C第二章软饮料用水及水处理XXXX

第二章软饮料用水及水处理12/8/20221第一节软饮料用水概述

12/8/20222（一）地表水来源：地表水包括河水、江水、湖水、水库水、池塘水、浅井水等。特点：水量丰富，矿物质含量低，硬度一般为1~8mmol/L；水质波动大；易遭受污染。一、水源的分类及特点12/8/20223（二）地下水

来源：深井水、泉水、自流井水等。特点：水质较清，水温较稳定，但矿物质含量较高，一般不易遭受污染。

含盐量为100~5000mg/L,硬度为2~10mmol/L12/8/2022412/8/20225来源：主要指地表水或地下水经过适当的水处理工艺，水质达到要求并贮存在水塔中的水。

特点：水质好且稳定，达到饮用水标准。

使用时注意Cl－、Fe3＋含量及碱度、微生物含量（三）城市自来水12/8/20226二、水中的杂质及其对饮料生产的影响

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天然水中的杂质分三类：溶解物质d<1nm胶体物质1nm<d<200nm悬浮物质d>200nm12/8/202281、悬浮物质

悬浮杂质主要是泥土、砂粒之类的无机物质、也有浮游生物及微生物等。

影响：产生沉淀、影响CO2的溶解、变味变质2、胶体物质

多为包括黏土性无机胶体和高分子有机胶体影响：无机胶体产生使水质和饮料产生混浊，有机胶体使饮料带色。3、溶解物质

以分子和离子形态存在，溶解物质主要是溶解性气体、溶解盐类和其他有机物

影响：影响CO2的溶解，产生异味，影响色泽12/8/20229三、软饮料用水的水质要求

首先要符合GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》，该标准规定了生活饮用水水质卫生要求、生活饮用水水源水质卫生要求、集中式供水单位卫生要求、二次供水卫生要求、涉及生活饮用水卫生安全产品卫生要求、水质监测和检验方法。

其次须符合GB1079-1989《软饮料用水质量标准》

12/8/202210项目名称GB5749-2006生活饮用水卫生标准GB1079-1989软饮料用水标准浊度/度＜3＜2色度/度＜15＜5味及臭无异臭、无异味无臭无味总固形物/（mg/L）＜1000＜500总硬度（以CaCO3计（mg/L）＜450＜100铁（以Fe计）/（mg/L）＜0.3＜0.1锰（以Mn计）/（mg/L）＜0.1＜0.1高锰酸钾消耗量/（mg/L）＜3＜10总碱度（以CaCO3计）/（mg/L）＜50游离氯/（mg/L）0.3～0.02＜0.1细菌总数/（个/ml）＜100＜100大肠菌群/（个/L）不得检出不得检出致病菌不得检出12/7/202211第二节水水质标准准的主要要指标12/7/202212有机物溶解氧碱度浊度微生物臭和味硬度铁锰离子子水质标准准主要指指标12/7/202213一、浊度度定义：浊度又称称混浊度度，表示示水中悬悬浮物对对光线透透过时的的阻碍程程度。一一般将1L蒸馏馏水中含含有1mgSiO2时的浊度度规定为为1度。。成因：原水中所所含的杂杂质是发发生水混混浊的主主要原因因，导致致水混浊浊的主要要杂质是是悬浮物物质和胶胶体物质质。季节节和供水水途径的的变化，，都有可可能因原原水中所所含杂质质而产生生混浊现现象。12/7/202214影响：浊度高时时，能保保护微生生物免受受消毒作作用，同同时能刺刺激细菌菌的繁殖殖。因此此在水消消毒过程程中，浊浊度低时时才能保保证其消消毒效果果。会使人感感到厌恶恶。措施：饮料厂必必须注意意原水的的浊度变变化，同同时根据据水质情情况，采采用凝聚聚、沉降降或过滤滤、氯化化等方法法去除杂杂质。12/7/202215二、臭和和味：要求：软饮料用用水应当当无臭和和无味。成因：a水臭的的产生主主要是有有机物的的存在，，某些水水臭是生生物活性性增加的的表现，，有些则则是工业业污染造造成的。。b水的异异味主要要是来自自无机物物。c氯化过过程出现现余氯气气味d硫磺、、甲烷等等物质使使水产生生异味。。12/7/202216影响：a影响饮饮料的滋滋味和气气味。b有时促促使饮料料产生沉沉淀。措施：进行脱臭臭和除味味处理。。由气体体引起的的可采取取脱气方方式，由由还原物物质引起起的用氯氯和臭氧氧进行氧氧化。由由金属离离子引起起的可采采用离子子交换等等方法处处理。活活性炭吸吸附是行行之有效效的方法法。12/7/202217三、硬度定义：水的硬度是指指水对于肥皂皂的离子沉淀淀能力。成因：水的硬度是由由多价金属离离子，主要是是水中可溶性性的钙和镁的的量决定的。。溶有较多Ca2＋和Mg2＋的水叫做硬水水。相反，只只溶有少量或或不含Ca2＋和Mg2＋的水叫做软水水。12/7/202218硬度的分类：：分为碳酸盐硬硬度（暂时硬硬度）、非碳碳酸盐硬度（（永久硬度））碳酸盐硬度主主要是由钙镁镁的碳酸盐和和重碳酸盐产产生的硬度。。其中的重碳碳酸盐经煮沸沸可以分解为为溶解性很小小的碳酸盐，，成为沉淀而而从水中除去去，故又成为为暂时硬度。。Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2Mg(OH)2+2CO2非碳酸盐硬度度硬度主要是是指钙镁的硫硫酸盐、硝酸酸盐和氯化物物。一般在煮煮沸时不会析析出，故而又又被成为永久久硬度。总硬度＝暂时时硬度＋永久久硬度12/7/202219影响：a硬度过高，，容易产生碳碳酸钙和有机机酸钙沉淀b影响饮料的的滋味c加热时，形形成水垢沉淀淀物，影响工工艺传热和设设备清洗。措施：进行软化处理理。采用石灰灰软化、离子子交换、反渗渗透(RO)、电渗析等等。12/7/202220计量方法：通常以相当于于1L水中含含有的CaCO3或CaO的毫毫克数来表示示。德国度-1度相当于于1L水中含含有10mgCaO;英国度-1度相当于0.7L水中中含有10mgCaCO3;法国度-1度相当于1L水中含有有10mgCaCO3。我国的法定定计量单位为为mmol/L表示。。范围划分：以德国度表示示的软硬水范范围0～4dH为特软水水；4～8dH软水；8～15dH为中等硬度度水；16～～30dH为为硬水；大于于30dH为为特硬水。饮饮料生产及设设备清洗对水水的硬度要求求有区别。。12/7/202221四、碱度定义：水的碱度是指指水中能与强强酸发生中和和反应的物质质的总量，以以mmol/L为单位位。分类：水中的碱性物物质有NaOH、Ca(OH)2、碳酸盐、碳碳酸氢盐、硅硅酸盐、磷酸酸盐等构成。。根据成分物质质可分为三大大类，即重碳碳酸盐碱度（（HCO3-）、碳酸盐碱碱度（CO32-）和氢氧化物物碱度（OH-）。水中这这三类离子的的总量为总碱碱度（以碳酸酸钙计量时，，和暂时硬度度值相吻合））。12/7/202222影响：a与金属属离子形成成水垢b消耗饮料料的有机酸酸，影响糖糖酸比c影响CO2的溶解量d改变pH，容易滋滋生微生物物f生产果汁汁型碳酸饮饮料时，与与果汁中的的某些成分分发生反应应，形成沉沉淀。措施：一般在设计计产品配方方时，采取取多加酸的的方法来保保证产品质质量。12/7/202223五、铁、锰锰含量铁的存在形形式及特点点：铁锰在地表表水中的含含量极低，，主要含于于地下水中中。铁一般般以无色重重碳酸盐的的形式存在在于地下水水中。地下下水被开采采后，Fe2+离子就被氧氧化成为Fe3+，容易形成成Fe(OH)3的沉淀。Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓影响：a大量铁的的沉淀会使使水呈现令令人厌恶的的红棕色，，并导致沉沉淀、着色色或褪色。。b当水中的的铁的浓度度超过0.3mg/L时，会会损害饮料料的风味，，c铁含量多多的水还容容易生长微微生物，使使水产生臭臭气。由于铁对饮饮料，特别别是对果蔬蔬汁饮料的的影响，有有必要限制制水中铁的的含量，为为此，规定定饮料用水水中铁的含含量必须低低于0.1mg/L。措施：铁含量高的的水可用暴暴气和过滤滤,或凝聚聚沉淀过滤滤、离子交交换等方法法处理。12/7/202224锰在水水中的的存在在状况况：存在形形式与与铁极极为相相似，，常与与铁共共存，，但其其含量量一般般比较较低。。锰含含量为为0.3mg/L左左右的的水，，有时时会由由于氯氯化作作用呈呈现淡淡褐色色。锰的影影响：：较高浓浓度锰锰也会会使饮饮料风风味不不良，，和铁铁一样样，锰锰的存存在可可导致致水中中沉淀淀物的的产生生。12/7/202225六、有有机物物种类：：分为一一般有有机物物和有有机污污染物物国际饮饮用水水标准准对有有机污污染物物评价价时，，一般般应符符合的的条件件：1、具具有足足够证证据表表明该该物质质能引引起急急性或或慢性性疾病病。2、已已知该该物质质在水水中含含有相相当的的浓度度。3、该该物质质能在在水中中较为为经常常地检检出。。4、具具有能能用于于监测测和控控制目目的的的分析析方法法5、该该物质质浓度度可以以进行行控制制。[分析析方法法][水中中的浓浓度][较较为经经常检检出][毒理理证据据][控制制浓度度]12/7/202226影响：饮用水中存存在有机物物，会导致致碳酸饮料料的充气困困难，并产产生异味、、沉淀等现现象。措施：去除水中有有机物的方方法可用氯氯化或组合合采用凝聚聚、沉淀、、过滤等方方法。12/7/202227七、溶解氧氧影响：a水中溶解解的氧会对对包括铁锰锰铜以及含含有氮和硫硫的化合物物进行氧化化—还原反反应，这种种反应会加加速各类饮饮料品质的的劣变。b营养成分分损失，脂脂肪氧化，，Vc损失失。c发生酶促促褐变d同时，氧氧气等气体体的存在还还会影响碳碳酸饮料中中CO2的溶解量，，并产生异异味。措施：必要时需进进行水的脱脱气处理。。12/7/202228八、微生物物水中微生物物指示菌：：主要指示菌菌是大肠菌菌群或大肠肠菌总数。。辅助性指指示菌还有有类链球菌菌和亚硫酸酸盐还原梭梭状菌等。。饮用水微生生物要求：：理想的饮用用水不应含含有已知的的任何致病病微生物，，也应没有有标志粪便便污染的细细菌。12/7/202229影响：a水中的微微生物会影影响饮料的的质量，产产生絮状沉淀淀。b有害的微微生物影响响饮料的风风味c有时还会会导致饮料料的变质败败坏。措施：水中的微生生物可以通通过适当水水处理，包包括凝聚、、沉淀、过过滤和消毒毒加以去除除。微生物物的灭菌以以氯处理最最为有效，，而且简便便。在现代代饮料生产产中还经常常使用紫外外线灭菌、、臭氧灭菌菌和过滤除除菌。12/7/202230从感官方面面综合分析析，如果水水质标准的的主要指标标不达标，，会对饮料料产生哪些些影响?Question12/7/202231第三节水水处理理方法12/7/202232水处理的的目的a保持水水质的稳稳定性和和均一性性b去除水水中的悬悬浮物及及胶体等等杂质c去除有有机物，，以消除除异臭、、异味和和脱色d将水的的碱度降降至规定定的限度度以下e去除微微生物，，使微生生物指标标符合饮饮用水卫卫生标准准f去除铁铁锰化合合物和溶溶解于水水中的气气体g降低硬硬度。12/7/202233水处理的的总体工工艺流程程原水→净化（澄澄清、过过滤）→软化→消毒→成品水12/7/202234一、混凝凝沉淀（（澄清））水中所含含的胶体体物质在在水中能能保持悬悬浮或分分散不沉沉淀的原原因是因因为胶体体微粒带带有相同同的电荷荷，产生生静电斥斥力的缘缘故，加加混凝剂剂中和胶胶粒表面面所带的的电荷，，从而促促使其相相互聚集集，由小小颗粒变变成大颗颗粒，发发生沉淀淀，达到到使水澄澄清的目目的。与此同时时，由于于加入的的某些混混凝剂形形成的胶胶体吸附附能力很很强，可可以吸附附水中的的胶体和和悬浮物物，随之之凝聚成成粗大絮絮状物而而沉降，，使水澄澄清。12/7/202235水中胶体体颗粒可可分为憎憎水和亲亲水两大大类水中黏土土等无机机物属于于憎水性性胶体，，有机物如如蛋白质质、淀粉粉和胶质质等属于于亲水性性胶体。。胶体表面面是带电电的，其其中黏土土、细菌菌、病毒毒等均带带负电，，氢氧化化铝、氢氢氧化铁铁等的微微晶体都都是带正正电的胶胶体。12/7/20223612/7/202237混凝凝剂剂A明明矾矾［［KAl2(SO4)2]··12H2O或或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O它是是一一种种复复盐盐。。在在水水中中Al2(SO4)3发生生水水解解作作用用生生成成氢氢氧氧化化铝铝胶胶体体，，氢氢氧氧化化铝铝胶胶体体带带正正电电荷荷，，而而天天然然水水中中的的胶胶体体物物质质大大都都带带负负电电荷荷，，因因此此，，两两者者发发生生电电性性中中和和作作用用。。同同时时，，氢氢氧氧化化铝铝的的胶胶体体又又能能吸吸附附水水中中的的自自然然胶胶体体和和悬悬浮浮物物，，在在中中和和与与吸吸附附的的共共同同作作用用下下，，水水中中的的胶胶体体微微粒粒逐逐渐渐凝凝聚聚成成大大的的絮絮状状物物沉沉淀淀下下来来，，在在沉沉淀淀过过程程中中，，水水逐逐渐渐变变得得澄澄清清透透明明。。12/7/20223812/7/202239明矾矾使使用用的的注注意意事事项项水的的pH值值水温温搅拌拌一般般要要求求待待处处理理水水的的pH为为6.5-7.5；；一般般要要求求水水温温25-35℃℃；；当温温度度高高于于40℃℃生生成成的的絮絮凝物物细细小小，，不利利于于沉沉淀淀刚加加入入混混凝凝剂剂时应应快快速速搅搅拌拌,然然后后降降低低速速度度12/7/202240明矾矾的的加加入入量量一般般为为0.001％％-0.02％％，，为为了了加加速速混混凝凝，，加加入入前前需需把把明明矾矾块块弄弄碎碎，，并并在在加加入入后后用用木木棒棒搅搅1-2min。。12/7/202241B硫硫酸酸铝铝Al2(SO4)3作用用原原理理类类似似于于明明矾矾，，但但其其是是强强酸酸弱弱碱碱盐盐，，使使用用时时须须加加入入生生石石灰灰等等碱碱性性物物质质调调整整pH。。12/7/202242C碱式式氯化化铝碱式氯氯化铝铝（PAC）又称称羟基基氯化化铝或或聚合合氯化化铝，，其分分子式式为[Al2(OH)nCl6-n]m。其中中n＝１~5，ｍ＜＜＝10。精品品为白白色或或黄色色固体体，也也有无无色或或黄褐褐色的的透明明液体体。碱式氯氯化铝铝是一一种新新型的的混剂剂。在在水中中由于于羟基基的架架桥作作用而而和和铝离离子生生成多多核络络合物物，并并带有有大量量正电电荷，，能有有效地地吸附附水中中带有有负电电荷的的胶粒粒，电电荷彼彼此被被中和和，因因而与与吸附附的污污物在在一起起形成成大的的聚体体而沉沉淀除除去。。另外外它还还有较较强的的架桥桥吸附附性能能，不不仅能能除去去水中中悬浮浮物，，还能能使微微生物物吸附附沉淀淀12/7/20224312/7/202244D铁铁盐常用的的是硫硫酸亚亚铁(FeSO4·7H2O)，另外外也用用氯化化铁(FeCl3·6H2O)和硫酸酸铁。。铁盐盐在水水中与与碳酸酸氢盐盐作用用，产产生了了Fe(OH)2胶体，，然后后氧化化生成成Fe(OH)3，再利利用胶胶体微微粒的的电中中和作作用和和吸附附作用用，沉淀水水中的的杂质质微粒粒，从从而使使水澄澄清。。12/7/202245绿矾作作为混混凝剂剂的特特点:①待处处理水水的pH偏偏高时时,对对绿矾矾的混混凝作作用影影响不不大;②沉降降速度度比氢氢氧化化铝絮絮凝物物快;③水温温对Fe(OH)3影响不不大使使用12/7/202246铁盐使使用时时的注注意事事项②①Fe(OH)2氧化化产生生Fe(OH)3的的反应应在pH值值＞8.0时才才能完完成，，故水水处理理时需需要加加石灰灰去除除水中中CO2。。每投投加１１mg/LFeSO4，需需要加加0.37mg/L的CaO。用FeSO4··7H2O时有有效剂剂量一一般为为14-70mg/l③pH值值＞６６时，，铁离离子与与水中中腐植植酸生生成不不沉淀淀的有有色化化合物物，所所以铁铁盐不不适合合含有有机物物多的的水质质。12/7/2022472、助凝剂剂1）酸、、碱类2）大分分子和高分分子材料类类3）氧化剂剂类12/7/2022481—强制出水槽槽;2—侧板;3—浓缩室;4—排泥管;5—泄水管;6—进水管;7—反应罩;8—第二反应室室;9—池体;10—出水槽悬浮澄清池池12/7/2022491—排泥及放空空口;2—第一反应室室;3—排泥及取样样口;4—隔板;5—分离室;6—清水出口;7—集水槽;8,12—投药管;9—第二反应室室;10—传动装置;11—搅拌器;13—三角形配水水槽;14—池体;15—原水进口快速澄清池池12/7/2022504.确定混混凝沉淀条条件时，需需考虑事项项a原水的的状况，包包括水的温温度、pH及其他物物理、化学学性质；b混凝剂的的性状及添添加量c助凝剂的的性状及添添加量d混凝沉淀淀的装置e混凝沉淀淀工艺，包包括混凝剂剂、助凝剂剂的添加顺顺序、搅拌拌强度及时时间等。12/7/202251二、水的过过滤（一）过滤原理及及工艺过程程1.过滤原原理原水通过一一种多孔性性介质及由由介质组成成的具有孔孔隙结构的的滤层时，，水中一些些悬浮物、、胶体杂质质等被截留留在孔口或或孔隙以及及介质的表表面上，从从而使原水水得到净化化，这一过过程称为水水的过滤。。过滤过程是是一系列不不同过程的的综合，包包括阻力截截留（筛滤滤）、重力力沉降和接接触凝聚。。12/7/202252（１）阻力力截留（２）重力力沉降（３）接触触凝聚三种作用在在同一过滤滤系统中是是同时产生生的。一般般来说，接接触凝聚和和重力沉降降是发生在在滤料深层层的过滤作作用，而阻阻力截留主主要发生在在滤料表层层12/7/202253２、过滤滤的工艺艺过程过滤过程过滤冲洗生产清水滤料再生方法反冲12/7/2022543、过滤滤介质满满足的条条件a足够的的化学稳稳定性b足够的的机械强强度c过滤时时不溶于于水d不产生生有毒和和有害物物质e需要有有适宜的的级配和和足够的的孔隙率率12/7/202255（二）池池式过滤滤1、定义义过滤介质质填于池池中的过过滤形式式。池式式过滤滤滤料的粒粒径大小小及形状状是决定定去除杂杂质效果果的关键键因素之之一，这这种过滤滤需要有有适宜的的级配和和足够的的孔隙率率12/7/202256所谓级配配，就是是滤料粒粒径的范范围及在在此范围围内各种种粒径的的数量比比例。所谓滤料料层的孔孔隙率，，是指滤滤料的孔孔隙体积积和整个个滤层体体积的比比例。石英砂滤滤料的孔孔隙率为为0.42左右右，无烟烟煤滤料料的孔隙隙率为0.5~0.6左右。。12/7/20225712/7/202258通常用d10、d80和Ｋ作为控制制指标。Ｋ＝d80/d10式中Ｋ―不均匀系系数d80―80%滤料通过的筛筛孔直径d10―10%滤料通过的筛筛孔直径Ｋ越大，则粗粗细颗粒差别别越大。Ｋ过过大，各种粒粒径滤料互相相掺杂，降低低了孔隙率，，对过滤不利利。另一方面面反冲时，过过大的颗粒可可能冲不动，，而过小的颗颗粒可能随水水流失。我国国规定，普通通快滤池Ｋ＝＝2~2.2。12/7/202259２、滤料层的的结构良好的滤料层层结构应满足足下列要求：：（１）含污能能力大。（２）产水能能力高。12/7/202260过滤时水流流方向多采采用从上到到下的下向向流，这样样可以保持持较大的过过滤速度及及较好的反反冲效果。。在下向流流条件下，，有两种截截然不同的的滤料结构构:滤料粒径上上细下粗，，滤料粒径上上粗下细.12/7/202261理想的滤料料层结构是是粒径沿水水流方向逐逐渐减小。。但是，就就单一滤料料而言，要要达到使粒粒径上粗下下细的结构构，实际上上是不可能能的。因为为在反冲洗洗时，整个个滤层处于于悬浮状态态，粒径大大重量大，，悬浮于下下层，粒径径小者重量量小，悬浮浮于上层。。反冲洗停停止后，滤滤料自然形形成上细下下粗的分层层结构。为了改善料料的性能，，设计了采采用两种或或多种滤料料，造成具具有孔隙上上大下小特特征的滤料料层。例如如砂滤层上上铺一层比比重轻而粒粒径大的无无烟煤滤层层，这种结结构称双层层滤池。12/7/20226212/7/202263双层滤池中中，上层无烟煤煤密度为1.4~1.7，粒径选用0.8~1.8mm左右，下层石英砂砂的密度为为2.55~2.65，粒径选用0.5~1.2mm，12/7/20226412/7/202265３、垫层层为了防止止过滤时时滤料进进入配水水系统，，以及冲冲洗时能能均匀布布水，在在滤料层层和配水水系统之之间设置置垫层（（承托层层）。垫层必须须满足下下列要求求：（１）在在高速水水流反冲冲洗的情情况下应应保持不不被冲动动；（２）要要形成均均匀的孔孔隙以保保证冲洗洗水的均均匀分布布。（（３）材材料坚固固，不溶溶于水。。12/7/202266无烟煤细砂中砂粗砂小卵石大卵石滤料层垫层层12/7/202267举例：垫垫层由上上而下分分为四层层，具体体规格见见表层次(自上而下)粒径(毫米)

厚度(mm)１２３４2~44~88~1616~3210010010015012/7/2022684、池式式过滤分分类快速过滤滤过滤速度度一般为为5m/h。快快速过滤滤主要除除去悬浮浮物,对对于离子子、胶体体及微生生物不能能完全除除去。慢速过滤滤过滤速度度为2.5~5m/d,此法法可除去去水中悬悬浮物、、胶体及及大部分分微生物物,而且且能改善善水的味味道。12/7/2022695、冲洗洗超声波扰动机械扰动水力表面冲洗压缩空气反冲逆流水力冲洗冲洗方法法Contents2影响冲洗洗效果的的因素：：冲洗强度度；冲洗强度度过小，杂质不不能剥离离；强度过大大，滤料层层膨胀过过度，减减少了在在反冲过过程中互互相碰撞撞的机会会，还会会造成细细小粒料料的流失失和冲洗洗水的浪浪费等。。有时截留留的聚凝凝物和表表面滤料料在反冲冲洗时形形成“泥泥球”，，在这种种情况下下，必须须进行有有效的辅辅助冲洗洗：表面冲洗洗、空气气冲洗和和机械冲冲洗。12/7/202270（三））砂滤滤棒过过滤器器1、基基本原原理砂滤棒棒又名名砂芯芯，采采用细细微颗颗粒硅硅藻土土和骨骨灰等等可燃燃性物物质，，在高高温下下焙烧烧，使使其溶溶化，，可燃燃性物物质变变为气气体逸逸散，，形成成直径径160~410nm的小孔孔，待待处理理水在在外压压作用用下，，通过过砂滤滤的微微小孔孔隙，，水中中存在在的少少量有有机物物及微微生物物被微微孔附附截留留在砂砂滤棒棒表面面。滤滤出的的水，，可达达到基基本无无菌。。12/7/2022712.砂砂滤棒棒过滤滤器结结构砂滤棒棒过滤滤器外外壳是是用铝铝合金金铸成成锅形形的密密封容容器，，分上上下两两层，，中间间以隔隔板隔隔开，，隔板板上（（或下下）为为待滤滤水，，隔板板下（（或上上）为为砂滤滤水，，容器器内安安装一一至数数十根根砂滤滤棒。。12/7/20227212/7/2022733、使使用中中应注注意问问题（1））因为为是加加压过过滤,使用用时不不能超超过正正常操操作压压力。。（2）砂滤滤棒使用一一段时间后后，进行清清洗（3）砂滤滤棒在使用用前均需消消毒处理。。12/7/202274国产砂芯过过滤器的规规格型号规格砂芯根数压压强2Kg/cm2高*直径*厚度（（根根）流流量Kg/h101型800×500××20191500106型450×320××1012800112型400×300××10660012/7/202275（四）活性性炭过滤（1）具有有多孔性，，比表面积积达到500～1000m2/g，可以以通过吸附附去除各种种杂质。（2）去除除余氯时，，物理吸附附和化学反反应吸附都都有发生。。12/7/20227663-86%的胶体体物质50%左右右的铁；47-60%的有机机物；95%左右右的细菌；；97%左右右的大肠菌菌群。活性炭可除除去12/7/202277C12+H2O→→HCl+[O]C*+[O]→→CO2或氧氧化化有有机机物物C12+H2O+C*→→HOCl+H++ClˉC*+mHOCl→→COm+mH++mClˉˉ式中中：：C*为为活活性性炭炭;m=1~2。。12/7/202278(五五)其其他他过过滤滤装装置置①钛钛棒棒过过滤滤器器②化学纤维蜂蜂房式过滤器器③大孔离子吸吸附树脂过滤滤器12/7/202279三、水的软化化（一）石灰软软化适用于碳酸盐盐硬度较高，，非碳酸盐硬硬度较低，不不需高度软化化的原水，也也可用于离子子交换水处理理的预处理。。12/7/2022801、石灰软化化的有关反应应将生石灰CaO配制成石灰乳乳：CaO+H2O→Ca(OH)2用石灰乳除去去水中重碳酸酸钙Ca(HCO3)2、重碳酸镁Mg(HCO3)2和CO2。12/7/202281CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O(a)Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→CaCO3↓+2H2O(b)Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCO3↓(c)MgCO3+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCO3↓(d)2NaHCO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+Na2CO3+2H2O(e)12/7/202282反应(a)先去除水中的的CO2，CO2去除后才完成成(b)→(d)软化反应，不不然水中CO2会和CaCO3、Mg(OH)2这些沉淀物重重新化合，会会再产生碳酸酸盐硬度，反反应如下：Ca(CO3)2+H2O+CO2→Ca(HCO3)2Mg(OH)2+CO2→MgCO3+H2OMg(CO3)2+H2O+CO2→Mg(HCO3)2反应式(e)是当水中的碱碱度大于硬度度时才出现的的。如果化合合物NaHCO3中的HCO3－没有被除去，，这部分HCO3－仍然会和Ca++和Mg++生成碳酸盐硬硬度,反应(b)~(d)仍然不能完成成。12/7/202283与以上上反应应同时时还生生产下下述反反应４Fe(HCO3)2+8Ca(OH)2+O2→4Fe(OH)3↓+8CaCO3+6H2OFe2(SO4)3+3Ca(OH)2→2Fe(OH)3+3CaSO4H2SiO3+Ca(OH)2→CaSiO3+2H2OmH2SiO3+nMg(OH)2→nMg(OH)2.mH2SiO3。12/7/2022842、软软化方方法A间歇歇法需软化化的水水，注注入圆圆柱形形锥底底容器器内，，加入入所需需的石石灰乳乳溶液液，同同时用用压缩缩空气气充分分搅拌拌10~20分钟，，静置置沉淀淀4~5小时，，在容容器上上部引引出处处理水水，在在锥底底部排排出沉沉淀。。此法法简单单，石石灰添添加量量容易易控制制，但但处理理时间间长。。B连续续法是石灰灰乳按按原水水流量量连续续添加加，经经搅拌拌、澄澄清、、过滤滤等一一系列列处理理连续续出水水。12/7/2022853、石石灰添添加量量软化时时石灰灰添加加量按按下式式计算算：G=28×D(H暂+HMg+CO2+0.35)(kg/h)103×Ｋ式中：：ＧＧ―石石灰消消耗量量，kg/hD―软化化水量量，t/hH暂―原水水的暂暂时硬硬度毫毫克当当量／／lHMg―原水水的镁镁硬度度毫克克当量量／lCO2―原水水中游游离的的CO2量，毫毫克当当量／／l0.35―石灰灰过剩剩量Ｋ―工工业用用石灰灰纯度度，一一般为为60~80%28―CaO的当量量根据经经验每每降低低1m3水中暂暂时硬硬度１１度，，需加加纯CaO10g，每降降低1m3水中CO2的浓度度为1mg/l时，需需加纯纯CaO1.27g。12/7/2022864、石石灰软软化后后的水水质经石灰灰处理理后，，水中暂暂时硬硬度大大部被被除掉掉，残残余暂暂时硬硬度可可降至至0.2~0.4mmol／l；残余碱碱度降降至0.4~0.6mmol／／l；有机物物除去去25%；硅酸化化合物物降低低30~35%；原水中中铁残残留量量小于于0.1mg/l12/7/202287（二））、、离离子子交交换换法法离子子交交换换法法即即用用离离子子交交换换剂剂，，把把原原水水中中人人们们所所不不需需要要的的离离子子暂暂时时占占有有，，然然后后再再将将它它释释放放再再生生液液中中，，使使水水得得到到软软化化。。12/7/2022882、、离离子子交交换换树树脂脂的的分分类类一般般常常用用的的离离子子交交换换树树脂脂，，按按其其所所带带功功能能基基团团的的性性质质，，通通常常分分为为阳阳离离子子交交换换树树脂脂和和阴阴离离子子交交换换树树脂脂两两类类。。离子交换换树脂本本体中带带有酸性性交换基基团（如－SO3H，－COOH）的称阳离离子交换换树脂。。即在交交换过程程中，能能与阳离离子进行行交换者者。离子交换换树脂本本体中带带有碱性性交换基基团（如N+(CH3)3OH））的称阴离离子交换换树脂。。12/7/2022893、离子子交换树树脂的选选择原则则①、选择择大容量量、高强强度的树树脂②、根据据原水中中需要除除去离子子的种类类选择12/7/2022904、离子子交换树树脂软化化水的原原理阳树脂:RSO3H→RSO3－＋H＋阴树脂：：R4NOH→R4N++OH－若原水中中含有K+、Na+、Ca++、Mg++等阳离子子时，当当原水通通过阳树树脂层时时，水中中阳离子子被吸附附，树脂脂上的阳阳离子H+被置换到到水中：：RSO3－H++Na+→RSO3Na+H+若原水中中含有SO4－、Cl－、HCO3－、HＳiO3－等阴离子子时，水水中阴离离子被吸吸附，树树脂上的的阴离子子OH－置换到水水中：R≡N+OH－+Cl－→R≡NCl+OH－12/7/2022915、离子子交换树树脂的处处理、转转型及再再生（1）新新树脂的的处理及及转型新树脂往往往混有有可溶性性的低聚聚物及夹夹杂在树树脂中间间的悬浮浮物质，，影响树树脂的交交换反应应。因此此，新树树脂在使使用前必必须进行行预处理理。市售的阳阳树脂多多为Na型，阴树树脂多为为Cl型，需分分别用酸酸碱处理理，将阳阳树脂转转为H型，阴树树脂转为为OH型。转型处理理后的阳阳、阴树树脂装柱柱，要求求树脂间间没有气气泡，树树脂量一一般为柱柱容量的的3/4。12/7/202292（2）离离子交换换树脂的的再生离子交换树脂脂处理一定水水量后，交换换能力下降，，通称为树脂脂“失效”或“老化”。须进行再生生，其机理是是水处理的逆逆反应。用树脂重量2~3倍的5~7%HCl处理阳树脂，，用2~3倍的5~8%NaOH溶液处理阴树树脂。然后用用去离子水分分别洗至pH值为3.0~4.0和8.0~9.0，使树脂重新新转变为H型和OH型。再生液应应适当加温（（不得超过50℃），再生效效果更好。树脂再生前应应先进行反洗洗，冲洗至松松动无结块为为止。其目的的是除去停留留在树脂上的的杂质，并排排除树脂中的的气泡，以利利再生。12/7/202293一种再生方法法称顺流再生生，即再生液液由交换器上上部进入，下下部流出，其其流向和运行行时水的流向向相同。这种种再生方法的的优点是装置置简单，操作作方便；缺点点是再生效果果不理想。另一种是逆流流再生，即再再生液的流向向和运行水和和流向相反。。出水的水质质比较好，但但工艺稍复杂杂12/7/202294（三）、、反渗透透1、原理理渗透12/7/202295半渗透12/7/202296反渗透12/7/2022972、反渗渗透膜的的脱盐机机理１）氢键键理论醋酸纤维维素是一一种具有有高度矩矩阵结构构的聚合合物，盐盐水中的的水分子子能与纤纤维膜上上的极性性基团（（如羰基基等）形形成氢键键。在反反渗透压压力作用用下，以以氢键结结合进入入膜内的的水分子子由第一一个氢键键位置断断裂而转转移到另另一个位位置形成成另一个个氢键，，这些水水分子通通过一连连串的氢氢键形成成一断开开过程，，依次从从一个极极性基团团移到下下一个极极性基团团，直至至离开表表面层，，进入膜膜的多孔孔层。这这就是脱脱盐淡水水的形成成过程。。12/7/202298２）选选择吸吸附-毛细细管流流膜是由由含有有适当当亲水水活性性基团团的多多孔材材料组组成。。在盐盐溶液液中，，膜表表面有有选择择性吸吸附能能力，，即吸吸附水水分子子而排排斥盐盐分子子。这这样就就在膜膜和溶溶液界界面上上形成成了一一个纯纯水层层，在在反渗渗透压压力推推动下下，此此水层层的纯纯水通通过膜膜的毛毛细作作用而而连续续不断断地流流出。。12/7/2022993、反反渗透透器的的工艺艺流程程通常常采用用一级级或二二级反反渗透透。一一级是是通过过一次次反渗渗透就就能达达到水水质要要求。。二级级则是是需要要通过过二次次反渗渗透才才能达达到水水质要要求。。此外外还有有多级级法反反渗透透脱盐盐，但但比较较少用用。12/7/202210012/7/20221014、在运行过程中中，由于水不不断地透过膜膜，而水中所所含的悬浮物物、微生物、、有机物等杂杂质易在膜表表面结一层薄薄垢，影响响膜的透水性性能及操作压压力，因而对对原水要进行行预处理，如如过滤、石灰灰软化或在水水中添加柠檬檬酸、酒石酸酸来防止铁盐盐、碳酸盐等等结垢的形成成。12/7/2022102（四）、、电渗析析法电渗析是是在外加加直流电电场的作作用下，，利用阴阴膜和阳阳膜的选选择透过过性，使使一部分分离子透透过离子子交换膜膜迁移到到另一部部分水中中去，从从而使一一部分水水淡化，，另一部部分水浓浓缩。12/7/202210312/7/202210412/7/2022105电渗析器通电电以后，两端端的电极表面面上还有电化化学反应发生生。以含NaCl水溶液为例例。反应如如下：在阳极在阴极12/7/2022106目前常用的的阳离子交交换膜为磺磺酸基型，结构式为为R-SO3--H+，在水中离离解成R-SO3-，带负电荷荷，吸收水水中的正离离子，并让让其通过该该膜，而阻阻止负离子子通过。阴离子为季季胺基型，，即R-N+(CH3)3-OH-，在水中离离解成R-N(CH3)3+，带正电荷荷，吸收水水中的负离离子并让其其通过，而而阻止正离离子通过该该膜。12/7/2022107电渗渗析析器器12/7/2022108对原水水要求求①混浊浊度宜宜小于于1mg/L,以免免杂质质影响响膜的的寿命命;②化学学耗氧氧量不不得超超过3mg/L,以以避免免水中中有机机物对对膜的的污染染;③游离离性余余氯不不得大大于0.3mg/L,以以避免免余氯氯对膜膜的氧氧化作作用;④铁含含量不不得大大于0.3mg/L,锰锰含量量不得得大于于0.1mg/L;⑤非电电解杂杂质少少;⑥水温温应在在4~40℃范范围内内。12/7/2022109四、水水的消消毒（一））氯消消毒Cl2—HClO—细细菌表表面———深深入细细菌内内部破破坏酶酶系统统通常认认为：：氯的消消毒作作用是是通过过它产产生的的次氯氯酸HOCl的的作用用，而而不是是氯气气的本本身，，也不不是氢氢离子子或次次氯酸酸根（（OCl－）的作作用。。12/7/2022110氯在水水中的的反应应：Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-HOCl→→H++OCl-12/7/2022111加氯方方法和和加氯氯量１、加加氯方方法a滤滤前加加氯：：原水水水质质差，，有机机物多多，可可在原原水过过滤前前加氯氯，可可防止止沉淀淀池中中微生生物繁繁殖，，但加加氯量量要多多。b滤滤后后加氯氯：原原水经经沉淀淀和过过滤后后加氯氯，加加氯量量可比比滤前前添加加的少少，且且消毒毒效果果好。。２、加加氯量量加入水水中的的氯分分为两两部分分，即即作用用氯和和余氯氯。作作用用氯是是和水水中微微生物物、有有机物物及有有还原原作用用的盐盐类（（如亚亚铁、、亚硝硝酸等等）起起作用用的部部分；；余余氯是是为了了保持持水在在加氯氯后有有持久久的杀杀菌能能力、、防止止水中中微生生物萌萌发和和外界界微生生物侵侵入的的部分分。12/7/2022112(3)其他他几种种常用用的氯氯消毒毒剂①漂白白粉②氯胺胺③次氯氯酸钠钠12/7/2022113（二））紫外外线消消毒紫外线线的杀杀菌原原理:微生生物受受紫外外线照照射后后,体体内的的核酸酸会因因为吸吸收了了紫外外线的的能量量而改改变自自身的的结构构,如如DNA断断裂、、DNA分分子交交联、、胞嘧嘧啶和和尿嘧嘧啶发发生水水合作作用、、出现现腺嘧嘧啶二二聚体体等,影响响了嘌嘌呤与与嘧啶啶的正正常配配对,改变变了DNA的生生物活活性,这些些都破破坏了了核酸酸的正正常生生理功功能,导致致了微微生物物的死死亡。。紫外线线对清清洁透透明的的水有有一定定的穿穿透能能力,故可可用于于水的的杀菌菌消毒毒。12/7/202211412/7/202211512/7/2022116(3)水质质对紫紫外线线杀菌菌消毒毒效果果的影影响紫外线线穿透透能力力相对对较弱弱,水水中存存在杂杂质且且颜色色较深深、浊浊度较较大时时都会会影响响到紫紫外线线的穿穿透能能力,从而而影响响紫外外线杀杀菌的的相对对效果果。水的吸吸收系系数越越高,则光光线到到达距距离最最