第二章 沉淀和澄清.

过 滤
消 毒
饮用水
图1典型地表水处理流程
23
混凝剂 原水 混合装置
絮凝池
沉淀池
过滤池
图2 地表水常规处理工艺
cl2 清水池 出水
常规处理工艺的局限性
国内外的试验研究和实际生产结果表明，受污染水源水经常规的混凝、 沉淀及过滤工艺只能去除水中有机物20%-30％，且由于溶解性有机 物存在，不利于破坏胶体的稳定性而使常规工艺对原水浊度去除效果 也明显下降(仅为50％一60％)。用增加混凝剂投量的方式来改善处 理效果，不仅使水处理成本上升，而且可能使水中金属离子浓度增加， 也不利于居民的身体健康。地面水源中普遍存在的氨氮问题常规处理 也不能有效解决。目前国内大多数水厂都采用折点氯化的方法来控制 出厂水中氨氮浓度，以获得必要的活性余氯，但由此产生的大量有机 卤化物又导致水质毒理学安全性下降。
19
二、生产用水水质要求
各种工业企业对水质有不同要求，同时，即使是同一企业，不同生产过 程对水质要求也不相同。例如，在发电厂中，冷却用水与锅炉用水对水质要 求迥然不同，而水力除灰用水却对水质无任何要求。因此，在确定生产用水 的水质标准时应进行调查研究，按生产实际情况加以确定。
20
1.4 给水处理方法
14
水的循环——城镇用水循环 给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多
是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成另一 种受人类社会活动作用的水循环——城镇用水循环。
15
1.2 水源水质
一、 原水中的杂质
取自任何水源的水中，都不同程度地含有各种各样的杂质。这些杂质不外 乎两种来源： —是自然过程，例如，地层矿物质在水中的溶解，水中微生物的繁殖及其死 亡残骸，水流对地表及河床冲刷所带入的泥沙和腐殖质等。 二是人为因素，即工业废水及生活污水排入水体所带入的。无论哪种来源的 杂质，都包括无机物、有机物以及微生物等。 从给水处理角度考虑，这些杂质可按尺寸大小分成悬浮物、胶体和溶解物 三类。

化学反应的沉淀和澄清一、课程目标知识目标：1. 学生能理解化学反应中沉淀和澄清现象的基本原理，掌握影响沉淀和澄清的因素。

2. 学生能掌握至少三种常见的沉淀反应及其应用，并了解其在实际生活中的例子。

3. 学生能运用溶解度规律预测和解释沉淀的生成与溶解。

技能目标：1. 学生能够通过实验观察和记录沉淀和澄清过程，学会使用相关的实验仪器。

2. 学生能够运用图表、方程式等方式表达化学反应的沉淀和澄清过程。

3. 学生能够通过案例分析和问题解决，提高实验操作能力和科学思维能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对化学反应现象的好奇心，激发学习化学的兴趣和热情。

2. 学生通过实验探究，增强合作意识和团队精神，培养科学探究精神。

3. 学生认识到化学反应在实际生活中的应用，增强对化学知识实用性的认识，提高社会责任感。

本课程针对八年级学生，结合学生的认知水平和兴趣特点，以实用性为导向，注重知识与实践的结合。

课程设计将引导学生通过观察、实验、分析等教学活动，使学生在掌握化学反应沉淀和澄清知识的同时，提高实验操作和问题解决能力，培养科学素养和积极的学习态度。

二、教学内容1. 化学反应沉淀现象原理- 溶解度与溶解平衡- 沉淀反应的判断与类型- 沉淀的形成与溶解过程2. 常见沉淀反应及其应用- 硫酸钡沉淀反应- 氯化银沉淀反应- 碘化银沉淀反应3. 澄清现象与澄清剂的应用- 澄清剂的作用原理- 常见澄清剂及其使用方法- 澄清实验操作步骤及注意事项4. 影响沉淀和澄清的因素- 温度对溶解度的影响- 溶剂对沉淀生成的影响- 沉淀剂与澄清剂的用量控制5. 实践与案例分析- 沉淀反应实验操作- 澄清剂的使用与观察- 实际生活中沉淀与澄清现象的案例分析本教学内容按照课程目标，参照教材相关章节，科学系统地组织。

课程内容包括沉淀现象原理、常见沉淀反应、澄清现象及影响因素等，旨在帮助学生全面掌握化学反应的沉淀与澄清知识。

教学大纲明确各部分内容安排和进度，确保教学内容与课本紧密结合，注重理论与实践相结合，提高学生的化学素养。

Q—加入沉淀剂瞬间生成沉淀物的浓度；
s— 沉淀物的溶解度；
Q-s — 沉淀物的过饱和度；
K— 比例常数,它与沉淀物的性质、温度、溶液中存在
的其它物质有关。
Q
s
s
— 沉淀物的相对过饱和度；
（ 2）哈伯理论
聚集速度
条件
在沉淀的形成过程中，晶核逐渐长大成沉淀微粒，
这些微粒可以聚集成更大的聚集体。这种聚集过程的快慢
CoS：型 Ksp = 4.0×10-20 型 Ksp = 7.9×10-24
2.1.4 沉淀的生成
1）. 沉淀的类型
类别 颗粒直径
特性
示例
晶形沉淀
凝乳状沉 淀
无定形沉 淀
0.1~1µm
∠0.02 µm
颗粒大，内部排列规 则，紧密，极易沉于 容器底部
介于两者之间
内部排列杂乱无章， 疏松，絮状沉淀，体 积庞大，含大量水，
溶度积：在微溶化合物的饱和溶液中，组成沉淀的有关
离子浓度的乘积，在一定温度下为一常数，称 为溶度积常数或溶度积。构晶离子
MA型： MA ⇆ M+ + A-
Ksp= [M+ ][A-]
MmAn型： MmAn ⇆ mMn++ nAm-
Ksp= [Mn+ ]m[Am-]n 意义：溶度积是微溶化合物和它的饱和溶液达到平衡
（2）晶核的生长过程
晶核形成后，溶液中的构晶离子向晶核表面扩散，并沉 积在晶核上，使晶核逐渐长大，到一定程度时,成为沉淀微 粒。
结论: 异相成核显著, 易形成大颗粒晶形沉淀; 均相成核显著, 易形成小颗粒非晶形沉淀.
3）. 晶形沉淀和无定形沉淀的生成 （1）冯氏经验公式

污水处理中的沉淀和澄清工艺污水处理是保护环境和维护人类健康的重要环节。

其中，沉淀和澄清工艺是常见的污水处理过程。

本文将详细介绍这两种工艺及其在污水处理中的应用。

一、沉淀工艺沉淀是指通过重力作用使悬浮物颗粒沉降到底部的过程。

在沉淀工艺中，污水首先经过预处理，如格栅、砂池等，去除较大的固体颗粒和杂质。

然后进入沉淀池，通过调节水流速度和斜板倾角等参数，使颗粒悬浮物在池中停留一段时间。

在停留的过程中，重力作用使得颗粒逐渐沉降到底部形成污泥层，而相对清水则从出水口流出。

沉淀工艺主要适用于处理大颗粒污染物，如悬浮物、油脂等。

它在废水处理厂中广泛应用，通过去除污水中的悬浮物和颗粒物，减少了后续工艺的负担和污染物的排放。

同时，沉淀过程还可通过添加化学药剂来促进颗粒物的沉降速度，提高沉淀效果。

二、澄清工艺澄清是指通过物理化学的方法将悬浮物颗粒从溶液中除去的过程。

相比于沉淀工艺，澄清工艺更适用于处理较小颗粒的悬浮物，如胶体颗粒、抵抗沉降的悬浮物等。

常见的澄清工艺包括过滤、吸附和膜分离等方法。

过滤是通过将污水通过滤料，如砂滤池、活性炭等，使颗粒物被截留在滤料表面或孔隙中，达到澄清的效果。

吸附工艺则是利用材料表面的活性位点吸附污染物颗粒，例如利用活性炭吸附有机物。

膜分离工艺则是通过半透膜的选择性通透性，将污水中的悬浮物、溶解物等分离出来。

澄清工艺具有操作简单、高效、处理效果好的特点，被广泛应用于水处理厂、制药厂、电镀厂等行业。

同时，澄清工艺还可以与其他技术相结合，如氧化、还原等，实现对更复杂污水的处理。

三、沉淀和澄清工艺的比较沉淀和澄清工艺虽然有些相似之处，但在处理污水时有各自的适用场景。

沉淀工艺适用于处理较大颗粒、密度较大的污染物，处理过程相对简单，适合处理高浓度的污水。

而澄清工艺则更适合处理较小颗粒、溶解性物质较多的污水，处理效果更好且可以与其他工艺结合使用。

另外，沉淀工艺需要较大的处理空间，污泥产量也相对较多，对于后续污泥处理工艺提出了要求。