软饮料工艺学软饮料用水及水处理.pptx

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,第一节：软饮料用水的水质要求,第二节：软饮料用水的水处理,第二节 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,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,一,混凝沉淀,自然沉淀,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,),混凝机理,胶体稳定的原因,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,1,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。,铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁。,Chapter2,软饮料用水及水处理,（,1,）,明矾,KAl,2,(SO,4,),2,12H,2,O,或,K,2,SO,4,Al,2,(SO,4,),3,24H,2,O,；,一种复盐，在水中,Al,2,SO,4,),3,发生水解作用生成氢氧化铝,Al,2,(,SO,4,),3,2Al,3+,+3SO,4,2-,Al,3+,+H,2,O,Al(OH),2+,+H,+,Al(OH),2+,+H,2,O,Al(OH),2,+,+H,+,Al(OH),2,+,+H,2,O,Al(OH),3,+H,+,Al,（,OH,）,3,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，,起电性中和的作用,2,氢氧化铝可,吸附,水中的自然胶体和悬浮物,使用时的注意事项,水的,pH,值,水温,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,明矾的加入量,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,。,（,2,）硫酸铝,加入水中的反应原理同明矾；,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；,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,。,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。,（,3,）碱式氯化铝,碱式氯化铝（,PAC,）或聚合氯化铝，,Al,2,(OH),n,Cl,6-n,m,其中：,n=1-5,，,10,碱式氯化铝是一种新型的混凝剂。,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。,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，其用量仅为硫酸铝的,25-50%,。,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。,（,4,）铁盐,常用的是硫酸亚铁,(FeSO,4,7H,2,O),，氯化铁,(FeCl,3,6H,2O),和硫酸铁。,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。,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/L,的,CaO,。,用,FeSO47H2O,时有效剂量一般为,14-70mg/l,pH,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。,2,助凝剂,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,。,常用的助凝剂有很多如用来调节,pH,值的,碱、酸、石灰,等。,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。,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。,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、污染比较轻,的水的处理。,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,（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,1.,砂滤池过滤法,无烟煤,细砂,中砂,粗砂,小卵石,大卵石,滤料层,垫 层,（三）过滤的形式,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,。,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；,滤料的作用：具有吸附悬浮颗粒的表面，是完成过滤作用的基本介质。,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。,（,1,）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。,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。,级配的表示,d,80,/d,10,式中,不均匀系数,d,80,80%,滤料通过的筛孔直径,d,10,10%,滤料通过的筛孔直径,越大，则粗细颗粒差别越大,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,2-2.2,。,过大的缺点,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。,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。,（）滤料层的结构,良好的滤料层结构应满足下列要求：（）含污能力（,kg/m,3,表示）大。（）产水能力,(,m,3,/m,2,.h),或,(,m/h),高。,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,:,一种是滤料粒径,上细下粗,；,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。,（）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,。,（,4,）冲洗,超声波扰动,机械扰动,水力表面冲洗,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,。,2,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,2-4,m,的小孔；,（,1,）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。,国产砂芯过滤器的规格,型号,规格,砂芯根数 压强,2Kg/cm,2,高*直径*厚度 （根）流量,Kg/h,101,型,800,500 20 19 1500,106,型,450,320 10 12 800,112,型,400,300 10 6 600,（,2,）砂芯过滤器的结构,外壳：金属铸成锅形的密封容器；,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。,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,）,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。,（三）净水器,1,：特点,能除去水中的,异色、异味,；,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；,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。,2,结构及工作原理,采用,活性炭,为滤料。,活性炭的比表面积很大（,1,克活性炭的表面积达,1000m,2,）；,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,。,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。,63-86%,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,（四）,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,0.2,um,以上的微粒物质。,(2),使用特点,滤芯采用折叠滤膜结构，过滤面积大，流量大，工作压差低；,可进行反冲、消毒，多次使用，产品寿命长，成本低；,使用最高温度,100,；,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；,截留孔径均匀、致密。,（五）超滤,1,基本原理,超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。,超滤分离物质的分子量范围为,500-100,万或尺寸近似为,10-100,（,0.001-0.01,um,）。,2,超滤膜,超滤膜通常采用,中空纤维膜,。,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。,一定数量的中空纤维紧固成一束，两端粘结在有机玻璃或其它材质外壳内即成超滤器。,超滤优点：,水不需加热，不必经过相的转变，不用化学药品。,3,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,4,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,5,注意事项,使用过的超滤膜不可再干燥，每次使用后应存放在含有防腐剂的水中（如,1-2%,甲醛,溶液）；,操作温度不超过,45,；,水的回收率不低于,85%,。,三 硬水软化,溶解性杂质包括,：,六种含量大的离子,：,Ca,+,、,Mg,+,、,Na,+,、,HCO,3,-,、,SO,4,=,、,Cl,-,两种含量小的离子,：,Fe,+,SiO,3,=,两种气体,：,O,2,CO,2,Ca,+,、,Mg,+,含量的总和叫,水的硬度,；,Ca,+,、,Mg,+,、,Na,+,、,HCO,3,-,、,SO,4,=,、,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,Ca,+,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,。,（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,。,Ca(HCO,3,),2,CaCO,3,+H,2,O+CO,2,Mg(HCO,3,),2,MgCO,3,+H,2,O+CO,2,MgCO,3,+H,2,O,Mg(OH),2,+CO,2,2.,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,的水的处理。,石灰软化的有关反应,将生石灰,CaO,配制成石灰乳,：,CaO+H,2,O,Ca(OH),2,用石灰乳除去水中重碳酸钙,Ca(HCO,3,),2,、重碳酸镁,Mg(HCO,3,),2,和,CO,2,。,CO,2,+Ca(OH),2,CaCO,3,+H,2,O,除去,CO,2,(a)Ca(HCO,3,),2,+Ca(OH),2,CaCO,3,+2H,2,O (b),Mg(HCO,3,),2,+Ca(OH),2,Mg(OH),2,+CaCO,3,(c)MgCO,3,+Ca(OH),2,Mg(OH),2,+CaCO,3,(d),2NaHCO,3,+Ca(OH),2,CaCO,3,+Na,2,CO,3,+2H,2,O,(e),与以上反应同时还进行下述反应：,4,Fe(HCO,3,),2,+8Ca(OH),2,+O,2,4Fe(OH),3,+8CaCO,3,+6H,2,O,Fe,2,(SO,4,),3,+3Ca(OH),2,2Fe(OH),3,+3CaSO,4,H,2,SiO,3,+Ca(OH),2,CaSiO,3,2H,2,Om H,2,SiO,3,+n Mg(OH),2,n Mg(OH),2,.,m H,2,SiO,3,石灰添加量,软化时石灰添加量按下式计算：,G=,56,D(,H,Ca,+,H,Mg,+CO,2,+0.175),(kg/h)10,3,式中：,石灰消耗量，,kg/h D,软化水量，,t/h,H,Ca,原水的钙硬度；,mol,l,H,Mg,原水的镁硬度；,mol,l,CO,2,原水中游离的,CO,2,量，,mol,l,0.175,石灰过剩量,工业用石灰纯度，一般为,60-80%56,CaO,的摩尔质量,根据经验每降低,1m,3,水中暂时硬度度，需加纯,CaO 10g,，每降低,1m,3水中,CO,2,的浓度为,1mg/l,时，需加纯,CaO 1.27g,。,（,2,）石灰,-,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,。,CaSO,4,+Na,2,CO,3,CaCO,3,+,Na,2,SO,4,CaCl,2,+Na,2,CO,3,CaCO,3,+,2NaCl,MgSO,4,+Na,2,CO,3,MgCO,3,+,Na,2,SO,4,MgCl,2,+Na,2,CO,3,MgCO,3,+,NaCl,生成的碳酸镁可与熟石灰作用而被除去，反应如下：,MgCO,3,+Ca(OH),2,CaCO,3,+Mg(OH),2,目前此法不常用，原因：,反应产物为很多可溶性物质，如,Na,2,SO,4,、,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。,纯碱消耗量,G,(g/h),计算法：,106,D(H,永,a),E,式中,软化水量（,t/h,）,106,Na,2,CO,3,的摩尔质量,永,原水的永久硬度（,mol,l,）,a,纯碱过剩量（,mol,l,）,E,工业用纯碱的纯度（）,（,3,）石灰,-,纯碱,-,磷酸三钠软化法,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。,反应原理：,石灰,-,纯碱除去大部分,Ca,2+,和,Mg,2+,；,残存的,Ca,2和,Mg,2+,与,Na,3,PO,4,反应生成磷酸盐沉淀去除。,（二）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。,原水,阴极,-,极室,+Na,+,+,阳膜,淡水,淡水排放,阴膜,浓水,-,+,-,+,-,阳膜,淡水,阴膜,浓水,浓水排放,阳膜,极室,+,原水 阳极,（,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。,低浓区,高浓区,（,3,）注意事项,水的预处理是保证电渗析正常运行的主要因素。,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,（,KMnO,4,）；水温,5-40,；污染指数,7,。,工作压力,3Kg/cm,2,；,在停止运行前倒换电极一次，通电冲洗,10,分钟，再停机。,2.,离子交换法,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。,离子交换,，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。,（,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+Na,+,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；,树脂上的,H,+,交换到水中的过程称,游离过程,。,（,2,）离子交换器使用过程,a,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+Ca,2+,(Mg,2+,),R,2,Ca(R,2,Mg)+2Na,+,b,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。,c,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。,R,2,Ca(R,2,Mg)+2Na,+,2RNa+Ca,2+,(Mg,2+,),d,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。,（,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,：,天然：海绿砂,无机质类,人造：合成沸石,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。,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：,按结构分,：凝胶型和大孔树脂,按用途分,：工业级；食品级；分析级；双层床用树脂；等等,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,：,苯乙烯类 丙烯酸类 酚醛类,环氧类 氯乙烯类 脲醛类,乙烯基吡啶类,常用离子交换树脂种类,A732,苯乙烯强酸性阳树脂,B,717,或,711,苯乙烯强碱性阴树脂,C 701,和,704,弱碱性阴树脂,（,4,）离子交换树脂的选择原则,、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。,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。,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。,2,、阳离子交换柱,阳离子交换树脂的交换能力大于阴离子交换树脂。,对水中阳离子交换能力的顺序为：,Fe,+,Al,+,Mg,+,K,+,Na,+,Li,+,3,、阴离子交换柱,水中阴离子交换顺序，对弱碱型阴树脂：,OH,SO,42,NO,3,PO,4,Cl,HCO,3,对于强碱型阴树脂：,SO,4,2,NO,3,OH,HCO,3,HSiO,3,（,5,）离子交换器形式,单极离子交换器（单床）,-,种阳离子树脂,多极离子交换器（多床）,-,种阳树脂（两床串联）,复合离子交换器（复床）,-,两种不同树脂（两床串联）,混合离子交换器（混合床）,-,两种离子树脂混合（单床处理）,双层离子交换器（双床）,-,两种树脂上下两层（单床处理）,固 定 床,3.,反渗透,(RO),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：,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。,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%,。,中空纤维微孔膜形貌,第三节 水的消毒,水的消毒,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。,常用的消毒方法有：,氯化法,臭氧消毒,紫外线消毒,一、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,：方法简单，成本低，能杀灭致病菌。,缺点,：常常在水中残留氯气，需要增加脱氯装置。,（一）基本原理,氯在水中反应如下：,Cl,2,H,2,O,HOCl+H,+,+Cl,-,HOCl,OCl,+H,+,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。,HOCl,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。,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。,（二）加氯方法和加氯量,、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。,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。,、加氯量,加入水中的氯分为两部分，即作用氯（吸氯）和余氯。,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。,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。,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,。,（三）几种常用氯消毒法,、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。,在实际进行消毒时，是在投氯前或者投氯后，在水中按比例加入,少量氨或胺盐,生成氯胺。,其反应式如下：,生成一氯胺（,NH,2,Cl,）时,NH,3,+HOCl,NH,2,Cl+H,2,O,生成二氯胺（,NHCl,2,）时,NH,3,+2HOCl,NHCl,2,+2H,2,O,或,NH,2,Cl+HOCl,NHCl,2,+H,2,O,生成三氯胺（,NCl,3,）时,NH,3,+3HOCl,NCl,3,+3H,2,O,NH,2,Cl+2HOCl,NCl,3,+H,2,O,氯胺的优点：,在水中分解缓慢，能逐步放出,HOCl,，容易保证管端的余氯含量,避免了自由性余氯,HOCl,产生的较重的氯臭。,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,范围。,氨的来源有液氨、,(NH,4,),2,SO,4,、,NH,4,Cl,等。,、漂白粉,漂白粉是由氯气与熟石灰反应而得。,习惯上，常用氧氯化钙,CaOCl,2,来表示漂白粉的分子式。,氧氯化钙中的氯含量占氧氯化钙的百分数,为：,Cl,2,/,CaOCl,2,=70,/,126=55.5%,漂白粉中氧氯化钙,CaOCl,2,含量一般在,65%,漂白粉中氯含量占漂白粉的百分数,为：,65%,55.5,%,=36%,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。,漂白粉的消毒作用是由其在水中产生次氯酸的结果：,2CaOCl,2,+2H,2,O=2Ca(OH),2,+,2HOCl,+CaCl,2,漂白粉一般配成,1-2%,的浓度使用，也可以干投。,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%,。,主要成分是次氯酸钙,Ca(OCl),2,，次氯酸钙比漂白粉更为稳定。,、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+H2,Cl2+NaOH,NaOCl+NaCl+H2O,H20+0Cl,-,=OH,-,+HOCl,次氯酸钠杀菌能力强，水溶液很纯净，不增加水的硬度，所以比漂白粉好。主要缺点是,成本高,。,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,（,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,：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；,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,灯管 出水,灯管,进水,水上反射式 隔水套管式,1.,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。,2.,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,3.,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,