1-2水資源的合理利用

1、第二單元第二單元 水資源的合理利用水資源的合理利用 水，是生命之源，是萬(wàn)物之源，它孕水，是生命之源，是萬(wàn)物之源，它孕 育了地球上的一切生命。沒有水，就沒育了地球上的一切生命。沒有水，就沒 有生命的存在。有生命的存在。 水是人體內(nèi)的六大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，約水是人體內(nèi)的六大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，約 占體重的占體重的60%70%。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離 不開水，世界上用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的淡水不開水，世界上用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的淡水 量占人類消耗淡水總量的量占人類消耗淡水總量的60%80%。 一般情況下，每人每天需要水一般情況下，每人每天需要水2.5Kg。水是優(yōu)良的。水是優(yōu)良的 溶劑，食物中的營(yíng)養(yǎng)成分必須溶解在水里才能

2、運(yùn)送到溶劑，食物中的營(yíng)養(yǎng)成分必須溶解在水里才能運(yùn)送到 人體的各個(gè)部分，以維持人類正常生命活動(dòng)的需要。人體的各個(gè)部分，以維持人類正常生命活動(dòng)的需要。 人體內(nèi)的一切生化過程都是在水的參與下進(jìn)行的。沒人體內(nèi)的一切生化過程都是在水的參與下進(jìn)行的。沒 有水，人的生命將無(wú)法維持。有水，人的生命將無(wú)法維持。 生活中的飲用水生活中的飲用水 明礬的凈水作用明礬的凈水作用 Al3+ + 3H2O Al(OH)3 (膠體）膠體）+ 3H+ 氫氧化鋁膠體因吸附溶液中的陽(yáng)離子而氫氧化鋁膠體因吸附溶液中的陽(yáng)離子而帶正帶正 電荷電荷。天然水中的雜質(zhì)大多為。天然水中的雜質(zhì)大多為帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷的膠粒，的膠粒， 因此，帶正電荷

3、的氫氧化鋁能吸附水中帶負(fù)電荷因此，帶正電荷的氫氧化鋁能吸附水中帶負(fù)電荷 的膠粒，并使這些雜質(zhì)與氫氧化鋁膠體一起的膠粒，并使這些雜質(zhì)與氫氧化鋁膠體一起凝聚凝聚 而沉降而沉降。 其他如其他如硫酸鋁硫酸鋁、硫酸亞鐵硫酸亞鐵、氯化鐵氯化鐵、堿式氯化堿式氯化 鋁鋁也有相同功效也有相同功效. 自來(lái)水廠凈水流程自來(lái)水廠凈水流程 水源水水源水 一級(jí)泵站一級(jí)泵站 沉淀池沉淀池 過濾池過濾池 清水池清水池 二氧化氯發(fā)生器二氧化氯發(fā)生器 二級(jí)泵站二級(jí)泵站 消毒劑：消毒劑：漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等 液氯消毒原理：液氯消毒原理： Cl2 + H2O HCl + HClO HClO有很

4、強(qiáng)的有很強(qiáng)的氧化性氧化性、漂白性漂白性、能殺死水中的細(xì)菌。、能殺死水中的細(xì)菌。 加藥加藥 自來(lái)水管網(wǎng)自來(lái)水管網(wǎng) 化學(xué)平衡移動(dòng)原理化學(xué)平衡移動(dòng)原理 一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀 態(tài)時(shí)，改變影響平衡的某些條件（濃度、壓態(tài)時(shí)，改變影響平衡的某些條件（濃度、壓 強(qiáng)、溫度等），平衡則向減弱這種改變的方強(qiáng)、溫度等），平衡則向減弱這種改變的方 向移動(dòng)，從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。向移動(dòng)，從而達(dá)到新的平衡狀態(tài)。 自來(lái)水廠一瞥自來(lái)水廠一瞥 采用液氯消毒的水不僅帶采用液氯消毒的水不僅帶 有輕微的刺激性氣味有輕微的刺激性氣味,而且在而且在 一定條件下氯氣會(huì)與水中的一定條件下氯氣

5、會(huì)與水中的 有機(jī)反應(yīng)物反應(yīng)，生成一些有機(jī)反應(yīng)物反應(yīng)，生成一些 有毒的鹵代烴，如有毒的鹵代烴，如CHCl3等，等， 對(duì)人的健康產(chǎn)生不利影響。對(duì)人的健康產(chǎn)生不利影響。 臭氧發(fā)生器在高頻高壓電源的驅(qū)動(dòng)下放電，使氧臭氧發(fā)生器在高頻高壓電源的驅(qū)動(dòng)下放電，使氧 氣轉(zhuǎn)化成臭氧。臭氧具有強(qiáng)氧化性，它能破壞細(xì)菌氣轉(zhuǎn)化成臭氧。臭氧具有強(qiáng)氧化性，它能破壞細(xì)菌 的新陳代謝和繁殖過程，使細(xì)菌死亡，達(dá)到消毒的的新陳代謝和繁殖過程，使細(xì)菌死亡，達(dá)到消毒的 效果。由于消毒后臭氧轉(zhuǎn)化成氧氣，因此不會(huì)造成效果。由于消毒后臭氧轉(zhuǎn)化成氧氣，因此不會(huì)造成 污染。污染。 新型滅菌消毒劑新型滅菌消毒劑二氧化氯二氧化氯 二氧化氯的應(yīng)用十分廣

6、泛，除用于一般二氧化氯的應(yīng)用十分廣泛，除用于一般 的殺菌、消毒外，還廣泛地用于環(huán)保、滅藻、的殺菌、消毒外，還廣泛地用于環(huán)保、滅藻、 漂白、保鮮、除臭等方面。二氧化氯現(xiàn)已被漂白、保鮮、除臭等方面。二氧化氯現(xiàn)已被 世界衛(wèi)生組織列為世界衛(wèi)生組織列為A1級(jí)高效安全滅菌消毒劑級(jí)高效安全滅菌消毒劑 我國(guó)從我國(guó)從2000年起就逐漸用二氧化氯取代氯氣年起就逐漸用二氧化氯取代氯氣 對(duì)飲用水進(jìn)行消毒對(duì)飲用水進(jìn)行消毒 硬水硬水:含有含有較多較多Ca 2+ ,Mg 2+ 的水的水. (如如:天然水等天然水等) 軟水軟水:不含或含不含或含較少較少Ca 2+ , Mg 2+的水的水. (如如:雨水雨水,蒸餾水等蒸餾水等)

7、 水的硬度水的硬度 硬水的危害硬水的危害: : 浪費(fèi)肥皂，衣物不易洗凈，還使衣服變硬。浪費(fèi)肥皂，衣物不易洗凈，還使衣服變硬。 長(zhǎng)期飲用硬度過高的水，易造成胃功能紊亂，長(zhǎng)期飲用硬度過高的水，易造成胃功能紊亂， 使胃炎、結(jié)石等病的發(fā)病率上升。硬度過低，使胃炎、結(jié)石等病的發(fā)病率上升。硬度過低， 則人無(wú)法從水是吸收人體發(fā)育所必需的無(wú)機(jī)則人無(wú)法從水是吸收人體發(fā)育所必需的無(wú)機(jī) 鹽離子和微量元素等，對(duì)人體的危害也很大。鹽離子和微量元素等，對(duì)人體的危害也很大。 鍋爐用水硬度過高易形成鍋垢，不僅浪費(fèi)燃鍋爐用水硬度過高易形成鍋垢，不僅浪費(fèi)燃 料，而且易引起爆炸事故。料，而且易引起爆炸事故。 硬水的軟化硬水的軟化

8、概念概念：降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做降低水中鈣、鎂離子的含量，就叫做 硬水的軟化。硬水的軟化。 (一一) 加熱煮沸法：加熱煮沸法：將水煮沸，并多煮一會(huì)時(shí)間，可將水煮沸，并多煮一會(huì)時(shí)間，可 將鈣鎂離子轉(zhuǎn)化為將鈣鎂離子轉(zhuǎn)化為鍋垢鍋垢除掉，硬水在一定程度上得除掉，硬水在一定程度上得 到軟化。到軟化。 若硬水中鈣、鎂離子是以碳酸氫鹽的形式存在若硬水中鈣、鎂離子是以碳酸氫鹽的形式存在, 受熱時(shí)會(huì)分解而得到相應(yīng)的沉淀。如受熱時(shí)會(huì)分解而得到相應(yīng)的沉淀。如: Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2O 但由于氫氧化鎂的溶解性比碳

9、酸鎂的溶解性要但由于氫氧化鎂的溶解性比碳酸鎂的溶解性要 小得多小得多,因而繼續(xù)加熱時(shí)因而繼續(xù)加熱時(shí),碳酸鎂要轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂碳酸鎂要轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂: MgCO3 + 2H2O = Mg(OH)2 + CO2 軟化硬水常用的方法：軟化硬水常用的方法： (二二)離子交換法離子交換法: 磺化煤是一種有效的離子交換劑。磺化煤是一種有效的離子交換劑。 磺化煤使硬水軟化的原理磺化煤使硬水軟化的原理: 當(dāng)硬水通過時(shí)當(dāng)硬水通過時(shí),硬水里的鈣離子和鎂離子硬水里的鈣離子和鎂離子 與磺化煤的鈉離子發(fā)生離子交換與磺化煤的鈉離子發(fā)生離子交換,生成生成CaR2和和 MgR2 ,因而實(shí)現(xiàn)溶液中的鈣因而實(shí)現(xiàn)溶液中的鈣,鎂離子含

10、量的降鎂離子含量的降 低低,硬水軟化硬水軟化.其方程式為其方程式為: 2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+ 2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+ 離子交換樹脂裝置離子交換樹脂裝置 磺化煤的再生磺化煤的再生: 當(dāng)磺化煤中的鈉離子全部為鈣當(dāng)磺化煤中的鈉離子全部為鈣,鎂離子所鎂離子所 代替后就失去了軟化能力代替后就失去了軟化能力,可用可用8% - 10% 的的 氯化鈉溶液浸泡氯化鈉溶液浸泡,CaR2和和 MgR2就會(huì)跟鈉離子就會(huì)跟鈉離子 發(fā)生交換作用發(fā)生交換作用,重新生成重新生成NaR .又可發(fā)生交換又可發(fā)生交換 作用使磺化煤得到再生作用使磺化煤得到再生: CaR2 +

11、2Na+ = 2NaR + Ca2+ MgR2 + 2Na+ = 2NaR + Mg2+ 檢索咨詢檢索咨詢 終端凈水終端凈水 自來(lái)水廠生產(chǎn)的自來(lái)水需要經(jīng)過很自來(lái)水廠生產(chǎn)的自來(lái)水需要經(jīng)過很 長(zhǎng)的輸送管道才能進(jìn)入千家萬(wàn)戶。有時(shí)長(zhǎng)的輸送管道才能進(jìn)入千家萬(wàn)戶。有時(shí) 由于管道老化等原因，自來(lái)水進(jìn)入家庭由于管道老化等原因，自來(lái)水進(jìn)入家庭 之前便受到污染，這種污染稱為二次污染。之前便受到污染，這種污染稱為二次污染。 另外，有些自來(lái)水在進(jìn)入家庭之前儲(chǔ)存在樓房頂部的水箱里，另外，有些自來(lái)水在進(jìn)入家庭之前儲(chǔ)存在樓房頂部的水箱里， 水箱較臟、水箱內(nèi)壁防腐涂料不合格等因素也可能引起二次水箱較臟、水箱內(nèi)壁防腐涂料不合格

12、等因素也可能引起二次 污染。污染。 現(xiàn)代住宅區(qū)提倡終端凈水，即在家中的出水點(diǎn)前加裝凈現(xiàn)代住宅區(qū)提倡終端凈水，即在家中的出水點(diǎn)前加裝凈 水設(shè)備。這種終端凈水方法可以消除二次污染，使引用水更水設(shè)備。這種終端凈水方法可以消除二次污染，使引用水更 安全可靠。安全可靠。 水質(zhì)檢測(cè) 科學(xué)全面的評(píng)價(jià)水質(zhì)的科學(xué)全面的評(píng)價(jià)水質(zhì)的 優(yōu)劣需要檢測(cè)許多項(xiàng)目。優(yōu)劣需要檢測(cè)許多項(xiàng)目。 常見的項(xiàng)目有：水溫、常見的項(xiàng)目有：水溫、PH、 電導(dǎo)率、固體懸浮物、溶電導(dǎo)率、固體懸浮物、溶 解氧（解氧（DO）、化學(xué)需氧量）、化學(xué)需氧量 （COD）、生化需氧量）、生化需氧量 （BOD）、一些有毒有害）、一些有毒有害 物質(zhì)的濃度等。物質(zhì)的

13、濃度等。 采集水樣采集水樣 當(dāng)湖水或河水的當(dāng)湖水或河水的pH值小于值小于5.5時(shí)，大部分魚類很時(shí)，大部分魚類很 難生存；當(dāng)難生存；當(dāng)pH值小于值小于4.5時(shí)，各種魚類、兩棲動(dòng)物時(shí)，各種魚類、兩棲動(dòng)物 和大部分昆蟲消失，水草死亡。水生動(dòng)物絕跡。和大部分昆蟲消失，水草死亡。水生動(dòng)物絕跡。 自然界中的水一般略顯酸性，因?yàn)槿芙舛踝匀唤缰械乃话懵燥@酸性，因?yàn)槿芙舛?化碳的緣故。大多數(shù)魚類只能在一定化碳的緣故。大多數(shù)魚類只能在一定pH范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的 水中生存。水中生存。 污水處理污水處理 通過水質(zhì)檢測(cè)確定水體中污染物的種類和通過水質(zhì)檢測(cè)確定水體中污染物的種類和 濃度后，可用不同的方法對(duì)污水進(jìn)行處理

14、。濃度后，可用不同的方法對(duì)污水進(jìn)行處理。 主要有物理方法、化學(xué)方法和生物方法。其主要有物理方法、化學(xué)方法和生物方法。其 中化學(xué)處理方法包括中和法，氧化還原法，中化學(xué)處理方法包括中和法，氧化還原法， 沉淀法等。沉淀法等。 ( 1 ) 混凝法混凝法 混凝法是通過加入混凝劑使難以沉降的懸浮物沉淀的混凝法是通過加入混凝劑使難以沉降的懸浮物沉淀的 污水處理方法污水處理方法.常用的混凝劑有常用的混凝劑有;明礬和聚羥基氯化鋁等明礬和聚羥基氯化鋁等. 明礬凈水的主要原理是明礬凈水的主要原理是: 明礬溶于水后發(fā)生反應(yīng)明礬溶于水后發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生帶產(chǎn)生帶正電的氫氧化鋁膠體正電的氫氧化鋁膠體, 而水中的懸浮顆粒大多數(shù)

15、都是帶負(fù)電而水中的懸浮顆粒大多數(shù)都是帶負(fù)電,當(dāng)帶負(fù)電的懸浮顆當(dāng)帶負(fù)電的懸浮顆 粒遇到正電的氫氧化鋁膠體時(shí)會(huì)粒遇到正電的氫氧化鋁膠體時(shí)會(huì)凝聚凝聚,而達(dá)到凈水的效果而達(dá)到凈水的效果. ( 2 ) 中和法中和法 中和法就是通過加堿中和酸或加酸中和堿的污中和法就是通過加堿中和酸或加酸中和堿的污 水處理方法水處理方法.常用的堿是熟石灰常用的堿是熟石灰,常用的酸是硫酸和二常用的酸是硫酸和二 氧化碳氧化碳方程式如下方程式如下: 中和法注意事項(xiàng)中和法注意事項(xiàng): 1 對(duì)于高濃度的酸對(duì)于高濃度的酸,堿廢水堿廢水,應(yīng)先考慮回收利用應(yīng)先考慮回收利用, 如采用濃縮的方法回收酸堿如采用濃縮的方法回收酸堿,節(jié)省資源節(jié)省資源

16、,又保護(hù)環(huán)境又保護(hù)環(huán)境. 2 用熟石灰處理污水用熟石灰處理污水,鈣離子的濃度有所增加鈣離子的濃度有所增加, 水的硬度增大水的硬度增大. Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4+2H2O H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O ( 3 ) 沉淀法沉淀法 沉淀法是加沉淀劑使金屬離子形成沉淀的污水處理沉淀法是加沉淀劑使金屬離子形成沉淀的污水處理 方法方法. 在廢水中加入沉淀劑在廢水中加入沉淀劑,使其與污水中的污染物使其與污水中的污染物(主要主要 為重金屬離子為重金屬離子)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成難溶于水的沉淀析出形成難溶于水的沉淀析出,從從 廢水中分離出去廢水中分離出去. 例如例如:在含在含汞離子汞離子的水中加入的水中加入硫化鈉硫化鈉就可以使就可以使汞離汞離 子轉(zhuǎn)化為硫化汞子轉(zhuǎn)化為硫化汞沉淀除去沉淀除去: 這種化學(xué)方法處理后的污水這種化學(xué)方法處理后的污水,水中的汞離子幾乎水中的汞離子幾乎 可以降到對(duì)人體無(wú)毒可以降到對(duì)人體無(wú)毒. ( 4 ) 氧化還原法氧化還原法 氧化還原法是利用氧化還原反應(yīng)出去水氧化還原法是利用氧化還原反應(yīng)出去水 中有毒物質(zhì)的處理方法中有毒物質(zhì)的處理方法.氧化還原反映是處理氧化