饮用水处理培训资料 62页

XX食品饮料有限公司培训课程水处理工艺XXX09/20/2006\n1.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\n1.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\n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(Ca2＋)和镁离子(Mg2＋)导致形成锅垢；碳酸盐硬度(碳酸钙（CaCO3)和碳酸镁(MgCO3))；非碳酸盐硬度(氯化物(Cl-)或硫酸盐(SO42-）。水中存在的杂质微生物污染/硬度\n铁离子（Fe3+)使水变成黄褐色；硫酸盐（SO42-)—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（CO32-)、碳酸氢盐(HCO3-)和氢氧化物(OH-)与硬度离子在一起时容易形成锅垢；硝酸盐(NO3-)/亚硝酸盐(NO2-)—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\n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(NaNO3)，硫酸钠(Na2SO4)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（PO43-)—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\n溶解的气体二氧化碳（CO2)—溶解在水中形成碳酸（H2CO3)，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（O2)—溶解的氧腐蚀管路、锅炉和热交换板；硫化氢（H2S)—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\n水糖单糖水浓缩液终糖水饮料CO2水的质量至关重要！工艺流程介绍饮料生产\n浊度:(≤３NTU)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85ppm铁:(0.3ppm)小于0.1ppm氯化物:(250mg/L)小于250ppm微生物大肠杆菌:(3个／L)0/100ml菌落总数:(100个／ml)小于25个/10ml必须考虑到当地标准！工艺流程介绍水质量标准\n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NaHSO35um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O3阻垢剂NaOH工艺流程介绍\n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\nPE箱水注入水线NaClO絮凝剂助凝剂NaHSO3阻垢剂NaOH化学溶液注入装置工艺流程介绍\n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NaHSO35um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O3阻垢剂NaOH工艺流程介绍\n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NaHSO3作用原料NaClO1－3ppm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\n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\n工艺流程介绍砂滤罐过滤介质1-2mm无烟煤0.5－1mm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\n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：[ΔP]<5psi（0.035MPa)浊度<0.5NTU反洗时，因床层膨胀要求至少50%的床层空隙（现有砂层高度）。工艺流程介绍砂滤罐\n步骤阀门开正常操作反洗正洗V1V2V4V5V3时间(min.)1510V1V3V2V5V4进水口反洗水进水口出水口排污口工艺流程介绍砂滤罐\n生产排污口12534进水口出水口工艺流程介绍砂滤罐\n反洗操作排污口12534进水口工艺流程介绍砂滤罐\n排污口正洗操作进水口12534工艺流程介绍砂滤罐\n活性炭过滤以棕榈壳为主以椰子炭为主－CO2净化以烟煤为主－水处理以木炭为主－糖净化工艺流程介绍活性炭的类型含有活性炭，砂层，用来除去有机物，氯以及难闻气味。每克活性炭的表面积能达到500～1400m2。反应过程是吸附操作，采用手动阀控制水流速和方向。\n活性炭过滤作用原理物理-主要是借助于范德华力进行吸附操作化学-碳颗粒表面的氧化作用例如:除氯（碳）Carbon+ClO-=（碳）(Carbon)O+Cl-生物学–形成生物膜\n活性炭过滤吸附只发生在吸附孔径区域；饱和状态下所有孔径区域会被填充满；石墨板间的缺口，裂缝占到粒子空隙体积的40％；粒子空隙内由足够的分子间作用力造成吸附。\n1-2mm活性炭颗粒通风口空隙进水口出水口侧管分配口蘑菇状滤口（水帽）工艺流程介绍活性炭过滤石英砂滤层垫层\n再生操作可以恢复活性炭的吸附能力，通过检测余氯含量和微生物决定何时进行再生操作；步骤：1.反洗15mins2.注入蒸汽，温度达到85℃，保持该温度达两个小时，然后自然冷却；3.正洗15mins4.再反洗和正洗一遍5mins活性炭可能成为细菌和热源性生物的滋生地，应该定期更换以避免细菌生长。工艺流程介绍活性炭过滤\n步骤阀门开正常操作反洗正洗V1V2V4V5V3时间(min.)1510V1V3V2V5V4进水口反洗水进水口出水口排污口工艺流程介绍活性炭过滤\n生产水排污12534出水口\n反洗排污12534\n正洗操作水排污12534\n离子交换—离子从一相转移到另一相。水处理系统中，固相上的离子与液相上的离子交换。水软化就是水通过负载钠离子的交换树脂，水中Ca2+,Mg2+与树脂上的Na+进行交换。树脂是用高浓度的普通盐水再生。用于处理水的主要离子交换系统工艺流程介绍软化床\n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NaHSO35um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O3阻垢剂NaOH工艺流程介绍\n砂滤后的水工艺流程介绍软化床软化床H2OCaSO4MgSO4MgCl2NaClNa2SO4SiO2软化水Ca(HCO3)2软化工艺流程(中性交换)NaHCO3Na2SO4SiO2CaCl2MgCl2排掉软化过程Mg(HCO3)2Ca(HCO3)2+Na2ZCaZ+2NaHCO3\nCa\Ca\HCO3+Na2R=R+NaHCO3Mg/Mg/Ca\Ca\SO4/Cl+Na2R=R+NaHCO3+2NaClMg/Mg/注明:R=离子交换树脂工艺流程介绍软化水时的离子交换\nMgRCaRCaRCaRCaZ2CaRCaRCaRCaRMgRMgR耗尽的树脂软化剂\nCa\CaCl2\R+salt=Na2R＋SALT排掉Mg/(NaCl)MgCl2/工艺流程介绍再生软化床时的离子交换\nNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaRNaR再生后的树脂软化剂\n每过两个小时，检测硬度，若>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\nV1进水口盐水进口出水口V4V3V5V2排掉溶盐箱再生泵V6FMVALVESNO.步骤60mins.溶液注入10mins.反洗生产54321时间流速6缓慢冲洗快速冲洗60mins25mins阀门状态软化床工作图\n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\n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\n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\n进水出水工艺流程介绍精密过滤器\n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\n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\n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\n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\n★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/cm2第一级反渗透排放浓水流量　≥4.80m3/hr第二级反渗透进水压力　　　≥15.5kg/cm2第二级反渗透浓水流量　≥4.30m3/hr第二级反渗透产水流量9.0m3/hr供应商初步建议反渗透操作控制数据工艺流程介绍\n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（NH2Cl)季铵化合物二氧化氯(ClO2)臭氧（O3)阴离子表面活性剂过氧化氢(H2O2)溴(Br)物理方式碘（Ⅰ）热紫外线灯使用微滤工艺流程介绍消毒\n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\n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\nCl2+H2O=HCl+HClO氯气水盐酸次氯酸NaOCl+H2O=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\n814Percent%HClOOCl-00100工艺流程介绍pH值对氯存在形式的影响\n什么是臭氧(O3)?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3O2（空气中）--------------2O3O3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O2，不会增加离子污染；工艺流程介绍消毒—臭氧\n臭氧有毒，达到某种程度危害到人的健康；O3氧化性是氯的两倍（一说只高５2％);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\n++++----空气,O2O３臭氧发生器进水产水臭氧混合塔臭氧破坏系统O3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\n能量越大，生产的O3越多；由O2生产O3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020303030202工艺流程介绍臭氧产生示意图\n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:2000-3900Å(1Å=1×10－10m)工艺流程介绍消毒—紫外线辐射\n长波UV:3250-3900A杀菌效果甚微;中波UV:2950-3250A达到太阳爆晒效果,有一些杀菌效果;短波UV:2000-2950A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\n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\n水...接近空气一样,...是...最重要的物质对生命而言\n谢谢！欢迎大家