Производство очищенной бутилированной воды высшего уровня

Технология обратного осмоса находит все больше применений в пищевой индус­трии. Особенно хорошо она зарекомендовала себя как оптимальный метод коррек­тировки солевого состава для производства питьевой воды.
Обратный осмос являет­ся баромембранным процессом, позволяющим очистить воду от микроорганизмов, коллоидов, органики, избыточного количества растворенных солей. Однако только этими хорошо известными задачами возможности обратного осмоса не исчерпыва­ются.

Используя данную технологию, можно также решить проблему удаления из воды бора и аммония.

Бор - сильнодействующее токсичное вещество

Если вода из подземных источников, применяемая для производства напитков, минеральной и питьевой воды, характеризуется повышенным содержанием бора, возникает необходимость его извлечения до нормативного уровня: 0,5мг/л для воды первой категории и 0,3мг/л — для высшей. Трудность решения этой задачи связана с тем, что бор в большинстве случаев находится в воде в виде слабо диссо­циирующей ортоборной кислоты и поэтому плохо удается стандартными ионообменными методами. Имеются специальные борселективные ионообменные смолы, но их регенера­ция является чрезвычайно трудоемкой и затратной операцией.

Исследования пока­зывают, что одним из самых эффективных и рентабельных методов очистки воды от бора является обратный осмос. Эффективность очистки составляет не менее 90%, что в среднем на 17% выше, чем на сорбирующих фильтрах. Вместе с тем, в зависимости от исходного состава воды, выбор условий работы требует тщательного анализа, включая расчеты в специали­зированных программах. Особые сложности возникают при одновременном содержании в исходной воде и бора, и аммония, что вызвано противоположностью условий, требуемых для их удаления: бор эффективно удаляется при высоких значениях pH, а аммоний — при низких. Поэтому для разработки оптимальной технологической схемы, моделирования солевого состава, выбора соотношения потоков и типа мембран для селективного удаления бора и других загрязнителей необходимо привлечение высококвалифицированных специалистов с богатым научным и практическим опытом.

Существуют успешные примеры применения борселективных мембран
Одним из примеров является система водоподготовки на одном из Липецких заводов.

Увеличение объемов производства на предприятии потребовало увеличения производительности водозабора, но оказалось, что вода из введенной в эксплуатацию скважины содержит сверхнормативные концентрации бора. Это, в свою очередь, потребовало модернизации всей системы водоподготовки. Для решения этой задачи была выбрана эффективная безреагентная технологическая схема модернизации водоподготовки с максимальным использованием существующего оборудования.

Исходная вода из двух скважин в заданной пропорции через блок фильтров грубой механической очистки поступает в накопительную емкость. Точность смешения контролируется цифровыми расходомерами, имеется возможность индивидуальной настройки помощи задвижек, установленных на трубопроводе от каж­дой скважины.

Рисунок 1. Схема водоподготовки для одного из заводов

Далее при помощи насосной станции вода подается на комплекс автоматических засыпных фильтров для механической фильтрации и понижения коллоидного индекса. После чего предподготовленная вода обрабаты­вается антискалантом — ингибитором отложения солей на мембранах. При этом достигается более чем 6-крат­ное снижение эксплуатационных расходов по сравнению с традиционной предварительной подготовкой на фильтрах-умягчителях. Затем вода подается на блок микрофильтра­ции, где она освобождается от механических частиц разме­ром более 5 мкм.

Для корректировки солевого состава вода поступает на установку обратного осмоса (УОО). Использо­вание стандартных обратноосмотических мембран для уда­ления бора потребовало бы существенного повышения pH воды, подаваемой на УОО, что неприемлемо для питьевой воды.
Кроме того, при высокой жесткости исходной воды это не позволило бы избежать осадкообразования на мем­бранах. С учетом данных факторов были использованы специальные борселективные мембраны, обеспечиваю­щие эффективное удаление бора без корректировки pH.

Для достижения требуемого оптимального солевого состава вода, полученная на УОО, смешивается с водой из скважины без бора, прошедшей механическую фильтрацию на отде­льной линии. Для хранения и раздачи воды используется система обеззараживания озоном и блок микрофильтрации 0,45 мкм. Для периодической санации системы использует­ся озонатор. Деструкция озона осуществляется на угольном фильтре.требовалось разместить оборудование большей мощности на имеющихся площадях.

Основная сложность реализации проекта  - проведение работ в условиях действующего производства

Стоит отметить, что требовалось разместить оборудование большей мощности на имеющихся площадях. Благодаря оптимальной компоновке установок не потребовалось расширения про­странства — заводу удалось избежать дополнительных расходов.

В результате модернизации системы ВПУ её производи­тельность увеличена в 2 раза до 30 м³/ч, что, в свою очередь, позволило увеличить производительность завода и расши­рить линейку продукции. Замена обратноосмотических низко­напорных мембран на борселективные привела к снижению содержания бора в очищенной воде более чем в 4 раза.

Модернизированная высокоэффективная систе­ма водоподготовки позволила довести качество воды до требуемых значений:

Производимая вода обладает приятным вкусом и отвечает всем современным стандартам и нормам.