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一、概述

目前，在我國(guó)瓶裝飲水市場(chǎng)上，主要有礦泉水和純凈水兩種飲用水。在飲料市場(chǎng)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一概述。

在原水水質(zhì)處理過(guò)程中，大部分的微生物已經(jīng)被去除，但即使是采用微濾、超濾等方法處理水時(shí)，水中的細(xì)菌也不能完全被去除。而一般的水質(zhì)處理方法更不能除盡微生物。為確保產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)合格氧氣報(bào)警器，保證消費(fèi)者的健康，在制造飲料乙炔報(bào)警器，特別是制造碳酸飲料、礦泉水、純凈水以及包裝后不再進(jìn)行二次滅菌的果汁飲料時(shí)，必須對(duì)水進(jìn)行消毒處理，并要注意儲(chǔ)罐、管道、閥門等的衛(wèi)生狀態(tài)，防止對(duì)水產(chǎn)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(xì)菌含量符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。常用的水消毒方法是氯消毒、紫外線消毒和臭氧消毒。

二、消毒原理

氯消毒包括液氯、漂白粉、次氯酸鈉、氯胺。其消毒原理是氯溶于水后，會(huì)產(chǎn)生如下反應(yīng)：

Cl2+H20=HCl+HClO

HClO=H+ +OCL-

反應(yīng)生成的次氯酸具有很強(qiáng)的穿透力，能迅速穿過(guò)微生物的細(xì)胞膜，進(jìn)入微生物體內(nèi)，破壞微生物體內(nèi)的系統(tǒng)，使之失去活力而致死。另一方面，次氯酸性質(zhì)很不穩(wěn)定，即容易放出新生態(tài)氧[O],新生態(tài)氧與銨鹽，硫化氫，氧化亞鐵，亞硝酸鹽以及有機(jī)物腐敗后產(chǎn)生的物質(zhì)相結(jié)合，對(duì)水中有機(jī)物和一些無(wú)機(jī)物等起氧化作用，從而抑制了依靠這些物質(zhì)為營(yíng)養(yǎng)的大部分微生物的生長(zhǎng)，因此一般認(rèn)為次氯酸具有主要的滅菌作用。而反應(yīng)中生成的次氯酸跟殺菌力較弱，不具有次氯酸穿透微生物細(xì)胞膜的能力，因此其消毒作用遠(yuǎn)低于次氯酸。

紫外線消毒的原理是紫外線的光譜波長(zhǎng)在490—140nm范圍內(nèi)具有殺菌能力。微生物受到紫外線照射后，體內(nèi)的核蛋白質(zhì)會(huì)因吸收紫外線光譜能量而變性，引起新陳代謝障礙，從而喪失繁殖能力，當(dāng)照射劑量增大一定量時(shí)，微生物細(xì)胞被破壞致死。紫外線對(duì)澄清透明的水有一定的穿透力，因此能使水消毒。

臭氧消毒的原理是臭氧在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧（O）和羥基（·OH），瞬間分解水中的有機(jī)物質(zhì)，細(xì)菌和微生物。羥基（·OH）是強(qiáng)氧化劑，催化劑，可使有機(jī)物發(fā)生連鎖反應(yīng)，反應(yīng)十分迅速。羥基（·OH）對(duì)各種致病微生物有極強(qiáng)的殺滅作用。單原子氧（O）也具有強(qiáng)氧化能力，對(duì)頑強(qiáng)的微生物和病毒，芽孢等有強(qiáng)大的殺傷力。

三、臭氧、氯、紫外線消毒效果比較

自來(lái)水等飲用水在中國(guó)目前普遍使用氯劑消毒，而使用氯法有嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題存在。1973年起，荷蘭，加拿大，美國(guó)等國(guó)相繼發(fā)現(xiàn)用氯消毒后的自來(lái)水會(huì)產(chǎn)生鹵代有機(jī)物（氯仿，氯胺等），經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明有致癌危險(xiǎn)。況且氯消毒容易受溫度和PH值影響。余氯還會(huì)影響飲用水的 口感，特別對(duì)于飲料用水，余氯會(huì)使碳酸飲料等飲料制品產(chǎn)生氯的臭味，并使飲料中的色素發(fā)生氧化，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

采用紫外線消毒時(shí)，不同的對(duì)象菌致死所需的照射能量差異較大，另一方面原水水質(zhì)對(duì)紫外線殺菌效果也有影響。紫外線因在水中的穿透力有限而難以達(dá)到理想效果，而且紫外線消毒不能像余氯那樣維持消毒效果。

臭氧具有比氯更強(qiáng)的氧化消毒能力，不但可以較徹底的殺菌消毒水中臭氧，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金屬離子以及多種有機(jī)物等雜質(zhì)，如鐵，錳，硫化物，有機(jī)磷，有機(jī)氯，氰化物等，還可以使水除臭脫色，從而達(dá)到凈化水的目的。臭氧適應(yīng)能力強(qiáng)，受水溫，PH值影響較小。臭氧適用范圍廣，不受菌種限制，殺菌效果比氯消毒和紫外線消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。臭氧處理后的水無(wú)色無(wú)臭，口感好，能改善飲用水品質(zhì)。

故此，為了提高瓶裝飲用水的質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期，國(guó)際瓶裝水協(xié)會(huì)（IBWA）建議采用臭氧處理。在臭氧處理前，瓶裝水一般用反滲透水中臭氧，納濾，超濾去除天然水中99%的有機(jī)物，從而降低臭氧的用量。

四、工藝流程

五、臭氧消毒系統(tǒng)的參數(shù)選擇

（1）消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 臭氧投加量為1—5mg/L,接觸時(shí)間為4—10min，保持0.1—1mg/L剩余臭氧濃度。

（2）主要設(shè)備的選擇

a,臭氧發(fā)生器 臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量及臭氧投加量來(lái)確定。W=0.001×Q×P

公式中：

W→臭氧發(fā)生器的產(chǎn)量，g/h：

Q→設(shè)計(jì)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(shù)。

b，接觸氧化罐 接觸氧化罐的尺寸應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量及流速來(lái)確定。

S=Q/V

公式中：

S→罐體截面積。㎡：

V→流速，一般采用8—10m/L。

罐體直徑的確定如下。

D=2×（S/π）0.5

公式中：

D→罐體直徑，M。

罐體高度的確定如下。

H=V×t+0.2

公式中：

H→罐體高度，m：

t→接觸時(shí)間，一般采用4—10min

0.2→布水空間高度，m

六、安裝運(yùn)行

臭氧發(fā)生器一般采用射流投加方式，即全部或者部分水流與臭氧通過(guò)射流器混合后進(jìn)入接觸反應(yīng)罐。連接水路和氣路，保持臭氧發(fā)生器進(jìn)氣口與大氣相通。開啟水泵水中臭氧，調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門，調(diào)氣量開關(guān)在最大位置。接好電源線，按電源開關(guān)，調(diào)功率調(diào)節(jié)開關(guān)至最大，即可。

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