Новые возможности технологии обратного осмоса в производстве бутилированной питьевой воды

Технoлoгия oбратнoгo ocмocа нахoдит вcе бoльше применений в пищевoй индуcтрии. Оcoбеннo хoрoшo oна зарекoмендoвала cебя как oптимальный метoд корректировки cолевого cоcтава для производcтва питьевой воды. Обратный оcмоc являетcя баромембранным процеccом, позволяющим очиcтить воду от микроорганизмов, коллоидов, органики, избыточного количеcтва раcтворенных cолей. Однако только этими хорошо извеcтными задачами возможности обратного осмоса не исчерпываются. Используя данную технологию, можно также решить проблему удаления из воды бора и аммония.

Как показывают медико-биологические исследования, бор является сильнодействующим токсичным веществом. Поэтому, если вода из подземных источников, применяемая для производства напитков, минеральной и питьевой воды, характеризуется повышенным содержанием бора, возникает необходимость его извлечения до нормативного уровня: 0,5 мг/л для воды первой категории и 0,3 мг/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, проведенные специалистами НИОКР «НПК Медиана-Фильтр», показали, что самым эффективным и рентабельным методом 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.

Успешным примером применения борселективных мембран стала система водоподготовки на заводе Эдельвейс-Л, г. Липецк.

Увеличение объемов производства на предприятии потребовало увеличение производительности водозабора, но оказалось, что вода из введенной в эксплуатацию дополнительной скважины содержит сверхнормативные концентрации бора. Это, в свою очередь, потребовало модернизации всей системы водоподготовки. Для решения этой задачи была выбрана «НПК Медиана-Фильтр», предложившая наилучшие финансовые условия и разработавшая эффективную безреагентную технологическую схему 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 при помощи задвижек, установленных на трубопроводе от каждой скважины. 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-ти 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 рН. 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.


Рис.1 Схема водоподготовки для завода Эдельвейс-Л

1. Блок смешения 2. Фильтр грубой очистки 3. Бак исходной воды 4. Насосная станция 5. Ввод озона для санации 6. Засыпной механический фильтр 7. Засыпной угольный фильтр

8. Станция дозирования антискаланта 9. Блок микрофильтрации 10. УФ-стерилизатор 11. Установка обратного осмоса 12. Блок подмеса осветленной воды 13. Бак подготовленной воды