純凈水處理及應(yīng)用

1、純凈水的特征

20世紀(jì)90年代以來,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,水源水質(zhì)變差,自來水原水水質(zhì)下降,同時(shí),生活水平的提高及自我保健意識(shí)的加強(qiáng),人們對(duì)飲水質(zhì)量越來越重視,對(duì)潔凈水的期盼越來越高,甚至認(rèn)為水越純凈越好。于是市場(chǎng)上便產(chǎn)生了各種名稱很好聽的水的產(chǎn)品,實(shí)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(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》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(dāng)?shù)募庸し椒ㄖ频玫?密封于容器中且不含任何添加物可直接飲用的水。其水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合國家《瓶裝飲用純凈水標(biāo)準(zhǔn)》(GB19298-2014)。

當(dāng)然,純凈水的各項(xiàng)理化及微生物指標(biāo)的數(shù)值是一個(gè)限值,其水質(zhì)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(biāo)要求高,不得檢出致病菌、霉菌、酵母菌的檢測(cè);對(duì)有機(jī)物、致癌物、重金屬等各類有毒有害物質(zhì)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(shè)備

(1)、國內(nèi)純凈水生產(chǎn)工藝的發(fā)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(zhì)一般滿足我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)。飲用純凈水的生產(chǎn)就是對(duì)自來水(或地下水)進(jìn)行深度處理進(jìn)一步去除水中的各類雜質(zhì),提高感官性狀,保證毒理學(xué)指標(biāo),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(biāo)準(zhǔn)》(GB17323-1998)的優(yōu)質(zhì)水。

我國最早的純凈水生產(chǎn)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(shù),又保留了離子交換的傳統(tǒng)除鹽方法,出水水質(zhì)穩(wěn)定且有保證,但在操作上較復(fù)雜。

二級(jí)反滲透(RO)系統(tǒng)是目前我國純凈水的制造的主流工藝。該工藝技術(shù)

已在許多著名的純凈水制造企業(yè)中應(yīng)用,如娃哈哈、康師傅、維維、正廣和、養(yǎng)生堂等企業(yè)。系統(tǒng)可24h連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,制造的純凈水透明度高,口感佳,微生物指標(biāo)控制安全穩(wěn)定。

根據(jù)膜技術(shù)的發(fā)展,近幾年納濾技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。在新的純凈水處理工藝中可以利用納濾代替一級(jí)反滲透,即組成納濾反滲透純凈水系統(tǒng),在某種程度上優(yōu)于二級(jí)反滲透系統(tǒng),如運(yùn)行壓力略低、對(duì)原水的適應(yīng)性較強(qiáng)等,生產(chǎn)成本也有所下降

(2)、純凈水處理系統(tǒng)的單元組成與工藝流程

純凈水生產(chǎn)線由水處理系統(tǒng)和灌裝系統(tǒng)組成,其中水處理系統(tǒng)可分為預(yù)處理(多介質(zhì)過濾、活性炭吸附、預(yù)軟化)、中段處理(保安過濾、高壓泵、一級(jí)或二級(jí)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(chǎn)工藝中單元處理方法的選擇

飲用純凈水的生產(chǎn)工藝和設(shè)備的設(shè)計(jì),應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)選擇恰當(dāng)?shù)膯卧幚矸椒ㄅc設(shè)備,組成合理的工藝流程系統(tǒng)。

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

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

二級(jí)反滲透工藝與電滲析反滲透工藝比較,不僅設(shè)備投資低,而且制水成本也低。所以除對(duì)現(xiàn)有電滲析的改造,可采用在電滲析后面增加反滲透外,對(duì)新建的制水設(shè)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(jī)物及細(xì)菌、病毒等有害雜質(zhì),這是反滲透制取純凈水的最大優(yōu)點(diǎn)。

3、純凈水制備工程實(shí)例

(1)、設(shè)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(zhì),減小精濾器的負(fù)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(nóng)藥等有害物質(zhì),同時(shí)實(shí)現(xiàn)水的脫色、除異味。

③軟化處理軟化處理采用全自動(dòng)樹脂交換軟水器,采用強(qiáng)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(dòng)控制運(yùn)行。

④精濾前級(jí)處理工序在工作與反沖洗切換期間可能會(huì)導(dǎo)致處理效果的短時(shí)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(chǎn)量。

⑤膜組件采用數(shù)個(gè)RO膜組件構(gòu)成一組以提高過濾面積,選用從美國海德能公司進(jìn)口的節(jié)能型聚酰胺膜。與傳統(tǒng)復(fù)合膜相比,具有如下優(yōu)點(diǎn):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(dá)到其他復(fù)合聚酰胺膜的兩倍,可降低膜組件的投資;機(jī)械強(qiáng)度好,清洗方便,采用管束結(jié)構(gòu),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(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng),由表可知進(jìn)水pH值在3~10均可;膜運(yùn)行壽命長,在設(shè)計(jì)工況下可達(dá)3~5a。

⑥活性炭過濾器膜組件后增設(shè)活性炭過濾器可以改善出水的口感,提高瓶裝水的商業(yè)價(jià)值。