高中化學(xué)《水的凈化與污水處理》課件2-蘇教版選修2

1、第一單元 水的凈化與污水處理 選修 化學(xué)與技術(shù)專題1 多樣化的水處理技術(shù)第一頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。我們的將來 水，是生命之源，是萬(wàn)物之源.沒有水，就沒有生命的存在。第二頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。2一是淡水水資源本身儲(chǔ)量少，且分布不勻;二是水污染嚴(yán)重。思考：造成淡水資源緊缺的主要原因是什么？ 工業(yè)污水、生活污水、農(nóng)業(yè)污水是造成水體污染的關(guān)鍵原因1、地球上總的水體積大約為14億立方千米，其中只有2.5是淡水，或者說只有0.35億立方千米的淡水。大局部的淡水以永久性冰或雪的形式存在，或成為埋藏很深的地下水。 2、我國(guó)水資源總量位于世界第6位;假設(shè)按人均水資源計(jì)算,那么僅為平均水平

2、的1/4,排名在第110位之后. 且南多北少 、夏季多,冬季少 ；同時(shí)浪費(fèi)也大。第三頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分?？紤]：天然水如河水、井水、雨水、溪水等能否直接作為飲用水？第四頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。明礬的凈水作用 氫氧化鋁呈絮狀膠著狀態(tài)，能吸附水中的懸浮物質(zhì)而迅速沉降。 KAl(SO4)2K+Al3+2SO42- Al3+3H2O Al(OH)3 (膠體) 3H+Fe3+3H2O Fe(OH)3 (膠體) 3H+常用混凝劑：如明礬、硫酸亞鐵、氯化鐵、聚合鋁堿式氯化鋁-Al2(OH)nCl6-nm凈化處理1：加 使懸浮的固體顆粒沉降混凝劑第五頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。1、

3、具有強(qiáng)吸附性的活性炭可除去水中的異味凈化處理2：利用 除水中異味活性炭2、活性炭也可吸附某些溶解在水中的雜質(zhì)。第六頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。凈化處理3：水源的殺菌消毒方法2：大量水可添加消毒劑，如氯氣、漂白粉、臭氧、二氧化氯等?？紤]：氯氣的消毒原理？其在消毒過程中有何缺陷？方法1：少量的水常用加熱煮沸法進(jìn)行殺菌消毒。第七頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。 加液氨后，使HClO局部轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的NH2Cl，當(dāng)HClO開始消耗后，平衡左移又產(chǎn)生HClO起殺菌作用 目前，科學(xué)家致力于研制高效、平安、無毒的飲用水消毒劑。(1)近年來，某些自來水廠在用液氯進(jìn)行處理的同時(shí)還參加少量液氨，其反響的化學(xué)

4、方程為：NH3+HClO=H2O+NH2Cl(一氯氨)。NH2Cl較HClO穩(wěn)定，加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因是：_。(2)科研人員發(fā)現(xiàn)在氯消毒的飲用水中，含有微量對(duì)人體有潛在危害作用的含氯化合物。世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止在自來水中加氯氣，推廣采用光譜性高效殺菌消毒劑二氧化氯(ClO2，黃綠色氣體)。目前歐洲和我國(guó)主要采用Kesting法(原料為氯酸鈉和鹽酸)制ClO2，該法的缺點(diǎn)是同時(shí)產(chǎn)生Cl2(占ClO2體積的一半)，使產(chǎn)物純度低。試寫出該法制ClO2的化學(xué)反響方程式：_。Cl2和ClO2都是通過氧化作用而殺菌消毒，試計(jì)算在等質(zhì)量時(shí)，ClO2的氧化能力是Cl2的 倍。 2NaClO3+4

5、HCl=2NaCl+2ClO2+Cl2+2H2O 2.63 Na2FeO4物質(zhì)在凈水、消毒過程中可以起到很好的作用，原理？第八頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。整合介紹：自然水凈化的工藝流程把水暴露在空氣中，使水與空氣接觸面增大，增大水中氧氣的含量，以加速有機(jī)物的分解。第九頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。曝氣池過濾池沉降池消毒間第十頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。10溫馨提示：盡管自來水是在水廠按照國(guó)家飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，但其不能直接飲用，主要原因有二：一是氯氣消毒仍是常見的消毒方式，水中余留的氯氣可以和某些有機(jī)物反響生成有毒害的物質(zhì)；二自來水需要經(jīng)過很長(zhǎng)的管道輸送，極有可能受到二次污

6、染，導(dǎo)致微生物滋生。 使用自來水還應(yīng)注意： (1)警惕早晨“死水殺手 (2)拒絕飲用反復(fù)煮沸的水 (3)不喝沒有完全煮沸的水來水中的有害病菌必須到達(dá)100時(shí)才能被完全殺死。 (4)家用濾水器,進(jìn)行終端凈水。常用的濾水物質(zhì)一般為離子交換樹脂或活性炭。 第十一頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。如何解決淡水資源短缺問題？一、全民關(guān)注，倡導(dǎo)節(jié)約用水1、第47屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)確定每年3月22日為世界水日。 2、日常生活中提倡節(jié)約用水、一水多用 、推廣節(jié)水器具 、少使用洗滌劑和清潔劑 。 第十二頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。二、減少污水排放，從源頭治理污水 城市污水中工業(yè)污水約占70%。但是工業(yè)污水中含有

7、某些珍貴的資源，生活污水中含有豐富的植物營(yíng)養(yǎng)素。所以污水處理和防治的重點(diǎn)有： 對(duì)城市污水實(shí)行回收、加工、利用，成為二次利 用的“中水，可供農(nóng)林灌溉、消防、沖廁所之用?！爸兴删徑馑Y源短缺問題。第十三頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。例子污染物植物和動(dòng)物殘?bào)w需氧廢物細(xì)菌和病毒傳染性物質(zhì)肥料（如硝酸鹽和磷酸鹽）植物養(yǎng)料殺蟲劑、洗滌劑有機(jī)物質(zhì)煤礦及工廠排出的酸及其他無機(jī)物（如鐵的化合物等）其他礦物及化學(xué)物質(zhì)淤積在河床上的黏土由土壤沖刷帶來的沉淀物由開采及加工放射性物質(zhì)帶來的廢物及使用后的放射性廢物放射性物質(zhì)了解污水中的污染物第十四頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。1、水的理化性質(zhì)色度、濁度、PH等

8、2、無機(jī)物溶解氧DO、某些金屬離子、氯離子、硫酸根離子、氮和磷的化合物等3、有機(jī)物通常測(cè)定生化需氧量BOD資料卡：水的DO與BODDO：水中的溶解氧量單位：mg/L，反響水體自凈能力的大小。BOD：水中有機(jī)物經(jīng)微生物分解所需的氧氣量單位：mg/L，污水中有機(jī)物的含量越大，BOD越高，水的富營(yíng)養(yǎng)化程度越高。了解水污染的檢測(cè)工程第十五頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。1、物理處理法主要是利用物理原理和機(jī)械作用對(duì)廢水進(jìn)行治理，如過濾、離心、沉淀別離等方法2、化學(xué)處理法通過施用化學(xué)試劑或采用其他化學(xué)手段進(jìn)行廢水處理的方法，如化學(xué)混凝法(加凈水劑)、 中和法軋鋼廠中的廢水(酸性) 化學(xué)沉淀法廢水中重金屬

9、離子的除去 氧化復(fù)原法油類、氰化物、硫化物等方法 熟悉污水處理的主要方法請(qǐng)寫出以下反響方程式：1、用石灰水、空氣將Fe2+轉(zhuǎn)化Fe(OH)3除去2、用石灰水調(diào)節(jié)PH至89時(shí)， Cr3+形成沉淀除去。3、用二氧化氯氧化除去氰化物中的氰根離子。第十六頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。3、 生物化學(xué)處理法通常使用含有大量需氧微生物的活性污泥。 在強(qiáng)力通入空氣的條件下曝氣，微生物以水中的有機(jī)廢物為養(yǎng)料生長(zhǎng)繁殖，將有機(jī)物分解為二氧化碳、水等無機(jī)物，從而到達(dá)凈化污水的目的。關(guān)鍵：1、培養(yǎng)好活性污泥中的微生物。2、提高曝氣效率，使微生物獲得足夠的氧氣。第十七頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。三、研發(fā)技術(shù)，進(jìn)

10、行海水淡化海水淡化就是利用物理、化學(xué)或生物方法除去海水中溶有的鹽。主要方法有：蒸餾法、膜法、冷凍法和離子交換法等。方法一：蒸餾法，這種方法淡化的水量約占世界海水總淡化量的70%。第十八頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。思考：蒸餾法進(jìn)行淡化海水有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？?jī)?yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟。缺點(diǎn)：能耗大。改進(jìn)措施：進(jìn)行減壓蒸餾 降低壓強(qiáng)，使水的沸點(diǎn)降低，從而在低溫下使水沸騰，減小能耗。第十九頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。方法2：電滲透法1、分析淡化原理？2、陰、陽(yáng)離子交換膜的位置能否互換？第二十頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。方法3：反滲透法可以大量、快速地生產(chǎn)淡水，關(guān)鍵是尋找理想的滲透膜第二

11、十一頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。方法四：冷凍法 把冷海水噴入真空室，局部海水蒸發(fā)吸熱使其余海水冷卻形成冰晶。固體冰晶中的雜質(zhì)要比原溶液中少得多。將得到的冰晶用適量的淡水淋洗、溶化，就得到淡水。第二十二頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。什么是水的硬度呢？1.硬水：溶有較多量的Ca2+和Mg2+的水 (如:井水等)2.軟水：只溶有較少量或不含Ca2+和Mg2+的水 (如:蒸餾水等)以水中溶有的Ca2+和Mg2+的含量為標(biāo)準(zhǔn)第二十三頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。水的硬度如何測(cè)定？1、概念：一般把 1L水里含有10mg CaO(或含相當(dāng)于10mg CaO的物質(zhì)，如7.1mgMgO)稱為1度。

12、0-4 4-88-16 16-30 30 很軟水軟水中硬水硬水很硬水例如:經(jīng)測(cè)定:某天然水中Ca2+濃度為0.001mol/L，Mg2+濃度為0.002mol/L，試求該天然水的總硬度。且如何證明這個(gè)硬度是暫時(shí)硬度還是永久硬度？注意：水的硬度可分為暫時(shí)硬度由碳酸氫鈣、碳酸氫鎂引起的和永久硬度由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的2、常用的測(cè)定方法：總硬度試紙+標(biāo)準(zhǔn)色階第二十四頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。 人飲用的水假設(shè)硬度過高，1、對(duì)于不習(xí)慣的人來說，易造成腸胃功能紊亂，導(dǎo)致疾病的發(fā)生，如南方人初到北方時(shí)的“水土不服現(xiàn)象；長(zhǎng)期飲用過硬的水，還會(huì)使胃炎、結(jié)石等病的發(fā)病率上升。2、浪費(fèi)肥皂，衣物不易

13、洗凈，還使衣服變硬。3、鍋爐用水硬度過高易形成鍋垢，不僅浪費(fèi)燃料，而且會(huì)使鍋爐管道因受熱不均而導(dǎo)致變形或損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爆炸事故。假設(shè)硬度過低，那么人無法從水中吸收人體發(fā)育所必需的無機(jī)鹽離子和微量元素等，對(duì)人體的危害也很大。危害第二十五頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。硬水的軟化降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做硬水的軟化。思路1：假設(shè)硬水中鈣、鎂離子是以碳酸氫鹽的形式存在,加熱煮沸法Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2OMg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2O由于氫氧化鎂的溶解性比碳酸鎂的溶解性要小得多,因而繼續(xù)加熱時(shí),碳酸鎂要轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂:MgCO3

14、 + 2H2O = Mg(OH)2 + CO2思考：現(xiàn)在你知道為什么水瓶使用時(shí)間長(zhǎng)瓶膽上會(huì)有一層水垢？第二十六頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。硬水的軟化降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做硬水的軟化。思路2:凡硬水可用藥劑軟化法，先加石灰、后加碳酸鈉。1假設(shè)硬水中鈣、鎂離子是以碳酸氫鹽的形式存在Ca2+ + 2HCO3- + Ca2+ + 2OH- = 2CaCO3 + 2H2OMg2+2HCO3-+2Ca2+4OH- =Mg(OH)2+2CaCO3+2H2OCa2+ + CO32- =CaCO32假設(shè)硬水中鈣、鎂離子是以氯化物、硫酸鹽的形式存在Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2Ca2+ + CO32- =CaCO3CaSO4+ CO32- =CaCO3+SO42-第二十七頁(yè)，編輯于星期五：九點(diǎn) 四十八分。硬水的軟化降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做硬水的軟化。思路3:凡硬水可用離子交換樹脂進(jìn)行軟化離子交換樹脂由交換劑本體有機(jī)高聚物，用R表示和交換基團(tuán)兩局部組成。 陽(yáng)離子交換樹脂：磺化煤NaR、RSO3H 陰離子交換樹脂：RN(CH3)3OH2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+ 可用8% - 10% 的氯化鈉溶液浸泡