Питьевая бутилированная вода: подготовка воды для розлива в емкости

Водоподготовка – важное звено в процессе производства напитков.
Задача подготовки воды для бутилирования заключается в обработке ее до норм, указанных в проекте ГОСТа «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества».

В ГОСТе выделены первая и высшая категории воды, требования к химическому составу которых выше требований ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». При подготовке воды особую проблему представляют показатели концентраций нитратов (до 5 мг/л), кальция (от 25 до 80 мг/л) и натрия (до 20 мг/л) для воды высшей категории качества.

Сложность задачи водоподготовки существующими методами (фильтрация, ионный обмен, обратный осмос, химическая обработка) заключается в том, что практически отсутствуют методы узкоселективной обработки воды. Поэтому при требовании удаления из воды, например, кальция с помощью популярного метода Na-катионирования повышается концентрация натрия в воде, что не рекомендуется для некоторых категорий больных людей и ограничено проектом ГОСТа. Удаление нитратов ионообменными смолами приводит к нежелательному изменению состава воды, так как одновременно удаляются сульфаты и хлориды.

В зависимости от химического состава исходной воды «КФ Центр» предлагает использовать две типовые схемы подготовки воды для розлива в емкости, включающие следующие этапы обработки воды:
- механическая фильтрация - обезжелезивание - улучшение органолептических свойств воды - удаление органических кислот - умягчение - удаление нитратов - обеззараживание перед розливом;
- механическая фильтрация - обезжелезивание - улучшение органолептических свойств воды - частичное обессоливание воды - коррекция рН - обеззараживание перед розливом.

Вторая схема подготовки воды применяется в том случае, когда возможно одновременным частичным удалением отдельных нежелательных химических составляющих воды (например, нитратов, органических кислот, кальция и магния) добиться требуемых показателей выходной воды или когда недопустимо применение Na-катионирования из-за повышения концентрации натрия в обработанной воде (для воды высшей категории качества ограничение по натрию до 20 мг/л).

Состав и последовательность этапов обработки воды могут изменяться, но исключение какого-либо этапа из схемы обработки должно производиться обоснованно.

Ниже приводится назначение этапов обработки воды и используемые технические средства.
Механическая фильтрация — удаление из воды взвешенных и твердых частиц с целью повышения прозрачности воды и предотвращения попадания твердых частиц в технические средства на дальнейших этапах обработки воды. Используются напорные песочные одно- или многослойные фильтры или мешочные фильтры со степенью очистки до 25 мкм.
Обезжелезивание воды — удаление из воды железа в различных его формах с целью обеспечения технологических требований и предотвращения загрязнения технических средств на дальнейших этапах (ионообменные смолы, мембраны обратного осмоса и кварцевые колбы ультрафиолетовых стерилизаторов). При обезжелезивание воды применяются напорные фильтры со специальной окислительной загрузкой, свойства которой восстанавливаются непрерывно или периодически с помощью раствора перманганата калия. В отдельных случаях для глубокого удаления железа также используются фильтры с предварительным дозированием коагулянта в воду. Обезжелезивание воды - одна из наиболее частных проблем при очистке воды. Вода приобретает бурую окраску и неприятный металлический привкус из-за повышенного содержания железа.

Улучшение органолептических свойств воды — удаление из воды веществ, придающих воде запах (сероводород, хлор), и ряда органических веществ, а также свободного хлора с целью обеспечения нормальных условий работы ионообменных смол и мембран обратного осмоса на последующих этапах обработки воды. Используются напорные фильтры активированного угля.

Удаление органических кислот из воды — фульво- и гуминовых кислот с целью обеспечения технологических требований по цветности воды. Для удаления кислот применяются напорные ионообменные анионитные фильтры (органопоглотители) в Cl-форме. Регенерация анионитных смол производится периодически раствором поваренной соли.
Умягчение воды — частичное удаление из воды солей жесткости с целью обеспечения технологических требований. Используют в основном напорные ионообменные катионитные фильтры в Na- или Н-форме (когда недопустимо увеличение содержания натрия в воде).

Удаление нитратов из воды с целью обеспечения технологических требований. Применяют в основном напорные ионообменные анионитные фильтры.

Частичное обессоливание производится на установках обратного осмоса, которые удаляют из воды соли примерно в одинаковой степени.

Коррекция рН — повышение значения рН фильтрата после установок обратного осмоса. Для повышения рН применяется раствор едкого натра, вводимый в фильтрат дозирующим комплексом.

Обеззараживание перед розливом ультрафиолетовым облучением, обладающим бактерицидными свойствами, подготовленной для розлива воды с целью обеспечения санитарных требований. Применяются ультрафиолетовые (УФ) стерилизаторы, встраиваемые непосредственно в трубопровод выходной воды. При использовании накопительных емкостей с целью хранения подготовленной воды создается принудительная циркуляция воды через УФ-стерилизаторы, что обеспечивает поддержание воды на требуемом санитарном уровне.

Приведенные выше схемы водоподготовки являются достаточно универсальными, тем не менее для конкретных технических условий и качества исходной воды необходима разработка индивидуальных проектов подготовки воды или отдельных этапов обработки воды по спецификации заказчика.