高中化学 1 洁净安全的生存环境 第2单元 水资源的合理利用(第2课时)水质评价与污水处理教师用书 选修1

第2课时水质评价与污水处理
废水中重金属离子的去除方法。

重难点
一、水质评价
1．评价方式：评价水质的优劣通常从以下几个方面：水温、pH、导电率、固体悬浮物、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量、一些有毒有害物质的浓度等。

2．水生生物生存与pH：自然界中的水一般略显酸性，这是二氧化碳溶解在水中的原因，水生生物只能在一定pH范围内的水中生存，在pH过小或过大的水中，大多数水生生物会消失。

3．生化需氧量：生物化学需氧量是指单位体积水中耗氧有机物生化分解过程(N转化为N2，C转化为CO2，H转化为H2O)所需消耗的氧气量(以mg·L－1为单位)。

1．生化需氧量与该处有机物数量有什么关系？
【提示】生化需氧量越大，该有机物数量越多。

二、污水处理
1．方法：水质不同的污水通常采用不同的处理方法，常用的处理方法有物理方法、化学方法和生物方法。

2．废水处理方法选择：
(1)中和法：处理含酸性物质的废水；
(2)氧化还原法：处理含油类、氰化物等的废水；
(3)沉淀法：除去废水中的重金属离子。

2．如果废水中有CuSO4怎样除去？
【提示】Cu2＋属于重金属离子，一般采用沉淀法，可以向废水中撒入生石灰粉或泼洒石灰浆等方法让Cu2＋转化为Cu(OH)2，从废水中沉淀出来。

水质评价
第1
1．水质评价的意义何在？
【提示】在治理水污染之前，先通过水质检测了解水体污染的程度，为治理水污染提供依据，根据污染物的种类，选用不同的治理方法。

2．能用广泛pH试纸测量pH为6.8的水吗？
【提示】不能，广泛pH试纸测量出的pH都取正整数。

第2步阐述——要点归纳，深化知识
1．水质评价的项目
(1)溶解氧
溶解在水中的氧(O2)称为溶解氧。

水中溶解氧含量是水质指标的重要组成部分。

水中溶解氧含量受到两种因素的影响：一种是使DO下降的耗氧作用，包括耗氧有机物降解耗氧、生物呼吸耗氧；另一种是使DO增加的增氧作用，主要有空气中氧的溶解、水生植物的光合作用等。

这两种作用的相互消长，使水中溶解氧含量呈现出变化。

(2)化学需氧量
水中能被氧化的物质在规定条件下进行化学氧化过程所消耗氧化剂的量，称为化学需氧量(COD)。

化学需氧量以每升水样消耗氧(O2)的毫克数表示，即单位是mg·L－1。

化学需氧量是用来表示水质优劣的参数之一。

(3)生化需氧量
单位体积水中耗氧有机物生化分解过程(N转化为N2，C转化为CO2，H转化为H2O)所消耗水中溶解氧(O2)的量(单位为mg·L－1)，叫做生物化学需氧量(BOD)，简称生化需氧量。

生化需氧量是用来表示水质优劣的参数之一。

2．测定水的pH
先用广泛pH试纸测定，再选取与所测pH相近的精密pH试纸进行测定。

依据水样的pH，可判断它是否适合鱼类的生长。

第3步例证——典例印证，思维深化
下列项目：①水温②导电率③pH④固体悬浮物⑤溶解氧(DO) ⑥化学需氧量(COD)
⑦生化需氧量(BOD) ⑧一些有毒有害物质的浓度等，其中属于评价水质优劣需要检测的项目是( )
A．③④⑤⑥⑦⑧B．⑤⑥⑦⑧
C．④⑤⑥⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
【解析】水质评价需检测的项目属于识记内容。

【答案】 D
第4步运用——精选习题，落实强化
1．下列情况不会造成水污染的是( )
A．工业废水、废物的任意排放
B．农业上大量施用农药和化肥
C．用第四代广谱杀菌消毒剂ClO2对水进行消毒杀菌
D．生活中大量使用含磷洗衣粉，并把污水随意排放
【解析】水的污染主要是工业废水、生活污水(如含磷洗衣粉的生活废水排放)、农田排水等引起的。

【答案】 C
污水处理方法
第1
1．用物理法治理污水，一般包括哪些方法？
【提示】过滤、沉淀、离心分离等
2．含Cr3＋的废水一般用什么方法除去Cr3＋？
【提示】向含Cr3＋废水中加入石灰，降低溶液酸度，当调节废水的pH至8～9时，Cr3＋就会形成难溶于水的Cr(OH)
3，从而达到除去废水中Cr
3＋的目的。

第2步阐述——要点归纳，深化知识
污水处理方法归纳
基本方法基本原理单元技术
物理法物理或机械的分离过程过滤、沉淀、离心分离、上浮等
化学法
加入化学物质与污水中有害物质发生
化学反应的转化过程
中和、氧化、还原、分解、混凝、化学
沉淀等
物理化学
法
物理化学的分离过程
汽提、吹脱、吸附、萃取、离子交换、
电渗析、反渗透等
生物法
微生物在污水中对有机物进行氧化、分
解的新陈代谢过程
活性污泥、生物滤池、生物转盘、氧化
塘、厌气消化等
进行污水处理时，须先考虑用物理方法，再考虑使用化学方法。

第3步例证——典例印证，思维深化
目前，城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。

该工
艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物，再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质。

二级处理是采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等微生物除去废水中的有机污染物。

(1)在这种污水处理工艺中，采用的污水处理方法有________(填字母)。

A．化学法B．生物法C．物理法
(2)在这种污水处理工艺的二级处理中要进行“曝气”，其主要目的是_______________________________________________________________。

(3)采用这种工艺处理过的水可回收再利用，它________(填“可以”或“不可以”)直接用作生活饮用水，其原因是________________________________
____________________________________________________________。

【解析】(1)由题干中“过滤”“加化学试剂”“利用细菌等微生物”的字眼即可作答。

(2)“曝气”的含义是使水暴露在空气中，使水与空气接触的面积增大，增加水中的含氧量，以加速水中有机物的分解。

【答案】(1)ABC
(2)增加水中的含氧量，加速水中有机物的分解
(3)不可以该工艺所采用的方法对污水的处理不是很彻底且未进行杀菌、消毒、除异味等处理
第4步运用——精选习题，落实强化
2．水体污染物有：Ⅰ.含盐酸的酸性废水，Ⅱ.油类、氰化物、硫化物，Ⅲ.重金属离子；
污水处理的化学方法有：a.中和法，b.沉淀法，c.氧化还原法。

对水体污染物处理所采用的方法不正确的是( )
A．Ⅰ，a B．Ⅱ，c
C．Ⅰ，b D．Ⅲ，b
【解析】中和法通常用来调节水的酸碱性；沉淀法通常用来除去水中的重金属离子及胶状物质；氧化还原法通常用来除去水中的油类、Cr2O2－
7、CN－及S2－等。

【答案】 C
1．水质评价⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧
①水温
②pH ③导电率④固体悬浮物
⑤溶解氧
⑥化学需氧量⑦生化需氧量⑧有毒有害物质浓度
2．污水处理⎩⎪⎨⎪
⎧
①物理法②化学法
③生物法
1．下列项目，不属于水质检测项目的是( ) A ．Cr 3＋
浓度 B ．Na ＋
浓度 C ．大肠杆菌浓度 D ．水中氧的浓度
【答案】 B
2．下列说法错误的是( )
A ．固体悬浮物是水质评价检测项目之一
B ．水的pH 过大或过小都不利于水生生物正常生长
C ．测定水体pH 时采集样品的地点越多，测定的pH 值越准确
D ．BOD 越大，水污染程度越小
【解析】 BOD 越大，说明被耗氧有机物污染越严重。

【答案】 D
3．污水处理的主要方法有：①中和法；②化学沉淀法；③氧化还原法；④过滤法。

其中属于化学方法的有( )
A ．①②③
B ．①②④
C ．②③④
D ．①②③④
【解析】 过滤法属于物理方法。

【答案】 A
4．工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。

以下处理措施和方法类别都正确的是( )
选项
污染物
处理措施
方法类别
A项错；B项中Cu2＋等重金属离子可用较活泼金属置换后提纯利用，不能用硫酸盐沉降，B项错；D 项中Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，生成碱性更强的NaOH，应用适量酸处理，D项错。

【答案】 C
5．如图是某市污水处理的工艺流程示意图：
(1)常用的混凝剂可以是________(任填一种混凝剂的名称)。

(2)加入熟石灰的目的是________，写出相关的化学方程式
___________________________________________________________。

(3)加入Na2S的作用是________________________________________。

【解析】格栅间是用来除去大块物体的，然后加入混凝剂沉降水中悬浮物，然后加入熟石灰以除去溶液中的H＋从而进入沉淀池，加入Na2S是为了除
去溶液中的Hg2＋等重金属离子使之沉降下来，最后达标排放。

【答案】(1)明矾(其他合理答案均可)
(2)中和酸性废水Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O
(3)除去Hg2＋等重金属离子。