页数：210页文件大小：14.65 MB来源： 软饮料工艺学ppt课件
本课件围绕软饮料用水展开，先说明天然水的杂质分类与硬度、碱度等水质指标，再依次讲解混凝与过滤、石灰软化、电渗析与反渗透、离子交换软化，以及氯、臭氧与紫外线消毒的原理和设备。
第一篇原辅料
第一章软饮料用水及水处理
学习目的和要求：通过本章的学习，学生应掌握软饮料用水的水质要求及主要处理方法和原理，并能用这些知识指导实践。
第一章软饮料用水及水处理第一节软饮料用水的水质要求水是饮料生产中的重要原料之一，水质的好坏，直接影响成品的质量，因此，全面了解水的各种性质，对于饮料用水的处理工作具有重要意义。
一、天然水的分类及其特点（一）地表水包括河水、江水、湖水和水库等。由于地表水是在地面流过，矿物质较少，这类水的硬度约为1.0~8.0毫克当量／升。但常含有粘土、砂、水草、腐植质、钙镁盐类、其它盐类及细菌等。其中含杂质的情况由于所处的自然条件不同及受外界因素影响不同而有很大差别。特别是我国幅员广大，河
流纵横，不同河流其所含杂质是很不相同的。即使是同一条河流，其所含杂质也常因上游和下游、夏季和冬季、阴雨和晴天而不同。但河水不一定是地表水，也有的是地下水穿过土层而流入大河。所以河水除含有泥沙、有机物外，还有多种的可溶性盐类，我国江河水含盐量通常为70~990mg/l。
近年来，由于工业的发展，大量含有有害成分的废水排入江河，引起地表水污染，也增加了工业用水的困难。（二）地下水地下水主要是指井水、泉水和自流井等。由于经过地层的渗透和过滤而溶入了各种可溶性矿物质，如钙、镁、铁的碳酸氢盐等，其含量多少取决于其流经的地质层中的
矿物质含量。地下水一般含盐量为100~5000mg/l。硬度约为2~10克当量／升，有的高达10~25克当量升。但由于水透过地质层时，形成了一个自然过滤过程，所以它很少含有泥沙、悬浮物和细菌，水质比较澄清。二、天然水中的杂质天然水在自然界循环过程中，
(二)天然水源中杂质的特征１.悬浮物质天然水中凡是料度大于0.1um的杂质统称为悬浮物。这类杂物使水质呈混浊状态，在静置时会自行沉降。悬浮杂质主要是泥土、砂料之类的无机物质，也在浮游生物（如蓝藻类、绿藻类、硅藻类）及微生物。悬浮物质在成品饮料中能沉出来，生成瓶底积垢或絮状沉的蓬松
胶体物质多数是粘土性无机胶体，它造成水质混浊。高分子有机胶体是分子量很大的物质，一般是动植物残骸经过腐蚀分解的腐植酸、腐植质等，是造成水质带色的原因。３.溶解物质这类杂质的微粒在0.001um以下，以分子或离子状态存在于水中。溶解物主要是溶解气体、溶解盐类
碳酸盐硬度（又称暂时硬度），主要化学成分是钙、原重碳酸盐，其次是钙、镁的碳酸盐。由于这些盐类一经加热煮沸就分解成为溶解度很小的碳酸盐，硬度大部可除去，故又称暂时硬度。Ca(HCO3)→CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)→Mg(OH)2+CO２非碳酸盐硬度（又称永久硬度）表示水中钙、镁的氯化物（CaCl2、
MgCl2）、硫酸盐(CaSO4、MgSO4)、硝酸盐[Ca(NO3)2,Mg(NO3)2]等盐类的含量。这些盐类经加热煮沸不会发生沉淀，硬度不变化，故又称永久硬度。总硬度是暂时硬度和永久硬度之和。总硬度＝[Ca++]/20.04+[Mg++]/12.15式中[Ca++]、[Mg++]表示水中钙、镁离子含量（mg/l）。
根据水质分析结果，可算出总硬度。硬度通用单位为毫克当量／升。也可用度表示，即１升水中含有10mgCaO为硬度１度。其换算关系为：１毫克当量／升＝2.804度＝50.045mg/l（以CaCO3表示）饮料用水的水质，要求硬度小于8.5度。硬度高会产生碳酸钙沉淀和有机酸钙盐沉淀，影响产品口味及质量。
天然水中通常不含OH-，又由于钙、镁碳酸盐的溶解度很小，所以当水中无钠、钾存在时，CO3-的含量也很小。因此，天然水中仅有HCO-存在。只有在含Na2CO3或K2CO3的碱性水中，才存在有CO3-离子。三、饮料用水的水质要求选择饮料用水，基本上要求符合我国“生活饮用水卫生（TJ20－76）”
表5 汽水工艺用水水质要求：下表列出相关数据。
| 项目 | 标准 | 项目 | 标准 |
|---|---|---|---|
| 总硬度（以CaO计） | 低于85mg/l | 浊度 | 低于1.6度 |
| 总固形物 | 500mg/l以下 | 细菌总数 | 每ml水样不超过100个 |
| 游离氯 | 低于0.2mg/l | 大肠菌群 | 每1升水样中不超过3个 |
| 色度 | 无色透明 | 致病菌 | 不得检出 |
第二节混凝与过滤取一杯混浊的水进行观察。首先，发现一些粗大的泥沙颗料迅速沉到杯底，水逐渐澄清，杯底的下沉物渐渐增多。但在一定时间以后，水就不容易进一步澄清。这是悬浮物和胶体所致。要去除水中细小悬浮物和胶体物质，需进行水处理。水处理过程中有两种途径。一种是在水中加
入混凝剂，使水中细小悬浮物及胶体物质互相吸附结合成较大的颗粒，从水中沉淀出来，此过程称混凝（凝聚）。另一种方法是将细小悬浮物和胶体物质直接吸附在一些相对巨大颗表面而除去，这就是过滤。若两种途径并用时，则过滤过程在混凝过程之后。
一、混凝胶体物质在水中能保持悬浮分散不易沉降的稳定性。其原因是同一种胶体的颗粒带有相同电性的电荷，彼此间在在着电性斥力，使颗粒之间相互排斥。这样它们就不可能互相接近并结合成大的团粒，因而也就不易沉降下来。添加混凝剂后，胶体颗粒表面电被中和，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
清的水。1.常用的铝盐有明矾［KAl2(SO4)2]·12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O，它是一种复盐。在水中Al2(SO4)3发生水解作用生成氢氧化铝，氢氧化铝带正电荷，而天然水中的胶体物质大都带负电荷，因此，两者发生电性中和作用。同时，氢氧化铝的胶体又能
吸附水中的自然胶体和悬浮物，在中和与吸附的共同作用下，水中的胶体微粒逐渐凝聚成大的絮状物沉淀下来，在沉淀过程中，水逐渐变得澄清透明。明矾的加入量一般为0.001％～0.02％，为了加速混凝，加入前需把明矾块弄碎，并在加入后用木棒搅1～2min。
2.碱式氯化铝碱式氯化铝（PAC）又称羟基氯化铝或聚合氯化铝，其分子式为[Al2(OH)nCl6-n]m。其中n＝１~5，ｍ＜＝10。精品为白色或黄色固体，也有无色或黄褐色的透明液体。碱式氯化铝是一种新型的混剂。在水中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，因而与吸附的污物在一起形成大的聚体而沉淀除去。另外它还有较强的架桥吸附性能，不仅能除去水中悬浮物，还能使微生物吸附沉淀。碱式氯化铝的一般用量0.005~0.01%,pH值范围为5~9，温度适宜性较强，反应迅速，沉淀较快，在相同的效果下，其用量仅为硫酸铝的0.25~0.5，从目前发展情况来看，有代替
前述明矾和硫酸铝而成为主要的无机凝聚剂的趋势。3.铁盐常用的是硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，另外也用氯化铁(FeCl3·6H2O)和硫酸铁。国内用于水处理的是前两种，铁盐在水中发生水产生了Fe(OH)3胶体、Fe(OH)3时混作用及过程与铝盐相似。
由于Fe(OH)2氧化产生Fe(OH)3的反应在pH值＞8.0时才能完成，因此在水处理时需要加石灰去除水中的CO2。每投加１mg./lFeSO4，需要加0.37mg/l的CaO。用FeSO4·7H2O时有效剂量一般为0.1~0.5毫克当量/l，相当于14~70mg/l。当pH值＞６时，铁离子与水中的腐植酸能生成不沉淀的有色化合物，所以对于含有机物多的水质进行处理时，铁盐是不适合的。
（二）助凝剂为了提高混凝的效果，经常需要加入一些辅助药剂，称助凝剂。助凝剂本身不起凝聚作用，仅帮助凝絮的形成,如用来调节pH值的碱、酸、石灰等。有时水中混浊度不高，为了加速完成这一过程，可以投入粘土。近来发展的有机混凝剂，多为丙烯酸的化合物，有带正电荷和带负电荷的两种。
二、水的过滤（一）过滤原理及工艺过程１.过滤原理原水通过粒状料层时，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称为过滤。过滤过程是一系列不同过程的综合，包括阻力截留（筛滤）、重力沉降和接触凝聚。
（１）阻力截留：单层滤料层中粒状滤料的级配特点是上细下粗，也就是，上层孔隙小，下层孔隙大，当原水由上而下流过滤料层时，直径较大的悬浮杂质首先被截留在滤料层的孔隙间，从而使表面的滤料的孔隙越来越小，拦截住后来的颗粒，在滤层表面逐渐形成一层主要由截留的颗粒组成的薄膜，起到过滤作用。
（２）重力沉降：当原水通过滤层时，众多的滤料颗粒提供了大量的沉降面积，例如1克球形砂粒，可供悬浮物沉淀的有效面积约400m2。当原水经过滤料层时，只要速度适宜，其中的悬浮物就会向这些沉淀面沉淀。
（３）接触凝聚：砂粒等物质具有巨大的表面积，它和悬浮物的微小颗粒之间有着吸附作用，因此砂粒在水中时带有负电荷，能吸附带正电的微粒（如铁、铝的胶体微粒及硅酸），形成带正电荷的薄膜，因而能使带负电荷的胶体（粘土及其它有机物）凝聚在砂粒上。
接触凝聚和重力沉淀是发生在滤料深层的过滤作用，而阻力截留主要发生在滤料表层。
２、过滤的工艺过程过滤的工艺过程基本上由两个过程组成，即过滤和冲洗两个循环过程。过滤为生产清水的过程，而冲洗是从滤料表面冲洗掉污物，使之恢复过滤能力的过程。多数情况下，冲洗和过滤的水流方向相反，因而一般把冲洗称为反冲或反洗。
所谓级配，就是滤料粒径的范围及在此范围内各种粒径的数量比例。天然滤料的粒径大小很不一致，为了既满足工艺要求，又能充分利用原料，通常选用一定范围内的粒径。由于不同粒径的滤料要互相承托支撑，故相互间要有一定的数量比，通常用d10、d80和Ｋ作为控制指标。Ｋ＝d80/d10
式中Ｋ―不均匀系数d80―80%滤料通过的筛孔直径d10―10%滤料通过的筛孔直径Ｋ越大，则粗细颗粒差别越大。Ｋ过大，各种粒径滤料互相掺杂，降低了孔隙率，对过滤不利。另一方面反冲时，过大的颗粒可能冲不动，而过小的颗粒可能随水流失。我国规定，普通快滤池Ｋ＝2~2.2。
所谓滤料层的孔隙率，是指滤料的孔隙体积和整个滤层体积的比例。石英砂滤料的孔隙率为0.42左右，无烟煤滤料的孔隙率为0.5~0.6左右。２、滤料层的结构正确的滤料层结构应满足下列要求：（１）含污能力（kg/m3表示）大。（２）产水能力(m3/m2.h)或(m/h)高。适合以上条件的过滤池才能保证处理
水的质量。过滤时水流方向多采用从上到下的下向流，这样可以保持较大的过滤速度及较好的反冲效果。在下向流条件下，有两种截然不同的滤料结构:一种是滤料粒径上细下粗，另一种是上粗下细，前一种结构的特点是孔隙上小下大，悬浮物截留在表面，底层滤料未充分利用，滤层含污能力低，使用周期短。后一种的特点与之相反。
由此可见理想的滤料层结构是粒径沿水流方向逐渐减小。但是，就单一滤料而言，要达到使粒径上粗下细的结构，实际上是不可能的。因为在反冲洗时，整个滤层处于悬浮状态，粒径大重量大，悬浮于下层，粒径小者重量小，悬浮于上层。反冲洗停止后，滤料自然形成上细下粗的分层结构。为了改善料的性能，设计了采用
两种或多种滤料，造成具有孔隙上大下小特征的滤料层。例如砂滤层上铺一层比重轻而粒径大的无烟煤滤层，这种结构称双层滤池。双层滤池中，无烟煤密度为1.4~1.7，粒径选用0.8~1.8mm左右，石英砂的相对密度为2.55~2.65，粒径选用0.5~1.2mm，煤层厚0.3~0.4m，砂层厚0.4~0.5m。当无烟煤相对密谋为1.5，砂粒的相对密谋为2.65时，
最大的煤粒和最小砂粒直径之比不应大于3.2。滤层规格资料见表８。此外，还有一种混合滤料滤池，即在双层滤池下再加一层比重更大、粒径更小的其它滤料，如石榴石、磁铁矿等。
表8 滤层的变化：下表列出相关数据。
| 滤池类型 | 滤料 | 粒径(mm) | 滤层厚度(mm) | 正常滤速(m/h) | 强制滤速(m/h) |
|---|---|---|---|---|---|
| 石英砂滤料池 | 石英砂 | d最小＝0.5 d最大＝1.2 | 700 | 8~12 | 10~14 |
| 双滤层滤料池 | 无烟煤 | d最小＝0.8 d最大＝1.8 | 400~500 | 12~16 | 14~18 |
| 双滤层滤料池 | 石英砂 | d最小＝0.5 d最大＝1.2 | 400~500 | — | — |
注：源文件双滤层石英砂行未列出滤速数据，表格以「—」留空，未作推测填补。
（２）要形成均匀的孔隙以保证冲洗水的均匀分布。（３）材料坚固，不溶于水。一般垫层采用天然卵石或碎石。目前砂粒的最大粒径为１~2mm,作垫层的最小粒径应选２mm。根据反冲洗可能产生的最大冲击力确定，垫层的最大粒径为３2mm。垫层由上而下分为四层，具体规格见表９。
表9 垫层的规格：下表列出相关数据。
| 层次（自上而下） | 粒径（毫米） | 厚度(mm) |
|---|---|---|
| 1 | 2~4 | 100 |
| 2 | 4~8 | 100 |
| 3 | 8~16 | 100 |
| 4 | 16~32 | 150 |
（三）冲洗滤池必须定期冲洗，使滤料吸附的悬浮物剥离下来，以恢复滤料的净化和产水能力。冲洗方法多彩逆流水力冲洗，有时兼用压缩空气反冲、水力表面冲洗，机械或超声波扰动等措施。冲洗效果取决于适宜的冲洗强度，冲洗强度过小，不能达到从滤料剥离杂质所需要的力量；强度过大，滤料层膨胀过度，减少了在反冲过程中单
位体积内滤料间互相碰撞的机会，对冲洗不利，还会造成细小粒料的流失和冲洗水的浪费等。对于双层快滤池多采用13l/(m2.s)（0.6mm的砂粒）至16l/(m2.s)（0.7mm的砂粒）的冲洗强度。有时截留的聚凝物和表面滤料在反冲洗时形成“泥球“，而且是有愈滚愈大的趋势，在这种情况下，必须进行有效的辅助冲洗：表面冲洗、空气冲洗和机械冲洗。
三、砂滤棒过滤器当用水量较少，原水中只含少量有机物、细菌及其它杂质时，可采用砂滤棒过滤器。进入滤器的自来水的压力多控制在1~2kg左右。
（一）基本原理砂滤棒又名砂芯，采用细微颗粒硅藻土和骨灰等可燃性物质，在高温下焙烧，使其溶化，可燃性物质变为气体逸散，形成直径0.00016~0.00041mm的小孔，待处理水在外压作用下，通过砂滤的微小孔隙，水中存在的少量有机物及微生物被微孔附截留在砂滤棒表面。滤出的水，可达到基本无菌。
（二）砂滤棒过滤器结构砂滤棒过滤器外壳是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）为待滤水，隔板下（或上）为砂滤水，容器内安装一至数十根砂滤棒。国产砂滤棒过滤器规格如表10所示。
表10 国产砂滤棒过滤器规格：下表列出相关数据。
| 型号 | 规格 高×直径×厚(mm) | 每台砂滤棒根数（根／台） | 压强为196kPa(2kg/cm2)时的流量(kg/h) |
|---|---|---|---|
| 101型铝合金滤水器 | 800×500×20 | 19 | 1500 |
| 106型铝合金滤水器 | 450×320×10 | 12 | 800 |
| 112型铝合金滤水器 | 400×200×10 | 6 | 500 |
| 108型铝合金滤水器 | 320×260×10 | 7 | 250 |
| 109型单支压力滤水器 | 280×70×50 | 1 | 30 |
(三)使用中应注意问题砂滤棒使用一段时间后，砂芯外壁逐渐挂垢而降低滤水量。这时则必须停机，卸出砂芯，对砂芯进行处理。方法是堵住滤芯出水嘴，浸泡在水中，用水砂纸轻轻擦去砂芯表面被污染层，至砂芯恢复原色，即可安装重新使用。若使用洗涤剂，也可以作到封闭冲洗，不用卸出砂芯。
砂滤棒在使用前均需消毒处理，一般用75%酒精或0.25％新洁尔灭，或10%漂白粉，注入砂滤棒内，堵住出水口，使消毒液和内壁完全接触，数分钟后倒出。安装时，凡是与净水接触的部分都要进行消毒。
第三节石灰软化法前面已论及，水中Ca++、Mg++含量的总和叫水的总硬度，含有钙、镁盐类的水称硬水。随着水温、压力的升高，钙、镁的碳酸氢盐的溶解度因其发生化学变化而下降，到了1000C，它们将以CaCO3和Mg(OH)2的形式沉淀出来。这些化合物溶解度很小，分别为13mg/l和5mg/l。因此，水中大部分
的钙、镁离子都可随CaCO3和Mg(OH)2沉淀而除去，但大量的工业用水不可能靠加热方法使其软化，而且也不可能解决非碳酸盐的硬度问题。在水中加入化学药剂如石灰（CaO）等，可以在不加热条件下除去钙、镁离子，达到水质软化的目的。这种方法称之为石灰软化法，是工业上常用的一种软化水的方法。
一、石灰软化适用于碳酸盐硬度较高，非碳酸盐硬度较低，不需高度软化的原水，也可用于离子交换水处理的预处理。（一）石灰软化的有关反应将生石灰CaO配制成石灰乳：CaO+H2O→Ca(OH)2用石灰乳除去水中重碳酸钙Ca(HCO3)2、重碳酸镁Mg(HCO3)2和CO2：
反应(a)先去除水中的CO2，CO2去除后才完成(b)→(d)软化反应，不然水中CO2会和CaCO3、Mg(OH)2这些沉淀物重新化合，会再产生碳酸盐硬度，反应如下：Ca(CO3)2+H2O+CO2→Ca(HCO3)2Mg(OH)2+CO2→MgCO3+H2OMg(CO3)2+H2O+CO2→Mg(HCO3)2
反应式(e)是当水中的碱度大于硬度时才出现的。如果化合物NaHCO3中的HCO3－没有被除去，这部分HCO3－仍然会和Ca++和Mg++生成碳酸盐硬度,反应(b)~(d)仍然不能完成。与以上反应同时还生产下述反应：
４Fe(HCO3)2+8Ca(OH)2+O2→4Fe(OH)3↓+8CaCO3+6H2OFe2(SO4)3+3Ca(OH)2→2Fe(OH)3+3CaSO4H2SiO3+Ca(OH)2→CaSiO3+2H2OmH2SiO3+nMg(OH)2→nMg(OH)2.mH2SiO3因此，通过石灰处理可以除去水中部分铁和硅的化合物。
（二）软化处理设备１、间歇法设备需软化的水，注入圆柱形锥底容器内，加入所需的石灰乳溶液，同时用压缩空气充分搅拌10~20分钟，静置沉淀4~5小时，在容器上部引出处理水，在锥底部排出沉淀。此法简单，石灰添加量容易控制，但处理时间长。
２、涡流反应器涡流反应器设备如图２(P20)所示。这种设备外形类似涡流反应池，原水和石灰乳都从锥底部沿切线方向进入反应器，两个进口的方向要形成最大的力偶，使水和石灰乳混合后，水流以螺旋式上升，通过一层悬浮粉砂或大理石粉粒填料吸附软化反应后产
生的CaCO3，使水得到软化。当填料颗粒由于吸附逐渐长大到不能悬浮而下沉后，再补充新颗粒，同时排除沉淀颗粒。但反应产生的Mg(OH)2不能被吸附在砂粒上会使水变浑。故当原水中Mg++含量超过0.4mmol／l时不宜采用。
3、连续法处理石灰软化连续法系统流程见图３(P20)。此法处理效果好，水质清净，沉淀排除完全，但要求原水的水量及水质较稳定。
（三）石灰添加量软化时石灰添加量按下式计算：G=28×D(H暂+HMg+CO2+0.35)(kg/h)103×Ｋ式中：Ｇ―石灰消耗量，kg/hD―软化水量，t/hH暂―原水的暂时硬度毫克当量／lHMg―原水的镁硬度毫克当量／lCO2―原水中游离的CO2量，毫克当量／l
0.35―石灰过剩量Ｋ―工业用石灰纯度，一般为60~80%28―CaO的当量根据经验每降低1m3水中暂时硬度１度，需加纯CaO10g，每降低1m3水中CO2的浓度为1mg/l时，需加纯CaO1.27g。
（四）石灰软化后的水质经石灰处理后，水中暂时硬度大部被除掉，残余暂时硬度可降至0.4~0.8毫克当量／l，残余碱度降至0.8~1.2毫克当量／l；有机物除去25%；硅酸化合物降低30~35%，原水中铁残留量小于0.1mg/l。
二、石灰－纯碱软化处理此法适用于总硬度大于总碱度的水；用石灰除去水中碳酸盐硬度，苏打除去非碳酸硬度。处理后的软水，残留硬度降低为0.25~0.35毫克当量／升。反应原理：CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaClMgSO4+Na2CO3→MgCO3+Na2SO4MgCl2+Na2CO3→MgCO3+NaCl
生成的碳酸镁可与熟石灰作用而被除去，反应如下：MgCO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+Mg(OH)2↓由以上反应可以看出，虽然水中的暂时硬度和永久硬度被除去，但由此产生了很多可溶性物质，如Na2SO4、NaCl，特别当原水中永久硬度较高时，纯碱就不能降低原水中的溶解固体含量，因此，目前此法已不常用。
纯碱消耗量G(g/h)计算法：Ｇ＝53D(H永＋a)E式中Ｄ―软化水量（t/h）53―Na2CO3的当量Ｈ永―原水的永久硬度（毫克当量／l）a―纯碱过剩量（取1.0~1.5毫克当量／l）E―工业用纯碱的纯度（％）
第四节电渗析法、渗透法处理水石灰软化法对含盐量比较高的水进行处理，不易达到使用要求。在这种情况下使用电渗析法或反渗透法，则其效果较好。一、电渗析法电渗析技术常用于海水和咸水的淡化，或用自来水制备初级纯水。它是通过具有选择透过性和良好
导电性的离子交换膜，在外加直流电场的作用下，根据异性相吸、同性相斥的原理，使原水中阴、阳离子分另通过阴离子交换膜和阳离子交换膜而达到净化作用的一项技术。电渗析工作原理如图４(P21)所示。
进入第1、3、5、7室的水中离子，在直流电场作用下要作定向移动。阳离子要向阴极移动，透过阳膜进入极水室以及2、4、6室；阴离子要向阳极移动，透过阴膜进入2、4、6、8室。因此，从第1、3、5、7室流出来的水中，阴、阳离子数都会减少，成为含盐量降低的淡水。进入第2、4、6、8室的水中离
子，在直流电场作用下也要做定向移动。阳离子要移向阴极，但受阴膜的阻挡而留在室内；阴离子向阳极移动，受阳膜阻挡也留在室内。第２、４、６、８室内原来的阴、阳离子均出不去，而第１、３、５、７室中的阴、阳离子都要穿过膜进入其中，所以从第２、４、６、８室流出来的水中，阴、阳离子数都比原水中的多，成为浓水。
由此可见，电渗析器通电后，从其１、３、５……室流出淡水，从第２、４、６……室流出浓水，分别汇集起来，最后得到一股淡水和一股浓水。电渗析器通电以后，两端的电极表面上还有电化学反应发生。以含NaCl水溶液为例。反应如下：
在阳极室，由于OH－减少，极水呈酸性，并产生性质非常活泼的初生态氧和氯，这些都会对电极造成强烈的腐蚀。所以一定要考虑电极材料的耐腐蚀性。在阴极室，由于H+减少，极水呈碱性，当极水中有Ca++、Mg++和HCO3－等离子时，则与OH－生成CaCO3和Mg(OH)2等水垢，结集在阴极上，同时阴极室还有氢气排出。
靠近电极的隔室（极室）需要通入极水，以便不断排除电解过程的反应产物，保证电渗析器的正常安全运行。阴极室和阳极室的流出液（极水）中，分别含有碱或酸和气体，因为浓度很低，一般废弃不用。考虑到阴膜容易损坏并防止Cl－离子透过进入阳极室，所以在阳极附近一般不用阴膜，而应用一张阳膜或一张抗氧化膜。
１、隔板隔板放在阴阳膜之间，作为水流通道，隔开两膜。隔板上有进水孔、出水孔、布水槽、流水槽及过水槽。因布水槽的位置不同将同路板分为淡水室隔板和浓水室隔板。隔板的材料用聚氯乙烯硬板，厚度为1.5~2mm。也有采用橡胶材料的。
２、离子交换膜它是一种由具有字子交换性能的离分子材料的薄膜。按其透过性能分为阳离子交换膜和阴离子交换膜。能透过阳离子的称阳离子交换膜；能透过阴离子的称阴离子交换膜。
目前常用的阳离子交换膜为磺酸基型，结构式为R-SO3――H+，在水中离解成R－SO3－，带负电荷，吸收水中的正离子，并让其通过该膜，而阻止负离子通过。阴离子为季胺基型，即R－N+(CH3)3－OH－，在水中离解成R－N(CH3)3+，带正电荷，吸收水中的负离子并让其通过，而阻止正离子通过该膜。
根据离子交换膜制造工艺分为异相膜和均相膜两种。两种膜性能对比见表11(P23)。
３、电极电极通电后形成外电声，使水层中的离子定向迁移。电极的质量直接影响电渗析效果。常用的阳极必须采用耐腐蚀如石墨、铅、二氧化铅等；阴极多用不锈钢。我国饮料厂常用钛涂钌电极。
４、极框极框用来保持电极与离子交换膜间的距离，分别位于阴、阳极的内侧，从而松成阴极室和阳极室，是极水的通道。在极水分布均匀、水流通畅、能带走电极产生的气体和腐蚀沉淀物的条件下，极框厚度宜小不宜大，约为5~7mm。
５、压紧装置把交替排列的膜堆和极区压紧，使组装后不漏水，一般使用不锈钢板，用工钢或槽钢固定四周，用均匀的螺杆拧紧。
（三）电渗析器的组装形式１、常用术语的概念
２、单台一段串联式原水流过一隔板后，不再流入另一个隔板。有时，在膜堆的中间增加一个或几个感应电极，单台并联时，各级之间的膜对数应该相等。这种组装方式，流水道多；流程长短，决定于隔板的形式；脱盐率较低。
３、单台多段串联式将几个隔板串联起来使用，每流过一次隔板，水流方向改变一次即为一段。串联流过几个隔板，叫做几段串联。见示意图６(P24)。多段串联优点：脱盐率高，电流效率。缺点：组装和运行较复杂。
４、多台串联式多台串联式实际上是把几台单台并联式加以串联而成，示意图７(P24)。这样可以提高脱盐率和电流效率。实用中电渗析器的组装方式多种多样，请参阅其它专著。
（四）水垢的形成和去垢方法电渗析器运行中，浓水室一侧的阴膜和阳膜面上会出现结垢现象，此现象称沉淀结垢。它们的存在将减少离子交换膜的有效使用面积，增加膜的电阻，加大电能消耗及降低膜的使用寿命。为了消除沉淀的产生。常采用下列方法：
１、倒换电极定期倒换电极的极性，即运行一定时间后把阴极改为阳极，阳极改为阴极。由于电场方向改变，可使已生成沉淀消除。倒换时间一般采用3~8小时，倒换电极后一段时间（5~10分钟）淡水出口水质下降，需待水质合格后再继续使用。
２、定期酸洗采用浓度不超过3%（一般控制在1~2%）的盐酸定期酸洗，周期视结垢情况而定。酸洗操作时间为2~3小时，使pH值达3~4。
３、碱洗当水中含有机杂质时，在阴膜的淡水室一侧析出沉淀物，造成阴膜污染，称为受污。一般每隔几个月定期用0.1MNaOH溶液清洗。
（五）对原水要求如果原水中悬浮物较多，会造成隔板中沉淀结垢，增加阴力，降低流量，所以原水水质应控制符合下列要求：(P24)如果水质污染较严重，不符合上述条件，就不能直接用电渗析法处理，应配合适当预处理，如混凝、过滤、杀菌等，除去杂质，再用电渗析，才能收到良好效果。
二、反渗透反渗透是六十年代发展起来的一项新型膜分离技术，近年来在工艺研究方面取得很大进展。反渗透和电渗析都属于膜分离范畴，电渗析是通过离子交换膜把溶液中盐份分离出来；反渗透是通过反渗透膜把溶液中的溶剂(水)分离出来。
（一）反渗透原理在一个容器中用一层半膜把容器隔成两部分，一边注入淡水，另一边注入盐水，并使两边液位相等，这时淡水会自然地透过半透膜至盐水一侧。盐水的液面达到某一高度后，产生一定压力，抑制了淡水进一步向盐水一侧渗透。此时的压力即为渗透压。
如果在盐水一侧加上一个大于渗透压的压力，盐水中的水份就会从盐水一侧透过半透膜至淡水一侧，这一现象就称为反渗透。如图８所示。(P25)
（二）反渗透膜种类及特性反渗透能否得到实际应用，关键是半透膜。当前常用的反渗透膜有以下几种：
１、醋酸纤维素膜（简称CA膜）CA膜是以高氯酸镁Mg(ClO4)2和水为溶胀剂（又称发孔剂），加到以丙酮为溶剂的醋酸纤维素溶液中，将制得的铸膜液在玻璃上刮成膜。目前市场上销售的CA膜是以甲酰胺为发孔剂铸膜而成。
CA膜的形态有平板式、管式和螺旋卷式、中空纤维式膜等。其外观为乳白色，半透明，有一定的韧性。表层（与空气接触层）结构致密，孔隙很小，厚度约1~10μm，孔隙直径8~20Å；下层结构疏构，孔隙大，通称为多孔层或支撑层，其厚度约占膜厚的99%，孔隙直径约在0.1~0.4μm之间。
２、芳香聚酰胺纤维膜主要原料为芳香聚酰胺，芳香聚酰胺－酰肼以及其它一些含氮芳香聚合物。它具有良好的透水性能，较高的脱盐率，优越的机械强度和化学稳定性，耐压实，能在pH值8~10范围内使用。反渗透膜对主要离子的去除能力，见表12。(P26)
(三)反渗透膜的脱盐机理到目前为止，对反渗透膜脱盐机理解释很多，下面介绍几种较公认的机理。
１、氢键理论醋酸纤维素是一种具有高度矩阵结构的聚合物，盐水中的水分子能与本以纤维膜上的极性基团（如羰基等）形成氢键。在反渗透压力作用下，以氢键结合进入膜内的水分子由第一个氢键位置断裂而转移到另一个位置形成另一个氢键，这
些水分子通过一边串的氢键形成一断开过程，依次从一个极性基团移到下一个极性基团，直至离开表面层，进入膜的多孔层。这就是脱盐淡水的形成过程。
２、选择吸附-毛细管流膜是由含有适当亲水活性基团的多孔材料组成。在盐溶液中，膜表面有选择性吸附能力，即吸附水分子而排斥盐分子。这样就在膜和溶液界面上形成了一个纯水层，在反渗透压力推动下，此水层的纯水通过膜的毛细作用而连续不断地流出。
各种反渗透体积产水量见表13。(P26)
反渗透器的工艺流程通常采用一级或二级反渗透。一级是通过一次反渗透就能达到水质要求。二级则是需要通过二次反渗透才能达到水质要求。见图９。(P26)此外还有多级法反渗透脱盐，但比较少用。
在运行过程中，由于水不断地透过膜，而水中所含的悬浮物、微生物、有机物等杂质易在膜表面结一层薄垢，影响膜的透水性能及操作压力，因而对原水要进行预处理，如过滤、石灰软化或在水中添加柠檬酸、酒石酸来防止铁盐、碳酸盐等结垢的形成。
许多国家饮料厂愿意采用反渗透法，国为反渗透膜能除去胶体。
第五节离子交换软化法离子交换法即用离子交换剂，把原水中人们所不需要的离子暂时占有，然后再将它释放再生液中，使水得到软化。
前两类一般用于水质软化处理，如锅炉用水、冷却水及洗瓶水的水质软化。
饮料生产用水的水处理都采用有机合成离子交换树脂。离子交换树脂是一种形网妆固体的高分子共聚物，不溶于酸，碱和水，但吸水膨胀。树脂分子含有极性基团和非极性基团两部分，膨胀后，极性基团上可扩散的离子与溶液的离子起交换作用，而非极性基团则为离子交换树脂的骨架。
一．离子交换树脂的分类及选择（一）离子交换树脂的分类一般常用的离子交换树脂，按其所带功能基团的性质，通常分为阳离子交换树脂和能离子交换树脂两类。
离子交换树脂本体中带有酸性交换基团的称阳离子交换树脂。即在交换过程中，能与阳离子进行交换者。按其交换基团酸性的强弱（即交换基团在水中离解能力的强弱），又可以分为强酸性、中酸性和弱酸性三类。
离子交换树脂本体中带有碱性交换基团的称阴离子交换树脂。同样可按其交换基团碱性的强弱，分为强碱性和弱碱性两类。另外还有螯合、两性、氧化、还原树脂等。离子交换树脂分类如表14所列。(P27)
（二）生产上常用离子交换树脂的种类１、732苯乙烯强酸性阳树脂由苯乙烯和二乙烯苯（称交联剂）聚合形成网状球形的聚苯乙树脂，再用硫酸处理生成磺酸型阳树脂（R－SO3H）。
极性基团是－SO3H，解离度大，酸性强，在酸性或碱性溶液中均能起到交换反应，能除去水中阳离子。交换速度快，但再生能力低，再生需消耗较多的酸液。出厂型态是Na型。上海树脂厂、西安树脂厂均有生产。强酸010#和1#树脂在性质上与此类同。
２、717或711苯乙烯强碱性阴树脂由苯乙烯和乙烯苯聚合而成的聚苯乙烯树脂，再与氯甲醚在催化剂（ZnCl2、SnCl4、AlCl3）的存在下进行氯甲基化，然后与三甲胺作用生成季胺型的阴树脂（简写成R≡NOH）。
极性基团是：－R3N+OH－，解离度大，碱性强。在碱性或酸性溶液中均能起交换反应。能除去水中强酸与弱酸根。交换速度快，但再生能力弱。故再生时消耗碱液较多。出厂为Cl型。本品分别由丹东化工三厂及上海树脂厂生产。国内的强碱214、强碱201均属此类。
３、701和704弱碱性阴树脂701型为环氧型弱碱阴离子交换树脂，系苯乙和二乙烯苯的共聚体。经氯甲基化和胺化生成伯胺或仲胺型阴树脂。此类树脂离解度低，碱性较弱，只能和水中强酸根离子，如SO42－、NO3－、Cl－起交换作用，对弱酸根SiO3－、CO3－几乎没有交换作用。但交换容量大，再生容易。701出厂时为OH型，704为Cl型，上海树脂厂均有生产。
（三）离子交换树脂的选择原则如何根据原子的离子组成和处理后水质的要求，正确选择离子交换树脂，使树脂在生产中发挥最大的效能，这是离子交换水处理工作的关键。一般可以按照以下几方面进行选择：
１、选择大容量，高强度树脂交换容量是离子交换树脂的一项极为重要的指标。交换容量越大，同体积的树脂所能交换吸附的离子就越多，处理的水量也越大。一般同类型树脂中，弱型比强型交换容量大，可是机械强度一般较差（见表15）P28。
另外，同类型的树脂，由于树脂的交联度不同，交换容量也不相同。交联度小的树脂，交换容量大，交联度大的树脂，交换容量小。
如果只需除去水中吸附性较强的离子（如Ca++、Mg++等），可选用弱酸性或弱碱性树脂。例如对原水进行软化时，如果原水的碳酸盐硬度大（特别是碱性水），选择弱酸性树脂进行软化就要经济得多。
但是，当必须除去原水中吸附性能比较弱的阳离子（如K+、Na+）或阴离子（如HCO3－、HＳiO3－）时，用弱酸或弱碱树脂就较困难，甚至不能进行交换反应。此时必须选用强酸性或强碱性树脂。
所以在处理高硬度或高盐分的水质时，先进行弱酸性树脂处理，再用强酸性树脂进行处理，或先进行弱碱性树脂处理，再用强碱性处理。这在生产中是合理的经济的。
二、离子交换树脂软化水的原理离子交换树脂在水中是解离的，如阳树脂:RSO3H→RSO3－＋H＋阴树脂：R4NOH→R4N++OH－
若原水中含有K+、Na+、Ca++、Mg++等阳离子时，当原水通过阳树脂层时，水中阳离子被吸附，树脂上的阳离子H+被置换到水中：RSO3－H++Na+→RSO3Na+H+若原水中含有SO4－、Cl－、HCO3－、HＳiO3－等阴离子时，水中阴离子被吸附，树脂上的阴离子OH－置换到水中：R≡N+OH－+Cl－→R≡NCl+OH－
从上述反应中看出，水中溶解的阴阳离子被树脂吸附，离子交换树脂中的H+和OH－进入水中，从而达到水质软化的目的。
以单级复柱（阳、阴树脂各一柱组成）为例来说明离子交换过程，如图10所示。Ｐ29
三、离子交换水处理装置（一）离子交换水处理装置的类型根据生产上的需要不同，可采用不同离子交换方式。目前离子交换水处理方式，基本分为固定床及连续床两大类。Ｐ29
１、固定床离子交换水处理中最简单的方法是采用固定床，离子交换树脂装填于管柱式容器中，形成固定床（固定的树脂层）。运行中的几个基本过程（交换、反洗、再生、清洗），间歇反复地在同一装置中进行，而离子交换树脂本身不移动和流动。它具有操作简单，设备少，出水水质稳定等优点。根据生产需要，固定床离子交换装置的组合方式有以下几种组合。如图11所示。P30
２、连续式离子交换固定离子交换的缺点是，树脂用量多而利用率低，运行不连续。为提高树脂利用率及管理自动化，六十年代出现了连续式离子交换装置。可分移动床式和流动床式。(1)移动床其装置见图12。P30
交换剂装于交换塔１中。原水从下部流入，软水从塔上部流出。这样自下而上的流动，交换一定时间（一般45~60分钟）后停止交换，将交换塔中一定容量的失效交换剂送至现再生塔３中还原。同时从清洗塔２向交换塔上部补充相同容积的已还原清洗的交换剂，约10分钟后，交换塔又开始工作。因交换塔上面始终有刚加入的新交换层，故出水水质稳定。交换剂及还原液的利用率都比固定床高。其缺点是交换剂磨损较大，耗电量较多。
（２）流动床流动床是完全连续工作的，它在进行交换的同时不断从交换塔内向外输送需更换的离子交换剂，并且不断向交换塔内输送再生后的交换剂。流动床的优点是出水质量高，并且比较稳定；设备简单，操作方便；需交换剂量少。只在新设备投入运行时，需要一定时间进行调整。
（二）单元装置的工作特性１、阳离子交换柱因为阳离子交换树脂的交换能力大于阴离子交换树脂，故一般作为第一级交换处理。对水中阳离子交换能力的顺序为：Fe++>Al+++>Mg++>K+>Na+>Li+阳柱出水pH值一般在2.4~4.5。
３、混合离子交换柱将阳、阴树脂按一定比例混合，放在同一交换柱内为混合柱。它具有水质高，出水速度快等优点。缺点是交换容量低，再生复杂，混合床出水pH值为7.0±0.2。
４、脱碳器（二氧化碳脱气塔）为了减少阴离子交换柱负担，经阳离子柱处理的酸性水，一般采用一个脱碳器并配合机械鼓风，使游离CO2逸出，从而减少水中碳酸盐负离子含量，减轻阴离子树脂柱的负担。其反应式为：HCO3－+H+→H2CO3→H2O+CO2↑
(三)饮料用水离子交换处理方式根据饮料用水除盐要求，一般可采用复床或联合床系统。复床系统能将原水的含盐量从500mg/l降低到5~10mg/l，出水的pH值为7.0±2。联合床即阳床-阴床-混合床。若用联合床效果更佳。水中绝大部分离子已被复床交换，混合床只交换漏泄的离子，使混合床再生减少，比较经济。
在各种组合方式中，阳树脂床需排在首位，不可颠倒。原因是由于水中的Ca++、Mg++如不经阳树脂柱而进阴树脂柱进行交换，交换下来的OH－和Ca++、Mg++生成沉淀包在阴树脂的外面，影响其交换能力。
各种组合中，阳、阴树脂的用量比例，可按下式计算：Ｗ阳／Ｗ阴＝Ｖ阴／Ｖ阳式中Ｖ阳―阳树脂交换容量Ｖ阴―阴树脂交换容量Ｗ阳―阳树脂用量Ｗ阴―阴树脂用量例如：732阳树脂Ｖ＝4.5，717阴树脂Ｖ＝3.0，则阳阴树脂用量比：Ｗ阳/Ｗ阴＝3.0/4.5＝1/1.5实际采用1:1.5或1:2。
三、离子交换树脂的处理、转型及再生（一）新树脂的处理及转型新树脂往往混有可溶性的低聚物及夹杂在树脂中间的悬浮物质，影响树脂的交换反应。因此，新树脂在使用前必须进行预处理。另外市售的阳树脂多为Na型，阴树脂多为Cl型，需分别用酸碱处理，将阳树脂转为H型，阴树脂转为OH型。
（二）离子交换树脂的再生离子交换树脂处理一定水量后，交换能力下降，通称为树脂“失效”或“老化”。须进行再生，其机理是水处理的逆反应。用树脂重量2~3倍的5~7%HCl处理阳树脂，用2~3倍的5~8%NaOH溶液处理阴树脂。然后用去离子水分别洗至pH值为3.0~4.0和8.0~9.0，使树脂重新转变为H型和OH型。再生液应适当加温（不得超过50℃），再生效果更好。
树脂再生前应先进行反洗，冲洗至松动无结块为止。其目的是除去停留在树脂上的杂质，并排除树脂中的气泡，以利再生。
一种再生方法称顺流再生，即再生液由交换器上部进入，下部流出，其流向和运行时水的流向相同。这种再生方法的优点是装置简单，操作方便；缺点是再生效果不理想。另一种是逆流再生，即再生液的流向和运行水和流向相反。出水的水质比较好，但工艺稍复杂。
离子交换法处理的原水含盐量过高时，须常再生，费物、费力、水质不稳。这时应在离子交换处理前作相应预处理，如凝聚、过滤、吸附或电渗析等。
第六节水的消毒在水质处理过程中，会有相当数量的致病微生物被除去。例如：混凝、沉淀、过滤、石灰法软化等都能除去一定量的致病微生物。如果这些处理方法联合使用，能更有效地降低致病菌的数量。尽管如此，为了确保消费者的健康，应配置消毒处理。
一、氯消毒（一）基本原理氯在水中反应如下：Cl2+H2OHOCl+H++Cl-HOClOCl－+H+HOCl为次氯酸，OCl－为次氯酸根。以上二个反应很快达到平衡。由于H＋能被水中碱度中和掉，因此反应极易向右进行，最后水中只剩下次氯酸HOCl和次氯酸根OCl－。
对于氯所能起到的消毒作用，有不同的看法。比较合理的看法是：氯的消毒作用是通过它产生的次氯酸HOCl的作用，而不是氯气的本身，也不是氢离子或次氯酸根（OCl－）的作用。
HOCl是一个中性的分子，可以扩散到带负电的细菌内部后，由于氯原子的氧化作用，破坏了细菌某些酶的系统，最后导致细菌的死亡。而次氯酸根OCl－虽然也包括一个氯原子，但它带负电，不能靠近带负电的细菌。所以也不能穿过细胞膜进入细菌内部，因此其消毒作用远弱于次氯酸。
２、加氯量加入水中的氯分为两部分，即作用氯（吸氯）和余氯。作用氯是和水中微生物、有机物及有还原作用的盐类（如亚铁、亚硝酸等）起作用的部分；余氯是为了保持水在加氯后有持久的杀菌能力、防止水中微生物萌发和外界微生物侵入的部分。
我国水质标准规定，在管网端自由性余氯保持在0.1~0.3mg/l之间，小于0.1mg/l时不安全，大于0.3mg/l时则水含有明显的氯臭。为了要使管网最远点保持0.1mg/l的余氯量，一般总投氯量为0.5~2.0mg/l。
（三）几种常用氯消毒法１、氯胺氯胺是水中的氨和氯化合产生的，是一种有效的氯消毒试剂。在实际进行消毒时，是在投氯前或者投氯后，在水中按比例加入少量氨或胺盐生成氯胺。
氯胺在水中分解缓慢，能逐步放出HOCl，容易保证管网末端的余氯含量，并且避免了自由性余氯HOCl产生的较重的氯臭。因此很多大城市的自来水厂由氯消毒改为氯胺消毒。用氯胺消毒时，氯与氨用量要按比例添加，一般采用2:1~5:1范围内，当氯氨比小于４时有剩余氨存在，可防止氯臭味。氨的来源有液氨、(NH4)2SO4、NH4Cl等。
２、漂白粉漂白粉是由氯气与熟石灰反应而得，其主要成分如表16所示。P34习惯上，常用氧氯化钙CaOCl2来表示漂白粉的分子式。在漂白粉的成分中，起消毒作用的只有氧氯化钙CaOCl2一种。
氧氯化钙中的氯含量占氧氯化钙的百分数为：Cl2/CaOCl2=70/126=55.5%漂白粉中氯含量占漂白粉的百分数为：65%×55.5%=36%这36%称为漂白粉的有效氯含量，一般商品漂白粉的有效氯含量为25~35%，使用时按25%估算。
漂白粉的消毒作用是由其在水中产生次氯酸的结果：2CaOCl2+2H2O=2Ca(OH)2+2HOCl+CaCl2漂白粉一般配成1~2%的浓度使用，也可以干投。
商品氯消毒剂另有一种是漂粉精（HTH），漂粉精纯度较漂白粉高，有效氯含量为60~70%。主要成分是次氯酸钙[Ca(OCl)2]，次氯酸钙比漂白粉更为稳定。它在水溶液中产生HOCl和OCl－离子，HOCl起到消毒作用。
３、次氯酸钠次氯酸钠在水溶液中可分解成次氯酸，因而具有消毒作用。它一般可采用电解氯化钠溶液，由电极产物反应而制得，反应式如下：2NaOH+Cl2=NaOCl+NaCl+H2O次氯酸钠杀菌能力强，水溶液很纯净，不增加水的硬度，所以比漂白粉好。主要缺点是成本高。
二、臭氧消毒臭氧（O3）是特别强烈的氧化剂。臭氧瞬时的灭菌性质优越于氯。在欧洲，臭氧已广泛用于水的消毒中，同时用于去除水臭、水色以及铁和锰。
（一）臭氧的性质臭氧在常温下是略带蓝色的气体。通常看上去是无色的，液态臭氧是暗蓝色的。它比氧易溶于水，但由于只能得到分压低的臭氧，所以浓度都比较低。臭氧的氧化力很强，所以水中的无机和有机物质（包括微生物）均易被臭氧氧化。
（二）臭氧的发生由于臭氧的不稳定性，因此通常要求随时制取并当场应用。在绝大多数情况下，均利用干的空气或氧气进行高压放电而制成臭氧。每m2放电面积，每小时可产生50g臭氧。
（三）臭氧的加注装置一般采用喷射法以增加臭氧和水接触时间，使臭氧得到充分利用。图13所示为臭氧杀菌的流程图。P35
（四）水处理方面的应用臭氧的杀菌作用比氯快15~30倍。表17(P35)为用臭氧和次氯酸钠对湖水杀菌效果的比较。臭氧处理方法，应用不很普遍，主要是制造臭氧的设备较复杂，基建费用大，成本比较高。
三、紫外线消毒（一）基本原理光线从光谱的蓝绿色开始，波长为4900~1400Å时具有杀菌能力，以2600Å效果最好。微生物受紫外线照射后，微生物的蛋白质和核酸吸收紫外光谱能量，导致蛋白质变性，引起微生物死亡。紫外线对清洁透明的水有一定穿透能力，所以能使水消毒。
（二）消毒设备布置及比较消毒设备布置及比较如图14、图15和表18所示。P35-36当介质温度较低时，杀菌效果差。故采用紫外线高压汞灯消毒时，须装有石英套管，使灯管与套管间形成一个环状空气夹层，灯管能量能充分发挥而不致影响杀菌效果。
２、处理水量的影响消毒效果随处理水量增加而降低。采用的灯管数，应根据处理水量大小而定。如采用低压汞灯消毒，一般30W灯管消毒地下水时，不大于15m3/h，消毒地面水时，不大于6m3/h。采用紫外线高压汞灯消毒时可参考表19。P36
３、照射半径、时间的影响紫外线高压汞灯消毒时照射条件如表20。P36
(四)ClO2杀菌法
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