第一章软饮料用水及水处理.pptx

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1、第一章第一章 软饮料用水及水处理软饮料用水及水处理请在此输入您的文本。第一章第一章 软饮料用水及水处理软饮料用水及水处理一、自然界中水的分类一、自然界中水的分类1.自来水自来水 经适当水处理工艺处理，水质达到国家生活饮用经适当水处理工艺处理，水质达到国家生活饮用水标准的水。水标准的水。特点：水质好且稳定，符合生活饮用水标准；水处理特点：水质好且稳定，符合生活饮用水标准；水处理简单，费用低；水费高；简单，费用低；水费高；Cl-含量高。含量高。 2.地表水地表水 江河水、湖泊水、海洋水、积雪。江河水、湖泊水、海洋水、积雪。特点：特点： 矿物质少，硬度低，浮游生物、杂质多，水矿物质少，硬度低，浮游生

2、物、杂质多，水质不稳定，污染严重。质不稳定，污染严重。3.地下水地下水 泉水、井水等。泉水、井水等。特点：矿物质多，硬度较高，杂质少，水质澄清，特点：矿物质多，硬度较高，杂质少，水质澄清，水质稳定水质稳定 。 二、天然水中的杂质二、天然水中的杂质1.悬浮物质悬浮物质粒度大于粒度大于200nm的大分子物质，如泥砂等无机物、浮的大分子物质，如泥砂等无机物、浮游生物、微生物。造成饮料的浑浊、沉淀、变色。游生物、微生物。造成饮料的浑浊、沉淀、变色。2.胶体物质胶体物质胶体物质的大小大致为胶体物质的大小大致为1nm200nm、无机物，如黏、无机物，如黏土和硅酸等无机胶体和腐殖质等有机胶体。造成水及饮料土

3、和硅酸等无机胶体和腐殖质等有机胶体。造成水及饮料的浑浊和变色。的浑浊和变色。 二、天然水中的杂质二、天然水中的杂质3.溶解物质溶解物质 粒度小于粒度小于1nm的溶解物，包括溶解气体、的溶解物，包括溶解气体、溶解盐类。影响水的硬度、碱度、酸度及水中气体溶解盐类。影响水的硬度、碱度、酸度及水中气体的含量。的含量。 溶解气体溶解气体：O2、CO2、H2S、Cl2 、NH3影响饮料风影响饮料风味和色泽。味和色泽。 溶解盐类溶解盐类：Ca、Mg、Na、K 盐影响硬度和碱度，盐影响硬度和碱度，OH-、Cl- 影响水的酸度。饮料用水要求硬度影响水的酸度。饮料用水要求硬度A总总时，水中有时，水中有Ca2+、M

4、g2+的氯化物，的氯化物，OH、CO32基本不存在，水为非碱性水；基本不存在，水为非碱性水；当当H总总A总总时，水中有时，水中有OH、CO32，水为碱性水；，水为碱性水；当当H总总=A总总时，水中只有时，水中只有Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐。的碳酸氢盐。 请在此输入您的文本。 三、水处理三、水处理水处理水处理 对不符合软饮料用水要求的水进行水质改对不符合软饮料用水要求的水进行水质改良的过程。良的过程。目的目的 除去悬浮物质和胶体物质；降低硬度；排除除去悬浮物质和胶体物质；降低硬度；排除水中的气体；杀灭微生物；使水质符合饮料用水标准。水中的气体；杀灭微生物；使水质符合饮料用水标准。处理方法：澄清

5、、过滤、软化、脱气、杀菌处理方法：澄清、过滤、软化、脱气、杀菌 1 1、澄清、澄清 通过物理和化学方法将水中的悬浮物、带电粒通过物理和化学方法将水中的悬浮物、带电粒子、大分子无机物、砂粒等沉降下来，获得澄清透明水质子、大分子无机物、砂粒等沉降下来，获得澄清透明水质的过程。的过程。 混凝澄清混凝澄清 混凝混凝 在水中加入某些溶解盐类，使水中的细小在水中加入某些溶解盐类，使水中的细小悬浮物质或胶体微粒互相吸附结合成较大颗粒，从水中悬浮物质或胶体微粒互相吸附结合成较大颗粒，从水中沉淀下来的过程。沉淀下来的过程。 混凝剂：常用铝盐和铁盐，如明矾、硫酸铝、碱式氯混凝剂：常用铝盐和铁盐，如明矾、硫酸铝、碱

6、式氯化铝、硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁等。化铝、硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁等。澄清机理：混凝剂自身溶解形成胶体，再与水中杂质澄清机理：混凝剂自身溶解形成胶体，再与水中杂质作用，以电中和或吸附的形式使杂质凝聚成大颗粒而沉作用，以电中和或吸附的形式使杂质凝聚成大颗粒而沉淀。淀。注意事项：注意事项： 注意混凝剂的用量；注意混凝剂的用量； 注意水注意水温；温； 注意水的注意水的pHpH值；值； 注意及时清理沉淀；注意及时清理沉淀； 2、过滤、过滤通过机械方法除去水中的悬浮杂质、胶体物质、水通过机械方法除去水中的悬浮杂质、胶体物质、水中的异味、颜色、铁、锰及微生物，获得品质优良的饮料中的异味、颜色、铁、锰及微

7、生物，获得品质优良的饮料用水。用水。过滤方法：过滤方法： 砂滤砂滤 砂滤棒过滤砂滤棒过滤 活性炭过滤活性炭过滤 超滤超滤 反渗透反渗透 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 钛棒过滤器 化学纤维蜂房式过滤器 大空离子吸附树脂过滤器 微孔膜过滤器 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 3 3、软化、软化通过物理或化学方法部分去除引起水硬度的通过物理或化学方法部分去除引起水硬度的Ca2+、Mg2+，降低水的硬度，使其达到饮料用水硬度标准。降低水的硬度，使其达到饮料用水硬度标准。 暂时硬度暂时硬度 由

8、由Ca、Mg的碳酸氢盐和碳酸盐引起，加热可的碳酸氢盐和碳酸盐引起，加热可大部分除去。大部分除去。 永久硬度永久硬度 由由Ca、Mg的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类引起，加热不能除去。引起，加热不能除去。 3 3、软化、软化石灰软化法使用石灰软化硬水的方法称为石灰软化法，又石灰软化法使用石灰软化硬水的方法称为石灰软化法，又称石灰纯碱软化法，在硬水中加入消石灰，使水中的镁生成氢称石灰纯碱软化法，在硬水中加入消石灰，使水中的镁生成氢氧化镁沉淀，这样，加入碳酸钠使水中的钙生成碳酸钙而沉淀，氧化镁沉淀，这样，加入碳酸钠使水中的钙生成碳酸钙而沉淀，硬水即变为软水。硬水即变为软水

9、。离子交换法离子交换法 用阳离子交换剂将硬水中的用阳离子交换剂将硬水中的Ca2+、Mg2+置置换而使水得到软化。常用阳离子为换而使水得到软化。常用阳离子为Na+、H+ 。 电渗析法电渗析法 利用阴阳离子交换膜对水溶液中阴阳离子利用阴阳离子交换膜对水溶液中阴阳离子的选择透过性，除去原水中的盐分和提高其纯度，从而降低的选择透过性，除去原水中的盐分和提高其纯度，从而降低水质硬度并提高水的质量。水质硬度并提高水的质量。反渗透法反渗透法 膜孔径为膜孔径为0.00010.001 m，能有效脱，能有效脱除无机盐、有机物、胶体、细菌及病毒等。除无机盐、有机物、胶体、细菌及病毒等。 加热软化法、石灰软化法加热软

10、化法、石灰软化法 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 4、杀菌（消毒）、杀菌（消毒） 杀灭水中有害微生物。杀灭水中有害微生物。紫外线灭菌紫外线灭菌 微生物吸收紫外光导致微生物吸收紫外光导致DNA突变、蛋白质变性，微生突变、蛋白质变性，微生物细胞结构发生裂变，最终导致微生物死亡。物细胞结构发生裂变，最终导致微生物死亡。只有只有UV(200280nm)波段为杀菌范围，具有杀菌能波段为杀菌范围，具有杀菌能力。力。30w紫外灯处理水流量：地下水紫外灯处理水流量：地下水15 t/h（吨每小时），（吨每小时），

11、地表水地表水6 t/h。 请在此输入您的文本。 臭氧灭菌臭氧灭菌 原理：臭氧发生器产生的臭氧分解出氧原子，氧化破坏微原理：臭氧发生器产生的臭氧分解出氧原子，氧化破坏微生物膜的结构实现杀菌作用。臭氧首先作用于细胞膜，使膜生物膜的结构实现杀菌作用。臭氧首先作用于细胞膜，使膜成份受损伤而导致新陈代谢障碍，继而穿透膜而破坏膜内脂成份受损伤而导致新陈代谢障碍，继而穿透膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡。蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡。 臭氧灭菌臭氧灭菌 参数选择参数选择 1 1、消毒系统设计参数的选择、消毒系统设计参数的选择 臭氧投加量为臭氧投加量为1

12、15mg/L5mg/L，接触时间为，接触时间为 4 410min10min，保持，保持0.10.11mg/L1mg/L剩余臭氧浓度。剩余臭氧浓度。 2 2、主要设备的选择、主要设备的选择 a.a.臭氧发生器臭氧发生器 臭氧发生器的产量应根据设计流量及臭氧投加量来确定。臭氧发生器的产量应根据设计流量及臭氧投加量来确定。 W = 0.001W = 0.001Q QP P W- W- 臭氧发生器的产量臭氧发生器的产量(g/h(g/h） Q- Q- 设计水量（设计水量（L/hL/h） P- P- 臭氧投加量臭氧投加量，一般为，一般为1 15 mg/L 0.001- 5 mg/L 0.001- 单位换单

13、位换算系数算系数 b.b.接触氧化罐接触氧化罐 接触氧化罐的尺寸应根据设计流量及流速来确定。接触氧化罐的尺寸应根据设计流量及流速来确定。 S = Q / V S = Q / V S- S- 罐体截面积（罐体截面积（m m2 2） V- V- 流速流速, ,一般为一般为8 810m/h 10m/h Q- Q- 罐体直径（罐体直径（m m） c.c.罐体高度的确定罐体高度的确定 H = VH = Vt + 0.2 t + 0.2 H- H- 罐体高度（罐体高度（m m） t- t- 接触时间接触时间，一般为，一般为4 410min 10min 0.2 - 0.2 - 布水空间高度（布水空间高度（m

14、 m） 图图1-21 臭氧发生器臭氧发生器 臭氧混合塔臭氧混合塔 4、杀菌（消毒）、杀菌（消毒）反渗透除菌反渗透除菌 反渗透膜截留范围反渗透膜截留范围0.0001 m0.001 m，截留高分子、病毒、细，截留高分子、病毒、细菌、胶体、悬浮物、无机盐、糖、蛋白质。菌、胶体、悬浮物、无机盐、糖、蛋白质。 超滤除菌超滤除菌 0.0010.1 m的超滤膜能有效去除水中细菌等微生物，压力的超滤膜能有效去除水中细菌等微生物，压力0.31.0MPa（千帕）。（千帕）。氯消毒氯消毒NaClO(次氯酸钠）、次氯酸钠）、Ca(ClO)2（次氯酸钙）（次氯酸钙）在水中生成在水中生成HClO（次氯（次氯酸）而起到杀菌

15、作用。可用于设备和其他用水消毒。酸）而起到杀菌作用。可用于设备和其他用水消毒。 四、水质标准主要指标四、水质标准主要指标1、色度、色度 是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。的指标。 1度度1L水中含有水中含有1mg铂铂bo（Pt）时所产生的颜色。）时所产生的颜色。 饮料用水色度饮料用水色度 5。2、浊度、浊度 表示水中悬浮物对光线透过时发生的阻碍程度。表示水中悬浮物对光线透过时发生的阻碍程度。 1度度 指指1L 蒸馏水中含有蒸馏水中含有1mg SiO2(二氧化硅）二氧化硅）时的时的浊度。浊度。 饮料用水浊度饮料用水浊度1。 3、碱度、

16、碱度 由由CO32-、HCO32-、OH- 引起，高的碱度会中和饮料引起，高的碱度会中和饮料 中的酸，改变饮料风味。中的酸，改变饮料风味。 软饮料用水总碱度软饮料用水总碱度CaCO3 50 mg/L。4、硬度、硬度 由由Ca2+、Mg2+引起，硬度过高使饮料产生沉淀，设引起，硬度过高使饮料产生沉淀，设备备 产生水垢，饮料用水总硬度产生水垢，饮料用水总硬度 100mg/L(CaCO3计计)。5、臭气与异味、臭气与异味 无机物的腥臭、腐败臭、碳氢化合物臭、硫无机物的腥臭、腐败臭、碳氢化合物臭、硫磺或氯臭，影响饮料香气和滋味。饮料用水要求无臭无味。磺或氯臭，影响饮料香气和滋味。饮料用水要求无臭无味。

17、 6、微生物、微生物 影响饮料风味并导致其败坏、产生污垢，缩影响饮料风味并导致其败坏、产生污垢，缩短保质期。大肠杆菌短保质期。大肠杆菌3个个/L，细菌总数，细菌总数100个个/L，致病菌不，致病菌不得检出。得检出。7、Fe、Mn含量含量 含量过高饮料产生沉淀、褪色现象。含含量过高饮料产生沉淀、褪色现象。含量均小于量均小于0.1mg/L。8、氧气、氧气 O2使饮料色泽、风味发生变化。可脱气处理。使饮料色泽、风味发生变化。可脱气处理。 五、水处理方案的确定五、水处理方案的确定首先对饮料生产用水进行采样、检验，取得水质检验报告。首先对饮料生产用水进行采样、检验，取得水质检验报告。根据饮料生产种类，明

18、确不同饮料对水质的特殊要求。根据饮料生产种类，明确不同饮料对水质的特殊要求。根据原水质量和水质要求的不同，选用不同的水处理方案根据原水质量和水质要求的不同，选用不同的水处理方案 1、不进行软化的水处理方案、不进行软化的水处理方案（1）过滤）过滤紫外线或臭氧杀菌（矿泉水）紫外线或臭氧杀菌（矿泉水）（2）预氯化）预氯化凝聚沉淀凝聚沉淀过滤过滤 终氯化终氯化（3）预氯化）预氯化凝聚沉淀凝聚沉淀过滤过滤活性炭过滤活性炭过滤臭臭氧或氯化氧或氯化 2、进行软化的水处理方案、进行软化的水处理方案（1）阳离子交换）阳离子交换阴离子交换阴离子交换脱气脱气（2）预处理）预处理电渗析电渗析离子交换离子交换消毒消毒(

19、纯水制造纯水制造)（3）砂滤）砂滤阳离子交换阳离子交换微滤微滤反渗透反渗透(超滤超滤)氯化氯化活性炭过滤活性炭过滤（4）预处理）预处理微滤微滤反渗透（超滤）反渗透（超滤）阳离子交换阳离子交换除除CO2 _阴离子交换阴离子交换紫外线杀菌紫外线杀菌 六、常用水处理设备六、常用水处理设备（一）净水器（一）净水器（二）砂滤器（二）砂滤器（三）活性炭过滤器（三）活性炭过滤器（四）烧结管微孔过滤器（四）烧结管微孔过滤器（五）蜂房过滤器（五）蜂房过滤器（六）离子交换器（六）离子交换器（七）电渗析器（七）电渗析器（八）超滤和反渗透装置（八）超滤和反渗透装置（九）紫外线消毒器（九）紫外线消毒器（十）臭氧消毒器（十）臭氧消毒器 请在此输入您的文本。 请在此输入您的文本。 本章小结本章小结 重点掌握：重点掌握： 天然水中杂质种类及对饮料品质的影响；天然水中杂质种类及对饮料品质的影响； 水质标准的主要指标；水质标准的主要指标； 软饮料水处理的基本原理和水处理工艺。软饮料水处理的基本原理和水处理工艺。 请在此输入您的文本。