Теоретичне обґрунтування. Перед розливом газованих вод у пляшки їх обробляють для надання прозорості, покращання бактеріологічних показників

Перед розливом газованих вод у пляшки їх обробляють для надання прозорості, покращання бактеріологічних показників. На підприємствах воду від домішок очищають фільтрацією. При необхідності попередньо застосовують відстоювання і коагуляцію у відстійних і коагуляційних чанах.

4.1 Установка для коагулювання води включає затворні і розчинні баки, дозатори коагулянту і змішувачі. На рис. 1 показана установка для коагулювання води, постачена пісковими фільтрами. Установка складається з резервуара 1, у який поміщений резервуар 2 меншої місткості. Ці резервуари з'єднані між собою трубою 3. У нижній частині меншого резервуара розташований колектор 4 для збору відфільтрованої води і штуцер 5 для відводу її в збірник. Штуцер 6 встановлений у днище великого резервуара для викиду шламу. Резервуар 2 частково заповнюється піском 7, що перемішується при промиванні за допомогою грабельної мішалки 8, що приводиться в обертання через конічну пару шестірень 9. Вода в резервуар 1подається через штуцер 10, а промивні води виводяться через штуцер 11. Освітлена вода з резервуара 1 по трубі 3 надходить у резервуар 2, де, пройшовши крізь шар піску, фільтрується і через колектор 4 і штуцер 5 стікає в збірник. Для промивання піску подають воду в зворотному напрямку через штуцер 5. Ця вода, пройшовши колектор 4, надходить у резервуар 2 і при обертанні мішалки 8 і промиванні піску спускається через штуцер 11. Промивання піску триває 5 хв, після чого продовжують пропускати воду доти, поки зі штуцера не піде прозора вода.

Рис. 1. Установка для коагулювання води:

1,2 - резервуари різної місткості; 3 - сполучна труба; 4 - колектор; 5 - штуцер для відводу фільтрованої води; 6 - штуцер викиду шлаку;7 - пісок; 8 - грабельна мішалка; 9 - конічна передача; 10 - штуцер для подачі води; 11- штуцер для промивної води

4.2 Піскові фільтри знайшли широке застосування для фільтрування води. Пісковий фільтр типу ФМ-М-2, показаний на рис. 2, складається з циліндричного резервуара 1 з конічним днищем 3 і сферичною кришкою 14. У верхній частині апарат постачений штуцером 11 для уведення води, штуцером 12 для скидання повітря при заповненні фільтра і запобіжного клапана 13. У нижній частині апарата є штуцер 4 для відбору проб води, люк 8 для розвантаження фільтра при перезарядженні і штуцер 5 для відводу відфільтрованої води. На нижній решітці 7 розташований шар гравію 6 і шар піску 9 Верхня решітка 10 установлюється для рівномірного розподілу води по поверхні фільтра.

Рис. 2. Пісковий ФМ-М-2:

1 - циліндричний резервуар; 2 - фільтрувальна тканина; 3 - конічне днище; 4 - штуцер для відбору проб; 5 - штуцер для відводу фільтрованої води; 6 - гравій; 7 - нижня решітка; 8 - люк; 9 - пісок; 10 - верхня решітка; 11 - штуцер для уведення води; 12 - штуцер для скидання повітря; 13 - запобіжний клапан; 14 - сферична кришка

При зарядці фільтра нижню решітку застеляють фільтрувальною тканиною 2 і засипають її гравієм розміром часток 10-12 мм і товщиною шару 100-120 мм. Після розрівнювання гравій покриває фільтрувальну тканину так, щоб не було зазорів між тканиною і стінкою фільтра. На цю тканину засипають кварцовий пісок розміром часток 0,5- 1,35 мм, шаром 0,6-0,65 м і покривають фільтрувальною тканиною, після чого у фільтр подають воду на фільтрування. Фільтр один раз у тиждень промивається шляхом пропущення води протягом 10-12 хв у зворотному напрямку. Першу порцію води направляють на виробництво через 6 годин після промивання. Продуктивність фільтрів 1000 л/год.

4.3 Фільтрпрес застосовується для безупинного тонкого фільтрування води шляхом пропущення її через фільтрувальний матеріал під тиском. Фільтрпрес (рис. 3) складається з пересувного візка 13, на якій установлюються рифлені плити 5, розташовані між опорною 4 і натискною 8 плитами. Плити мають ручки 6, що спираються на подовжні опорні штанги 7. Між плитами розташовується фільтрувальний картон, що і є фільтруючим елементом. Картон розташовується так, щоб фільтрована вода проходила через нього від гладкої поверхні до шорсткої. За допомогою храпового механізму 11 і маховика 10 плити щільно затискаються. Плити в затиснутому стані утворять ряд камер, кожна з яких розділена на двох половин фільтрувальним картоном.

Рис. 3. Фільтрпрес тонкого очищення води:

1 - канал для уведення води; 2 - лійка, 3 - канал для відводу фільтра; 4 - опорна плита; 5 - рифлені плити, 6 - ручки; 7 – опорні штанги; 8 - натискна плита; 9 - опорні труби; 10 - маховик; 11 - храповий механізм; 12 - піддон; 13 - візок; 14 - електродвигун; 15 – насос.

Одна половина утворених камер з'єднана з каналом 1 для підведення неосвітленої води, а інша половина камер з'єднана з каналом 3 для відводу фільтрату. Під плитами встановлений для уловлювання крапель води піддон 12. Нижній край фільтра-картону спирається на опорні труби 9. За допомогою лійки 2 перед пуском виконується заливання води для самоусмоктування насосом. Після заливання водою включається електродвигун і в прес починає надходити вода для фільтрування. Під час заповнення фільтрпреса водою повітряні клапани відкриті для виходу повітря, а після його заповнення повітряні клапани закриваються.

Процес фільтрування припиняється при перевищенні тиску у фільтрпресі 0,25 МПа. Продуктивність фільтрпресів при площі поверхні фільтрування 6 і 19,5 м відповідно дорівнює 3000 і 9000 л/год.

4.4 Керамічний свічковий фільтр ФК-2М призначений для тонкого фільтрування води і встановлюється в потоці після піскового фільтра. На рис. 4 показаний керамічний свічковий фільтр, що складається з циліндричного корпуса 1, сферичної кришки 2 з відкидними болтами. Вентиль 6 служить для підведення води на фільтрування. Вода відфільтрована відводиться через патрубок із фланцем 3. Через кран 7 спускається залишок рідини з фільтра. Фільтр установлений на опорах 8.

Рис 4. Керамічний свічковий фільтр типу ФК-2М:

1 - корпус; 2 - сферична кришка; 3 - фланець для відводу фільтрованої води; 4 - решітка; 5 – керамічна свіча; 6 - вентиль для подачі води на фільтрування; 7 - кран для спуску залишку води; 8 - опори

Фільтруючими елементами є керамічні свічі 5, прикріплені до решітки 4 між корпусом і кришкою. Свічі 5 мають форму циліндра, з одного кінця закритого, а з іншого постаченого металевою голівкою з вивідною трубою. У фільтрі розміщається 37 свічок.

Вода, що попередньо пройшла очищення на пісковому фільтрі, через вентиль 6 надходить у фільтр під тиском 0,03 МПа, проходить через пори керамічних свіч і уже відфільтрована і знепліднена збирається у внутрішній порожнині свіч. Далі через вивідні патрубки голівок свіч вода попадає в порожнину верхньої кришки і через патрубок 3 направляється в збірник. Усередині фільтр покривається бакелітовим лаком. Продуктивність фільтра 1500 л/год.

Промивання фільтра здійснюється шляхом пропущення води в зворотному напрямку протягом 10 хв, а промивна вода з осадом викидається через кран 7. Свічі рекомендується очищати і дезінфікувати не менш двох разів на місяць.

4.5 Бактерицидні установки одержали широке поширення на підприємствах безалкогольних напоїв і розливу мінеральних вод.

Максимальною бактерицидною дією володіють ультрафіолетові промені з довжиною хвилі 253,7 нм. Джерелами випромінювання можуть бути аргонортутні лампи БУВ низького тиску і ртутно-кварцові лампи ПРК високого тиску.

На рис. 5 показана установка відкритого типу з незануреними джерелами опромінення. Установка являє собою лоток, виготовлений із нержавіючої сталі, у якому встановлені 15 ламп типу БУВ. Вода на опромінення надходить у лоток і протікає по ньому під лампами. Товщина шару води до 8 см, а відстань поверхні води від джерел випромінювання 18 см. Шлях руху води по лотку збільшений за допомогою подовжніх перегородок. Вода з бактерицидної установки надходить у збірник і далі на сатурацію. Продуктивність установок 20-30 м³/год.

На рис. 6 показана бактерицидна установка закритого типу з зануреними джерелами опромінення. Установка являє собою кілька циліндричних камер.

Рис. 5. Бактерицидна установка відкритого типу з незануреним джерелом опромінення:

1 - лоток; 2 - лампи БУВ; 3 - штуцер для подачі води; 4 - штуцер для відводу води води, що відпрацювала; 5 - перегородки для збільшення шляху руху води

Рис. 6. Бактерицидна установка закритого типу з зануреним джерелом опромінення:

1- патрубок для уведення води; 2 - циліндрична камера; 3 - патрубок для висновку обробленої води; 4 - кран для повного зливу води з камери; 5 - бактерицидна лампа; 6 - циліндр із кварцового піску

У центрі камери знаходиться циліндр із кварцового скла, в який установлена бактерицидна лампа. Вода входить у патрубок 1, а виходить з патрубка 3. У камері вода проходить по спіралі навколо кварцового циліндра. Установка складається з чотирьох камер. Продуктивність установки від 1 до 30 м³ /год.

Вода, твердість якої перевищує 6 мг× екв/л, підлягає зм'якшенню. Твердість води значно знижує якість напоїв, тому що солі твердої води нейтралізують кислоту, утворюють осад, тому воду, як правило, необхідно пом’якшувати чи знесолювати.

Найбільше застосування одержало іонообмінне зм'якшення води, засноване на здатності деяких твердих речовин обмінювати свої іони на іони, що знаходяться в розчині. Для цього використовують природні глини (глауконіти), штучні пермутити, сульфовугілля, синтетичні іонообмінні смоли.

4.6 Nа -катіонітові фільтри (рис. 7) являють собою циліндричну закриту сталеву ємність. У верхній частині мається люк 2 для завантаження кварцового піску і катіоніту. Такий же люк мається внизу (на рисунку не показаний) для перевірки і ремонту дренажної системи 3, закріпленої в бетонованому днищі фільтра.

Днище до основної труби дренажної системи покрито бетоном, на який покладено кілька шарів кварцового чи піску дробленого антрациту для запобігання віднесення катіоніту зм'якшеною водою. Величина зерен кварцового піску зменшується знизу нагору і складає в нижньому шарі 20-30 мм, у верхньому-1,5-2 мм. На верхній шар кварцового піску насипається шар катіоніту висотою 1,5 м.

Розподільна система 4 призначена для подачі у фільтр регенераційного розчину кухонної солі, підведення сирої і відводу промивної води. До фільтра підведені трубопроводи для подачі води на зм'якшення і відводу зм'якшеної води, а також регенеруючих розчинів. На водяних трубопроводах установлені манометри.

Повітря віддаляється з фільтра через повітряник із краном. Збірний ящик 5 установлено для затримки часток катіоніта при виході промивної води. Продуктивність фільтра залежить від його розмірів.

у каналізацію

Рис.7. Nа-катіонітовий фільтр:

1- сталева ємність; 2 - люк для завантаження кварцового піску; 3 - дренажна система; 4 - розподільник; 5 – збірний ящик для затримки часток катіоніту

Робота фільтра протікає за цикл, що складається з чотирьох операцій: зм'якшення води, розпушення катіоніта, регенерація катіоніта розчином кухонної солі і відмивання солей кальцію і магнію від надлишку кухонної солі.

Вода, що надходить на зм'якшення у фільтр із напірного бака чи прямо з водогінної мережі, проходить шар катіоніта і виводиться через дренажну систему в збірник зм'якшеної води.

При безупинній роботі фільтра ступінь насичення катіоніта збільшується, а твердість води зростає, і коли вона досягне 0,01-0,14 мг× екв/л, фільтр переключають на регенерацію.

Перед регенерацією фільтруючий шар матеріалу спушують щоб уникнути його злежування, для чого пропускають сольовий розчин чи зм'якшену воду в зворотному напрямку руху зм'якшеної води. Після розпушення частину води спускають у каналізацію, залишаючи обов'язково над катіоном шар води 10 см, після чого у фільтр подають 10%-ный розчин кухонної солі. Повітряний клапан к при подачі сольового розчину повинний бути закритий.

Відмивання катіоніта від надлишку кухонної солі проводять незм'якшеною водою.

Перша операція промивної води, багата сіллю, повертається в збірник сольового розчину, інша направляється в каналізацію. Витрата води на промивання складає 3,5-4 м³ на 1 м³ катіоніта. Відмивання закінчується, коли загальна твердість води буде складати не більш 0,54 мг× екв/л.