33.3. Технологічні стадії процесу підготовки водидо виробництва

У залежності від якості вихідної води і вироблюваного напоюфункціональна схема водопідготовки має нижчеподані технологічністадії (рис. 33.1).

Виробництво газованих безалкогольних напоїв - багатостадій-ний процес із застосуванням апаратів і машин різного призначення(рис.33.2).

Вибір способу водопідготовки залежить від якості вихідної во-ди, прийнятої технології виробництва, потужності підприємства і ви-значається індивідуально для кожного заводу з урахуванням власти-вих йому особливостей. Для одержання води, що відповідає вимогамбезалкогольного виробництва, допускається використання комбінова-них схем водопідготовки, що включають кілька способів.

Знезалізення води здійснюють шляхом фільтрування її через пі-скові фільтри без реагентів і з додаванням реагентів для модифікуван-ня кварцового піску. Спосіб заснований на утворенні каталітичноїплівки з окислів заліза на поверхні зерен піску, яка інтенсифікує про-цес виділення з води заліза у виді гідрату окису.

Для проведення процесу знезалізення можуть бути використанірізні види піскових фільтрів, наприклад, фільтри марки ШЗ-ВФА, од-но- і двопоточні. Як додатковий фільтр можуть бути використані фі-льтри марки ПЧВМ-2,5-001 або глибинні фільтри типу Ф0Ж-2,5-033.

Пісковий вертикальний фільтр - циліндричний апарат із криш-кою і днищем, обладнаний знімним перфорованим диском товщиною4-5 мм, розташованим на відстані 100 мм від днища. На верхній пове-рхні перфорованого диска закріплена дрібновічкова сітка із шаромкварцового піску висотою 1-1,2 м, на яку покладений перфорованийдиск товщиною 2-3 мм, що рівномірно розподіляє потік води, що фі-льтрується. Рух води через шар кварцового піску здійснюється за ра-хунок різниці тисків над фільтруючим шаром і під ним. Різниця тис-ків, у свою чергу, залежить від швидкості фільтрування, розміру зерені висоти фільтруючого матеріалу. Кварцовий пісок повинний мати зе-рнисту, гострокутну структуру з розміром часток від 0,5 до 2,5 мм.Модифікацію кварцового піску проводять через 1-3 цикли його про-мивання.

Вода мутністю понад 1,0 мг/дм3 повинна бути спеціально обро-блена з метою її освітлення. Освітлення води проводять способом від-стоювання і коагулювання.

Спосіб відстоювання води рекомендується для заводів із проду-ктивністю 0,5-1,0 млн дал напоїв у рік.

Відстоювання проводиться у відстійниках періодичної або без-перервної дії. Періодично діючий відстійник являє собою сталевийабо залізобетонний резервуар, що наповняється водою. Тривалістьпроцесу відстоювання залежить від розміру зважених часток, її вста-новлюють дослідним шляхом.

Відстійник безперервної дії являє собою циліндричний резерву-ар з конічним дном. У центрі відстійника розташована труба, що роз-ширюється на нижньому кінці патрубком, по трубі вода надходить увідстійник. При виході з патрубка швидкість руху води зменшується, івона повільно піднімається (зі швидкістю 4-5 м/с) нагору. Швидкістьпідйому води менша швидкості осадження зважених часток, тому во-ни рухаються до конусної частини відстійника, з якої періодично ви-даляються в каналізацію. Прозору воду відводять зі збірних жолобів,що знаходяться у верхній частині відстійника.

Коагуляцією досягається прискорення процесу осадження ко-лоїднодисперсних домішок з частками розміром 0,1-10 мкм, що утри-муються у воді. Найбільш типовими з цих домішок є кремнієва кисло-та і гуминові речовини.

Знезаражування води досягається фільтруванням її через фільт-ри, хлоруванням; обробкою іонами срібла, бактерицидним опромінен-ням, ультразвуковими хвилями.

Фільтрування води проводять з метою видалення з неї грубо ди-сперсних домішок з частками розміром понад 1,0 мкм. Для фільтру-вання води застосовують відкриті (самопливні) або закриті (напірні)фільтри. У відкриті фільтри вода надходить самопливом, у закриті по-дається насосом або з напірних баків під тиском, необхідним для по-долання опору фільтруючого шару і комунікацій. Фільтри закритоготипу в залежності від фільтруючого матеріалу або конструкції фільт-руючого елемента підрозділяються на піскові, вугільно-піскові, плас-тинчасті, керамічні.

Зм'якшення води проводять для зниження загального вмісту вній солей (знесолення) і, насамперед, для зменшення концентрації со-лей жорсткості. Процес зм'якшення характеризується зниженням та-ких показників: твердості, лужності води, вмісту іонів кальцію, маг-нію, сухого залишку.

Зм'якшують воду реагентними, іонообмінними, електродіаліз-ними і мембранними способами.

Реагентні способи зм'якшення води (вапняний і вапняно-содовий) засновані на зв'язуванні аніонами іонів кальцію і магнію, щомістяться у воді; а також на зв'язуванні катіонами карбонат-іонів зутворенням важкорозчинних з'єднань, що випадають в осад.

Вапняно-содовий метод зм'якшення може бути періодичним абобезперервним. При періодичному способі установка повинна мати ре-зервну апаратуру, що дозволяє інтенсифікувати процес.

Електродіалізний спосіб зм'якшення води (рис. 33.3) рекоменду-ється застосовувати для обробки води зі вмістом солей понад1500 мг/дм3.

Електродіалізний апарат конструктивно являє собою апаратфільтр-пресового типу з горизонтальним розташуванням робочих ка-мер і призначений для електрохімічного знесолення води. В апаратвходять два титанових електроди, платинованих з робочої сторони.Між електродами розташовані електродні камери для промиванняелектродів, пакет робочих і поворотних рамок з турбулізаторами, щоутворює камери опріснення і концентрування, розділені в послідовно-сті, що чергується, аніонітними і катіонітними мембранами. У рамкахі мембранах є пази для проходу води.

У верхній і нижній частині апарат обмежений притискнимиплитами з отворами для монтажу підвідних і відвідних трубопроводів.Для розподілу робочих і промивних потоків і ізоляції електродів відпритискних плит служать розподільні плити.

В установці використовуються гетерогенні мембрани.

Мембранний спосіб зм'якшення води, заснований на принципізворотного осмосу, може бути використаний для обробки вод будь-якого солевмісту.

Для обробки води використовуються системи попередньої під-готовки води, що складаються з блоку глибинних фільтрів, блоку до-зування стабілізуючих розчинів і системи мембранної підготовки.

Системи мембранної підготовки складаються з блоків рулоннихзворотньоосмотичних роздільників, а також збірників вихідної водипермеату, концентрату, миючих засобів, розчинів кислот, дозуючихнасосів і насосів високого тиску.

Обробка води на іонообмінних фільтрах включає такі стадії:

фільтрування води через підготовлений фільтр до насиченняобмінної робочої ємності іоніту;

розпушення іоніту висхідним потоком розчину промивноїводи;

регенерація іоніту;

відмивання від іоніту, солей жорсткості і надлишку регене-раційних розчинів (рис. 33.4).

Іонообмінний фільтр являє собою вертикальний резервуар висо-тою 3,2-3,6 м, діаметром від 1 до 3 м. Фільтр постачений дренажнимпристроєм, на який насипається тришарова підстилка з кварцовогопіску висотою 400 мм (з різними розмірами зерен у кожнім шарі). Накварцовий пісок насипають іоніт шаром 1,5-2 м, залишаючи вільним35 % обсягу з урахуванням розширення іоніту при розпушенні і рів-номірному розподілі зм'якшеної води по перетину фільтра. Робочийтиск у фільтрі складає 0,6 МПа.

Для обробки води іонообмінним способом використовується іо-нообмінна установка продуктивністю 10-12 м3/ч. Технологічна схемапроцесу, що включає основний і допоміжний процеси обробки води,представлена на рисунку 33.4.

Установка обробки води реагентним способом (рис. 33.5) скла-дається з накопичувально-реакційної ємності 1, піскового 2 і вугільно-

Як фільтр тонкого очищення використовуються фільтр-преси,заправлені фільтр-картоном, свічкові фільтри або спеціальні полірува-льні фільтри.

Контроль технологічного процесу підготовки води включає кон-троль якості вихідної води, реагентів і обробленої води.