(摘目水處理技術(shù)1999第25卷第一期)
關(guān)鍵詞:礦泉水,過濾,微生物,消毒
1、細(xì)菌、霉菌和藻類的特性簡(jiǎn)介 礦泉水常見的細(xì)菌、霉菌、藻類均屬微生物的范疇,其共同的特點(diǎn)為分布廣、種類多、繁殖快及易變異。作為細(xì)菌、霉菌、藻類比較明顯的不同點(diǎn)可從以下幾點(diǎn)看出:
1.1、體積 細(xì)菌:平均長(zhǎng)2-3μm(微米)、寬度0.4~0.6μm,最小的球菌Ф0.3μm;霉菌:菌絲平均寬度8~10μm,比細(xì)菌寬幾~幾十倍;藻類:體積最大、微生物學(xué)上被視為低等植物。所以一般只要過濾效果好,細(xì)菌、霉菌、藻類都可被截留。
1.2、溫度 細(xì)菌高溫、低溫均可生存:如140℃·2h才能殺絕芽胞桿菌、白喉?xiàng)U菌在-250℃也安然無恙,而霉菌、藻類則生存溫度范圍要小得多,細(xì)菌最適宜的溫度為37℃,霉菌則為28℃。
1.3、酸堿環(huán)境 細(xì)菌可在較強(qiáng)的酸、堿條陣下生長(zhǎng)。霉菌則多喜歡偏酸環(huán)境,藻類以中性為多。
1.4、營(yíng)養(yǎng)源
細(xì)菌可在富氧、缺氧、有光、無光、有營(yíng)養(yǎng)或無營(yíng)養(yǎng)的環(huán)境中生長(zhǎng),霉菌則要在有營(yíng)養(yǎng)及氧等環(huán)境中生長(zhǎng),而藻類除需有機(jī)營(yíng)養(yǎng)外,其所需無機(jī)營(yíng)養(yǎng)與植物相同如碳、磷、氮、氫、氧。而且一般要進(jìn)行光合作用。
綜上所述,細(xì)菌可在多種苛刻條件下生長(zhǎng),而霉菌則要有一定的條件,藻類要求的生存條件則更多。
2、去霉、除藻和殺菌問題
2.1、滅菌的方法及特點(diǎn)
根據(jù)對(duì)微生物限制的程度不同,一般有下面三種,防腐是用物理或化學(xué)的方法抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖。消毒是指部分殺死,而滅菌則是全部殺死微生物。
礦泉水生產(chǎn)中常見的殺菌方法有:
過濾—通過濾膜阻止細(xì)菌、霉菌、藻類通過。小孔徑的膜還可去除微生物的營(yíng)養(yǎng)源。
射線—紫外燈,波長(zhǎng)在260nm時(shí)殺菌效果最佳,它是通過對(duì)細(xì)菌DNA(脫氧核糖核酸)的改變來滅菌。其特點(diǎn)是穿透力不強(qiáng),而且殺滅的微生物,再見光后可能復(fù)活。
臭氧—臭氧在水中的溶解度為氧的13倍,在含雜質(zhì)的水中臭氧迅速分解成氧,但在純水中分解較慢,臭氧在20℃蒸餾水中的半衰期為25min,溫度低分解慢。臭氧在礦泉水中的溶解度和半衰期由于水質(zhì)、氣壓差異相差很大。其遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在純凈水中的溶解度且半衰期要比純凈水中的半衰期短。這樣礦泉水廠使用臭氧殺菌要比純凈水生產(chǎn)廠更應(yīng)注重實(shí)際水中臭氧含量,以保證滅菌效果。
臭氧具有強(qiáng)氧化性,其優(yōu)點(diǎn)殺菌時(shí)間短。不足之處在于除少數(shù)進(jìn)口設(shè)備外,大部分礦泉水廠無法方便地測(cè)定水中實(shí)際溶解氧量。
氧化劑(氯化物)—主要用于洗瓶,如二氧化氯、漂白粉及各類市售消毒劑。其中廣譜殺菌劑對(duì)霉菌、藻類也有殺死作用,其使用方便價(jià)格低,不足之處主要是余味不易控制。
2. 2、消毒殺菌劑的選擇 目前市售的消毒殺菌劑品種繁多,價(jià)格相差很大,使用效果也大不一樣,廠家在使用中應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題:
市售的消毒殺菌劑應(yīng)用對(duì)象為醫(yī)院、公共場(chǎng)所和食品廠等的衛(wèi)生消毒。所以多以廣譜殺菌為主。而礦泉水等瓶裝水企業(yè),要求消毒劑不但要?dú)⒕乙ッ梗?,這是一般廣譜殺菌劑所顧及不足的,所以應(yīng)根據(jù)不同的要求選用廣譜或?qū)S玫南緞兄攸c(diǎn)地進(jìn)行消毒。另外,礦泉水處理設(shè)備各有不同,水池、水罐、過濾設(shè)備、管路等也應(yīng)選用專用的消毒劑,以防細(xì)菌、霉菌、藻類在其中滋生。最后對(duì)消毒劑的作用濃度及有效作用時(shí)間也應(yīng)加以注意。
選用消毒劑最好應(yīng)注意時(shí)效性,并有測(cè)定消毒效果的方法。因?yàn)樯a(chǎn)期過長(zhǎng)的消毒劑或多或少對(duì)實(shí)用效果有影響,特別是開封稀釋后要及時(shí)使用。
2.3、殺滅藻類和霉菌 藻類和霉菌是目前礦泉水行業(yè)很棘手的問題。而藻類、霉菌很多情況下不能大量繁殖,只能處在休眠狀態(tài),這給殺滅帶來困難。如要去除霉菌的孢子,采用一般的廣譜消毒,效果有限,而采用專用消毒則可取得較好的效果。
滅藻、除霉的方法和殺菌大致一樣,
一靠殺(專用消毒劑),
二靠截(包括去除孢子及營(yíng)養(yǎng)源),
三靠擋(密封),
四靠注重空氣凈化,
五靠過濾設(shè)備的停機(jī)消毒保護(hù)。和除菌相比只是使用的消毒劑和工藝方法、過濾手段不一樣,其更注重源頭,每一道過濾要有效截留,設(shè)備要嚴(yán)格消毒、瓶、瓶蓋的殺藻去霉要完善,另外還要注意避光等環(huán)節(jié)。去霉、除藻的關(guān)鍵是不能讓藻類、霉菌孢子留在成品內(nèi)(這一點(diǎn)與殺菌不同)。而要保證這一點(diǎn),過濾設(shè)備的實(shí)際過濾精度很重要。由于霉菌、藻類體積大,只要過濾可靠,瓶、瓶蓋消毒得當(dāng),一般還是有把握除藻去霉的。
2. 4、成品和庫房消毒 這在礦泉水生產(chǎn)界基本上沒有采用,作者在此提出這個(gè)問題,只是給大家一條思路,殺菌、滅藻、除霉,不僅僅是水源、水處理設(shè)備、洗瓶(蓋)的任務(wù),應(yīng)從更廣的范圍來看這個(gè)問題,不能局限在上面幾個(gè)主要環(huán)節(jié)上,產(chǎn)品質(zhì)量也應(yīng)從庫房抓起,使用一些化學(xué)及物理的方法,控制庫房?jī)?nèi)塵埃及細(xì)菌.以減少對(duì)瓶的污染,另外,加強(qiáng)產(chǎn)品流程管理,對(duì)產(chǎn)品封口進(jìn)行再一次消毒,控制包裝紙箱內(nèi)細(xì)菌總量.就能避免或減緩產(chǎn)品的變質(zhì)。
3、沉淀問題
3.1、無活性沉淀
其又可分為有機(jī)沉淀,無機(jī)沉淀和機(jī)械沉淀,這類沉淀的特點(diǎn)是一經(jīng)出現(xiàn),隨時(shí)間的增加沉淀物數(shù)量變化較少。
有機(jī)沉淀:沉淀物來自源水中的有機(jī)物或有機(jī)物經(jīng)臭氧氧化而轉(zhuǎn)化為沉淀,其外觀無定形,一般比重較輕,灌裝后不久就會(huì)出現(xiàn)。
無機(jī)沉淀:主要是鐵、錳及碳酸鈣與氯化鈉等膠質(zhì)物或礦物結(jié)晶沉淀。鐵、錳特別是低價(jià)鐵、錳從井中抽出時(shí)很容易氧化成高價(jià)的鐵、錳膠體而沉淀,在未經(jīng)強(qiáng)化曝氣時(shí),過程是很緩慢的,一般需要7-15d的時(shí)間,特別是含量小于0.1mg/L以下時(shí)更不容易立即發(fā)現(xiàn)。氧化后的高價(jià)鐵、錳要經(jīng)過一段時(shí)間的凝聚后肉眼才能發(fā)現(xiàn),由于不能即使發(fā)現(xiàn)處理,因此對(duì)產(chǎn)品的影響更大。當(dāng)含量大于0.1mg/L時(shí),常用臭氧消毒法,臭氧進(jìn)入水中后亞鐵氧化成高價(jià)鐵,水顯淡褐,低價(jià)錳氧化成高價(jià)錳后,水立即顯玫瑰紅色,開始水色均勻,高價(jià)分子一段時(shí)間凝聚逐漸沉淀便產(chǎn)生多量絮狀褐紅色沉淀,高價(jià)錳凝聚成細(xì)小的球狀黑色粒狀物沉淀。 碳酸鈣、氯化鈉結(jié)晶也是瓶裝礦泉水中常見的“沉淀”(實(shí)際是析出礦物鹽)物。其形態(tài)薄片狀粒狀,有時(shí)在水中呈粒狀晶體,有時(shí)附著在瓶壁多為白色晶粒也有淡褐色泥狀物。這是由于水沖深處暴露地表后,水溫、壓力、氣體(如CO2)失去平衡而引起的,這類礦泉水,開發(fā)前必須做曝氣及裝瓶試驗(yàn),否則會(huì)造成嚴(yán)重后果,帶來時(shí)間、金錢的損失。
機(jī)械沉淀:主要是過濾設(shè)備在使用中水管道中的污物,濾器、濾芯落下來的物質(zhì);瓶或蓋等包裝物未沖洗而帶入的塑料碎屑、塵粒等。這類外來物出現(xiàn)有兩個(gè)特點(diǎn):一是經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)容易出現(xiàn);二是灌裝后當(dāng)時(shí)即能發(fā)現(xiàn)塊狀,纖維狀等沉淀或懸浮物。
3.2、有活性的沉淀 這主要是細(xì)菌、霉菌、放線菌的污染與藻類的沉淀,細(xì)菌可將泉水中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽,從而影響人體健康;霉菌和放線菌的菌絲體可形成白色絲狀漂浮物、白色絮狀物,且隨著時(shí)間增加沉淀會(huì)逐漸增加;應(yīng)從水源、水處理設(shè)備、洗瓶,及灌裝密封、停機(jī)消毒等方面進(jìn)行解決。