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第十六章 供水与制冷设备 内容摘要 一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求 二.水处理系统及设备 三. 供水系统与设备 四.制冷系统设备 一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求 1.水质量分级：分为４级 （１）普通水：来自于地表或地下不经过处理的水，常作为非生产用水或用于公用事业，如生产车间的冲洗用水、消防用水等。 一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求 1.水质量分级：分为４级 （２）自来水：来自于城市的公用供水系统，在水源头进行氯消毒处理或简单的沉淀分离处理，可广泛用于大部分加工过程中。 一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求 1.水质量分级：分为４级 （３）脱盐软化水：通过脱盐以除去水中的金属离子，再加之超滤杀菌处理，降低水的硬度，以达到一定的指标。可作为生物工业的纯化水及锅炉用水，不能作为严格的无菌水。 一.用水质量分级与生物工程的用水质量要求 1.水质量分级：分为４级 （４）蒸馏水：通过蒸馏作用，除去水中各种杂质，除去水中的溶解氧和其他气体，使水中不含任何附加物，这类水是纯净无菌的。常作为分析检测及注射用水。 ２.生物工程用水质量要求 配制发酵培养基：用深井水或地表水。 美国提出配制不同生物工业制品培养基的水质要求： 二.水处理系统及设备 （一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为三个阶段： 　第一阶段：除去水中的固体悬浮物，沉降物和各种大分子有机物等。常采用过滤、沉淀等方法。 二.水处理系统及设备 （一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为三个阶段： 　第二阶段：除去水中的各种金属离子或其他离子，即水的软化或除盐。 二.水处理系统及设备 （一）生物工业的水处理系统按欲达到的目的可以分为三个阶段： 　第三阶段：水的杀菌处理，利用氯、臭氧、紫外线等杀灭水中的微生物，制得无菌的纯水。 （二）水的过滤 １.过滤水的目的：使水通过过滤介质，除去水中的悬浮物及胶体物质。 （二）水的过滤 ２.水过滤的机理： 　水的过滤是一系列不同过程的综合效应，包括筛滤、深层效应和静电吸附等。 筛滤：又称表面过滤，指水中粒子大于过滤层的孔径时，则粒子被阻挡在过滤层的表面。 深层过滤：小于滤层孔径的粒子进入滤层深处，但由于滤层空隙弯弯曲曲，形状大小不断变化，最终也能使小粒子被截留，这种作用属于深层过滤。 （二）水的过滤 ２.水过滤的机理： 　 静电吸附作用：过滤介质所带电荷与水中粒子的电荷不同，这时粒子被吸附在介质表面达到除去的目的。 （二）水的过滤 ３.水的过滤过程的构成 过滤：水的净化过程 冲洗：从过滤介质上冲洗掉污物，使之恢复过滤能力的过程。 多数情况下，过滤和冲洗的水流方向相反。 （二）水的过滤 ４.良好的水过滤介质应满足的要求 （１）化学性能稳定，不溶于水，不产生有害和有毒物质。 （２）足够的机械强度。 （３）含污能力（Kg/m3表示）大，产水能力[m3/(m2h)]高。 （二）水的过滤 ４.良好的水过滤介质应满足的要求 （４）对于散状过滤介质（砂粒、活性炭等）有适宜的粒度分布和空隙率。 （三）用于水过滤的装置 主要有： 砂滤棒过滤器 活性炭过滤器 中空纤维超滤膜装置 （三）用于水过滤的装置 １.砂滤棒过滤器 外壳：铝合金； 砂滤棒（砂芯）：由硅藻土在高温下熔制而成或由硬质玻璃烧结而成。 组成结构：锅形的密闭容器，器内分上、下两层，中间以孔板分开，一至数十根砂滤棒紧固于上，孔板上为待滤水，其下为砂滤水。 （三）用于水过滤的装置 ２.活性炭过滤器 （１）活性炭：多孔形状不规则的颗粒。用于水处理的活性炭微孔径为２-５nm。 （２）作用机理：借助于巨大的表面吸附作用和机械过滤作用以除去水中的多种杂质。 （３）适用范围：常用于离子交换法和电渗析法的前处理，可有效保护离子交换树脂，防止树脂污染。 ２.活性炭过滤器 （４）活性炭过滤器的结构 （三）用于水过滤的装置 （５）活性炭过滤器反洗再生步骤 ①反洗。清水以8～10L／(m2·s)的反洗强度从底部进入，反洗时间15～20min。 ②蒸汽吹洗。从底部通入0.3MPa饱和蒸汽吹洗15～20min。 ③淋洗。用6％～8％NaOH溶液(40℃)从顶部通入洗涤，洗涤量为活性炭体积的1.2-1.5倍。 ④正洗。原水至顶部通入，冲洗至出水符合规定水质要求。 （四）水的软化与脱盐 １.水的软化：除去水中钙、镁等金属离子的过程。 ２.脱盐：除去所有阴、阳杂质离子的过程。 ３.常用于水的软化与脱盐的方法： 离子交换法 电渗析法 反渗透法 ４.离子交换装置 （１）离子交换法 　用离子交换剂和水中溶解的某些阴、阳离子发生交换反应，以除去水中有害离子。 ４.离子交换装置 （２）离子交换树脂的种类 阳离子交换树脂：离子交换树脂中带有酸性交换基团，又分为：强酸性、中酸性和弱酸性三类。 阴离子交换