CN1076177A

CN1076177A - 饮用矿泉水的臭氧消毒工艺规范和设备

Info

Publication number: CN1076177A
Application number: CN 92108351
Authority: CN
Inventors: 魏兴义; 袁存和; 陶顺兴; 项跃年; 陈留英
Original assignee: SHANGHAI ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT AND INSTRUMENTS FACTORY
Current assignee: SHANGHAI ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT AND INSTRUMENTS FACTORY
Priority date: 1992-03-12
Filing date: 1992-03-12
Publication date: 1993-09-15

Abstract

本发明是关于利用臭氧对饮用矿泉水进行消毒处理的工艺规范和设备。矿泉水和臭氧在臭氧—水接触塔内逆向流动，臭氧在臭氧—水接触塔内形成细小的气泡与矿泉水进行充分地接触。臭氧的投量为 1～4毫克臭氧/升水，处理时间为10～15分钟。对于需装瓶或装罐出售的矿泉水，臭氧投量以2.5～3.5 毫克臭氧/升水为佳。本发明具有能耗少，效率高的优点，而且能去除矿泉水中铁、锰重金属元素，提高矿泉水的水质。

Description

本发明是关于饮用水的处理方法和设备，特别是关于天然矿泉水的处理方法和设备。

天然矿泉水深处地下，一般不带大肠菌等有害人体健康的细菌和各种环境污染，是一种优质的饮用水。但在天然矿泉水的生产过程中，由于要与生产设备、生产人员和生产环境的接触，就要受到污染。因此需要对其进行消毒，才能符合饮水卫生标准。目前市售的天然矿泉水采用加氯消毒方法，此法虽能有效地杀灭有害病菌，但氯气有浓烈的臭味，影响了天然矿泉水的味感。也有采用紫外线对天然矿泉水进行消毒的，但因紫外线在水中的穿透率低、杀菌效果不佳。一些发达国家，如西德、法国、日本、加拿大等，自七十年代以来研究用臭氧代替氯气和紫外线进行饮用水的消毒，取得成效，並建造了一些有较大规模的自来水处理工厂，用臭氧对受污染的地面水（河水、湖水或水库水）进行消毒处理。实践证明臭氧不仅可以杀灭水中微生物和有机物，而且具有脱色、去臭、消除水中的酚、氰、硫化物等污染物质的优点，使处理后的水可直接饮用，而传统的氯气处理和紫外线消毒是根本无法达到这种效果的。但是到现在为止，利用臭氧对饮用水的处理仅限于对地面水，所有的工艺流程、设施和设备、工艺参数都是据此设计和确定的。美国环保局城市环境研究所的A·D·文诺萨在国际臭氧学会第三次国际会上发表的《氯、氯化溴和臭氧对污水出水消毒作用的比较》论文（见中国建筑工业出版社出版的《臭氧消毒》，1983年7月）中提出臭氧的投量为2.5～8.5毫克臭氧/升水。而法国马恩河畔纳伊努瓦西勒格朗水厂则采用臭氧投量为1～2毫克臭氧/升水、流经四个接触室使水和臭氧充分接触共历时60分钟的工艺规范（F·达梅兹，马恩河畔纳伊努瓦西勒格朗水厂-世界最大先进的用臭氧处理饮用水的自来水厂之一，《臭氧消毒》）。由上可见，用臭氧处理地面水的投量变化极大，这就牵涉到电能的消耗变化巨大，因为大家知道由高压放电产生臭氧的效率是极低的，约5%左右。此外，60分钟的处理时间太长，影响生产率，否则意味着设备的庞大和投资的增加。而处于地下深处的矿泉水与地面水在受污染的程度上有极大区别，显然，目前普遍应用于地面水处理的臭氧消毒规范不适宜于天然矿泉水的处理。

本发明的目的在于提出一种适合于天然矿泉水处理的臭氧消毒工艺规范和设备，以求达到快速、电能耗量低的目的。

本发明的工艺规范是：天然矿泉水与臭氧逆向流动，臭氧的投量为1～4毫克臭氧/升水，处理时间10～15分钟。

本发明使用的设备是具有外壳、进水口、出水口、进气口的臭氧-水接触塔，其特征在于进水口设置在外壳的上部，出水口和进气口设置在外壳的下部，外壳内部设置有与进气口相连通的气体分布装置、以及位于上述液体分布装置上方和进气口下方之间的填料。

以下结合附图对本发明作进一步说明。

附图为本发明的臭氧-水接触塔的结构示意图。

本发明使用的臭氧-水接触塔具有用不锈钢材料制造的外壳3。外壳3的上部设置有进水口6，而其下部则分别设置出水口1和进气口10。外壳3的内部空间设置有与进水口6相连通的液体分布装置7、与进气口10相连通的气体分布装置9、以及位于液体分布装置7和气体分布装置9之间的填料8。液体分布装置7的表面上开设有一系列的与其内腔相通的细微小孔，而气体分布装置9的表面上开设有一系列的与其内腔相通的细微小孔。进水口6、液体分布装置7、进气口10、气体分布装置9均采用不锈钢材料制造。从深井中抽出的天然矿泉水由进水口6和液体分布装置7进入臭氧-水接触塔内上部空间，並在重力的作用下向臭氧-水接触塔下部流动。由臭氧发生器来的臭氧以一定的压力经进气口10和气体分布装置9进入臭氧-水接触塔下部，由于臭氧的比重远小于天然矿泉水，故臭氧向臭氧-水接触塔上部流动。这样，天然矿泉水和臭氧在臭氧-水接触塔内部实现逆向流动接触。气体分布装置9使臭氧呈细小的气泡均匀的分布在臭氧-水接触塔内部，以便使天然矿泉水和臭氧能充分接触。填料8能有效地防止臭氧在上升的过程中聚合形成大气泡、以及阻碍天然矿泉水和臭氧的迅速流动，使两者得以充分的接触。臭氧与天然矿泉水在臭氧-水接触塔内接触的时间为10～15分钟。臭氧投量为1～4毫克臭氧/升水。天然矿泉水经上述工艺规范的臭氧消毒后，其细菌总数≤100个/毫升，总大肠菌数≤3个/升，符合我国国际GB5749-85《生活饮用水卫生标准》的规定。

填料8可以由许多瓷质小环无规则的堆集而成，也可由不锈钢丝堆集而成。从防止臭氧气泡聚合长大来看，由不锈钢构成的填料8优于瓷质小环，而且还具有优良的过滤氧化中生成的沉淀物的作用，並可避免瓷质小环碎裂产生粉末混入天然矿泉水中。填料8除了如附图所示分阶段填充在液体分布装置7和气体分布装置9之间的整个空间，也可以在上述范围内从上至下呈一整体填充在外壳的内部空间中。外壳3的最下端设置有底座12，箱底座12上的螺钉孔11将臭氧-水接触塔固定在相应的基础上。

臭氧-水接触塔的外壳3上还设置有观察窗2和4，分别观察臭氧布气情况和臭氧-水接触塔内天然矿泉水的液位高度。为防止臭氧输送压力过低而引起天然矿泉水进入臭氧输送管道，在与进气口10相连的臭氧输送管道中设置有单向阀或倒U形管之类的防倒灌装置。倒U形管的高度应大于臭氧-水接触塔内天然矿泉水的液位高度。出水口1也可外接倒U形管，其高度等于或略小于臭氧-水接触塔内天然矿泉水的液位高度。外壳3的顶端设置有尾气出口5。未被天然矿泉水吸收的多余臭氧由尾气出口5排出。上述多余臭氧可经处理后排入大气，或经回收装置与臭氧供给装置相连再次使用以减少能量消耗。

对于需进行装瓶或罐的天然矿泉水，臭氧投量以2.5～3.5毫克臭氧/升水为宜。若臭氧投量过少，由于未能充分去除天然矿泉水所含的有机物质，故在存放24小时后，细菌可能逐渐滋生，从而不符合国家饮水卫生条件的规定。臭氧加入过多，不仅浪费能源，最主要的是将产生大量沉淀物，破坏矿泉水中的有益成份降低矿泉水的质量。而且需要增加沉淀过滤工艺，使投资增加、生产周期延长。

使用本发明的臭氧消毒工艺规范和消毒设施，使天然矿泉水的生产成本低、速度快、效率高。並且由于能有效地去除铁、锰等重金属元素，而不破坏其它有益的微量元素的含量，因此改善了天然矿泉水的饮用水质，对含铁、锰量较高的天然矿泉水，效果尤佳。本发明也可应用于人造矿泉水的消毒处理。

Claims

1、一种用臭氧对饮用矿泉水进行消毒处理的工艺规范。其特征是矿泉水与臭氧在臭氧-水接触塔内逆向流动，臭氧的投量为1～4毫克臭氧/升水，处理时间为10～15分钟。

2、根据权利要求1所述的工艺规范，其特征是臭氧的投量以2.5～3.5毫克臭氧/升水为佳。

3、根据权利要求1所述的臭氧-水接触塔，具有外壳、进水口、进气口、出水口，其特征在于进水口设置在外壳的上部，出水口和进气口设置在外壳的下部，外壳内部设置有与进气口相连通的气体分布装置、以及位于上述液体分布装置上方和进气口下方之间的填料。

4、根据权利要求3所述的臭氧-水接触塔，其特征是所述的填料为呈不规则堆集的瓷质小环或不锈钢丝。

5、根据权利要求3所述的臭氧-水接触塔，其特征是外壳上设置有观察窗。

6、根据权利要求3所述的臭氧-水接触塔，其特征是与进气口相连的臭氧输送管道中设置有防倒灌装置。

7、根据权利要求3所述的臭氧-水接触塔，其特征是出水口设置有外接的倒U形管。

8、根据权利要求3所述的臭氧-水接触塔，其特征是外壳的顶端设置有尾气出口。

9、根据权利要求3所述的臭氧-水接触塔，其特征是外壳内部设置有与进水口相连通的液体分布装置。