軟飲料用水及水處理方式專業(yè)培訓講義

1、軟飲料用水及水處理方式專業(yè)培訓講義第一章 軟飲料用水及水處理一、自然界中水的分類1.自來水 經(jīng)適當水處理工藝處理，水質(zhì)到達國家生活飲用水標準的水。特點：水質(zhì)好且穩(wěn)定，符合生活飲用水標準；水處理簡單，費用低；水費高；Cl-含量高。 2.地表水 江河水、湖泊水、海洋水、積雪。特點： 礦物質(zhì)少，硬度低，浮游生物、雜質(zhì)多，水質(zhì)不穩(wěn)定，污染嚴重。3.地下水 泉水、井水等。特點：礦物質(zhì)多，硬度較高，雜質(zhì)少，水質(zhì)澄清，水質(zhì)穩(wěn)定 。 二、天然水中的雜質(zhì)1.懸浮物質(zhì)粒度大于200nm的大分子物質(zhì)，如泥砂等無機物、浮游生物、微生物。造成飲料的渾濁、沉淀、變色。2.膠體物質(zhì)膠體物質(zhì)的大小大致為1nm200nm、無機

2、物，如黏土和硅酸等無機膠體和腐殖質(zhì)等有機膠體。造成水及飲料的渾濁和變色。 二、天然水中的雜質(zhì)3.溶解物質(zhì) 粒度小于1nm的溶解物，包括溶解氣體、溶解鹽類。影響水的硬度、堿度、酸度及水中氣體的含量。 溶解氣體：O2、CO2、H2S、Cl2 、NH3影響飲料風味和色澤。 溶解鹽類：Ca、Mg、Na、K 鹽影響硬度和堿度，OH-、Cl- 影響水的酸度。飲料用水要求硬度A總時，水中有Ca2+、Mg2+的氯化物，OH、CO32根本不存在，水為非堿性水；當H總A總時，水中有OH、CO32，水為堿性水；當H總=A總時，水中只有Ca2+、Mg2+的碳酸氫鹽。 請在此輸入您的文本。 三、水處理水處理 對不符合軟

3、飲料用水要求的水進行水質(zhì)改進的過程。目的 除去懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)；降低硬度；排除水中的氣體；殺滅微生物；使水質(zhì)符合飲料用水標準。處理方法：澄清、過濾、軟化、脫氣、殺菌 1、澄清 通過物理和化學方法將水中的懸浮物、帶電粒子、大分子無機物、砂粒等沉降下來，獲得澄清透明水質(zhì)的過程。 混凝澄清 混凝 在水中參加某些溶解鹽類，使水中的細小懸浮物質(zhì)或膠體微?；ハ辔浇Y(jié)合成較大顆粒，從水中沉淀下來的過程。 混凝劑：常用鋁鹽和鐵鹽，如明礬、硫酸鋁、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、氯化鐵、硫酸鐵等。澄清機理：混凝劑自身溶解形成膠體，再與水中雜質(zhì)作用，以電中和或吸附的形式使雜質(zhì)凝聚成大顆粒而沉淀。本卷須知： 注意混凝劑的用

4、量； 注意水溫； 注意水的pH值； 注意及時清理沉淀； 2、過濾通過機械方法除去水中的懸浮雜質(zhì)、膠體物質(zhì)、水中的異味、顏色、鐵、錳及微生物，獲得品質(zhì)優(yōu)良的飲料用水。過濾方法： 砂濾 砂濾棒過濾 活性炭過濾 超濾 反滲透 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 鈦棒過濾器 化學纖維蜂房式過濾器 大空離子吸附樹脂過濾器 微孔膜過濾器 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 3、軟化通過物理或化學方法局部去除引起水硬度的Ca2+、Mg2+，降低水的硬度，使其到達飲料用水硬度標準。 暫時硬度 由Ca、Mg的

5、碳酸氫鹽和碳酸鹽引起，加熱可大局部除去。 永久硬度 由Ca、Mg的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽等鹽類引起，加熱不能除去。 3、軟化石灰軟化法使用石灰軟化硬水的方法稱為石灰軟化法，又稱石灰純堿軟化法，在硬水中參加消石灰，使水中的鎂生成氫氧化鎂沉淀，這樣，參加碳酸鈉使水中的鈣生成碳酸鈣而沉淀，硬水即變?yōu)檐浰ｋx子交換法 用陽離子交換劑將硬水中的Ca2+、Mg2+置換而使水得到軟化。常用陽離子為Na+、H+ 。 電滲析法 利用陰陽離子交換膜對水溶液中陰陽離子的選擇透過性，除去原水中的鹽分和提高其純度，從而降低水質(zhì)硬度并提高水的質(zhì)量。反滲透法 膜孔徑為0.00010.001m，能有效脫除無機鹽、有機物、膠體

6、、細菌及病毒等。 加熱軟化法、石灰軟化法 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 請在此輸入您的文本。 4、殺菌消毒 殺滅水中有害微生物。紫外線滅菌 微生物吸收紫外光導致DNA突變、蛋白質(zhì)變性，微生物細胞結(jié)構(gòu)發(fā)生裂變，最終導致微生物死亡。只有UV(200280nm)波段為殺菌范圍，具有殺菌能力。30w紫外燈處理水流量：地下水15 t/h噸每小時，地表水6 t/h。 請在此輸入您的文本。 臭氧滅菌 原理：臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧分解出氧原子，氧化破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)殺菌作用。臭氧首先作用于細胞膜，使膜成份受損傷而導致新陳代謝障礙

7、，繼而穿透膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解、死亡。 臭氧滅菌 參數(shù)選擇 1、消毒系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的選擇 臭氧投加量為15mg/L，接觸時間為 410min，保持0.11mg/L剩余臭氧濃度。 2、主要設(shè)備的選擇 a.臭氧發(fā)生器 臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量應(yīng)根據(jù)設(shè)計流量及臭氧投加量來確定。 W = 0.001QP W- 臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量(g/h Q- 設(shè)計水量L/h P- 臭氧投加量，一般為15 mg/L 0.001- 單位換算系數(shù) b.接觸氧化罐 接觸氧化罐的尺寸應(yīng)根據(jù)設(shè)計流量及流速來確定。 S = Q / V S- 罐體截面積m2 V- 流速,一般為810m/h Q- 罐體直徑m

8、 c.罐體高度確實定 H = Vt + 0.2 H- 罐體高度m t- 接觸時間，一般為410min 0.2 - 布水空間高度m 圖1-21 臭氧發(fā)生器 臭氧混合塔 4、殺菌消毒反滲透除菌 反滲透膜截留范圍0.0001m0.001m，截留高分子、病毒、細菌、膠體、懸浮物、無機鹽、糖、蛋白質(zhì)。 超濾除菌 0.0010.1 m的超濾膜能有效去除水中細菌等微生物，壓力0.31.0MPa千帕。氯消毒NaClO(次氯酸鈉、Ca(ClO)2次氯酸鈣在水中生成HClO次氯酸而起到殺菌作用。可用于設(shè)備和其他用水消毒。 四、水質(zhì)標準主要指標1、色度 是對天然水或處理后的各種水進行顏色定量測定時的指標。 1度1L

9、水中含有1mg鉑boPt時所產(chǎn)生的顏色。 飲料用水色度 5。2、濁度 表示水中懸浮物對光線透過時發(fā)生的阻礙程度。 1度 指1L 蒸餾水中含有1mg SiO2(二氧化硅時的濁度。 飲料用水濁度1。 3、堿度 由CO32-、HCO32-、OH- 引起，高的堿度會中和飲料 中的酸，改變飲料風味。 軟飲料用水總堿度CaCO3 50 mg/L。4、硬度 由Ca2+、Mg2+引起，硬度過高使飲料產(chǎn)生沉淀，設(shè)備 產(chǎn)生水垢，飲料用水總硬度 100mg/L(CaCO3計)。5、臭氣與異味 無機物的腥臭、腐敗臭、碳氫化合物臭、硫磺或氯臭，影響飲料香氣和滋味。飲料用水要求無臭無味。 6、微生物 影響飲料風味并導致其

10、敗壞、產(chǎn)生污垢，縮短保質(zhì)期。大腸桿菌3個/L，細菌總數(shù)100個/L，致病菌不得檢出。7、Fe、Mn含量 含量過高飲料產(chǎn)生沉淀、褪色現(xiàn)象。含量均小于0.1mg/L。8、氧氣 O2使飲料色澤、風味發(fā)生變化?？擅摎馓幚?。 五、水處理方案確實定首先對飲料生產(chǎn)用水進行采樣、檢驗，取得水質(zhì)檢驗報告。根據(jù)飲料生產(chǎn)種類，明確不同飲料對水質(zhì)的特殊要求。根據(jù)原水質(zhì)量和水質(zhì)要求的不同，選用不同的水處理方案 1、不進行軟化的水處理方案1過濾紫外線或臭氧殺菌礦泉水2預(yù)氯化凝聚沉淀過濾 終氯化3預(yù)氯化凝聚沉淀過濾活性炭過濾臭氧或氯化 2、進行軟化的水處理方案1陽離子交換陰離子交換脫氣2預(yù)處理電滲析離子交換消毒(純水制造)3砂濾陽離子交換微濾反滲透(超濾)氯化活性炭過濾4預(yù)處理微濾反滲透超濾陽離子交換除CO2 _陰離