第8章专题讲座九水污染及治理.doc

PAGE  PAGE 7 专题讲座九　水污染及治理 　2012年1月广西河池市龙江镉污染事件，2011年9月云南曲靖市的南盘江铬污染事件都说明了水污染已成为我国经济建设中的一大瓶颈。水是生命之源，有关水污染及其治理已成为近年来高考的热点。 目前污水的处理一般分为三级。一级处理：主要是用物理法或化学法，将污水中可沉降固体除去，然后加氯消毒即排入水体。一级处理只是去除污水中的飘浮物和部分悬浮状态的污染物质，调节污水的pH值，减轻废水的腐蚀程度和减少后续处理负荷。二级处理：污水经一级处理后，再用生物化学方法除去污水中大量的有机物，使污水进一步净化的工艺过程。活性污泥处理法是二级处理的主要方法。三级处理：又称污水高级处理或深度处理。污水经过二级处理仍含有磷、氮、病原微生物、矿物质和难以生物降解的有机物等，需要进行三级处理，以便进一步除去上述污染物或回收利用有用物质，以便使污水经三级处理后再利用。 污水处理常见有如下三种方法： 一、氧化还原法处理废水 废水中呈溶解状态的有机和无机污染物，在投加氧化剂或还原剂后，由于电子的转移而发生氧化或还原反应，使其转化为无害物质。在工业处理污水时，可用到的氧化剂有：O2、Cl2、O3、Ca(ClO)2、H2O2等，氧化还原法在污水处理中的实例有氧化发酵处理含有机物废水、空气氧化法处理含硫废水、碱性氯化法处理含氰污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰，降低污水BOD与COD等均有显著效果。目前，还原法主要用于含氮废水的处理。 例1　某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NHeq \o\al(＋,4)和NH3·H2O的形式存在，该废水的处理流程如下： (1)过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30 ℃，通空气将氨赶出并回收。 ①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：______________________________。 ②用化学平衡原理解释通空气的目的：___________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NHeq \o\al(＋,4)经过两步反应被氧化成NOeq \o\al(－,3)。两步反应的能量变化示意图如下： ①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是________________________________________________________________________。 ②1 mol NHeq \o\al(＋,4)(aq)全部氧化成NOeq \o\al(－,3)(aq)的热化学方程式是 ________________________________________________________________________。 (3)过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗 32 g CH3OH转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。 解析　(1)NHeq \o\al(＋,4)与OH－反应：NHeq \o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O，且NH3·H2O受热易分解，故升温时，NH3逸出。废水中的NH3能被空气带出，使NH3·H2ONH3＋H2O的平衡正向移动。 (2)根据第一步反应的能量变化示意图可知反应物[NHeq \o\al(＋,4)(aq)＋1.5O2(g)]总能量高于生成物[NOeq \o\al(－,2)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)]总能量，故该反应为放热反应。根据盖斯定律知：NHeq \o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)===NOeq \o\al(－,3)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－(273＋73) kJ·mol－1＝－346 kJ·mol－1。 (3)根据得失电子守恒可得n(CH3OH)∶n(HNO3)＝1∶eq \f(6,5)＝5∶6。 答案　(1)①NHeq \o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O ②废水中的NH3被空气带走，使NH3·H2ONH3＋H2O的平衡向正反应方向移动，利于除氨 (2)①放热　ΔH＝－273 kJ·mol－10(或反应物的总能量大于生成物的总能量) ②NHeq \o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NOeq \o\al(－,3)(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1 (3)5∶6 精练1　(