第一章 水处理及瓶装水的生产

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1、 一、水源与水质一、水源与水质 二、水的预处理二、水的预处理 三、瓶装水的生产三、瓶装水的生产1 1、水处理的基本原理、水处理的基本原理2 2、矿泉水理化特征的表示方法、矿泉水理化特征的表示方法3 3 、纯净水生产中的膜分离技术及其特性、纯净水生产中的膜分离技术及其特性一、水的分类一、水的分类1、地表水、地表水2、地下水、地下水3 3、城市自来水城市自来水溶解的矿物质较少，硬度约为溶解的矿物质较少，硬度约为1.01.08.0 mmol/L8.0 mmol/L，但常含有粘，但常含有粘土、砂、水草，腐植质，土、砂、水草，腐植质，CaCa，MgMg盐类和其它盐类及细菌盐类和其它盐类及细菌 。硬度较高

2、硬度较高 ，水质较清，很，水质较清，很少含有泥沙，悬浮物和细菌少含有泥沙，悬浮物和细菌二、天然水中的杂质二、天然水中的杂质 主要成分是钙和镁的碳主要成分是钙和镁的碳酸氢盐，其次是钙、镁酸氢盐，其次是钙、镁的碳酸盐，这些盐类经的碳酸盐，这些盐类经煮沸后分解成溶解度很煮沸后分解成溶解度很小的碳酸盐，硬度大部小的碳酸盐，硬度大部分可除去。分可除去。暂时硬度暂时硬度 三、水的硬三、水的硬度度水中离子沉淀肥皂的能水中离子沉淀肥皂的能力，一般指水中力，一般指水中CaCa2+2+、MgMg2+2+盐类的含量盐类的含量 为钙、镁为钙、镁 的氯化物，硫酸盐、的氯化物，硫酸盐、硝酸盐等，这些盐类经煮沸不硝酸盐等，

3、这些盐类经煮沸不会沉淀，硬度不会变化。会沉淀，硬度不会变化。永久硬度永久硬度 总硬度总硬度:总硬度总硬度 mmol / L暂时硬度暂时硬度 永久硬度永久硬度 +1德国度：德国度： 1升水中含有升水中含有10毫克氧化钙毫克氧化钙1 mmol / L= 2.804 德国度德国度生产企业生产企业德国度德国度0 4为最软的水，为最软的水，4 8为软水为软水 ，8 16为中等硬度为中等硬度的水，的水，16 30为硬水，为硬水， 30以上为很硬的水。以上为很硬的水。饮料用水水质要求硬度小于饮料用水水质要求硬度小于8.5度度,否则会产生碳酸钙沉淀和有机否则会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙盐沉淀酸钙盐沉淀,影响产品

4、口味及质量。影响产品口味及质量。 天然水中能与天然水中能与H+ 结合的结合的OH，CO22- 和和HCO-3的含量，用的含量，用mmol / L表示表示 。天然水中通常仅存在天然水中通常仅存在HCO-3四、水的碱度四、水的碱度 天然水中碱度和硬度的关系天然水中碱度和硬度的关系 H负负: 表示水的负硬度表示水的负硬度,主要含有主要含有NaHCO3、KHCO3、 Na2CO3、K2CO3分析结果分析结果 硬度硬度 （mmol/L） H 非碳非碳 H 碳碳 H负负 H总总 A总总H总总 = A总总 H总总A总总 H总总 A总总 0 0 A总总 H总总 A总总 H总总 0 0 A总总 H总总 一、水中

5、悬浮杂质的去除一、水中悬浮杂质的去除（一）混凝与沉降（一）混凝与沉降混凝混凝1、常用的混凝剂、常用的混凝剂 铝盐铝盐 明矾、硫酸铝、碱性氯化铝明矾、硫酸铝、碱性氯化铝 铁盐铁盐 硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁在水中加入某些盐类，使水中在水中加入某些盐类，使水中 细小悬浮或胶体物质互相吸附，细小悬浮或胶体物质互相吸附，从水中沉淀下来的过程。从水中沉淀下来的过程。明矾及硫酸铝：明矾及硫酸铝： 原理：原理： 在水中在水中Al2(SO4)3水解成水解成Al(OH)3 ，可与，可与水中带负电的自然胶体起电性中和作水中带负电的自然胶体起电性中和作用，同时又可吸附水中的自然胶体和用，同时又

6、可吸附水中的自然胶体和悬浮物悬浮物 。 明矾：明矾：0.0010.2%用量用量: Al2(SO4)3： 0.21.0 毫摩尔毫摩尔/升。升。 使用时使用时,要加入石灰调整要加入石灰调整pH值值,一般一般1毫克毫克/升的升的Al2(SO4)3需加需加0.5毫克毫克/升的石灰。升的石灰。水温：水温：25 35。注意搅拌。注意搅拌。碱式氯化铝（碱式氯化铝（PAC）：）：羟基氯化铝或聚合氯化铝羟基氯化铝或聚合氯化铝分子式：分子式： Al2(OH)nCl6nm, n =15；m10。 用量：用量：0.0050.01 %pH值范围：值范围：68。水温：水温：20 30 。 铁盐：铁盐： 常用硫酸亚铁。常用

7、硫酸亚铁。 特点：特点：混凝速度快，水温的影响不大混凝速度快，水温的影响不大 不适用于有机物含量较高的水质处理不适用于有机物含量较高的水质处理 2、助凝剂、助凝剂 如用来调节如用来调节pHpH的碱、酸、石灰等；的碱、酸、石灰等； 有机助凝剂如丙烯酸的化合物有机助凝剂如丙烯酸的化合物（二）过滤（二）过滤 1、砂石过滤、砂石过滤阻力截留阻力截留 重力沉降重力沉降 接触凝聚接触凝聚 过滤原理过滤原理 工艺过程工艺过程 过滤过滤 冲洗冲洗 滤料的选择滤料的选择 K = 1080DD通过滤料重量通过滤料重量80%80%的筛孔径的筛孔径不均匀不均匀系数系数通过滤料重量通过滤料重量10%10%的筛孔径的筛孔

8、径过滤系统过滤系统 滤料层的结构滤料层的结构 垫层垫层 采用天然卵石层或碎石采用天然卵石层或碎石 2、活性碳过滤、活性碳过滤 氧化有机物氧化有机物 吸附反应吸附反应 Cl2 + H2O 2HCl + O CO2 与与C反应反应单层滤池单层滤池双层滤池双层滤池3、砂滤棒过滤、砂滤棒过滤 用于水质较好时用于水质较好时砂滤棒使用一定时间后，要停机，卸出砂芯进砂滤棒使用一定时间后，要停机，卸出砂芯进行处理。行处理。砂滤棒消毒处理砂滤棒消毒处理75%的酒精的酒精 0.25%的新洁尔灭的新洁尔灭 10%的漂白粉的漂白粉过滤原理过滤原理 被处理的水在外压作用下，通过微小的孔隙，被处理的水在外压作用下，通过微

9、小的孔隙，水中存在的少量有机物及微生物被微孔吸附截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，滤出的水基本可达到无菌留在砂滤棒表面，滤出的水基本可达到无菌 使用时应注意的问题使用时应注意的问题 钛棒过滤器钛棒过滤器其它过滤装置其它过滤装置 化学纤维蜂房式过滤器化学纤维蜂房式过滤器 大孔离子吸附树脂过滤器大孔离子吸附树脂过滤器二、水中溶解杂质的去除二、水中溶解杂质的去除软化软化 只降低水中只降低水中Ca2+，Mg2+的含量的含量除盐除盐 降低全部阳离子和阴离子的含量降低全部阳离子和阴离子的含量1、石灰软化、石灰软化适用于碳酸盐硬度较高、非适用于碳酸盐硬度较高、非碳酸盐硬度较低的水；不

10、要碳酸盐硬度较低的水；不要求高度软化的水。求高度软化的水。石灰的消化：石灰的消化： CaO +H2O Ca(OH)2用石灰除去水中的用石灰除去水中的Ca2+ , Mg2+ , CO2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (a) Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O (b)Mg(HCO3)2 +Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCO3 (c)MgCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + Mg(OH)2 (d)2NaHCO3 + Ca(OH)2 CaCO3 + NaCO3 + 2H2O (e)CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)

11、2Mg(OH)2 + CO2 MgCO3 + H2OMgCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 有关化学反应有关化学反应 可通过计算确定。可通过计算确定。 根据经验根据经验,每降低每降低1m3水中暂时硬度水中暂时硬度1度，需度，需加纯加纯CaO 10g，每降低，每降低1m3水中水中CO2的浓度的浓度为为1mg/L时，需加纯时，需加纯CaO 1.75g。石灰的添加量石灰的添加量 暂时硬度大部分被除掉，残余暂时硬度暂时硬度大部分被除掉，残余暂时硬度至至0.20.4毫摩尔毫摩尔/升升, 残余碱度残余碱度至至0.40.6 毫摩毫摩尔尔/升升,有机物除去有机物除去25%,硅酸化合物硅酸化合物