专题1_多样化的水处理技术

1、第一单元第一单元 水的净化与污水处理水的净化与污水处理 专题专题1 1 多样化的水处理技术多样化的水处理技术天然水中所含的杂质（见天然水中所含的杂质（见P2P2表表1-1 1-1 ） 你知道吗?1 1、除了固体杂质和悬浮物以外，还需要除去天然、除了固体杂质和悬浮物以外，还需要除去天然水中的哪些杂质，才能符合生活用水的标准？水中的哪些杂质，才能符合生活用水的标准？2 2、要给天然水杀菌消毒，可以使用哪些方法？、要给天然水杀菌消毒，可以使用哪些方法？3 3、人们有时候觉得自来水、人们有时候觉得自来水“有漂白粉气味有漂白粉气味”，这，这是什么原因？用氯气给自来水消毒利用了氯气是什么原因？用氯气给自来

2、水消毒利用了氯气的什么性质？请写出有关反应的化学方程式。的什么性质？请写出有关反应的化学方程式。4 4、结合图、结合图1-31-3完成课后完成课后P8P8的习题的习题3 3，体会自来水，体会自来水厂净化天然水的设计意图，写出相关的方程式。厂净化天然水的设计意图，写出相关的方程式。5 5、自来水能直接饮用吗？理由是什么？、自来水能直接饮用吗？理由是什么？二、生活用水的净化 1 1、混凝法、混凝法A A、混凝剂、混凝剂化学沉降剂，除去水中的悬浮物质化学沉降剂，除去水中的悬浮物质B B、常见的混凝剂：、常见的混凝剂：铝盐铝盐明矾明矾KAl(SOKAl(SO4 4) )2 212H12H2 2O O、

3、 AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3、碱式氯化铝、碱式氯化铝AlClAlCln n(OH)(OH)3-n3-n；铁盐（；铁盐（FeClFeCl3 3 ）等）等思考：为什么铝盐能净水呢？为什么铝盐能净水呢？C C、铝盐的净水原、铝盐的净水原理理 盐类的水解盐类的水解Al3+3H2O Al(OH)3+3H+ 吸热反应思考： 天然水中含有细菌，主要成分为蛋白质。请你举天然水中含有细菌，主要成分为蛋白质。请你举出几种杀死水中细菌的简单方法。出几种杀死水中细菌的简单方法。2 2、消毒、杀菌、消毒、杀菌A A、少量的水常用、少量的水常用加热煮沸法加热煮沸法使细菌蛋白质变性杀菌使细菌蛋白质变性杀菌

4、 消毒消毒B B、大量的水采用强氧化剂、大量的水采用强氧化剂（杀菌消毒剂）（杀菌消毒剂）常用常用杀菌消毒剂：杀菌消毒剂：氯气、漂白粉、氯气、漂白粉、臭氧、二氧化氯臭氧、二氧化氯3 3、沉降、消毒二合一：、沉降、消毒二合一： NaNa2 2FeOFeO4 44 4、除臭剂：活性炭、除臭剂：活性炭三、城市自来水的获取三、城市自来水的获取生产流程生产流程 1 1、取水、取水 2 2、曝气：把水暴露在空气中，使水与空气接触面增、曝气：把水暴露在空气中，使水与空气接触面增 大，增大水中氧气的含量，以加速有机物大，增大水中氧气的含量，以加速有机物 的分解。的分解。3 3、沉降：在沉淀池中加入混凝剂静止，水

5、中的悬浮、沉降：在沉淀池中加入混凝剂静止，水中的悬浮 物可沉降到池底。物可沉降到池底。4 4、过滤：使水通过粗沙、细沙，除去沉淀和残余的、过滤：使水通过粗沙、细沙，除去沉淀和残余的 悬浮物。悬浮物。 5 5、消毒：加入消毒剂杀灭水中有毒微生物、消毒：加入消毒剂杀灭水中有毒微生物生活向导生活向导终端净水终端净水 自来水需要经过很长的管道才能进自来水需要经过很长的管道才能进入千家万户，由于种种原因自来水在使入千家万户，由于种种原因自来水在使用之前便受到污染，这种污染称为二次用之前便受到污染，这种污染称为二次污染。现在提倡终端净水即：在家中的污染。现在提倡终端净水即：在家中的出水点前加装净化设备，消

6、除二次污染，出水点前加装净化设备，消除二次污染，使饮用水更安全、更可靠。使饮用水更安全、更可靠。 人类生存离不开阳光、空气和水。当人类人类生存离不开阳光、空气和水。当人类步入步入2121世纪之时，人的生命之源世纪之时，人的生命之源水却向人水却向人们发出了警报：世界缺水，中国缺水们发出了警报：世界缺水，中国缺水 水污染水污染是导致缺水的一个重要因素是导致缺水的一个重要因素, ,我国的我国的水污染已十分严重。水污染已十分严重。五十年代淘米洗菜五十年代淘米洗菜 ； 六十年代洗衣灌溉；六十年代洗衣灌溉； 七十年代水质败坏七十年代水质败坏 ； 八十年代鱼虾绝代八十年代鱼虾绝代 ； 九十年代拉稀生癌。九十

7、年代拉稀生癌。 水上垃圾随处可见水上垃圾随处可见城城 市市 水水 污污 染染缺水造成土地沙漠化缺水造成土地沙漠化三、水污染三、水污染1 1、水污染：由于人类的生活或生产活动改变了天然、水污染：由于人类的生活或生产活动改变了天然 水的物理、化学或生物学的性质和组成，影响人类水的物理、化学或生物学的性质和组成，影响人类对水的利用价值或危害人类健康，称为水污染对水的利用价值或危害人类健康，称为水污染调查研究：调查研究：1 1、阅读本节调查研究思考水体富营养化是如何、阅读本节调查研究思考水体富营养化是如何产生的？你认为该污染主要由表中哪些因素导产生的？你认为该污染主要由表中哪些因素导致？致？2 2、D

8、ODO和和BODBOD的含义是什么？的含义是什么？BODBOD5 5的含义是什么？的含义是什么？为什么为什么BODBOD5 5高，河水就会出现恶臭？高，河水就会出现恶臭？3 3、你了解的处理污水的方法有哪些？该方法主、你了解的处理污水的方法有哪些？该方法主要用于处理怎样的污水？要用于处理怎样的污水？污染物污染物例子例子2、 污水中的主要污染物需氧废物需氧废物 植物和动物残体植物和动物残体传染性物质传染性物质 细菌和病毒细菌和病毒植物养料植物养料 肥料（如硝酸盐和磷酸盐）肥料（如硝酸盐和磷酸盐）有机物质有机物质 杀虫剂、洗涤剂杀虫剂、洗涤剂其他矿物及化学物质其他矿物及化学物质 煤矿及工厂排出的酸

9、及其他煤矿及工厂排出的酸及其他 无机物（如铁的化合物等）无机物（如铁的化合物等）由土壤冲刷带来的沉淀物由土壤冲刷带来的沉淀物 淤积在河床上的黏土淤积在河床上的黏土放射性物质放射性物质由开采及加工放射性物质带由开采及加工放射性物质带来的废物及使用后的放射性来的废物及使用后的放射性废物废物四、水污染的检测项目四、水污染的检测项目1、水的理化性质、水的理化性质色度、浊度、色度、浊度、PH等等2、无机物、无机物溶解氧（溶解氧（DO）、某些金属离子、氯离）、某些金属离子、氯离 子、硫酸根离子、氮和磷的化合物等子、硫酸根离子、氮和磷的化合物等3、有机物、有机物通常测定生化需氧量（通常测定生化需氧量（BOD

10、）资料卡资料卡 水的水的DODO与与BODBODDODO水中的溶解氧量（单位：水中的溶解氧量（单位：mg/Lmg/L）BODBOD水中有机物经微生物分解所需的氧气量（单位：水中有机物经微生物分解所需的氧气量（单位：mg/Lmg/L）污水中有机物的含量越大，污水中有机物的含量越大，BODBOD越高，水的富营养化程度越高越高，水的富营养化程度越高1 1、物理处理法、物理处理法主要是利用物理原理和机械作用对主要是利用物理原理和机械作用对废水进行治理，如过滤、离心、沉淀分离等方法废水进行治理，如过滤、离心、沉淀分离等方法2 2、化学处理法、化学处理法通过施用化学试剂或采用其他化学通过施用化学试剂或采用

11、其他化学手段进行废水处理的方法，手段进行废水处理的方法，中和法中和法 轧钢厂中的废水轧钢厂中的废水( (酸性酸性) )化学沉淀法（废水中重金属离子的除去）化学沉淀法（废水中重金属离子的除去） 氧化还原法（油类、氰化物、硫化物）等方法氧化还原法（油类、氰化物、硫化物）等方法五、污水处理的主要方法五、污水处理的主要方法常用的氧化剂：空气、臭氧、氯气等常用的氧化剂：空气、臭氧、氯气等如：如：1 1、FeFe2+2+的除去：用石灰水、空气将的除去：用石灰水、空气将FeFe2+2+转化转化Fe(OH)Fe(OH)3 3除去除去 2 2、CrCr3+3+的除去：用石灰水调节的除去：用石灰水调节PHPH至至

12、8989时，时， CrCr3+3+形成沉淀除去形成沉淀除去2Cr3+ + 3Ca(OH)2 = Cr(OH)3 + 3Ca2+3 3、物理化学处理法、物理化学处理法 通过物理化学过程来除去污染通过物理化学过程来除去污染 物的方法，如吸附、电渗析、反渗透、超过滤等方法物的方法，如吸附、电渗析、反渗透、超过滤等方法4 4、 生物处理法生物处理法利用微生物的作用，除去废水中的利用微生物的作用，除去废水中的 溶胶物质及有机物质的方法，如好氧生物处理、活性溶胶物质及有机物质的方法，如好氧生物处理、活性 污泥法、生物滤池、厌氧生物处理法污泥法、生物滤池、厌氧生物处理法 等等减少污水的排放量减少污水的排放量

13、从源头处理污水的有效手段从源头处理污水的有效手段六、城市污水的再利用六、城市污水的再利用 城市污水中工业污水约占城市污水中工业污水约占70%70%，其次是生活污水。工业污，其次是生活污水。工业污水中含有某些宝贵的资源，可回收加工利用水中含有某些宝贵的资源，可回收加工利用: : 植物营养素、中水植物营养素、中水 水的区别水的区别天然水天然水取自地面或地下的水；商品中经过包括过滤、臭氧取自地面或地下的水；商品中经过包括过滤、臭氧 化或其他消毒处理过程，而不改变其矿化度的瓶装化或其他消毒处理过程，而不改变其矿化度的瓶装 泉水、矿泉水或井水也称为天然水泉水、矿泉水或井水也称为天然水自来水自来水经过自来

14、水厂过滤、消毒等方法处理过的水经过自来水厂过滤、消毒等方法处理过的水中水中水城市污水处理后，进行二次利用的一类水城市污水处理后，进行二次利用的一类水蒸馏水蒸馏水利用蒸馏设备使水蒸发汽化，然后使水蒸气冷凝而利用蒸馏设备使水蒸发汽化，然后使水蒸气冷凝而 成的水成的水磁化水磁化水经磁场作用，交叉切割磁力线，分经磁场作用，交叉切割磁力线，分 子结构发生改变，完成磁化过程的水。子结构发生改变，完成磁化过程的水。矿泉水矿泉水流经某些岩石层的深层地下水。流经某些岩石层的深层地下水。纯净水纯净水经纯化处理后的水。因宇航员最早饮经纯化处理后的水。因宇航员最早饮 用的是这种水，故也叫太空水。但是在纯化过程用的是这

15、种水，故也叫太空水。但是在纯化过程中，不仅除去了水中的细菌、病毒、污染物等杂中，不仅除去了水中的细菌、病毒、污染物等杂质，也除去了对人体有益的微量元素和矿物质，质，也除去了对人体有益的微量元素和矿物质，如钙、镁等几乎被除净。如钙、镁等几乎被除净。 使用自来水时应注意：1 1、警惕早晨、警惕早晨“死水杀手死水杀手”2 2、拒绝饮用反复煮沸的水、拒绝饮用反复煮沸的水 3 3、不喝没有完全煮沸的自来水，水中的有、不喝没有完全煮沸的自来水，水中的有 害病菌必须达到害病菌必须达到100100时才能被完全杀死。时才能被完全杀死。4 4、家用滤水器、家用滤水器 自制简易净水装置自制简易净水装置第二单元 硬水

16、软化专题1 多样化的水处理技术被污染被污染的河水的河水自来水自来水海水海水矿泉水矿泉水蒸馏水蒸馏水纯净水纯净水 水是生命之源，同学你会喝水吗？同学你有过水是生命之源，同学你会喝水吗？同学你有过“水土不服水土不服”的体验吗？下列是生活中常见的一些水，的体验吗？下列是生活中常见的一些水，它们都是纯净物吗？都能直接饮用吗？它们都是纯净物吗？都能直接饮用吗？一、1.1.天然水成分：天然水成分： CaCa2+2+、MgMg2+2+、NaNa+ +、MgMg2+2+、HCOHCO3 3- -、COCO3 32-2-、ClCl- -、SOSO4 42-2-、NONO3 3- - 2.2.硬水：硬水： 溶有较

17、多量的溶有较多量的CaCa2+2+和和MgMg2+2+的水的水3.3.软水：软水： 只溶有较少量或不含只溶有较少量或不含CaCa2+2+和和MgMg2+2+的水的水简单鉴别：肥皂反应简单鉴别：肥皂反应 软水中产生泡沫多；软水中产生泡沫多； 硬水中形成较多白色垢状物。硬水中形成较多白色垢状物。软水与硬水的简单鉴别软水与硬水的简单鉴别1 1、硬度：一般是指水里的钙、镁离子浓度的总和。、硬度：一般是指水里的钙、镁离子浓度的总和。 水的硬度的表示方法：阅读水的硬度的表示方法：阅读P9P9表表1-31-32 2、硬水、硬水8 8度以上的水度以上的水3 3、暂时硬度、暂时硬度若水的硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢

18、镁引起的，这种硬若水的硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的，这种硬度称为暂时硬度度称为暂时硬度4 4、永久硬度、永久硬度若水的硬度是由含有钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的，若水的硬度是由含有钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的，这种硬度称为永久硬度。这种硬度称为永久硬度。 以上两种硬度合称为总硬度。以上两种硬度合称为总硬度。二、二、暂时硬度和永久硬度联想与启示联想与启示 烧水的水壶内壁常会形成白色水垢，可以用食醋溶解去除。烧水的水壶内壁常会形成白色水垢，可以用食醋溶解去除。你知道这些水垢是怎么形成的吗？为什么可用食醋溶解去除？你知道这些水垢是怎么形成的吗？为什么可用食醋溶解去除？信息提示P10沉淀的转化沉淀的

19、转化在含有沉淀的溶液中，加入适当的沉在含有沉淀的溶液中，加入适当的沉 淀剂，使其与溶液中某一离子结合成淀剂，使其与溶液中某一离子结合成 更难溶的物质。更难溶的物质。 如锅炉中的水垢，其中含有硫酸钙较难消除，可如锅炉中的水垢，其中含有硫酸钙较难消除，可用碳酸钠溶液处理，使硫酸钙转化为疏松且可溶于酸用碳酸钠溶液处理，使硫酸钙转化为疏松且可溶于酸的碳酸钙沉淀，这样就比较容易消除。试写出该反应的碳酸钙沉淀，这样就比较容易消除。试写出该反应的化学反应方程式。的化学反应方程式。硬水的危害硬水的危害 和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低洗涤效果。（利用这和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低洗涤效果。（利用这点也

20、可以区分硬水和软水）点也可以区分硬水和软水） 工业上，钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还工业上，钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会导致锅炉爆炸。由于硬水问题，工业上每年因设备、管线的会导致锅炉爆炸。由于硬水问题，工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元。维修和更换要耗资数千万元。 硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。没有硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水，会造成肠胃功能紊乱，即所谓的经常饮硬水的人偶尔饮硬水，会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服水土不服”； 用硬水烹调鱼肉、蔬菜，会因不易煮熟而破坏或降

21、低食物的营用硬水烹调鱼肉、蔬菜，会因不易煮熟而破坏或降低食物的营养价值；养价值； 用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值；用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值； 用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐 的营养成分。的营养成分。 资料卡资料卡 那么硬水毫无是处了吗？不对，否则怎么会那么硬水毫无是处了吗？不对，否则怎么会有那么多的人买矿泉水喝呢有那么多的人买矿泉水喝呢 。原来钙和镁都是生。原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。科学家和医学家命必需元素中的宏量金属元素。科学家和医学家们调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和们调查发现，人

22、的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。其实，长期饮比，水质硬度低，死亡率反而高。其实，长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康。用过硬或者过软的水都不利与人体健康。 我国规定：我国规定：饮用水的硬度不得超过饮用水的硬度不得超过2525度度 ，人的饮，人的饮用水硬度最好介于用水硬度最好介于8 8度度1818度之间。度之间。 资料卡资料卡三、硬水软化三、硬水软化Ca(OH)Ca(OH)2 2NaNa2 2COCO3 3 加入石灰，可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生加入石灰，可使水中的二氧化

23、碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对永久硬度大的硬水，可再加适成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对永久硬度大的硬水，可再加适量纯碱。软化时石灰添加量，根据经验，每降低一千升水中暂量纯碱。软化时石灰添加量，根据经验，每降低一千升水中暂时硬度一度，需加纯氧化钙时硬度一度，需加纯氧化钙1010克。克。 反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。碳酸钙的形式沉淀。 3 3、离子交换法、离子交换法（1 1）磺化煤法）磺化煤法2NaR + Ca2NaR + Ca2+2+ = CaR = CaR2 2 + 2Na + 2Na

24、+ +2NaR + Mg2NaR + Mg2+2+ = MgR = MgR2 2 + 2Na + 2Na+ + 注：注：1 1、能消除暂时硬度、永久硬度、能消除暂时硬度、永久硬度 2 2、磺化煤可以再生利用、磺化煤可以再生利用工业上常用阴、阳离子交换树脂来软化硬水工业上常用阴、阳离子交换树脂来软化硬水 饮料用水大都采用有机合成饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂离子交换树脂作离子交换剂。作离子交换剂。 A A、离子交换树脂的定义、组成、离子交换树脂的定义、组成 、类型、类型 B B、基本原理：基本原理： 用离子交换树脂软化硬水时，用离子交换树脂软化硬水时，先把水通过阳柱先把水通过阳柱（装有（装

25、有阳离子交换树脂的离子交换柱），使水中的金属离子被阳阳离子交换树脂的离子交换柱），使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附，阳离子交换树脂中的氢离子被交换到离子交换树脂吸附，阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去；然后水中去；然后再通过阴柱再通过阴柱，使水中的阴离子被阴离子树脂，使水中的阴离子被阴离子树脂吸附，阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中，和氢离子化吸附，阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中，和氢离子化合成水，使水得到净化。合成水，使水得到净化。C C、离子交换树脂软化硬水的方法比药剂软化法质量高、设备、离子交换树脂软化硬水的方法比药剂软化法质量高、设备简单、占用面积小、操作方便简单、占用面积小、操作方便 3 3、离子交换法、离子交换法（2 2）离子交换树脂）离子交换树脂 正常人每天需要正常人每天需要2500mL2500mL的水，不是饮水越多越好。的水，不是饮水越多越好。 经常喝未烧开的自来水，可加大膀胱癌和直肠癌的发经常喝未烧开的自来水，可加大膀胱癌和直肠癌的发病率。病率。 经常喝硬水者可增加结石的患病率。经常喝硬水者可增加结石的患病率。 运动员喝保健饮料，稍