高中化学第四章保护生存环境第二节爱护水资源自来水的生产与使用素材新人教版选修1.doc

自来水的生产与使用一、自来水的生产工序用于生产自来水的水源水(原水)主要有江河水、湖水、地下水等，由于自然和人为因素，原水里含有各种各样的杂质。从净水处理角度考虑，这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。自来水厂净水处理的目的就是去除原水中这些给人类健康和工农业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分，使净化后的水质能满足生活饮用水及工业生产的需要。由于不同原水中含有的杂质不同，各地的自来水生产工艺也有所不同，但都包括混凝反应、沉淀、过滤及消毒等过程。1.混凝反应处理原水经取水泵房提升后，首先经过混凝工艺处理，即将水处理剂加入水中，通过水力、机械的剧烈搅拌，使药剂迅速、均匀地分散于水中。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。当这些物质溶于水后，电离出来的铝离子、铁离子能分别水解成氢氧化铝、氢氧化铁胶体，它们具有吸附作用，可将水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结，从而形成较大的絮粒，以利于从水中分离、沉降下来。2.沉淀处理混凝阶段形成的絮状体依靠重力作用从水中分离出来的过程称为沉淀，此过程在沉淀池中进行。水流入沉淀区后，水中的颗粒沉于池底，污泥不断堆积并浓缩，可定期排出池外。3.过滤处理过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过粘附作用截留水中的悬浮颗粒，进一步去除水中的细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等从而使水澄清的过程。4.滤后消毒处理水经混凝、沉淀和过滤等工序后，已经去除了大多数细菌和病毒，此时进行消毒可使饮用水细菌学指标符合规定的标准，同时也使城市水管中保持一定的余氯量，以抑制细菌繁殖。消毒的加氯量(液氯)在1O25 g·m-3之间。当氯溶于水后，与水反应生成的次氯酸具有强氧化性，能破坏细菌的酶系统，使细菌死亡。消毒后的水由清水池经送水泵房提升达到_定的水压，再通过输、配水管网送给干家万户。二、新型净水剂高铁酸盐高铁酸盐(Na2Fe04或K2Fe04)中的铁元素是+6价，具有很强的氧化性，溶于水后可以释放出原子氧，从而有效地杀灭水中的病菌和病毒，自身被还原为氢氧化铁。由于氢氧化铁胶体能除去水中的悬浮颗粒，因此，高铁酸盐也是一种品质优良的无机混凝剂，能有效地除去水中的微细悬浮物。由于其强烈的氧化和凝聚共同作用，高铁酸盐的消毒和去污效果优于含氯消毒剂d更为重要的是，它在对水的消毒和净化的整个过程中，不会引入对人体有害的有机氯、铝等杂质。高铁酸盐除了用于饮用水消毒、净化外，还可以用于污水处理。三、二氧化氯消毒剂目前，我国在自来水生产及运输过程中主要应用液氯进行消毒，但液氯消毒具有如下缺点：液氯会与水中的腐殖酸类物质反应生成致癌的卤代烃；液氯在pH较大时消毒能力大幅度下降。为了满足人们对水质要求的不断提高，寻求能替代液氯电更安全、更经济的消毒剂，已成为今后水处理的一个发展方向。目前二氧化氯消毒剂引起人们的极大关注，已在一些发达国家的自来水厂广泛应用。二氧化氯在常温常压下为黄绿色的气体，熔点为一59，沸点为11，在水中的溶解度为29 g·L-1。二氧化氯分子具有明显的氯氧双键特性，该双键中的氧极不稳定，容易释放出新生态原子氧，新生态原子氧具有极强的氧化能力，能氧化微生物的原浆蛋白活性基团，使蛋白质中的氨基酸氧化分解，从而达到杀灭病菌、病毒的目的。实验表明，二氧化氯的杀菌能力是氯气的25倍。二氧化氯还能与空气中或各种物质表面的氨、硫化物、有机物作用，从而达到去除臭味的目的。国内外大量研究结果显示，二氧化氯在消毒过程中不会与有机物反应生成致癌的有机氯化物。当二氧化氯的浓度低于5×104时，对人体健康不会有任何不良影响。事实上，二氧化氯的使用浓度要大大低于5×104，因此，二氧化氯目前被认为是最安全无毒的消毒剂之一。常用的制备二氧化氯的方法有如下三种：盐酸与亚氯酸钠反应5NaClO2+4HCl=5NaCl+4C102+2H20盐酸与次氯酸钠反应02+2NaCl0+4HCl=2NaCl+2C102+C12+2H20亚氯酸钠和氯气反应2NaCl02+C12=2NaCl+2C102由于亚氯酸钠价格昂贵，方法、的成本较高，难以推广，目前主要采取方法制取 CIO2。四、使用自来水时应注意些什么自来水是符合国家生活饮用水水质标准的水，是在自来水厂严格控制质量的条件下生产的。但自来水不可以直接饮用，主要有两个原因：一是目前氯气消毒仍然是自来水消毒的一种主要方式，出厂时残留的氯气会与水中残留的少量有机物发生反应，生成对人体有害的氯代有机物；二是由于自来水从出厂到进入干家万户需要经过很长的管道运输，在此过程中有可能受到污染，导致微生物的滋生。因此，在饮用自来水前应将自来水煮沸，以除去残留的氯气以及氯代有机物，并杀死微生物。另外，在使用自来水时，还应注意如下几个问题：1.警惕早晨“死水杀手”停用一夜的水龙头及附近水管中的自来水是静止的，这些水与金属管壁会发生反应，致使金属离子进入水中，造成自来水被污染，这种水不宜饮用，也不宜用来刷牙。因此，早晨拧开自来水龙头后，应当将这种有害的“死水”放掉，大约放水几升后(满一脸盆)，方可接水使用。2.拒绝饮用反复煮沸的水经过反复煮沸的水也不宜饮用，因为这样的水中亚硝酸盐的浓度很高。常饮这种水，会引起亚硝酸盐中毒。水垢随水进入人体，还会引起消化、神经、泌尿和造血系统病变，甚至引起早衰。3.不喝没有完全煮沸的水专家指出，经常喝未被完全煮沸的水，患膀胱癌、直肠癌的可能性增加21%38，因为自来水中的有害病菌必须达到100时才能被完全杀死。3