，人的生命将无法维持。有水，人的生命将无法维持。 生活中的饮用水生活中的饮用水 明矾的净水作用明矾的净水作用 Al3+ + 3H2O Al(OH)3 (胶体）胶体）+ 3H+ 氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正带正 电荷电荷。天然水中的杂质大多为。天然水中的杂质大多为带负电荷带负电荷的胶粒，的胶粒， 因此，带正电荷

3、的氢氧化铝能吸附水中带负电荷因此，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的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起凝聚凝聚 而沉降而沉降。 其他如其他如硫酸铝硫酸铝、硫酸亚铁硫酸亚铁、氯化铁氯化铁、碱式氯化碱式氯化 铝铝也有相同功效也有相同功效. 自来水厂净水流程自来水厂净水流程 水源水水源水 一级泵站一级泵站 沉淀池沉淀池 过滤池过滤池 清水池清水池 二氧化氯发生器二氧化氯发生器 二级泵站二级泵站 消毒剂：消毒剂：漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等 液氯消毒原理：液氯消毒原理： Cl2 + H2O HCl + HClO HClO有很

4、强的有很强的氧化性氧化性、漂白性漂白性、能杀死水中的细菌。、能杀死水中的细菌。 加药加药 自来水管网自来水管网 化学平衡移动原理化学平衡移动原理 一定条件下，当可逆反应达到化学平衡状一定条件下，当可逆反应达到化学平衡状 态时，改变影响平衡的某些条件（浓度、压态时，改变影响平衡的某些条件（浓度、压 强、温度等），平衡则向减弱这种改变的方强、温度等），平衡则向减弱这种改变的方 向移动，从而达到新的平衡状态。向移动，从而达到新的平衡状态。 自来水厂一瞥自来水厂一瞥 采用液氯消毒的水不仅带采用液氯消毒的水不仅带 有轻微的刺激性气味有轻微的刺激性气味,而且在而且在 一定条件下氯气会与水中的一定条件下氯气

5、会与水中的 有机反应物反应，生成一些有机反应物反应，生成一些 有毒的卤代烃，如有毒的卤代烃，如CHCl3等，等， 对人的健康产生不利影响。对人的健康产生不利影响。 臭氧发生器在高频高压电源的驱动下放电，使氧臭氧发生器在高频高压电源的驱动下放电，使氧 气转化成臭氧。臭氧具有强氧化性，它能破坏细菌气转化成臭氧。臭氧具有强氧化性，它能破坏细菌 的新陈代谢和繁殖过程，使细菌死亡，达到消毒的的新陈代谢和繁殖过程，使细菌死亡，达到消毒的 效果。由于消毒后臭氧转化成氧气，因此不会造成效果。由于消毒后臭氧转化成氧气，因此不会造成 污染。污染。 新型灭菌消毒剂新型灭菌消毒剂二氧化氯二氧化氯 二氧化氯的应用十分广

6、泛，除用于一般二氧化氯的应用十分广泛，除用于一般 的杀菌、消毒外，还广泛地用于环保、灭藻、的杀菌、消毒外，还广泛地用于环保、灭藻、 漂白、保鲜、除臭等方面。二氧化氯现已被漂白、保鲜、除臭等方面。二氧化氯现已被 世界卫生组织列为世界卫生组织列为A1级高效安全灭菌消毒剂级高效安全灭菌消毒剂 我国从我国从2000年起就逐渐用二氧化氯取代氯气年起就逐渐用二氧化氯取代氯气 对饮用水进行消毒对饮用水进行消毒 硬水硬水:含有含有较多较多Ca 2+ ,Mg 2+ 的水的水. (如如:天然水等天然水等) 软水软水:不含或含不含或含较少较少Ca 2+ , Mg 2+的水的水. (如如:雨水雨水,蒸馏水等蒸馏水等)

7、 水的硬度水的硬度 硬水的危害硬水的危害: : 浪费肥皂，衣物不易洗净，还使衣服变硬。浪费肥皂，衣物不易洗净，还使衣服变硬。 长期饮用硬度过高的水，易造成胃功能紊乱，长期饮用硬度过高的水，易造成胃功能紊乱， 使胃炎、结石等病的发病率上升。硬度过低，使胃炎、结石等病的发病率上升。硬度过低， 则人无法从水是吸收人体发育所必需的无机则人无法从水是吸收人体发育所必需的无机 盐离子和微量元素等，对人体的危害也很大。盐离子和微量元素等，对人体的危害也很大。 锅炉用水硬度过高易形成锅垢，不仅浪费燃锅炉用水硬度过高易形成锅垢，不仅浪费燃 料，而且易引起爆炸事故。料，而且易引起爆炸事故。 硬水的软化硬水的软化

8、概念概念：降低水中钙、镁离子的含量，就叫做降低水中钙、镁离子的含量，就叫做 硬水的软化。硬水的软化。 (一一) 加热煮沸法：加热煮沸法：将水煮沸，并多煮一会时间，可将水煮沸，并多煮一会时间，可 将钙镁离子转化为将钙镁离子转化为锅垢锅垢除掉，硬水在一定程度上得除掉，硬水在一定程度上得 到软化。到软化。 若硬水中钙、镁离子是以碳酸氢盐的形式存在若硬水中钙、镁离子是以碳酸氢盐的形式存在, 受热时会分解而得到相应的沉淀。如受热时会分解而得到相应的沉淀。如: Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2O 但由于氢氧化镁的溶解性比碳

9、酸镁的溶解性要但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要 小得多小得多,因而继续加热时因而继续加热时,碳酸镁要转化为氢氧化镁碳酸镁要转化为氢氧化镁: MgCO3 + 2H2O = Mg(OH)2 + CO2 软化硬水常用的方法：软化硬水常用的方法： (二二)离子交换法离子交换法: 磺化煤是一种有效的离子交换剂。磺化煤是一种有效的离子交换剂。 磺化煤使硬水软化的原理磺化煤使硬水软化的原理: 当硬水通过时当硬水通过时,硬水里的钙离子和镁离子硬水里的钙离子和镁离子 与磺化煤的钠离子发生离子交换与磺化煤的钠离子发生离子交换,生成生成CaR2和和 MgR2 ,因而实现溶液中的钙因而实现溶液中的钙,镁离子含

10、量的降镁离子含量的降 低低,硬水软化硬水软化.其方程式为其方程式为: 2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+ 2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+ 离子交换树脂装置离子交换树脂装置 磺化煤的再生磺化煤的再生: 当磺化煤中的钠离子全部为钙当磺化煤中的钠离子全部为钙,镁离子所镁离子所 代替后就失去了软化能力代替后就失去了软化能力,可用可用8% - 10% 的的 氯化钠溶液浸泡氯化钠溶液浸泡,CaR2和和 MgR2就会跟钠离子就会跟钠离子 发生交换作用发生交换作用,重新生成重新生成NaR .又可发生交换又可发生交换 作用使磺化煤得到再生作用使磺化煤得到再生: CaR2 +

11、2Na+ = 2NaR + Ca2+ MgR2 + 2Na+ = 2NaR + Mg2+ 检索咨询检索咨询 终端净水终端净水 自来水厂生产的自来水需要经过很自来水厂生产的自来水需要经过很 长的输送管道才能进入千家万户。有时长的输送管道才能进入千家万户。有时 由于管道老化等原因，自来水进入家庭由于管道老化等原因，自来水进入家庭 之前便受到污染，这种污染称为二次污染。之前便受到污染，这种污染称为二次污染。 另外，有些自来水在进入家庭之前储存在楼房顶部的水箱里，另外，有些自来水在进入家庭之前储存在楼房顶部的水箱里， 水箱较脏、水箱内壁防腐涂料不合格等因素也可能引起二次水箱较脏、水箱内壁防腐涂料不合格

12、等因素也可能引起二次 污染。污染。 现代住宅区提倡终端净水，即在家中的出水点前加装净现代住宅区提倡终端净水，即在家中的出水点前加装净 水设备。这种终端净水方法可以消除二次污染，使引用水更水设备。这种终端净水方法可以消除二次污染，使引用水更 安全可靠。安全可靠。 水质检测 科学全面的评价水质的科学全面的评价水质的 优劣需要检测许多项目。优劣需要检测许多项目。 常见的项目有：水温、常见的项目有：水温、PH、 电导率、固体悬浮物、溶电导率、固体悬浮物、溶 解氧（解氧（DO）、化学需氧量）、化学需氧量 （COD）、生化需氧量）、生化需氧量 （BOD）、一些有毒有害）、一些有毒有害 物质的浓度等。物质的

13、浓度等。 采集水样采集水样 当湖水或河水的当湖水或河水的pH值小于值小于5.5时，大部分鱼类很时，大部分鱼类很 难生存；当难生存；当pH值小于值小于4.5时，各种鱼类、两栖动物时，各种鱼类、两栖动物 和大部分昆虫消失，水草死亡。水生动物绝迹。和大部分昆虫消失，水草死亡。水生动物绝迹。 自然界中的水一般略显酸性，因为溶解二氧自然界中的水一般略显酸性，因为溶解二氧 化碳的缘故。大多数鱼类只能在一定化碳的缘故。大多数鱼类只能在一定pH范围内的范围内的 水中生存。水中生存。 污水处理污水处理 通过水质检测确定水体中污染物的种类和通过水质检测确定水体中污染物的种类和 浓度后，可用不同的方法对污水进行处理

14、。浓度后，可用不同的方法对污水进行处理。 主要有物理方法、化学方法和生物方法。其主要有物理方法、化学方法和生物方法。其 中化学处理方法包括中和法，氧化还原法，中化学处理方法包括中和法，氧化还原法， 沉淀法等。沉淀法等。 ( 1 ) 混凝法混凝法 混凝法是通过加入混凝剂使难以沉降的悬浮物沉淀的混凝法是通过加入混凝剂使难以沉降的悬浮物沉淀的 污水处理方法污水处理方法.常用的混凝剂有常用的混凝剂有;明矾和聚羟基氯化铝等明矾和聚羟基氯化铝等. 明矾净水的主要原理是明矾净水的主要原理是: 明矾溶于水后发生反应明矾溶于水后发生反应,产生带产生带正电的氢氧化铝胶体正电的氢氧化铝胶体, 而水中的悬浮颗粒大多数

15、都是带负电而水中的悬浮颗粒大多数都是带负电,当带负电的悬浮颗当带负电的悬浮颗 粒遇到正电的氢氧化铝胶体时会粒遇到正电的氢氧化铝胶体时会凝聚凝聚,而达到净水的效果而达到净水的效果. ( 2 ) 中和法中和法 中和法就是通过加碱中和酸或加酸中和碱的污中和法就是通过加碱中和酸或加酸中和碱的污 水处理方法水处理方法.常用的碱是熟石灰常用的碱是熟石灰,常用的酸是硫酸和二常用的酸是硫酸和二 氧化碳氧化碳方程式如下方程式如下: 中和法注意事项中和法注意事项: 1 对于高浓度的酸对于高浓度的酸,碱废水碱废水,应先考虑回收利用应先考虑回收利用, 如采用浓缩的方法回收酸碱如采用浓缩的方法回收酸碱,节省资源节省资源

16、,又保护环境又保护环境. 2 用熟石灰处理污水用熟石灰处理污水,钙离子的浓度有所增加钙离子的浓度有所增加, 水的硬度增大水的硬度增大. Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4+2H2O H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O ( 3 ) 沉淀法沉淀法 沉淀法是加沉淀剂使金属离子形成沉淀的污水处理沉淀法是加沉淀剂使金属离子形成沉淀的污水处理 方法方法. 在废水中加入沉淀剂在废水中加入沉淀剂,使其与污水中的污染物使其与污水中的污染物(主要主要 为重金属离子为重金属离子)发生化学反应发生化学反应,形成难溶于水的沉淀析出形成难溶于水的沉淀析出,从从 废水中分离出去废水中分离出去. 例如例如:在含在含汞离子汞离子的水中加入的水中加入硫化钠硫化钠就可以使就可以使汞离汞离 子转化为硫化汞子转化为硫化汞沉淀除去沉淀除去: 这种化学方法处理后的污水这种化学方法处理后的污水,水中的汞离子几乎水中的汞离子几乎 可以降到对人体无毒可以降到对人体无毒. ( 4 ) 氧化还原法氧化还原法 氧化还原法是利用氧化还原反应出去水氧化还原法是利用氧化还原反应出去水 中有毒物质的处理方法中有毒物质的处理方法.氧化还原反映是处理氧化