目前在世界范圍內,純凈水、天然水(山泉水、礦泉水、地下水等經過過濾等工序制成),已普遍采用臭氧消毒。在自來水臭氧凈化應用時,國際常規標準為0.4mg/L的溶解度值保持4分鐘,即CT值為1.6。
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。
臭氧具有比氯更強的氧化消毒能力,不但可以較徹底地殺菌消毒,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物等雜質,如鐵、錳、硫化物、苯、酚、有機磷、有機氯、氰化物等,還可以使水除臭脫色,從而達到凈化水的目的。臭氧適應能力強,受水溫、PH值影響較小。臭氧適應范圍廣,不受菌種限制,殺菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。與氯不同的是殘余臭氧可以自行分解為氧氣,不會產生二次污染。臭氧處理后的水無色無臭,口感好,能改善飲用水品質。
故此,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。
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臭氧發生器運用純凈水
純凈水的生產工藝流程:
飲料用水的工藝流程根據不同飲料的要求而定。
五、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)
六、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。
七、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)
臭氧凈水的十大作用
(1)臭氧(O3)又稱富氧、三子氧、超氧,空氣中21%是氧氣(O2),夏日雷雨過后,我們會聞到清新的略帶腥味的大自然氣息,這便是由于雷擊后產生大量的能量使部分空氣裂變產生另外一種叫臭氧(O3)的氣體。臭氧在常溫下可以自行還原為氧氣。
(2)臭氧是已知可利用的最強的氧化劑之一,在實際使用中,臭氧呈現出突出的殺菌、消毒、降解農藥的作用,是一種高效廣譜殺菌劑。臭氧可使細菌、真菌等菌體的蛋白質外殼氧化變性,可殺滅細菌繁殖體和牙胞、病毒、真菌等。常見的大腸桿菌、糞鏈球菌、金黃色葡萄球菌等,殺滅率在99% 以上。臭氧還可以殺滅肝炎病毒、感冒病毒等,臭氧在室內空氣中彌漫快而均勻,消毒無死角。
(3)臭氧能殺死病毒細菌,而健康的細胞具有強大的平衡酶系統,因而臭氧對健康細胞無害。
(4)臭氧可對空氣進行殺菌、凈化,預防疾病交叉感染,清除臥室、客廳、廚房、衛生間等處的異味。臭氧氣體對室內的被褥、衣物、地毯、衣柜、鞋柜、錢幣等具有殺菌、消毒、防霉、除塵螨的功效。
(5)我國有些地區陽光日照時間少,濕度大,空氣污染較嚴重,更能顯示出它的特殊作用。
(6)臭氧最適宜的方式是將臭氧溶解于水中,形成所謂“臭氧水”。歐美一些發達國家將“臭氧水”稱為“萬能水”。它的殺菌速度比氯快許多倍。
(7)臭氧水可對婦女、兒童使用的內衣、內褲、尿布、包被等進行殺菌消毒處理,能起到特別明顯的保健作用。
(8)臭氧水可對瓜果蔬菜、肉類進行殺菌消毒,防腐保鮮,清除異味。同時具有降解瓜果、蔬菜表面殘留含磷農藥的功能。
(9)利用臭氧水,可以清潔皮膚、保養皮膚,減輕化妝品對皮膚的刺激。利用臭氧水冷敷、浸泡燙傷、割傷、撞傷,可加速傷口愈合,防止感染。 利用臭氧水洗泡,可以防止皮膚病及真菌引起的腳氣類疾病,同時還可以利用臭氧水洗頭,可以清除頭發毛細孔處的污垢,減少掉發。
(10)臭氧產品可廣泛用于:家庭、醫院、賓館、飯店、美容美發、公共衛生間、食品加工業、學校、幼兒園、敬老院、金融、證券、辦公室、娛樂場所、部隊、工業、農業、漁業、養殖業、環保等領域。
(11)1840年臭氧被德國化學家發現;1893年法國首次將臭氧使用在水處理技術上。二十世紀五六十年代,加拿大、英國、日本開始開發臭氧的應用。但因為設備龐大、能耗高、應用推廣進程緩慢。直至九十年代終于有所突破,得以發展。目前歐洲80%的供水系統用臭氧來處理,而我國在這方面應用很少,只有北京亞運村及英東游泳池在使用美國引進的臭氧技術處理系統。
由於臭氧是一種無色且非常不穩定的氣體,無法被控制或儲存,因此臭氧無法在水中提供持續性的殺菌效果(如:在水中加入氯氣消毒),所以細菌極可能會在貯水槽或輸送管線中繁殖,而這正是臭氧處理系統最大的缺點。
臭氧和其他消毒方式的優缺點比較。