Водоподготовка для производства бутилированной питьевой воды.

1. Самое важное – это безопасность для потребления. Вода не должна содержать потенциально вредных примесей в концентрациях, превышающих ПДК (предельно допустимую концентрацию). Безопасность регламентируется соответствующими нормативами для бутилированной воды - СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости».
2. При кипячении в чайниках и при нагреве в кулерах вода не должна оставлять осадков на нагревательных элементах. Осадкообразование, как правило, бывает обусловлено присутствием в воде солей жесткости. Уже при значениях жесткости свыше 2 мг-экв/л начинается образование накипи, в особенности в щелочной среде.
3. Хорошо, если вода вкусная! Хотя, надо признать, это понятие очень субъективное. Давно известно, что на вкус и цвет, товарищей нет. Но если обращаться к теории – для приготовления чая и кофе желательно использовать мягкую воду с низким содержанием солей. Соли жесткости препятствуют выходу эфирных масел в раствор, и напиток теряет свой аромат. Высокое содержание других солей в воде может забивать истинный вкус кофе и чая.

Состав, и соответственно качество, бутилированной воды определяется такими факторами, как:

1. Состав исходной воды
2. Система водоподготовки для производства бутилированной воды

Рассмотрим подробнее оба фактора.

1) Состав исходной воды.

В качестве исходной воды может применяться вода из скважины или колодца либо городская водопроводная вода.
Исходная вода обычно определяется месторасположением объекта. Иногда у производителя есть выбор – например, пробурить скважину или подключиться к действующему водопроводу. В этом случае целесообразно обратиться к буровым компаниям с целью спрогнозировать возможный состав воды в скважине.

Затем на основе предполагаемого состава в фирмах, специализирующихся на очистке воды, следует рассчитать ориентировочную стоимость водоочистного оборудования для скважины и водопровода. Исходя из капитальных и эксплуатационных затрат в обоих вариантах, можно принимать решение о выборе источника водозабора.

Итак, исходная вода определена, и готов ее химический и бактериологический анализ. В подавляющем большинстве случаев состав исходной воды не соответствует нормативам для бутилированной воды. Соответственно разливать ее без предварительной подготовки нельзя.

Следующий вопрос – какую систему водоочистки предпочесть?
 

2) Система водоподготовки для производства бутилированной воды

На сегодняшний день рынок предлагает изобилие разнообразных систем водоподготовки. Их условно можно разделить на 2 типа:

• Системы, работающие по принципу накопления определенного вида примесей в фильтрующей среде.

Такой фильтр представляет собой корпус в виде цилиндра, наполненный фильтрующей средой и оснащенный блоком управления.

Принцип работы фильтра основан на пропускании воды через фильтрующую среду и на взаимодействии этой среды с определенным видом примесей. Например, кварцевый песок используется для снижения мутности, активированный уголь - для удаления органических соединений и понижения цветности, ионообменная смола обычно применяется для снижения жесткости, каталитические загрузки, как правило, предназначены для удаления железа. Такие системы эффективны при удалении определенного вида загрязнителей. Поскольку обычно существует необходимость удалить из воды различные по типу примеси, используется несколько последовательно установленных накопительных фильтров. В некоторых случаях дополнительно перед фильтрами устанавливается блок дозирования химических реагентов. 

 В процессе фильтрации загрязнения накапливаются в фильтрующей среде, что приводит к необходимости регулярной регенерации загрузки - промывке специальными растворами. При невозможности регенерации производится замена среды.

Опасность такого принципа работы заключаются в том, что при внезапном ухудшении параметров исходной воды, при увеличении расхода воды, при несвоевременной регенерации фильтра или несвоевременной замене фильтрующей среды накопленные загрязнения могут попадать в очищенную воду, причем в концентрациях даже больших, чем в исходной воде.

Ввиду этого при использовании таких фильтров необходимо:

• Следить за своевременностью регенераций и замен фильтрующих сред. Замену фильтрующей среды желательно производить до выработки ее полного ресурса.
• Производить регулярную диагностику работы оборудования и качества проведения регенерации.
• Проводить регулярный контроль качества очищенной воды по всем потенциально опасным показателям. Это следует осуществлять как можно чаще во избежание попадания каких-либо примесей в продукт в концентрациях свыше допустимых. Увы, производить такой контроль в постоянном режиме не представляется возможным.

 Плюсом накопительных систем является их относительно невысокая стоимость. При этом эксплуатационные затраты во многих случаях получаются весьма существенные.

• Мембранные системы. 

Мембранная технология является наиболее современной в водоподготовке. Принцип мембранной фильтрации заключается в пропускании исходной воды под давлением через полупроницаемую мембрану. В результате вода разделяется на два потока: фильтрат (очищенная вода, прошедшая через мембрану) и концентрат (концентрированный раствор примесей, задержавшийся мембраной и сливающийся в дренаж).

Наибольшее распространение для водоподготовки в производстве бутилированной воды получили системы обратного осмоса и нанофильтрации.

Обратноосмотические мембраны задерживают 98-99% всех растворенных примесей. В результате на выходе получается вода очень высокой степени очистки и гарантированно стабильного качества.
Нанофильтрационные мембраны пропускают молекулы воды и легких минеральных солей.
 

 Основным преимуществом мембранных систем является гарантированно стабильное качество очищенной воды.

Стабильность результата обеспечивает принцип фильтрации – примеси не накапливаются внутри системы, а «отделяются» мембраной и сливаются в дренаж. По этой причине исключается вероятность попадания загрязнителей в очищенной воду даже в случае внезапного изменения состава исходной воды и ухудшения ее качества. При устаревании мембраны и выработки ее ресурса качество очистки также остается стабильно высоким, лишь снижается скорость фильтрации. В этом случае мембрану регенерируют специальными реагентами, а при невозможности провести очередную регенерацию – меняют.
Мембранные системы обеспечивают очень высокое качество очистки, которого трудно добиться другими методами.

 Другое преимущество - отсутствие химических сбросов и реагентов, что обеспечивает экологическую безопасность.
 

 Недостатком данного метода являются достаточно высокие капитальные вложения (при этом следует отметить, что эксплуатационные затраты для мембранных систем во многих случаях значительно ниже, нежели для накопительных).

Мембранные системы недешевы, и кроме того, как правило, возникает необходимость установки дополнительных более грубых предфильтров. Использование предварительной очистки воды перед подачей на блок мембранной фильтрации позволяет значительно продлить ресурс мембранных элементов.

Итак, типовая схема водоподготовки для производства бутилированной воды выглядит так:

1. Предварительная подготовка воды (в случае необходимости).
2. Установка обратного осмоса (нанофильтрации) нужной производительности, определяемой из суточной и пиковой потребности производства и режима работы (часов в сутки).
3. Сорбционный фильтр с активированным углем для улучшения органолептических свойств воды (желательно).
4. Накопительная емкость.
5. Насосная станция для разбора воды.
6. Установка ультрафиолетового обеззараживания (для профилактического обеззараживания воды после накопительной емкости).

Очищенная вода на выходе из такой системы полностью соответствует нормативам для бутилированной воды 1 категории и характеризуется гарантировано стабильным составом.

При желании производить бутилированную воду высшей категории (некоторые показатели для которой нормируются как по верхней, так и по нижней границе) или специальную воду, обогащенную каким-либо элементом, в очищенную воду можно дозировать необходимые вещества.

Но при насыщении воды солями (в особенности солями кальция и магния) увеличивается осадкообразование при нагреве, что нежелательно для техники (кулеры, чайники, кофе-машины, посудомоечные машины). Поэтому, как правило, компании стараются выпускать несколько видов воды – очищенную с малым содержанием солей и специализированные виды.
 

Самостоятельный розлив питьевой воды вендинговыми компаниями, кафе-ресторанами и офис-центрами

Напоследок, хотелось бы вернуться к списку основных потребителей бутилированной воды, обозначенному в начале статьи, и выделить среди них категорию пользователей, которым мы бы рекомендовали организовать собственную систему водоочистки:

• Крупные вендинговые компании, имеющие в своем арсенале более 50 кофе-машин
• Кафе и рестораны с потоком посетителей от 100 человек в день (очищенную воду помимо питьевых нужд целесообразно использовать для подачи на посудомоечные машины)
• Офисные центры или предприятия со штатом более 100 человек.

Для этих пользователей использование собственной системы водоподготовки является экономически выгодной альтернативой закупки готовой бутилированной воды.

Как правило, для этих потребителей оптимально использование следующей схемы водоподготовки:

1. Предварительная подготовка воды (в случае необходимости).
2. Установка обратного осмоса (нанофильтрации) номинальной производительностью 250-500 л/час (см. установки СОМ О 250-16 и СОМ О 500-16).
3. Сорбционный фильтр с активированным углем для улучшения органолептических свойств воды (желательно).
4. Напорные гидроаккумулирующие баки.

Для проектирования схемы очистки воды непосредственно для Вашего предприятия обратитесь к профессионалам!

Специалисты компании «Осмос» будут рады разработать систему водоподготовки, оптимальную для Вас!

Автор статьи - Анна Титова, главный специалист по водоподготовке "Осмос"