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摘要：水对于人的日常生活以及各种生产加工是必不可少的，但是自然环境下的水质是很难达到饮用需求的，所以需要对其进行进一步的净化处理。净化后的水就是我们在生活中使用的自来水，其已经达到饮用的标准，但是需要对其进行沸腾处理，否则其中含有的杂质与微生物会影响人的身体健康。我们在生活中使用的是将自来水烧开的方式来对其进行处理，而一些饮料厂或需要应用到饮用水的工厂则会使用净水处理工艺。这种工艺通过将自来水再次处理，成为可以在生产中使用的水。
关键词：净水处理工艺；化学作用；石灰用量控制
前言
许多与食品以及饮品加工生产相关的工厂都需要用到可以直接饮用的水，但是其中很大一部分都没有对自来水进行蒸馏或者沸腾处理的条件，但是如果直接使用又很难使自身产品的卫生得到保障。因此许多工厂都会在进行生产前对自来水进行净水处理，目的是去除其中存在的各种对人体会产生影响的物质以及微生物。同时使用这种工艺所需要消耗的资源也较少，能够有效地节约成本。
1.净化工艺的化学作用
1.1石灰
其主要成分为氧化钙，是一种生活中比较常见的氧化物，由于具有良好的吸湿性，常常被用作食品干燥剂。同时氧化钙也可以被应用于净化自来水，氧化钙溶于水生成氢氧化钙，氢氧化钙与水中钙离子反应会生成碳酸钙，生成物几乎不会溶于水，所以会形成沉淀物，容易进行分离。同时氢氧化钠会与水中的镁离子反应，也会生成沉淀。因此加入石灰可以有效地降低水的硬度，并且加入的量达到一定后，水会呈现碱性，大部分金属离子都会发生类似的变化而析出。需要注意的是，虽然这种方法较为有效，并且成本并不是很高，但是需要在之后的相关操作中将水还原成可以正常引用的中性。由于生产过程中用到的水量较大，所以这一步往往具有较大难度，所以在添加石灰时需要对其量的把握。同时由于净水处理的第一步就是将石灰加入，所以其加入的量直接决定了之后加入水中各种物质的量以及处理的时长，在加入前应当进行反复查验，加入后确认反应完全进行之后也要对水进行进一步检验。
1.2硫酸亚铁
氢氧化钙会与其发生反应产生生成硫酸钙，这样在生成铁的氢氧化物的同时会产生硫酸钙，硫酸钙是一种只会在热水中溶解少量的物质，所以正常情况下会形成沉淀物，可以直接被过滤出去。添加这种物质的主要意义在于可以出去之前加入石灰而引入水中的钙离子，可以有效降低水中的离子浓度，保证水的硬度不会过高，能够正常使用。在这个实验中会导致水中被引入亚铁离子，但是可以通过后续加入的化学物质来进行清除。在加入这种物质前需要对当前水的各项性质进行反复检验，加入过少而无法根据需求来去除水中的概率自，加入过多会导致引入过多亚铁离子，这样反而会增加水的硬度，所以需要对加入的量进行良好的把握。
1.3漂白粉
其主要的成分是次氯酸，其具有较高的氧化性，所以很容易就可以对被染色的各种物件进行漂白。也因为其具有的氧化性，将其加入水中，可以消灭在水中的大量的微生物，保证水可以被直接饮用，同时也能够去除水中一些离子，形成常温状态下不易溶于水的物质，例如之前为了去除多余钙离子而引入水中的亚铁离子。除了去除各种金属离子，也可以与其它其一些物质如硫化氢进行反应，硫化氢除了其本身有害之外也会有一些较浓的味道，所以次氯酸对于去除水中的各种异味具有着良好的作用。次氯酸的加入可以有效地减少之前引入的各种离子，并且进一步降低了水的硬度，另一方面也可以将水中和，使其处于中性的状态。
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1.4活性炭净化器
活性碳的表面具有数量庞大的孔洞，所以其虽然体积较小，但是却有着巨大的表面积，这也就使其在净水方面具有良好效果的主要原因。其表面存在的孔洞之中，可以有效去除之前引入水中的次氯酸根离子，保证了水中的离子浓度不会过高，这些孔洞有着较高的吸附作用，可以吸附许多分子，可以从分子层面使水能够变得更加干净。也有相关的实验表明，其在去除水中多余的有机物方面有着较好的表现，主要的原理为其上吸附的各种物质会与水中的有机物发生复杂的化学反应，最终形成沉淀，这其中活性炭也起到了一定的催化作用。经过这些化学反应不仅有助于去除水中的有机物，也可以将许多吸附的沉淀也一并清除，保证水的洁净程度。其还具有一定的还原性，可以与重铬酸根、高锰酸根等离子进行反应，最终生成不溶于水的物质被分离出来。根据国外科学家对其进行的一系列实验数据可以看出，其在去除一些有害物质方面具有良好的表现，尤其对于一些存在于工业废水中的离子，所以将其用在净水工艺中也并不是没有道理。
2.石灰用量控制
2.12P-M试验
这项试验的目的是确定在经过处理后水中仍存在的石灰的量，试验的主要过程为：在经过前文提到的一系列处理后，取出100mL的样品，加入微量硫代硫酸钠来将之前处理过程中残留的次氯酸根去除，再向其中加入紫色石蕊溶液，用2g/mL的硫酸滴定，至其缓慢地由蓝色变为红色，当呈现红色的一瞬间立即停止操作，并计算消耗的硫酸量，所消耗mL乘10作为之后计算中的P，再加入适量溴百里酚蓝，样品变为蓝色，使用相同的方式进行滴定，同理当其由蓝色变为黄色，立刻停止操作并计算硫酸量，并将mL乘10作为之后计算中的M。在这两次实验中，加入的硫酸主要于样品中含有的碳酸根与氢氧根反应，并且根据两次滴定硫酸量的不同可以准确的计算出样品中氢氧根的量，而在之前对于自来水的一系列处理后，氢氧根的只会由加入的氢氧化钠提供，也就是石灰溶于水生成的物质，所以也就可以定量分析出其在水中残留的量即为2P-M。根据前文我们可以知道，如果加入的石灰量不够，那么就不能完全去除水中存在的钙离子与镁离子，而如果加入的量过大则会影响水质，导致水呈现碱性，影响正常的使用。因此在进行具体操作是需要对其进行定量的控制，一般情况下可以根据水源的不同来确定其它化学试剂的投入量，之后再进一步对其的使用量进行确定即可。
2.2混合池PH与2P-M
在前文中我们明确了2P-M为样品中残留石灰的量，而不同的工厂对于量的要求是存在着一定差异的，所以需要根据需求的不同来确定之前加入石灰的量。同时2P-M的整个检测过程是在经过之前的一系列处理之后，距离之前加入石灰的步骤可能间隔较长的一段时间，当检测结果表明含量过多时，就代表混合池中的水也存在着残留石灰含量过多的情况。根据这个结果，我们取若干份与之前水源相同的自来水，先确定加入硫酸亚铁、次氯酸等试剂的量，并不断改变加入石灰的量，根据之后的2P-M来探究其存在的规律。根据多次试验我们可以总结出一个规律，随着混合池PH的不断降低，最后得出2P-M也随之降低，根据这一点我们就可以通过对混合池的检测来确定最后的石灰残留量也就是酸碱性是否符合标准以及需求。只需要在加入各种试剂并进行充分混合后再测出水的PH值，就可以大概预测几小时后的2P-M值。同时根据之前的试验我们也可以看出，通过这种方式进行的预测一般误差不会超过0.3，所以其结果还是具有较高的可参考性。
3.结语
食品以及饮品的加工少不了水的使用，但是常规的自来水很难达到使用的标准，同时大部分工厂有缺少对其进行蒸馏处理的设备与资金。因此对其进行净化处理成为了大多是加工厂的第一选择，通过净化处理工艺后的水就可以直接用于各种加工中。在净水工程中，需要加入各种化学试剂来去除其中存在的一些物质，并且加入的试剂一般来讲都是根据水的不同来定量加入的。但是净化中加入的石灰的量需要进一步通过检验确定，同时加入的量不论多少都会对生产产生影响，所以需要重视。
参考文献：
[1]王心华，王智耀.净水处理工艺与石灰用量控制探讨[J].福建轻纺信息，1996（7）.
[2]王占生，刘文君．微污染水源饮用水处理［M］．北京：中国建筑工业出版社，1999．
论文作者:肖杰1,陈佳伟2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：石灰论文; 水中论文; 离子论文; 次氯酸论文; 对其论文; 净水论文; 自来水论文; 《基层建设》2018年第35期论文;