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1、本章主要解决三个问题：（1）饮料生产用水为什么要处理？（2）饮料生产用水怎样处理？（3）处理后的水应达到什么标准？2021/9/211v第一节：软饮料用水的水质要求v第二节：软饮料用水的水处理2021/9/212第二节第二节 饮料加工用水的处理饮料加工用水的处理水处理的目的消除悬浮物、颜色、过高的碱度和硬度，脱盐，杀菌。澄清过滤澄清过滤混凝、絮凝和过滤石灰纯碱、离子交换、ED或RO悬浮杂质胶体溶解性杂质2021/9/213一一 混凝沉淀混凝沉淀自然沉淀自然沉淀水的沉淀水的沉淀加药物（混凝）沉淀除去水中较大的不溶性悬浮性杂质溶解性或悬浮于水中的细小粒子(胶体)2021/9/214混凝机理胶体稳定
2、的原因通过添加混凝剂后，胶体颗粒表面电荷被中和，破坏了胶体稳定性，促使小颗粒变成大颗粒而下降，从而得到澄清。同一种胶体的颗粒带有相同电性的电荷2021/9/2151 1常用的混凝剂常用的混凝剂常用的有铝盐和铁盐作用机理自身先溶解形成胶体，在与水中杂质作用，以中和或吸附的形式使杂质凝聚成大颗粒而沉淀。铝盐：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝。铝盐：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝。铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁。铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁。2021/9/216Chapter2 Chapter2 软饮料用水软饮料用水及水处理及水处理2021/9/v（1）明矾 KAl2(SO4)212H2O或K2SO4Al2
3、(SO4)324H2O；v一种复盐，在水中Al2(SO4)3发生水解作用生成氢氧化铝 AlAl2 2(SOSO4 4)3 32Al2Al3+3+3SO+3SO4 42-2-Al Al3+3+H+H2 2O OAl(OH)Al(OH)2+2+H+H+Al(OH)Al(OH)2+2+H+H2 2O OAl(OH)Al(OH)2 2+H+H+Al(OH)Al(OH)2 2+H+H2 2O OAl(OH)Al(OH)3 3 +H+H+2021/9/218AlAl（OHOH）3 3凝聚机理凝聚机理1在近中性的水中，氢氧化铝带正电荷，而天然水中的自然胶体，大多带负电荷，起起电性中和的作用电性中和的作用2氢
4、氧化铝可吸吸附附水中的自然胶体和悬浮物2021/9/219使用时的注意事项使用时的注意事项水的水的pH值值水温水温搅拌搅拌一般要求待处理水的pH为6.5-7.5；一般要求水温25-35；当温度高于40生成的絮凝物细小，不利于沉淀刚加入混凝剂时应快速搅拌2021/9/2110明矾的加入量v一般为0.001-0.02，为了加速混凝，加入前需把明矾块弄碎，并在加入后用木棒搅1-2min。2021/9/2111v（2）硫酸铝v加入水中的反应原理同明矾；v硫酸铝是强酸弱碱盐，水解时使水的酸度增加，会导致Al（OH）3溶解；v因此硫酸铝往往和石灰、氢氧化钠或酸一起用，以调节水的pH最佳为6.5-7.5。v
5、一般每投入1mg/l 的硫酸铝需加入0.5 mg/l 的石灰以调整水的pH 值。2021/9/2112v（3）碱式氯化铝 碱式氯化铝（PAC）或聚合氯化铝，Al2(OH)nCl6-nm 其中：n=1-5，10v碱式氯化铝是一种新型的混凝剂。2021/9/2113作用机理作用机理在水中由于羟基的架桥作用而和铝离子生成多核络合物，能使微生物吸附沉淀。带大量正电荷，能有效地吸附水中带有负电荷的胶粒，因而与吸附的污物在一起形成大的聚体而沉淀除去。2021/9/2114碱式氯化铝优点碱式氯化铝优点一般用量0.005-0.01%pH值范围为6-8（5-9）；温度适宜范围20-30，在相同的效果下，其用量仅
6、为硫酸铝的25-50%。从目前发展情况来看，有代替前述明矾和从目前发展情况来看，有代替前述明矾和硫酸铝而成为主要的无机凝聚剂的趋势。硫酸铝而成为主要的无机凝聚剂的趋势。2021/9/2115v（4）铁盐 常用的是硫酸亚铁(FeSO47H2O)，氯化铁(FeCl36H2O)和硫酸铁。v国内用于水处理的是前两种，铁盐在水中发生水解产生了Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3作用过程与铝盐相似。2021/9/2116铁盐使用时的注意事项铁盐使用时的注意事项Fe(OH)2氧化产生Fe(OH)3的反应在pH值8.0时才能完成，故水处理时需要加石灰去除水中CO2。每投加mg/L FeSO4，需要加0.37mg
7、/L的CaO。用FeSO47H2O时有效剂量一般为14-70mg/lpH值时，铁离子与水中腐植酸生成不沉淀的有色化合物，所以铁盐不适合含有机物多的水质。2021/9/21172 2 助凝剂助凝剂v 为了提高混凝的效果，经常需要加入一些辅助药剂，称助凝剂。v常用的助凝剂有很多如用来调节pH值的碱、酸、石灰等。v有时水中的混浊度不稳定，为加快混凝，加入粘土以加快粒子间的碰撞机会。v有机合成的絮凝剂可与其它混凝剂协同使用，也可单独使用，如藻酸钠、聚丙烯酸钠、CMC-Na等。2021/9/2118二、水的过滤二、水的过滤过滤是使水中的胶粒、悬浮物被截留在滤层的孔隙中或表面。过滤的方法适合于混浊度低、污
8、染比较轻的水的处理。2021/9/2119阻力截留（滤料表层）重力沉降（滤料深层）接触凝聚（滤料深层）过滤的原理过滤的原理过滤的原理过滤的原理2021/9/2120（二）过滤的工艺过程（二）过滤的工艺过程过滤过程过滤冲洗生产清水滤料再生方法反冲2021/9/21211.砂滤池过滤法 无烟煤 细砂 中砂 粗砂 小卵石 大卵石滤料层滤料层垫垫 层层（三）过滤的形式（三）过滤的形式2021/9/2122v过滤池中滤层厚度为60-70cm,其中滤料层厚度45-50cm，垫层厚度20-30cm。v常用的滤料有：天然砂、人工破碎的石英砂、活性炭、磁铁矿石、大理石等；v滤料的作用：具有吸附悬浮颗粒的表面，是
9、完成过滤作用的基本介质。v垫层的作用是防止过滤时滤料进入配水系统，冲洗时能平均布水。2021/9/2123（1 1）滤料的选择滤料的选择足够的化学稳定性，过滤时不溶于水，不产生有害和有毒物质足够的机械强度适宜的级配和足够的孔隙率。2021/9/2124v级配：指滤料粒径的范围及在此范围内各种粒径的数量比例。v级配的表示 d80/d10v式中 不均匀系数 d80 80%滤料通过的筛孔直径 d10 10%滤料通过的筛孔直径v越大，则粗细颗粒差别越大2021/9/2125各种粒径滤料互相掺杂，降低了孔隙率，对过滤不利。反冲时，过大的颗粒可能冲不动，而过小的颗粒可能随水流失。我国规定，普通过滤池2-2
10、.2。过大的缺点过大的缺点2021/9/2126v滤料层的孔隙率，是指滤料的孔隙体积和整个滤层体积的比例。v石英砂滤料的孔隙率为0.42左右，无烟煤滤料的孔隙率为0.5-0.6左右。2021/9/2127（）滤料层的结构（）滤料层的结构v良好的滤料层结构应满足下列要求：（）含污能力（kg/m3表示）大。（）产水能力(m3/m2.h)或(m/h)高。2021/9/2128v 过滤时水流方向多采用从上到下的下向流，在下向流条件下，有两种滤料结构:v一种是滤料粒径上细下粗；v另一种是上粗下细；理想的滤料层结构是粒径沿水流方向逐渐减小。理想的滤料层结构是粒径沿水流方向逐渐减小。2021/9/2129（
11、）垫层（）垫层在高速水流反冲洗的情况下应保持不被冲动；要形成均匀的孔隙以保证冲洗水的均匀分布。材料坚固，不溶于水。垫层应具备的条件一般垫层采用天然卵石或碎石。2021/9/2130（4 4）冲洗）冲洗超声波扰动超声波扰动机械扰动机械扰动水力表面冲洗水力表面冲洗压缩空气反冲压缩空气反冲逆流水力冲洗冲洗方法Contents 2影响冲洗效果的因素：冲洗强度；冲洗强度过小，杂质不能剥离；强度过大，滤料层膨胀过度，减少了在反冲过程中互相碰撞的机会，还会造成细小粒料的流失和冲洗水的浪费等。有时截留的聚凝物和表面滤料在反冲洗时形成“泥球”，在这种情况下，必须进行有效的辅助冲洗：表面冲洗、空气冲洗和机械冲洗。
12、2021/9/21312 2 砂滤棒过滤器砂滤棒过滤器 适用于用水量较少，原水中只含少量有机物、细菌及其它杂质。砂滤棒又名砂芯；采用硅藻土和骨灰等可燃性物质，在高温下焙烧，溶化，可燃性物质变为气体逸散，形成直径2-4m的小孔；2021/9/2132（1 1）基本原理）基本原理待处理水在外压作用下，通过砂芯，水中存在的少量有机物及微生物被微孔吸附截留在砂滤棒表面。滤出的水，可达到基本无菌。2021/9/2133 国产砂芯过滤器的规格 型号 规格 砂芯根数 压强2Kg/cm2 高*直径*厚度 （根）流量Kg/h101型 800 500 20 19 1500106型 450 320 10 12 80
13、0112型 400 300 10 6 6002021/9/2134（2 2）砂芯过滤器的结构）砂芯过滤器的结构v外壳：金属铸成锅形的密封容器；v内部：一至数根砂芯。内部分上下两层，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。2021/9/2135使用前需进行消毒处理：凡是与净水接触的部分都要进行消毒。使用中应密切注意压力表表压的变化：超压损坏砂芯棒；注意砂芯的定期清洗（3 3）使用中应注意问题使用中应注意问题A卸出砂芯，堵住滤芯出水嘴，浸泡在水中，用水砂纸轻轻擦去砂芯表面被污染层，至砂芯恢复原色，即可安装重新使用；B不卸砂芯，使用洗涤剂，进行封闭冲洗。2021/9/2136
14、（三）（三）净水器净水器 1：特点v能除去水中的异色、异味；v能除去水中的汞、铅、镉、锌、铁、锰、铬等重金属物质，除去氢化物、硫化物、余氯等高分子有机化合物，除去锶、镭等放射性物质和其它一些致癌物质；v设备体积小，不耗能，效率高。主要用于除去水中的有机物、余氯、不良气味，降低色度等。2021/9/21372 2 结构及工作原理结构及工作原理 采用活性炭为滤料。v活性炭的比表面积很大（1克活性炭的表面积达1000m2）；v活性炭表面布满平均直径为20-30的微孔，因此活性炭具有很高的吸附能力。v活性炭的表面有大量的羟基和羧基等官能团，可以对各种性质的有机物质进行化学吸附以及静电引力作用。2021
15、/9/213863-86%的胶体物质50%左右的铁；47-60%的有机物；95%左右的细菌；97%左右的大肠菌群。活性炭可除去2021/9/2139（四）（四）微孔过滤器微孔过滤器（1）基本原理 微孔过滤器是由折叠滤膜、支撑构件和塑料外壳构成。折叠滤膜可截留0.2um以上的微粒物质。2021/9/2140(2)(2)使用特点使用特点v滤芯采用折叠滤膜结构，过滤面积大，流量大，工作压差低；v可进行反冲、消毒，多次使用，产品寿命长，成本低；v使用最高温度100；v具有广泛的化学适应性，耐酸、碱且能够耐受大部分有机溶剂；v截留孔径均匀、致密。2021/9/2141（五）（五）超滤超滤1 基本原理 超
16、滤是通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离的方法。当液体混合物在一定压力下流经膜表面时，溶剂及其它小分子溶质透过膜（超滤液），而大分子物质则被截留，使其在原液中的浓度逐渐提高（浓缩液），从而实现大、小分子间的分离、浓缩和净化。2021/9/2142v超滤分离物质的分子量范围为500-100万或尺寸近似为10-100（0.001-0.01um）。2021/9/21432 2 超滤膜超滤膜v超滤膜通常采用中空纤维膜。v中空纤维膜为非对称膜。其一侧为具有网络状微孔的致密层。致密层厚度很小，起分离作用；纤维的另一侧为海绵状结构，其作用是增强、支撑致密层。v一定数量的中空纤维紧固成一束，两端粘结在有机
17、玻璃或其它材质外壳内即成超滤器。2021/9/2144超滤优点：v水不需加热，不必经过相的转变，不用化学药品。2021/9/21453 3 超滤流程超滤流程 回流 原水 粗、精滤系统 泵 压力表 超滤器 超滤液 浓缩液2021/9/21464 4 影响超滤的因素影响超滤的因素水溶液的浓度溶液中大分子物质可能在膜面形成次膜面影响小分子溶质的通过。溶质的分子量料液流速高，通量大温度高，粘度小，通量大pH值接近蛋白质的等电点时，通量低压力增高不一定能增加滤速，但在极稀的溶液中，增加压力，可使通量提高因素2021/9/21472021/9/21485 5 注意事项注意事项v使用过的超滤膜不可再干燥，每
18、次使用后应存放在含有防腐剂的水中（如1-2%甲醛溶液）；v操作温度不超过45；v水的回收率不低于85%。2021/9/2149三三 硬水软化硬水软化溶解性杂质包括溶解性杂质包括：六种含量大的离子六种含量大的离子：CaCa+、MgMg+、NaNa+、HCOHCO3 3-、SOSO4 4=、ClCl-两种含量小的离子两种含量小的离子：FeFe+SiOSiO3 3=两种气体两种气体：O O2 2 CO CO2 2 2021/9/2150 Ca+、Mg+含量的总和叫水的硬度；Ca+、Mg+、Na+、HCO3-、SO4=、Cl-等阴阳离子的总含量叫含盐量。饮料工业用水处理包含两个内容：第一：只降低水中C
19、a+和Mg+含量的处理，叫水的软化；第二：降低全部阴、阳离子含量的处理，叫水的除盐。2021/9/2151（一）水的软化（一）水的软化 1 热水软化法 根据化合物在不同温度条件下，在水中溶解度不同而进行的软化方法。一般用加热法除去碳酸盐硬度。2021/9/2152 Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2 Mg(HCO3)2MgCO3+H2O+CO2 MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2 2021/9/21532.化学软化法 化学软化法：石灰软化法、石灰-纯碱软化法及石灰-纯碱-磷酸三钠软化法（1）石灰软化法 此法适合于碳酸盐硬度较高、非碳酸盐硬度较低，而且对水质不要求高度软化的水的
20、处理。2021/9/2154v石灰软化的有关反应将生石灰CaO配制成石灰乳：CaO+H2OCa(OH)2用石灰乳除去水中重碳酸钙Ca(HCO3)2、重碳酸镁Mg(HCO3)2和CO2。2021/9/2155vCO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O 除去CO2 (a)Ca(HCO3)2+Ca(OH)2CaCO3+2H2O (b)Mg(HCO3)2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCO3(c)MgCO3+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCO3 (d)2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+Na2CO3+2H2O (e)与以上反应同时还进行下述反应：4Fe(HCO3)2+8Ca(OH)2+O
21、2 4Fe(OH)3+8CaCO3 +6H2OFe2(SO4)3+3Ca(OH)2 2Fe(OH)3 +3CaSO4H2SiO3+Ca(OH)2CaSiO3+2H2Om H2SiO3+n Mg(OH)2n Mg(OH)2.m H2SiO32021/9/2156石灰添加量 软化时石灰添加量按下式计算：G=56D(HCa+H Mg+CO2+0.175)(kg/h)103式中：石灰消耗量，kg/h D软化水量，t/h HCa 原水的钙硬度；moll H Mg原水的镁硬度；moll CO2原水中游离的CO2量，moll 0.175石灰过剩量 工业用石灰纯度，一般为60-80%56CaO的摩尔质量202
22、1/9/2157 根据经验每降低1m3水中暂时硬度度，需加纯CaO 10g，每降低1m3水中CO2的浓度为1mg/l时，需加纯CaO 1.27g。2021/9/2158（2 2）石灰石灰-纯碱软化法纯碱软化法 同时除去水中的碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度，处理后的水残留硬度一般降为0.25-0.35毫克当量/升。CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4 CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl MgSO4+Na2CO3MgCO3+Na2SO4 MgCl2+Na2CO3MgCO3+NaCl2021/9/2159v生成的碳酸镁可与熟石灰作用而被除去，反应如下：MgCO3+Ca(OH)2Ca
23、CO3+Mg(OH)2 v目前此法不常用，原因：v反应产物为很多可溶性物质，如Na2SO4、NaCl；特别当原水中永久硬度较高时，纯碱就不能降低原水中的溶解固体含量。2021/9/2160v纯碱消耗量G(g/h)计算法：106D(H永a)E式中 软化水量（t/h）106Na2CO3的摩尔质量永原水的永久硬度（moll）a纯碱过剩量（moll）E工业用纯碱的纯度（）2021/9/2161（3 3）石灰）石灰-纯碱纯碱-磷酸三钠软化法磷酸三钠软化法v以石灰-纯碱作为基本软化剂，以少量磷酸三钠作为辅助软化剂。v反应原理：v石灰-纯碱除去大部分Ca2+和Mg2+；v残存的Ca2+和Mg2+与Na3PO
24、4反应生成磷酸盐沉淀去除。2021/9/2162（二）（二）水的除盐水的除盐 1.电渗析法(1)工作原理 利用离子在电场下定向迁移现象和离子交换膜的选择透过性达到除盐的效果。在外加直流电场的作用下，水中离子作定向迁移，使一部分水中的大部分离子迁移到另一部分中，从而达到除盐的目的。2021/9/2163 原水原水 阴极阴极 -极室极室 +Na+阳膜 淡水淡水 淡水排放淡水排放阴膜 浓水浓水 -+-+-阳膜 淡水淡水 阴膜 浓水浓水 浓水排放浓水排放阳膜 极室极室 +原水原水 阳极阳极2021/9/2164（2）电渗析法的特点处理过程连续化；无外加任何化学试剂；不需再生剂和任何再生过程；只需倒换电
25、极；不能除去胶体物质；不能彻底除盐；水的利用率低，仅40%左右，有大量浓盐水排放。2021/9/2165低低浓浓区区高高浓浓区区2021/9/2166（3）注意事项v水的预处理是保证电渗析正常运行的主要因素。v进水水质必须符合：浊度3mg/L；含铁总量0.3mg/L；含锰总量0.1mg/L；色度15；耗氧量 3mg/L（KMnO4）；水温5-40；污染指数7。v工作压力3Kg/cm2；v在停止运行前倒换电极一次，通电冲洗10分钟，再停机。2021/9/21672.2.离子交换法离子交换法v离子交换软化法，是用离子交换剂，即使用离子交换树脂将水中所含的钙、镁离子吸附起来，使水质软化。v离子交换离
26、子交换，就是水中的离子和离子交换树脂上的离子，等当量等电荷进行的反应。2021/9/2168（1）原理 离子交换的反应过程，以用H型阳离子交换树脂HR和水中Na+交换反应过程为例：HR+NaHR+Na+NaR+H NaR+H+水中的阳离子（如Na+）被转移到树脂上，而离子交换树脂上的一个可交换的H+转入水中。Na+从水中转移到树脂上的过程是离子的置换过程；置换过程；树脂上的H+交换到水中的过程称游离过程游离过程。2021/9/2169（2）离子交换器使用过程a a 水的软化水的软化：原水中含有的钙、镁通过钠离子交换剂进行置换反应，使原水的硬度降低。2RNa+Ca2+(Mg2+)R2Ca(R2M
27、g)+2Na+b b 逆洗逆洗：当出水硬度超过0.035毫克当量/升时，离子交换剂需进行再生。再生前离子交换剂需进行反冲洗，即逆洗。以排除原水带入的悬浮杂质和泥浆，使树脂翻动，有利于再生。时间20分钟。2021/9/2170c c 再生再生：逆洗程序完成后，进行再生。将盐液连续通过钠离子交换剂，时间45-60分钟。R2Ca(R2Mg)+2Na+2RNa+Ca2+(Mg2+)d d 正洗正洗：清除离子交换器内的再生废液的残余污染，冲洗时间15分钟。2021/9/2171（3）离子交换剂凡是能够进行离子交换的物质都称为离子交换剂。离子交换剂分类离子交换剂分类：天然：海绿砂无机质类 人造：合成沸石
28、碳质：磺化煤有机质 阳离子型：强酸性树脂、弱酸性树脂 合成树脂类 阴离子型：强碱性（季胺型）和弱碱性树脂（伯、肿、叔胺型）锅炉用水、冷却水及洗瓶水的水质软化。2021/9/2172 其它类型的还有：氧化还原树脂、两性树脂、螯合树脂等。用化学合成法将高分子共聚物制成的有机单体颗粒的离子交换剂，称为离子交换树脂。离子交换树脂分类：离子交换树脂分类：按结构分按结构分：凝胶型和大孔树脂 按用途分按用途分：工业级；食品级；分析级；双层床用树脂；等等2021/9/2173按功能分按功能分：强碱性树脂 强酸性树脂 弱酸性树脂 弱碱性树脂 氧化还原树脂 两性树脂 螯合树脂按聚合物单体分按聚合物单体分：苯乙烯类
29、 丙烯酸类 酚醛类 环氧类 氯乙烯类 脲醛类 乙烯基吡啶类2021/9/2174常用离子交换树脂种类常用离子交换树脂种类vA732苯乙烯强酸性阳树脂vB 717或711苯乙烯强碱性阴树脂vC 701和704弱碱性阴树脂2021/9/2175（4 4）离子交换树脂的选择原则）离子交换树脂的选择原则v、选择大容量，高强度树脂交换容量越大，同体积的树脂所能交换吸附的离子就越多，处理的水量也越大。v一般同类型树脂中，弱型比强型交换容量大，可是机械强度一般较差。v同类型的树脂，由于树脂的交联度不同，交换容量也不相同。交联度小的树脂，交换容量大，交联度大的树脂，交换容量小。2021/9/2176v2、阳离
30、子交换柱 阳离子交换树脂的交换能力大于阴离子交换树脂。v对水中阳离子交换能力的顺序为：Fe+Al+Mg+K+Na+Li+v3、阴离子交换柱 水中阴离子交换顺序，对弱碱型阴树脂：OHSO42NO3PO4 ClHCO3对于强碱型阴树脂：SO42NO3OHHCO3HSiO32021/9/2177（5）离子交换器形式v单极离子交换器（单床）-种阳离子树脂v多极离子交换器（多床）-种阳树脂（两床串联）v复合离子交换器（复床）-两种不同树脂（两床串联）v混合离子交换器（混合床）-两种离子树脂混合（单床处理）v双层离子交换器（双床）-两种树脂上下两层（单床处理）固 定 床2021/9/21783.3.反渗透
31、反渗透(RO)(RO)装置装置 反渗透是60年代发展起来的新的薄膜分离技术。是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。原理：原理：对于浓溶液施加比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到半透膜的另一边，变成洁净的水，从而达到除盐的目的。2021/9/21792021/9/2180 反渗透半渗透膜常用醋酸纤维膜和中空纤维膜。反渗透的脱盐率95%，水利用率70%。2021/9/2181中空纤维微孔膜形貌中空纤维微孔膜形貌 2021/9/21822021/9/21832021/9/21842021/9/2185第三节第三节 水的消毒水的消毒v水的消毒水的消毒
32、指杀灭水中的病原菌及水中的其它有害微生物，防止因水中的致病菌导致消费者产生疾病，并非将所有微生物全部杀灭。v常用的消毒方法有：氯化法 臭氧消毒 紫外线消毒2021/9/2186一、一、氯消毒氯消毒 氯消毒指在水中通氯气或其它含有有效氯的化合物。优点优点：方法简单，成本低，能杀灭致病菌。缺点缺点：常常在水中残留氯气，需要增加脱氯装置。2021/9/2187v（一）基本原理氯在水中反应如下：Cl2+H2O HOCl+H+Cl-HOCl OCl+H+v对于氯所能起到的消毒作用，比较合理的看法是：氯的消毒作用是通过它产生的次氯酸HOCl的作用，而不是氯气本身，也不是氢离子或次氯酸根（OCl）的作用。2
33、021/9/2188vHOCl是一个中性的分子，可以扩散到带负电的细菌内部后，由于氯原子的氧化作用，破坏了细菌某些酶的系统，最后导致细菌的死亡。v次氯酸根OCl虽然也包括一个氯原子，但它带负电，不能靠近带负电的细菌。所以也不能穿过细胞膜进入细菌内部，因此其消毒作用远弱于次氯酸。2021/9/2189（二）加氯方法和加氯量（二）加氯方法和加氯量v、加氯方法滤前加氯：原水水质差，有机物多，可在原水过滤前加氯，可防止沉淀池中微生物繁殖，但加氯量要多。v滤后加氯：原水经沉淀和过滤后加氯，加氯量可比滤前添加的少，且消毒效果好。2021/9/2190v、加氯量 加入水中的氯分为两部分，即作用氯（吸氯）和余
34、氯。作用氯是和水中微生物、有机物及有还原作用的盐类（如亚铁、亚硝酸等）起作用的部分；余氯是为了保持水在加氯后有持久的杀菌能力、防止水中微生物萌发和外界微生物侵入的部分。2021/9/2191v我国水质标准规定，在管端自由性余氯保持在0.1-0.3mg/L之间，小于0.1mg/l时不安全，大于0.3mg/l时则水含有明显的氯臭。v为了要使管端最远点保持0.1mg/l的余氯量，一般总投氯量为0.5-2.0mg/l。2021/9/2192（三）几种常用氯消毒法（三）几种常用氯消毒法v、氯胺 氯胺是水中的氨和氯化合产生的，是一种有效的氯消毒试剂。v在实际进行消毒时，是在投氯前或者投氯后，在水中按比例加
35、入少量氨或胺盐生成氯胺。2021/9/2193v其反应式如下：生成一氯胺（NH2Cl）时 NH3+HOCl NH2Cl+H2Ov生成二氯胺（NHCl2）时v NH3+2HOCl NHCl2+2H2O 或 NH2Cl+HOCl NHCl2+H2O v生成三氯胺（NCl3）时 NH3+3HOCl NCl3+3H2O NH2Cl+2HOClNCl3+H2O2021/9/2194v氯胺的优点：v在水中分解缓慢，能逐步放出HOCl，容易保证管端的余氯含量v避免了自由性余氯HOCl产生的较重的氯臭。v因此很多大城市的自来水厂由氯消毒改为氯胺消毒。用氯胺消毒时，氯与氨用量要按比例添加，一般采用2:1-5:1
36、范围。v氨的来源有液氨、(NH4)2SO4、NH4Cl等。2021/9/2195v、漂白粉 v漂白粉是由氯气与熟石灰反应而得。v习惯上，常用氧氯化钙CaOCl2来表示漂白粉的分子式。2021/9/2196v氧氯化钙中的氯含量占氧氯化钙的百分数为：Cl2/CaOCl2=70/126=55.5%漂白粉中氧氯化钙CaOCl2含量一般在65%v漂白粉中氯含量占漂白粉的百分数为：65%55.5%=36%v这36%称为漂白粉的有效氯含量，在漂白粉中，只有有效氯才能起到消毒作用。一般商品漂白粉的有效氯含量为25-35%，使用时按25%估算。2021/9/2197v漂白粉的消毒作用是由其在水中产生次氯酸的结果
37、：2CaOCl2+2H2O=2Ca(OH)2+2HOCl+CaCl2v漂白粉一般配成1-2%的浓度使用，也可以干投。2021/9/2198v商品氯消毒剂另有一种是漂粉精（HTH），漂粉精纯度较漂白粉高，有效氯含量为60-70%。v主要成分是次氯酸钙Ca(OCl)2，次氯酸钙比漂白粉更为稳定。2021/9/2199v、次氯酸钠 次氯酸钠在水溶液中可分解成次氯酸，因而具有消毒作用。它一般可采用电解氯化钠溶液，由电极产物反应而制得，反应式如下：NaCl+H2ONaOH+Cl2+H2vCl2+NaOHNaOCl+NaCl+H2O vH20+0Cl-=OH-+HOClv次氯酸钠杀菌能力强，水溶液很纯净，
38、不增加水的硬度，所以比漂白粉好。主要缺点是成本高。2021/9/21100二、臭氧消毒二、臭氧消毒 臭氧在水中分解为氧气和一个活泼的氧原子，具有很强的氧化作用。能与水中的细菌及其它微生物或有机物作用，使其失去活性。优点优点（1）杀菌能力强。不仅可以杀灭水中的细菌，而且可以杀灭细菌的芽孢；（2）不产生残留物质，还可增加水中氧气，使水体变得更清新。缺点缺点：耗电量大；臭氧的半衰效应导致水中含氧量增加促进微生物繁殖；2021/9/21101三、紫外消毒三、紫外消毒 原理：经紫外线照射后，微生物细胞内核蛋白分子结构发生变化，导致微生物死亡。紫外线消毒设备布置方式：反射罩反射罩灯管灯管 出水出水 灯管灯管 进水进水水上反射式水上反射式 隔水套管式隔水套管式2021/9/211021.紫外杀菌特点（1）消毒时间短，效率高；（2）操作管理方便；（3）不改变水的理化性质。（4）对原水水质要求较高；（5）没有持续杀菌作用。2021/9/211032.影响紫外消毒效果的因素（1）灯管周围介质的温度（2）处理水量（3）照射半径、时间2021/9/211043.使用紫外线杀菌时注意事项（1）定期检查处理水质（2）定期清洗石英玻璃管（3）经常检查紫外线灯管（4）连续生产时，最好有两台紫外消毒器交替使用2021/9/21105