课堂探究

　　探究一 污水处理的化学方法及其原理

　　·问题导引·

　　防治水体污染迫在眉睫。请利用已有的化学知识，针对污水中的悬浮物、氢离子、氢氧根离子、铜离子、汞离子等不同污染物，选择适当的试剂进行处理。

　　提示：混凝法、中和法、氧化还原法等。

　　·名师精讲·

　　1．混凝法

　　混凝法就是通过加入混凝剂使难以自然沉降的悬浮物形成沉淀的污水处理方法。

　　原理：以明矾净水为例，明矾溶于水后发生电离。电离产生的Al3＋水解生成Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶粒带正电荷，吸附带负电荷的悬浮颗粒形成较大颗粒而沉淀，使悬浮颗粒从水体中分离出来，达到净水的目的。

　　FeCl3的净水原理与明矾的净水原理类似，Fe3＋水解成Fe(OH)3胶体后吸附水中的悬浮颗粒聚沉，而达到净水的目的。Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋。

　　特别提示Fe是人体需要补充的元素，对人体有益，而Al对人体有害，故用Fe3＋净水比用Al3＋净水对人体健康更有益。

　　2．中和法

　　中和法就是通过加碱中和酸或加酸中和碱的污水处理方法。

　　常用的碱是熟石灰[Ca(OH)2]，常用酸是硫酸，也用二氧化碳。

　　有关的化学反应可表示为：

　　Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4＋2H2O

　　H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O

　　2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O

　　Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3

　　3．沉淀法

　　沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂，与废水中的污染物(主要是重金属离子)发生化学反应，生成难溶于水的沉淀析出，从废水中分离。如含Hg2＋的废水中加入Na2S：Hg2＋＋S2－===HgS↓。

　　沉淀法是除去水中重金属离子的常用方法。

　　4．氧化还原法

　　氧化还原法是利用氧化还原反应除去水中的有毒物质的污水处理方法。氧化还原法是污水处理中的重要方法之一，在用这种方法处理污水的过程中，废水中的有害物质能转化为无毒物质或难溶物质、易通过其他方法除去的物质。

　　例如，氯氧化法处理含氰(CN－)废水是废水处理的一个典型实例。在碱性条件下，Cl2可将废水中的CN－氧化成无毒的N2和CO2等，使水质得到净化：

　　2CN－＋8OH－＋5Cl2===2CO2＋N2＋10Cl－＋4H2O

　　又如，在酸性条件下，向含铬废水中加入FeSO4，可将还原为Cr3＋：

　　＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

　　然后再加入熟石灰调节溶液的pH，使Cr3＋转变为Cr(OH)3沉淀而从废水中除去。

【例题1】 目前，城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。该工艺的一级处理是在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物，再加入一定量的化学试剂中和酸性或碱性物质。二级处理是采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等微生