中南林业科技大学：《发酵设备》课程教学资源（PPT课件）第十三章 供水与制冷系统设备

第十三章 供水与制冷系统设备

第十三章 供水与制冷系统设备

第一节 用水质量分级与要求 一、用水质量分级 1、普通水 2、自来水 3、脱盐软化水 4、蒸馏水 二、用水质量要求 根据加工生产的产品不同，对水质量有 不同的要求

第一节 用水质量分级与要求 一、用水质量分级 1、普通水 2、自来水 3、脱盐软化水 4、蒸馏水 二、用水质量要求 根据加工生产的产品不同，对水质量有 不同的要求

第二节 水处理系统及设备 ➢ 生物工业用水处理的三个阶段 ➢ 过滤沉淀 ➢ 软化 ➢ 杀菌

第二节 水处理系统及设备 ➢ 生物工业用水处理的三个阶段 ➢ 过滤沉淀 ➢ 软化 ➢ 杀菌

一、水的过滤 ➢ 表面过滤：水中粒子大于过滤层孔径时，粒子被 阻挡在过滤层的表面的过滤。 ➢ 深层过滤：水中粒子小于过滤层孔径时，粒子进 入滤层深处，由于滤层弯曲且形状变化使小粒子 被截留的过滤。 ➢ 水过滤过程：过滤与冲洗 ➢ 对过滤介质的要求：化学性能稳定，无害无毒； 有足够的强度；含污能力大，产水能力高；有适 宜的粒度分布和孔隙率

一、水的过滤 ➢ 表面过滤：水中粒子大于过滤层孔径时，粒子被 阻挡在过滤层的表面的过滤。 ➢ 深层过滤：水中粒子小于过滤层孔径时，粒子进 入滤层深处，由于滤层弯曲且形状变化使小粒子 被截留的过滤。 ➢ 水过滤过程：过滤与冲洗 ➢ 对过滤介质的要求：化学性能稳定，无害无毒； 有足够的强度；含污能力大，产水能力高；有适 宜的粒度分布和孔隙率

砂滤棒过滤器 1、结构 主要部件： 砂滤棒：由硅藻土在高温下熔制而成或由硬质玻璃 烧结而成。 过滤器外壳：铝合金铸成消毒锅形的密闭容器 2、操作过程 操作时，水由泵打入容器内，在外力的作用下， 水通过砂滤棒的微小孔隙进入棒筒体内，水中粒 子则被截留在砂滤棒的表面。 3、滤出水质量 基本无菌

砂滤棒过滤器 1、结构 主要部件： 砂滤棒：由硅藻土在高温下熔制而成或由硬质玻璃 烧结而成。 过滤器外壳：铝合金铸成消毒锅形的密闭容器 2、操作过程 操作时，水由泵打入容器内，在外力的作用下， 水通过砂滤棒的微小孔隙进入棒筒体内，水中粒 子则被截留在砂滤棒的表面。 3、滤出水质量 基本无菌

活性炭过滤器 1、结构 主体为一密闭圆柱体，过滤器底部装填0.2-0.3m厚 石 英砂层作为支撑层，石英砂上面装1-2m厚的活性炭 层 筒体上有进出水管接口。 2、操作 过滤：水由顶部导入，顺流自然下降过滤，由底部排 出。 反洗： 1）水洗，水从底部进，反洗15-20min， 2）吹洗，再用蒸汽吹洗15-20min 3）淋洗，用NaOH溶液从顶部通入洗涤 4）正洗，清水从顶部通入洗至出水达到要求

活性炭过滤器 1、结构 主体为一密闭圆柱体，过滤器底部装填0.2-0.3m厚 石 英砂层作为支撑层，石英砂上面装1-2m厚的活性炭 层 筒体上有进出水管接口。 2、操作 过滤：水由顶部导入，顺流自然下降过滤，由底部排 出。 反洗： 1）水洗，水从底部进，反洗15-20min， 2）吹洗，再用蒸汽吹洗15-20min 3）淋洗，用NaOH溶液从顶部通入洗涤 4）正洗，清水从顶部通入洗至出水达到要求

二、水的软化及脱盐 软化：除去水中钙镁离子的过程。 脱盐：除去水中所有阴、阳杂质离子的过 程。 软化及脱盐方法：离子交换法、电渗析法、 反渗透法

二、水的软化及脱盐 软化：除去水中钙镁离子的过程。 脱盐：除去水中所有阴、阳杂质离子的过 程。 软化及脱盐方法：离子交换法、电渗析法、 反渗透法

（一）离子交换装置 1、离子交换树脂 是一种具有网状结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体 离分子化合物。 单元结构分为两部分：一是不可移动且具有立体结构的 网络骨架，二是可移动的活性离子。 ▪ 强酸性阳离子交换树脂：离子本身带有强酸性交换基团 例：RSO3H+NaCl RSO3Na+HCl ▪ 弱酸性阳离子交换树脂：离子本身带有弱酸性交换基团 如羧基 —COOH，酚羟基 —OH ▪ 强碱性阴离子交换树脂：离子本身带有强碱性交换基团 例：RN（CH3）3Cl+NaOH RN（CH3） 3OH+NaCl ▪ 弱碱性阴离子交换树脂：离子本身带有弱碱性交换基团 如：伯胺基团 —NH2等

（一）离子交换装置 1、离子交换树脂 是一种具有网状结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体 离分子化合物。 单元结构分为两部分：一是不可移动且具有立体结构的 网络骨架，二是可移动的活性离子。 ▪ 强酸性阳离子交换树脂：离子本身带有强酸性交换基团 例：RSO3H+NaCl RSO3Na+HCl ▪ 弱酸性阳离子交换树脂：离子本身带有弱酸性交换基团 如羧基 —COOH，酚羟基 —OH ▪ 强碱性阴离子交换树脂：离子本身带有强碱性交换基团 例：RN（CH3）3Cl+NaOH RN（CH3） 3OH+NaCl ▪ 弱碱性阴离子交换树脂：离子本身带有弱碱性交换基团 如：伯胺基团 —NH2等

2、离子交换法 是用离子交换剂和水中溶解的某些阴阳离子发生交 换反应，来除去水中的有害物质。 3、固定床离子交换装置 结构：将离子交换树脂装填于管柱式容器中，形 成固定的树脂层。可组合成单床、多床、复床、 混合床、多层床等（P460）。 操作：交换、反洗、再生、清洗4个过程全在一个 装置中分别进行。 优点：操作简单、设备少、水质稳定。 缺点：树脂用量多，利用率低，操作不连续。 4、连续床离子交换装置

2、离子交换法 是用离子交换剂和水中溶解的某些阴阳离子发生交 换反应，来除去水中的有害物质。 3、固定床离子交换装置 结构：将离子交换树脂装填于管柱式容器中，形 成固定的树脂层。可组合成单床、多床、复床、 混合床、多层床等（P460）。 操作：交换、反洗、再生、清洗4个过程全在一个 装置中分别进行。 优点：操作简单、设备少、水质稳定。 缺点：树脂用量多，利用率低，操作不连续。 4、连续床离子交换装置

（二）电渗析装置 1、工作原理 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，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 膜迁移达到除盐的目的

（二）电渗析装置 1、工作原理 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，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 膜迁移达到除盐的目的