臭氧在矿泉水,纯净水及饮料用水生产中的应用.doc

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1、臭氧在矿泉水、纯净水及饮料用水生产中的应用信息来源：北京北理国科臭氧应用技术有限公司一、概述在水质处理过程中，大部分微生物已被去除，但即使是采用微滤、超滤等方法处理水时，水中的细菌物质也不能全被去除。而一般的水质处理方法更不能除尽微生物。为确保产品在保质期内合格，保证消费者的健康，在制造饮料，特别是制造碳酸饮料、矿泉水、纯净水以及包装后不再进行二次灭菌的果汁饮料时，必须对水进行消毒处理，并要注意贮罐、管道、阀门等卫生状态，防止对水产生二次污染。水消毒的目的是杀灭水中的致病菌，并使水中的细菌含量符合规定标准。常用的水消毒方法是氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。二、消毒原理氯消毒包括液氯、漂白粉、次氯酸

2、钠、氯胺。其消毒原理是氯在水中会产生如下反应：Cl2+H2OHCl+HOCl2H+Cl-+OCl-反应生成的次氯酸具有很强的穿透力，能迅速穿过微生物的细胞膜，进入微生物体内，破坏微生物体内的系统使之失去的活力而致死。另一方面，次氯酸性质很不稳定，即容易放出新生态氧O，新生态氧与铵盐、硫化氢、氧化亚铁、亚硝酸盐以及有机物腐败后产生的物质相结合，对水中有机物和一些无机物等起氧化作用，从而抑制了依靠这些物质为营养的大部分微生物的生长，因此一般认为次氯酸具有主要的灭菌作用。而反应中生成的次氯酸根杀菌力较弱，不具有次氯酸穿透微生物细胞膜的能力，因此其消毒作用远低于次氯酸。紫外线消毒的原理是紫外线的光谱波

3、长在490nm-140nm范围内具有杀菌能力。微生物受到紫外线照射后，气体内的核蛋白质会因吸收紫外线光谱能量而变性，引起新陈代谢障碍，从而丧失繁殖能力。当照射剂量增大一定量时，微生物细胞被破坏致死。紫外线对澄清透明的水有一定的穿透力，因此能使水消毒。臭氧消毒的原理是臭氧在水中发生氧化还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（OH），瞬间分解水中的有机物质、细菌和微生物。羟基（OH）是强氧化剂、催化剂，可使有机物发生连锁反应，反应十分迅速。羟基（OH）对各种致病微生物有极强的杀灭作用。单原子氧（O）也具有强氧化能力，对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。三、比较自来水等饮用水在我国

4、目前普遍使用氯剂消毒。而使用氯法有严重的二次污染问题存在。1973年起，荷兰、加拿大、美国等国相继发现用氯消毒后的自来水中会产生卤代有机物（氯仿、氯胺等），经动物实验证明有致癌危险。况且氯消毒易受温度和PH值影响。余氯还会影响饮用水的口感，特别对于饮料用水，余氯会使碳酸饮料等饮料制品产生氯的臭味，并使饮料中的色素发生氧化，影响产品质量。采用紫外消毒时，不同的对像菌致死所需的照射能量差异较大，另一方面原水水质对紫外杀菌效果也有影响，紫外线因在水中的穿透能力有限而难以达到理想效果。而且紫外消毒不能像余氯那样维持消毒效果。臭氧具有比氯更强的氧化消毒能力，不但可以较彻底地杀菌消毒，而且可以降解水中含有

5、的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质，如铁、锰、硫化物、苯、酚、有机磷、有机氯、氰化物等，还可以使水除臭脱色，从而达到净化水的目的。臭氧适应能力强，受水温、PH值影响较小。臭氧适应范围广，不受菌种限制，杀菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。与氯不同的是残余臭氧可以自行分解为氧气，不会产生二次污染。臭氧处理后的水无色无臭，口感好，能改善饮用水品质。故此，为了提高瓶装饮用水的质量和延长保质期，国际瓶装水协会（IBWA）建议采用臭氧处理。在臭氧处理前，瓶装水一般用反渗透、纳滤、超滤去除天然水中99%的有机物，降低臭氧的用量。四、工艺流程矿泉水的生产工艺流程：纯净水的生产工艺流程：饮料用水的工艺

6、流程根据不同饮料的要求而定。五、臭氧消毒系统的参数选择1.消毒系统设计参数的选择臭氧投加量为1-5mg/L,接触时间为4-10min，保持0.1-1mg/L剩余臭氧浓度。2主要设备的选择a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。W=0.001QPW-臭氧发生器的产量（g/h）Q-设计水量（L/h）P-臭氧投加量，一般采用1-5mg/L0.001-单位换算系数b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。S=Q/VS-罐体截面积（m2）V-流速，一般采用8-10m/hD=（4S/3.14）1/2D-罐体直径（m）罐体高度的确定：H=Vt+0.2H-罐体高度（m）t-

7、接触时间，一般采用4-10min0.2-布水空间高度（m）六、安装运行臭氧发生器一般采用喷射投加方式，即全部或部分水流与臭氧通过喷射器混合后进入接触反应罐。连接水路和气路。保持臭氧发生器进气口与大气相通。开启水泵。调节进水阀门，调气量开关在最大位置。调节水射器旁的水压调节阀，使臭氧发生器进气口与气瓶连接，调节气瓶减压阀。接好电源线，按电源开关，调功率调节开关至最大。工作20分钟后，用水中臭氧浓度检测仪检查出水口臭氧浓度，应约为0.4mg/L。七、设计举例某纯净水厂消毒工艺设计流量为10m3/h，选择臭氧发生器及接触氧化罐。解：设臭氧投加量为2mg/L，则W=0.001QP=0.0011010002=20g/h设罐内流速为10m/hS=Q/V=10/10=1mD=（41/3.14）1/2=1.13m取罐体直径为1.15m。H=Vt+0.2=1010/60+0.2=1.87m取罐体高度为1.90m。即罐体尺寸为DH=11501900（mm）