饮用水处理培训资料.ppt

,生力（广东）食品饮料有限公司,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,XX食品饮料有限公司,培训课程,水处理工艺,XXX,09/20/2006,1.,为什么我们要处理水,2.,水中存在的杂质,3.,工艺流程介绍,课程概要,1.,用于生产产品的水必须达到一定要求的质量标准，这样能保证口味和质量。,2.,处理水就是用最合理的操作方式以及最经济的成本消耗用不同的水处理设备除去水中的杂质。,水处理的目的,为什么我们要处理水,微生物污染,细菌,病原或非病原的；,热原质,使发烧、发热的一种物质；,硬度,硬度：钙离子,(Ca,2,),和镁离子,(Mg,2,),导致形成,锅垢,；,碳酸盐硬度,(,碳酸钙（,CaCO,3,),和碳酸镁,(MgCO,3,),；,非碳酸盐硬度,(,氯化物,(,Cl,-),或硫酸盐,(SO,4,2-,）。,水中存在的杂质,微生物污染,/,硬度,铁离子（,Fe,3+,),使水变成黄褐色；,硫酸盐（,SO,4,2-),高浓度时水有苦味，一些二价金属硫酸盐低浓度时也能沉淀；,氯化物,(,Cl,-,),高浓度时有咸味，能腐蚀供应水管道；,碱度,碳酸盐（,CO,3,2-,),、碳酸氢盐,(HCO,3,-,),和氢氧化物,(OH,-,),与硬度离子在一起时容易形成锅垢；,硝酸盐,(NO,3,-,)/,亚硝酸盐,(NO,2,-,),低浓度都对人体有毒；,氯（,Cl,),具有杀菌功效，氯和其所形成的化合物有一种不舒服的味道，形成的,THMs,是公认的致癌物质,;,水中存在的杂质,普通离子,铝（,Al,）,在冷却和锅炉系统里能导致结垢，通常对人的身体健康有影响；,钠（,Na,),由于盐的溶解而被引入，例如氯化钠（,NaCl,),，氢氧化钠,(,NaOH,),，硝酸钠,(NaNO,3,),，硫酸钠,(Na,2,SO,4,),等,软化水时加入的就是这些物质。当其与氯化物和氢氧化物结合时可以腐蚀锅炉，浓度较高时甚至可以腐蚀不锈钢；,硫酸盐（,PO,4,3-,),阻垢剂中可见。大部分水源中存在这种物质，超纯水中没有，该盐无害，贮水罐水面与空气接触藻类容易生长。,水中存在的杂质,普通离子,溶解的气体,二氧化碳（,CO,2,),溶解在水中形成碳酸（,H,2,CO,3,),，降低,pH,值，腐蚀供水管，特别是在蒸汽管路和冷凝管路里；,氧气（,O,2,),溶解的氧腐蚀管路、锅炉和热交换板；,硫化氢（,H,2,S),腐烂臭鸡蛋味道，有腐蚀性；,重金属,重金属例如铅（,Pb,),、镉（,Cd,),，硒,(Se),，铬,(Cr),达到某种程度,时，对人体危害性很大。,水中存在的杂质,溶解的气体,/,重金属,水,糖,单糖,水,浓缩液,终糖,水,饮 料,CO,2,水的质量至关重要！,工艺流程介绍,饮料生产,浊 度,:(,NTU),小于,0.5NTU,颜 色,:(,5RBU,）无,气 味,:,无,味 觉,:,无异味,氯,:,纯净水中浓度为,0,硬 度 ：,(450mg/l),依据工艺和产品不同,碱 度,:,大于,0,小于,85,ppm,铁,:(0.3ppm),小于,0.1,ppm,氯化物,:(250 mg/L),小于,250,ppm,微生物,大肠杆菌,:(3,个,L)0/100 ml,菌落总数,:(100,个,ml),小于,25,个,/,10 ml,必须考虑到当地标准！,工艺流程介绍,水质量标准,城市水,CSD,冲洗用水,纯净水灌装冲洗用水,锅炉,NaClO,原水罐,絮凝剂,助凝剂,砂滤罐,清水罐,5um,过滤器,软化床,软化水罐,1um,过滤器,NaHSO3,活性炭过滤,NaHSO3,5um,过滤器,1um,过滤器,臭氧混合塔,紫外线灯杀菌,反渗透,NaClO,纯水罐,活性炭过滤,1um,过滤器,热灌装冲洗用水,脱气水,混合系统,溶糖,纯水罐,冷却隧道,温瓶机,纯净水灌装,反冲洗用水,厂区用水,5um,过滤器,冷却塔用水,软化床再生装置,反渗透清洗装置,臭氧发生器,O,3,阻垢剂,NaOH,工艺流程介绍,微生物,消毒,硬度,软化床,离子，硬度，碱度,反渗透,残余活性炭，铁锈,5um,1um,过滤器,余氯,颜色，味觉，气味，,pH,，碱度,活性炭过滤,悬浮固体,浊度,砂 滤 罐,监测参数,设备,化学溶液注入装置,悬浮固体,水处理设备,工艺流程介绍,PE,箱,水,注入水线,NaClO,絮凝剂,助凝剂,NaHSO,3,阻垢剂,NaOH,化学溶液注入装置,工艺流程介绍,城市水,CSD,冲洗用水,纯净水灌装冲洗用水,锅炉,NaClO,原水罐,絮凝剂,助凝剂,砂滤罐,清水罐,5um,过滤器,软化床,软化水罐,1um,过滤器,NaHSO,3,活性炭过滤,NaHSO,3,5um,过滤器,1um,过滤器,臭氧混合塔,紫外线灯杀菌,反渗透,NaClO,纯水罐,活性炭过滤,1um,过滤器,热灌装冲洗用水,脱气水,混合系统,溶糖,纯水罐,冷却隧道,温瓶机,纯净水灌装,反冲洗用水,厂区用水,5um,过滤器,冷却塔用水,软化床再生装置,反渗透清洗装置,臭氧发生器,O,3,阻垢剂,NaOH,工艺流程介绍,反渗透膜的二级进水口处调节,pH,值,NaOH,结合不稳定的胶体物质成为大颗粒，便于砂罐过滤,絮凝剂,防止水中矿物质在浓缩时产生沉淀污染膜组件，在,RO,膜上形成一层光滑薄膜,可保证反渗透系统回收率,阻垢剂,使得水中胶体颗粒物质变得不稳定,助凝剂,减少水中,NaClO,的含量,NaHSO,3,作用,原料,NaClO,1,3ppm,可以限制水中细菌的生长,工艺流程介绍,化学溶液注入装置,水处理系统中去除悬浮固体最有效的处理设备；,正常状态下存在压力时操作，但通常是按自流式设计；,通常式由不锈钢材料制成，圆柱体状。,工艺流程介绍,砂滤罐,工艺流程介绍,砂滤罐,过滤介质,1-2mm,无烟煤,0.5,1 mm,石英砂,1,2mm,石英砂,通风口,空隙,进水口,出水口,侧管分配口,蘑菇状滤口,（水帽）,至少,50,的现有砂高度空间,过滤介质,垫层,为了移去已经沉积的悬浮固体，要反洗以及正洗砂滤罐；,通过测试出、口水的浊度以及砂滤罐进、出口压力差来确定是否反洗：,P5,psi,（,0.035MPa),浊度,10ppm,必须再生。,再生步骤：,反洗,15mins,化学溶液注入,45mins (,NaCl,:10-12%),缓慢冲洗,30mins,快速冲洗,10mins,-,在下次生产之前，用软化水冲洗,10mins.,软化床再生步骤,工艺流程介绍,V1,进水口,盐水进口,出水口,V4,V3,V5,V2,排掉,溶盐箱,再生泵,V6,FM,VALVES NO.,步骤,60,mins,.,溶液注入,10,mins,.,反洗,生产,5,4,3,2,1,时间,流速,6,缓慢冲洗,快速冲洗,60,mins,25,mins,阀门状态,软化床工作图,包括,5um,、,1um,过滤器。,确保除去透过的残余活性炭以及水中的垢片，铁锈之类的物质，一道安全屏障。,维护包括用氯消毒和定期更换滤芯。,工艺流程介绍,精密过滤器,进、出口水的压力差,5psi(0.035MPa),考虑更换或反洗滤芯。,如果,QA,报告过滤器出口处水微生物指数超标，必须对过滤器进行消毒；,1.,用,50ppm,的氯液浸泡滤芯达,30mins;,2.,用水冲洗过滤器直至无氯。,每个星期都要进行消毒。,工艺流程介绍,精密过滤器,进水,出水,工艺流程介绍,精密过滤器,PP(,聚丙烯材料）,进水,出水,进水,出水,工艺流程介绍,精密过滤器,反渗透是交叉流动膜过滤的一种方式（超滤、纳滤以及反渗透）；,交叉流动膜过滤方式中第一个被广泛应用于商业化中；,可移去大部分有机化合物；,离子去除率达到,99,；,病毒、细菌和热原质的去除率大于,99,；,确保后续用水溶解总固体（,TDS),小于,10ppm,。,工艺流程介绍,反渗透,高压泵,进口流体,浓缩流体,（浓盐水,排掉）,渗透流,(,产品水,),工艺流程介绍,反渗透,渗透流,(,产品水,),浓缩流,(,排掉,),反渗透,压强,正常渗透,浓溶液,稀溶液,工艺流程介绍,反渗透操作,正常情况下每,3,6,个月,CIP,一次，每次持续,1,2,小时；,步骤：,1.,用反渗透水,化学物质（具体情况决定）,当反渗透膜元件上存在污染时，必须停机对膜进行清洗。,清洗溶剂,2.,泵启动循环一段时间；,3.,浸泡反渗透膜；,4.,用反渗透水冲洗,工艺流程介绍,反渗透清洗过程,反渗透膜采用美国海德能,(HYDRANAUSTCS),公司的低压复合膜,CPA3,和,CPA2.,第一级反渗透进水压力,17.0kg/cm,2,第一级反渗透排放浓水流量,4.80m,3,/hr,第二级反渗透进水压力,15.5kg/cm,2,第二级反渗透浓水流量 ,4.30m,3,/hr,第二级反渗透产水流量,9.0m,3,/hr,供应商初步建议反渗透操作控制数据,工艺流程介绍,定义,应用化学物质、热、特殊光线以及过滤网筛等控制微生物的生长。,消毒的类型,氧化性灭菌,非氧化性灭菌,氯,(,Cl,),甲醛（,HCHO),氯胺,（,NH,2,Cl),季铵化合物,二氧化氯,(ClO,2,),臭氧（,O,3,),阴离子表面活性剂,过氧化氢,(H,2,O,2,),溴,(Br),物理方式,碘（,）,热,紫外线灯,使用微滤,工艺流程介绍,消毒,氯化,加入氯毁坏水中细菌、有机物质和别的产生难闻气味、味觉和难看颜色的物质。,1.,氯,使用最广泛的消毒剂，低成本，高效率。,2.,氯气,氯化时最有效的消毒剂，价格昂贵。,杀菌作用,氯与细菌的胞状结构起反应从而形成氯化物，破坏了碱性酶，微生物不能存在，也不能再生。,工艺流程介绍,消毒,氯,作用机理,1.,通过改变细胞壁渗透性的方式破坏细胞的功能，从而影响微生物的生长；,2.,干扰某种酶，例如氢硫基团（,-SH);,3.,破坏细胞中的,DNA;,氯很容易与一些核酸反应,。,工艺流程介绍,消毒,氯,Cl,2,+H,2,O =,HCl,+,HClO,氯气,水,盐酸,次氯酸,NaOCl,+H,2,O =Na,+,+,HClO,+OH,-,次氯酸钠,水,钠离子,次氯酸,羟离子,Ca(OCl),2,+H2O =Ca,+,+2HClO +2OH,-,次氯酸钙,水,r,钙离子,次氯酸,羟离子,工艺流程介绍,基本化学反应,8,14,Percent%,HCl,O,OCl,-,0,0,100,工艺流程介绍,pH,值对氯存在形式的影响,什么是臭氧,(O,3,)?,由三个氧原子组成；,非常强的氧化剂，能氧化有机物,、,不活泼的细菌以及病毒等,；,在线对空气放电即可生产得到：,电流,3 O,2,（空气中）,-,2 O,3,O,3,化学性质很活泼，不稳定；,必须持续注入水中，因为其存在周期很短（常温为,20mins),；,长时间能自然降解为,O,2,，不会增加离子污染；,工艺流程介绍,消毒,臭氧,臭氧有毒，达到某种程度危害到人的健康；,O,3,氧,化性是氯的两倍,（一说只高,2,);,理论上必须在工作环境安装臭氧破坏装置除去多余的臭氧；,通常用紫外线分解臭氧成氧气,。,工艺流程介绍,消毒,臭氧,+,+,+,+,-,-,-,-,空气,O2,O,臭氧发生器,进水,产水,臭氧混合塔,臭氧破坏系统,O,3,监测系统,二楼贮瓶仓,纯水箱,工艺流程介绍,臭氧典型工艺流程图,能量越大，生产的,O,3,越多；,由,O,2,生产,O,3,要应用外在能量,(,电压,),；,冷却水用于去除多余的热量,。,接地,高压电极,冷却水,氧气,+,+,+,+,-,-,-,-,臭氧,玻璃绝缘体,高压,0,2,0,3,0,3,0,3,0,2,0,2,工艺流程介绍,臭氧产生示意图,以电磁能或者辐射能的形式存在；,辐射能以波的形式传播,.,波长从比较长的无线电波到比较短的,x,射线不等,;,辐射能光谱中最熟悉的部分是低波段的,且人肉眼可见,紫外线波长比可见光短,肉眼不可见,;.,波长,:2000-3900,(1,=1,10,10,m),工艺流程介绍,消毒,紫外线辐射,长波,UV:3250-3900 A,杀菌效果甚微,;,中波,UV:2950-3250 A,达到太阳爆晒效果,有一些杀菌效果,;,短波,UV:2000-2950 A,达到最大的杀菌效果,毁灭细菌,、,病毒,、,真菌,、,孢子,。,短波,UV,在地球表面不存在,借助水银蒸汽灯通过电能转化生产,。,工艺流程介绍,紫外线分类,杀菌灯,由特殊石英玻璃制成的低压水银汽化灯。,原理：在密封特制玻管里，电弧穿透惰性气体层。电弧产生的热量使得密封管里的少量水银汽化，水银汽化成离子后在电弧中放出,UV,辐射,。,紫外线使,DNA,活性降低导致细菌数目减小；,灭菌率高，高达,99,；,UV,降解有机物为弱有机酸，提高水的传导率；,水中悬浮固体能挡住细菌与足够的,UV,接触，通常在,UV,室前加设,1um,过滤器作为安全保障。,工艺流程介绍,紫外线杀菌灯,水,.,接近空气一样,.,是,.,最重要的物质,对生命而言,谢谢！,欢迎大家,