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1、一、加工用水的水质要求,水是生产中最重要的原料之一，,占,85,-95,。水质的好坏，直接,影响成品的质量。,一,、天然水分类及其特点,（一）地表水,1.,分类,指地球表面所存积的,天然水，包括江水、河水、,湖水、水库水、池塘水和,浅井水等。,2.,特点,（,1,）水量丰富，矿物质含量较,少，硬度为,1-8mmol/L,。,（,2,）水质不稳定，受自然因,素影响较大。,（,3,）污染物主要有黏土、砂、,水草、腐殖质、昆虫、微生物、,无机盐等。,（二）地下水,1.,分类,包括深井水、泉水和自流井水等。,2.,特点,（,1,）水质较澄清、水温较稳定。,（,2,）矿物质含量较高，一般含盐,量为,10
2、0-5000mg/L,。硬度为,2-,10mmol/L,，有的高达,10-25mmol/L,。,（三）城市自来水,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。,特点,（,1,）水质好且稳定，达到饮用水标准；,（,2,）水处理设备简单，一次性投资小；,（,3,）水价高，经常性费用大；,（,4,）注意控制,Cl,-,、,Fe,3+,含量及碱度、,微生物量。,二、水中的杂质,（一）天然水中杂质的分类,悬浮物质,胶体物质,溶解物质,（二）天然水中杂质的特征,1.,悬浮杂质,粒度,200nm,的杂质。,危害：沉淀；,影响,CO,2,的溶解；,产品变味、变质。,2.,胶体杂质,粒度
3、,1-200nm,的杂质。,无机胶体：黏土和硅酸胶,体，占多数；,有机胶体：高分子物质。,如腐殖酸、腐殖质等。,3.,水溶性杂质,粒度,1nm,，以分子和离子状态,存在。,（,1,）溶解气体：主要,O,2,和,CO,2,，还,有,H,2,S,、,Cl,2,等，影响碳酸饮料的,溶解量并产生异味；,（,2,）溶解盐类：地区差异很大，,构成水的硬度和碱度。,（三）水的硬度,通常指水中,钙离子和镁离子,盐类,的总含量。,1.,暂时硬度（碳酸盐硬度）：主要化,学成分是钙、镁的重碳酸盐，其次是钙、,镁的碳酸盐，加热可分解。,Ca(HCO,3,),2,CaCO,3,+CO,2,+H,2,O,Mg(HCO,3
4、,),2,MgCO,3,+CO,2,+H,2,O,MgCO,3,+H,2,OMg(OH),2,+CO,2,2.,永久硬度,（非碳酸盐硬度）,水中钙和镁的氯化物（,CaCl,2,、,MgCl,2,）、硫酸盐（,CaSO,4,、,MgSO,4,）、,硝酸盐,Ca(NO,3,),2,Mg(NO,3,),2,等盐类,的含量。,3.,总硬度,：等于暂时硬度,+,永久硬,度。,Ca,2+,Mg,2+,总硬度,=,+,（,mmol/L,）,40.08 24.3,4.,水的硬度的表示方法,（,1,）,德国度,（,o,d,）：,1L,水中含有相当于,10mg,的,CaO,，其硬度即为,1,个德国度（,1,o,d
5、,）。,（,2,）,美国度,（,mg/L,）：,1L,水中含有相当,于,1mg,的,CaCO,3,，其硬度即为,1,个美国度。,（,3,）,法国度,（,o,f,）：,1L,水中含有相当于,10mg,的,CaCO,3,，其硬度即为,1,个法国度,（,1,o,f,）。,（,4,）,英国度,（,o,e,）：,1L,水中含有,相当于,14.28 mg,的的,CaCO,3,，其,硬度即为,1,个英国度（,1,o,e,）。,5.,水的硬度,通用单位,：,mmol/L,或,o,d,表示。,1mmol/L=2.804,德国度（,o,d,）,6.,饮料用水的水质要求：,硬度,8.5,o,d,。,（四）水的碱度,
6、指水中能与,H,+,结合的,OH,-,CO,3,和,HCO,3,的,含量，以,mmol/L,表示。,OH,-,的含量：氢氧化物碱度；,CO,3,的含量：碳酸盐碱度；,HCO,3,的含量：重碳酸盐碱度；,水中,OH,-,，,CO,3,，,HCO,3,的总含量：水的,总碱度。,2,-,-,2,-,-,2-,-,三、加工用水的水质要求,符合,GB5749-1985,生活饮用水卫生标准,生活饮用水的水质卫生标准,项,目,标,准,感,官,性,状,色,混浊度,臭味,肉眼可见,物,色度不超过,15,度，并不得呈现,其他异色,不超过,3,度，特殊情况下不超过,5,度,不得有异臭、异味,不得含有,生活饮用水的水
7、质卫生标准,项,目,标,准,化,学,指,标,pH,总硬度（以,CaCO,3,计）,铁,锰,铜,锌,挥发酚类（以苯酚,计）,阴离子合成洗涤剂,6.5-8.5,不超过,450mg,L,-1,不超过,0.3mg,L,-1,不超过,0.1mg,L,-1,不超过,1.0mg,L,-1,不超过,1.0mg,L,-1,不超过,0.002mg,L,-1,不超过,0.3mg,L,-1,生活饮用水的水质卫生标准,项,目,标,准,毒,理,学,指,标,氟化物,氰化物,砷,硒,汞,镉,铬,铅,不超过,1.0mg,L,-1,不超过,0.05mg,L,-1,不超过,0.05mg,L,-1,不超过,0.01mg,L,-1,不
8、超过,0.001mg,L,-1,不超过,0.01mg,L,-1,不超过,0.05mg,L,-1,不超过,0.05mg,L,-1,生活饮用水的水质卫生标准,项,目,标,准,细,菌,学,指,标,细菌总数,大肠菌数,游离余氯,不超过,100,个,/ml,不超过,3,个,/L,在与水接触,30min,后应不低于,0.3mg,L,-1,。集中式给水除出,厂水应符合上述要求外，管,网末梢水应不低于,0.05 mg,L,-,1,二、加工用水处理,目的：,1.,去除固体物质，降低硬度,和含盐量；,2.,杀灭微生物及排除所含异,气。,程序及方法：,先过滤、软化，,后消毒。,一、混凝沉淀,（一）混凝,1.,定义,
9、指在水中加入某些,溶解盐类,，使,水中的,细小悬浮物或胶体微粒,互相,吸附结合而成较大颗粒，从水中沉,淀下来的过程。,2.,原理,中和,电荷,，破坏了胶体的稳定性。,（二）混凝剂,1.,明矾,明矾是硫酸钾铝,KAl(SO,4,),2,12H,2,O,或,K,2,SO,4,Al,2,(SO,4,),3,24H,2,O,，是一种复盐。,（,1,）原理,Al,2,(SO,4,),3,2Al,3+,+3SO,4,2-,Al,3+,+,H,2,OAl(OH),2+,+H,+,Al(OH),2+,+H,2,OAl(OH),2,+,+H,+,Al(OH),2+,+H,2,O,Al(OH),3,+,+H,+,
10、（,2,）注意事项,水的,pH,值：,6.5-7.5,（中性范围）,水温：25,-,35；,搅拌：刚开始，应快速搅拌；当,絮凝物开始形成，不宜快速搅拌；,用量：一般为,0.001-0.002,。,2.,硫酸铝,Al,2,(SO,4,),3,（,1,）原理：,同明矾,（,2,）注意事项,pH,：,6.5-7.5,，通过加,CaO,调节酸碱,性；,CaO,的加量：每投,1mg/L Al,2,(SO,4,),3,需加,0.5mg/L,石灰（,CaO,）。,有效剂量,：,Al,2,(SO,4,),3,.18H,2,O,为,20,100mg/L.,3.,碱式氯化铝（,PAC,），又称羟基氯化铝,或聚合氯
11、化铝，分子式为：,Al,2,(OH),n,Cl,6-n,m,，其中,n=1-5,，m10。,（,1,）原理,由于,羟基的架桥作用,而和铝离子生成,多核络合物，并带有,大量正电荷,，能有效,地吸附水中带有,负电荷的胶粒,，电荷彼此,被中和，因而与吸附的污物一起形成大的,凝聚体而沉淀被除去。,（,2,）注意事项,pH,值：,6-8,；,温度：20,-,30；,用量：一般为,0.005-,0.01,。,4.,铁盐,常用的是硫酸亚铁,，俗,称绿矾（,FeSO,4,H,2,O,），也用氯化铁,（,FeCl,3,6H,2,O,）和硫酸铁,Fe(SO,4,),3,。,（,1,）原理,FeSO,4,+Ca(H
12、CO,3,),2,Fe(OH),2,+CaSO,4,+C,O,2,4Fe(OH),2,+2H,2,O+O,2,4Fe(OH),3,Fe,2,(SO,4,),3,+3Ca(HCO,3,),2,2Fe(OH),3,+,3CaSO,+6CO,（,2,）注意事项,pH,值：,8.0,；,用量：一般为,0.05-,0.25mmol/L,，相当于,14-,70mg/L,。,（三）助凝剂,1.,定义,提高混凝效果，加速沉淀的一些辅,助药剂。,2.,种类,活性硅酸,、,海藻酸钠,、,羧甲基,纤维素钠（,CMC,）、,聚丙烯酰胺,（,PMA,）、聚丙烯和聚丙烯胺等化学,合成的高分子助凝剂,（四）混凝条件的确定,
13、1.,原水的状况，包括水的温度、,pH,值及,其他物理、化学性质；,2.,混凝剂的性状及添加量；,3.,助凝剂的性状及添加量；,4.,混凝沉淀的装置；,5.,混凝沉淀工艺（包括混凝剂、助凝剂,等的添加顺序、搅拌强度及时间等。）,二、水的过滤,（一）原理,原水通过,粒状滤料层,时，,其中一些,悬浮物和胶体物,质,被截留在,孔隙中或介质,表面,上，这种通过粒状介,质层分离不溶性杂质的方,法,。,1.,阻力截留,当原水由上而下流过介质（也称滤料）,时，,直径较大的悬浮杂质,首先被截留在介,质,孔隙间,，使过滤介质表面滤层的孔隙越,来越小，从而,拦截,住更多的杂质，以致于,在,滤层表面,逐渐形成一层主
14、要由截留的颗,粒组成的膜状滤层，这层滤层同时也起到,过滤作用。,2.,重力沉降,介质及其滤层有较大的沉淀,面积。当原水流经过滤层时，,水中的悬浮物因重力作用不断,地沉降到滤料颗粒的外表面上。,3.,接触凝聚,过滤介质表面事先已吸附的,带电物质也有吸附作用，当原,水流经时，水中微小的悬浮物、,胶体及微生物因与其接触，可,能被吸附，从而达到除去水中,杂质的目的。,（二）过滤的工艺过程,过滤：为生产清水的过程；,冲洗（反冲或反洗）：冲洗,掉滤料表面的污物，使之恢,复过滤能力的过程。,2.,常见的过滤介质,砂、石英砂、磁铁矿石、石,头、无烟煤、活性炭、玻璃纤,维、棉花、绢布、石榴石、石,棉板、烧结材料
15、以及人工合成,高分子物质等。,（四）过滤方式,1.,池式过滤,指将过滤介质即滤料填于池中,的过滤形式。,（,1,）过滤介质：,砂、石英砂、石头、无烟煤、,磁铁矿、石榴石等。,（,2,）滤池形式,单层滤池：细砂、粗砂、砂石层、小,卵石、大卵石（由上到下），总厚度,60-,70cm,。未充分利用，使用周期短。,双层滤池：用相对体积质量轻而颗粒,大的无烟煤代替细砂层。,三层滤池：最下层加上粒径更小、密,度大的石榴石、磁铁矿石（悬浮物穿透得,更深，增加吸附表面积，发挥滤层的吸附,能力）。,（,3,）冲洗,对滤池经常进行清,洗，使滤料吸附的悬浮,物等杂质剥离下来以净,化滤料和恢复产水能力,。,（,4,）
16、特点,优点,构造简单，处理能力大。,除去大部分悬浮物、胶体及微,生物。,缺点,病原体不能被去除，需进一步,消毒或过滤，如用砂芯棒进行精,滤等。,2.,砂滤棒过滤器,（,1,）定义,利用多孔陶瓷滤棒（砂滤芯）的作用，,除去已处理水中残存微细杂质及大多数微,生物。,（,2,）砂滤棒,用细微颗粒的,硅藻土和骨灰,等可燃性物,质，成型后在高温下,焙烧,而成，其滤孔直,径一般为,0.002-0.004mm,。滤出的水，可基,本无菌，符合国家饮用水标准。,（,4,）砂滤棒形式,棒状：我国,板状：日本,（,5,）砂滤棒过滤器结构,外壳：用铝合金铸成锅形的密封容,器，分上下两层，中间以隔板隔开，,隔板上（或下
17、）为待滤水。,内层：容器内安装一根至数十根砂,滤棒。,（,5,）使用注意事项,砂滤棒使用前需,消毒,，一般,用,75,酒精或,0.25,新洁尔灭，,或,10,漂白粉；,操作,压力,正常；,使用一段时间需,清洗,。,3.,活性炭过滤,（,1,）特性,活性炭具有,多孔性,，可以,吸附,异味，去除各种杂质。,在用氯破坏水中的有机物、,杀灭微生物时，以活性炭作为,余氯的吸附剂,是最适宜的。,（,2,）原理,Cl,2,+H,2,OHCl+O,C,+,OCO,2,或,氧,化,有,机,物,（,3,）使用注意事项,使用一段时间后就需要进,行清洗,再生,；活恬炭具有腐蚀,性，用铁制容器装活性炭时要,涂上,防腐蚀
18、涂料,。,4.,其他过滤装置,（,1,）钛棒过滤器,钛棒过滤器的过滤原理与,砂滤棒类似,，不同之处在于用,来烧结的原材料不同。钛棒的,优点是,处理量大,，不易破裂，,可以做,反冲清洗,处理。,（,2,）化学纤维蜂房式过滤器,又称线绕式蜂房芯过滤器，,过滤层是用各种化学纤维线缠,绕而成的,中空管状,过滤器，这,种过滤器对去除,胶体物质及除,铁,有很好的效果。,（,3,）大孔离子吸附树脂过滤器,是一种不溶于水的球状大孔,聚合物，能利用吸附,-,解吸作,用达到物理分离净化的目的。,不仅可以吸附有机大分子，而,且具有良好的机械强度和化学,稳定性，易于再生，可反复使,用。,水的软化,?,(,一,),石灰
19、软化法,?,在水中加入,石灰,等化学药剂，在不加热,的条件下除去水中的,Ca2+,、,Mg2+,，,降低,水的硬度,，达到水质软化的目的,。,?,石灰软化法软化法,适合于碳酸盐硬度较,高,。,?,包括石灰软化法、石灰,纯碱软化法和,石灰,-,纯碱,-,磷酸三钠软化法。,(,二,),离子交换法,?,1.,原理,?,2.,再生,?,(,三,),反渗透法,-,简称,RO,?,1.,原理,如果在浓溶液一侧施加一个大于渗,透压的压力时,，,溶剂就会由浓溶液一,侧通过半透膜进入稀溶液中,，,这种现,象称为反渗透,。,反渗透作用的结果是,，,使浓溶液,变得更浓,，,稀溶液变得更稀,，,最终达,到脱盐,。,?
20、,2,反渗透膜的性能,表,1,反渗透膜对杂质的去除能力,离子,去除率,/%,离子,去除率,/%,离子,(,或杂质,),去除率,/%,Mn,2+,95,99,SO,4,2-,90,99,NO,2,-,50,75,Al,3+,95,99,CO,3,2-,80,95,BO,2,-,30,50,Ca,2+,92,99,PO,4,3-,90,99,微粒,99,Mg,2+,92,99,F,-,85,95,细菌,99,Na,+,75,95,HCO,3,-,80,95,有机物,99,K,+,75,93,Cl,-,80,95,相对,(,分子质量,300),NH,4,-,70,90,SiO,2,-,75,90,?
21、,3,反渗透器对水质的要求,表,2,反渗透器进口水的水质要求,项,目,取,样,点,聚酰胺中空纤维膜,卷式醋酸纤维膜,水温,/,反渗透进口,20,35,20,30,pH,值,反渗透进口,4,11,4,6,浊度,/,度,反渗透进口,0.5,1,污染指数,/FI,反渗透进口,3,5,余氯,/mg,L,-,1,反渗透进口,0.1,0.2,0.5,电学耗氧量,(COD,、,Mn)/mg,L,-1,反渗透进口,2,2,Fe/mg,L,-1,反渗透进口,0.1,0.1,(Ca,2+,SO,4,2-,)/mol,L,-,10,-4,10,-4,利用反渗透法处理纯净水工艺流程图,?,(,四,),电渗析法,1,原
22、理,电渗析是通过离子交换膜,把溶液中的溶质,(,盐分,),分离出来,。,以电位差为推动力，利用电解质,离子的选择性传递,，,使膜透过电,解质离子,，,把非电解质大分子物,质截留下来的原理进行的。,2,电渗析器对原水的水质要求,混浊度,宜小于,2,/L,，以免杂质影响,膜的寿命；,化学,耗氧量,不得超过,3mg/L,，以避免,水中有机物对膜的污染；,游离性,余氯,不得大于,0.3,/L,，以免,余氯对膜的氧化作用；,铁,含量不得大于,0.3mg/L,，,锰,含量不,得大于,0.1 mg/L,；非电解杂质少；,水温,应在,4,40,范围内。,水的消毒,?,一,.,氯消毒法,?,二,.,臭氧消毒法,
23、?,三,.,紫外线消毒法,一,.,氯消毒法,1,氯消毒的原理,Cl,2,+H,2,O,?,HOCl+H,+,+Cl,HOCl,?,H,+,+OCl,-,2.,方法和加氯量,3.,几种常用的氯消毒剂,（,1,）漂白粉,（,2,）漂白精,（,3,）次氯酸钠,（,4,）氯胺,二、臭氧消毒法,O,3,1,原理,臭氧在水中易分解成,O,2,和,一个氧原子,O,，,O,具有很强,的氧化能力，使水中的细菌及其,它微生物的酶、有机物等发生氧,化反应。,2,特点,杀菌迅速而且彻底。,无化学残留。,发生装置简便，容易设计到,饮用水生产线中。,臭氧消毒的缺点是：经过一,段时间后，水中臭氧全部变为氧气。,三,.,紫外
24、线消毒法,1,原理,微生物经紫外线照射后，,微生物的,蛋白质和核酸吸收,紫,外线光谱,能量,，使微生物细胞,内核酸的结构发生裂变。,2,装置,多采用由可发射出波长为,250,260nm,紫外线的高压汞灯,和对紫外线透过率,90%,以上、,污染系数小、耐高温的石英套,管及外筒、电气设施等组成的,紫外线杀菌器装置,。,3,使用的注意事项,（,1,）控制原水流量,（,2,）紫外灯周围介质温度的控制,（,3,）运行管理,（,4,）定期检查,（,5,）注意杀菌后水的卫生，防再污,染。,4,紫外线杀菌的特点,杀菌能力强；,速度快；,不改变水的性质；,不代理异味与杂质；,设备简单、操作和管理方便,。,Thank you!,
