[发明专利]包装饮用水臭氧消毒副产物溴酸盐控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及食品饮料工业技术领域，尤其涉及一种包装饮用水臭氧消毒副产物溴酸盐控制装置。

技术背景

长久以来臭氧消毒技术因其无残留和易分解的特点，在包装饮用水生产中的应用日益广泛。但近年来的研究发现，当原水中含有溴化物时，臭氧消毒会产生消毒副产物溴酸盐。国际癌症研究机构把溴酸盐定为2B级潜在致癌物，具有一定DNA和染色体水平的遗传毒性。美国环保局饮水标准、世界卫生组织饮用水水质标准、欧盟饮用水水质指令以及我国生活饮用水卫生标准和饮用天然矿泉水标准中溴酸盐限值均为10μg/L。近年来对饮用水中溴酸盐含量的调查结果显示，国内外许多地区饮用水均存在溴酸盐超标问题。

为了保障饮用水安全，目前国内外自来水生产中通常采用加氨、高锰酸盐复合氧化、加铁(Fe(II))、降低pH值、优化臭氧投加方式、UV辐射、活性炭技术等方法进行溴酸盐控制。然而，由于包装饮用水生产中典型的生产工艺[原水→曝气→10μ微孔砂滤→5μ微滤器→1μ微滤器→0.2μ微滤器→臭氧混合塔(臭氧发生器)→灌装]不同于自来水[原水→预臭氧接触池(臭氧发生器)→絮凝(加混凝剂)→沉淀→砂滤→主臭氧接触池(臭氧发生器)→BAC滤池(加氯、加氨)→清水池→管网]，有些应用于自来水的溴酸盐控制方法并不适用包装饮用水，如加氨时氨气产生刺激性气味以及高锰酸盐复合氧化和加铁(Fe(II))所产生的颜色，从而使这些技术在包装饮用水生产中的利用受到限制。

包装饮用水生产中为了达到消毒目的，往往利用高的臭氧浓度和较长的臭氧接触时间，从而加剧了溴酸盐的生成和超标问题。但在包装饮用水溴酸盐控制过程中，厂家由于技术研究等条件的限制，往往单一采用某种技术，很难满足国家标准对溴酸盐的要求。

我们在研究及与厂家的实际接触中发现，由于水质不同(如表1所示)，水中有机物的性质和浓度差别较大，投加二氧化碳降低pH值控制溴酸盐并不适用于所有的水质，对于一些高碱度的水质，采用降低pH值的方法不能控制溴酸盐，并且增大了生产成本；增加臭氧投加点数量对降低溴酸盐生成量的程度也会有所差别；采用UV辐射去除溴酸盐时，所需要的功率量要比消毒所需要的量大，并且UV辐射在去除溴酸盐中的作用很复杂，在某些情况下还会使生成的溴酸盐量增加；而不同的活性炭(GAC)在控制溴酸盐中的作用及效果也不同。因此，包装饮用水溴酸盐控制过程中，需根据不同厂家水源水的水质实际情况，在小试和中试的一系列研究基础上，建立起合理、可行的溴酸盐控制技术、工艺并研发相关设备。

表1瓶装饮用水企业水质调查表

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术在进行包装饮用水生产中不能有效控制臭氧消毒副产物溴酸盐的缺陷，针对不同水质及不同生产量，提供一套能够有效控制包装饮用水中溴酸盐的包装饮用水臭氧消毒副产物溴酸盐控制装置。

本发明装置由机架、UV辐射装置和多点臭氧投加装置组成，具体结构如下：

机架上安装有UV辐射装置和多点臭氧投加装置。所述UV辐射装置为立式结构，具有内壁精抛光的不锈钢外壳，外壳内固定有石英玻璃套管，石英玻璃套管内设有对含溴化物原水消毒之前进行消毒的UV灯管，所述石英玻璃套管与UV灯管之间为水流通道，水流通道与进水口及出水口相通。

此外，UV辐射装置还设有用于清洗或者排放滞留水的排放口，监测UV强度的强度监测孔。

所述多点臭氧投加装置包括至少3个气液混合筒，气液混合筒顶部设有入水口和残余臭氧气体出气口，入水口连通设置在气液混合筒内的布水器，有利于水与臭氧的充分接触，气液混合筒下部设有有利于臭氧充分溶解、分散的布气填料，材料可以为金属钛，气液混合筒下部设有臭氧气体进入的进气口和臭氧消毒后的水流的出水口。第一个气液混合筒顶部的入水口通过连通管与UV辐射装置的出水口相通，其余的气液混合筒通过管道依次串联连接，最后一个气液混合筒的出水口通过管道连接设在机壳上的成品水出水口。

所述气液混合筒上还设有进行管道清洗的CIP管以及CIP阀，监测臭氧流量的气体流量监视窗，调节臭氧流量的气体流量调节阀，排放气液混合筒中水的排放阀；对气液混合筒中水样进行取样的取样阀，从而监测臭氧浓度，并取样检测溴酸盐、微生物等饮用水指标。