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1、純凈水的特征

20世紀90年代以來,隨著經濟的發展,環境污染日趨嚴重,水源水質變差,自來水原水水質下降,同時,生活水平的提高及自我保健意識的加強,人們對飲水質量越來越重視,對潔凈水的期盼越來越高,甚至認為水越純凈越好。于是市場上便產生了各種名稱很好聽的水的產品,實際上,它們都屬于“純凈水”的范疇。

瓶裝飲用純凈水是指以符合《生活飲用水衛生標準》的水為原料,通過電滲析法、離子交換法、反滲析法、蒸餾法以及其他適當的加工方法制得的,密封于容器中且不含任何添加物可直接飲用的水。其水質標準應符合國家《瓶裝飲用純凈水標準》(GB19298-2014)。

當然,純凈水的各項理化及微生物指標的數值是一個限值,其水質特征可以歸納為:可飲用;感觀上清澈透亮,無任何肉眼可見物,無色,無味;微生物指標要求高,不得檢出致病菌、霉菌、酵母菌的檢測;對有機物、致癌物、重金屬等各類有毒有害物質的去除要求更高,口感上甘甜醇和;不含任何添加物。

2、純凈水的一般處理流程與設備

(1)、國內純凈水生產工藝的發展

飲用純凈水的原料大都是使用地下水或自來水,原水水質一般滿足我國《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)。飲用純凈水的生產就是對自來水(或地下水)進行深度處理進一步去除水中的各類雜質,提高感官性狀,保證毒理學指標,尤其是去除水中的溶解性固體,以提高水的口感,制備出可以直接飲用的、完全滿足我國《瓶裝飲用純凈水標準》(GB17323-1998)的優質水。

我國最早的純凈水生產線的制造工藝流程是既采用了反滲透、微孔過濾、臭氧消毒等新技術,又保留了離子交換的傳統除鹽方法,出水水質穩定且有保證,但在操作上較復雜。

二級反滲透(RO)系統是目前我國純凈水的制造的主流工藝。該工藝技術

已在許多著名的純凈水制造企業中應用,如娃哈哈、康師傅、維維、正廣和、養生堂等企業。系統可24h連續穩定運行,制造的純凈水透明度高,口感佳,微生物指標控制安全穩定。

根據膜技術的發展,近幾年納濾技術在工業上應用廣泛。在新的純凈水處理工藝中可以利用納濾代替一級反滲透,即組成納濾反滲透純凈水系統,在某種程度上優于二級反滲透系統,如運行壓力略低、對原水的適應性較強等,生產成本也有所下降

(2)、純凈水處理系統的單元組成與工藝流程

純凈水生產線由水處理系統和灌裝系統組成,其中水處理系統可分為預處理(多介質過濾、活性炭吸附、預軟化)、中段處理(保安過濾、高壓泵、一級或二級反滲透)和終端處理(臭氧消毒、終端過濾)三大部分。

(3)、純凈水生產工藝中單元處理方法的選擇

飲用純凈水的生產工藝和設備的設計,應根據原水水質選擇恰當的單元處理方法與設備,組成合理的工藝流程系統。

以某城市常規自來水(濁度3NTU,硬度5~6mmol/L,電導1500~1600S/cm)為例,工藝中均有砂濾、活性炭吸附、臭氧消毒等技術,除硬、除鹽常用離子交換、電滲析、反滲透技術。

復床混床工藝投資低,但是離子交換樹脂再生復雜,而且出水中有有機胺等異味,為此在離子交換后面必須再設置活性炭吸附及微濾或超濾,這就增加了工藝的復雜性。因此制取飲用純凈水不宜采用復床混床、電滲析混床、反滲透混床工藝。

二級反滲透工藝與電滲析反滲透工藝比較,不僅設備投資低,而且制水成本也低。所以除對現有電滲析的改造,可采用在電滲析后面增加反滲透外,對新建的制水設備,一般可不采用電滲析工藝。離子交換和電滲析只能去除水中鹽類,而不能去除水中微生物等,但反滲透既可去除水中鹽類,又可去除水中有機物及細菌、病毒等有害雜質,這是反滲透制取純凈水的最大優點。

3、純凈水制備工程實例

(1)、設備配置

①砂濾(石英砂)石英砂過濾器主要過濾水中大顆粒、絮體雜質,減小精濾器的負荷。

②活性炭吸附器主要去除原水中前道工序難以去除的余氯(聚酰胺膜不耐余氯)、三氯甲烷、農藥等有害物質,同時實現水的脫色、除異味。

③軟化處理軟化處理采用全自動樹脂交換軟水器,采用強酸型苯乙烯陽離子交換樹脂,吸附去除水中鈣鎂離子。降低原水硬度。樹脂再生采用食鹽溶液,采用自動控制運行。

④精濾前級處理工序在工作與反沖洗切換期間可能會導致處理效果的短時間降低,采用5m精濾防止RO膜的堵塞,減少膜的反沖洗以提高產量。

⑤膜組件采用數個RO膜組件構成一組以提高過濾面積,選用從美國海德能公司進口的節能型聚酰胺膜。與傳統復合膜相比,具有如下優點:膜流量高,可以在較低水壓和較高流速下保持高脫鹽率(>97%),淡水流速幾乎達到其他復合聚酰胺膜的兩倍,可降低膜組件的投資;機械強度好,清洗方便,采用管束結構,相同體積的膜組裝置的過濾面積比卷式膜增加12%,因此減少了膜組件的體積;膜對水質適應性強,由表可知進水pH值在3~10均可;膜運行壽命長,在設計工況下可達3~5a。

⑥活性炭過濾器膜組件后增設活性炭過濾器可以改善出水的口感,提高瓶裝水的商業價值。