Что такое процессная вода

Способы опреснения морской воды

На нашей планете примерно 96,5% воды приходится на океаны, 1,7% мировых запасов составляют грунтовые воды, ещё 1,7% — ледники и ледяные шапки Антарктиды и Гренландии, небольшая часть находится в реках, озёрах и болотах, и 0,001% в облаках (образуются из взвешенных в воздухе частиц льда и жидкой воды). Большая часть земной воды — солёная, непригодная для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5%, причём 98,8% этой воды находится в ледниках и грунтовых водах. Менее 0,3% всей пресной воды содержится в реках, озёрах и атмосфере.

Постоянный рост потребления пресной воды приводит к повышению нагрузки на существующие источники, мощность которых во многих регионах Земли уже истощена, что приводит к нехватке водных ресурсов.

В аспекте решения данной задачи все более актуальным становится внедрение методов получения пресной воды из вод мирового океана и других сильно минерализованных источников, использование воды из которых без специальной обработки невозможно.

Большие объемы воды мирового океана, легкая доступность (для прибрежных территорий), а иногда и безальтернативность источника, уже достаточно длительное время привлекают ученых и конструкторов для создания новых и улучшения существующих способов опреснения.

Все способы получения пресной воды из морской можно разделить на два основных направления:

1. Методы, связанные с изменением агрегатного состояния вещества:

2. Методы, в которых агрегатного изменения состояния не происходит:

• химическое опреснение
• ионный обмен
• электродиализ
• прямой осмос
• обратный осмос

Далее рассмотрим эти методы более подробно. Начнем с методов, связанных с изменением агрегатного состояния вещества.

Дистилляция

В ходе дистилляции морская вода нагревается за счет различных видов энергии. Молекулы воды имеют большую подвижность, чем ионы растворенных солей, легче переходят в газовую фазу (испаряются), которая удаляется с последующим конденсированием из неё чистой воды.

В ходе данного процесса энергия затрачивается как на переход воды в газовую фазу, так и на переводы газовой фазы в жидкую.

Снижение необходимого для испарения количества подводимого тепла можно получить, используя метод вакуумной дистилляции, который отличается от классической схемы разряжением, создаваемым в испарителе. Температура закипания воды при понижении давления снижается, что обеспечивает снижение энергозатрат и повышение КПД установки в целом.

Для более полного использования тепловой энергии используют процесс многоступенчатой дистилляции (флеш дистилляции), в ходе которого испарение происходит в разряженной среде, а тепловая энергия используется максимально (утилизация тепла, уносимого потоком сконденсированной воды).

Данная технология позволяет более эффективно использовать энергию, т. к. при снижении давления газовой фазы над жидкой снижается температура кипения последней, а движение потоков продуктов противотоком позволяет минимизировать унос тепла как с очищенной водой, так и отводимым остатком.

Другим вариантом проведения процесса очистки при испарении/конденсации воды является термокомпрессионная дистилляция. При реализации данного метода очистки исходная вода переводится в газообразное состояние за счет энергии, выделяемой при конденсации воды очищенной. Для этого перешедшую в пар воду из испарителя откачивают специальным компрессором, который так же служит для создания повышенного давления пара в конденсаторе.

Благодаря разнице давлений в испарителе и конденсаторе выделяемой при конденсации (при повышенном давлении) энергии достаточно для перевода в газовую фазу исходной воды (при пониженном давлении) и практически не требуется расходовать стороннюю энергию для осуществления такого перехода.

Замораживание

Ещё одним направлением получения опресненной воды с использованием фазового перехода является процесс замораживания (вымораживания). Данный метод основан на процессе перехода пресной воды в твердую фазу с последующим плавлением полученного льда.

Разновидностью метода вымораживания можно считать метод опреснения с использованием газовых гидратов. Данный метод является разновидностью метода замораживания с использованием вторичного теплоносителя, в роли которого выступает газ, способный образовывать с водой соединения клатратного типа — газогидраты. В роли такого газа используют некоторые углеводороды (пропан, бутан и т.д.). Для получения опресненной воды полученные газогидраты сепарируют от рассола (отделяют) и подвергают плавлению, выделяемый при этом газ возвращается в процесс.

Следующие методы основаны на физико-химических методах без изменения агрегатного состояния вещества.

Химическое опреснение

Химическое опреснение основано на переводе растворенных солей в процессе химических реакций в твердые осадки, которые в последующем отфильтровываются. В связи с большим количеством солей в морской воде расход реагентов может достигать 5% от массы опресняемой воды, что не позволяет применять данный метод в серьезных масштабах.

Метод ионного обмена

Метод ионного обмена основан на использовании ионитов для удаления содержащихся в воде катионов (используются H-катионты) и анионов (используются ОН-аниониты). В ходе ионного обмена емкость ионитов (ионообменных смол) исчерпывается и для продолжения процесса очистки требуется проведение регенерации материала: раствором кислоты для катионита и раствором щелочи для анионита. Высокий расход агрессивных реагентов обуславливает узкое применение данного метода.

Электродиализ

При подаче электрического тока на электроды, помещенные в раствор солей в воде (в данном случае — морскую воду), можно наблюдать процесс электродиализа — перемещение зараженных частиц к соответствующим электродам: катионы направляются к отрицательному электроду — катоду, а анионы — к положительному — аноду. Между электродами со временем появляется область с пониженной концентрацией солей. Технически этот метод применен в электродиализаторах, в которых кроме катода и анода так же присутствуют камеры из катионообменных и анионообменных мембран, что позволяет значительно более эффективно вести процесс разделения.

Прямой осмос для получения пресной воды

Еще один физический процесс широко применяющийся для получения пресной воды — процесс осмоса — движение молекул растворителя через полупроницаемую (проницаемую только для молекул растворителя) мембрану в сторону более концентрированного раствора. Учитывая, что морская вода является достаточно насыщенным солями раствором изначально, процесс осмоса — прямой осмос, используется редко, т. к. для получения опресненной воды из морской необходимо использовать концентрированный раствор специального вещества, которое должно впоследствии достаточно легко удаляться — например, при изменении температуры разлагаться (карбонат аммония) или выпадать в осадок.

Полученная вода характеризуется меньшим содержанием примесей, чем исходная, и может быть в дальнейшем очищена с использованием данного метода и другого специального вещества (с более низкой концентрацией), так и с использованием другого метода опреснения. При применении метода прямого осмоса часть энергии, необходимой для опреснения воды можно использовать в виде низкопотенциальной энергии (тепловой, солнечной) имеющей более низкую стоимость (по сравнению с электрической). Это позволяет использовать менее энергозатратные способы очистки на финишной стадии.

Обратный осмос для опреснения морской воды

Наиболее широко распространенном методом опреснения морской воды в настоящее время стал метод обратного осмоса. Данный метод основан на ранее описанном явлении осмоса, но направление движение растворителя (чистой воды) изменено на обратное — от более соленого раствора в сторону более чистого (концентрированного) за счет создания давления со стороны более «разбавленного» раствора (исходной воды). Давление, требуемое для проведения процесса обратного осмоса зависит от минерализации исходной воды и при опреснении воды с соленостью 35 г/л (соленость мирового океана) рабочее давление достигает значений 70-80 бар.

Производительность оборудования опреснения морской воды методом обратного осмоса зависит от типа и количества стандартизованных мембранных элементов. Наша компания в своем модельном ряде поддерживает модели производительностью от 50 до 1000 л/ч (опреснительные установки СОМ О 50-60 — СОМ О 1000-60). Простота конструкции и большой выбор доступных комплектующих позволяют использовать опреснительные мембранные установки практически на любых объектах, где требуется решение задачи получения пресной воды из воды минерализованной в максимально удобном исполнении оборудования.

Такие установки применяются как для опреснения воды на катерах и яхтах, судах и буровых платформах, так и для обеспечения питьевой водой поселений с солеными источниками воды (соленые скважины, морское побережье).

Кроме рассмотренных выше существует еще ряд методов опреснения основанных на иных физических процессах, но в настоящее время они не получили широкого распространения или находятся в стадии экспериментальных моделей.

Источник

Как производится бутилированная вода: все этапы производства

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Что необходимо для производства бутилированной воды
• Из каких этапов состоит процесс производства бутилированной воды
• На какие категории делится производимая бутилированная вода
• Как на производстве контролируется качество бутилированной воды

Обычно, приходя в магазин, мы не акцентируем свое внимание на том, как производится бутилированная вода, которую мы приобретаем. Но от того, насколько качественным является этот продукт, во многом зависит наше самочувствие. Ведь, как всем известно, человек почти на 70 % состоит из воды. В этой статье вы можете узнать, как производится питьевая вода.

Что нужно для производства питьевой воды

Что же необходимо для предприятия, на котором производится бутилированная вода? Конечно же, сама вода! Следовательно, в процесс ее изготовления должен быть включен такой этап, как добыча. Сделать пригодной для питья с помощью методов стандартной очистки можно не только обычную воду из водопровода, но даже из лужи. Но тогда получается так называемая «мертвая» вода, не отличающая от дистиллированной.

Рекомендуемые статьи по данной теме:

«Живым» продуктом можно считать только воду, добытую из артезианских скважин, специальных подземных колодцев. В теории подобная скважина может быть пробурена в любом месте, однако есть несколько важных нюансов. Во-первых, ее глубина должна быть достаточно большой, чтобы избежать попадания талых вод. Во-вторых, необходимо тщательное исследование санитарно-эпидемиологической службой не только самой скважины, но и пространства вокруг нее: почвы, земельных слоев.

Помещение, где производится бутилированная вода, тоже проходит проверку на уровень шума, силу вибрации, наличие вентиляции, соблюдение гигиенических норм и других условий. Готовая бутилированная вода должна соответствовать требованиям нормативных документов, а именно СанПина и ГОСТа. Информация о месторождениях артезианских вод в России содержится в особом Кадастре подземных вод.

Все эти трудности пугают бизнесменов, занимающихся производством питьевой воды. Поэтому многие готовы добывать ее только из тех скважин, которые позволяют использовать воду после небольшой очистки или вовсе без неё.

Помещение. Бутилированная вода обычно производится в здании, состоящем только из двух помещений.Одно предназначено для очистки, другое – для розлива воды по бутылям. Также на производстве часто имеется комната для сотрудников и склад готовой продукции.

Помещение должно отвечать требованиям СанПин, которые предъявляются к производству продуктов питания, а также нормам пожарной безопасности. Идеальными можно считать условия, при которых бутилированная вода производится рядом с артезианской скважиной, где её добывают. В обратном случае изготовитель может много потерять на логистике.

Оборудование. Бутилированная вода производится с использованием следующих технологических линий(с учетом добычи из артезианской скважины):

1. Скважинный глубинный насос.
2. Специальный фильтр, угольный и/или песчаный, предназначенный для грубой очистки.
3. Специальный фильтр, используемый для тонкой очистки. С помощью подобных фильтров вода либо очищается от серебра, фтора, натрия и минеральных солей при их избыточном количестве, либо, наоборот, насыщается ими при недостатке этих веществ.
4. Аппараты для озонирования, которые необходимы для дезинфекции воды. Иногда для обеззараживания она сначала подвергается воздействию ультрафиолета.
5. Стерильные емкости, используемые для хранения воды.
6. Автоматическая линия, разливающая воду в бутыли.
7. Полуавтоматический станок, закупоривающий наполненные емкости.

Машина для автоматического наклеивания этикеток.

Немного о работниках предприятия. Бутилированная вода производится при участии примерно 20 человек, минимум треть из которых – персонал, непосредственно работающий с оборудованием.

Этапы производства бутилированной воды

Из артезианской скважины воду извлекают с помощью особых погружных насосов. Затем она по трубам поступает в накопительный приёмный резервуар. Рядом со скважиной, на расстоянии, не превышающем 150 метров, обычно располагается цех для розлива и станция водоподготовки.

Бутилированная вода проходит несколько ступеней очистки. Сначала вода из артезианской скважины поступает на участок водоподготовки. На первом этапе из ее состава удаляют излишки железа и солей магния, то есть производят обезжелезивание и деманганацию.

На следующей стадии происходит умягчение. Чаще всего оно осуществляется методом ионного обмена, который считается наиболее эффективным.

Избыточное количество солей кальция и магния удаляется с помощью ионообменной смолы. Затем вода поступает в напорные фильтры, где проводится механическая и сорбционная очистка для удаления нежелательных химических соединений и вредных примесей. В качестве сорбента для очищения используют активированный уголь.

Следующая ступень – обеззараживание с помощью ультрафиолетового излучения, которое производится в специальных камерах из нержавеющей стали. Когда производится бутилированная вода, фильтры, используемые на этом этапе, не влияют на химический состав воды, оставляя его неизмененным. Болезнетворные микроорганизмы – возбудители полиомиелита, дизентерии, холеры, уничтожаются без использования токсических химикатов.

Последняя ступень водоподготовки называется кондиционированием. Этот этап необходим для того, чтобы концентрация жизненно необходимых для человека химических соединений соответствовала принятым нормам.

На подготовительной стадии для очистки применяют комплексное оборудование. Линии, на которых производится бутилированная вода, состоят из установок напорной механической фильтрации с блоками для аэрации, деманганации, дефторирования, ультрафиолетового обеззараживания и т.д. Они также укомплектовываются набором трубопроводов и запорной арматуры. Бутилированная вода производится почти автоматически, и большая часть систем управляется посредством пульта.

Размещение подобных установок предполагает площадь помещения не менее 50 кв. м. Производительность линий достигает 55 куб. м/час.

После первоначальной подготовки вода попадает в ёмкости предварительного хранения, откуда затем поступает на розлив. Она разливается как в большую тару, объем которой составляет 5, 10 или 19 литров, так и в небольшие бутылки объёмом 0,5, 1 и 1,5 литра.

Для того, чтобы разливать воду по бутылям, применяется следующее оборудование:

• агрегат для подготовительного мытья бутылей;
• автозагрузчик бутылей;
• машина для розлива;
• термотоннель для усадки колпачков – часть линии розлива бутылей, предназначенных для кулеров объёмом 19 литров;
• автомат для укупорки – элемент линий по розливу бутылей, которые закручиваются крышками.

Бутылки передвигаются по разным зонам с помощью ленточных транспортёров. Дополнительно может быть установлен упаковочный автомат. Большие предприятия, на которых производится бутилированная вода, изготавливают ПЭТ-тару самостоятельно. Для этого необходимо установить специальное выдувное оборудование.

Аналогичным образом обрабатывается вода для большинства боттлеров, занимающихся розливом питьевой воды и прочих напитков. По-другому технологию очистки могут выстраивать либо подпольные бизнесмены, разливающие в бутылки воду прямо из водопровода, либо крупные предприятия, имеющие возможность использовать в собственном производстве дополнительные технологии и оборудование: серебряные фильтры, осмотические барьеры и т. д.

На сегодняшний день бутилированная вода производится с помощью автоматизированных процессов. При возникновении сбоя останавливается вся технологическая линия. На больших предприятиях, где производится бутилированная вода, работают собственные лаборатории, в которых каждый час проверяется качество выпускаемой продукции. От каждой партии берутся пробы, которые отправляют для контрольных анализов в лабораторию Центра гигиены и эпидемиологии. Бактериологическое исследование осуществляется один раз в месяц, подробная экспертиза – каждые полгода.

Какие существуют категории бутилированной воды

Вода делится на классы качества в соответствии с СанПиНом 1.4.1074-01 и СанПиНом 2.1.4.1116-02. Первый документ определяет требования для питьевой водопроводной воды, второй – для бутилированной.

Выделяются следующие категории питьевой воды:

• 1-я категория – наиболее качественный продукт, предназначенный для детского питания;
• 2-я категория – вода высшего качества;
• 3-я категория – продукция первого сорта, имеющая наибольшее распространение;
• 4-я категория – водопроводная вода, прошедшая фильтрацию и обеззараживание хлором.

Очищенная вода обязательно должна входить в меню человека, который заботится о своем здоровье. Но даже бутилированная вода, которая прошла все стадии очистки и фильтрацию, а также имеющая в своем составе полезные вещества, подразделяется на две группы:

• Первой категории. Хорошая фильтрованная бутилированная вода, отвечающая всем требованиям нормативных документов по предельной допустимой концентрации минеральных веществ. Её регулярное употребление не наносит вред здоровью человека.
• Высшего качества. Наиболее чистая артезианская или родниковая бутилированная вода, в составе которой полностью отсутствуют химические и биологические загрязнения. Она содержит большое количество полезных микроэлементов, поэтому не только не вредит здоровью, но и способствует его укреплению.

Разделение на эти категории основывается на новых нормах СанПиНа. Для получения продукта I категории иногда может быть достаточно очистки обычной водопроводной воды. Но даже после многоступенчатой очистки она не может сравниться по качеству с продукцией высшей категории, так как этот метод не гарантирует полного удаления из воды хлора, железа и других веществ, мелкие частицы которых все равно остаются.

Питьевая вода высшей категории добывается из подземных источников, не содержащих загрязнений. Такой продукт должен соответствовать ряду критериев:

• Соответствие нормам физиологической полноценности. Важна не только чистота, но и определённое количество полезных веществ, которые изначально содержатся в источнике. Только такая вода будет полезна для организма.
• Безопасный химический состав. Идентификатором воды высшей категории являются не только надпись на этикетке. Бутилированная вода, добытая из альпийских источников, отличается высокой стоимостью. Цена литровой бутылки такой воды на 60-80 рублей больше, чем обычной.

Как при производстве бутилированной воды определяется ее качество

Качество воды – это, прежде всего, чистота. Чем она чище, тем, соответственно, качественнее. Обычно этот показатель определяется биохимической потребностью в О₂. Имеется в виду количество кислорода, содержащегося в воде. В большинстве случаев питьевая вода содержит 1,5 миллиона частиц вещества, сточные воды – 100–450 млн. Получается, чем больше в воде содержится кислорода, тем больше в ее составе разлагаемых органических отходов.

Питьевая вода оценивается также по следующим критериям:

• органолептические показатели: цвет, вкус, запах, мутность и прозрачность;
• степень жесткости;
• кислотность.

Причина жесткости воды – высокое содержание калиевых и натриевых солей. Низким считается уровень кислотности при индексе более 7, высоким – менее 7, нейтральное значение – 7. Бутилированная вода может иметь кислотность от 7,38 до 7,42.

Нормативные документы, регламентирующие качество питьевой воды – санэпиднормы Российской Федерации и правила СанПиН 2.1.4.1116-02. Эти документы устанавливают предельное содержание различных веществ в воде, пригодной для употребления.

Бутилированная и минеральная вода оценивается по составу в соответствии с другими документами. Параметры, которым должна соответствовать бутилированная вода, содержит ГОСТ Р 54316-2011.

Чтобы определить, насколько качественной является бутилированная вода, специалисты пользуются разными способами:

• Метод комплексной проверки. Исследуется, отвечает ли вода нормативам СанПиН. Такая проверка в обязательном порядке проводится на всех предприятиях, где производится бутилированная вода.
• Метод сокращенного анализа. Бутилированная вода в пластиковой или стеклянной таре проверяется по запросам покупателей.

Каждое предприятие, на котором производится бутилированная вода, обязано тщательно соблюдать установленные требования и нормативы. Только тогда она будет соответствовать всем необходимым критериям качества.

Если качество воды оставляет желать лучшего…

Проблему грязной воды в доме можно частично решить установкой качественного фильтра, но в таких системах периодически возникает необходимость замены комплектующих, ведь от этого напрямую зависит, насколько хорошо будет очищена жидкость для питья.

В то же время остается нерешенным вопрос: как добиться того, чтобы на нашем рабочем месте или у ребенка в школе была вода наилучшего качества? Лучшее решение – купить ее с доставкой.

Компания «Айсберг» предлагает выгодные условия для обслуживания своих клиентов:

• бесплатная доставка воды на дом или в офис: покупатели оплачивают только стоимость товара;
• скважины, из которых набирается наша вода, имеют документы регистрации в Государственном водном кадастре РФ;
• для добычи и бутилирования воды используются передовые технологии, что помогает сохранять и преумножать ее качество и природную чистоту;
• мы также реализуем современные кулеры для воды и другое оборудование, изготовленное известными европейскими брендами с учетом существующих стандартов качества. Размеры помп и стеллажей для бутылей варьируются, позволяя установить приборы даже в небольших помещениях;
• доставка питьевой воды на дом или в офис осуществляется по минимальной цене, благодаря постоянным акциям от нашей компании;
• вместе с водой вы можете приобрести одноразовую посуду, чай, кофе и прочую вспомогательную продукцию.

Наша компания производит быструю и выгодную доставку питьевой воды по Самаре и Тольятти. Оформить заявку можно как в телефонном режиме, так и через онлайн-форму на сайте фирмы.

Чистая вода – это ценность, но она не должна быть на вес золота. Наша миссия – обеспечить каждый дом и рабочее место качественной питьевой водой, поэтому мы приготовили для наших клиентов самые выгодные условия.

Источник