臭氧消毒技術在飲料用水中的應用
目前,在我國瓶裝飲用水市場上,主要有礦泉水和純凈水兩種飲用水。在飲料市場上,各種飲料的主要成分均為水,稱為飲料用水。在此,就礦泉水和純凈水兩種飲用水及飲料用水的消毒殺菌工藝做以概述。
在水質處理過程中,大部分微生物已被去除,但即使是采用微濾、超濾等方法處理水時,水中的細菌物質也不能全被去除。而一般的水質處理方法更不能除盡微生物。為確保產品在保質期內合格,保證消費者的健康,在制造飲料,特別是制造碳酸飲料、礦泉水、純凈水以及包裝后不再進行二次滅菌的果汁飲料時,必須對水進行消毒處理,并要注意貯罐、管道、閥門等衛生狀態,防止對水產生二次污染。
水消毒的目的是殺滅水中的致病菌,并使水中的細菌含量符合規定標準。常用的水消毒方法是氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。
為了提高瓶裝飲用水的質量和延長保質期,國際瓶裝水協會(IBWA)建議采用臭氧處理。在臭氧處理前,瓶裝水一般用反滲透、納濾、超濾去除天然水中99%的有機物,降低臭氧的用量。
工藝流程
礦泉水的生產工藝流程:
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純凈水的生產工藝流程:
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飲料用水的工藝流程根據不同飲料的要求而定。
臭氧消毒系統的參數選擇
1. 消毒系統設計參數的選擇
臭氧投加量為1-5mg/L , 接觸時間為4-10min,保持0.1-1mg/L剩余臭氧濃度。
2.主要設備的選擇
a.臭氧發生器
臭氧發生器的產量應根據設計流量及臭氧投加量來確定。
W = 0.001×Q×P
W --- 臭氧發生器的產量(g/h)
Q --- 設計水量(L/h)
P --- 臭氧投加量,一般采用1-5mg/L
0.001 --- 單位換算系數
b.接觸氧化罐
接觸氧化罐的尺寸應根據設計流量及流速來確定。
S = Q/V
S --- 罐體截面積(m2)
V --- 流速,一般采用8-10m/h
D = (4S/3.14)1/2
D --- 罐體直徑(m)
罐體高度的確定:
H = V×t + 0.2
H--- 罐體高度(m)
t --- 接觸時間,一般采用4-10min
0.2 --- 布水空間高度(m)
安裝運行
臭氧發生器一般采用噴射投加方式,即全部或部分水流與臭氧通過噴射器混合后進入接觸反應罐。連接水路和氣路。保持臭氧發生器進氣口與大氣相通。開啟水泵。調節進水閥門,調氣量開關在最大位置。調節水射器旁的水壓調節閥,使臭氧發生器進氣口與氣瓶連接,調節氣瓶減壓閥。接好電源線,按電源開關,調功率調節開關至最大。工作20分鐘后,用水中臭氧濃度檢測儀檢查出水口臭氧濃度,應約為0.4mg/L。
設計舉例
某純凈水廠消毒工藝設計流量為10m3/h,選擇臭氧發生器及接觸氧化罐。
解:設臭氧投加量為2mg/L,則
W = 0.001×Q×P = 0.001×10×1000×2 = 20g/h
設罐內流速為10m/h
S = Q/V = 10/10 = 1m
D = (4×1/3.14)1/2 = 1.13 m
取罐體直徑為1.15m。
H = V×t + 0.2 = 10×10/60 + 0.2 = 1.87m
取罐體高度為1.90m。
即罐體尺寸為D×H =φ1150×1900(mm)

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