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淺析白酒勾兌用水的處理
2007-02-05 14:24:04   來源: 《華夏酒報》   作者:湖北枝江酒業股份有限公司/劉鳳春   評論:0

     “名酒產地,必有佳泉”,這是古代對水質與酒質關系問題作出的結論。而現代的分析技術證實了這一結論是科學的。在白酒中,水和乙醇是主要成分,它們約占總量的97%,而水一般又占到55%以上。目前,各名優酒廠新研制的低度酒中,水則占到80%左右。由此看來,水在酒中的作用極為重要,可以說,優良的水質是提高名優白酒質量的一個關鍵要素。
     釀酒需要好水,勾兌用水對水質的要求更高。若對水源不加以選擇,控制;不對水進行必要的后處理,必然會對成品酒風味造成較大的影響。本企業采用反滲透系統處理勾兌用水,獲得了較好的效果,在此與業內同行作一些探討。
     1.勾兌用水的基本要求
     1.1 總硬度應小于1.783mmol/L;低礦化度,總鹽量少于100mg/L,因微量無機離子也是白酒組分,故不宜用蒸餾水作為降度用水。
     1.2 NH
     3
     含量低于0.1mg/L。1.3 鐵含量低于0.1mg/L。1.4 鋁含量低于0.1mg/L。
     1.5 不應有腐蝕質的分解產物。將10mg高錳酸鉀溶解在1L水中,若在20min內完全退色,則這種水不能作為降度用水。
     1.6 電導率≤20us/cm。
     2.反滲透分離技術(簡稱RO技術)的一般原理
     反滲透亦稱逆滲透(RO)。是用一定的壓力使溶液中的溶劑通過反滲透膜分離出來。因為它和自然滲透的方向相反,故稱反滲透。根據各種物料不同滲透壓,就可以使大于滲透壓的反滲透法達到分離、提取、純化和濃縮的目的。常溫條件下,可以對溶質和水進行分離或濃縮,因而能耗低、雜質去除范圍廣,可去除無機鹽和各類有機物雜質,有較高的水回用率。
     反滲透膜孔徑很小,它能去除濾液中的離子范圍和分子量很小的有機物,如細菌、病毒、熱源等。廣泛用于海水淡化、電子、生物醫藥用純水、純凈水、蒸餾水制備、酒類制造用水、化工工藝的濃縮、分離、提純及配水、鍋爐補給除鹽軟水、造紙、電鍍、印染等行業用水及廢水處理。
     3 反滲透分離技術的優點
     反滲透水處理技術基本屬于物理方法,它借助物理化學過程,在許多方面具有傳統的水處理方法沒有的優點:
     3.1 反滲透是在室溫條件下,采用無相變的物理方法使水得以淡化、純化。
     3.2 水的處理僅依靠壓力作為推動力,其能耗在許多處理方法中最低。
     3.3 不用大量的化學藥劑、無廢酸、堿的中和處理過程,無環境污染。
     3.4 系統簡單,操作方便,產品水質穩定,可以取得較高的純水。
     3.5 選用于較大范圍的原水水質,既適用于苦咸水、海水及污水的處理,又適用于代含鹽量的淡水處理。
     3.6 設備占地面積小,需要的空間少,運行維護和設備維修量低。
     3.7 脫除水中二氧化硅效果好,除去率可達99.5%,避免了天然水中硅給離子交換樹脂帶來的再生困難、運行周期短的影響。
     3.8 脫除水中有機物及膠體物質,脫除率可達95%。
     3.9 反滲透水處理系統可連續產水,無運行停止再生等操作。
     4 反滲透滲透制純水的工藝流程
     反滲透系統由原水箱﹑增壓泵﹑多界質過濾器﹑活性炭過濾器﹑保安過濾器﹑高壓泵﹑反滲透裝置﹑純水箱﹑純水泵構成。
     工藝流程:原水經增壓泵進行多介質過濾(砂濾),然后進行活性炭過濾,再經過保安過濾器過濾,得到雜質含量較少的水,最后經過高壓泵,經反滲透膜(RO)過濾,得到所需要的純水,用純水箱存放待勾兌使用。
     5 反滲透裝置(RO)的運行和管理
     5.1 RO裝置的運轉基準
     RO裝置的運轉應嚴格遵守兩基準:一個是給水水質標準,另一個是給水流量、壓力標準。
     RO膜給水水質標準(見表1)
     A)給水流量、壓力標準
     反滲透裝置給水流量和壓力標準嚴格按照設計所設定的標準值,而該標準值取決膜組件的形式:
     RO裝置入口壓力RO裝置出口壓力RO裝置入口的出口壓力差RO裝置供水流量RO裝置產水流量RO裝置濃水流量B) RO裝置運行注意事項
     a) 若把FI(污水指數)值超標的水供給RO作為給水,在膜組件的表面將附著污垢;
     b) 過量的供水流量將使膜組件提前劣化,因此給水流量不能超過設計標準值,此外,濃水流量應盡量避免小于設計標準,在濃水流量過小的條件下運轉,會使RO裝置的壓力容器內發生不均勻的流動及由于過分濃縮而使膜組件上析去污垢。
     c) RO裝置停止時應用低壓給水置換RO裝置內的水。
     d) 需經常注意保安過濾器的壓差,出現壓差急劇上升的原因主要是機械過濾器濁度的泄漏。相反,出現壓差急劇下降的原因可能是保安過濾器的元件破壞或密封不嚴;
     e) 當RO裝置入口和出口壓力差超過標準時,說明膜已受污染或者是給水流量在設計值之上,如流量調整尚不能解決壓差問題,則應對膜面進行清洗;
     f) 夏天供水溫度高,產水流量就過多,有時得降低操作壓力,這樣做可能導致產水水質下降。
     5.2 RO裝置的維護管理A) 水質管理
     在裝置的維護管理方面最重要的是水質管理,經常做日常水質管理記錄,對于及時發現故障和采取措施是十分有利的,水質管理的測定項目和時間的間隔及次數如表所示:
     水質管理的控制方法(見表2)
     注:一日測定一次;D4:一日測定四次W:一周測定一次
     B) 運行管理
     與水質管理相同,也需要編制流量和壓力記錄,這些記錄對于積累數據、分析事故原因及采取相應的措施同樣是十分必要的。
     C) 不良情況的原因和對策
     RO產水量下降原因與對策(見表3)
     RO裝置產水質量的下降原因與對策(見表4)
     5.3 RO裝置的保養
     a)膜元件在長期貯存、運輸或關機期間應避免生物生長,干枯與機械損傷;
     b)膜元件的標準保存液為1%亞硫酸鈉與20%甘油,注意隔絕空氣;
     c)RO裝置如關閉超過48小時以上,應先以PH=11的堿液和PH=3-4的酸液分別清洗、殺菌,而后以1%的亞硫酸氫鈉(或1%甲醛)充滿RO組件,然后關閉所有閥門;
     d)每月更換一次保護液;
     e)夏天控制環境溫度<45℃,以防霉變,冬天防凍,必要時注入10%-20%甘油;
     f)運行泵(也包括預處理泵、高壓泵、純水泵)注意運行120小時左右添加潤滑油(鈉鋰基脂);
     g)微孔過濾器(保安過濾器)濾芯屬易損件,應視污堵狀況3-6月內更換一次;
     h)預處理單元,機械過濾器、活性炭過濾器每運行一周,清洗2次。
     i)RO系統每次關機后,啟動清洗系統用純水置換出RO系統內鹽水,并循環沖洗30分鐘左右。
     6 影響反滲透性能的因素6.1 進水水質的影響
     A) 色度、濁度和膠體有機物;懸浮物和膠體物質非常容易堵塞RO膜,使透水率很快下降,脫鹽率降低;
     B) 氧化劑:氧化劑會使復合膜性能惡化,水中含游離氯時,通常用活性炭吸附或加注還原劑,使游離氯還原到指標值以下;
     C)PH值:控制PH值的目的主要是防止碳酸鈣析出后形成水垢;
     D) 鐵、錳、鋁等重金屬氧化物:其含量高時,在膜表面形成氫氧化物膠體,產生沉淀現象;
     E) 細菌、微生物:細菌繁殖會污染膜并惡化水質;
     F) 硫酸根,二氧化硅:水中含有多量硫酸根時,易產生硫酸鈣沉淀,含有多量SiO
     2
     時,也易產生沉淀,為防止沉淀,當濃水CaSo
     4
     溶度積>19*10-5時,可加注六偏磷酸鈉,盡量避免濃水中SiO
     2
     含量超過100mg/l。
     6.2 運行因素的影響A) 壓力
     滲透液通量隨作用壓力成線性增加,而滲透液的含鹽量隨作用壓力而減少。
     B) 溫度
     若其他參數保持固定,只增加溫度,滲透液通量及鹽通過量都隨之增加,但滲透液通量變化更為明顯,一般來說,溫度每提高1℃,透水量增加1%-3%,而一般膜的額定通量是在25℃時給出的,下表表示了不同溫度下產水量修正系數。
     實際產水量=額定產水量(25℃時)/修正系數。
     在不同溫度下RO膜產水量修正系數
     C) 回收率
     回收率為滲透液流量對進水文章來源華夏酒報流量的比例。滲透液流通量隨著回收率的增加而減少,當濃縮液的滲透壓高至與施加于供水的壓力相同時則停止,脫鹽率隨著回收率增加而減少。
     D) 供水鹽濃度隨著供水鹽濃度升高,滲透液流量降低,鹽通過率上升,脫鹽率降低,因而在供水鹽濃度高而要求水質鹽含量較低的情況下,需采取二級RO單元以提高脫鹽率或以RO+離子交換來達到目的。
     7 用井水等作原水的前期處理
     對于某些水源不充足的地方,比如以井水為勾兌用水的企業,還必須對原水進行必要的處理,才能使膜組件不受損壞,保證生產出高質量的勾兌用水。井水中對反滲透裝置影響主要是硬度物質、懸浮物、鐵離子等雜質含量較高。對膜的使用壽命有一定的影響(據分析,我廠井水硬度為320.6mg/L,電導率為600us/cm)具體解決辦法可在原水箱前增加一套離子交換過濾裝置,使井水基本達到原水標準。(如下圖)
     8 結果與討論
     利用反滲透裝置處理勾兌用水是一套十分先進和科學的方法,經反滲透裝置處理過的純水,用于勾兌可解決因水質污染而給白酒帶來的異雜味問題。該裝置適用性強,使用成本低,可操作性強。是白酒勾兌用水處理的一次革命。相信隨著反滲透水處理技術在釀酒行業的普及應用,必將給名優酒乃至整個釀酒行業帶來新的發展機遇。
     由于本人水平有限,難免出錯,望業內同行批評指正。
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編輯:張怡

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