01第1章 软饮料用水及水处理

第2章软饮料用水及水处理1本章内容1软饮料用水及水质要求2水质标准的主要指标3水处理方法21软饮料用水及水质要求水源的分类及其特点地表水江、河、湖等；杂质和污染物多；矿物质较少；3地下水井水、泉水和自流井等；杂质和污染物相对较少；矿物质含量丰富；4城市自来水地表水经适当的水处理工艺，达到饮用水标准；水质好，稳定；水处理设备简单，容易处理；水费高；51软饮料用水及水质要求水中杂质类型悬浮物胶体物质溶解物质6

悬浮物粒度>200nm的杂质，包括泥土、砂粒、浮游生物及微生物等。悬浮物对软饮料品质的影响呈现混浊可浮在瓶颈产生颈环静置后可沉在瓶底，生成瓶底积垢或絮状沉淀悬浮物质会使液面高度不一致浮游生物和微生物导致产品变质7

胶体物质粒度为1－200nm的杂质。胶体特性：1)丁达尔现象；2)稳定性。丁达尔现象稳定性8

胶体物质水中胶体物质包括无机胶体和有机胶体。硅酸胶体和粘土，是由许多离子和分子聚集而成的；是水混浊的主要原因。高分子物质，一般是动植物残骸经过腐蚀分解的腐殖酸，腐殖质等；导致水质带色。9

胶体物质胶体物质对软饮料品质的影响混浊变色影响水的味道和气味H2S，NH2(动植物残骸分解)10溶解物质粒度<1nm的杂质，以分子或离子状态存在于水中。主要包括溶解气体：O2、CO2、H2S、Cl2等溶解盐类：溶解在水中的无机盐，基本上以阳离子和阴离子形式存在，如钙、镁、铁、碳酸根、硫酸根、氯根等，构成水的硬度和碱度。11溶解物质溶解物质对软饮料品质的影响混浊变色影响水的味道和气味H2S，Cl212软饮料用水的水质要求符合GB5749-85《生活饮用水卫生标准》；P11，表2-1软饮料用水不是饮用水，比饮用水要求更高；P12，表2-2

13软饮料用水标准142水质标准的主要指标浊度臭和味硬度碱度铁、锰含量有机物溶解氧微生物15浊度浊度表示水中悬浮物对光线透过时的阻碍程度。1L蒸馏水中含有1mgSiO2时的浊度为1度。导致水混浊的主要杂质是悬浮和胶体微粒。自来水浊度上限是5度；软饮料用水浊度<2度；汽水生产用水浊度<1.6度。16臭和味水臭的发生主要是有机物的存在；水的异味主要是来自无机物；软饮料用水的水质应无味、无臭。17硬度水的硬度是指水对于肥皂的离子沉淀能力。

硬脂酸钠+钙或镁离子→硬脂酸钙或镁(肥皂的主要成分)(沉淀物)水的硬度主要由水中Ca2＋，Mg2＋的量所决定。Ca2＋，Mg2＋的盐类含量越高，水的硬度越大。18硬度硬度包括暂时硬度永久硬度由钙、镁的碳酸盐和重碳酸盐产生的硬度。加热煮沸生产沉淀，可去除。由钙、镁的硫酸盐、氯化物、硝酸盐产生的硬度。加热不能生成沉淀，不可去除。暂时硬度＋永久硬度＝水的总硬度19硬度硬度单位通常以相当于1L水中含有的CaCO3或CaO的毫克数来表示。自来水的硬度<450mgCaCO3/L；饮料用水的硬度<100

CaCO3/L。各国所用硬度单位有所不同，水的各种硬度单位及换算，见P13表2-3。20碱度水的碱度是指水中能与强酸发生中和反应的物质的总量。碱度大小取决于水中的OH-、CO32-和HCO3-的总含量高低。软饮料用水的碱度<50

mgCaCO3/L。21碱度碱度过大，会对饮料产生不良的影响：形成水垢改变饮料酸甜比及风味，使微生物易繁殖影响CO2的溶解量生产果蔬汁饮料时容易发生沉淀22铁、锰含量铁、锰含量过高引起饮料产生沉淀、变色、变味等现象。铁对果蔬汁饮料的影响很明显，软饮料用水的铁含量<0.1mg/L。软饮料用水的锰含量<0.1mg/L。23有机物饮料用水存在有机物，会导致碳酸饮料的充气困难，并产生异味、沉淀等现象。利用有机物容易被氧化的特性，用高锰酸钾的消耗量来反映水中有机物的总含量。软饮料用水的高锰酸钾消耗量<10mg/L。24溶解氧

在软饮料生产中，氧气的存在会加速氧化反应，加速饮料劣变。软饮料用水的水质标准为对溶解氧规定具体指标，但在实际生产中，应尽可能地降低水中溶解氧的含量。25微生物水中微生物主要指示菌是大肠杆菌群。软饮料用水中的大肠杆菌群不允许超过3个/L。262软饮料用水的水处理水处理的目的保持水质的稳定性和一致性；去除水中的悬浮物及胶体杂质；去除有机物，消除异臭、异味和脱色；将水的碱度降至规定的限度以下；去除微生物，使微生物指标符合水质要求此外，根据需求，还要除去Fe、Mn化合物和溶解于水中的气体。272软饮料用水的水处理水处理前了解水中杂质种类、状态，并确定用水量，以便决定水处理用的工艺、设备。常用的水处理方法混凝和过滤软化消毒澄清，主要去除水中的悬浮物及胶体杂质。降低水的硬度和碱度。抑制微生物。282.1混凝和过滤混凝：在水中加入混凝剂，使水中细小悬浮物及胶体物质互相吸附结合成较大的颗粒，从水中沉淀出来的过程。29(一)混凝原理：利用混凝剂使胶体颗粒表面电荷被中和来破坏胶体的稳定性，使小颗粒变为大颗粒而沉降，从而得到澄清的水。一般情况下，水中的天然胶体和悬浮物微粒表面带负电荷，加入混凝剂使其电性中和。

混凝剂的作用：自身先溶解形成胶体，再以中和或吸附的形式使杂质凝聚成大颗粒沉淀。分铝盐(明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等)和铁盐(硫酸亚铁、硫酸铁及三氯化铁等)两类。30(一)混凝1)铝盐明矾：硫酸钾铝[KAl(SO4)2].12H2O或K2SO4.AL2(SO4)3.24H2O原理：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+

Al(OH)3的作用：带正电，起电性中和；吸附。注意事项：环境pH值在6.5～7.5之间。用量：0.001～0.02%。31(一)混凝硫酸铝(Al2(SO4)3.18H2O)的作用原理与明矾类似。硫酸铝的用量：20~100mg/L水。同时每投1mg/LAl2(SO4)3.18H2O时需加CaO0.5mg/L水，来调节pH为6.5~7.5。32(一)混凝碱式氯化铝[Al2(OH)nCI6-n]m，简称PAC。作用原理：羟基的架桥作用而和Al3＋生成多核络合物，带正电荷，同时还有架桥吸附作用。碱式氯化铝用量：0.005～0.01%，pH为6~8。33(一)混凝2)铁盐铁盐主要是硫酸亚铁(绿矾)(FeSO4.7H2O)和氯化铁(FeCl3.6H2O)。原理与铝盐相同：FeSO4+Ca(HCO3)2→Fe(OH)2+CaSO4+2CO2↑4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3Fe(OH)3的作用：带正电，起电性中和；吸附。34(一)混凝2)铁盐注意：使用绿矾时，在Fe(OH)2→Fe(OH)3的反应中，必须pH>8.0才能完成。在pH>6时，Fe3＋与水中的腐植酸能生成不沉淀的有色化合物。可用石灰调节原水pH，并去除生成的CO2。铁盐不合适对于含有机物较多的水质进行处理。35(一)混凝当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某些辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。助凝剂的作用：加速沉淀过程助凝剂是用于调节或改善混凝条件，促进凝聚作用所添加的药剂或为改善絮凝体结构的高分子物质。36(一)混凝常用助凝剂调节pH值：硫酸、磷酸、石灰、重碳酸钠等改善絮体结构：聚丙烯酰胺、活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、红花树等。助凝剂的添加是根据水质的情况，对水质的要求及添加的混凝剂来决定的。37混凝条件的确定原水的状况：水温、pH、理化性质混凝剂的性状、添加量助凝剂的性状、添加量混凝沉淀的装置混凝沉淀工艺：包括混凝剂、助凝剂等的添加顺序、搅拌强度、时间等混凝反应的条件要通过试验确定。38(二)过滤过滤：借助网状材料或球状介质截留水中杂质，使水获得澄清的过程。进一步去除经过混凝沉淀后的水中的细小杂质、有机物、细菌和病毒等。当原水浊度比较低时，可直接过滤去除水中的悬浮杂质。39(二)过滤原理：过滤时，含悬浮物和胶体杂质的水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的这些杂质被截留在介质表面或内部而除去，从而使原水得到净化。水的过滤过程是一系列不同过程的综合，包括阻力截留(筛滤)、重力沉降和接触凝聚。40(二)过滤滤料是完成过滤租用的基本介质。常见的滤料有：砂、石英砂、磁铁矿石、无烟煤、活性炭等。自制简易净水装置41(二)过滤滤料应满足条件(1)足够的机械强度；(2)足够的化学稳定性；(3)过滤时不溶于水；(4)不产生有毒有害物质。42(二)过滤过滤形式池式过滤砂滤棒过滤活性炭过滤超滤膜过滤微滤膜过滤纳滤膜过滤其它：钛棒过滤、化学纤维蜂房式过滤、大孔离子吸附树脂过滤等。43池式过滤指将滤料填于池中的过滤形式。原理：由于滤料颗粒之间存在孔隙，原水穿过一定深度的滤层，水中的悬浮物即被截留。滤池一般用钢筋混凝土建造，池内有排水槽、滤料层、垫料层和配水系统；池外有集中管廊，配有进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管等管道及附件。

44垫料层：设置在滤料层和配水系统之间。防止过滤时滤料进入配水系统，以及冲洗时能均匀布水。垫层材料：天然卵石或碎石，直径2～32nm。池式过滤的工艺过程：过滤→冲洗过滤：生产清水的过程；冲洗：从滤料表面冲洗掉污物，使之恢复过滤能力的过程。多数情况下，冲洗和过滤的水流方向相反，因而一般把冲洗称为反冲或反洗。45：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程46：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程47：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程48过滤过程：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程49过滤过程：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程50：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程51：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程52：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程53：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程54：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：过滤过程过滤过程55：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：反冲洗过程56：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：反冲洗过程57：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：反冲洗过程58：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：反冲洗过程59：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：反冲洗过程60：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：反冲洗过程61：·：…···…·∶··：：：··：：··：·∶·：…∶．···…∶·∶··∶：：：∶·。∶·：…。∶．···…∶：：：。∶·。∶。·：。…。∶。∶。·。·∶··∶·∶··。∶：：。：∶·∶··∶：：：∶∶·：·。∶·：…。∶．···…∶·∶··∶·：∶·：反冲洗过程62池式过滤滤料层结构应具有含污能力大和产水能力高的特点。池式过滤的方式快速过滤慢速过滤先在原水中加入混凝剂预处理，絮凝沉淀除去大部分悬浮物和胶体，然后使上层澄清水通过砂滤过滤。过滤速度一般为5m/h。澄清效果稍差。将原水混凝沉淀处理后，让上层澄清水以较慢的速度通过砂滤层。过滤速度一般为2.5~5m/h。澄清效果优于快速过滤。63砂滤棒过滤器当水中杂质含量不多，只含有少量的有机物、细菌及其他杂质时，可采用砂滤棒过滤。砂滤棒：是采用微细颗粒的硅藻土和骨灰等可燃性物质，经高温下焙烧形成直径0.002～0.004mm的小孔。棒状砂滤棒64砂滤棒过滤器原理水在外压(1~2MPa)下，由各砂芯滤棒上的毛细孔进入滤棒内腔，水中的存在的少量有机物及微生物等杂物即被微孔吸附截留在在砂芯棒上。滤出的水，可达到基本无菌。65砂滤棒过滤器的结构：外壳是用铝合金铸成锅形的密封容器，分上下两层，中间以隔板隔开，隔板上(或下)为待滤水，隔板下(或上)为砂滤水，容器内安装一至数十根砂滤棒。6667注意事项1)使用时不能超过正常操作压力压力太小，过滤速度慢，水滤出量小；压力太大，砂滤棒容易被损坏。2)长时间连续使用后，杂质吸附过度会降低过滤效果，这时应进行清洗、消毒。堵住砂芯出水嘴，浸泡在水中，卸出砂芯，用水砂纸轻轻擦洗至砂芯恢复原色；使用洗涤剂，作整机封闭冲洗；消毒处理，用75%酒精或0.25%新洁尔灭或10%漂白粉。68砂滤棒过滤常用的国产砂滤棒过滤器规格见P19，表2-4。69活性炭过滤器活性炭是具有多孔结构的炭。表面布满了平均直径为2～3nm的微孔，表面积很大(500～1500m2/g)，具有很高的吸附能力。70活性炭过滤器活性炭过滤器的结构与池式过滤器相似。原理：主要是利用活性炭的强吸附性能，去除水中的杂质，使水体得到净化。其吸附能力主要体现在以下几方面：能吸附水中的有机物、胶体微粒、微生物；可吸附氯、氨、溴、碘等非金属物质；可吸附金属离子，如：银、砷、铋、钴、六价铬、汞、锑、锡等离子；可有效去除色度和气味。

71活性炭过滤器活性炭的清洗和再生方法反洗：用清水从器底部进入，反洗强度为8～10L/(m2·s)，反洗时间15～20min；蒸汽吹洗：打开器顶部排气阀，在器底部通入0.3MPa的饱和蒸汽，连续吹洗15～20min；淋洗：用6～8%NaOH溶液(温度40℃)，在器顶部通入洗涤，NaOH用量为活性炭体积的1.2～1.5倍；正洗：用原水自器顶部通入，冲洗至出水符合规定水质要求，即可投入新运转。

72超滤膜过滤超滤是以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。73超滤膜过滤74超滤膜过滤超滤工艺优点去污率高有效除去病原微生物，无需消毒工序水厂占地面积小相对常规工艺，节省制水成本75微滤膜过滤又称微孔过滤，微滤膜的孔径范围一般为0.1-10微米，介于常规过滤和超滤之间。微滤是能够过滤微米级的微粒和细菌，能够截留溶液中的沙砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐孢子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及大分子溶质都能透过的膜的分离过程。76微滤膜过滤缺点：微滤对于水中离子、有机物、病毒等小分子物质几乎没有去除效果。微滤需要与其他方法相结合。例：混凝、吸附+微滤微滤主要应用处理污水中大颗粒杂质。77纳滤膜过滤纳滤膜是介于反渗透和超滤之间的一种膜处理技术。纳滤膜具有2个显著特征：1)能截留的杂质分子量为200-1000，介于反渗透和超滤之间。2)对无机盐有一定的截留率。对多价离子效果更好。78纳滤膜过滤纳滤膜是介于反渗透和超滤之间的一种膜处理技术。纳滤膜具有2个显著特征：1)能截留的杂质分子量为200-1000，介于反渗透和超滤之间。2)对无机盐有一定的截留率。对多价离子效果更好。阴离子，截留率：NO3-<Cl-<OH-<SO42-<CO32-阳离子，截留率：H+<Na+<Ca2+<Mg2+79纳滤膜过滤纳滤膜应用于水处理，可以降低水质硬度；去除氟化物；去除铬、铅、汞等重金属污染物；去除农药残留物；去除三氯甲烷及其中间体；去除总有机碳。80(二)过滤过滤形式池式过滤砂滤棒过滤活性炭过滤超滤膜过滤微滤膜过滤纳滤膜过滤其它：钛棒过滤、化学纤维蜂房式过滤、大孔离子吸附树脂过滤等。812.2硬水软化软饮料用水硬度<CaCO3mg/L软饮料用水在使用前都必须进行软化处理，使原水硬度下降。10082硬水软化方法石灰软化法离子交换法反渗透法电渗析法83石灰软化法水中加入化学药剂如石灰(CaO)等，可在不加热的条件下除去Ca2＋、Mg2＋，使水质达到软化的目的。石灰软化法主要包括两种方式单纯石灰法石灰－纯碱法84单纯石灰法反应原理CaO+H2O→Ca(OH)2↓Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2OCa(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2+Ca(OH)2→CaCO3↓+Mg(OH)2↓2NaHCO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+Na2CO3+2H2O本法适用于：碳酸盐含量较多，非碳酸盐硬度较低，不要求高度软化的水，或用于离子交换水处理的预处理。仅除去暂时硬度85石灰－纯碱法反应原理1)同石灰法2)纯碱反应原理CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaClMgSO4+Na2CO3→MgCO3↓+Na2SO4MgCl2+Na2CO3→MgCO3↓+2NaClMgSO4+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaSO4MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaClMgCO3+Ca(OH)2→Mg(OH)2+CaCO3↓86石灰－纯碱法对具有暂时硬度和永久硬度的水都有效，但可溶性物质如NaCl，Na2SO4增多，特别当原水中永久硬度高时纯碱不能降低原水中溶解固体的含量。因此，去除非碳酸盐硬度(永久硬度)一般采用其它方法(离子交换法、电渗析法、反渗透法等。87离子交换法离子交换法是利用离子交换树脂交换离子的能力，按需要交换水中的离子，从而使水质符合使用要求的方法。

离子交换的实质是不溶解的电解质(树脂)与溶液中的另一种电解质所进行的化学反应，即树脂上可交换离子与溶液中的同性离子的交换反应。88离子交换树脂是一种球形网状固体的高分子共聚物，不溶于酸、碱和水，但吸水膨胀。89离子交换树脂的分类90离子交换树脂的交换原理阳离子交换树脂(R-H)：水处理时，水中阳离子如K＋，Na＋，Ca2＋，Mg2＋等吸附，树脂上的H+被置换入水中。阴离子交换树脂(R-OH)：水中阴离子如SO42-，CL-，HCO3-，HSiO3-等被交换，树脂上的OH-置换到水中。91离子交换树脂的交换性能交换容量交换选择性离子交换树脂的再生92交换容量指一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量。表示方法：质量表示法和体积表示法。质量表示法：即单位质量干树脂的交换能力，以mg/g(干树脂)表示；体积表示法，即单位体积湿树脂的交换能力，以mg/mL(湿树脂)表示。

93总交换容量(又称全交换容量)：指树脂交换基团所有可交换的离子全部被交换时的交换容量，其值等于交换基团中阴(阳)离子总数。单位为mg/mL(湿树脂)或mg/g(干树脂)。工作交换容量：是指树脂在动态工作状态下的交换容量。一般只有总交换容量的60%~70%。交换容量越大，处理的水量就越大。94交换选择性离子交换树脂对水中某种离子能优先交换的性能。常温下、低浓度下，离子所带电荷越多，越容易被吸附交换；同价离子原子序数越大，则越易被吸附交换；在高浓度下，离子交换树脂的选择性消失。95树脂再生当离子树脂处理一定水量后，树脂逐渐达到饱和交换能力下降，通常称为树脂“失效”或“老化”。树脂再生前应先进行反洗，冲洗至松动无结块为止。其目的是除去停留在树脂上的杂质，并排除树脂中的气泡，以利再生。再生方式：1)顺流再生：优点是装置简单，操作方便；缺点是再生效果不理想。2)逆流再生：再生效果好，但工艺稍复杂，工厂多用此法。96反渗透法原理利用倒转渗透的原理将水净化。即向水施加压力，使水分子通过半透膜，水中其它离子被截留，从而达到除盐目的。半透膜：指一种对透过的物质具有选择性的薄膜。理想半透膜：只能通过溶剂(水)而不能透过溶质的薄膜。97反渗透的压力差为1~10MPa。淡淡98渗透：稀溶液的溶剂(水)透过半透膜进入浓溶液一侧。反渗透：是在浓溶液一侧提供比渗透压差大的压力，使浓溶液溶剂(水)被迫通过半透膜到稀溶液一侧。反渗透的作用结果是：浓溶液变得更浓，稀溶液变得更稀。99反渗透的特殊性，对膜的要求半透膜必须性质稳定，不会产生有毒物质；牢固性；有较高的选择性；具有高度的透水性。工业上常用的反渗透膜醋酸纤维素膜(CA膜)芳香聚酰胺纤维膜(PI膜)孔径只有0.0001µm的反渗透膜可有效去除水中的细菌、毒素、重金属离子等有害物质。100电渗析法电渗析法与反渗透法都属于膜分离。原理利用具有选择透过性和良好导电性的离子交换膜，在外加电场的作用下，根据同性相斥，异性相吸的原理使水中阴阳离子通过交换膜而达到净化的一项技术。交换膜的特点阴离子交换膜的固定交换基团带正电荷，因此允许阴离子通过而阻挡阳离子。阳离子交换膜的固定交换基团带负电荷，因此允许阳离子通过而阻挡阴离子。101＋－＋－＋－＋－＋－阴极水淡水浓水阴极(一)阳极(＋)原水原水阳膜阴膜阳膜阴膜阳膜阴膜阳极水极室极室淡室浓室淡室淡室浓室电渗析器工作原理示意图102电渗析器进水水质的要求1)水温4－40℃2)混浊度<2mg/L3)化学耗氧量<3mg/L4)游离余氯<0.3mg/L5)铁含量<0.3mg/L、锰含量<0.1mg/L6)非电解质杂质少1032.3水的消毒原水经混凝沉淀、过滤、软化处理后，仍有部分微生物存留在水中，特别可能残留一些致病微生物(大肠杆菌)，为了保证饮用水的卫生安全性，须进行严格消毒。常用的消毒方法氯消毒紫外线消毒臭氧消毒104氯消毒一般认为氯气的消毒作用是通过它所产生的次氯酸。Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-HOCl

→H++OCl-

HClO是中性分子可以扩散到带负电荷细菌表面，并通过细胞膜进入内部，通过氯原子的氧化作用而破坏细菌的某些酶系统，最后导致细菌死亡。OCl-的不能穿过细胞壁进入细菌内部，杀菌作用只有HClO的1/8。105几种常用氯消毒法1)漂白粉：是氯气与熟石灰作用而得到的一种复盐，它的组成比较复杂，习惯上常用氧氯化钙来表示(CaOCl2)。原理2CaOCl2＋2H2O→2Ca(OH)2+2HOCl+CaCl2

有效氯：漂白粉中与氧原子直接结合的氯。漂白粉的使用浓度：1～2%，也可以干投。106几种常用氯消毒法2)氯胺：是