水的净化与污水处理

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2.污水处理的主要方法——生物化学方法 (1)生物化学方法的定义:通常使用含有大量需氧微 __________ 生物 的活性污泥,在强力通入空气(曝气)的条件下, _____ 微生物以水中的________ 有机废物为养料生长繁殖,将有机
物分解为____ CO2、____ H2O等无机物,从而达到净化污水
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课堂互动讲练
现代水处理工艺 现代水处理工艺为：混凝→沉淀→过滤Biblioteka Baidu消毒. 1．混凝剂可加入Al3＋或Fe3＋,现代技术用聚合氯 化铝和聚合硫酸铁作为混凝剂.
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2.混凝剂的净水原理是Al3＋或Fe3＋与水中的OH－
结合成胶体,胶体能吸附水中的悬浮物质而沉降.
性的ClO2代替。
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【答案】
＋
(1)HCO3 ＋OH ===CO2 3 ＋H2O
－ － － － － －
－ (或：Ca2＋＋HCO－ ＋ OH ===CaCO3↓＋H2O 3
或：Ca2 ＋2HCO3 ＋2OH ===CaCO3↓＋CO2 3 ＋ 2H2O 或：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓) (2)③ Fe(OH)3 调节溶液酸度 (3)除去钙离子 (4)杀菌消毒 (5)①
第一单元
水的净化与污水处理
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第 一 单 元 水 的 净 化 与 污 水 处 理
学习目标
课前自主学案
课堂互动讲练
知能优化训练
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学习目标 1.了解天然水中所含有的主要杂质,知道生活用水 的要求与处理方法,了解自来水生产的一般工艺流
3．Al ＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H ; Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋.
3＋
＋
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例1 某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了
解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下:
(1)源水中含Ca2＋、Mg2＋、HCO、Cl－等,加入
变式训练1
(2010年邯郸调研)聚合氯化铝是一种
新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态的碱
式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。 本实验采用铝盐溶液水解絮凝法制备碱式氯化铝。 其制备原料为分布广、价格廉的高岭土，化学组 成为：Al2O3(25%～34%)、SiO2(40%～50%)、 Fe2O3(0.5%～3.0%)以及少量杂质和水分。
－
2＋
－
－ － 2＋ ＋2OH－===CaCO3↓＋CO2 ＋ 2H O 、 Mg ＋ 2OH 3 2
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(2)加入凝聚剂除去其中的悬浮固体颗粒，该过程
是既有胶体的吸附作用也有化学反应，所以既有
化学过程又有物理过程。FeSO4· 7H2O加入后生成 红褐色Fe(OH)3胶状沉淀。(3)通入二氧化碳的目 的是除去钙离子并调节溶液酸度。(4)气体A应是 氯气，其作用是杀菌消毒。(5)可以找具有强氧化
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思考感悟
1．自来水厂处理水的过程是什么？
【提示】 (1)筛滤：用筛子对水进行筛滤，滤去
颗粒较大的悬浮物。
(2)沉淀：加入混凝剂静置，将水中的悬浮物沉淀
到池底部。
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(3)过滤:使水通过细沙,以除去沉淀和残留的悬浮
物.
(4)曝气:把水暴露在空气中,使水与空气的接触面
(2)配制质量分数为15%的盐酸需要200 mL 30%
的浓盐酸(密度约为1.15 g/cm3)和_______g蒸馏水,
配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、_______. (3)“溶解”过程中发生反应的离子方程式为 __________________________________________.
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【解析】
(1)由题意知：源水中加入 CaO 后发生的
－
－ 2－ 2＋ 复分解反应有：HCO－ ＋ OH ===CO ＋ H O 、 Ca 3 3 2
＋HCO3 ＋OH ===CaCO3↓＋H2O、Ca ＋2HCO3 ===Mg(OH)2↓，写出任意一个即可。
②只有化学过程，无物理过程
③既有化学过程又有物理过程
FeSO4· 7H2O是常用的凝聚剂，加入后最终生成红
褐色胶状沉淀，则这种沉淀是________。
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(3)通入二氧化碳的目的是_____________________ 和____________________________. (4)气体A的作用是___________________________. (5)下列物质中,____________可以作为气体A的代 替品.(填写下列各项的序号) ①ClO2 ②浓氨水 ③SO2 ④浓硫酸
的目的. (2)生物化学方法的关键:培养好活性污泥中的____ 微生 ___, 物 并提高处理过程的曝气效率,使需氧微生物获 氧气 得足够的_____.
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3.水的DO与BOD
水中的溶解氧量 (1)DO表示_______________.
(2)BOD指水中有机物经微生物分解所需的氧气量, 污水中有机物的含量越大,BOD越高,水的富营养 越高 化程度______.
处理.
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二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的
有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达
90%以上，使有机污染物达到排放标准。 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷 等能够导致水体富营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，砂滤法， 活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。
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答案：
(1)改变高岭土中氧化铝的结构,使其能溶于酸
(2)230 量筒
(3)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O, Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O (4)除去溶液中的Fe3＋ (5)pH计(或精密pH试纸) 水浴加热
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程,并能用盐类水解反应解释水处理工艺中的某些
常见混凝剂净水的基本原理.
2.了解污水处理的方法.
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课前自主学案
一、生活用水的净化 1．混凝法
天然水中常含有一些悬浮物,通常很难用自然沉降
法除去,因此需要加入________, 混凝剂 利用其发生水解产 生的胶体吸附水中的悬浮物形成较大的颗粒而沉 淀,达到净水的目的.生活中主要采用明矾作混凝剂, 其净水的原理为:
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4．城市污水的再利用 城市污水中_________ 工业污水 约占70%,其次是_________. 生活污水 回收再加工利 工业污水中含有某些宝贵的资源,可_____________
___. 用 生活污水中含有_________________, 丰富的植物营养素 是宝贵的 肥源.城市污水经处理后,成为能二次利用的“中 水”,可供农林灌溉、洒水、消防、冲洗厕所之用. “中水” 在我国缺水严重的大连、青岛等城市 ,________缓
离子方程式是
3 Fe ＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H __________________________________.
＋ ＋
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2.自来水的消毒方法
水常用漂白粉或漂粉精[有效成分是Ca(ClO)2]、
氯气、臭氧、二氧化氯(ClO2)等进行消毒、杀菌 处理.这些物质的消毒作用是利用了它们具有的 __________. 强氧化性
饮用水消毒的常用方法
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特别提醒：由于上述消毒方法可产生Cl2,Cl2与水
中有机物反应生成致癌物质,因此现在又使用ClO2、 Na2FeO4等消毒物质.
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例2 用自来水养鱼时,通常先将自来水晒一段时
间后再注入鱼缸中,目的是(
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KAl(SO4)2===K ＋Al3 ＋2SO2 ___________________________; 4
＋ ＋ －
＋ 3＋ Al ＋ 3H O Al(OH) ( 胶体 ) ＋ 3H _____________________________. 2 3
利用混凝剂除去的是一些悬浮杂质,常用的混凝剂 除明矾外,还有FeCl3等.三价铁盐能发生水解反应, Fe(OH)3胶体 能吸附水中的悬浮物而沉降, 生成的_____________
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水解反应的化学方程式为
FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl __________________________________,
______________________________________.
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解析:本题以框图形式考查了新型混凝剂的生产工 艺.对于框图题首先要找到突破口,依此推导. (1)高岭土中Al2O3不溶于酸,故煅烧的目的是改变 Al2O3的结构,使其溶于酸. (2)利用稀释前后溶质质量守恒解题,设蒸馏水的质 量为m,则有(m＋200 mL×1.15 g· cm－3)×15%＝ 200 mL×1.15 g· cm－3×30%，m＝230 g. (3)高岭土煅烧后，Al2O3、Fe2O3均溶于盐酸,产生 AlCl3、FeCl3. (4)加入少量铝粉的作用是除去溶液中的Fe3＋。 (5)pH＝4.2～4.5必须用pH计或精密pH试纸测。
增大,增加水中氧的含量,以加速水中有机物的分
解.
(5)消毒:加入杀菌消毒剂杀灭水中的有害微生物.
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二、污水处理 传染性物质、 1.污水中的主要污染物有需氧废物 ________、__________ 植物养料、有机物质、其他矿物质、由土壤冲刷带 来的沉积物、放射性物质 __________等,也可能会因情况不同 而有不同成分.
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(4)加少量铝粉的主要作用是_________________.
(5)“调节溶液pH在4.2～4.5”的过程中，除添加
必要的试剂,还需借助的实验用品是_______;“蒸
发浓缩”需保持温度在90～100 ℃,控制温度的实
验方法是__________________________________
解了水资源的短缺.
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思考感悟
2.现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为哪几
种？ 【提示】 可分为一级、二级和三级处理。
一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染 物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求. 经过一级处理的污水,BOD物质一般可去除30%左 右,达不到排放标准.一级处理属于二级处理的预
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已知氧化铝有多种不同的结构，化学性质也有差
异，且一定条件下可相互转化；高岭土中的氧化
铝难溶于酸。制备碱式氯化铝的实验流程如下：
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根据流程图回答下列问题：
(1)“煅烧”的目的是_______________________.
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【规律方法】
本题以自来水的工艺流程为出发
点，考查了离子反应、胶体性质、氯气的消毒原
理等知识点，是一道综合性较强的实验流程题。 在解题时注意与必修内容相结合，如离子方程式 书写的准确性，CO2和Cl2 的用途等都是必修知识 在化学与技术中的体现。
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CaO后生成Ca(OH)2,进而发生若干个复分解反应,
试写出其中任意一个反应的离子方程式_________
________________________.
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(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，该
过程是________(填写下列各项的序号)。
①只有物理过程，无化学过程