《獲取潔凈的水》PPT課件

第二單元化學與資源開發(fā)利用,第一課時獲取潔凈的水,1.你們知道天然水中含有哪些類型的雜質(zhì)嗎？2.我們又是如何除去這些類型的雜質(zhì)的呢？,思考與交流,沉降池（混凝劑）過濾池活性炭吸附池消毒,不溶性的雜質(zhì)；可溶性的雜質(zhì)；病毒，細菌；油污,一、天然水的凈化,1.混凝法：原理：加入一種混凝劑，使水中細小的懸浮物質(zhì)和膠體聚集成較大顆的顆粒而沉淀，然后過濾除去。,常見混凝劑:生活中：明礬工業(yè)上：硫酸鋁，聚合鋁，硫酸亞鐵，硫酸鐵等,Al(OH)3在水中以絮狀的膠體形式存在，由于水中的膠體雜質(zhì)一般都帶負電,而Al(OH)3膠體粒子帶正電，通過電性吸引作用，破壞了天然水中膠體雜質(zhì)的穩(wěn)定性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉(聚沉)。同時還能吸附一些懸浮物，這樣就起到了凈水的作用。注意：膠體本身是不帶電的，帶電的是膠體微粒,明礬的凈水原理：,KAl（SO4）2=Al3+K+2SO42-Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,【實驗2-1】在河水中加入以下物質(zhì),從現(xiàn)象可以得出什么結論呢?,有少量膠狀物出現(xiàn),有沉淀析出,有沉淀析出,分析實驗2-1【結論】：綠礬凈水效果不如Fe2（SO4）3,亞鐵鹽水解：Fe2+2H2OFe（OH）2+2H+生成的Fe(OH)2溶解度較大，混凝效果不好。,【思考】為什么亞鐵鹽的凈化效果沒有鐵鹽的效果好？,1、必須將Fe2+轉化為Fe3+2、要調(diào)PH值到9左右,使用FeSO47H2O時應注意,（1）硬水和軟水的定義：硬水:含有較多Ca2+，Mg2+的水。如礦泉水，自來水，河水、湖水、井水、泉水以及自然界中的地面水和地下水等。軟水:含有少量或不含Ca2+，Mg2+的水。如雨水，雪水，純凈水等。,2、化學軟化法,(2)硬度,主要指水中含鈣離子、鎂離子的濃度,硬度定義(簡單了解)1升水中含有10mgCaO（或者相當于10mgCaO)稱為1度（1。),(3)硬度的種類,暫時硬度：由Ca（HCO3)2和Mg（HCO3)2引起的硬度永久硬度：如果水的硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物等引起的，這種硬度叫做永久硬度。,9,肥皂水法：,泡沫少，有大量浮渣,有大量泡沫，無浮渣,可用肥皂水來區(qū)別硬水和軟水；硬水浪費肥皂,（4）硬水和軟水的鑒別方法:,加熱法：,蒸發(fā)皿底部有白色固體,蒸發(fā)皿底部無或很少固體,可用蒸發(fā)法區(qū)別硬水和軟水；硬水加熱可形成水垢,(5)硬水的危害,長期飲用硬度過高的水對人體健康不利高硬度水中與結合SO有苦澀味，還會使人的腸胃功能紊亂，出現(xiàn)站是性的腹脹，排氣多，腹瀉等現(xiàn)象。久居南方的人初到北方，開始一段時間會出現(xiàn)“水土不服”的現(xiàn)象，是因為北方不少地方飲用硬度比較高的地下水，而時間長了，胃腸逐漸適應后，這種現(xiàn)象就會隨之消失。,那么硬水毫無是處了嗎？,不對，否則怎么會有那么多的人要買礦泉水喝呢？,原來鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素?？茖W和醫(yī)學家們還調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人的某些心血管疾病，如高血壓和動脈硬化性心臟病的死亡率，與飲水的硬度成反比，水質(zhì)硬度低，死亡率反而高。長期飲用過硬或者過軟的水都不利與人體健康。我國規(guī)定：飲用水的硬度不得超過25度,硬水對我們的生產(chǎn)和生活也有很大的危害洗滌浪費肥皂鍋爐結成水垢，危害生產(chǎn)所以，我們必須將硬水進行軟化。那么，就讓我們接著學習硬水軟化的方法吧！,(6)硬水軟化的方法,加熱法藥劑法離子交換法其他方法,加熱法:,思考：CaCO3和MgCO3溶解度的差別。,CaCO3不溶，MgCO3微溶,所以碳酸鎂在進一步加熱的條件下還可以與水反應生成更難溶的氫氧化鎂。,所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設備，需要加入合適的緩蝕劑。,煮沸暫時硬水時的反應：,藥劑法,CaOH2O=Ca(OH)2Ca(HCO3)2Ca(OH)2=2CaCO3+2H2OMg(HCO3)22Ca(OH)2=Mg(OH)2+2CaCO32H2O,常用的化學藥劑：純堿、生石灰等,藥劑法：通過向硬水中加入適當?shù)幕瘜W藥劑，與Ca2、Mg2發(fā)生化學反應，使Ca2、Mg2以沉淀的形式分離出來，達到軟化水的目的。,離子交換法:,離子交換法是用離子交換劑軟化水的方法，離子交換劑中的陽離子與水中的Ca2、Mg2發(fā)生離子交換作用，使水得到軟化。,離子交換劑為高分子離子交換樹脂，常用NaR、HR表示【思考】你們可以用離子反應來表示離子交換法軟化水的過程？,離子交換原理：,2NaR+Ca2+=CaR2+2Na2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+,離子交換柱,交換過程,水質(zhì)變化,思考回憶：經(jīng)過離子交換的水，水質(zhì)有什么變化？,交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+,水質(zhì)變化：原水硬度降低陰離子基本不變鈉離子數(shù)目大大增加,交換并非是無止境的。交換進行到離子交換劑中的Na+全部被Ca2、Mg2代替后，離子交換劑即失去軟化硬水的能力，也就是說交換后的水不再符合軟水的標準時，離子交換劑就失效了，此時必須使離子交換劑再生,【思考】這種離子交換是否可以無限進行？,再生方法,再生：用58的食鹽水浸泡失去交換能力的離子交換劑，CaR2和MgR2跟Na+發(fā)生交換作用重新生成NaR，從而又恢復了離子交換劑軟化硬水的能力，這個過程叫再生再生原理：CaR2+2Na=2NaR+Ca2+MgR2+2Na+2NaR+Mg2+,再生過程是交換過程的逆過程。,再生過程與交換過程有什么關系？,思考與交流,1你們知道生活污水中含有哪些雜質(zhì)嗎？2.那農(nóng)業(yè)污水和工業(yè)污水中又含有哪些雜質(zhì)呢？,思考與交流,生活污水,工業(yè)污水,污水,農(nóng)業(yè)污水,洗滌劑，洗衣粉，油污等,農(nóng)藥、化肥等；重金屬離子等,1.污水的處理方法：物理法、生物法、化學法等,物理法：通過物理或機械作用去除廢水中不溶解的懸浮固體及油品。,生物法：利用微生物的代謝作用，使廢水中的有機污染物氧化降解成無害物質(zhì)的方法，又叫生物化學處理法，是處理有機廢水最重要的方法,化學法：加入化學物質(zhì)，通過化學反應，改變廢水中污染物的化學性質(zhì)或物理性質(zhì)，使之發(fā)生化學或物理狀態(tài)的變化，進而從水中除去；,污水一級處理：,方法：物理方法除去：不溶物質(zhì),2.污水的處理過程：根據(jù)污水處理的程度，分為一級、二級、三級處理。見課本P28,廢水經(jīng)一級處理后，一般達不到排放標準，故污水一級處理為預處理。,污水二級處理：,方法：生物方法及某些化學方法除去：可降解有機物和部分膠體經(jīng)過二級處理后的水，一般可達到農(nóng)灌標準和廢水排放標準，故二級處理是廢水處理的主體。,污水三級處理,方法：化學方法除去：重金屬離子、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。,中和法,沉淀法,氧化還原法,綜合法,三級處理為深度處理，出水水質(zhì)較好，甚至能達到飲用水質(zhì)標準。,1.中和法,對象：酸性廢水和堿性廢水,常用的藥劑：熟石灰、硫酸或二氧化碳,方法：向酸性廢水中投加堿性物質(zhì)如石灰、氫氧化鈉等進行中和，向堿性廢水中吹入含CO2的煙道氣或其它酸性物質(zhì)中和。,2.沉淀法,方法：向污水中投加某種化學物質(zhì)，使它與污水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生反應，生成難溶于水的沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。,舉例：,含Hg2+廢水、加入Na2S,Hg2+S2-=HgS,對象：含有重金屬離子的工業(yè)廢水,Pb2+S2-=PbS,Cu2+S2-=CuS,三.海水淡化,現(xiàn)在所用的海水淡化方法有蒸餾法、多級閃急蒸餾法、海水凍結法、電滲析法、反滲透法等，目前應用反滲透膜的反滲透法以其設備簡單、易于維護和設備模塊化的優(yōu)點迅速占領市場，逐步取代蒸餾法成為應用最廣泛的方法。,29,自來水廠凈化水過程示意圖,（明礬）,（凝膠狀的氫氧化鋁有很強的吸附能力，能使水中細小的懸浮雜質(zhì)集結而下沉）,（干凈的細沙和鵝卵石）,（通氯氣或二氧化氯）,新型水處理劑高鐵酸鹽（Na2FeO4，K2FeO4）,1.其有效成部分是高鐵酸根（FeO4）2-。這里，鐵呈+6價，具有很強的氧化性2.凈水原理:Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+3.作用:可以殺菌消毒吸附