Северо-Кавказское отделение экологии
Научно-исследовательского центра по проблемам управления
ресурсосбережением и отходами
Минприроды РФ
На этой странице мы рассказываем о своем опыте очистки сложных водно-спиртовых смесей, обезвоживании барды, очистке стоков спиртового производства. Перечень выполненных "под ключ" и работающих объектов Вы можете посмотреть на странице "Заказчики", а снимки - на странице "Объекты".
Характеристики установки очистки
Установка водоподготовки (умягчения воды)
В качестве ионообменных хемосорбционных материалов в установке УПВ-1 используется нетканый материал, разрешенный к применению в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения Государственным комитетом по санэпиднадзору 23 октября 1992г. №01-19/3211.
Волокнистый нетканый материал (условно - ВНМ) на основе полиакрилонитрильного волокна, получаемый специальной химической обработкой сополимера, превосходит зернистые иониты удельной поверхностью, что позволяет уменьшить сопротивление фильтрующего слоя, обеспечить высокую скорость сорбции и десорбции, упростить конструкцию и уменьшить габариты фильтров. Волокна ВНМ имеют меньшую статическую обменную емкость (СОЕ) по сравнению с синтетическими зернистыми сорбентами, однако за счет развитой трехмерной химической сетки они обладают высокой гидролитической устойчивостью, благодаря чему возможно многократное использование в сорбционных процессах.
Описание аппаратурной схемы умягчения воды
Аппаратурная схема умягчения воды рассмотрена на примере экспериментальной установки умягчения воды типа УПВ-1.
Установка состоит из 10 колонок,
изготовленных из кварцевого стекла, соединенных в два параллельных блока
нижними и верхними коллекторами. Колонка представляет собой цилиндр
диаметром 120 мм и высотой 1200 мм, торцы цилиндра закрыты стальными
фланцами, которые стянуты между собой шпильками и имеют проходные
отверстия. Каждая колонка заполнена ионообменным нетканым материалом ВНМ КН-1 в Na-форме.
Фланцы колонок патрубками соединены коллекторами, каждый коллектор имеет
запорную арматуру на входе и выходе. Оба верхних коллектора на входе
соединены с емкостью, а на выходе - с накопителями умягченной воды. Оба
нижних коллектора на входе соединены с насосом питьевой воды, а выходы -
со сборником элюата или канализацией.
Питьевая вода, соответствующая ГОСТ 2874-82, для умягчения подается насосом через вентили в нижние коллектора каждого блока колонок, проходит через колонки, умягчается, и через верхние коллектора поступает в накопитель умягченной воды. При этом вентили, соединяющие емкости и верхние коллекторы должны быть закрыты.Контроль за качеством умягченной воды должен проводиться лабораторией каждые 2 часа.
После регламентированного, по объему умягченной воды, процессу умягчения сорбционный материал должен быть подвергнут регенерации. Регенерация производится 10% раствором поваренной соли. Раствор должен быть подготовлен в отдельной емкости, отфильтрован и перекачен или залит в емкость.
Перед регенерацией подача
исходной воды на установку должна быть прекращена, вентили, на входе
нижних коллекторов и выходе верхних, должны быть закрыты. Затем
открываются вентили из емкости на входы верхних коллекторов, и после
этого открываются вентили на выходе нижних коллекторов для сброса элюата
в канализацию.
После полного опорожнения емкости вентили на выходе нижних
коллекторов должны быть закрыты, при этом колонки будут полностью
заполнены солевым раствором. Время регенерации ВНМа - 30-40 мин.
За время регенерации ВНМа в емкость должна быть закачена умягченная вода объемом 200л. По истечению времени регенерации вентили нижних коллекторов колонок должны быть вновь открыты до полного стекания элюата из всей установки. В конце стекания необходимо проверять на вкус вытекающий раствор. Если он имеет солоноватый вкус, операцию промывки фильтра умягченной водой повторить.
Вентили выхода нижних
коллекторов и входа верхних коллекторов закрыть, а вентили входа в
нижние коллекторы и выхода умягченной воды открыть.
Установка вновь готова для цикла умягчения воды.
Установка высокой очистки водно-спиртовых смесей
СКО НИЦ ПУРО разработана и успешно внедряется новая установка высокой очистки водно-спиртовых смесей при производстве водки.
В качестве основного сорбционного материала в соответствии с требованиями ГОСТ 12712-80 ( с изменениями №5 от 12.11.91 г. № 1731 ) применяется углеродная ткань, разрешенная для хозяйственно-питьевых целей Российским комитетом санэпиднадзора 23.10.92 г. № 01-19/32-11 ( п.249 ).
На установке ФС-24 используется углеродное волокно типа ВИСКУМ, разрешенное к применению в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Сырьем для получения углеродного волокна является гидратцеллюлозные и полиакрилонитриловые волокна, которые затем проходят термообработку в потоке инертных газов при температуре 600-1200 ºС. При этом для материала типа ВИСКУМ характерна полидисперсная пористая структура с основным размером пор 0,3-5 нм. Суммарный обмен пор достигает 1,5 см³/г.
Углеродный тканевый материал типа ВИСКУМ, превосходит активные угли удельной поверхностью, что позволяет уменьшить сопротивление фильтрующего слоя, обеспечить высокую скорость сорбции и десорбции, упростить конструкцию и уменьшить габариты фильтров.
Требования к сортировке.
При приготовлении водки используются ректификованный этиловый спирт ЭКСТРА, ЛЮКС, высшей степени очистки и первого сорта, приготовленные по технологическим инструкциям, утвержденным Министерством пищевой промышленности, и отвечающие требованиям ГОСТ 5962-67 с изменениями №1 от 22.03.83г. №18-3.
Для приготовления водно-спиртовых смесей (сортировок) должна применяться умягченная питьевая вода с жесткостью не выше 0,36 мг-экв/л и щелочностью менее 3,5 мг 0,1н р-ра HCl на 100 мл.
Фильтр ФС не предназначен для очистки сортировки от механических загрязнений, поэтому он может применяться в технологических схемах приготовления водки только вместо сорбционных колонок с предварительной и последующей фильтрацией сортировки на механических напорных фильтрах любой конструкции.
В соответствии с ГОСТ 12712-80 «ВОДКИ И ВОДКИ ОСОБЫЕ. Технические условия», с учетом изменения № 5 от 01.05.95, при производстве водки используют «специальную обработку адсорбентом» водно-спиртового раствора крепостью 38-45% с добавлением ингредиентов или без них, с последующей фильтрацией. Водки должны быть приготовлены в соответствии с производственным технологическим регламентом на производство водок и ликероводочных изделий, разработанным специализированной организацией.
Предлагаемое оборудование и технология очистки отличаются от традиционных:
· Меньшей стоимостью;
· Небольшими габаритами и емкостным объемом;
· Высокой скоростью сорбции и регенерации.
Небольшие потери бракованной водки и временных затрат на регенерацию сорбционного фильтра позволяют использовать его для многократной очистки одной сортировки с целью получения высококачественной водки даже из некачественного импортного спирта.
Конечная очистка воды от различных механических примесей осуществляется керамическими фильтрэлементами с мембранной подложкой и размером пор 0,1-1,0 микрон с использованием метода тангенциальной микрофильтрации.
Фильтр применяется вместо песчаных или прессфильтров.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТАНОВКИ ОЧИСТКИ
(производительностью 40 дал/час для водки "Русская")
|
Наименование оборудования, материалов, процесса |
ед. изм |
Характеристика |
|
|
Стандарт ВНИИ ПрБ |
Эксперимент СКО НИЦ ПУРО |
||
|
Форфильтр (песчаный фильтр предварительной очистки) |
м3 |
0,14 |
0,14 |
|
Колонка угольная |
м3 |
4,2 |
- |
|
Фильтр сорбционный |
м3 |
- |
0,14 |
|
Уголь активный березовый БАУ |
кг |
350 |
- |
|
Ткань сорбционная углеродная ТУ-6-12-0204056-36-90 |
м2 |
- |
15 |
|
Песчаный фильтр |
м3 |
0,3 |
- |
|
Фильтр керамический мембранный,d-100мм, h-1000мм, 6-06мкм |
шт. |
- |
1 |
|
Время работы сорбционной колонки до регенерации |
час |
375 (15,6 сут) |
250 (10,4 сут.) |
|
Время, затраченное на цикл регенерации |
час |
18-32 |
2-3 |
|
Количество бракованной водки и спиртового отгона при регенерации |
дал |
500 |
14,0 |
|
Расход пара для регенерации |
кг |
1400 |
10 |
|
Расход сорбента ( на 1000 дал сортировки ) |
кг |
18 |
- |
|
Возможность длительной остановки без рециркуляции раствора |
|
нет |
да |
|
Стоимость комплекта |
у.е. |
60000,0 |
30000,0 |
