C第二章軟飲料用水及水處理XXXX110課件

第二章軟飲料用水及水處理12/26/20221第二章軟飲料用水及水處理12/26/20221第一節(jié)軟飲料用水概述

12/26/20222第一節(jié)軟飲料用水概述

12/26/20222（一）地表水來源：地表水包括河水、江水、湖水、水庫水、池塘水、淺井水等。特點(diǎn)：水量豐富，礦物質(zhì)含量低，硬度一般為1~8mmol/L；水質(zhì)波動大；易遭受污染。一、水源的分類及特點(diǎn)12/26/20223（一）地表水一、水源的分類及特點(diǎn)12/26/20223（二）地下水

來源：深井水、泉水、自流井水等。特點(diǎn)：水質(zhì)較清，水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含量較高，一般不易遭受污染。

含鹽量為100~5000mg/L,硬度為2~10mmol/L12/26/20224（二）地下水12/26/2022412/26/2022512/26/20225來源：主要指地表水或地下水經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃幚砉に嚕|(zhì)達(dá)到要求并貯存在水塔中的水。

特點(diǎn)：水質(zhì)好且穩(wěn)定，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

使用時(shí)注意Cl－、Fe3＋含量及堿度、微生物含量（三）城市自來水12/26/20226（三）城市自來水12/26/20226二、水中的雜質(zhì)及其對飲料生產(chǎn)的影響

12/26/20227二、水中的雜質(zhì)及其對飲料生產(chǎn)的影響12/26/20227

天然水中的雜質(zhì)分三類：溶解物質(zhì)d<1nm膠體物質(zhì)1nm<d<200nm懸浮物質(zhì)d>200nm12/26/20228天然水中的雜質(zhì)分三類：溶解物質(zhì)膠體物質(zhì)懸浮物質(zhì)1、懸浮物質(zhì)

懸浮雜質(zhì)主要是泥土、砂粒之類的無機(jī)物質(zhì)、也有浮游生物及微生物等。

影響：產(chǎn)生沉淀、影響CO2的溶解、變味變質(zhì)2、膠體物質(zhì)

多為包括黏土性無機(jī)膠體和高分子有機(jī)膠體影響：無機(jī)膠體產(chǎn)生使水質(zhì)和飲料產(chǎn)生混濁，有機(jī)膠體使飲料帶色。3、溶解物質(zhì)

以分子和離子形態(tài)存在，溶解物質(zhì)主要是溶解性氣體、溶解鹽類和其他有機(jī)物

影響：影響CO2的溶解，產(chǎn)生異味，影響色澤12/26/202291、懸浮物質(zhì)懸浮雜質(zhì)主要是泥土、砂粒之類的無機(jī)物質(zhì)、也三、軟飲料用水的水質(zhì)要求

首先要符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生要求、生活飲用水水源水質(zhì)衛(wèi)生要求、集中式供水單位衛(wèi)生要求、二次供水衛(wèi)生要求、涉及生活飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品衛(wèi)生要求、水質(zhì)監(jiān)測和檢驗(yàn)方法。

其次須符合GB1079-1989《軟飲料用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

12/26/202210三、軟飲料用水的水質(zhì)要求12/26/202210項(xiàng)目名稱GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB1079-1989軟飲料用水標(biāo)準(zhǔn)濁度/度＜3＜2色度/度＜15＜5味及臭無異臭、無異味無臭無味總固形物/（mg/L）＜1000＜500總硬度（以CaCO3計(jì)（mg/L）＜450＜100鐵（以Fe計(jì)）/（mg/L）＜0.3＜0.1錳（以Mn計(jì)）/（mg/L）＜0.1＜0.1高錳酸鉀消耗量/（mg/L）＜3＜10總堿度（以CaCO3計(jì)）/（mg/L）＜50游離氯/（mg/L）0.3～0.02＜0.1細(xì)菌總數(shù)/（個(gè)/ml）＜100＜100大腸菌群/（個(gè)/L）不得檢出不得檢出致病菌不得檢出12/26/202211項(xiàng)目名稱GB5749-2006GB1079-1989濁度/度第二節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)12/26/202212第二節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)12/26/202212有機(jī)物溶解氧堿度濁度微生物臭和味硬度鐵錳離子水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)12/26/202213有機(jī)物溶解氧堿度濁度微生物臭和味硬度鐵錳離子水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)一、濁度

定義：濁度又稱混濁度，表示水中懸浮物對光線透過時(shí)的阻礙程度。一般將1L蒸餾水中含有1mgSiO2時(shí)的濁度規(guī)定為1度。

成因：原水中所含的雜質(zhì)是發(fā)生水混濁的主要原因，導(dǎo)致水混濁的主要雜質(zhì)是懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)。季節(jié)和供水途徑的變化，都有可能因原水中所含雜質(zhì)而產(chǎn)生混濁現(xiàn)象。

12/26/202214一、濁度12/26/202214

影響：濁度高時(shí)，能保護(hù)微生物免受消毒作用，同時(shí)能刺激細(xì)菌的繁殖。因此在水消毒過程中，濁度低時(shí)才能保證其消毒效果。會使人感到厭惡。

措施：飲料廠必須注意原水的濁度變化，同時(shí)根據(jù)水質(zhì)情況，采用凝聚、沉降或過濾、氯化等方法去除雜質(zhì)。12/26/20221512/26/202215二、臭和味：要求：軟飲料用水應(yīng)當(dāng)無臭和無味。成因：a水臭的產(chǎn)生主要是有機(jī)物的存在，某些水臭是生物活性增加的表現(xiàn)，有些則是工業(yè)污染造成的。b水的異味主要是來自無機(jī)物。c氯化過程出現(xiàn)余氯氣味d硫磺、甲烷等物質(zhì)使水產(chǎn)生異味。12/26/202216二、臭和味：12/26/202216影響：

a影響飲料的滋味和氣味。b有時(shí)促使飲料產(chǎn)生沉淀。措施：進(jìn)行脫臭和除味處理。由氣體引起的可采取脫氣方式，由還原物質(zhì)引起的用氯和臭氧進(jìn)行氧化。由金屬離子引起的可采用離子交換等方法處理?；钚蕴课绞切兄行У姆椒?。12/26/20221712/26/202217三、硬度

定義：水的硬度是指水對于肥皂的離子沉淀能力。

成因：水的硬度是由多價(jià)金屬離子，主要是水中可溶性的鈣和鎂的量決定的。溶有較多Ca2＋和Mg2＋的水叫做硬水。相反，只溶有少量或不含Ca2＋和Mg2＋的水叫做軟水。

12/26/202218三、硬度12/26/202218硬度的分類：分為碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）、非碳酸鹽硬度（永久硬度）

碳酸鹽硬度主要是由鈣鎂的碳酸鹽和重碳酸鹽產(chǎn)生的硬度。其中的重碳酸鹽經(jīng)煮沸可以分解為溶解性很小的碳酸鹽，成為沉淀而從水中除去，故又成為暫時(shí)硬度。

Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2Mg(OH)2+2CO2

非碳酸鹽硬度硬度主要是指鈣鎂的硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物。一般在煮沸時(shí)不會析出，故而又被成為永久硬度。

總硬度＝暫時(shí)硬度＋永久硬度12/26/202219硬度的分類：12/26/202219影響：a硬度過高，容易產(chǎn)生碳酸鈣和有機(jī)酸鈣沉淀b影響飲料的滋味c加熱時(shí)，形成水垢沉淀物，影響工藝傳熱和設(shè)備清洗。措施：進(jìn)行軟化處理。采用石灰軟化、離子交換、反滲透(RO)、電滲析等。12/26/202220影響：12/26/202220計(jì)量方法：通常以相當(dāng)于1L水中含有的CaCO3或CaO的毫克數(shù)來表示。德國度-1度相當(dāng)于1L水中含有10mgCaO;英國度-1度相當(dāng)于0.7L水中含有10mgCaCO3;法國度-1度相當(dāng)于1L水中含有10mgCaCO3。我國的法定計(jì)量單位為mmol/L表示。范圍劃分：以德國度表示的軟硬水范圍0～4dH為特軟水；4～8dH軟水；8～15dH為中等硬度水；16～30dH為硬水；大于30dH為特硬水。飲料生產(chǎn)及設(shè)備清洗對水的硬度要求有區(qū)別。12/26/202221計(jì)量方法：通常以相當(dāng)于1L水中含有的CaCO3或CaO的毫克四、堿度定義：水的堿度是指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和反應(yīng)的物質(zhì)的總量，以mmol/L為單位。分類：水中的堿性物質(zhì)有NaOH、Ca(OH)2、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等構(gòu)成。

根據(jù)成分物質(zhì)可分為三大類，即重碳酸鹽堿度（HCO3-）、碳酸鹽堿度（CO32-）和氫氧化物堿度（OH-）。水中這三類離子的總量為總堿度（以碳酸鈣計(jì)量時(shí)，和暫時(shí)硬度值相吻合）。12/26/202222四、堿度12/26/202222影響：a與金屬離子形成水垢b消耗飲料的有機(jī)酸，影響糖酸比c影響CO2的溶解量d改變pH，容易滋生微生物f生產(chǎn)果汁型碳酸飲料時(shí)，與果汁中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，形成沉淀。措施：一般在設(shè)計(jì)產(chǎn)品配方時(shí)，采取多加酸的方法來保證產(chǎn)品質(zhì)量。12/26/20222312/26/202223五、鐵、錳含量鐵的存在形式及特點(diǎn)：鐵錳在地表水中的含量極低，主要含于地下水中。鐵一般以無色重碳酸鹽的形式存在于地下水中。地下水被開采后，F(xiàn)e2+離子就被氧化成為Fe3+，容易形成Fe(OH)3的沉淀。Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓

影響：a大量鐵的沉淀會使水呈現(xiàn)令人厭惡的紅棕色，并導(dǎo)致沉淀、著色或褪色。b當(dāng)水中的鐵的濃度超過0.3mg/L時(shí)，會損害飲料的風(fēng)味，c鐵含量多的水還容易生長微生物，使水產(chǎn)生臭氣。由于鐵對飲料，特別是對果蔬汁飲料的影響，有必要限制水中鐵的含量，為此，規(guī)定飲料用水中鐵的含量必須低于0.1mg/L。措施：鐵含量高的水可用暴氣和過濾,或凝聚沉淀過濾、離子交換等方法處理。12/26/202224五、鐵、錳含量12/26/202224錳在水中的存在狀況：存在形式與鐵極為相似，常與鐵共存，但其含量一般比較低。錳含量為0.3mg/L左右的水，有時(shí)會由于氯化作用呈現(xiàn)淡褐色。錳的影響：較高濃度錳也會使飲料風(fēng)味不良，和鐵一樣，錳的存在可導(dǎo)致水中沉淀物的產(chǎn)生。12/26/202225錳在水中的存在狀況：存在形式與鐵極為相似，常與鐵共存，但六、有機(jī)物種類：分為一般有機(jī)物和有機(jī)污染物國際飲用水標(biāo)準(zhǔn)對有機(jī)污染物評價(jià)時(shí)，一般應(yīng)符合的條件：1、具有足夠證據(jù)表明該物質(zhì)能引起急性或慢性疾病。2、已知該物質(zhì)在水中含有相當(dāng)?shù)臐舛取?、該物質(zhì)能在水中較為經(jīng)常地檢出。4、具有能用于監(jiān)測和控制目的的分析方法5、該物質(zhì)濃度可以進(jìn)行控制。

[分析方法]

[水中的濃度][較為經(jīng)常檢出]

[毒理證據(jù)]

[控制濃度]12/26/202226六、有機(jī)物12/26/202226影響：飲用水中存在有機(jī)物，會導(dǎo)致碳酸飲料的充氣困難，并產(chǎn)生異味、沉淀等現(xiàn)象。措施：去除水中有機(jī)物的方法可用氯化或組合采用凝聚、沉淀、過濾等方法。12/26/20222712/26/202227七、溶解氧影響：a水中溶解的氧會對包括鐵錳銅以及含有氮和硫的化合物進(jìn)行氧化—還原反應(yīng)，這種反應(yīng)會加速各類飲料品質(zhì)的劣變。b營養(yǎng)成分損失，脂肪氧化，Vc損失。c發(fā)生酶促褐變d同時(shí)，氧氣等氣體的存在還會影響碳酸飲料中CO2的溶解量，并產(chǎn)生異味。措施：必要時(shí)需進(jìn)行水的脫氣處理。12/26/202228七、溶解氧12/26/202228八、微生物水中微生物指示菌：主要指示菌是大腸菌群或大腸菌總數(shù)。輔助性指示菌還有類鏈球菌和亞硫酸鹽還原梭狀菌等。飲用水微生物要求：理想的飲用水不應(yīng)含有已知的任何致病微生物，也應(yīng)沒有標(biāo)志糞便污染的細(xì)菌。12/26/202229八、微生物12/26/202229影響：a水中的微生物會影響飲料的質(zhì)量，產(chǎn)生絮狀沉淀。b有害的微生物影響飲料的風(fēng)味c有時(shí)還會導(dǎo)致飲料的變質(zhì)敗壞。措施：水中的微生物可以通過適當(dāng)水處理，包括凝聚、沉淀、過濾和消毒加以去除。微生物的滅菌以氯處理最為有效，而且簡便。在現(xiàn)代飲料生產(chǎn)中還經(jīng)常使用紫外線滅菌、臭氧滅菌和過濾除菌。12/26/20223012/26/202230

從感官方面綜合分析，如果水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，會對飲料產(chǎn)生哪些影響?Question12/26/202231從感官方面綜合分析，如果水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要

第三節(jié)水處理方法12/26/202232第三節(jié)水處理方法12/2水處理的目的a保持水質(zhì)的穩(wěn)定性和均一性b去除水中的懸浮物及膠體等雜質(zhì)c去除有機(jī)物，以消除異臭、異味和脫色d將水的堿度降至規(guī)定的限度以下e去除微生物，使微生物指標(biāo)符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)f去除鐵錳化合物和溶解于水中的氣體g降低硬度。12/26/202233水處理的目的12/26/202233水處理的總體工藝流程

原水→凈化（澄清、過濾）→軟化→消毒→成品水12/26/202234水處理的總體工藝流程12/26/202234一、混凝沉淀（澄清）水中所含的膠體物質(zhì)在水中能保持懸浮或分散不沉淀的原因是因?yàn)槟z體微粒帶有相同的電荷，產(chǎn)生靜電斥力的緣故，加混凝劑中和膠粒表面所帶的電荷，從而促使其相互聚集，由小顆粒變成大顆粒，發(fā)生沉淀，達(dá)到使水澄清的目的。與此同時(shí)，由于加入的某些混凝劑形成的膠體吸附能力很強(qiáng)，可以吸附水中的膠體和懸浮物，隨之凝聚成粗大絮狀物而沉降，使水澄清。

12/26/202235一、混凝沉淀（澄清）12/26/202235水中膠體顆?？煞譃樵魉陀H水兩大類水中黏土等無機(jī)物屬于憎水性膠體，有機(jī)物如蛋白質(zhì)、淀粉和膠質(zhì)等屬于親水性膠體。

膠體表面是帶電的，其中黏土、細(xì)菌、病毒等均帶負(fù)電，氫氧化鋁、氫氧化鐵等的微晶體都是帶正電的膠體。12/26/202236水中膠體顆粒可分為憎水和親水兩大類12/26/20223612/26/20223712/26/202237混凝劑A明礬［KAl2(SO4)2]·12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O它是一種復(fù)鹽。在水中Al2(SO4)3發(fā)生水解作用生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體帶正電荷，而天然水中的膠體物質(zhì)大都帶負(fù)電荷，因此，兩者發(fā)生電性中和作用。同時(shí)，氫氧化鋁的膠體又能吸附水中的自然膠體和懸浮物，在中和與吸附的共同作用下，水中的膠體微粒逐漸凝聚成大的絮狀物沉淀下來，在沉淀過程中，水逐漸變得澄清透明。

12/26/202238混凝劑12/26/20223812/26/20223912/26/202239明礬使用的注意事項(xiàng)水的pH值水溫?cái)嚢枰话阋蟠幚硭膒H為6.5-7.5；一般要求水溫25-35℃；當(dāng)溫度高于40℃生成的絮凝物細(xì)小，不利于沉淀剛加入混凝劑時(shí)應(yīng)快速攪拌,然后降低速度12/26/202240明礬使用的注意事項(xiàng)水的pH值水溫?cái)嚢枰话阋蟠幚硭膒H為明礬的加入量一般為0.001％-0.02％，為了加速混凝，加入前需把明礬塊弄碎，并在加入后用木棒攪1-2min。12/26/202241明礬的加入量12/26/202241B硫酸鋁Al2(SO4)3

作用原理類似于明礬，但其是強(qiáng)酸弱堿鹽，使用時(shí)須加入生石灰等堿性物質(zhì)調(diào)整pH。12/26/202242B硫酸鋁Al2(SO4)312/26/202242C堿式氯化鋁

堿式氯化鋁（PAC）又稱羥基氯化鋁或聚合氯化鋁，其分子式為[Al2(OH)nCl6-n]m。其中n＝１~5，ｍ＜＝10。精品為白色或黃色固體，也有無色或黃褐色的透明液體。

堿式氯化鋁是一種新型的混劑。在水中由于羥基的架橋作用而和鋁離子生成多核絡(luò)合物，并帶有大量正電荷，能有效地吸附水中帶有負(fù)電荷的膠粒，電荷彼此被中和，因而與吸附的污物在一起形成大的聚體而沉淀除去。另外它還有較強(qiáng)的架橋吸附性能，不僅能除去水中懸浮物，還能使微生物吸附沉淀12/26/202243C堿式氯化鋁

12/26/202243

12/26/20224412/26/202244D鐵鹽

常用的是硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，另外也用氯化鐵(FeCl3·6H2O)和硫酸鐵。鐵鹽在水中與碳酸氫鹽作用，產(chǎn)生了Fe(OH)2膠體，然后氧化生成Fe(OH)3，再利用膠體微粒的電中和作用和吸附作用，沉淀水中的雜質(zhì)微粒，從而使水澄清。

12/26/202245D鐵鹽

12/26/202245綠礬作為混凝劑的特點(diǎn):①待處理水的pH偏高時(shí),對綠礬的混凝作用影響不大;②沉降速度比氫氧化鋁絮凝物快;③水溫對Fe(OH)3影響不大使用12/26/202246綠礬作為混凝劑的特點(diǎn):12/26/202246鐵鹽使用時(shí)的注意事項(xiàng)②①Fe(OH)2氧化產(chǎn)生Fe(OH)3的反應(yīng)在pH值＞8.0時(shí)才能完成，故水處理時(shí)需要加石灰去除水中CO2。每投加１mg/LFeSO4，需要加0.37mg/L的CaO。用FeSO4·7H2O時(shí)有效劑量一般為14-70mg/l③pH值＞６時(shí)，鐵離子與水中腐植酸生成不沉淀的有色化合物，所以鐵鹽不適合含有機(jī)物多的水質(zhì)。12/26/202247鐵鹽使用時(shí)的注意事項(xiàng)②①Fe(OH)2氧化產(chǎn)生Fe(OH)32、助凝劑

1）酸、堿類

2）大分子和高分子材料類

3）氧化劑類

12/26/2022482、助凝劑12/26/2022481

—強(qiáng)制出水槽;2

—側(cè)板;3—濃縮室;4—排泥管;5

—泄水管;6

—進(jìn)水管;7

—反應(yīng)罩;8

—第二反應(yīng)室;9

—池體;10

—出水槽

懸浮澄清池12/26/202249懸浮澄清池12/26/2022491

—排泥及放空口;2

—第一反應(yīng)室;3

—排泥及取樣口;4

—隔板;5

—分離室;6

—清水出口;7—集水槽;8,12

—投藥管;9

—第二反應(yīng)室;10

—傳動裝置;11

—攪拌器;13

—三角形配水槽;14

—池體;15

—原水進(jìn)口快速澄清池12/26/2022501—排泥及放空口;2—第一反應(yīng)室;3—排泥及取樣口;44.確定混凝沉淀?xiàng)l件時(shí)，需考慮事項(xiàng)

a原水的狀況，包括水的溫度、pH及其他物理、化學(xué)性質(zhì)；

b混凝劑的性狀及添加量c助凝劑的性狀及添加量d混凝沉淀的裝置e混凝沉淀工藝，包括混凝劑、助凝劑的添加順序、攪拌強(qiáng)度及時(shí)間等。12/26/2022514.確定混凝沉淀?xiàng)l件時(shí)，需考慮事項(xiàng)12/26/202251二、水的過濾（一）

過濾原理及工藝過程1.過濾原理原水通過一種多孔性介質(zhì)及由介質(zhì)組成的具有孔隙結(jié)構(gòu)的濾層時(shí)，水中一些懸浮物、膠體雜質(zhì)等被截留在孔口或孔隙以及介質(zhì)的表面上，從而使原水得到凈化，這一過程稱為水的過濾。

過濾過程是一系列不同過程的綜合，包括阻力截留（篩濾）、重力沉降和接觸凝聚。

12/26/202252二、水的過濾12/26/20225（１）阻力截留（２）重力沉降（３）接觸凝聚

三種作用在同一過濾系統(tǒng)中是同時(shí)產(chǎn)生的。一般來說，接觸凝聚和重力沉降是發(fā)生在濾料深層的過濾作用，而阻力截留主要發(fā)生在濾料表層12/26/202253（１）阻力截留三種作用在同一過濾系統(tǒng)中是同時(shí)產(chǎn)２、過濾的工藝過程

過濾過程過濾沖洗生產(chǎn)清水濾料再生方法反沖12/26/202254２、過濾的工藝過程

過濾過程過濾沖洗生產(chǎn)3、過濾介質(zhì)滿足的條件a足夠的化學(xué)穩(wěn)定性b足夠的機(jī)械強(qiáng)度c過濾時(shí)不溶于水d不產(chǎn)生有毒和有害物質(zhì)e需要有適宜的級配和足夠的孔隙率

12/26/2022553、過濾介質(zhì)滿足的條件12/26/202255（二）池式過濾

1、定義過濾介質(zhì)填于池中的過濾形式。池式過濾濾料的粒徑大小及形狀是決定去除雜質(zhì)效果的關(guān)鍵因素之一，這種過濾需要有適宜的級配和足夠的孔隙率12/26/202256（二）池式過濾12/26/202256

所謂級配，就是濾料粒徑的范圍及在此范圍內(nèi)各種粒徑的數(shù)量比例。

所謂濾料層的孔隙率，是指濾料的孔隙體積和整個(gè)濾層體積的比例。石英砂濾料的孔隙率為0.42左右，無煙煤濾料的孔隙率為0.5~0.6左右。12/26/202257所謂級配，就是濾料粒徑的范圍及在此范圍內(nèi)各種粒徑的12/26/20225812/26/202258通常用d10、d80和Ｋ作為控制指標(biāo)。

Ｋ＝d80/d10

式中

Ｋ―不均勻系數(shù)

d80―80%濾料通過的篩孔直徑

d10―10%濾料通過的篩孔直徑

Ｋ越大，則粗細(xì)顆粒差別越大。Ｋ過大，各種粒徑濾料互相摻雜，降低了孔隙率，對過濾不利。另一方面反沖時(shí)，過大的顆?？赡軟_不動，而過小的顆?？赡茈S水流失。我國規(guī)定，普通快濾池Ｋ＝2~2.2。

12/26/202259通常用d10、d80和Ｋ作為控制指標(biāo)。

２、濾料層的結(jié)構(gòu)

良好的濾料層結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足下列要求：

（１）含污能力大。

（２）產(chǎn)水能力高。12/26/202260２、濾料層的結(jié)構(gòu)

12/26/202260

過濾時(shí)水流方向多采用從上到下的下向流，這樣可以保持較大的過濾速度及較好的反沖效果。在下向流條件下，有兩種截然不同的濾料結(jié)構(gòu):濾料粒徑上細(xì)下粗，濾料粒徑上粗下細(xì).12/26/202261過濾時(shí)水流方向多采用從上到下的下向流理想的濾料層結(jié)構(gòu)是粒徑沿水流方向逐漸減小。但是，就單一濾料而言，要達(dá)到使粒徑上粗下細(xì)的結(jié)構(gòu)，實(shí)際上是不可能的。因?yàn)樵诜礇_洗時(shí)，整個(gè)濾層處于懸浮狀態(tài)，粒徑大重量大，懸浮于下層，粒徑小者重量小，懸浮于上層。反沖洗停止后，濾料自然形成上細(xì)下粗的分層結(jié)構(gòu)。

為了改善料的性能，設(shè)計(jì)了采用兩種或多種濾料，造成具有孔隙上大下小特征的濾料層。例如砂濾層上鋪一層比重輕而粒徑大的無煙煤濾層，這種結(jié)構(gòu)稱雙層濾池。

12/26/202262理想的濾料層結(jié)構(gòu)是粒徑沿水流方向逐漸減小。12/26/20226312/26/202263

雙層濾池中，上層無煙煤密度為1.4~1.7，

粒徑選用0.8~1.8mm左右，

下層石英砂的密度為2.55~2.65，

粒徑選用0.5~1.2mm，

12/26/202264雙層濾池中，12/26/20226412/26/20226512/26/202265３、墊層

為了防止過濾時(shí)濾料進(jìn)入配水系統(tǒng)，以及沖洗時(shí)能均勻布水，在濾料層和配水系統(tǒng)之間設(shè)置墊層（承托層）。墊層必須滿足下列要求：

（１）在高速水流反沖洗的情況下應(yīng)保持不被沖動；（２）要形成均勻的孔隙以保證沖洗水的均勻分布。

（３）材料堅(jiān)固，不溶于水。12/26/202266３、墊層

12/26/202266

無煙煤細(xì)砂中砂粗砂小卵石大卵石濾料層墊層12/26/202267濾料層墊層12/26/202267舉例：墊層由上而下分為四層，具體規(guī)格見表層次(自上而下)粒徑(毫米)

厚度(mm)１２３４2~44~88~1616~3210010010015012/26/202268舉例：墊層由上而下分為四層，具體規(guī)格見表層次4、池式過濾分類快速過濾過濾速度一般為5m/h。快速過濾主要除去懸浮物,對于離子、膠體及微生物不能完全除去。慢速過濾過濾速度為2.5~5m/d,此法可除去水中懸浮物、膠體及大部分微生物,而且能改善水的味道。12/26/2022694、池式過濾分類12/26/2022695、沖洗超聲波擾動機(jī)械擾動水力表面沖洗壓縮空氣反沖逆流水力沖洗沖洗方法Contents2影響沖洗效果的因素：沖洗強(qiáng)度；沖洗強(qiáng)度過小，雜質(zhì)不能剝離；強(qiáng)度過大，濾料層膨脹過度，減少了在反沖過程中互相碰撞的機(jī)會，還會造成細(xì)小粒料的流失和沖洗水的浪費(fèi)等。有時(shí)截留的聚凝物和表面濾料在反沖洗時(shí)形成“泥球”，在這種情況下，必須進(jìn)行有效的輔助沖洗：表面沖洗、空氣沖洗和機(jī)械沖洗。12/26/2022705、沖洗超聲波擾動機(jī)械擾動水力表面沖洗壓縮空氣反沖逆流水力沖（三）砂濾棒過濾器

1、基本原理

砂濾棒又名砂芯，采用細(xì)微顆粒硅藻土和骨灰等可燃性物質(zhì)，在高溫下焙燒，使其溶化，可燃性物質(zhì)變?yōu)闅怏w逸散，形成直徑160~410nm的小孔，待處理水在外壓作用下，通過砂濾的微小孔隙，水中存在的少量有機(jī)物及微生物被微孔附截留在砂濾棒表面。濾出的水，可達(dá)到基本無菌。

12/26/202271（三）砂濾棒過濾器

12/26/2022712.砂濾棒過濾器結(jié)構(gòu)

砂濾棒過濾器外殼是用鋁合金鑄成鍋形的密封容器，分上下兩層，中間以隔板隔開，隔板上（或下）為待濾水，隔板下（或上）為砂濾水，容器內(nèi)安裝一至數(shù)十根砂濾棒。

12/26/2022722.砂濾棒過濾器結(jié)構(gòu)12/26/20227212/26/20227312/26/2022733、使用中應(yīng)注意問題（1）因?yàn)槭羌訅哼^濾,使用時(shí)不能超過正常操作壓力。（2）砂濾棒使用一段時(shí)間后，進(jìn)行清洗（3）砂濾棒在使用前均需消毒處理。12/26/2022743、使用中應(yīng)注意問題12/26/202274

國產(chǎn)砂芯過濾器的規(guī)格

型號

規(guī)格

砂芯根數(shù)壓強(qiáng)2Kg/cm2高*直徑*厚度（根）流量Kg/h101型800×500×20191500106型450×320×1012800112型400×300×10660012/26/202275國產(chǎn)砂芯過濾器的規(guī)格型號 （四）活性炭過濾（1）具有多孔性，比表面積達(dá)到500～1000m2/g，可以通過吸附去除各種雜質(zhì)。（2）去除余氯時(shí)，物理吸附和化學(xué)反應(yīng)吸附都有發(fā)生。

12/26/202276 （四）活性炭過濾12/26/20227663-86%的膠體物質(zhì)50%左右的鐵；47-60%的有機(jī)物；95%左右的細(xì)菌；97%左右的大腸菌群?；钚蕴靠沙?2/26/20227763-86%的膠體物質(zhì)活性炭可除去12/26/202277C12+H2O→HCl+[O]C*+[O]→CO2或氧化有機(jī)物C12+H2O+C*→HOCl+H++ClˉC*+mHOCl→COm+mH++mClˉ式中：C*為活性炭;m=1~2。12/26/202278C12+H2O→HCl+[O]12/26/202278(五)其他過濾裝置①鈦棒過濾器②化學(xué)纖維蜂房式過濾器③大孔離子吸附樹脂過濾器12/26/202279(五)其他過濾裝置12/26/202279三、水的軟化（一）石灰軟化

適用于碳酸鹽硬度較高，非碳酸鹽硬度較低，不需高度軟化的原水，也可用于離子交換水處理的預(yù)處理。

12/26/202280三、水的軟化12/26/2022801、石灰軟化的有關(guān)反應(yīng)

將生石灰CaO配制成石灰乳：

CaO+H2O→Ca(OH)2

用石灰乳除去水中重碳酸鈣Ca(HCO3)2

、重碳酸鎂Mg(HCO3)2和CO2。

12/26/2022811、石灰軟化的有關(guān)反應(yīng)12/26/202281

CO2+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)

12/26/202282CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O

反應(yīng)(a)先去除水中的CO2，CO2去除后才完成(b)→(d)軟化反應(yīng)，不然水中CO2會和CaCO3、Mg(OH)2這些沉淀物重新化合，會再產(chǎn)生碳酸鹽硬度，反應(yīng)如下：

Ca(CO3)2+H2O+CO2→Ca(HCO3)2

Mg(OH)2+CO2→MgCO3+H2OMg(CO3)2+H2O+CO2→Mg(HCO3)2

反應(yīng)式(e)是當(dāng)水中的堿度大于硬度時(shí)才出現(xiàn)的。如果化合物NaHCO3中的HCO3－沒有被除去，這部分HCO3－仍然會和Ca++和Mg++生成碳酸鹽硬度,反應(yīng)(b)~(d)仍然不能完成。12/26/202283反應(yīng)(a)先去除水中的CO2，CO2去除與以上反應(yīng)同時(shí)還生產(chǎn)下述反應(yīng)４Fe(HCO3)2+8Ca(OH)2+O2

→4Fe(OH)3↓+8CaCO3+6H2OFe2(SO4)3+3Ca(OH)2→

2Fe(OH)3+3CaSO4

H2SiO3+Ca(OH)2→CaSiO3+2H2O

mH2SiO3+nMg(OH)2→

nMg(OH)2.mH2SiO3。12/26/202284與以上反應(yīng)同時(shí)還生產(chǎn)下述反應(yīng)。12/26/2022842、軟化方法

A間歇法

需軟化的水，注入圓柱形錐底容器內(nèi)，加入所需的石灰乳溶液，同時(shí)用壓縮空氣充分?jǐn)嚢?0~20分鐘，靜置沉淀4~5小時(shí)，在容器上部引出處理水，在錐底部排出沉淀。此法簡單，石灰添加量容易控制，但處理時(shí)間長。B連續(xù)法是石灰乳按原水流量連續(xù)添加，經(jīng)攪拌、澄清、過濾等一系列處理連續(xù)出水。

12/26/2022852、軟化方法12/26/2022853、石灰添加量

軟化時(shí)石灰添加量按下式計(jì)算：

G=28×D(H暫+HMg+CO2+0.35)(kg/h)

103×Ｋ

式中：

Ｇ―石灰消耗量，kg/h

D―軟化水量，t/h

H暫―原水的暫時(shí)硬度毫克當(dāng)量／l

HMg―原水的鎂硬度毫克當(dāng)量／l

CO2―原水中游離的CO2量，毫克當(dāng)量／l

0.35―石灰過剩量

Ｋ―工業(yè)用石灰純度，一般為60~80%

28―CaO的當(dāng)量

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每降低1m3水中暫時(shí)硬度１度，需加純CaO10g，每降低1m3水中CO2的濃度為1mg/l時(shí)，需加純CaO1.27g。

12/26/2022863、石灰添加量

軟化時(shí)石灰添加量按下式計(jì)算：

G=4、石灰軟化后的水質(zhì)

經(jīng)石灰處理后，水中暫時(shí)硬度大部被除掉，殘余暫時(shí)硬度可降至0.2~0.4mmol／l；殘余堿度降至0.4~0.6mmol／l；有機(jī)物除去25%；硅酸化合物降低30~35%；原水中鐵殘留量小于0.1mg/l12/26/2022874、石灰軟化后的水質(zhì)

12/26/202287（二）、離子交換法

離子交換法即用離子交換劑，把原水中人們所不需要的離子暫時(shí)占有，然后再將它釋放再生液中，使水得到軟化。

12/26/202288（二）、離子交換法12/26/2022882、離子交換樹脂的分類一般常用的離子交換樹脂，按其所帶功能基團(tuán)的性質(zhì)，通常分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。

離子交換樹脂本體中帶有酸性交換基團(tuán)（如－SO3H，－COOH）的稱陽離子交換樹脂。即在交換過程中，能與陽離子進(jìn)行交換者。離子交換樹脂本體中帶有堿性交換基團(tuán)（如N+(CH3)3OH）的稱陰離子交換樹脂。12/26/2022892、離子交換樹脂的分類12/26/2022893、離子交換樹脂的選擇原則

①、選擇大容量、高強(qiáng)度的樹脂②、根據(jù)原水中需要除去離子的種類選擇

12/26/2022903、離子交換樹脂的選擇原則12/26/2022904、離子交換樹脂軟化水的原理

陽樹脂:

RSO3H→RSO3－＋H＋

陰樹脂：

R4NOH→R4N++OH－

若原水中含有K+、Na+、Ca++、Mg++等陽離子時(shí)，當(dāng)原水通過陽樹脂層時(shí)，水中陽離子被吸附，樹脂上的陽離子H+被置換到水中：

RSO3－H++Na+→RSO3Na+H+

若原水中含有SO4－、Cl－、HCO3－、HＳiO3－等陰離子時(shí)，水中陰離子被吸附，樹脂上的陰離子OH－置換到水中：

R≡N+OH－+Cl－→R≡NCl+OH－12/26/2022914、離子交換樹脂軟化水的原理

陽樹脂:

5、離子交換樹脂的處理、轉(zhuǎn)型及再生

（1）新樹脂的處理及轉(zhuǎn)型

新樹脂往往混有可溶性的低聚物及夾雜在樹脂中間的懸浮物質(zhì)，影響樹脂的交換反應(yīng)。因此，新樹脂在使用前必須進(jìn)行預(yù)處理。市售的陽樹脂多為Na型，陰樹脂多為Cl型，需分別用酸堿處理，將陽樹脂轉(zhuǎn)為H型，陰樹脂轉(zhuǎn)為OH型。轉(zhuǎn)型處理后的陽、陰樹脂裝柱，要求樹脂間沒有氣泡，樹脂量一般為柱容量的3/4。12/26/2022925、離子交換樹脂的處理、轉(zhuǎn)型及再生

12/26/202292（2）離子交換樹脂的再生

離子交換樹脂處理一定水量后，交換能力下降，通稱為樹脂“失效”或“老化”。須進(jìn)行再生，其機(jī)理是水處理的逆反應(yīng)。

用樹脂重量2~3倍的5~7%HCl處理陽樹脂，用2~3倍的5~8%NaOH溶液處理陰樹脂。然后用去離子水分別洗至pH值為3.0~4.0和8.0~9.0，使樹脂重新轉(zhuǎn)變?yōu)镠型和OH型。再生液應(yīng)適當(dāng)加溫（不得超過50℃），再生效果更好。

樹脂再生前應(yīng)先進(jìn)行反洗，沖洗至松動無結(jié)塊為止。其目的是除去停留在樹脂上的雜質(zhì)，并排除樹脂中的氣泡，以利再生。12/26/202293（2）離子交換樹脂的再生

12/26/202293

一種再生方法稱順流再生，即再生液由交換器上部進(jìn)入，下部流出，其流向和運(yùn)行時(shí)水的流向相同。這種再生方法的優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單，操作方便；缺點(diǎn)是再生效果不理想。另一種是逆流再生，即再生液的流向和運(yùn)行水和流向相反。出水的水質(zhì)比較好，但工藝稍復(fù)雜12/26/202294一種再生方法稱順流再生，即再生液由交換器上部進(jìn)（三）、反滲透

1、原理滲透12/26/202295（三）、反滲透12/26/202295

半滲透12/26/202296半滲透12/26反滲透12/26/202297反滲透12/26/2022972、反滲透膜的脫鹽機(jī)理

１）氫鍵理論

醋酸纖維素是一種具有高度矩陣結(jié)構(gòu)的聚合物，鹽水中的水分子能與纖維膜上的極性基團(tuán)（如羰基等）形成氫鍵。在反滲透壓力作用下，以氫鍵結(jié)合進(jìn)入膜內(nèi)的水分子由第一個(gè)氫鍵位置斷裂而轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位置形成另一個(gè)氫鍵，這些水分子通過一連串的氫鍵形成一斷開過程，依次從一個(gè)極性基團(tuán)移到下一個(gè)極性基團(tuán)，直至離開表面層，進(jìn)入膜的多孔層。這就是脫鹽淡水的形成過程。12/26/2022982、反滲透膜的脫鹽機(jī)理

12/26/20229２）選擇吸附-毛細(xì)管流

膜是由含有適當(dāng)親水活性基團(tuán)的多孔材料組成。在鹽溶液中，膜表面有選擇性吸附能力，即吸附水分子而排斥鹽分子。這樣就在膜和溶液界面上形成了一個(gè)純水層，在反滲透壓力推動下，此水層的純水通過膜的毛細(xì)作用而連續(xù)不斷地流出。12/26/202299２）選擇吸附-毛細(xì)管流12/26/202299

3、反滲透器的工藝流程通常采用一級或二級反滲透。一級是通過一次反滲透就能達(dá)到水質(zhì)要求。二級則是需要通過二次反滲透才能達(dá)到水質(zhì)要求。此外還有多級法反滲透脫鹽，但比較少用。

12/26/20221003、反滲透器的工藝流程通常采用一級或二級反滲透。一12/26/202210112/26/20221014、在運(yùn)行過程中，由于水不斷地透過膜，而水中所含的懸浮物、微生物、有機(jī)物等雜質(zhì)易在膜表面結(jié)一層薄垢，影響膜的透水性能及操作壓力，因而對原水要進(jìn)行預(yù)處理，如過濾、石灰軟化或在水中添加檸檬酸、酒石酸來防止鐵鹽、碳酸鹽等結(jié)垢的形成。12/26/20221024、在運(yùn)行過程中，由于水不斷地透過膜，而水中所含的懸浮物、微（四）、電滲析法

電滲析是在外加直流電場的作用下，利用陰膜和陽膜的選擇透過性，使一部分離子透過離子交換膜遷移到另一部分水中去，從而使一部分水淡化，另一部分水濃縮。12/26/2022103（四）、電滲析法12/26/202210312/26/202210412/26/202210412/26/202210512/26/2022105

電滲析器通電以后，兩端的電極表面上還有電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。以含NaCl水溶液為例。反應(yīng)如下：

在陽極在陰極12/26/2022106電滲析器通電以后，兩端的電極表面上還有電化學(xué)反應(yīng)

目前常用的陽離子交換膜為磺酸基型，結(jié)構(gòu)式為R-SO3--H+，在水中離解成R-SO3-，帶負(fù)電荷，吸收水中的正離子，并讓其通過該膜，而阻止負(fù)離子通過。

陰離子為季胺基型，即R-N+(CH3)3-OH-，在水中離解成R-N(CH3)3+，帶正電荷，吸收水中的負(fù)離子并讓其通過，而阻止正離子通過該膜。

12/26/202210712/26/2022107

電滲析器12/26/2022108電滲析器12/26/2022108對原水要求①混濁度宜小于1mg/L,以免雜質(zhì)影響膜的壽命;②化學(xué)耗氧量不得超過3mg/L,以避免水中有機(jī)物對膜的污染;③游離性余氯不得大于0.3mg/L,以避免余氯對膜的氧化作用;④鐵含量不得大于0.3mg/L,錳含量不得大于0.1mg/L;⑤非電解雜質(zhì)少;⑥水溫應(yīng)在4~40℃范圍內(nèi)。12/26/2022109對原水要求12/26/2022109四、水的消毒（一）氯消毒Cl2—HClO—細(xì)菌表面——深入細(xì)菌內(nèi)部破壞酶系統(tǒng)

通常認(rèn)為：氯的消毒作用是通過它產(chǎn)生的次氯酸HOCl的作用，而不是氯氣的本身，也不是氫離子或次氯酸根（OCl－）的作用。12/26/2022110四、水的消毒12/26/2022110氯在水中的反應(yīng)：Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-HOCl→H++OCl-12/26/2022111氯在水中的反應(yīng)：12/26/2022111加氯方法和加氯量１、加氯方法

a濾前加氯：原水水質(zhì)差，有機(jī)物多，可在原水過濾前加氯，可防止沉淀池中微生物繁殖，但加氯量要多。

b濾后加氯：原水經(jīng)沉淀和過濾后加氯，加氯量可比濾前添加的少，且消毒效果好。２、加氯量

加入水中的氯分為兩部分，即作用氯和余氯。

作用氯是和水中微生物、有機(jī)物及有還原作用的鹽類（如亞鐵、亞硝酸等）起作用的部分；

余氯是為了保持水在加氯后有持久的殺菌能力、防止水中微生物萌發(fā)和外界微生物侵入的部分。12/26/2022112加氯方法和加氯量12/26/2022112

(3)其他幾種常用的氯消毒劑①漂白粉②氯胺③次氯酸鈉12/26/2022113(3)其他幾種常用的氯消毒劑12/26/2022113（二）紫外線消毒

紫外線的殺菌原理:微生物受紫外線照射后,體內(nèi)的核酸會因?yàn)槲樟俗贤饩€的能量而改變自身的結(jié)構(gòu),如DNA斷裂、DNA分子交聯(lián)、胞嘧啶和尿嘧啶發(fā)生水合作用、出現(xiàn)腺嘧啶二聚體等,影響了嘌呤與嘧啶的正常配對,改變了DNA的生物活性,這些都破壞了核酸的正常生理功能,導(dǎo)致了微生物的死亡。

紫外線對清潔透明的水有一定的穿透能力,故可用于水的殺菌消毒。12/26/2022114（二）紫外線消毒12/26/202211412/26/202211512/26/202211512/26/202211612/26/2022116(3)水質(zhì)對紫外線殺菌消毒效果的影響紫外線穿透能力相對較弱,水中存在雜質(zhì)且顏色較深、濁度較大時(shí)都會影響到紫外線的穿透能力,從而影響紫外線殺菌的相對效果。水的吸收系數(shù)越高,則光線到達(dá)距離最遠(yuǎn)處的輻射強(qiáng)度越弱,殺菌效果越差;水中懸浮顆粒的存在也隨其量的多少而影響殺菌效果;水的硬度對殺菌效果影響不大,這是因?yàn)殁}、鎂離子對紫外線吸收很小。紫外線消毒一般要求原水水質(zhì)滿足以下條件:色度低于15度,濁度小于5度,總鐵含量低于0.3mg/L,細(xì)菌數(shù)少于900個(gè)/mL。12/26/2022117(3)水質(zhì)對紫外線殺菌消毒效果的影響12/26/202211(4)使用紫外線殺菌器應(yīng)注意的事項(xiàng)①原水流量的控制②紫外線燈周圍介質(zhì)溫度的控制③紫外線燈的運(yùn)行管理12/26/2022118(4)使用紫外線殺菌器應(yīng)注意的事項(xiàng)12/26/2022118（三）臭氧殺菌

臭氧的性質(zhì)

臭氧在常溫下是略帶藍(lán)色的氣體。通?？瓷先ナ菬o色的，液態(tài)臭氧是暗藍(lán)色的。它比氧易溶于水，但由于只能得到分壓低的臭氧，所以濃度都比較低。臭氧的氧化力很強(qiáng)，所以水中的無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)（包括微生物）均易被臭氧氧化。 通過微生物的細(xì)胞壁表層使細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)或DNA、RNA受到氧化損傷，使細(xì)胞壁或細(xì)胞膜氧化分解，同時(shí)導(dǎo)致酶的失活。12/26/2022119（三）臭氧殺菌12/26/2022119臭氧的發(fā)生

由于臭氧的不穩(wěn)定性，因此通常要求隨時(shí)制取并當(dāng)場應(yīng)用。在絕大多數(shù)情況下，均利用干的空氣或氧氣進(jìn)行高壓放電而制成臭氧。

3O2（放電或紫外線照射）→2O3→2O2＋2[Ｏ]

每m2放電面積，每小時(shí)可產(chǎn)生50g臭氧。12/26/2022120臭氧的發(fā)生

由于臭氧的不穩(wěn)定性，因此通常要求(4)臭氧殺菌的效果與應(yīng)用

臭氧具有很強(qiáng)的殺菌能力,臭氧的氧化能力次于氟,殺菌效果優(yōu)于氯。臭氧水可代替次氯酸鈉作為殺菌劑,并用于脫臭和洗滌。臭氧殺菌還用于礦泉水和純凈水等瓶裝飲用水的制造。此外,臭氧水還用于水果和蔬菜的殺菌。臭氧的殺菌效果會因?qū)ο笪⑸锏姆N類而有顯著差異。12/26/2022121(4)臭氧殺菌的效果與應(yīng)用12/26/2022121本章小結(jié)1水源類型：地表水、地下水、城市自來水

2水中雜質(zhì)：懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解物質(zhì)3水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)內(nèi)：濁度、臭和味、硬度、堿度以及鐵離子、錳離子、有機(jī)物、溶解氧及微生物等的含量4、水處理的方法

混凝沉淀：混凝劑和助凝劑

水的過濾：池式過濾、砂棒過濾、活性炭過濾

水的軟化：石灰軟化法、離子交換法、反滲透法、電滲析法

水的消毒：氯消毒、紫外線消毒、臭氧殺菌

討論：如何確定水的處理方案？

任意舉例（根據(jù)原水的質(zhì)量和水質(zhì)要求的不同，可選用各種不同的水處理方案）12/26/2022122本章小結(jié)12/26/2022122樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22Monday,December26,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。12:58:5012:58:5012:5812/26/202212:58:50PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2212:58:5012:58Dec-2226-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。12:58:5012:58:5012:58Monday,December26,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2212:58:5012:58:50December26,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月26日12:58下午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。26十二月202212:58:50下午12:58:5012月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月2212:58下午12月-2212:58December26,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2612:58:5012:58:5026December2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。12:58:50下午12:58下午12:58:5012月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。12月-2212月-2212:5812:58:5012:58:50Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/2612:58:50Monday,December26,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2612:58:5012月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22第二章軟飲料用水及水處理12/26/2022124第二章軟飲料用水及水處理12/26/20221第一節(jié)軟飲料用水概述

12/26/2022125第一節(jié)軟飲料用水概述

12/26/20222（一）地表水來源：地表水包括河水、江水、湖水、水庫水、池塘水、淺井水等。特點(diǎn)：水量豐富，礦物質(zhì)含量低，硬度一般為1~8mmol/L；水質(zhì)波動大；易遭受污染。一、水源的分類及特點(diǎn)12/26/2022126（一）地表水一、水源的分類及特點(diǎn)12/26/20223（二）地下水

來源：深井水、泉水、自流井水等。特點(diǎn)：水質(zhì)較清，水溫較穩(wěn)定，但礦物質(zhì)含量較高，一般不易遭受污染。

含鹽量為100~5000mg/L,硬度為2~10mmol/L12/26/2022127（二）地下水12/26/2022412/26/202212812/26/20225來源：主要指地表水或地下水經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃幚砉に?，水質(zhì)達(dá)到要求并貯存在水塔中的水。

特點(diǎn)：水質(zhì)好且穩(wěn)定，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

使用時(shí)注意Cl－、Fe3＋含量及堿度、微生物含量（三）城市自來水12/26/2022129（三）城市自來水12/26/20226二、水中的雜質(zhì)及其對飲料生產(chǎn)的影響

12/26/2022130二、水中的雜質(zhì)及其對飲料生產(chǎn)的影響12/26/20227

天然水中的雜質(zhì)分三類：溶解物質(zhì)d<1nm膠體物質(zhì)1nm<d<200nm懸浮物質(zhì)d>200nm12/26/2022131天然水中的雜質(zhì)分三類：溶解物質(zhì)膠體物質(zhì)懸浮物質(zhì)1、懸浮物質(zhì)

懸浮雜質(zhì)主要是泥土、砂粒之類的無機(jī)物質(zhì)、也有浮游生物及微生物等。

影響：產(chǎn)生沉淀、影響CO2的溶解、變味變質(zhì)2、膠體物質(zhì)

多為包括黏土性無機(jī)膠體和高分子有機(jī)膠體影響：無機(jī)膠體產(chǎn)生使水質(zhì)和飲料產(chǎn)生混濁，有機(jī)膠體使飲料帶色。3、溶解物質(zhì)

以分子和離子形態(tài)存在，溶解物質(zhì)主要是溶解性氣體、溶解鹽類和其他有機(jī)物

影響：影響CO2的溶解，產(chǎn)生異味，影響色澤12/26/20221321、懸浮物質(zhì)懸浮雜質(zhì)主要是泥土、砂粒之類的無機(jī)物質(zhì)、也三、軟飲料用水的水質(zhì)要求

首先要符合GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生要求、生活飲用水水源水質(zhì)衛(wèi)生要求、集中式供水單位衛(wèi)生要求、二次供水衛(wèi)生要求、涉及生活飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品衛(wèi)生要求、水質(zhì)監(jiān)測和檢驗(yàn)方法。

其次須符合GB1079-1989《軟飲料用水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

12/26/2022133三、軟飲料用水的水質(zhì)要求12/26/202210項(xiàng)目名稱GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB1079-1989軟飲料用水標(biāo)準(zhǔn)濁度/度＜3＜2色度/度＜15＜5味及臭無異臭、無異味無臭無味總固形物/（mg/L）＜1000＜500總硬度（以CaCO3計(jì)（mg/L）＜450＜100鐵（以Fe計(jì)）/（mg/L）＜0.3＜0.1錳（以Mn計(jì)）/（mg/L）＜0.1＜0.1高錳酸鉀消耗量/（mg/L）＜3＜10總堿度（以CaCO3計(jì)）/（mg/L）＜50游離氯/（mg/L）0.3～0.02＜0.1細(xì)菌總數(shù)/（個(gè)/ml）＜100＜100大腸菌群/（個(gè)/L）不得檢出不得檢出致病菌不得檢出12/26/2022134項(xiàng)目名稱GB5749-2006GB1079-1989濁度/度第二節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)12/26/2022135第二節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)12/26/202212有機(jī)物溶解氧堿度濁度微生物臭和味硬度鐵錳離子水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)12/26/2022136有機(jī)物溶解氧堿度濁度微生物臭和味硬度鐵錳離子水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)一、濁度

定義：濁度又稱混濁度，表示水中懸浮物對光線透過時(shí)的阻礙程度。一般將1L蒸餾水中含有1mgSiO2時(shí)的濁度規(guī)定為1度。

成因：原水中所含的雜質(zhì)是發(fā)生水混濁的主要原因，導(dǎo)致水混濁的主要雜質(zhì)是懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)。季節(jié)和供水途徑的變化，都有可能因原水中所含雜質(zhì)而產(chǎn)生混濁現(xiàn)象。

12/26/2022137一、濁度12/26/202214

影響：濁度高時(shí)，能保護(hù)微生物免受消毒作用，同時(shí)能刺激細(xì)菌的繁殖。因此在水消毒過程中，濁度低時(shí)才能保證其消毒效果。會使人感到厭惡。

措施：飲料廠必須注意原水的濁度變化，同時(shí)根據(jù)水質(zhì)情況，采用凝聚、沉降或過濾、氯化等方法去除雜質(zhì)。12/26/202213812/26/202215二、臭和味：要求：軟飲料用水應(yīng)當(dāng)無臭和無味。成因：a水臭的產(chǎn)生主要是有機(jī)物的存在，某些水臭是生物活性增加的表現(xiàn)，有些則是工業(yè)污染造成的。b水的異味主要是來自無機(jī)物。c氯化過程出現(xiàn)余氯氣味d硫磺、甲烷等物質(zhì)使水產(chǎn)生異味。12/26/2022139二、臭和味：12/26/202216影響：

a影響飲料的滋味和氣味。b有時(shí)促使飲料產(chǎn)生沉淀。措施：進(jìn)行脫臭和除味處理。由氣體引起的可采取脫氣方式，由還原物質(zhì)引起的用氯和臭氧進(jìn)行氧化。由金屬離子引起的可采用離子交換等方法處理?；钚蕴课绞切兄行У姆椒?。12/26/202214012/26/202217三、硬度

定義：水的硬度是指水對于肥皂的離子沉淀能力。

成因：水的硬度是由多價(jià)金屬離子，主要是水中可溶性的鈣和鎂的量決定的。溶有較多Ca2＋和Mg2＋的水叫做硬水。相反，只溶有少量或不含Ca2＋和Mg2＋的水叫做軟水。

12/26/2022141三、硬度12/26/202218硬度的分類：分為碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）、非碳酸鹽硬度（永久硬度）

碳酸鹽硬度主要是由鈣鎂的碳酸鹽和重碳酸鹽產(chǎn)生的硬度。其中的重碳酸鹽經(jīng)煮沸可以分解為溶解性很小的碳酸鹽，成為沉淀而從水中除去，故又成為暫時(shí)硬度。

Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2Mg(OH)2+2CO2

非碳酸鹽硬度硬度主要是指鈣鎂的硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物。一般在煮沸時(shí)不會析出，故而又被成為永久硬度。

總硬度＝暫時(shí)硬度＋永久硬度12/26/2022142硬度的分類：12/26/202219影響：a硬度過高，容易產(chǎn)生碳酸鈣和有機(jī)酸鈣沉淀b影響飲料的滋味c加熱時(shí)，形成水垢沉淀物，影響工藝傳熱和設(shè)備清洗。措施：進(jìn)行軟化處理。采用石灰軟化、離子交換、反滲透(RO)、電滲析等。12/26/2022143影響：12/26/202220計(jì)量方法：通常以相當(dāng)于1L水中含有的CaCO3或CaO的毫克數(shù)來表示。德國度-1度相當(dāng)于1L水中含有10mgCaO;英國度-1度相當(dāng)于0.7L水中含有10mgCaCO3;法國度-1度相當(dāng)于1L水中含有10mgCaCO3。我國的法定計(jì)量單位為mmol/L表示。范圍劃分：以德國度表示的軟硬水范圍0～4dH為特軟水；4～8dH軟水；8～15dH為中等硬度水；16～30dH為硬水；大于30dH為特硬水。飲料生產(chǎn)及設(shè)備清洗對水的硬度要求有區(qū)別。12/26/2022144計(jì)量方法：通常以相當(dāng)于1L水中含有的CaCO3或CaO的毫克四、堿度定義：水的堿度是指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和反應(yīng)的物質(zhì)的總量，以mmol/L為單位。分類：水中的堿性物質(zhì)有NaOH、Ca(OH)2、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等構(gòu)成。

根據(jù)成分物質(zhì)可分為三大類，即重碳酸鹽堿度（HCO3-）、碳酸鹽堿度（CO32-）和氫氧化物堿度（OH-）。水中這三類離子的總量為總堿度（以碳酸鈣計(jì)量時(shí)，和暫時(shí)硬度值相吻合）。12/26/2022145四、堿度12/26/202222影響：a與金屬離子形成水垢b消耗飲料的有機(jī)酸，影響糖酸比c影響CO2的溶解量d改變pH，容易滋生微生物f生產(chǎn)果汁型碳酸飲料時(shí)，與果汁中的某些成分發(fā)生反應(yīng)，形成沉淀。措施：一般在設(shè)計(jì)產(chǎn)品配方時(shí)，采取多加酸的方法來保證產(chǎn)品質(zhì)量。12/26/202214612/26/202223五、鐵、錳含量鐵的存在形式及特點(diǎn)：鐵錳在地表水中的含量極低，主要含于地下水中。鐵一般以無色重碳酸鹽的形式存在于地下水中。地下水被開采后，F(xiàn)e2+離子就被氧化成為Fe3+，容易形成Fe(OH)3的沉淀。Fe2+→Fe3+→Fe(OH)3↓

影響：a大量鐵的沉淀會使水呈現(xiàn)令人厭惡的紅棕色，并導(dǎo)致沉淀、著色或褪色。b當(dāng)水中的鐵的濃度超過0.3mg/L時(shí)，會損害飲料的風(fēng)味，c鐵含量多的水還容易生長微生物，使水產(chǎn)生臭氣。由于鐵對飲料，特別是對果蔬汁飲料的影響，有必要限制水中鐵的含量，為此，規(guī)定飲料用水中鐵的含量必須低于0.1mg/L。措施：鐵含量高的水可用暴氣和過濾,或凝聚沉淀過濾、離子交換等方法處理。12/26/2022147五、鐵、錳含量12/26/202224錳在水中的存在狀況：存在形式與鐵極為相似，常與鐵共存，但其含量一般比較低。錳含量為0.3mg/L左右的水，有時(shí)會由于氯化作用呈現(xiàn)淡褐色。錳的影響：較高濃度錳也會使飲料風(fēng)味不良，和鐵一樣，錳的存在可導(dǎo)致水中沉淀物的產(chǎn)生。12/26/2022148錳在水中的存在狀況：存在形式與鐵極為相似，常與鐵共存，但六、有機(jī)物種類：分為一般有機(jī)物和有機(jī)污染物國際飲用水標(biāo)準(zhǔn)對有機(jī)污染物評價(jià)時(shí)，一般應(yīng)符合的條件：1、具有足夠證據(jù)表明該物質(zhì)能引起急性或慢性疾病。2、已知該物質(zhì)在水中含有相當(dāng)?shù)臐舛取?、該物質(zhì)能在水中較為經(jīng)常地檢出。4、具有能用于監(jiān)測和控制目的的分析方法5、該物質(zhì)濃度可以進(jìn)行控制。

[分析方法]

[水中的濃度][較為經(jīng)常檢出]

[毒理證據(jù)]

[控制濃度]12/26/2022149六、有機(jī)物12/26/202226影響：飲用水中存在有機(jī)物，會導(dǎo)致碳酸飲料的充氣困難，并產(chǎn)生異味、沉淀等現(xiàn)象。措施：去除水中有機(jī)物的方法可用氯化或組合采用凝聚、沉淀、過濾等方法。12/26/202215012/26/202227七、溶解氧影響：a水中溶解的氧會對包括鐵錳銅以及含有氮和硫的化合物進(jìn)行氧化—還原反應(yīng)，這種反應(yīng)會加速各類飲料品質(zhì)的劣變。b營養(yǎng)成分損失，脂肪氧化，Vc損失。c發(fā)生酶促褐變d同時(shí)，氧氣等氣體的存在還會影響碳酸飲料中CO2的溶解量，并產(chǎn)生異味。措施：必要時(shí)需進(jìn)行水的脫氣處理。12/26/2022151七、溶解氧12/26/202228八、微生物水中微生物指示菌：主要指示菌是大腸菌群或大腸菌總數(shù)。輔助性指示菌還有類鏈球菌和亞硫酸鹽還原梭狀菌等。飲用水微生物要求：理想的飲用水不應(yīng)含有已知的任何致病微生物，也應(yīng)沒有標(biāo)志糞便污染的細(xì)菌。12/26/2022152八、微生物12/26/202229影響：a水中的微生物會影響飲料的質(zhì)量，產(chǎn)生絮狀沉淀。b有害的微生物影響飲料的風(fēng)味c有時(shí)還會導(dǎo)致飲料的變質(zhì)敗壞。措施：水中的微生物可以通過適當(dāng)水處理，包括凝聚、沉淀、過濾和消毒加以去除。微生物的滅菌以氯處理最為有效，而且簡便。在現(xiàn)代飲料生產(chǎn)中還經(jīng)常使用紫外線滅菌、臭氧滅菌和過濾除菌。12/26/202215312/26/202230

從感官方面綜合分析，如果水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，會對飲料產(chǎn)生哪些影響?Question12/26/2022154從感官方面綜合分析，如果水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要

第三節(jié)水處理方法12/26/2022155第三節(jié)水處理方法12/2水處理的目的a保持水質(zhì)的穩(wěn)定性和均一性b去除水中的懸浮物及膠體等雜質(zhì)c去除有機(jī)物，以消除異臭、異味和脫色d將水的堿度降至規(guī)定的限度以下e去除微生物，使微生物指標(biāo)符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)f去除鐵錳化合物和溶解于水中的氣體g降低硬度。12/26/2022156水處理的目的12/26/202233水處理的總體工藝流程

原水→凈化（澄清、過濾）→軟化→消毒→成品水12/26/2022157水處理的總體工藝流程12/26/202234一、混凝沉淀（澄清）水中所含的膠體物質(zhì)在水中能保