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浅析白酒勾兑用水的处理
2007-02-05 14:24:04   来源: 《华夏酒报》   作者:湖北枝江酒业股份有限公司/刘凤春   评论:0

     “名酒产地,必有佳泉”,这是古代对水质与酒质关系问题作出的结论。而现代的分析技术证实了这一结论是科学的。在白酒中,水和乙醇是主要成分,它们约占总量的97%,而水一般又占到55%以上。目前,各名优酒厂新研制的低度酒中,水则占到80%左右。由此看来,水在酒中的作用极为重要,可以说,优良的水质是提高名优白酒质量的一个关键要素。
     酿酒需要好水,勾兑用水对水质的要求更高。若对水源不加以选择,控制;不对水进行必要的后处理,必然会对成品酒风味造成较大的影响。本企业采用反渗透系统处理勾兑用水,获得了较好的效果,在此与业内同行作一些探讨。
     1.勾兑用水的基本要求
     1.1 总硬度应小于1.783mmol/L;低矿化度,总盐量少于100mg/L,因微量无机离子也是白酒组分,故不宜用蒸馏水作为降度用水。
     1.2 NH
     3
     含量低于0.1mg/L。1.3 铁含量低于0.1mg/L。1.4 铝含量低于0.1mg/L。
     1.5 不应有腐蚀质的分解产物。将10mg高锰酸钾溶解在1L水中,若在20min内完全退色,则这种水不能作为降度用水。
     1.6 电导率≤20us/cm。
     2.反渗透分离技术(简称RO技术)的一般原理
     反渗透亦称逆渗透(RO)。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜分离出来。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。常温条件下,可以对溶质和水进行分离或浓缩,因而能耗低、杂质去除范围广,可去除无机盐和各类有机物杂质,有较高的水回用率。
     反渗透膜孔径很小,它能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物,如细菌、病毒、热源等。广泛用于海水淡化、电子、生物医药用纯水、纯净水、蒸馏水制备、酒类制造用水、化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水、锅炉补给除盐软水、造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
     3 反渗透分离技术的优点
     反渗透水处理技术基本属于物理方法,它借助物理化学过程,在许多方面具有传统的水处理方法没有的优点:
     3.1 反渗透是在室温条件下,采用无相变的物理方法使水得以淡化、纯化。
     3.2 水的处理仅依靠压力作为推动力,其能耗在许多处理方法中最低。
     3.3 不用大量的化学药剂、无废酸、碱的中和处理过程,无环境污染。
     3.4 系统简单,操作方便,产品水质稳定,可以取得较高的纯水。
     3.5 选用于较大范围的原水水质,既适用于苦咸水、海水及污水的处理,又适用于代含盐量的淡水处理。
     3.6 设备占地面积小,需要的空间少,运行维护和设备维修量低。
     3.7 脱除水中二氧化硅效果好,除去率可达99.5%,避免了天然水中硅给离子交换树脂带来的再生困难、运行周期短的影响。
     3.8 脱除水中有机物及胶体物质,脱除率可达95%。
     3.9 反渗透水处理系统可连续产水,无运行停止再生等操作。
     4 反渗透渗透制纯水的工艺流程
     反渗透系统由原水箱﹑增压泵﹑多界质过滤器﹑活性炭过滤器﹑保安过滤器﹑高压泵﹑反渗透装置﹑纯水箱﹑纯水泵构成。
     工艺流程:原水经增压泵进行多介质过滤(砂滤),然后进行活性炭过滤,再经过保安过滤器过滤,得到杂质含量较少的水,最后经过高压泵,经反渗透膜(RO)过滤,得到所需要的纯水,用纯水箱存放待勾兑使用。
     5 反渗透装置(RO)的运行和管理
     5.1 RO装置的运转基准
     RO装置的运转应严格遵守两基准:一个是给水水质标准,另一个是给水流量、压力标准。
     RO膜给水水质标准(见表1)
     A)给水流量、压力标准
     反渗透装置给水流量和压力标准严格按照设计所设定的标准值,而该标准值取决膜组件的形式:
     RO装置入口压力RO装置出口压力RO装置入口的出口压力差RO装置供水流量RO装置产水流量RO装置浓水流量B) RO装置运行注意事项
     a) 若把FI(污水指数)值超标的水供给RO作为给水,在膜组件的表面将附着污垢;
     b) 过量的供水流量将使膜组件提前劣化,因此给水流量不能超过设计标准值,此外,浓水流量应尽量避免小于设计标准,在浓水流量过小的条件下运转,会使RO装置的压力容器内发生不均匀的流动及由于过分浓缩而使膜组件上析去污垢。
     c) RO装置停止时应用低压给水置换RO装置内的水。
     d) 需经常注意保安过滤器的压差,出现压差急剧上升的原因主要是机械过滤器浊度的泄漏。相反,出现压差急剧下降的原因可能是保安过滤器的元件破坏或密封不严;
     e) 当RO装置入口和出口压力差超过标准时,说明膜已受污染或者是给水流量在设计值之上,如流量调整尚不能解决压差问题,则应对膜面进行清洗;
     f) 夏天供水温度高,产水流量就过多,有时得降低操作压力,这样做可能导致产水水质下降。
     5.2 RO装置的维护管理A) 水质管理
     在装置的维护管理方面最重要的是水质管理,经常做日常水质管理记录,对于及时发现故障和采取措施是十分有利的,水质管理的测定项目和时间的间隔及次数如表所示:
     水质管理的控制方法(见表2)
     注:一日测定一次;D4:一日测定四次W:一周测定一次
     B) 运行管理
     与水质管理相同,也需要编制流量和压力记录,这些记录对于积累数据、分析事故原因及采取相应的措施同样是十分必要的。
     C) 不良情况的原因和对策
     RO产水量下降原因与对策(见表3)
     RO装置产水质量的下降原因与对策(见表4)
     5.3 RO装置的保养
     a)膜元件在长期贮存、运输或关机期间应避免生物生长,干枯与机械损伤;
     b)膜元件的标准保存液为1%亚硫酸钠与20%甘油,注意隔绝空气;
     c)RO装置如关闭超过48小时以上,应先以PH=11的碱液和PH=3-4的酸液分别清洗、杀菌,而后以1%的亚硫酸氢钠(或1%甲醛)充满RO组件,然后关闭所有阀门;
     d)每月更换一次保护液;
     e)夏天控制环境温度<45℃,以防霉变,冬天防冻,必要时注入10%-20%甘油;
     f)运行泵(也包括预处理泵、高压泵、纯水泵)注意运行120小时左右添加润滑油(钠锂基脂);
     g)微孔过滤器(保安过滤器)滤芯属易损件,应视污堵状况3-6月内更换一次;
     h)预处理单元,机械过滤器、活性炭过滤器每运行一周,清洗2次。
     i)RO系统每次关机后,启动清洗系统用纯水置换出RO系统内盐水,并循环冲洗30分钟左右。
     6 影响反渗透性能的因素6.1 进水水质的影响
     A) 色度、浊度和胶体有机物;悬浮物和胶体物质非常容易堵塞RO膜,使透水率很快下降,脱盐率降低;
     B) 氧化剂:氧化剂会使复合膜性能恶化,水中含游离氯时,通常用活性炭吸附或加注还原剂,使游离氯还原到指标值以下;
     C)PH值:控制PH值的目的主要是防止碳酸钙析出后形成水垢;
     D) 铁、锰、铝等重金属氧化物:其含量高时,在膜表面形成氢氧化物胶体,产生沉淀现象;
     E) 细菌、微生物:细菌繁殖会污染膜并恶化水质;
     F) 硫酸根,二氧化硅:水中含有多量硫酸根时,易产生硫酸钙沉淀,含有多量SiO
     2
     时,也易产生沉淀,为防止沉淀,当浓水CaSo
     4
     溶度积>19*10-5时,可加注六偏磷酸钠,尽量避免浓水中SiO
     2
     含量超过100mg/l。
     6.2 运行因素的影响A) 压力
     渗透液通量随作用压力成线性增加,而渗透液的含盐量随作用压力而减少。
     B) 温度
     若其他参数保持固定,只增加温度,渗透液通量及盐通过量都随之增加,但渗透液通量变化更为明显,一般来说,温度每提高1℃,透水量增加1%-3%,而一般膜的额定通量是在25℃时给出的,下表表示了不同温度下产水量修正系数。
     实际产水量=额定产水量(25℃时)/修正系数。
     在不同温度下RO膜产水量修正系数
     C) 回收率
     回收率为渗透液流量对进水文章来源华夏酒报流量的比例。渗透液流通量随着回收率的增加而减少,当浓缩液的渗透压高至与施加于供水的压力相同时则停止,脱盐率随着回收率增加而减少。
     D) 供水盐浓度随着供水盐浓度升高,渗透液流量降低,盐通过率上升,脱盐率降低,因而在供水盐浓度高而要求水质盐含量较低的情况下,需采取二级RO单元以提高脱盐率或以RO+离子交换来达到目的。
     7 用井水等作原水的前期处理
     对于某些水源不充足的地方,比如以井水为勾兑用水的企业,还必须对原水进行必要的处理,才能使膜组件不受损坏,保证生产出高质量的勾兑用水。井水中对反渗透装置影响主要是硬度物质、悬浮物、铁离子等杂质含量较高。对膜的使用寿命有一定的影响(据分析,我厂井水硬度为320.6mg/L,电导率为600us/cm)具体解决办法可在原水箱前增加一套离子交换过滤装置,使井水基本达到原水标准。(如下图)
     8 结果与讨论
     利用反渗透装置处理勾兑用水是一套十分先进和科学的方法,经反渗透装置处理过的纯水,用于勾兑可解决因水质污染而给白酒带来的异杂味问题。该装置适用性强,使用成本低,可操作性强。是白酒勾兑用水处理的一次革命。相信随着反渗透水处理技术在酿酒行业的普及应用,必将给名优酒乃至整个酿酒行业带来新的发展机遇。
     由于本人水平有限,难免出错,望业内同行批评指正。
表2表3表4表5
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编辑:张怡

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