Получение физиологически полноценной питьевой водыПромышленная водоподготовка и очистка сточных вод

logo

EnglishGermanItalianRussian

Водоподготовка пищевая промышленностьНашей компанией, разработана линейка установок, получения физиологически полноценной воды, под торговой маркой MES RO(NF) Food. Производительность типовых установок от 1 до 30 м3/час, возможно изготовление установок и большей производительности, по отдельному проекту.
Вода употребляемая человеком в пищу, должна по меньшей мере, не наносить ущерб его здоровью, а в идеале должна снабжать организм необходимыми макро и микроэлементами, и утолять жажду.
Понятие физиологической полноценности питьевой воды и соответствующие нормативы были впервые введены в Российской Федерации в 2002 году с момента введения в действие санитарных правил на бутилированную воду – СанПиН 2.1.4.1116–02. Удивительно, но Россия первой из всех развитых стран ввела такое требование к питьевой воде. Сегодня, подобные нормативы введены уже и во многих других странах.
Удалить из воды растворенные соли, возможно, с помощью нанофильтрации и обратного осмоса. Однако, использование обратного осмоса для очистки водных сред с солесодержанием до 3 г/л приводит к практически полному их обессоливанию и, как следствие, невозможности использования в качестве питьевой воды без искусственной ее минерализации. Это особенно важно для регионов, где применение обратного осмоса может привести к практически полному обессоливанию, что крайне нежелательно, поскольку употребление в пищу воды с содержанием кальция менее 20 мг/л вызывает остеопороз, очень неприятное заболевание опорно-двигательной системы, а отсутствие калия и магния очень негативно влияет на сердечно-сосудистую систему. Есть и еще одна большая опасность, употребления осмотической (деминерализованной) воды. И заключается она, в вымывании солей из клеток организма и снижению внутриклеточного давления. Данное явление известно в медицине как гипертония, последствия знакомы каждому.
Применение нанофильтрации, позволяет получать физиологически полноценную питьевую воду с хорошими органолептическими свойствами. Очень часто и совершенно незаслуженно нанофильтрацию недостаточно информированные технологи воспринимают как «плохой» обратный осмос, хотя именно этот процесс в большинстве случаев пригоден для получения полноценной высококачественной питьевой воды со значительно меньшими по сравнению с обратным осмосом капитальными и эксплуатационными затратами. Дело в том, что современные нанофильтрационные мембраны и элементы на их основе позволяют с разной степенью задерживать соли, состоящие из моно- или поливалентных ионов. Так, например, сульфаты, карбонаты, фосфаты задерживаются на 96 и более процентов, а хлориды, бикарбонаты, нитриты и т.д. – на 50 – 70 процентов. Значительно лучше задерживаются соли кальция, магния, железа, марганца, тяжелых металлов, чем соли натрия, калия, лития.

Одной из особенностей данной серии установок, является возможность при практически любом исходном качестве воды (содержание солей до 2 г/л, подземные и поверхностные воды), получить физиологически полноценную воду (содержащую необходимый уровень солей), соответствующую высшей категории СанПиН 2.1.4.1116–02. Данная вода пригодна для бутилирования, приготовления купажей и напитков в алкогольной и безалкогольной промышленности, применении в пивоварении (солевой состав фильтрата легко регулируется и может быть подстроен под желаемый уровень солесодержания), а так же данная вода может непосредственно подаваться населению для питьевых целей.
Система будет состоять из предварительного мешочного фильтра 100-20 мкм (либо механического самопромывного фильтра), узлов химической мойки и стерилизации, узла дозирования антискаланта, блока мойки с балансной емкостью и блока обратного осмоса.
Система будет выполнена во варианте без промежуточных емкостей (от сети водоразбора) с работой в тангенциальном режиме, что исключит зарастание системы водорослями и простейшими.
Трубопроводы и запорная арматура будут выполнены из ПВХ (контур низкого давления) и нержавеющей стали AISI304L (контур высокого давления) с сертификатами допуска в химические и пищевые производства. Насосы выполнены из нержавеющей стали AISI304L. Вся установка собрана на единой раме из нержавеющей стали AISI304L. Качество пермиата (фильтрата) установки регулируется и контролируется кондуктометрически встроенными в систему датчиками проводимости.
Система полностью автоматизирована, не требует присутствия оператора (оператор необходим только для замены канистр с растворами антискаланта и кислоты). Обслуживание системы выполняется один раз в 2-3 года, требуется замена обратно осмотических фильтрационных элементов, выполняется персоналом фирмы производителя или уполномоченными представителями заказчика (после прохождения обучения), в это же время производиться замена сальниковых уплотнений насосов, манжет мембранных корпусов, пермиатных трубок и диагностика элементов КИПиА.
Мойка и стерилизация установки производиться автоматически раз в сутки, специальными реагентами, например MES AlphaClean D (полностью готовое концентрированное моющее средство с дезинфицирующим эффектом) или аналогичными средствами.
Применение данных реагентов гарантирует долговременную работу мембранных элементов и установки в целом, без операционных затрат на скорую замену элементов и ремонт оборудования, срок службы мембранных элементов продляется, в среднем на 1-2 года.
Установка выполняется на мембранных элементах ЗАО “РМ “Нанотех”. Используются мембранные элементы стандартного типоразмера 8040 и могут быть заменены на аналоги от любого производителя.

ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА

Главной особенностью и основным преимуществом установок данной серии (MES RO) является схема компоновки с “циркуляционным контуром” и использование Нанофильтрационных мембранных элементов, что определяет ее плюсы и минусы:

ПЛЮСЫ

  • легко и полностью в автоматическом режиме проводить CIP мойку и стерилизацию установки, в регулярном согласованном с производством графике,
  • равномерное распределение нагрузки по мембранным элементам, что значительно увеличивает срок их службы,
  • возможность регулировки качества пермиата “на лету”, простым заданием в контроллере системы,
  • гибкость в производстве фильтрата (пермиата) – его количество легко регулируется заданием в контроллере и может плавно возрастать и падать в зависимости от внешних датчиков (например, датчика уровня в накопительной емкости), при этом существенно экономиться вода (15-20% экономии от “классических” систем без циркуляционного контура), при этом установка всегда в работе, даже при полной остановке производства, до момента ее принудительного отключения,
  • легко провести модернизацию (повышение производительности) системы добавив дополнительные циркуляционные контуры, без существенных капиталовложений,
    возможность получения фильтрата (пермиата) различного качества с одной и той-же установки,
  • высокая степень конверсии воды (отношение количества фильтрата к количеству исходной воды) — регулируется от 50 до 95%, что помогает выработать оптимальные параметры работы для уменьшения сбросов загрязненной воды,
  • возможность получения физиологически полноценной воды (в случае применения в установке нанофильтрационных мембран) с регулируемым составом солей Калия (К+) и Натрия (Na+),
  • полное удаление тяжелых металлов и пестицидов (99.7%),
  • улучшение органолептических свойств купажей безалкогольных напитков за счет присутствия солей натрия и калия,
  • возможность точной “подгонки” воды для процессов брожения в пивоварении – повышение органолептических показателей пива, без ухудшения качества микробиологической чистоты подаваемой воды (пермиат установки – стерилен).

МИНУСЫ

  • Капитальная стоимость установок этого типа выше “Классических” на 15-30%
  • Выше на 7-12% расход электроэнергии по сравнению с “Классическими” установками.

АВТОМАТИЗАЦИЯ

Автоматизация системы выполнена на компонентах Siemens AG и Danfoss. Установка полностью контролируется через экран интерфейса оператора (в системах производительностью более 2м3/ч). Интерфейс оператора используется для мониторинга установки, запуска функций, настройки параметров, подтверждения или сброса аварийных сигналов. В процессе работы на установке MES RO требуется только периодический контроль заданных технологических параметров. Система управления включает основные аварийные сигналы для защиты оборудования в процессе эксплуатации. В систему так же входят датчики контроля проводимости, система может поддерживать качество пермиата, основываясь на их показаниях, либо исходя из настроек оператора. Система управления может подключаться практически к любой системе SCADA*, по шине ProfiBus DP (дополнительная опция).

РЕСУРСЫ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ УСТАНОВКИ

  • Электрическая мощность – 3х380В, “земля” и “ноль” разделены.
  • Сжатый воздух – трубка 6мм, давление не менее 4 бар. (управление клапанами) расход не более 200 нл/мин

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ ВЫСШЕЙ КАТЕГОРИИ ПО СанПиН 2.1.4.1116–02

Показатель качества

Общий норматив

Норматив для воды высшей категории

Общая минерализация, мг/л

100–1000

200–500

Жесткость, мг-экв/л

1,5–7

1,5–7

Щелочность, мг-экв/л

0,5–6,5

0,5–6,5

Кальций (Са2+),

25–130

25–80

Магний (Mg2+), мг/л

5–50

5-50

Калий (К+), мг/л

2–20

2–20

Бикарбонаты (НСО3), мг/л

30–400

30–400

Фторид-ион (F), мг/л

0,5–1,2

0,6–1,2

Йодид-ион (I), мг/л

0,01–0,125

0,04–0,06

ЗНАЧИМОСТЬ НЕКОТОРЫХ МИКРО И МАКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА

ОБЩАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ — питьевой воды должна быть в пределах 100–1000 мг/л. Наличие в воде необходимых солей и микроэлементов важно для обеспечения водно-солевого баланса, кислотно-щелочного равновесия.

ЖЕСТКОСТЬ – важнейший параметр качества питьевой воды, имеющий значение для нормальной деятельности сердечно-сосудистой системы. Жесткость доброкачественной, физиологически полноценной питьевой воды должна находиться в пределах 1,5–7 мг-экв/л.

КАЛЬЦИЙ — участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран и регуляции проведения нервных импульсов, участвует в процессах клеточного иммунитета и в углеводном обмене. Кальция в доброкачественной питьевой воде должно быть в пределах 25–130 мг/л. В воде высшей категории качества – в пределах 25–80 мг/л.

МАГНИЙ — участвует в энергетическом обмене, синтезе нуклеиновых кислот, проводимости нервных импульсов, в иммунологических реакциях. Норматив содержания магния в качественной питьевой воде 5–50 мг/л.

КАЛИЙ — необходим для нормальной деятельности сердечной мышцы, участвует в регуляции осмотического давления в клетках. Калий должен присутствовать в питьевой воде в интервале значений 2–20 мг/л.

ФТОР — является необходимым средством профилактики кариеса, а также целого ряда сопутствующих заболеваний желудочно-кишечного тракта и выделительной системы, аллергизации организма. Норматив концентрации фторид-иона в питьевой воде составляет 0,5–1,5 мг/л, но для детей он гораздо уже и составляет только 0,6–0,7 мг/л. Превышение его содержание тоже плохо, так как способно вызвать флюороз (противоположность кариесу).

ЙОД — выполняет важнейшие функции по обеспечению нормального умственного развития плода и ребенка. Важный период – от внутриутробного развития до окончания полового развития ребенка. Критически важным является период со второй половины беременности и до достижения ребенком трехлетнего возраста.

Йод имеет также важное значение для организма взрослых людей. При его дефиците развивается заболевание щитовидной железы и много других патофизиологических явлений, а также повышается поглощение организмом радиоактивного йода из радиационно-загрязненной окружающей среды. Норматив содержания йодид-иона в питьевой воде довольно широкий, от 0,01 до 0,125 мг/л. В воде высшей категории качества и воде для детей его концентрация должна быть строго в пределах 0,04–0,06 мг/л.