软饮料用水及水处理方式专业培训讲义

1、软饮料用水及水处理方式专业培训讲义第一章 软饮料用水及水处理一、自然界中水的分类1.自来水 经适当水处理工艺处理，水质到达国家生活饮用水标准的水。特点：水质好且稳定，符合生活饮用水标准；水处理简单，费用低；水费高；Cl-含量高。 2.地表水 江河水、湖泊水、海洋水、积雪。特点： 矿物质少，硬度低，浮游生物、杂质多，水质不稳定，污染严重。3.地下水 泉水、井水等。特点：矿物质多，硬度较高，杂质少，水质澄清，水质稳定 。 二、天然水中的杂质1.悬浮物质粒度大于200nm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。2.胶体物质胶体物质的大小大致为1nm200nm、无机

2、物，如黏土和硅酸等无机胶体和腐殖质等有机胶体。造成水及饮料的浑浊和变色。 二、天然水中的杂质3.溶解物质 粒度小于1nm的溶解物，包括溶解气体、溶解盐类。影响水的硬度、碱度、酸度及水中气体的含量。 溶解气体：O2、CO2、H2S、Cl2 、NH3影响饮料风味和色泽。 溶解盐类：Ca、Mg、Na、K 盐影响硬度和碱度，OH-、Cl- 影响水的酸度。饮料用水要求硬度A总时，水中有Ca2+、Mg2+的氯化物，OH、CO32根本不存在，水为非碱性水；当H总A总时，水中有OH、CO32，水为碱性水；当H总=A总时，水中只有Ca2+、Mg2+的碳酸氢盐。 请在此输入您的文本。 三、水处理水处理 对不符合软

3、饮料用水要求的水进行水质改进的过程。目的 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。处理方法：澄清、过滤、软化、脱气、杀菌 1、澄清 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，获得澄清透明水质的过程。 混凝澄清 混凝 在水中参加某些溶解盐类，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，再与水中杂质作用，以电中和或吸附的形式使杂质凝聚成大颗粒而沉淀。本卷须知： 注意混凝剂的用

4、量； 注意水温； 注意水的pH值； 注意及时清理沉淀； 2、过滤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用水。过滤方法： 砂滤 砂滤棒过滤 活性炭过滤 超滤 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、软化通过物理或化学方法局部去除引起水硬度的Ca2+、Mg2+，降低水的硬度，使其到达饮料用水硬度标准。 暂时硬度 由Ca、Mg的

5、碳酸氢盐和碳酸盐引起，加热可大局部除去。 永久硬度 由Ca、Mg的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类引起，加热不能除去。 3、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，又称石灰纯碱软化法，在硬水中参加消石灰，使水中的镁生成氢氧化镁沉淀，这样，参加碳酸钠使水中的钙生成碳酸钙而沉淀，硬水即变为软水。离子交换法 用阳离子交换剂将硬水中的Ca2+、Mg2+置换而使水得到软化。常用阳离子为Na+、H+ 。 电渗析法 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，从而降低水质硬度并提高水的质量。反渗透法 膜孔径为0.00010.001m，能有效脱除无机盐、有机物、胶体

6、、细菌及病毒等。 加热软化法、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 杀灭水中有害微生物。紫外线灭菌 微生物吸收紫外光导致DNA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。只有UV(200280nm)波段为杀菌范围，具有杀菌能力。30w紫外灯处理水流量：地下水15 t/h吨每小时，地表水6 t/h。 请在此输入您的文本。 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

7、，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。 臭氧灭菌 参数选择 1、消毒系统设计参数的选择 臭氧投加量为15mg/L，接触时间为 410min，保持0.11mg/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 = 0.001QP W- 臭氧发生器的产量(g/h Q- 设计水量L/h P- 臭氧投加量，一般为15 mg/L 0.001- 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 / V S- 罐体截面积m2 V- 流速,一般为810m/h Q- 罐体直径m

8、 c.罐体高度确实定 H = Vt + 0.2 H- 罐体高度m t- 接触时间，一般为410min 0.2 - 布水空间高度m 图1-21 臭氧发生器 臭氧混合塔 4、杀菌消毒反渗透除菌 反渗透膜截留范围0.0001m0.001m，截留高分子、病毒、细菌、胶体、悬浮物、无机盐、糖、蛋白质。 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0.31.0MPa千帕。氯消毒NaClO(次氯酸钠、Ca(ClO)2次氯酸钙在水中生成HClO次氯酸而起到杀菌作用。可用于设备和其他用水消毒。 四、水质标准主要指标1、色度 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。 1度1L

9、水中含有1mg铂boPt时所产生的颜色。 饮料用水色度 5。2、浊度 表示水中悬浮物对光线透过时发生的阻碍程度。 1度 指1L 蒸馏水中含有1mg SiO2(二氧化硅时的浊度。 饮料用水浊度1。 3、碱度 由CO32-、HCO32-、OH- 引起，高的碱度会中和饮料 中的酸，改变饮料风味。 软饮料用水总碱度CaCO3 50 mg/L。4、硬度 由Ca2+、Mg2+引起，硬度过高使饮料产生沉淀，设备 产生水垢，饮料用水总硬度 100mg/L(CaCO3计)。5、臭气与异味 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。 6、微生物 影响饮料风味并导致其

10、败坏、产生污垢，缩短保质期。大肠杆菌3个/L，细菌总数100个/L，致病菌不得检出。7、Fe、Mn含量 含量过高饮料产生沉淀、褪色现象。含量均小于0.1mg/L。8、氧气 O2使饮料色泽、风味发生变化。可脱气处理。 五、水处理方案确实定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 1、不进行软化的水处理方案1过滤紫外线或臭氧杀菌矿泉水2预氯化凝聚沉淀过滤 终氯化3预氯化凝聚沉淀过滤活性炭过滤臭氧或氯化 2、进行软化的水处理方案1阳离子交换阴离子交换脱气2预处理电渗析离子交换消毒(纯水制造)3砂滤阳离子交换微滤反渗透(超滤)氯化活性炭过滤4预处理微滤反渗透超滤阳离子交换除CO2 _阴离