[01]第1章 軟飲料用水及水處理

1、1第第2 2章章 軟飲料用水及水處理軟飲料用水及水處理2本章內(nèi)容本章內(nèi)容1 軟飲料用水及水質(zhì)要求2 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)3 水處理方法31 軟飲料用水及水質(zhì)要求水源的分類及其特點(diǎn)n地表水q江、河、湖等；q雜質(zhì)和污染物多；q礦物質(zhì)較少；4n地下水q井水、泉水和自流井等；q雜質(zhì)和污染物相對(duì)較少；q礦物質(zhì)含量豐富；5n城市自來水q地表水經(jīng)適當(dāng)?shù)乃幚砉に?，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)；q水質(zhì)好，穩(wěn)定；q水處理設(shè)備簡(jiǎn)單，容易處理；q水費(fèi)高；61 軟飲料用水及水質(zhì)要求n水中雜質(zhì)類型u懸浮物u膠體物質(zhì)u溶解物質(zhì)7 懸浮物懸浮物n粒度200nm的雜質(zhì)，包括泥土、砂粒、浮游生物及微生物等。n懸浮物對(duì)軟飲料品質(zhì)的影響q呈現(xiàn)混濁

2、 q可浮在瓶頸產(chǎn)生頸環(huán) q靜置后可沉在瓶底，生成瓶底積垢或絮狀沉淀q懸浮物質(zhì)會(huì)使液面高度不一致 q浮游生物和微生物導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì) 8 膠體物質(zhì)膠體物質(zhì)n粒度為1200nm的雜質(zhì)。n膠體特性：1)丁達(dá)爾現(xiàn)象；2)穩(wěn)定性。 丁達(dá)爾現(xiàn)象穩(wěn)定性9 膠體物質(zhì)膠體物質(zhì)n水中膠體物質(zhì)包括無機(jī)膠體和有機(jī)膠體。硅酸膠體和粘土，硅酸膠體和粘土，是由許多離子和是由許多離子和分子聚集而成的；分子聚集而成的；是水混濁的主要是水混濁的主要原因。原因。高分子物質(zhì)，一般高分子物質(zhì)，一般是動(dòng)植物殘骸經(jīng)過是動(dòng)植物殘骸經(jīng)過腐蝕分解的腐殖酸，腐蝕分解的腐殖酸，腐殖質(zhì)等；導(dǎo)致水腐殖質(zhì)等；導(dǎo)致水質(zhì)帶色。質(zhì)帶色。 10 膠體物質(zhì)膠體物質(zhì)n膠

3、體物質(zhì)對(duì)軟飲料品質(zhì)的影響q混濁q變色q影響水的味道和氣味H2S，NH2(動(dòng)植物殘骸分解動(dòng)植物殘骸分解)11溶解物質(zhì)溶解物質(zhì)n粒度1nm的雜質(zhì)，以分子或離子狀態(tài)存在于水中。n主要包括q溶解氣體：O2、CO2、H2S、Cl2等q溶解鹽類：溶解在水中的無機(jī)鹽，基本上以陽離子和陰離子形式存在，如鈣、鎂、鐵、碳酸根、硫酸根、氯根等，構(gòu)成水的硬度和堿度。12溶解物質(zhì)溶解物質(zhì)n溶解物質(zhì)對(duì)軟飲料品質(zhì)的影響q混濁q變色q影響水的味道和氣味H2S，Cl213軟飲料用水的水質(zhì)要求n符合GB5749-85生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；qP11，表2-1n軟飲料用水不是飲用水，比飲用水要求更高；qP12，表2-2 14軟飲料用水

4、標(biāo)準(zhǔn)152 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要指標(biāo)u濁度u臭和味u硬度u堿度u鐵、錳含量u有機(jī)物u溶解氧u微生物16濁度n濁度表示水中懸浮物對(duì)光線透過時(shí)的阻礙程度。 n1L蒸餾水中含有1mgSiO2時(shí)的濁度為1度。 n導(dǎo)致水混濁的主要雜質(zhì)是懸浮和膠體微粒。n自來水濁度上限是5度；軟飲料用水濁度2度；汽水生產(chǎn)用水濁度1.6度。17臭和味n水臭的發(fā)生主要是有機(jī)物的存在；n水的異味主要是來自無機(jī)物；n軟飲料用水的水質(zhì)應(yīng)無味、無臭。18硬度n水的硬度是指水對(duì)于肥皂的離子沉淀能力。 硬脂酸鈉 + 鈣或鎂離子 硬脂酸鈣或鎂(肥皂的主要成分) (沉淀物)n水的硬度主要由水中Ca2，Mg2的量所決定。nCa2，Mg2的鹽類含量越

5、高，水的硬度越大。19硬度n硬度包括q暫時(shí)硬度q永久硬度由鈣、鎂的碳酸鹽和重碳酸鹽產(chǎn)生的硬度。加熱煮沸生產(chǎn)沉淀，可去除。 由鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽產(chǎn)生的硬度。加熱不能生成沉淀，不可去除。 暫時(shí)硬度永久硬度水的總硬度20硬度n硬度單位通常以相當(dāng)于1L水中含有的CaCO3或CaO的毫克數(shù)來表示。n自來水的硬度450 mg CaCO3/L；飲料用水的硬度100 CaCO3/L。n各國(guó)所用硬度單位有所不同，水的各種硬度單位及換算，見P13 表2-3。21堿度n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。n堿度大小取決于水中的OH- 、CO32-和HCO3-的總含量高低。n軟飲料用水的堿度

6、50 mg CaCO3/L。22堿度堿度過大，會(huì)對(duì)飲料產(chǎn)生不良的影響：u形成水垢u改變飲料酸甜比及風(fēng)味，使微生物易繁殖u影響CO2的溶解量u生產(chǎn)果蔬汁飲料時(shí)容易發(fā)生沉淀23鐵、錳含量n鐵、錳含量過高引起飲料產(chǎn)生沉淀、變色、變味等現(xiàn)象。n鐵對(duì)果蔬汁飲料果蔬汁飲料的影響很明顯，軟飲料用水的鐵鐵含量0.1 mg/L。n軟飲料用水的錳含量0.1 mg/L。24有機(jī)物n飲料用水存在有機(jī)物，會(huì)導(dǎo)致碳酸飲料的充氣困難，并產(chǎn)生異味、沉淀等現(xiàn)象。n利用有機(jī)物容易被氧化的特性，用高錳酸鉀的高錳酸鉀的消耗量消耗量來反映水中有機(jī)物的總含量。n軟飲料用水的高錳酸鉀消耗量8.0才能完成。才能完成。q在在pH6時(shí)，時(shí)，F(xiàn)e

7、3與水中的腐植酸能生成不與水中的腐植酸能生成不沉淀的有色化合物。沉淀的有色化合物?？捎檬艺{(diào)節(jié)原水pH，并去除生成的CO2。鐵鹽不合適對(duì)于含有機(jī)物較多的水質(zhì)進(jìn)行處理。36(一一)混凝混凝n當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑助凝劑。 n助凝劑助凝劑的作用：加速沉淀過程加速沉淀過程n助凝劑是用于調(diào)節(jié)或改善混凝條件，促進(jìn)凝聚作用所添加的藥劑或?yàn)楦纳菩跄w結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)。 37(一一)混凝混凝n常用助凝劑q調(diào)節(jié)pH值：硫酸、磷酸、石灰、重碳酸鈉等 q改善絮體結(jié)構(gòu)：聚丙烯酰胺、活化硅酸、骨膠、海藻酸鈉、紅花樹等。 助凝劑的添加是根據(jù)水質(zhì)的情況，對(duì)水

8、質(zhì)的要求及添加的混凝劑來決定的。38混凝條件的確定n原水的狀況：水溫、pH、理化性質(zhì)n混凝劑的性狀、添加量n助凝劑的性狀、添加量n混凝沉淀的裝置n混凝沉淀工藝：包括混凝劑、助凝劑等的添加順序、攪拌強(qiáng)度、時(shí)間等 混凝反應(yīng)的條件要通過試驗(yàn)確定?；炷磻?yīng)的條件要通過試驗(yàn)確定。39(二)過濾n過濾：借助網(wǎng)狀材料或球狀介質(zhì)截留水中雜質(zhì)，使水獲得澄清的過程。 n進(jìn)一步去除經(jīng)過混凝沉淀后的水中的細(xì)小雜質(zhì)、有機(jī)物、細(xì)菌和病毒等。n當(dāng)原水濁度比較低時(shí)，可直接過濾去除水中的懸浮雜質(zhì)。40(二)過濾n原理：過濾時(shí)，含懸浮物和膠體雜質(zhì)的水流過具有一定孔隙率的過濾介質(zhì)，水中的這些雜質(zhì)被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去，從而使

9、原水得到凈化。 n水的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。41(二)過濾n濾料是完成過濾租用的基本介質(zhì)。n常見的濾料有：砂、石英砂、磁鐵礦石、無煙煤、活性炭等。自制簡(jiǎn)易凈水裝置42(二)過濾n濾料應(yīng)滿足條件 (1)足夠的機(jī)械強(qiáng)度； (2)足夠的化學(xué)穩(wěn)定性； (3)過濾時(shí)不溶于水； (4)不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)。43(二)過濾n過濾形式q池式過濾q砂濾棒過濾q活性炭過濾q超濾膜過濾q微濾膜過濾q納濾膜過濾q其它：鈦棒過濾、化學(xué)纖維蜂房式過濾、大孔離子吸附樹脂過濾等。44池式過濾池式過濾n指將濾料填于池池中的過濾形式。n原理：由于濾料顆粒之間存在孔隙，原水穿過一定

10、深度的濾層，水中的懸浮物即被截留。n濾池一般用鋼筋混凝土建造，池內(nèi)有排水槽、濾料層、墊料層和配水系統(tǒng)；池外有集中管廊，配有進(jìn)水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及附件。 45n墊料層：設(shè)置在濾料層和配水系統(tǒng)之間。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。n墊層材料：天然卵石或碎石，直徑232nm。n池式過濾的工藝過程：過濾沖洗q過濾：生產(chǎn)清水的過程；q沖洗：從濾料表面沖洗掉污物，使之恢復(fù)過濾能力的過程。q多數(shù)情況下，沖洗和過濾的水流方向相反，因而一般把沖洗稱為反沖或反洗。： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過

11、程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過

12、程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：過濾過程過濾過程過濾過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：反沖洗過程反沖

13、洗過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：反沖洗過程反沖洗過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：反沖洗過程反沖洗過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：反沖洗過程反沖洗過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：反沖洗過程反沖洗過程： ： ： ： ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：反沖洗過程反沖洗過程： ： ： ：

14、 ： ： ： 。 ：。 ：。 。：。 。 。 。 ：。： ： ： 。 ：。 ： ：反沖洗過程反沖洗過程63池式過濾池式過濾n濾料層結(jié)構(gòu)應(yīng)具有含污能力大含污能力大和和產(chǎn)水能力高產(chǎn)水能力高的特點(diǎn)。n池式過濾的方式q快速過濾q慢速過濾先在原水中加入混凝劑預(yù)處理，絮凝沉淀除去大部分懸浮物和膠體，然后使上層澄清水通過砂濾過濾。過濾速度一般為5m/h。澄清效果稍差。將原水混凝沉淀處理后，讓上層澄清水以較慢的速度通過砂濾層。過濾速度一般為2.55m/h。澄清效果優(yōu)于快速過濾。64砂濾棒過濾器砂濾棒過濾器n當(dāng)水中雜質(zhì)含量不多，只含有少量的有機(jī)物、細(xì)菌及其他雜質(zhì)時(shí)，可采用砂濾棒過濾。n砂濾棒：是采用微細(xì)顆粒的硅

15、藻土和骨灰等可燃性物質(zhì)，經(jīng)高溫下焙燒形成直徑0.0020.004mm的小孔。 棒狀砂濾棒65砂濾棒過濾器砂濾棒過濾器n原理q水在外壓(12MPa)下，由各砂芯濾棒上的毛細(xì)孔進(jìn)入濾棒內(nèi)腔，水中的存在的少量有機(jī)物及微生物等雜物即被微孔吸附截留在在砂芯棒上。q濾出的水，可達(dá)到基本無菌。66n砂濾棒過濾器的結(jié)構(gòu)：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。6768n注意事項(xiàng)1)使用時(shí)不能超過正常操作壓力q壓力太小，過濾速度慢，水濾出量小；q壓力太大，砂濾棒容易被損壞。2)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用后，雜質(zhì)吸附過度會(huì)降低過

16、濾效果，這時(shí)應(yīng)進(jìn)行清洗、消毒。q堵住砂芯出水嘴，浸泡在水中，卸出砂芯，用水砂紙輕輕擦洗至砂芯恢復(fù)原色；q使用洗滌劑，作整機(jī)封閉沖洗；q消毒處理，用75%酒精或0.25%新潔爾滅或10%漂白粉。69砂濾棒過濾n常用的國(guó)產(chǎn)砂濾棒過濾器規(guī)格見P19，表2-4。70活性炭過濾器活性炭過濾器n活性炭是具有多孔結(jié)構(gòu)的炭?；钚蕴渴蔷哂卸嗫捉Y(jié)構(gòu)的炭。表面布滿了平均直徑為23nm的微孔，表面積很大(5001500m2/g) ，具有很高的吸附能力。71活性炭過濾器活性炭過濾器n活性炭過濾器的結(jié)構(gòu)與池式過濾器相似。n原理：主要是利用活性炭的強(qiáng)吸附性能，去除水中的雜質(zhì)，使水體得到凈化。其吸附能力主要體現(xiàn)在以下幾方面：

17、q能吸附水中的有機(jī)物、膠體微粒、微生物；q可吸附氯、氨、溴、碘等非金屬物質(zhì)；q可吸附金屬離子，如：銀、砷、鉍、鈷、六價(jià)鉻、汞、銻、錫等離子；q可有效去除色度和氣味。72活性炭過濾器活性炭過濾器n活性炭的清洗和再生方法q反洗反洗：用清水從器底部進(jìn)入，反洗強(qiáng)度為810L/(m2s)，反洗時(shí)間1520min；q蒸汽吹洗蒸汽吹洗：打開器頂部排氣閥，在器底部通入0.3MPa的飽和蒸汽，連續(xù)吹洗1520min；q淋洗淋洗：用68%NaOH溶液(溫度40)，在器頂部通入洗滌，NaOH用量為活性炭體積的1.21.5倍；q正洗正洗：用原水自器頂部通入，沖洗至出水符合規(guī)定水質(zhì)要求，即可投入新運(yùn)轉(zhuǎn)。73超濾膜過濾n

18、超濾超濾是以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)原液流過膜表面時(shí)，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液，而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，因而實(shí)現(xiàn)對(duì)原液的凈化、分離和濃縮的目的。 74超濾膜過濾75超濾膜過濾超濾工藝優(yōu)點(diǎn)n去污率高n有效除去病原微生物，無需消毒工序n水廠占地面積小n相對(duì)常規(guī)工藝，節(jié)省制水成本76微濾膜過濾n又稱微孔過濾，微濾膜的孔徑范圍一般為0.1-10微米，介于常規(guī)過濾和超濾之間。n微濾是能夠過濾微米級(jí)的微粒和細(xì)菌，能夠截留溶液中的沙礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱孢子蟲、藻類和一些細(xì)菌

19、等，而大量溶劑、小分子及大分子溶質(zhì)都能透過的膜的分離過程。77微濾膜過濾n缺點(diǎn)：微濾對(duì)于水中離子、有機(jī)物、病毒等小分子物質(zhì)幾乎沒有去除效果。n微濾需要與其他方法相結(jié)合。例：混凝、吸附 +微濾微濾主要應(yīng)用處理污水中大顆粒雜質(zhì)。78納濾膜過濾n納濾膜是介于反滲透和超濾之間的一種膜處理技術(shù)。 n納濾膜具有2個(gè)顯著特征： 1)能截留的雜質(zhì)分子量為200-1000，介于反滲透和超濾之間。 2)對(duì)無機(jī)鹽有一定的截留率。對(duì)多價(jià)離子效果更好。 79納濾膜過濾n納濾膜是介于反滲透和超濾之間的一種膜處理技術(shù)。 n納濾膜具有2個(gè)顯著特征： 1)能截留的雜質(zhì)分子量為200-1000，介于反滲透和超濾之間。 2)對(duì)無機(jī)

20、鹽有一定的截留率。對(duì)多價(jià)離子效果更好。 陰離子，截留率：NO3-Cl-OH-SO42-CO32-陽離子，截留率：H+Na+Ca2+Mg2+80納濾膜過濾納濾膜應(yīng)用于水處理，可以n降低水質(zhì)硬度；n去除氟化物；n去除鉻、鉛、汞等重金屬污染物；n去除農(nóng)藥殘留物；n去除三氯甲烷及其中間體；n去除總有機(jī)碳。81(二)過濾n過濾形式q池式過濾q砂濾棒過濾q活性炭過濾q超濾膜過濾q微濾膜過濾q納濾膜過濾q其它：鈦棒過濾、化學(xué)纖維蜂房式過濾、大孔離子吸附樹脂過濾等。822.2硬水軟化n軟飲料用水硬度 CaCO3mg/Ln軟飲料用水在使用前都必須進(jìn)行軟化處理，使原水硬度下降。10083n硬水軟化方法q石灰軟化法

21、q離子交換法q反滲透法q電滲析法84石灰軟化法n水中加入化學(xué)藥劑如石灰(CaO)等，可在不加熱的條件下除去Ca2、Mg2，使水質(zhì)達(dá)到軟化的目的。n石灰軟化法主要包括兩種方式q單純石灰法q石灰純堿法85n單純石灰法反應(yīng)原理CaO + H2O Ca(OH)2Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2OCa(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2 H2OMg(HCO3)2+Ca(OH)2 CaCO3+Mg(OH)22NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3+Na2CO3+2H2O本法適用于：碳酸鹽含量較多，非碳酸鹽硬度較低，本法適用于：碳酸鹽含量較多，非碳酸鹽硬度較低，不要求高度

22、軟化的水，或用于離子交換水處理的預(yù)不要求高度軟化的水，或用于離子交換水處理的預(yù)處理。處理。僅除去暫時(shí)硬度僅除去暫時(shí)硬度86n石灰純堿法反應(yīng)原理1)同石灰法同石灰法2)純堿反應(yīng)原理純堿反應(yīng)原理CaSO4 +Na2CO3 CaCO3 +CaCl2 + Na2CO3 CaCO3+ 2NaClMgSO4 + Na2CO3 MgCO3 + Na2SO4MgCl2 + Na2CO3 MgCO3 + 2NaClMgSO4 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaSO4MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4CaCl2 + N

23、a2CO3 CaCO3 + 2NaClMgCO3 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCO387n石灰純堿法對(duì)具有暫時(shí)硬度和永久硬度的水都有效，但可溶性物質(zhì)如NaCl，Na2SO4增多，特別當(dāng)原水中永久硬度高時(shí)純堿不能降低原水中溶解固體的含量。n因此，去除非碳酸鹽硬度(永久硬度)一般采用其它方法(離子交換法、電滲析法、反滲透法等。88離子交換法n離子交換法是利用離子交換樹脂交換離子的能力，按需要交換水中的離子，從而使水質(zhì)符合使用要求的方法。 n離子交換的實(shí)質(zhì)是不溶解的電解質(zhì)(樹脂)與溶液中的另一種電解質(zhì)所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，即樹脂上可交換離子與溶液中的同性離子的交換反應(yīng)。89n離子交換樹脂

24、是一種球形網(wǎng)狀固體的高分子共聚物，不溶于酸、堿和水，但吸水膨脹。 90n離子交換樹脂的分類91n離子交換樹脂的交換原理q陽離子交換樹脂(R-H)：水處理時(shí)，水中陽離子如K，Na，Ca2，Mg2等吸附，樹脂上的H+被置換入水中。q陰離子交換樹脂(R-OH)：水中陰離子如SO42-，CL-，HCO3-，HSiO3-等被交換，樹脂上的OH-置換到水中。92n離子交換樹脂的交換性能q交換容量q交換選擇性q離子交換樹脂的再生93交換容量n指一定量的樹脂所具有的活性基團(tuán)或可交換離子的總數(shù)量。q表示方法：質(zhì)量表示法和體積表示法。q質(zhì)量表示法：即單位質(zhì)量干樹脂的交換能力，以mg/g(干樹脂)表示；q體積表示法

25、，即單位體積濕樹脂的交換能力，以mg/mL(濕樹脂)表示。 94q總交換容量(又稱全交換容量)：指樹脂交換基團(tuán)所有可交換的離子全部被交換時(shí)的交換容量，其值等于交換基團(tuán)中陰(陽)離子總數(shù)。單位為mg/mL(濕樹脂)或mg/g(干樹脂)。q工作交換容量：是指樹脂在動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)下的交換容量。一般只有總交換容量的60%70%。 交換容量越大，處理的水量就越大。交換容量越大，處理的水量就越大。95交換選擇性n離子交換樹脂對(duì)水中某種離子能優(yōu)先交換的性能。q常溫下、低濃度下，離子所帶電荷越多，越容易被吸附交換；q同價(jià)離子原子序數(shù)越大，則越易被吸附交換；q在高濃度下，離子交換樹脂的選擇性消失。96樹脂再生n當(dāng)

26、離子樹脂處理一定水量后，樹脂逐漸達(dá)到飽和交換能力下降，通常稱為樹脂“失效”或“老化”。 n樹脂再生前應(yīng)先進(jìn)行反洗，沖洗至松動(dòng)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。n再生方式：1)順流再生：優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單，操作方便；缺點(diǎn)是再生效果不理想。 2)逆流再生：再生效果好，但工藝稍復(fù)雜，工廠多用此法。97反滲透法n原理q利用倒轉(zhuǎn)滲透的原理將水凈化。即向水施加壓力，使水分子通過半透膜，水中其它離子被截留，從而達(dá)到除鹽目的。n半透膜：指一種對(duì)透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜。n理想半透膜：只能通過溶劑(水)而不能透過溶質(zhì)的薄膜。98 反滲透的壓力差為反滲透的壓力差為110MPa

27、。淡淡淡淡99n滲透：稀溶液的溶劑(水)透過半透膜進(jìn)入濃溶液一側(cè)。n反滲透：是在濃溶液一側(cè)提供比滲透壓差大的壓力，使?jié)馊芤喝軇?水) 被迫通過半透膜到稀溶液一側(cè)。n反滲透的作用結(jié)果是：濃溶液變得更濃，稀溶液變得更稀。100n反滲透的特殊性，對(duì)膜的要求q半透膜必須性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)；q牢固性；q有較高的選擇性；q具有高度的透水性。 n工業(yè)上常用的反滲透膜q醋酸纖維素膜(CA膜)q芳香聚酰胺纖維膜(PI膜) 孔徑只有0.0001m的反滲透膜可有效去除水中的細(xì)菌、毒素、重金屬離子等有害物質(zhì)。101電滲析法n電滲析法與反滲透法都屬于膜分離。n原理q利用具有選擇透過性和良好導(dǎo)電性的離子交換膜，在

28、外加電場(chǎng)的作用下，根據(jù)同性相斥同性相斥，異異性相吸性相吸的原理使水中陰陽離子通過交換膜而達(dá)到凈化的一項(xiàng)技術(shù)。n交換膜的特點(diǎn)q陰離子交換膜的固定交換基團(tuán)帶正電荷，因此允許陰離子通過而阻擋陽離子。q陽離子交換膜的固定交換基團(tuán)帶負(fù)電荷，因此允許陽離子通過而阻擋陰離子。陰極水陰極水淡水淡水濃水濃水陰極陰極(一一)陽極陽極()原水原水原水原水陽膜陽膜陰膜陰膜陽膜陽膜陰膜陰膜陽膜陽膜陰膜陰膜陽極水陽極水極極室室極極室室淡淡室室濃濃室室淡淡室室淡淡室室濃濃室室電滲析器工作原理示意圖電滲析器工作原理示意圖103n電滲析器進(jìn)水水質(zhì)的要求1)水溫4402)混濁度2mg/L3)化學(xué)耗氧量3mg/L4)游離余氯0.3

29、mg/L5)鐵含量0.3mg/L、錳含量0.1mg/L6)非電解質(zhì)雜質(zhì)少1042.3水的消毒n原水經(jīng)混凝沉淀、過濾、軟化處理后，仍有部分微生物存留在水中，特別可能殘留一些致病微生物(大腸桿菌)，為了保證飲用水的衛(wèi)生安全性，須進(jìn)行嚴(yán)格消毒。n常用的消毒方法q氯消毒q紫外線消毒q臭氧消毒 105氯消毒n一般認(rèn)為氯氣的消毒作用是通過它所產(chǎn)生的次氯酸。 Cl2+H2OHOCl+H+Cl- HOCl H+OCl- qHClO是中性分子可以擴(kuò)散到帶負(fù)電荷細(xì)菌表面，并通過細(xì)胞膜進(jìn)入內(nèi)部，通過氯原子的氧化作用而破壞細(xì)菌的某些酶系統(tǒng)，最后導(dǎo)致細(xì)菌死亡。qOCl-的不能穿過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，殺菌作用只有HClO

30、的1/8。106n幾種常用氯消毒法1)漂白粉：是氯氣與熟石灰作用而得到的一種復(fù)鹽，它的組成比較復(fù)雜，習(xí)慣上常用氧氯化鈣來表示(CaOCl2)。q原理 2CaOCl22H2O2Ca(OH)2+2HOCl+CaCl2 q有效氯：漂白粉中與氧原子直接結(jié)合的氯。q漂白粉的使用濃度：12%，也可以干投。107n幾種常用氯消毒法2)氯胺：是氨分子中的氫原子被氯原子取代后的產(chǎn)物。q使用時(shí)可以把NH3和Cl2同時(shí)通入水中 Cl2H2O HOCl H Cl NH3+ HOCl NH2Cl(一氯胺一氯胺) + H2O NH3+ 2HOCl NHCl2(二氯胺二氯胺) + 2H2O NH3+ 3HOCl NCl3(三氯胺三氯胺) + 2H2O108n幾種常用氯消毒法qCl2 : NH3比例比例1:4qCl2 : NH3 4時(shí)，有剩余時(shí)，有剩余NH3存在可防止存在可防止Cl2臭臭味；味；q= 7.6時(shí)，則NH3和Cl2完全反應(yīng)沒有余NH3則Cl2的臭味明顯。 109n幾種常用氯消毒法2)次氯酸鈉(NaClO)：電解氧化鈉時(shí)，在陽極上放出氯氣，