Очистка воды на производстве

Максимальный экономический эффект!

Производство — любой государственный, муниципальный либо частный объект, на котором в технологических и производственных целях используется вода.

В современном мире с его высокоразвитыми технологиями все большее значение приобретает качество исходного сырья и сопутствующих технологическому процессу продуктов. Наиболее часто в производственных процессах используется вода. Поэтому на предприятиях различных отраслей промышленности стоит задача получить воду, соответствующую определенным требованиям. Практически невозможно обобщить правила проектирования и подбора систем промышленной очистки воды для различных отраслей человеческой деятельности. Водоподготовка для производственных целей — это сложный и многоэтапный процесс, требующий использования целого ряда комплексов современного водоочистного оборудования. Промышленные предприятия, в зависимости от своего профиля и технологической специализации, используют воду в разных качествах. Можно обозначить следующие направления использования воды в технологических и производственных процессах:

  • Вода выступает в качестве сырья для конечного продукта. Например, в пищевой промышленности, в производстве косметических средств, лекарственных препаратов, авто-косметики и т. д. В этом случае от применяемой воды напрямую зависит качество получаемого продукта и его конкурентные преимущества.
  • Вода используется в технологическом процессе. Например, для линий гидроабразивной резки, для линий порошковой окраски, в электронной промышленности. В этом случае от параметров воды может зависеть надежность и срок работы используемого оборудования (как правило, дорогостоящего) или качество получаемого изделия.
  • Вода сопутствует технологическому процессу, как, например, оборотная вода систем охлаждения, нагрева, кондиционирования и т. п. От ее качества зависит срок службы коммуникаций.
info 5 pic 1
Промышленная установка для умягчения и осветления воды

Эти основные направления использования воды на производстве условно можно разделить на несколько категорий, согласно которым нормируется качество используемой воды. Для каждой из этих категорий существуют нормативные документы, определяющие допустимые параметры качества и необходимую степень очистки воды, применяемой в производственных целях.

Вода питьевая. Требования к питьевой воде в Российской Федерации регламентируются СанПиН 2.1.4.1074-01«Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды». Питьевая вода необходима в пищевой промышленности, производстве алкогольных и безалкогольных напитков, для обеспечения питьевых нужд сотрудников предприятий.

Вода дистиллированная. Требования к такой воде изложены в ГОСТ 6709-72 "Вода дистиллированная. Технические условия". Основным показателем, определяющим качество дистиллированной воды, является ее электропроводность, которая должна быть не более 5 мкОм/см. Может также использоваться обратная электропроводности величина — электрическое сопротивление — для дистиллированной воды оно должно быть не менее 200 кОм*см.

Дистиллированная вода требуется на многих химических производствах, в лабораториях, на типографиях и т. д.

Вода деионизованная. Понятие деионизованной воды достаточно условное — для разных технологических процессов требования к такой воде могут быть разные. Основным параметром, относительно которого нормируется деионизованная вода, является ее электрическое сопротивление. В зависимости от назначения, может требоваться получение воды с сопротивлением 500 кОм*см и более.

Деионизованную воду используют в электронном приборостроении и во многих других технологических процессах.

Вода сверхчистая. Такая вода не должна содержать практически никаких ионов солей. Сопротивление сверхчистой воды составляет 12-18 МОм*см.

Такая вода применяется в микроэлектронике, при выращивании кристаллов и т. д. Здесь следует обратить внимание, что «время жизни» сверхчистой воды измеряется секундами, при контакте с воздухом вода мгновенно впитывает в себя углекислый газ, который, превращаясь в гидрокарбонаты, понижает электрическое сопротивление воды. Поэтому оборудование для глубокой очистки воды должно находиться в непосредственной близости от точки её использования.

Вода специального назначения, нормируемая по параметрам, важным для конкретного технологического процесса. Например, может не допускаться концентрация каких-либо отдельных ионов или органических веществ выше заданной величины. Разработаны нормативы к воде для гальванического производства, для паровых котлов, для аквариумов и океанариумов и т. д.

info 5 pic 2
Комплексная система водоподготовки производственного объекта (удаление механических примесей, обезжелезивание, деманганация и умягчение воды)

Как мы видим, для различных областей промышленности может требоваться вода совершенно разного качества. Но есть одно требование, общее для всех предприятий, — это СТАБИЛЬНОСТЬ результата. Поэтому при проектировании систем водоподготовки для производственных целей особое внимание необходимо уделять качеству исходной воды, которая к слову может менять свой химический и бактериологический состав, а также инженерно-техническому сопровождению водоочистного оборудования в течении всего срока эксплуатации. Инженерно-сервисный центр нашей компании осуществляет постоянный мониторинг всех находящихся в эксплуатации систем водоподготовки, проводит своевременное сервисное обслуживание установленного оборудования, контролирует качество исходной и очищенной воды.

Разработка и внедрение систем водоподготовки на производстве позволяет продлить срок службы водоснабжающего и нагревательного оборудования в 2-3 раза, снизить энергопотребления водонагревательного оборудования на 30-50%, уменьшить расход воды на 20-30%.

Обсудим подробнее, какие же факторы оказывают влияние на выбор метода очистки воды и комплектацию системы водоподготовки для производства? Какую задачу по подготовке воды не пришлось бы решать, основополагающими факторами которые в первую очередь необходимо учитывать при проектировании и подборе водоочистного оборудования всегда будут:

  • требования к качеству подготовленной воды;
  • качество исходной воды;
  • необходимые объёмы очищенной воды;
  • режим водопотребления;
  • индивидуальные особенности объекта.

Кроме перечисленных выше основных факторов, применяемые аппаратурно-технологические решения в каждом конкретном случае могут зависеть от десятков других параметров, включающих в себя показатели, присущие только данному объекту. Так же следует учитывать, что зачастую на одном промышленном объекте необходимо применение нескольких схем очистки воды, реализующих различные методы, использующие различное оборудование и материалы и производящие подготовку воды до различных степеней очистки. Иногда их можно рассматривать как совокупные подсистемы совокупной системы очистки воды на предприятии в целом. В связи с тем, что процесс очистки воды представляет собой достаточно сложное и дорогостоящее мероприятие, очистка в большинстве случаев осуществляется до минимально приемлемого уровня для данного технологического процесса. В большинстве случаев технологическая схема очистки и подготовки воды включает в себя следующие основные этапы:

  • механическая очистка воды от нерастворимых примесей;
  • обезжелезивание и деманганация воды;
  • удаление органических загрязнений (обесцвечивание, дезодорация);
  • умягчение воды;
  • обессоливание;
  • удаление микробиологических загрязнений;
  • коррекция состава воды (щелочности, кислотности, содержания отдельных элементов).
info 5 pic 3
Промышленная система для удаления механических примесей и осветления воды

Существуют так же и другие разновидности дополнительных методов подготовки воды, отличающихся как назначением, так и потребительскими характеристиками. В зависимости от специфики промышленного предприятия очистка воды для его нужд может иметь некоторые особенности. Рассмотрим несколько конкретных примеров.

Производство ликеро-водочной продукции

Как бы тривиально это ни звучало, но поскольку водка на 60% состоит из воды, ее качественные показатели в очень большой мере определяются составом воды.

Следует отметить, что никакой особой технологии водоподготовки для ликеро-водочной промышленности не существует. Все применяемые технологические операции свойственны для любых других установок водоподготовки. Аналогичны и аппаратурно-технологические решения. Требования же к качественному составу воды намного ниже, чем для тепловых и атомных станций, электронных и медицинских производств.

Основным отличием водоподготовки для ликеро-водочной промышленности, как и для любой пищевой, является обязательное требование - использования оборудования, материалов и реагентов, сертифицированных для применения в пищевых процессах.

Единственным специфическим требованием, предъявляемым к воде для водки, впрочем, как и для безалкогольных напитков, являются ее вкусовые характеристики. Образцы вод, имеющих разный химический состав в пределах, заданных соответствующей ТИ 10-04-03-09-88, имеют различный вкус. Корректируя состав, можно добиться определенного вкуса воды и сделанной из нее водки. Не потеряла актуальности идея об обессоливании воды с последующим введением в нее определенных солей, обеспечивающих наилучшие дегустационные показатели водки при ее высокой стабильности. Такой подход широко распространен в пивоварении. Однако такой путь и наиболее дорог.

В большинстве случаев на предприятиях используется вода из городского водопровода или собственных артезианских скважин, состав которой путем соответствующей водоподготовки — т. н. «исправления» воды — доводится до заданного технологической инструкцией ТИ 10-04-03-09-88 по лимитирующим компонентам (жесткость, железо, органика и т. п.).

Схема такой водоподготовки зависит от состава исходной воды и требований производителя. Поэтому технологическая схема и состав оборудования таких установок может существенно различаться.

Водоподготовка для производства соков

Получение высококачественных соков из концентратов требует использования воды определенного и стабильного состава.

Содержание солей жесткости, хлоридов, сульфатов, суммарное количество растворенных солей и щелочность воды в первую очередь влияют на качество безалкогольных напитков.

Щелочность воды снижает кислотность напитка, поэтому требуется увеличение количества добавляемой лимонной кислоты. Расход лимонной кислоты также увеличивается при превышении допустимых пределов концентрации солей жесткости, поскольку гидрокарбонаты кальция и магния взаимодействуют с пектиновыми и дубильными веществами соков, образуя комплексные соединения, вызывающие помутнение напитка. Сульфаты и хлориды участвуют в формировании вкуса напитка. Общее количество растворенных солей не только влияет на вкус, но и может обусловливать химическую нестабильность, выпадение осадка, изменение внешнего вида напитка.

Сок, полностью идентичный натуральному, может быт получен только при разбавлении концентрата обессоленной водой. Поскольку ее производство достаточно дорого, допускается применение умягченной воды. Качество такой воды оговорено в ТИ 10-5031536-73-10 «Требования к химическому составу воды в производстве безалкогольных напитков».

Подготовка воды для производства пива

В производстве пива вода является важнейшим сырьем и технологическим продуктом. Она используется в целом ряде процессов и ее расход составляет 13-26 л на 1 л пива. Катионы и анионы воды оказывают влияние на рН затора, сусла и пива, что сказывается на протекании ферментативных процессов при его производстве. Они влияют на ход брожения и, в конечном счете, на вкус и стойкость пива. В отличие от производства безалкогольной продукции, при варке пива необходимо наличие солей жесткости. Однако если присутствие кальция возможно до предельного значения в 14 мг-экв/л, то соли магния придают пиву горечь. Высокое содержание натрия также нежелательно, поскольку придает кисло-соленый вкус.

Избыток хлоридов замедляет процессы производства пива, а избыток сульфатов придает горький и сухой вкус. Большое значение так же играет щелочность воды.

Для того, чтобы обеспечить одинаковое качество и вкусовые характеристики пива, производимого в различных местах и странах, необходимо обеспечить не только идентичные условия его производства, но и идентичное качество солода, хмеля и, конечно, состав воды.

Поскольку селективно невозможно удалять из воды различные ионы, например, удалять магний, не извлекая кальций, то единственным реальным путем удовлетворения указанных выше требований является полное или частичное обессоливание воды с последующей корректировкой ее состава до необходимого уровня.

Как описано выше, обессоливание можно осуществлять ионным обменом и обратным осмосом. В пивоварении нашли применение оба этих способа.

Подготовка воды для подпитки теплосети

В производстве спирта необходимы подогрев и охлаждение оборудования, например, при ректификации. Теплосъем производится оборотной водой с ее охлаждением в градирнях. Использование необработанной воды привод к зарастанию труб теплообменников, уменьшению теплообмена и как следствие их преждевременный выход из строя.

info 5 pic 4
Производственная установка глубокой очистки воды (обратный осмос)

Для стабилизации работы оборудования может использоваться схема, включающая умягчение воды, смешение ее с исходной, для достижения показателей жёсткости порядка 1 мг-экв/л с пропорциональным дозированием в эту воду полифосфатов. Для обеспечения постоянной подачи воды в систему, необходимо применение установки умягчения воды непрерывного действия. В такой установке постоянно эксплуатируется 1 фильтр, а второй, регенерированный, находится в резерве. После исчерпания емкости первого фильтра на очистку включается второй, а первый регенерируется. В дальнейшем осуществляется ввод в воду раствора полифосфата который производится системой пропорционального дозирования.

Из всего изложенного выше видно, что разработать и воплотить в жизнь комплексную систему очистки воды для производственных целей с учётом всех имеющихся факторов достаточно нелёгкая задача, поэтому её выполнение лучше поручить профессионалам. Только в этом случае гарантирован желаемый результат — получение необходимых объёмов воды с заданой степенью очистки.

Для получения более развёрнутой консультации по вопросам очистки воды для производственных целей, связывайтесь с менеджерами компании.

Компания «Студия Воды» оказывает полный комплекс услуг по подготовке и очистке воды для производства.

  • Выезд на объект для проведения всестороннего технического обследования.
  • Отбор проб воды для проведения анализа в лаборатории ФБУЗ ЦГиЭ (СанЭпидСтанция).
  • Проектирование и подбор оборудования и систем очистки воды.
  • Монтаж и ввод в эксплуатацию систем фильтров для очистки воды.
  • Гарантийное и сервисное обслуживание водоочистного оборудования.

Все фильтры и системы очистки воды предлагаемые нашей компанией, для подготовки воды в производственных целях, создаются на основе оборудования ATOLL, ECOWATER SYSTEMS, HONEYWELL, PENTEK, INSTAPURE, WEHRLE и других ведущих производителей водоочистительного оборудования из США, Великобритании, Бельгии, Германии и Италии.