水的净化与处理

若硬度过低，则人无法从水中吸收人体发育所必需的
无机盐离子和微量元素等，对人体的危害也很大。
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降低水中钙、镁离子的含量，就叫做硬水的软化。
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思路1：若硬水中钙、镁离子是以碳酸氢盐的形式存在,
加热煮沸法
Ca(HCO3)2 = CaCO3 ↓ + CO2↑ + H2O Mg(HCO3)2 = MgCO3↓ + CO2↑ + H2O 由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多,因而继 续加热时,碳酸镁要转化为氢氧化镁: MgCO3 + 2H2O = Mg(OH)2↓ + CO2↑ 思考：现在你知道为什么水瓶使用时间长瓶胆上会有一层水垢？
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思考：蒸馏法进行淡化海水有什么优点和缺点？
优点：设备简单、技术成熟。 缺点：能耗大。
改进措施：进行减压蒸馏
降低压强，使水的沸点降低，从而在低温下 使水沸腾，减小能耗。
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方法2：电渗透法
1、分析淡化原理？ 2、阴、阳离子交换膜的位 置能否互换？
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方法3：反渗透法
可以大量、快速地生产淡水，关键是寻找理想的渗透膜
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明矾的净水作用
净化处理2 净化处理2：利用活性炭除水中异味
1、具有强吸附性的活性炭可除去水中的异味 2、活性炭也可吸附某些溶解在水中的杂质。
净化处理3 净化处理3：水源的杀菌消毒
方法1：少量的水常用加热煮沸法进行杀菌消毒。 方法1：少量的水常用加热煮沸法进行杀菌消毒。 方法2：大量水可添加消毒剂，如氯气、漂白粉、臭 氧、二氧化氯等。 考虑：氯气的消毒原理？其在消毒过程中有何缺陷？
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降低水中钙、镁离子的含量，就叫做硬水的软化。
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思路2:凡硬水可用药剂软化法，先加石灰、后加碳酸钠。 （1）若硬水中钙、镁离子是以碳酸氢盐的形式存在 Ca2+ + 2HCO3- + Ca2+ + 2OH- = 2CaCO3↓ + 2H2O Mg2++2HCO3-+2Ca2++4OH- =Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O Ca2+ + CO32- =CaCO3↓ （2）若硬水中钙、镁离子是以氯化物、硫酸盐的形式存在 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ Ca2+ + CO32- =CaCO3↓ CaSO4+ CO32- =CaCO3↓+SO4228
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方法四：冷冻法 把冷海水喷入真空室，部分海水蒸发吸热使其 余海水冷却形成冰晶。固体冰晶中的杂质要比原溶 液中少得多。将得到的冰晶用适量的淡水淋洗、溶 化，就得到淡水。
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什么是水的硬度呢？
以水中溶有的Ca 以水中溶有的Ca2+和Mg2+的含量为标准 1.硬水：溶有较多量的Ca2+和Mg2+的水 (如:井水等) 2.软水：只溶有较少量或不含Ca2+和Mg2+的水 (如:蒸馏水等)
细菌和病毒 肥料（如硝酸盐和磷酸盐） 杀虫剂、洗涤剂 煤矿及工厂排出的酸及其他无机物 （如铁的化合物等） 淤积在河床上的黏土 由开采及加工放射性物质带来的废 物及使用后的放射性废物
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例子
植物和动物残体
了解水污染的检测项目
1、水的理化性质——色度、浊度、PH等 2、无机物——溶解氧（DO）、某些金属离子、氯离子、硫 酸根离子、氮和磷的化合物等 3、有机物——通常测定生化需氧量（BOD）
2、常用的测定方法：总硬度试纸+标准色阶
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危害
人饮用的水
若硬度过高，1、对于不习惯的人来说，易造成肠胃功
能紊乱，导致疾病的发生，如南方人初到北方时的“水土 不服”现象；长期饮用过硬的水，还会使胃炎、结石等病 的发病率上升。2、浪费肥皂，衣物不易洗净，还使衣服变 硬。 3、锅炉用水硬度过高易形成锅垢，不仅浪费燃料，而且会 使锅炉管道因受热不均而导致变形或损坏，严重时会引起 爆炸事故。
1、地球上总的水体积大约为14亿立方千米，其中只有2.5％是淡水，或 者说只有0.35亿立方千米的淡水。大部分的淡水以永久性冰或雪的形式 存在，或成为埋藏很深的地下水。 2、我国水资源总量位于世界第6位;若按人均水资源计算,则仅为平均水平的 1/4,排名在第110位之后. 且南多北少 、夏季多,冬季少 ；同时浪费也大。
使用自来水还应注意： (1)警惕早晨“死水杀手” (2)拒绝饮用反复煮沸的水 (3)不喝没有完全煮沸的水，自来水中的有害病菌必须达 到100℃时才能被完全杀死。 (4)家用滤水器,进行终端净水。常用的滤水物质一般为离 子交换树脂或活性炭。
了解污水中的污染物
污染物 需氧废物 传染性物质 植物养料 有机物质 其他矿物及化学物质 由土壤冲刷带来的沉淀物 放射性物质
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3、 生物化学处理法——通常使用含有大量需氧微
生物的活性污泥。 在强力通入空气的条件下（曝气），微生物以水中 的有机废物为养料生长繁殖，将有机物分解为二氧化碳、 水等无机物，从而达到净化污水的目的。
关键：1、培养好活性污泥中的微生物。 2、提高曝气效率，使微生物获得足够的氧气。
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如何解决淡水资源短缺问题？
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水的硬度如何测定？
1、概念：一般把 1L水里含有10mg CaO(或含相当于 10mg CaO的物质，如7.1mgMgO)称为1度。
0-4° ° 很软水 4-8° ° 软水 8-16° ° 中硬水 16-30° ° 硬水 >30° ° 很硬水
例如:经测定:某天然水中Ca2+浓度为0.001mol/L，Mg2+浓度 为0.002mol/L，试求该天然水的总硬度。且如何证明这个 硬度是暂时硬度还是永久硬度？ 注意：水的硬度可分为暂时硬度（由碳酸氢钙、碳酸氢镁引 起的）和永久硬度（由钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的）
一、全民关注，倡导节约用水
1、第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。 2、日常生活中提倡节约用水、一水多用 、推广节水器具 、 少使用洗涤剂和清洁剂 。
二、减少污水排放，从源头治理污水
城市污水中工业污水约占70%。但是工业 污水中含有某些宝贵的资源，生活污水中含有 丰富的植物营养素。所以污水处理和防治的重 点有：
对城市污水实行回收、加工、利用， 成为二次利 用的“中水”，可供农林灌 溉、消防、冲厕所之用。“中水”可缓 中水”
解水资源短缺问题。
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三、研发技术，进行海水淡化
方法一：蒸馏法，这种方法淡化的水量约占世界海水 总淡化量的70%。
海水淡化就是利用物理、化学或生物方法除去海水中溶有的 盐。主要方法有：蒸馏法、膜法、冷冻法和离子交换法等。
整合介绍：自然水净化的工艺流程
把水暴露在空气中，使水与空气 接触面增大，增大水中氧气的含 量，以加速有机物的分解。
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沉降池
过滤池
曝气池
消毒间
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温馨提示：尽管自来水是在水厂按照国家饮用水的水质标准生 产的，但其不能直接饮用，主要原因有二：一是氯气消毒仍是 常见的消毒方式，水中余留的氯气可以和某些有机物反应生成 有毒害的物质；二自来水需要经过很长的管道输送，极有可能 受到二次污染，导致微生物滋生。
降低水中钙、镁离子的含量，就叫做硬水的软化。
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思路3:凡硬水可用离子交换树脂进行软化 离子交换树脂由交换剂本体（有机高聚物，用R表示）和交 换基团两部分组成。 阳离子交换树脂：磺化煤（NaR）、RSO3H 阴离子交换树脂：RN(CH3)3OH 2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+ 2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+
化学苏教版选修2 专题 １第１单元《水的净化 与污水处理》教学示范 课件PPT
选修 化学与技术 专题1 专题1 多样化的水处理技术
第一单元 水的净化与污水处理
水，是生命之源，是万物之源.没有水， 就没有生命的存在。
我们的将来……
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思考：造成淡水资源紧缺的主要原因是什么？ 一是淡水水资源本身储量少，且分布不匀;
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目前，科学家致力于研制高效、安全、无毒的饮用水消毒剂。 (1)近年来，某些自来水厂在用液氯进行处理的同时还加入少量 液氨，其反应的化学方程为：NH3+HClO==H2O+NH2Cl(一氯胺)。 NH2Cl较HClO稳定，加液氨能延长液氯杀菌时间的原因是： 加液氨后，使HClO部分转化为稳定的NH2Cl，当HClO开始消耗后，平衡左移又产 _____________________________________________________。 生HClO起杀菌作用 (2)科研人员发现在氯消毒的饮用水中，含有微量对人体有潜在 危害作用的含氯化合物。世界环保联盟即将全面禁止在自来水中 加氯气，推广采用光谱性高效杀菌消毒剂二氧化氯(ClO2，黄绿色 气体)。目前欧洲和我国主要采用Kesting法(原料为氯酸钠和盐 酸)制ClO2，该法的缺点是同时产生Cl2(占ClO2体积的一半)，使 产物纯度低。 ①试写出该法制ClO2的化学反应方程式： 2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O ______________________________________________。 ②Cl2和ClO2都是通过氧化作用而杀菌消毒，试计算在等质量时， ClO2的氧化能力是Cl2的 2.63 倍。 ③ Na2FeO4物质在净水、消毒过程中可以起到很好的作用，原理？
可用8% - 10% 的氯化钠溶液浸泡
可用强酸稀溶液处理 可用强碱稀溶液处理
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例：某学生取矿泉水试样检测，其pH约为6.5，将其缓慢通过阳 离子交换树脂后，测得其pH约为4，则该矿泉水是否为硬水。
例：下图是某饮水厂从天然水制备纯净水（去离子水）的工艺 流程示意图：
去除水中的异 活性炭的作用是 味并吸附溶解 ：O3消毒的优点是 反应产物无毒无害 。 在水中的物质 A、B中放置的物质名称分别是：A 阳离子交 ；B 阴离子交 。 换树脂 换树脂
资料卡：水的DO与BOD DO：——水中的溶解氧量（单位：mg/L），反应水 体自净能力的大小。 BOD：——水中有机物经微生物分解所需的氧气量 （单位：mg/L），污水中有机物的含量越大，BOD 污水中有机物的含量越大，BOD 越高，水的富营养化程度越高。
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熟悉污水处理的主要方法
1、物理处理法——主要是利用物理原理和机械作用对废水 进行治理，如过滤、离心、沉淀分离等方法 2、化学处理法——通过施用化学试剂或采用其他化学手段 进行废水处理的方法，如化学混凝法(加净水剂)、 中和法（轧钢厂中的废水(酸性) 中和法（轧钢厂中的废水(酸性)） 化学沉淀法（废水中重金属离子的除去） 氧化还原法（油类、氰化物、硫化物）等方法 请写出下列反应方程式： 1、用石灰水、空气将Fe2+转化Fe(OH)3除去 、用石灰水、空气将Fe 转化Fe(OH) 2、用石灰水调节PH至8~9时， Cr3+形成沉淀除去。 、用石灰水调节PH至8~9时， 3、用二氧化氯氧化除去氰化物中的氰根离子。
二是水污染严重。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
工业污水、生活污水、农业污水是造成水体
污染的关键原因
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考虑：天然水（如河水、井水、雨水、溪水 等）能否直接作为饮用水？
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净化处理1 净化处理1：加混凝剂使悬浮的固体颗粒沉降
常用混凝剂：如明矾、硫酸亚铁、氯化铁、聚合 铝（碱式氯化铝---[Al2(OH)nCl6-n]m） KAl(SO4)2＝K+＋Al3+＋2SO42Al3+＋3H2O Al(OH)3 (胶体) ＋3H+ 氢氧化铝呈絮状胶体状态，能吸附水中的悬浮 物质而迅速沉降。 Fe3+＋3H2O Fe(OH)3 (胶体) ＋3H+