СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Российский патент 1999 года по МПК C02F1/52 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к способам умягчения и очистки питьевой вода от солей Ca и Mg, органических примесей в коллоидном состоянии, устранения неприятных запахов, привкусов может быть использовано в ликеро-водочном производстве.

Известен содово-известковый способ умягчения воды, включающий внесение известкового молока в умягчаемую воду при тщательном перемешивании в течение 15-20 минут с последующим добавлением 6%-ного раствора кальцинированной соды с повторным перемешиванием в течение 15-20 минут и отстаиванием 6-8 часов с последующей фильтрацией через песочный фильтр.

Недостатками данного способа являются:
- недостаточная прозрачность обработанной воды, что требует дополнительной обработки ее глиноземом или железным купоросом;
- дополнительная фильтрация через песочный фильтр;
- использование большого количества емкостей;
- дополнительная промывка песочного фильтра;
- дополнительная обработка умягченной вода соляной кислотой для снижения щелочности.

Известен также способ бессточной водоподготовки, включающий умягчение воды и ее обессоливание на H-катионитовом и OH-анионитовом фильтрах с предварительной обработкой воды известью в осветлителе в присутствии каогулянта и на механическом фильтре, регенерацию H-катионитового и OH-анионитового фильтров кислотой и щелочью (а.с. N 1791392, C 02 1/42,1993).

Недостатками указанного способа являются использование большого количества реагентов и оборудования, множество технологических операций.

Целью изобретения является исключение дорогостоящих материалов, упрощение технологического процесса и повышение качества обработанной воды.

Поставленная цель достигается тем, что для очистки и умягчения питьевой воды используют активированный бентонит, который относится к природным минеральным веществам семейства глин, гидратированных силикатов алюминия, состоящих, главным образом, из монтмориллонитов (Al₂O₃ • 4SiO₂ • 2H₂O), активирование которого повышает его адсорбционную способность.

Бентонит содержит не менее 80% коллоидной фракции. Действующим началом ее является коллоидный гидрат алюминиевой соли кремневой кислоты. Большое содержание тонкодисперсного вещества обуславливает ценные качества бентонитовых глин: высокие адсорбционные свойства и способность образовывать при определенных условиях тонкие суспензии в жидкостях. Активированные бентониты обладают хорошей способностью к ионному обмену. При растворении бентонита в воде образуются полидисперсные растворы, коллоидные частицы которых заряжены отрицательно, благодаря чему бентониты могут быть использованы для осветления жидкостей.

Механизм удаления из воды(жидкости) взвешенных частиц бентонитом объясняется коагуляцией при нейтрализации отрицательно заряженных коллоидных частиц бентонита положительно заряженными частицами жидкости, а также адсорбцией их и последующим оседанием.

С точки зрения химических свойств бентониты относятся к инертным веществам и совершенно безвредны для организма.

Способ осуществляют следующим образом: активирование бентонита(порошок) достигается обработкой его 5%-ным раствором поваренной соли или 0,1 н. раствором серной кислоты в соотношении 1 : 1 в течение 30 минут при комнатной температуре. В смеситель набирают определенный объем питьевой воды, куда вносят расчетное количество активированного бентонита(1-2 г/л) в зависимости от степени прозрачности питьевой воды. Активированный бентонит вносят в воду в виде водной суспензии, для чего готовят 20%-ную водную суспензию. Перед внесением в воду подготовленную (активированную) вязкую суспензию бентонита тщательно перемешивают с питьевой водой в соотношении 1:1. Суспензию немедленно вводят в смеситель с питьевой водой при непрерывном перемешивании, которое продолжают до достижения равномерного распределения суспензии во всей объеме обрабатываемой воды (1,0-1,5 ч). После перемешивания воду оставляют в покое в течение 8-10 часов до достижения полного осветления. Затем осветленную часть воды декантируют от осадка и подают на дальнейшую обработку, которую проводят в соответствии с известной технологией ликеро-водочного производства. Весь процесс очистки питьевой воды осуществляют в течение 9-12 часов.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с существующим позволяет исключить предварительную обработку питьевой воды коагулянтами (обесцвечивание и дезодорирование воды) для снижения цветности, которое вызывается соединениями железа или гуминовыми веществами, для устранения неприятных запахов и привкусов так как активированные бентониты обладают не только хорошей способностью к ионному обмену но и высокими адсорбирующими, флокулирующими и осветляющими свойствами.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. В смеситель набирают определенный объем (1000 л) питьевой воды, куда вносят 20%-ную суспензию активированного бентонита из расчета (1кг), тщательно перемешивают в течение 1 часа, после перемешивания воду оставляют в покое в течение 8 часов до осветления. Затем осветленную часть воды декантируют от осадка и фильтруют через песочный фильтр с зернами кварцевого песка размером 1-3 мм.

Органолептические показатели обработанной (очищенной) питьевой воды: - внешний вид прозрачный;
- вкус и запах без посторонних привкусов и запахов;
- цвет бесцветный
Пример 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Вносят (2 кг) бентонитовой суспензии, перемешивают в течение 1,5 часа. После перемешивания воду оставляют в покое в течение 10 часов.

Органолептические показатели обработанной (очищенной питьевой воды: - внешний вид кристально прозрачный;
- вкус и запах без посторонних привкусов и запахов;
- цвет бесцветный
Как видно из примеров, наиболее оптимальными для достижения высокой прозрачности питьевой воды является обработка воды бентонитовой суспензией из расчета 2 г/л и отстой в течение 10 часов.

Физико-химические показатели обработанной (очищенной) питьевой воды по сравнению с известными представлены в таблице.

Использование: умягчение и очистка питьевой воды в пищевой промышленности и в лекоро-водочном производстве. Сущность изобретения: воду обрабатывают 20%-ной водной суспензией активированного бентонита, взятого в количестве 1 - 2 г/л, перемешивают в течение 1 - 1,5 ч и отстаивают 8 - 10 ч. Бентонит активируют 5%-ным раствором поваренной соли. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ умягчения и очистки питьевой воды для ликеро-водочного производства путем перемешивания ее с водной суспензией бентонита и последующей фильтрацией, отличающийся тем, что воду перемешивают с 20%-ной водной суспензией активированного бентонита, взятой в количестве 1 - 2 г/л, в течение 1 - 1,5 ч и отстаивают в течение 8 - 10 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активирование бентонита осуществляют 5%-ным раствором поваренной соли.