蘇教版選修化學(xué)與技術(shù)《第一單元水的凈化與污水處理》教學(xué)設(shè)計(jì)

蘇教版選修化學(xué)與技術(shù)《第一單元水的凈化與污水處理》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)了解水的凈化和污水處理的基本概念、原理和工藝流程。掌握水凈化與污水處理的常用方法、裝置及其優(yōu)缺點(diǎn)。能夠分析和解決水污染問題，并掌握預(yù)防水污染的方法。能夠運(yùn)用化學(xué)知識(shí)對水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測和評(píng)價(jià)。二、教學(xué)重點(diǎn)水的凈化和污水處理的基本概念、原理和工藝流程。水凈化與污水處理的常用方法、裝置及其優(yōu)缺點(diǎn)。水污染分析和預(yù)防的方法。三、教學(xué)難點(diǎn)掌握水的各項(xiàng)指標(biāo)的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)。能夠?qū)λ廴締栴}進(jìn)行分析和解決。掌握污水處理的相關(guān)法律法規(guī)及其應(yīng)用。四、教學(xué)內(nèi)容1.水的凈化和污水處理的概念及原理（1）水的凈化水的凈化是指將水中的混雜物（有機(jī)物、無機(jī)鹽、細(xì)菌等）和顏色、氣味等不良性質(zhì)去除，使之變得清澈、透明、無異味、甚至符合飲用標(biāo)準(zhǔn)。常見的水的凈化方法有物理法、化學(xué)法和生物法。（2）污水處理污水處理是指將排放至水體的污水經(jīng)過物理、化學(xué)、生物等多種方式處理，去除其中的有害成分，降低其中的污染物質(zhì)濃度，達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后排放入接受水體或涵養(yǎng)水體。2.水的凈化方法（1）物理法物理法是指利用物理方法去除水中的雜質(zhì)。常用的物理方法有隔離、沉淀、過濾、吸附和電解等。隔離即將大顆粒的雜質(zhì)和混濁物截留：如篩分、網(wǎng)擋和柵欄式雜質(zhì)截留。沉淀是指靠重力使浮游或懸浮的雜質(zhì)沉降、集聚而去除的技術(shù)，如簡易沉砂池、中藥膏藥池和污水沉淀池等。過濾以濾芯為主要承載體，分為壓濾、自由過濾和深度過濾等。吸附通過吸附劑的作用，吸附在水中的有機(jī)物質(zhì)、顏色物質(zhì)、細(xì)菌等雜質(zhì)與吸附劑表面發(fā)生物理上化學(xué)吸附作用，從而使這些雜質(zhì)被去除。如活性炭吸附法、瀝青吸附法、樹脂吸附法等。電解是利用直、交電場實(shí)現(xiàn)對水中溶解的離子或化合物的分離和除去等。如電沉積、電沉淀、電吸附等。（2）化學(xué)法化學(xué)法是指利用化學(xué)藥劑或化學(xué)反應(yīng)，按照排污美化的要求來除去雜質(zhì)、污物等的凈化方法。常用的化學(xué)方法有氯化、氧化和沉淀等。（3）生物法生物法是指用生物代替人造環(huán)境，去除水中的有害物質(zhì)，凈化水環(huán)境的方法。常用的生物法有生物過濾法，生物藥池法，人工濕地等。3.污水處理方法（1）初級(jí)處理初級(jí)處理主要采用物理方法，如格柵除渣、沉砂池、活性污泥池等。它的主要作用是去除大顆粒和沉浮物，預(yù)處理進(jìn)一步的處理過程。初級(jí)處理可以去除60%-70%的懸浮物和約30%的生化需氧量（BOD5）。（2）二級(jí)處理二級(jí)處理主要采用生物法，如傳統(tǒng)A2/O法、厭氧-氧化法、MBR法和SBR法等。通過污水處理廠的生化反應(yīng)器進(jìn)行細(xì)菌降解和吸附等生物作用，高效地去除了污水中有機(jī)物、氨氮、磷等物質(zhì)。（3）三級(jí)處理三級(jí)處理主要是為了處理廠出水的再凈化，也有一定的廢物回收利用。主要對水質(zhì)進(jìn)行ACH去味、微污染物的深度去除等。4.預(yù)防和治理水體污染（1）污染源控制污染源控制是預(yù)防水污染的最主要措施。它主要依靠加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管，合理規(guī)劃和管理工業(yè)企業(yè)和城市排污口等控制措施。（2）水體整治水體整治是指針對水體現(xiàn)狀，采取的措施，包括整治污水源頭、消除導(dǎo)致環(huán)境問題的污染源等。（3）防洪治污防洪治污是指在水災(zāi)預(yù)測期，采取針對性的預(yù)防措施，如修建堤壩、截污溝、水溝、分流管道等，保護(hù)河道水環(huán)境。5.檢測水質(zhì)指標(biāo)（1）總磷測定法總磷在水體中是一種有機(jī)磷或無機(jī)磷的總量。通過測定總磷濃度，可以更好地評(píng)估水環(huán)境質(zhì)量和污染程度?？偭诇y定法有濟(jì)南寧肯法、乙酸鈉法、鉬酸銨還原法和熒光分析法等。（2）氨氮測定法氨氮是水環(huán)境中重要的污染物之一。氨氮檢測的方法有多種，如氨選擇性電極法、Nessler氏法、亞硝酸鹽-亞氨基鉀法等。（3）總有機(jī)碳測定法總有機(jī)碳是水中有機(jī)物構(gòu)成的化學(xué)形態(tài)，目前的檢測方法主要有十二碳酸鈉法、顏色指數(shù)法、紫外線吸收法等。五、教學(xué)實(shí)施1.教學(xué)時(shí)間本單元計(jì)劃本學(xué)期進(jìn)行4課時(shí)的授課，其中2課時(shí)為理論授課，2課時(shí)為實(shí)驗(yàn)操作。2.教學(xué)方法本單元的教學(xué)采用情景教學(xué)法、問題導(dǎo)向教學(xué)法和實(shí)踐性教學(xué)法相結(jié)合。其中，情景教學(xué)法主要用于解釋水的凈化和處理的關(guān)鍵方法和原理，問題導(dǎo)向教學(xué)法主要用于幫助學(xué)生思考、解決實(shí)際污染問題等，實(shí)踐性教學(xué)法則主要用于操作實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)方案等。3.實(shí)驗(yàn)操作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)名稱：Coagulation預(yù)處理實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私釩oagulation預(yù)處理在水處理工程中的應(yīng)用原理。實(shí)驗(yàn)序號(hào)：A0001實(shí)驗(yàn)對象：初中生物/化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)工具和藥品：氫氧化鐵混合溶液（FeCl3·6H2O、NaOH）磁力攪拌器濾紙過濾漏斗鑷子實(shí)驗(yàn)步驟：準(zhǔn)備氫氧化鐵混凝液。將1.5gFeCl3·6H2O溶于100mL冷卻的去離子水中。同時(shí)準(zhǔn)備4MNaOH溶液，在混凝二次沉淀產(chǎn)生時(shí)，加1毫升NaOH，達(dá)到混凝沉淀的最佳效果。分至實(shí)驗(yàn)管。將100mL水分為4管，分別標(biāo)號(hào)1~4。加入混合液及混合攪拌。向標(biāo)號(hào)為1~3的實(shí)驗(yàn)管中各加2mL化學(xué)藥劑制得的混凝劑，用磁力攪拌器加以混合。標(biāo)號(hào)為4的實(shí)驗(yàn)管不加混凝劑。沉淀處理在6000rpm的沙漏下，分管殼外加上濾紙，在濾紙上放一個(gè)過濾漏斗。將實(shí)驗(yàn)管4倒入濾紙漏斗中，稍微攪拌一下等待15min讓液體沉淀。將實(shí)驗(yàn)管1、2、3沉淀傾倒于沉淀格中，再將格中水置于搪瓷排液器中，排除前10mL混合浸漬液。觀察比較將去除混凝劑的樣品標(biāo)為control（對照組），標(biāo)號(hào)為1、2、3的分別標(biāo)注為溶液A、B、C?？梢酝ㄟ^顏色、濁度等后續(xù)水質(zhì)檢測指標(biāo)對比，看混凝劑處理前后水的清潔程度和顆粒大小的變化。六、教學(xué)評(píng)估1.知識(shí)問答什么是水的凈化和污水處理？常用的水的凈化方法有哪些？常用的污水處理方法有哪些？預(yù)防和治理水體污染的方法有哪些？怎樣檢測水的質(zhì)量指標(biāo)？2.實(shí)驗(yàn)操作技能評(píng)估進(jìn)行Coagulation預(yù)處理時(shí)，哪些環(huán)節(jié)需要特別注意？進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，你最需要注意哪些操作技巧？七、教學(xué)反思對于本單元的教學(xué)，需要加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐操作和