饮料用水及水处理PPT幻灯片
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❖ 当水的硬度过大时，会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙盐沉淀， 对饮料生产会产生一些不良影响，例如Ca(HC03)2等会与 有机酸反应产生沉淀，影响产品感观品质;
❖ 非碳酸盐硬度过高时，还会使饮料出现盐味； ❖ 另外，在洗瓶时，在浸瓶槽上形成水垢，会增加烧碱的用
量。
10
1.1.3 饮料用水的水质要求
❖饮料用水，除应符合我国“生话饮用水卫 生标准(GB5749—2006)”(表1-5)外，还应 符合表1-6所列的指标。
18
Al（OH）3凝聚机理
1
2
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
氢氧化铝胶体可吸附 水中的自然胶体和悬 浮物
19
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（中性）
一般要求水温 25-35℃；
刚加入混凝剂 时应快速搅拌
5
地下水
来源：经过地层的渗透、过滤，进入地层并存 积在地层中的天然水，主要包括深井水、泉水 和自流井水等。
特点：水质较澄清、水温较稳定，但矿物质含量 较高。地质层是一个自然过滤层，可滤去大部分 悬浮物、水草、藻类、微生物等，因此使水质较 澄清。此外，地下深处受气候影响较小。
污染物：可溶性矿物质，如含Ca2+、Mg2+、 Fe3+的碳酸氢盐，一般含盐量为100～5000 mg/L。硬度为2～10 mmol/L，有的高达 10～25mmol/L 。
胶体在水中保持悬浮 不易沉降的原因
同一种胶体的颗粒带有 相同电性的电荷，彼此 排斥，不能结合成大颗粒
16
常用的混凝剂
常用的有铝盐和铁盐
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。
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。
17
明矾
❖ 明矾是硫酸钾铝，是一种复盐 [KAl(SO4)2]·12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O
❖ 在水中A12(SO4)3发生水解作用生成氢氧化铝胶体： A12(SO4)3→2A13++3SO42A13++ H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++ H2O→Al(OH) 2++H+ Al(OH)2++ H2O→Al(OH)3↓+H+
28
过滤的形式
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 含污能力大，产水能力高 垫 层 防止滤料进入配水系统
29
30
应用
31
2.砂滤棒过滤器
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2-4μm的小孔；
13
1.2 饮料用水的水处理
对不符合要求的水质进行改良，称为水处理。
❖ 目的：保持水质的稳定性和一致性； 除去水中的悬浮物和胶体等杂质； 去除有机物等，以消除异味和异色； 降低硬度和含盐量；杀灭微生物；驱除异气。
❖ 过程：分析水质；选择处理方法和程序；决定工艺设备
❖ 原则：先易后难；先大后小； 先不溶后溶解物； 先过滤后软化消毒。
❖ 此外，还有用来调节pH值的碱、酸、石灰等。 ❖ 有时水中浑浊度不足，为了加速完成混凝过程，
还可以投入黏土。
新技术、新产品还在不断的创新发展中……
24
混凝条件的确定
❖原水的状况，包括水的温度，PH值及其物 理、化学性质
❖混凝剂的性状及添加量 ❖助凝剂的性状及添加量 ❖混凝沉淀的装置 ❖混凝沉淀工艺，包括混凝剂、助凝剂等的
6
来源：地表水经过适当的水处理工艺， 水质达到一定要求并贮存在水塔中的水。
城市自来水
特点：水质好且稳定，符合生活饮用水标准； 水处理设备简单，容易处理，一次性投资小； 但水价高，经常性费用大。
污染物：Cl-，Fe3+含量及碱度、微生物量。
7
1.1.2 水中杂质对饮料生产的影响
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。
添加顺序、搅拌强调及时间等
25
1.2.2 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。
26
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
27
过滤的工艺过程
过滤 生产清水
过滤 过程
冲洗
滤料再生 方法反冲
第1章 饮料用水及水处理
1
本章主要解决三个问题： （1）饮料生产用水为什么要处理？ （2）饮料生产用水怎样处理？ （3）处理后的水应达到什么标准？
2
❖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
3
1.1 饮料用水的水质要求
1.1.1 水源的分类及其特点
❖地表水 ❖地下水 ❖城市自来水
❖ 一般方法：
混凝
沉淀
过滤
软化
消毒
14
Fra Baidu bibliotek
1.2.1 混凝沉淀
水的沉淀
自然沉淀
除去水中较大的不 溶性悬浮性杂质
加药物混凝沉淀
溶解性或悬浮于水 中（浑浊、颜色、臭味） 的细小粒子(胶体)
水处理
15
混凝机理
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。
明矾的加入量：一般为0.001％-0.02％
20
助凝剂
❖ 为了提高混凝的效果，加速沉淀，有时需加入一 些辅助药剂，称助凝剂。
❖ 助凝剂本身不起凝聚作用，仅帮助絮凝的形成。
❖ 常用的助凝剂有：活性硅酸、海藻酸钠、羧甲基 纤维素钠(CMC)及化学合成的高分子助凝剂，包 括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺(PMA)、聚丙烯等。
悬浮杂质
胶体
溶解性杂质
澄清过滤、沉降
混凝、絮凝和过滤
石灰纯碱、离子 交换、ED或RO
8
水的硬度
❖水中离子沉淀肥皂的能力。
❖硬脂酸钠+钙或镁离子→硬脂酸钙或镁↓
(肥皂) (含量)
(沉淀物)
总硬度 =碳酸盐硬度 + 非碳酸盐硬度
暂时硬度
永久性硬度
找一找吧？ 饮料用水的水质，要求硬度小于??德国度
9
水硬度过大对饮料的影响
地表水 地下水
自来水 4
来源：地球表面所存积的天然水 包括江水、河水、湖水、水库水、池
塘水和浅井水等。
地表水
特点：水量丰富，矿物质含量较少，硬度为 1-8mmol/L。但是地表水水质不稳定，受 自然因素影响较大。
污染物：主要有黏土、砂、水草、腐殖质、昆 虫、微生物、无机盐等，有时还会被有害物质 (如工业废水等)污染。
❖ 非碳酸盐硬度过高时，还会使饮料出现盐味； ❖ 另外，在洗瓶时，在浸瓶槽上形成水垢，会增加烧碱的用
量。
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1.1.3 饮料用水的水质要求
❖饮料用水，除应符合我国“生话饮用水卫 生标准(GB5749—2006)”(表1-5)外，还应 符合表1-6所列的指标。
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Al（OH）3凝聚机理
1
2
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
氢氧化铝胶体可吸附 水中的自然胶体和悬 浮物
19
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（中性）
一般要求水温 25-35℃；
刚加入混凝剂 时应快速搅拌
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地下水
来源：经过地层的渗透、过滤，进入地层并存 积在地层中的天然水，主要包括深井水、泉水 和自流井水等。
特点：水质较澄清、水温较稳定，但矿物质含量 较高。地质层是一个自然过滤层，可滤去大部分 悬浮物、水草、藻类、微生物等，因此使水质较 澄清。此外，地下深处受气候影响较小。
污染物：可溶性矿物质，如含Ca2+、Mg2+、 Fe3+的碳酸氢盐，一般含盐量为100～5000 mg/L。硬度为2～10 mmol/L，有的高达 10～25mmol/L 。
胶体在水中保持悬浮 不易沉降的原因
同一种胶体的颗粒带有 相同电性的电荷，彼此 排斥，不能结合成大颗粒
16
常用的混凝剂
常用的有铝盐和铁盐
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。
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。
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明矾
❖ 明矾是硫酸钾铝，是一种复盐 [KAl(SO4)2]·12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O
❖ 在水中A12(SO4)3发生水解作用生成氢氧化铝胶体： A12(SO4)3→2A13++3SO42A13++ H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++ H2O→Al(OH) 2++H+ Al(OH)2++ H2O→Al(OH)3↓+H+
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过滤的形式
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 含污能力大，产水能力高 垫 层 防止滤料进入配水系统
29
30
应用
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2.砂滤棒过滤器
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2-4μm的小孔；
13
1.2 饮料用水的水处理
对不符合要求的水质进行改良，称为水处理。
❖ 目的：保持水质的稳定性和一致性； 除去水中的悬浮物和胶体等杂质； 去除有机物等，以消除异味和异色； 降低硬度和含盐量；杀灭微生物；驱除异气。
❖ 过程：分析水质；选择处理方法和程序；决定工艺设备
❖ 原则：先易后难；先大后小； 先不溶后溶解物； 先过滤后软化消毒。
❖ 此外，还有用来调节pH值的碱、酸、石灰等。 ❖ 有时水中浑浊度不足，为了加速完成混凝过程，
还可以投入黏土。
新技术、新产品还在不断的创新发展中……
24
混凝条件的确定
❖原水的状况，包括水的温度，PH值及其物 理、化学性质
❖混凝剂的性状及添加量 ❖助凝剂的性状及添加量 ❖混凝沉淀的装置 ❖混凝沉淀工艺，包括混凝剂、助凝剂等的
6
来源：地表水经过适当的水处理工艺， 水质达到一定要求并贮存在水塔中的水。
城市自来水
特点：水质好且稳定，符合生活饮用水标准； 水处理设备简单，容易处理，一次性投资小； 但水价高，经常性费用大。
污染物：Cl-，Fe3+含量及碱度、微生物量。
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1.1.2 水中杂质对饮料生产的影响
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。
添加顺序、搅拌强调及时间等
25
1.2.2 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。
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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
27
过滤的工艺过程
过滤 生产清水
过滤 过程
冲洗
滤料再生 方法反冲
第1章 饮料用水及水处理
1
本章主要解决三个问题： （1）饮料生产用水为什么要处理？ （2）饮料生产用水怎样处理？ （3）处理后的水应达到什么标准？
2
❖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
3
1.1 饮料用水的水质要求
1.1.1 水源的分类及其特点
❖地表水 ❖地下水 ❖城市自来水
❖ 一般方法：
混凝
沉淀
过滤
软化
消毒
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Fra Baidu bibliotek
1.2.1 混凝沉淀
水的沉淀
自然沉淀
除去水中较大的不 溶性悬浮性杂质
加药物混凝沉淀
溶解性或悬浮于水 中（浑浊、颜色、臭味） 的细小粒子(胶体)
水处理
15
混凝机理
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。
明矾的加入量：一般为0.001％-0.02％
20
助凝剂
❖ 为了提高混凝的效果，加速沉淀，有时需加入一 些辅助药剂，称助凝剂。
❖ 助凝剂本身不起凝聚作用，仅帮助絮凝的形成。
❖ 常用的助凝剂有：活性硅酸、海藻酸钠、羧甲基 纤维素钠(CMC)及化学合成的高分子助凝剂，包 括聚丙烯胺、聚丙烯酰胺(PMA)、聚丙烯等。
悬浮杂质
胶体
溶解性杂质
澄清过滤、沉降
混凝、絮凝和过滤
石灰纯碱、离子 交换、ED或RO
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水的硬度
❖水中离子沉淀肥皂的能力。
❖硬脂酸钠+钙或镁离子→硬脂酸钙或镁↓
(肥皂) (含量)
(沉淀物)
总硬度 =碳酸盐硬度 + 非碳酸盐硬度
暂时硬度
永久性硬度
找一找吧？ 饮料用水的水质，要求硬度小于??德国度
9
水硬度过大对饮料的影响
地表水 地下水
自来水 4
来源：地球表面所存积的天然水 包括江水、河水、湖水、水库水、池
塘水和浅井水等。
地表水
特点：水量丰富，矿物质含量较少，硬度为 1-8mmol/L。但是地表水水质不稳定，受 自然因素影响较大。
污染物：主要有黏土、砂、水草、腐殖质、昆 虫、微生物、无机盐等，有时还会被有害物质 (如工业废水等)污染。