一.概述

目前，在中国的瓶装饮用水市场上，主要有矿泉水和纯净水。在饮料市场上，各类饮料的主要成分都是水，称为饮料水。这里总结了饮用水和饮料用矿泉水和纯净水的消毒灭菌工艺。

在水质处理过程中，大部分微生物已被去除，但即使采用微滤、超滤等方法处理水，也不能完全去除水中的细菌物质。然而，一般的水质处理方法不能消除所有的微生物。为了保证保质期内的产品质量和消费者的身体健康，在制作饮料时，特别是碳酸饮料、矿泉水、纯净水、包装后未再次灭菌的果汁饮料，需要对水进行消毒，并注意储罐、管道、阀门等的卫生状况，防止对水的二次污染。

水消毒的目的是杀灭水中的致病菌，使水中的细菌含量达到规定的标准。常用的水消毒方法有氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒。

二、消毒的原则

氯消毒包括液氯、漂白粉、次氯酸钠和氯胺。消毒的原理是氯在水中会产生以下反应:

Cl2+ H2O → HCl + HOCl → 2H++ Cl-+ OCl-

产生的次氯酸穿透力强，能迅速穿过微生物的细胞膜，进入微生物体内，破坏微生物体内的系统，使其失去活力而死亡。另一方面，次氯酸的性质很不稳定，即容易释放新的生态氧[O]。新生态氧与铵盐、硫化氢、氧化亚铁、亚硝酸盐、有机物腐败产生的物质结合，对水中的有机物和部分无机物起氧化作用，从而抑制酸根的杀菌力，且不具备次氯酸穿透微生物细胞膜的能力，因此其消毒效果远低于次氯酸。

紫外线消毒的原理是紫外线的光谱波长在490纳米到140纳米的范围内。气体中的核蛋白受到紫外线照射后，会因吸收紫外光谱能量而变性，引起代谢紊乱，从而失去繁殖能力。当辐照剂量增加到一定量时，微生物细胞被破坏致死。紫外线对清澈透明的水有一定的穿透力，可以对水进行消毒。

臭氧消毒的原理是臭氧在水中发生氧化还原反应，产生具有强氧化能力的单原子氧(O)和羟基(OH)，瞬间分解水中的有机物、细菌和微生物。羟基(OH)是一种强氧化剂和催化剂，能使有机物发生链式反应，反应非常迅速。羟基(OH)对各种病原微生物有很强的杀灭作用。原子氧(O)还具有很强的氧化能力，对病毒、孢子等顽强的微生物有很强的杀伤力。

三。比较

在中国，氯被广泛用于自来水和其他饮用水的消毒。然而，氯消毒方法具有严重的二次污染问题。自1973年以来，荷兰、加拿大、美国等国相继发现卤代有机化合物(氯仿、氯胺等。)会在用氯消毒的自来水中产生。动物实验证明有致癌性，氯消毒易受温度和PH值影响。氯消毒也会影响饮用水的口感(尤其是饮用水)。氯消毒会使碳酸饮料等饮料产品产生氯臭味，使饮料中的95香精和色素氧化，影响产品质量。

使用紫外线消毒时，不同物体所需的照射能量差异较大。另一方面，原水水质也影响紫外线消毒效果，紫外线在水中的穿透能力有限，难以达到理想效果。而且紫外线消毒不能像氯气消毒一样保持消毒效果。

臭氧具有比氯气消毒法更强的氧化消毒能力，不仅能彻底杀菌消毒，还能降解水中所含的有害成分，去除铁、锰、硫化物、苯、醛、有机磷、有机氯、氰化物等杂质。还可以对水进行除臭、脱色，从而达到净化水的目的。臭氧适应性强，受水温和PH值影响较小。臭氧适用范围广，不受菌种限制，杀菌效果优于氯气消毒和紫外线消毒。

与氯气不同，残留臭氧可以自行分解成氧气，不会造成二次污染。臭氧处理过的水无色无味，口感好，可以提高饮用水的质量。

因此，为了提高瓶装饮用水的质量，延长保质期，国际瓶装水协会(IBWA)建议采用臭氧处理。在臭氧处理之前，瓶装水一般经过反渗透、纳滤、超滤处理，去除天然水中99%的有机物，以减少臭氧的用量。

四。工艺流程

矿泉水的生产过程:

图1

纯净水的生产过程:

图2

饮用水的工艺流程取决于不同饮料的要求。

五、臭氧消毒系统参数选择

1.消毒系统设计参数的选择

臭氧投加量为1 ~ 5 mg/L，接触时间为4 ~ 10 min，残余臭氧浓度保持在0.1 ~ 1 mg/L。

2.主要设备的选择

A.臭氧发生器

臭氧发生器的输出量应根据设计流量和臭氧投加量来确定。

W = 0.001×Q×P

W ——臭氧发生器的产量(g/h)

Q ——设计水量(升/小时)

P ——臭氧的用量，一般为1 ~ 5毫克/升

0.001——单位换算系数

B.接触氧化槽

接触池的大小应根据设计流量和流速确定。

S = Q / V

S ——罐体的横截面积(平方米)

V ——流速，一般为8 ~ 10m/h

D = (4S/3.14)1/2

D ——罐体直径(米)

储罐高度的确定:

H = V×t + 0.2

H ——罐体高度(米)

T ——接触时间，通常为4 ~ 10分钟。

0.2 ——配水空间的高度(米)

不及物动词安装和操作

臭氧发生器一般采用喷射加药方式，即全部或部分水流通过喷射器与臭氧混合后进入接触反应池。连接水路和气路，使臭氧发生器的进气口与大气连通。打开水泵，调节进水阀，将空气调节开关置于大位置。调节注水器旁的水压调节阀，使臭氧发生器的进气口与气瓶相连，并调节气瓶的减压阀。连接电源线，按下电源开关，将电源调节开关转到high。工作20分钟后，用水中臭氧浓度检测仪检查出口处的臭氧浓度，应该在0.4 mg/L左右。