你知道我們喝的水為什么會那么干凈嗎?
今天我們一起制造一個小型凈水廠
通過4個過濾小實驗
讓孩子們體會水在地表不同物質(zhì)層的過濾過程
學(xué)習(xí)如何讓污水變清澈
-凈水系統(tǒng)-
材料
花崗巖石子/瓷沙/活性炭/石英砂/小蘇打/鉀明礬
過濾試管/塑料杯/塑料蓋/塑料漏斗/濾紙/海綿
步驟
-實驗1-
簡便過濾器
在安裝過濾試管的時候,墊一層濾紙,一層海綿
從漏斗頂部緩緩 倒入臟水
觀察臟水通過各層過濾試管的狀態(tài)
對比發(fā)現(xiàn)過濾后的水要更加清澈
原理 :
大部份濾紙由棉質(zhì)纖維組成,因此它的表面有無數(shù)小孔可供液體粒子通過,而體積較大的固體粒子則不能通過。這種性質(zhì)會讓混合在一起的液態(tài)及固態(tài)物質(zhì)分離,從而達(dá)到過濾效果。
-實驗2-
柱式凈水器
把石英砂、活性炭、瓷沙、花崗巖石子
從下至上依次裝入過濾試管內(nèi)
(除了花崗巖石子,其他3樣都需要墊上濾紙)
將泥水慢慢從上倒入塑料試管內(nèi)
我們可以發(fā)現(xiàn)過濾后的水變得非常干凈
原理:
越是細(xì)小的沙子越能除污,泥水中含有各種各樣的污垢顆粒,大小不一。泥水倒入裝有碎石、沙子的塑料密封管內(nèi)時,水中污垢顆粒會沉積在碎石、沙子的間隙上,但水的分子能夠穿過該間隙,從而過濾污垢。
水全部流過之后,我們必須確認(rèn)一下塑料密封管內(nèi)是否有過濾后殘留的污垢。當(dāng)然比碎石、沙子的間隙還要細(xì)小的污垢、細(xì)菌、溶于水產(chǎn)生異味的物質(zhì)、氣味成分就無法被清除。
通常凈水廠使用的則是類似這種超大型號的過濾器,在過濾器的最上面制造大型的藻類、微生物過濾層。底下則由在水中緩緩游動的微生物來分解和清除小污垢、細(xì)菌、產(chǎn)生水中異味的物質(zhì)、氣味成分,再通過沙子、石子等過濾層來過濾。
-實驗3-
凈化淘米水
配置鉀明礬水溶液、小蘇打溶液
全部倒入右邊的淘米水中,攪拌一下
半個小時后
我們可以看到,右邊的淘米水變清,杯底有沉淀
原理:
凈化淘米水屬于藥物沉淀過濾原理(也叫快速過濾法),因為水中夾雜的小顆粒多數(shù)帶有靜電,一旦加入帶正電的化學(xué)物質(zhì)會出現(xiàn)中和現(xiàn)象,會使構(gòu)成污垢的分子和同分子結(jié)合形成塊狀。和去污劑跟污垢凝聚的道理一樣,將結(jié)塊的同分子黏在一起,進(jìn)而形成更大的塊狀沉淀在罐底,這就是凝集劑的作用。
現(xiàn)如今大多凈水廠采用類似的化學(xué)物沉淀污垢之后,再通過沙層進(jìn)行過濾的“快速過濾法”。一方面它具有快速處理大量的水的優(yōu)勢;另一方面它雖然可以使用氯氣、活性炭,對無法被除盡的細(xì)菌、溶于水產(chǎn)生異味的物質(zhì)以及殘留在水里的氣味成分進(jìn)行消毒處理,但也影響了水的味道和氣味。
-實驗4-
活性炭的功效
往兩個玻璃杯中倒入芬達(dá)
加入清洗干凈的活性炭
2天后,加有活性炭的芬達(dá)褪色了
原理:
這個實驗證明活性炭具有吸附顏色成分的功能。在凈水廠,活性炭被用于清除水中的氣味成分,以及無法通過凝集劑和氯氣除盡的物質(zhì)等。
活性炭看起來就像黑色的顆粒,其實,它的表面有非常小的細(xì)孔,正是這些張開的小孔能將氣味成分顆粒吸附。
活性炭也被用在家用凈水器以清除自來水中含有的氯氣等。此外,它也被當(dāng)做冰箱等的除臭劑來使用。當(dāng)然,一旦活性炭吸附一定數(shù)量的污垢,就無法繼續(xù)發(fā)揮清潔的作用。所以有必要定期對活性炭進(jìn)行更換
(本次配套實驗裝置,可以將渾濁的水凈化成透明干凈的水,但并非可直接可飲用的安全水。即使它看起來很干凈,但仍然存在許多看不見的細(xì)菌、微生物、化學(xué)物質(zhì),想要制成可安全飲用的水,是件極為復(fù)雜的工作,所以讓我們珍惜每一滴水吧!)
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