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1、第一第一单单元水的元水的净净化与化与污污水水处处理理 课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案学习目标学习目标第第一一单单元元水水的的净净化化与与污污水水处处理理学学习习目目标标1.了解天然水中所含有的主要了解天然水中所含有的主要杂质杂质,知道生活用水知道生活用水的要求与的要求与处处理方法理方法,了解自来水生了解自来水生产产的一般工的一般工艺艺流流程程,并能用并能用盐类盐类水解反水解反应应解解释释水水处处理工理工艺艺中的某些中的某些常常见见混凝混凝剂净剂净水的基本原理水的基本原理.2.了解了解污污水水处处理的方法理的方法.课前自主学案课前自主学案一、生活用水的一
2、、生活用水的净净化化1混凝法混凝法天然水中常含有一些天然水中常含有一些悬悬浮物浮物,通常很通常很难难用自然沉降用自然沉降法除去法除去,因此需要加入因此需要加入_,利用其利用其发发生水解生水解产产生的胶体吸附水中的生的胶体吸附水中的悬悬浮物形成浮物形成较较大的大的颗颗粒而沉粒而沉淀淀,达到达到净净水的目的水的目的.生活中主要采用明生活中主要采用明矾矾作混凝作混凝剂剂,其其净净水的原理水的原理为为:混凝混凝剂剂_;_.利用混凝利用混凝剂剂除去的是一些除去的是一些悬悬浮浮杂质杂质,常用的混凝常用的混凝剂剂除明除明矾矾外外,还还有有FeCl3等等.三价三价铁盐铁盐能能发发生水解反生水解反应应,生成的生
3、成的_能吸附水中的能吸附水中的悬悬浮物而沉降浮物而沉降,Fe(OH)3胶体胶体水解反水解反应应的化学方程式的化学方程式为为_,离子方程式是离子方程式是_.2.自来水的消毒方法自来水的消毒方法水常用漂白粉或漂粉精水常用漂白粉或漂粉精有效成分是有效成分是Ca(ClO)2、氯氯气、臭氧、二氧化气、臭氧、二氧化氯氯(ClO2)等等进进行消毒、行消毒、杀杀菌菌处处理理.这这些物些物质质的消毒作用是利用了它的消毒作用是利用了它们们具有的具有的_.强强氧化性氧化性思考感悟思考感悟1自来水厂自来水厂处处理水的理水的过过程是什么？程是什么？【提示提示】(1)筛滤筛滤：用：用筛筛子子对对水水进进行行筛滤筛滤，滤滤
4、去去颗颗粒粒较较大的大的悬悬浮物。浮物。(2)沉淀：加入混凝沉淀：加入混凝剂剂静置，将水中的静置，将水中的悬悬浮物沉淀浮物沉淀到池底部。到池底部。(3)过滤过滤:使水通使水通过细过细沙沙,以除去沉淀和残留的以除去沉淀和残留的悬悬浮浮物物.(4)曝气曝气:把水暴露在空气中把水暴露在空气中,使水与空气的接触面使水与空气的接触面增大增大,增加水中氧的含量增加水中氧的含量,以加速水中有机物的分以加速水中有机物的分解解.(5)消毒消毒:加入加入杀杀菌消毒菌消毒剂杀灭剂杀灭水中的有害微生物水中的有害微生物.二、二、污污水水处处理理1.污污水中的主要水中的主要污污染物有染物有_、_、植物养料、有机物植物养料
5、、有机物质质、其他、其他矿矿物物质质、由土壤冲刷、由土壤冲刷带带来的沉来的沉积积物、物、_等等,也可能会因情况不同也可能会因情况不同而有不同成分而有不同成分.需氧需氧废废物物传传染性物染性物质质放射性物放射性物质质2.污污水水处处理的主要方法理的主要方法生物化学方法生物化学方法(1)生物化学方法的定生物化学方法的定义义:通常使用含有通常使用含有_的活性的活性污污泥泥,在在强强力通入空气力通入空气(曝气曝气)的条件下的条件下,微生物以水中的微生物以水中的_为为养料生养料生长长繁殖繁殖,将有机将有机物分解物分解为为_、_等无机物等无机物,从而达到从而达到净净化化污污水水的目的的目的.(2)生物化学
6、方法的关生物化学方法的关键键:培养好活性培养好活性污污泥中的泥中的_,并提高并提高处处理理过过程的曝气效率程的曝气效率,使需氧微生物使需氧微生物获获得足得足够够的的_.大量需氧微大量需氧微生物生物有机有机废废物物CO2H2O微生微生物物氧气氧气3.水的水的DO与与BOD(1)DO表示表示_.(2)BOD指水中有机物指水中有机物经经微生物分解所需的氧气量微生物分解所需的氧气量,污污水中有机物的含量越大水中有机物的含量越大,BOD越高越高,水的富水的富营营养养化程度化程度_.水中的溶解氧量水中的溶解氧量越高越高4城市城市污污水的再利用水的再利用城市城市污污水中水中_约约占占70%,其次是其次是_.
7、工工业污业污水中含有某些宝水中含有某些宝贵贵的的资资源源,可可_.生活生活污污水中含有水中含有_,是宝是宝贵贵的的肥源肥源.城市城市污污水水经处经处理后理后,成成为为能二次利用的能二次利用的“中水中水”,可供可供农农林灌林灌溉溉、洒水、消防、冲洗、洒水、消防、冲洗厕厕所之用所之用.在我在我国缺水国缺水严严重的大重的大连连、青、青岛岛等城市等城市,_缓缓解了解了水水资资源的短缺源的短缺.工工业污业污水水生活生活污污水水回收再加工利回收再加工利用用丰富的植物丰富的植物营营养素养素“中水中水”思考感悟思考感悟2.现现代代污污水水处处理技理技术术,按按处处理程度划分理程度划分,可分可分为为哪几哪几种？
8、种？【提示提示】可分可分为为一一级级、二、二级级和三和三级处级处理。理。一一级处级处理理,主要去除主要去除污污水中呈水中呈悬悬浮状浮状态态的固体的固体污污染染物物质质,物理物理处处理法大部分只能完成一理法大部分只能完成一级处级处理的要求理的要求.经过经过一一级处级处理的理的污污水水,BOD物物质质一般可去除一般可去除30%左左右右,达不到排放达不到排放标标准准.一一级处级处理属于二理属于二级处级处理的理的预处预处理理.二二级处级处理，主要去除理，主要去除污污水中呈胶体和溶解状水中呈胶体和溶解状态态的的有机有机污污染物染物质质(BOD，COD物物质质)，去除率可达，去除率可达90%以上，使有机以
9、上，使有机污污染物达到排放染物达到排放标标准。准。三三级处级处理，理，进进一步一步处处理理难难降解的有机物、氮和磷降解的有机物、氮和磷等能等能够导够导致水体富致水体富营营养化的可溶性无机物等。主养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤滤法，法，活性炭吸附法，离子交活性炭吸附法，离子交换换法和法和电电渗析法等。渗析法等。课堂互动讲练课堂互动讲练现现代水代水处处理工理工艺艺现代水处理工艺为：混凝现代水处理工艺为：混凝沉淀沉淀过滤过滤消毒消毒.1混凝混凝剂剂可加入可加入Al3或或Fe3,现现代技代技术术用聚合用聚合氯氯化化铝铝和聚合硫酸和
10、聚合硫酸铁铁作作为为混凝混凝剂剂.2.混凝混凝剂剂的的净净水原理是水原理是Al3或或Fe3与水中的与水中的OH结结合成胶体合成胶体,胶体能吸附水中的胶体能吸附水中的悬悬浮物浮物质质而沉降而沉降. 某某综综合合实实践活践活动动小小组组到自来水厂到自来水厂进进行参行参观观,了了解到源水解到源水处处理成自来水的工理成自来水的工艺艺流程示意流程示意图图如下如下:例例例例1 1(1)源水中含源水中含Ca2、Mg2、HCO、Cl等等,加入加入CaO后生成后生成Ca(OH)2,进进而而发发生若干个复分解反生若干个复分解反应应,试试写出其中任意一个反写出其中任意一个反应应的离子方程式的离子方程式_ _.(2)
11、加入凝聚加入凝聚剂剂可以除去其中的可以除去其中的悬悬浮固体浮固体颗颗粒，粒，该该过过程是程是_(填写下列各填写下列各项项的序号的序号)。只有物理只有物理过过程，无化学程，无化学过过程程只有化学只有化学过过程，无物理程，无物理过过程程既有化学既有化学过过程又有物理程又有物理过过程程FeSO47H2O是常用的凝聚是常用的凝聚剂剂，加入后最，加入后最终终生成生成红红褐色胶状沉淀，褐色胶状沉淀，则这则这种沉淀是种沉淀是_。(3)通入二氧化碳的目的是通入二氧化碳的目的是_和和_.(4)气体气体A的作用是的作用是_.(5)下列物下列物质质中中,_可以作可以作为为气体气体A的代的代替品替品.(填写下列各填写
12、下列各项项的序号的序号)ClO2浓浓氨水氨水SO2浓浓硫酸硫酸(2)加入凝聚加入凝聚剂剂除去其中的除去其中的悬悬浮固体浮固体颗颗粒，粒，该过该过程程是既有胶体的吸附作用也有化学反是既有胶体的吸附作用也有化学反应应，所以既有，所以既有化学化学过过程又有物理程又有物理过过程。程。FeSO47H2O加入后生成加入后生成红红褐色褐色Fe(OH)3胶状沉淀。胶状沉淀。(3)通入二氧化碳的目通入二氧化碳的目的是除去的是除去钙钙离子并离子并调节调节溶液酸度。溶液酸度。(4)气体气体A应应是是氯氯气，其作用是气，其作用是杀杀菌消毒。菌消毒。(5)可以找具有可以找具有强强氧化氧化性的性的ClO2代替。代替。【规
13、规律方法律方法】本本题题以自来水的工以自来水的工艺艺流程流程为为出出发发点，考点，考查查了离子反了离子反应应、胶体性、胶体性质质、氯氯气的消毒原气的消毒原理等知理等知识识点，是一道点，是一道综综合性合性较较强强的的实验实验流程流程题题。在解在解题时题时注意与必修内容相注意与必修内容相结结合，如离子方程式合，如离子方程式书书写的准确性，写的准确性，CO2和和Cl2 的用途等都是必修知的用途等都是必修知识识在化学与技在化学与技术术中的体中的体现现。变变式式训练训练1(2010年邯年邯郸调郸调研研)聚合聚合氯氯化化铝铝是一种是一种新型、高效絮凝新型、高效絮凝剂剂和和净净水水剂剂，其，其单单体是液体是
14、液态态的碱的碱式式氯氯化化铝铝Al2(OH)nCl6n。本本实验实验采用采用铝盐铝盐溶液水解絮凝法制溶液水解絮凝法制备备碱式碱式氯氯化化铝铝。其制其制备备原料原料为为分布广、价格廉的高岭土，化学分布广、价格廉的高岭土，化学组组成成为为：Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)以及少量以及少量杂质杂质和水分。和水分。已知氧化已知氧化铝铝有多种不同的有多种不同的结结构，化学性构，化学性质质也有差也有差异，且一定条件下可相互异，且一定条件下可相互转转化；高岭土中的氧化化；高岭土中的氧化铝难铝难溶于酸。制溶于酸。制备备碱式碱式氯氯化化铝铝的的实验实验流程如下
15、：流程如下：根据流程根据流程图图回答下列回答下列问题问题：(1)“煅煅烧烧”的目的是的目的是_.(2)配制配制质质量分数量分数为为15%的的盐盐酸需要酸需要200 mL 30%的的浓盐浓盐酸酸(密度密度约为约为1.15 g/cm3)和和_g蒸蒸馏馏水水,配制用到的配制用到的仪仪器有器有烧烧杯、玻璃棒、杯、玻璃棒、_.(3)“溶解溶解”过过程中程中发发生反生反应应的离子方程式的离子方程式为为_.(4)加少量加少量铝铝粉的主要作用是粉的主要作用是_.(5)“调节调节溶液溶液pH在在4.24.5”的的过过程中，除添加必程中，除添加必要的要的试剂试剂,还还需借助的需借助的实验实验用品是用品是_;“蒸蒸
16、发发浓缩浓缩”需保持温度在需保持温度在90100 ,控制温度的控制温度的实验实验方法是方法是_ _.解析解析:本本题题以框以框图图形式考形式考查查了新型混凝了新型混凝剂剂的生的生产产工工艺艺.对对于框于框图题图题首先要找到突破口首先要找到突破口,依此推依此推导导.(1)高岭土中高岭土中Al2O3不溶于酸不溶于酸,故煅故煅烧烧的目的是改的目的是改变变Al2O3的的结结构构,使其溶于酸使其溶于酸.(2)利用稀利用稀释释前后溶前后溶质质质质量守恒解量守恒解题题,设设蒸蒸馏馏水的水的质质量量为为m,则则有有(m200 mL1.15 gcm3)15%200 mL1.15 gcm330%，m230 g.(3)高岭土煅高岭土煅烧烧后，后，Al2O3、Fe2O3均溶于均溶于盐盐酸酸,产产生生AlCl3、FeCl3.(4)加入少量加入少量铝铝粉的作用是除去溶液中的粉的作用是除去溶液中的Fe3。(5)pH4.24.5必必须须用用pH计计或精密或精密pH试纸测试纸测。答案：答案：(1)改改变变高岭土中氧化高岭土中氧化铝铝的的结结构构,使其能溶于酸使其能溶于酸(2)230量筒量筒(3)Al2O36H=2Al3
