城市的供水、凈水及水再利用研究性學習結(jié)題報告

1、城市的供水、凈水及水再利用研究性學習課題結(jié)題報告一、 研究案例的背景： 水是生命之源，失去水也就意味著生命的終結(jié)。我們生活在城鎮(zhèn)里，每天都需要大量的用水。因此，隨著生活生產(chǎn)對水的不斷需求，以及需要對水的凈化和利用，漸漸形成了一個了較完善的系統(tǒng)，我們便對此展開了調(diào)查。 我國是一個嚴重缺水的國家，解決水資源短缺的主要辦法有三種：節(jié)水、蓄水和調(diào)水。而節(jié)水是三者中最可行和最經(jīng)濟的。節(jié)水主要有兩種手段：總量控制和再生利用。中水利用則是再生利用的主要形式，是緩解城市水資源緊缺的有效途徑，是開源節(jié)流的重要措施，是解決水資源短缺的最有效途徑，是缺水城市勢在必行的重大決策。水污染極其嚴重二、研究目標1、通過對城

2、市的供水、凈水及再利用情況的調(diào)查研究，了解城市供水緊張程度及凈水和水資源再利用的應(yīng)用普及程度。2、通過調(diào)調(diào)查研究，使同學們了解城市供水系統(tǒng)，水的凈化過程，水資源的利用狀況，擴大同學們的視野，豐富課外知識，鞏固課堂知識。3、同時，通過本次研究性學習，也增加同學們團結(jié)協(xié)作，主動獲取知識的意識和能力，鍛煉了初會實踐能力，提高同學們的節(jié)水意識三、研究的主要內(nèi)容：1、查閱資料，明確凈水的基本原理，鞏固與凈水相關(guān)的化學知識。2、通過觀察生活以及科學調(diào)查，了解污水廠凈水的流程，并能寫出污水處理的相關(guān)化學方程式。3、將所收取污水凈化，提高實驗技能，增強環(huán)保意識。四、研究的步驟:1、閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容，查閱相關(guān)

3、文獻資料，明確凈水的基本反應(yīng)原理。2、根據(jù)實驗了解污水的凈水原理，寫出實驗報告。3、撰寫研究心得和城市的供水、凈水及水再利用的重要意義等方面的論文。五、城市供水供給城市生產(chǎn)和生活用水的工程設(shè)施，是城市公用事業(yè)的組成部分。城市給水系統(tǒng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃的組成部分。城市給水系統(tǒng)（又稱上水道工程或自來水工程）通常由水源、輸水管渠、水廠和配水管網(wǎng)組成。從水源取水后，經(jīng)輸水管渠送入水廠進行水質(zhì)處理，處理過的水加壓后通過配水管網(wǎng)送至用戶。城市給水系統(tǒng)要持續(xù)不斷地向城市供應(yīng)數(shù)量充足、質(zhì)量合格的水，以滿足城市居民的日常生活、生產(chǎn)、消防、綠化和環(huán)境衛(wèi)生等方面的需要。因此，必須對給水系統(tǒng)進行通盤而周密的規(guī)劃和設(shè)計

4、。水是城市形成和發(fā)展不可缺少的物質(zhì)條件。人類最早的聚居地都出現(xiàn)在接近自然水體的地方。現(xiàn)代城市需水量遠大于古代城市,給水系統(tǒng)必須有專門的規(guī)劃。1879年中國第一個近代給水工程在旅順建成。此后，上海等城市相繼建成給水工程設(shè)施。1949年中國有公用給水設(shè)施的城市和縣鎮(zhèn)共73個,年供水量為4.3億立方米。1983年,據(jù)253個城市統(tǒng)計,公用給水設(shè)施的年供水量達106.6億立方米（各單位的自備水源除外）。世界上有些大城市,如東京、香港,城市的正?；顒釉?jīng)受到缺水的威脅。中國的天津、青島等城市，近年也曾因供水不足，造成部分工業(yè)減產(chǎn)、停產(chǎn)，并給人民生活帶來不便。因此，在進行城市總體規(guī)劃時,要查清水資源的全面

5、情況，從全局出發(fā),研究在城市和工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航運、漁業(yè)等國民經(jīng)濟部門之間，以及上下游各城市之間有關(guān)水資源的合理分配和綜合利用的問題，使城市的發(fā)展規(guī)模同可利用的水資源相適應(yīng)。在特殊情況下，可跨流域引水供給城市。例如，為天津的城市用水，建設(shè)了大型的跨流域引水工程，把灤河水引入天津。六、城市凈水污水處理方法城市污水處理方法，按原理可分為物理處理法、化學處理法和生物處理法三類。1. 物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)的處理方法，主要有篩濾法(格柵、篩網(wǎng))、沉淀法(沉砂池、沉淀池)、氣浮法、過濾法(快濾池、慢濾池等)和反滲透法(有機高分子半滲透膜)等。反滲透法： 2. 化學處理法：

6、利用化學反應(yīng)分離污水中的污染物質(zhì)的處理方法，主要有中和、電解、氧化還原和電滲析、氣提、吸附、吹脫、萃取等。污水處理大致流程：明礬（kal(so4)2）凈水原理：kal(so4)2 = k+ + al3+ + 2so42-al3+ + 3h2oal(oh)3（膠體） + 3 h+處理硫酸廠的酸性廢水：ca(oh)2 +h2so4=caso4+2h2o高鐵酸鈉凈水殺菌(feo4)2- + 8h+ + 3e fe3+ + 4h2o 把細菌氧化起到殺菌作用還原產(chǎn)物fe3+可以水解生成fe(oh)3膠體，吸附雜質(zhì)凈水： fe3+ +3h2o= fe(oh)3+3h+ 電滲析：3. 生物處理法：利用微生物

7、的代謝作用，使污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)的處理方法。主要可分為兩大類：利用好氧微生物作用的好氧氧化法和利用厭氧微生物作用的厭氧還原法。好氧氧化法廣泛用于處理城市污水，主要有活性污泥法(氧化溝、曝氣池等)，生物膜法(生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池、接觸氧化法等)；厭氧還原法主要有厭氧塘，污泥的厭氧消化池等。城市污水處理技術(shù)就是利用各種設(shè)施設(shè)備和工藝技術(shù)，將污水所含的污染物質(zhì)從水中分離去除，使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)、有用的物質(zhì)，水則得到凈化，并使資 源得到充分利用。 活性污泥法城市污水處理以一級處理為預(yù)處理，二級處理為主體，三級處理很少使用。一般工廠排出的污水，至少應(yīng)采取兩級

8、處理。由于二級處理排出的污泥有可能造成二次污染，因此，還要進行污泥處理。 1、 預(yù)處理工藝：城市污水處理廠的預(yù)處理工藝通常包括格柵處理，泵房抽升和沉砂處理。格柵處理的目的是截流大塊物質(zhì)以保護后續(xù)水泵管線、設(shè)備的正常運行。泵房抽升的目的是提高水頭，以保證污水可以靠重力流過后續(xù)建在地面上的各個處理構(gòu)筑物。沉砂處理的目的是去除污水中裹攜的砂、石與大塊顆粒物，以減少它們在后續(xù)構(gòu)筑物中的沉降，防止造成設(shè)施淤砂，影響功效，造成磨損堵塞，影響管線設(shè)備的正常運行。一級處理工藝：主要是初級沉淀池，目的是將污水中懸浮物盡可能地沉降去除。 2、二級處理工藝：主要是由曝氣池和二次沉淀池構(gòu)成，利用曝氣風機及專用曝氣裝置

9、向曝氣池內(nèi)供氧,主要目的是通過微生物的新陳代謝將污水中的大部分污染物變成co2和h2o，這也就是好氧技術(shù)。曝氣池內(nèi)微生物在反應(yīng)過后與水一起源源不斷地流入二次沉淀池，微生物沉在池底，并通過管道和泵回送到曝氣池前端與新流入的污水混合；二次沉淀池上面澄清的處理水則源源不斷地通過出水堰流出污水廠。 3、深度處理：是為了滿足高標準的受納水體要求或回用于工業(yè)等特殊用途而進行的進一步處理 ，通用的工藝有混凝沉淀和過濾。深度處理的末端往往還要有加氯要求和接觸池。隨著城市社會經(jīng)濟的高水平發(fā)展，深度處理是未來發(fā)展的需要。 4、 污泥處理和污泥最終處置：主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或家用填埋。濃縮有機械濃縮 或重

10、力濃縮，后續(xù)的消化通常是厭氧中溫消化，也就是厭氧技術(shù)。消化產(chǎn)生的沼氣可作為能源燃燒或發(fā)電，或用于作化工產(chǎn)品等。消化產(chǎn)生的污泥性質(zhì)穩(wěn)定，具有肥效，經(jīng)過脫水，減少體積成餅成形，有利運輸。為了進一步改善污泥的衛(wèi)生學質(zhì)量，污泥還可以進行人工堆肥或機械堆肥。堆肥 后的污泥是一種很好的土壤改良劑。對重金屬含量超標的污泥，經(jīng)脫水處理后要慎重處置，一般需要將其填埋封閉起來。七、城市的水再利用城市的水再利用：再生水（城是的水在利用）就是污水處理廠處理達標水，一般為二級處理，具有不受氣候影響、不與臨近地區(qū)爭水、就地可取、穩(wěn)定可靠、保證率高等優(yōu)點。再生水即所謂“中水”，是沿用了日本的叫法，通常人們把自來水叫做“上水

11、”，把污水叫做“下水”，而再生水的水質(zhì)介于上水和下水之間，故名“中水”、再生水雖不能飲用，但它可以用于一些水質(zhì)要求不高的場合，如沖洗廁所、沖洗汽車、噴灑道路、綠化等。再生水工程技術(shù)可以認為是一種介于建筑物生活給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng)之間的雜用供水技術(shù)。再生水的水質(zhì)指標低于城市給水中飲用水水質(zhì)指標，但高于污染水允許排入地面水體的排放標準。 再生水水量大、水質(zhì)穩(wěn)定、受季節(jié)和氣候影響小，是一種十分寶貴的水資源。再生水使用方式很多，按與用戶的關(guān)系可分為直接使用與間接使用，直接使用又可以分為就地使用與集中使用。多數(shù)國家的再生水主要用于農(nóng)田灌溉，以間接使用為主；日本等少數(shù)國家的再生水則主要用于城市非飲用水，以就

12、地使用為主；新趨勢是用于城市環(huán)境“水景觀”的環(huán)境用水。 再生水的用途很多，可以用于農(nóng)田灌溉、園林綠化（公園、校園、高速公路綠帶、高爾夫球場、公墓、綠帶和住宅區(qū)等）、工業(yè)（冷卻水、鍋爐水工藝用水）、大型建筑沖洗以及游樂與環(huán)境（改善湖泊、池塘、沼澤地，增大河水流量和魚類養(yǎng)殖等），還有消防、空調(diào)和水沖廁等市政雜用。 根據(jù)再生水利用的用途，再生水可回用于地下水回灌用水，工業(yè)用水，農(nóng)、林、牧業(yè)用水，城市非飲用水，景觀環(huán)境用水等五類。再生水回用于地下水回灌，可用于地下水源補給、防治海水入侵、防治地面沉降；再生水回用于工業(yè)可作為冷卻用水、洗滌用水和鍋爐用水等方面；再生水 再生水用于農(nóng)、林、牧業(yè)用水可作為糧食

13、作物、經(jīng)濟作物的灌溉、種植與育苗、林木、觀賞植物的灌溉、種植與育苗、家畜和家禽用水。（二）、明礬凈水實驗明礬實驗原理：明礬kal(so4)212h2o易溶于水，并發(fā)生水解反應(yīng)，溶液呈酸性kal(so4)2=k+ +al3+ + 2so42-al3+ + 3h2o =al(oh)3 + 3h+水解生成的氫氧化鋁膠體能凝聚水中懸浮物，具有吸附性能同理，許多鋁鹽，如硫酸鋁結(jié)晶氯化鋁等都是較好的凈水劑實驗用品：研缽蒸發(fā)皿量筒燒杯玻璃棒鐵三腳架石棉網(wǎng)酒精燈、明礬藍色石蕊試紙泥水品紅溶液實驗過程：（一）實驗操作：1.取20 克明礬晶體在研缽中研細將明礬粉末加入盛有50 毫升的燒杯里，稍加熱并不斷攪拌，加速

14、明礬的溶解和水解反應(yīng)，用藍色石蕊試紙檢驗，試紙變紅，溶液呈酸性2.取兩只100 毫升的燒杯盛水50 毫升分別加入5 毫升泥水和1 毫升品紅溶液，攪拌后各傾入25 毫升明礬溶液，繼續(xù)攪拌，靜置。水中的泥粒和品紅色素被氫氧化鋁絮狀沉淀凝聚或吸附而沉降到燒杯的底部，上面的溶液則清沏透明其它實驗方法：也可用硫酸鋁或氯化鋁溶液代替明礬溶液將上述溶液各5 毫升邊攪拌，邊加入兩只盛有50 毫升水的小燒杯里，再分別加入1 毫升泥水1 毫升品紅溶液（二）實驗現(xiàn)象：可以看到溶液中有絮狀物生成，并且溶液變得較為澄清。實驗效果圖：八、調(diào)查結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與結(jié)果 此次調(diào)查表分給各班級進行問卷調(diào)查，被調(diào)查的人數(shù)共有105人

15、.處理方法：將一個相同問題回答出相同的答案統(tǒng)計出來，再除以總?cè)藬?shù)，便可以知道這個問題的人多還是少。一個問題的答案是多個以此類推。結(jié)果：有92%的 人懂得我們所使用的水為凈化后的水；有45%的人了解凈水原理；有61%的人認為我們現(xiàn)在的凈水技術(shù)有待提高；有89%的人認為水的是否凈化與我們的身體健康有密切關(guān)系；但還有許多人對水的凈化這個問題不太了解。九、研究結(jié)論 地球上的水資源是有限的，由于水對于人們越來越重要，使得城市的供水、凈水及水再利用成為我們關(guān)注的問題。我們通過網(wǎng)上查詢和到水電局的調(diào)查，了解并寫下了城市供水、凈水、水再利用的相關(guān)知識，以增強人們對它們的認識。十、研究感悟 我們課題組研究的主題

16、是關(guān)于城市的供水、凈水及水再利用。我國的水源污染長久以來得不到有效控制，據(jù)全國7大水系和內(nèi)陸河流110多個重點河段統(tǒng)計，符合地面水環(huán)境質(zhì)量標準i、類的占32，類的占29，屬于、v類的占39。主要污染指標為氨氮、cod、揮發(fā)酚和bod等。黃河、松花江、遼河屬、v類水質(zhì)的河段已超過60；淮河枯水期的水質(zhì)已達到類，其大部分支流的水質(zhì)，常年在v類以上。長江和珠江的水質(zhì)、v的河段已超過20。同時，城市內(nèi)及附近的湖泊普遍存在嚴重富營養(yǎng)化。97的大中城市地下水受到嚴重污染，地下水污染物一般以酚、氰、砷、硝酸鹽為主，鉻、硫、汞次之。目前，我國80的水域、45的地下水受到污染，90以上的城市水源污染嚴重。 通過這次研究性學習，同學們都獲得了許多書本上學不到的東西，開闊了我們的視野，豐富了我們的知識。在這次學習過程中，我們小組成員自己動手從各個方面獲取凈水方法的資料結(jié)合以往所學的知識，做實驗，得出結(jié)論，再與同學討論研究，得出正確的方法，結(jié)論。使我們靈活的運用了自己所學的知識，將知識學以致用，增強了我們的動手動腦，實際操作能力。認識到了環(huán)保對生態(tài)環(huán)境的重要性，對我們以后的學習過程產(chǎn)生了重大的影響。研究性學習更多地讓學生用探究的方式去主動獲取知識、應(yīng)用知識，學習解決問題的方法。要求學生必須自己動手實踐，在實踐中體驗、學會學習和獲得信息的能力