1、 第九章第九章 食品工厂用水卫生食品工厂用水卫生 教学内容：教学内容：n第一节第一节 食品工厂的水质卫生食品工厂的水质卫生n第二节第二节 食品工厂的用水处理方法食品工厂的用水处理方法n第三节第三节 食品工厂的废水处理方法食品工厂的废水处理方法n第四节第四节 食品工厂污水排入地面水的食品工厂污水排入地面水的 卫生规则卫生规则n一般而言，食品工厂的卫生比起其他工业更为重一般而言，食品工厂的卫生比起其他工业更为重要，因为食品工厂的卫生直接关系到食品的品质，要，因为食品工厂的卫生直接关系到食品的品质，只有卫生良好的工厂才能生产出良好食品。只有卫生良好的工厂才能生产出良好食品。n食品工厂用水卫生是食品卫
2、生的重要内容食品工厂用水卫生是食品卫生的重要内容 第一节第一节 食品工厂的水质卫生食品工厂的水质卫生一、食品工厂的水源一、食品工厂的水源n世界上的水源可分为地面水、地下水及大气中的水蒸气三种。n食品工厂水的来源不外乎地面水和地下水两种。n地面水地面水是指河流、湖泊、水库中的水，是指河流、湖泊、水库中的水，具有具有以下几个特性：以下几个特性：水量大，很少有缺水情况，适用城市和工业区用水。水量大，很少有缺水情况，适用城市和工业区用水。地面水易受到动植物及人类的污染，故使用时应注意地面水易受到动植物及人类的污染，故使用时应注意净化。净化。地面水病菌含量较多，易受生活废水和工业废水的污地面水病菌含量较
3、多，易受生活废水和工业废水的污染。染。地面水硬度较地下水低地面水硬度较地下水低，但由于它与大气直接接触，但由于它与大气直接接触，因此浑浊度较高，悬浮物杂质亦高因此浑浊度较高，悬浮物杂质亦高;水温变化也较大。水温变化也较大。地下水地下水具有以下几个特点：具有以下几个特点：n(1)因为远离地表，故浑浊度、杂质、悬浮物的含量均较地面水低。n(2)地下水受家庭、工业废水、废物污染的机会少，一般细菌含量较低。n(3)地下水的硬度较高硬度较高，因为地下水带有土壤中的有机物时所产生的CO2可将CaCO3及FeCO3 溶解，溶解在地下水中的钙、镁、铁等就成为硬度的因素。n(4)地下水由于有地层的保温的作用，因
4、此其地下水由于有地层的保温的作用，因此其温度较稳定，不受四季温度的变化的影响。温度较稳定，不受四季温度的变化的影响。n(5)地下水含铁质、硫化氢、锰等矿物质较高，地下水含铁质、硫化氢、锰等矿物质较高，使用前若不加工处理去除，很容易受空气氧化使用前若不加工处理去除，很容易受空气氧化而发生不良影响。（水色、水味发生变化）而发生不良影响。（水色、水味发生变化）二、食品工厂的水质二、食品工厂的水质1、水的酸、碱度、水的酸、碱度n酸度酸度水的酸度与水的腐蚀性有关，一般应为中性，太高或太低不适用于食品工厂使用。n碱度碱度水的碱度是指水能接受质子的容量，它包括重碳酸盐、碳酸盐及氢氧化物，碱度与水质处理时的加
5、药量有关。npH值值pH值太高或太低均不适于饮用。而且水的pH值与输水管的腐蚀有很大关系，大多水pH值在49之间，适用食品工厂的适用食品工厂的pH为为6.58.5之间之间。2、硬度、硬度n水的硬度是指水中钙离子与镁离子的总含量(常以碳酸钙计)n水的硬度太大不适合人体饮用，同时对食品工厂的加热设备有害，硬度单位一般以ppm，测定方法用EDTA滴定法。3、铁质、铁质n水中所含铁质都是可溶性的二价铁(Fe2+)，被氧化后就会产生三价的不溶性氢氧化铁(pH5以上)，常会造成水管变色、阻塞等不良情况。4、砷、砷n砷是毒理学一个重要指标，含砷太高(0.03ppm以上)的水最好不要使用或饮用，也不适宜于食品
6、工厂使用。5、氯盐与余氯、耗氯量、氯盐与余氯、耗氯量n氯盐为水中的主要阴离子，水中氯盐浓度太大对食品厂中的金属管路产生不良腐蚀作用。n余氯则是食品工厂用水处理中加氯消毒的重要一环。其目的为杀菌，并使水中含有有效氯存在，这些有效氯即为余氯。n耗氯量耗氯量所谓水中的耗氯量是指在加氯消毒时在水中开始产生有效游离氯之前所消耗氯量。n这些消耗的氯是被水中各种无机还原性物质和亚铁、亚锰、亚硝酸盐、硫化物与亚硫酸盐离子、氨、氰盐离子等所还原，而失去其杀菌作用（即为无效氯盐）。6、水色和浊度、水色和浊度n水色水色：水的浊度去除后的颜色。n这些颜色大多数时由于天然存在的铁、锰离子、腐植质、泥煤、藻类、芦草及工业
7、废物所引起。水的颜色常与pH值有关，pH值升高，颜色往往加重。n浊度浊度是由于泥土、泥沙、有机物、藻类和其他微生物等悬浮在水中所致。n生活饮用水及食品加工厂用水浊度必须很低，用水处理时应以凝胶、沉淀、过滤等方法将浊度成分去除。7、锰、锰n地下水中的锰大多数以二价状态二价状态存在，水中的锰常会污染衣物及卫生设备，因此水中的锰限量很低。8、比导电度、比导电度n比导电度为测定水引导电流的能力。n它与水中电解质的浓度、温度有关。9、细菌学指标、细菌学指标n细菌总数细菌总数：水中所含细菌的总数，我国规定每毫升总细菌数不超过100个。n大肠菌群大肠菌群：水中是否有肠道细菌存在通常用来做水源是否遭受动物排泄
8、物污染的指标。在生活引用水中肠道细菌每升中不得超过3个。三、食品工厂的水质标准三、食品工厂的水质标准n食品工厂因生产的产品不同，水质标准也不完全一样。但总的来讲食品工厂的水质标准应满足生活饮用水的水质标准；n生活饮用水卫生标准，各个食品工厂的生产用水及生活用水一定要符合该标准，方可使用。n高质量的饮料与高品质的水是分不开的，随着饮料工业生产的科学化和现代化，饮料加工工业越来越仔细，对水质要求越来越高。n世界上许多国家对饮料用水都提出了高于一般饮用水的标准 第二节第二节 食品工厂的用水处理方法食品工厂的用水处理方法n食品加工厂给水水源的水质情况必须经过严格认真的化验分析，合乎食品工厂的用水标准方
9、可使用。一、食品工厂水的凝聚和过滤一、食品工厂水的凝聚和过滤1、水的凝聚、水的凝聚n要除去水中细小悬浮物和胶体物质，有两个途径，一是在水中加入混凝剂，此过程称凝聚（混凝）。另一种方法是使细小悬浮物和胶体物质直接吸附在一些相对巨大颗粒表面除去，这就是过滤。n若两种方法并用，过滤应在混凝的后面。n水处理中大量使用的混凝剂混凝剂可分为铝盐铝盐和铁盐和铁盐两类。n铝盐混凝剂：明矾、硫酸铝、碱式氯化铝等；n铁盐：硫酸亚铁、硫酸铁及三氯化铁三种。明矾明矾KAl(SO4)2.12H2O或或 K2SO4.Al2 与与Al2(SO4)3.24H2O是一种复盐在水中发生水是一种复盐在水中发生水解作用生成氢氧化铝。
10、解作用生成氢氧化铝。Al2(SO4)3 2Al3+3SO4Al3+H2O Al(OH)2+H+Al(OH)2+H2O Al(OH)2+H+Al(OH)2+H2O Al(OH)3 +H+疑聚机理：疑聚机理：n氢氧化铝是溶解度很小的化合物，它以胶体状态从水中析出，水中氢氧化铝带正电荷。而天然水的自自然胶体大都带然胶体大都带负负电荷电荷，它们中间可以起中和作用。同时氢氧化铝胶体又可吸附水中的自然胶体和悬浮物。n在这种中和作用、吸附作用下，水中胶体微粒渐渐凝聚成粗大的絮状物而下沉，在沉降过程中，可将悬浮物裹入同时沉降下来。n铁盐铁盐在水中发生水解产生Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体的混凝作用及过
11、程与铝盐相似。2、水的过滤、水的过滤n原水通过粒状滤料层时，其中一些悬浮物和胶体物质被截流在孔隙或介质表面上，这种通过粒状介质层分离不溶性杂质方法称为过滤过滤。n根据过滤材料可分为粒材、板材、多孔材、膜材、电磁材等多种。n过滤工艺基本上由两个过程组成，即过滤和冲洗两个循环过程，n过滤为生产清水的过程，而冲洗是从滤料表面冲掉污物，使之恢复过滤能力的过程，冲洗和过滤水流相反冲洗和过滤水流相反。n同时有的食品厂用水还要进行软化处理（石灰软化；石灰纯碱软化等方法），n但对含盐较高的水一般均用电渗析或反渗透法以及离子交换软化法等。n食品厂用水经混凝、沉淀、过滤、石灰软化等能除去一定量的致病微生物，但为确
12、保消费者健康，应配置消毒处理二、水的消毒二、水的消毒1.氯消毒nCl2+H2O HOCl+H+Cl-nHOCl H+OCl-n氯的消毒作用就是通过HOCl作用.HOCl是个中性分子,可以扩散到带负电的细菌表面,并穿过细菌的细胞膜进入细菌内部。HOCl进入细菌后，由于氯原子的氧化作用，破坏了细菌某些酶系统，最后导致细菌死亡。氯消毒的方法和加氯量氯消毒的方法和加氯量:n滤前加氯滤前加氯：若原水水质差，有机物多，可在原水过滤前加氯，可防止沉淀池中微生物繁殖，但加氯量要多。n滤后加氯滤后加氯：原水经沉淀和过滤后加氯，加氯量可比滤前添加的少而且消毒效果好。n加入水中的氯分为两部分，即作用氯（吸氯）和余氯
13、。n食品厂常用加氯胺、漂白粉、次氯酸钠氯胺、漂白粉、次氯酸钠等加氯法进行水质消毒。其中次氯酸钠的效果最佳，但成本较高。2、臭氧消毒、臭氧消毒n臭氧（O3）是特别强烈的氧化剂，臭氧瞬时的灭菌比氯好，已广泛用臭氧来消毒水，同时臭氧又可用作水臭、水色以及金属铁和锰去除。n臭氧性质不稳定，在大多数情况下是利用空气或氧气进行高压放电制成臭氧高压放电制成臭氧后当场应用。高压放电高压放电3O2 2O3-148kJ/mol 或紫外线或紫外线n每小时可产生每小时可产生50克臭氧。克臭氧。3、紫外线消毒、紫外线消毒n光线从光谱的蓝绿色开始，波长为49001400Ao（埃）时具有杀菌能力，以2600Ao最好。n微生
14、物受紫外线照射后，蛋白质和核酸吸收紫外光谱能量，导致蛋白质变性、微生物死亡n紫外线对清洁透明的水有一定的穿透能力，所以能使水消毒。n紫外线消毒时间短、杀菌力强、设备简单、操作管理方便，便于自动控制，但它没有持续杀菌作用，灯管使用寿命较短，成本略高。三、水的软化三、水的软化n水中Ca2+、Mg2+含量的总和叫做水的硬度，含有钙、镁盐类的水叫做硬水。n水的软化方法很多，各食品工厂可根据本厂给水源硬度情况，选取处理方法。1、石灰软化法、石灰软化法n适用于碳酸盐硬度过高，非碳酸盐硬度较低，不要求高度软化的原水，也可以用于离子交换水处理的预处理。n石灰软化法主要是去掉暂时性硬度暂时性硬度，即去碱度。nC
15、a(OH)2+Ca(CO3)2 2CaCO3+H2OnCa(OH)2+Mg(HCO3)2 2CaCO3+Mg(OH)2+H2On可以和加氯消毒、加凝聚剂等处理一同进行，是一种投资低，设备简单的方法，现在食品工厂多采用此方法软化水。2、石灰、石灰纯碱软化处理法纯碱软化处理法n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，苏打除去非碳酸盐硬度、处理后的软水；n水中暂时硬度和永久硬度都被除去；n此法不常被采用。3、电渗析和逆渗透处理法、电渗析和逆渗透处理法n电渗析技术电渗析技术：常用于淡化（海水和咸水），或用自来水制备初级纯水初级纯水。n它是通过具有选择透过性和良好导电性的离子交换膜，在
16、外加直流电场的作用下，根据异性相吸,同性相斥的原则,使原水中的阴、阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜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。n逆渗透，又称反渗透，是六十年代发展起来的一项新型膜分离技术。n反渗透反渗透是通过反渗透膜把溶液中的溶剂（水）分离出来，所以反渗透的应用从海水淡化，硬水软化等发展到维生素、抗菌素、激素的浓缩，细菌、病毒的分离，以及果汁、牛乳、咖啡的浓缩等许多方面，应用极广。n电渗析或逆渗透法用于盐分比较高的水的处理，用石灰软化法达不到使用要求，多采用电渗析或逆渗透法，效果比较好。n可以采用联合处理方法联合处理方法，例如石灰加电渗析或逆渗透法。4、离子交换
17、软化法、离子交换软化法n离子交换法离子交换法即利用离子交换剂，把原水中人们所不需要的离子暂时占有，然后再将它释放到再生液中，使水得到软化。n离子交换剂的种类很多，按来源不同可分为：矿物质离子交换剂，如泡沸石；碳质离子交换剂，如磺化煤；有机合成离子交换树脂离子交换树脂等三大类。n前两类于水质软化处理，如锅炉用水，冷却水及洗瓶水的水质软化，n生产用水（尤其软料厂及酒厂）都采用有机合成离子交换树脂。n离子交换树脂是一种球形网状固体高分子共聚物。n一般常用的离子交换树脂，按其所带功能集团的性质，通常分为阳离子交换树脂和阴离子交阳离子交换树脂和阴离子交换树脂换树脂。n离子交换树脂本体中带有酸性交换集团的
18、称为阳离子交换树脂阳离子交换树脂，即在交换过程中能与阳阳离子交换；n交换汤树脂中带有碱性交换集团的称为阴离子阴离子交换树脂交换树脂，即在交换过程中能与阴离子交换；n新树脂新树脂在使用前必须进行预处理预处理。n我国市售的阳树脂多为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，阴树脂为OH型。n处理后的阳、阴树脂进行装柱，要求树脂间没有气泡，树脂量一般为柱容量的3/4。n处理一定量水后，离子树脂的交换能力下降，这是水处理的逆反应，又称“老化”，必须进行再生再生，n四、水的硬度概念四、水的硬度概念n通常以通常以L水中含有水中含有10mg的氧化钙的氧化钙（或相当量的其他（或相当量的其他
19、物质，如氯化钠、氧化镁、硫酸镁）物质，如氯化钠、氧化镁、硫酸镁）称为称为1度。度。n水质的硬度分介如下：水质的硬度分介如下：n04度的水称为极软水；度的水称为极软水；48度的水为软水；度的水为软水；n816度的水为中硬水；度的水为中硬水；1630度的水为硬水；度的水为硬水；n30度以上的水为极硬水；度以上的水为极硬水；n水中度数愈高，说明水的杂质愈高水中度数愈高，说明水的杂质愈高。n食品工厂，由于产品类型不同，要求水食品工厂，由于产品类型不同，要求水的软硬程度各异。的软硬程度各异。n我国居民用水大都来自地面水和深井水，我国居民用水大都来自地面水和深井水，由于条件限制，城市自来水厂的水处理由于条
20、件限制，城市自来水厂的水处理均以消毒为主，作软化处理的不多，我均以消毒为主，作软化处理的不多，我国一般食用水一般应在国一般食用水一般应在25度以内度以内。n食品工厂的食品工厂的水质标准水质标准不可能完全一样，不可能完全一样，各工厂有些水质特殊要求。各工厂有些水质特殊要求。第三节第三节 食品工厂的废水处理方法食品工厂的废水处理方法n当水使用后，必然有废水产生，若不进行废水处理，对人民健康，环境卫生，农作物及水产品等都有严重影响。一、轻工业有机废水处理的优越性一、轻工业有机废水处理的优越性n轻工业排放的废水是较高浓度的有机污染物，大部分是可代谢的的生物有机质，含碳水化合物，有机机酸，脂肪及蛋白质等
21、；n用生物曝气进行废水处理。当缺乏或没有外界氧存在的情况下，则有另外一些微生物群落，他们能利用有机体本身含有的氧，进行复杂的代谢过程，最终产物是CH4和和CO2 ，这种甲烷和二氧化碳的混合气体（甲烷占2/3，二氧化碳占1/3）叫做沼气沼气。n一般在沼气的底部缺乏氧气是厌氧代谢的良好环境，因此生成甲烷和二氧化碳，逸出水面成小气泡，这就是常说的沼气沼气。二、废水处理方法二、废水处理方法n通常废水处理大体上可以氛为一级处理、二级处理、三级处理和污泥处理等过程。1、一级处理、一级处理n沉降或上浮是广泛用于废水一级处理的方法。n一级沉降（上浮）处理的目的处理的目的是：从废水中除去细分散悬浮颗粒和可上浮的
22、油类，此外胶体物质经凝聚吸附为大絮体后也可以沉降除去。2、二级处理、二级处理n二级处理通常是生化处理，即通过生物氧化以分解水溶性有机物和胶体。n活性污泥法活性污泥法是我国当前比较广泛采用的生化方法。n废水进入曝沼气池后最终生成微生物絮体活性污泥，并在澄清槽中沉淀，而加入混凝剂使污泥变成大絮团，可进一步改善沉淀澄清效果。3、三级处理、三级处理n三级处理主要用于非生物降解的有机质、金属离子、磷、氮等营养物以及脱色除臭等；n根据水质和要求回收处理对象的不同，可用多种不同的物理化学处理方法，但最常采用的基最常采用的基本操作仍然是混凝沉降、过滤和活性炭吸附本操作仍然是混凝沉降、过滤和活性炭吸附。n无机化
23、学混凝剂常用的有硫酸铝，三氯化铁和石灰等；n高分子絮凝剂，除提高沉速外，还能改善处理水的澄清速度和有效的除磷。四、污泥处理四、污泥处理 n通过上述各种方法处理得到污泥，含水一般为90-99%，需要进一步脱水，才能最后处理污泥。污泥脱水问题，已越来越受到重视。n污泥脱水可以用化学方法、物理方法或联合处理方法，采用添加无机电解质或有机高分子絮凝剂以改善污泥脱水性能，进而在加压脱水机、真空脱水机或离心脱水机等设备中进行脱水，这些方法在国外已得到广泛应用。n用于污泥脱水的混凝剂主要有熟石灰、用于污泥脱水的混凝剂主要有熟石灰、氯化铁等无机混凝剂和高分子絮凝剂。氯化铁等无机混凝剂和高分子絮凝剂。一般情况下
24、，前者多用于真空脱水机、一般情况下，前者多用于真空脱水机、加压脱水机。后者多用于离心分离机、加压脱水机。后者多用于离心分离机、皮带压力机。皮带压力机。n近几年来，国外用离心机进行污泥脱水，近几年来，国外用离心机进行污泥脱水，配合高分子絮凝剂的应用得到了很快的配合高分子絮凝剂的应用得到了很快的发展。发展。第四节第四节 食品工厂污水排入地面水的卫生规则食品工厂污水排入地面水的卫生规则n工厂废水排放以前应进行测定，符合国家的卫生规则，方可排入城市管道；否则应预处理后才能排放，以减少对环境的污染。一、污水测定一、污水测定1、残留固形物、残留固形物（Residue Solid）n残余固形物的测定包括固形
25、物、总挥发与固定残余物、悬浮物质等。2、生化需氧量、生化需氧量（简称BOD）n 所谓生化需氧量是废水中有机物被细菌分解时所需要的氧的数量。n一般测定5天的生化需氧量。3、溶解氧、溶解氧（简称D.O.）n溶解氧是水中溶解氧气的数量。n废水处理后其溶解氧必须达到一定限度以上，才不会使河川生物窒息而死亡。这是废水分析检验中极重要的项目之一。4、酸碱度、酸碱度（pH值）n排放废水pH值应在6.58.5；5、病原体、病原体n废水从食品加工厂排入河川，不得含有病原体，污染水源及河川。6、色、臭、味；7、油脂；二、水排入地面水的卫生规则二、水排入地面水的卫生规则n食品工厂经过以上检验分析后，符合食品工厂排入地面水的卫生规则后，方可排放。n具体卫生规则见教材表9-3。本次课到此结束！本次课到此结束！n谢谢大家！谢谢大家！
