• Главная
• Водоподготовка
• Статьи
• Опыт применения технологии мембранного фильтрования при подготовке воды для производства коньяка

Опыт применения технологии мембранного фильтрования при подготовке воды для производства коньяка

В апреле 2005 года на ОАО"Комбинат Праздничных Вин" была запущена в эксплуатацию станция водоподготовки на базе установки мембранного фильтрования УМФ 0-24,0 ТУ 4859-004-48147451-2004 в блочном исполнении производства ООО «СВТ» производительностью 1 м3/час. Данное оборудование применяется для получения обессоленной воды, используемой для приготовления коньяков и коньячных напитков, а так же для технологических нужд производства комбината.

Причиной послужившей к принятию руководством предприятия решения в инвестирование в водоподготовку стала необходимость решения проблемы, с которой постоянно сталкивались специалисты данного предприятия при производстве коньяка – это появление осадка в продукции по истечению 2-3 месяцев после разлива в бутылки.

После проведения анализа технологии производства выяснилось, что основной причиной данного явления послужила недостаточно качественная подготовка воды применяемой для процесса смешения с коньячным спиртом. Согласно ГОСТ Р 51-618, жесткость умягченной воды не должна превышать 0,36 мг-экв/л, в то время как ранее применялась вода с значительным превышением данных требований и повышенной минерализацией. Кроме этого, Заказчиком были сформулированы пожелания по снижению концентрации натрия в очищенной воде. С учётом этого было и сформировано Заказчиком, техническое задание, на основании которого и была спроектирована, изготовлена и смонтирована станция водоподготовки. Источником исходной для очистки воды была вода из городского водопровода с жёсткостью 3-5 мг-экв/л и общей минерализацией до 550 мг/л.

Режим работы предполагался круглосуточный, т.е. подача очищенной воды должна осуществляться непрерывно в любое время суток. Требования к автоматизации процесса работы – работа станции должна осуществляться в полуавтоматическом режиме, т.е. вручную должны выполняться лишь процессы загрузки реагентов, химическая мойка мембранных элементов и т.п.

Следует отметить, что выбор в пользу применения способа мембранного фильтрования на основе обратного осмоса для решения данной проблемы по сравнению с ионообменным способом обессоливания по схеме Н-ОН был обусловлен следующими их преимуществами, особенно для станций водоподготовки небольшой производительности:

• отсутствием необходимости применения для регенерации кислоты и щёлочи
• отсутствие вредных стоков
• компактностью установок
• небольшими затратами в эксплуатации
• минимальным временем на обслуживание
• простотой в обслуживании и надёжностью в эксплуатации

Однако, следует обратить внимание, что указанные преимущества в других случаях могут быть неочевидны, поэтому решение о выборе способа обессоливания или тем более технологии очистки вообще в каждом конкретном случае принимается с учётом многих факторов - технических, экономических, экологических и т.п.

Таким образом, технологическая схема водоподготовки после проведения технологических расчётов состояла из:

• предварительной очистки перед обратноосмотическим фильтрованием;
• обратноосмотического фильтрования
• накопления и промежуточного хранения обессоленной воды.

Конструктивно, станция водоподготовки выполнена в блочном исполнении, где узел предварительно очистки и установка обратноосмотического фильтрования были смонтированы на одной раме в едином блоке испытанном и полностью готовом к подключению после установки на место.

Предварительная подготовка состоит из следующих основных стадий очистки воды требуемой расчётами производительности 1.5-1.6 м3/час для получения очищенной воды (пермеата) требуемого объёма -1 м³/час:

• грубая фильтрация (дисковый фильтр),
• тонкая фильтрация и умягчение (установка Kinetico Quad F/S
• тонкая фильтрация и сорбция воды (префильтры картриджного типа)- в составе установки обратноосмотического фильтрования.

В результате предварительной очистки из воды удаляются механические примеси размером более 5 мкм (в том числе и окисное железо), происходит умягчение воды (одновременно удаляется закисное железо, при содержании его в воде не более 0,1 – 0,3 мг/л), удаляется из воды хлор.

В комплектацию установки УМФ включены:

• фильтры предварительной тонкой очистки;
• высоконапорный насос GRUNDFOS типа
• мембранный модуль (4 шт мембран размерностью 4040) размещёнными в высоконапорных корпусах (до 20 bar) из нержавеющей стали;
• комплект из трёх ротаметров;
• комплект манометров;
• комплект пробоотборных кранов;
• счётчик количества пермеата;
• кондуктометр;
• контроллер типа SMC
• гидравлическая обвязка из ПП и ПВХ.

Данная комплектация позволяет реализовать следующие функции:

• быстрая промывка (флэш) проводимая исходной водой перед запуском/остановкой установки и в процессе её работы;
• автоматический вывод установки в режим авария (при повышении давления на мембранном модуле)- защита от превышения давления на мембранном модуле;
• слив первой порции пермеата с низким качеством в канализацию (по времени);
• контроль давления в линии пермеата (отключение установки при превышении давления в линии пермеата);
• защита насоса от сухого хода.

В состав блока предварительной очистки входит фильтр грубой механической очистки (дискового типа), удаляющий из воды, взвешенные нерастворённые частицы размером более 100 мкм. Применение также установки фильтрации и умягчения воды непрерывного действии Kinetico Quad F/S позволило производить двухстадийную очистку воды - тонкую механическую фильтрацию (5 мкм) и умягчение воды. Управление установкой при этом происходит без потребления эл. энергии (гидравлический контроллер). Кроме того, учитывая одновременную регенерацию установки (как фильтра, так и умягчителя) производимую одним потоком воды в противоточном режиме, достигается экономия промывной воды и поваренной соли на регенерацию ионообменника.

Кроме этого, на конечной стадии предочистки вода подвергается тонкой (финишной - 10 мкм) очистке с одновременным удалением из воды остаточного хлора (на картриджном фильтре со сменным картриджем, заполненным активированным углем).

Мембранный блок (обратноосмотического фильтрования) предназначен для обессоливания воды на основе явления обратного осмоса и в данной комплектации состоит из четырёх элементов рулонных обратноосмотических типа XLE, размещенных в корпусах изготовленных из нержавеющей стали.

Автоматическое управление работой установки обратноосмотического фильтрования осуществляется при помощи программируемого электронного контроллера типа Alpha(SMC, Япония) - предназначенного для обеспечения работы установки в автономном режиме. Он размещается внутри эл. шкафа установки и может управлять работой насоса, электромагнитных (э/м) клапанов. На контрольных лампах и жидкокристаллическом экране контроллера можно регистрировать состояние установки водоподготовки.

В комплектацию установки УМФ включено дополнительное оборудование, подающее сигнал на контроллер - датчики уровня жидкости в накопительной емкости (промежуточном резервуаре чистой воды).

Функция автоматической гидравлической быстрой промывки («быстрая» промывка) предназначена для периодической «гидравлической промывки» обратноосмотических мембранных элементов исходной (предварительно очищенной) водой, которая препятствует быстрому накоплению загрязняющих отложений на поверхности мембран. Режим «гидравлической промывки» является обязательным и необходимым условием для увеличения срока службы дорогостоящих обратноосмотических элементов. Процедура промывки проводится в автоматическом режиме перед включением установки в режим «работа», непосредственно перед выключением установки и периодически во время работы установки.

Кроме этого, предусмотрена функция автоматической гидравлической основной промывки («основная» промывка). Данная функция предназначена для периодической «гидравлической промывки» обратноосмотических мембранных элементов обессоленной водой, которая препятствует накоплению загрязняющих отложений на поверхности мембран. Режим «основной» промывки является необходимым условием для увеличения срока службы дорогостоящих обратноосмотических элементов. Процедура промывки проводится в автоматическом режиме перед выключением установки и в случае отключения исходной воды на входе в установку (срабатывания датчика сухого хода).

Установка укомплектована также,  манометрами (6шт) служащими для определения входного давления воды, а также перепада давления на всех этапах линии. Некоторые из них используются в системе защиты мембран от передавливания управляемой контроллером по перепаду давления.

Ротаметры (3 шт.) служат для контроля и производительности установки по пермеату/концентрату, а также для контроля потока воды, направляемой на рециркуляцию.

А комплект запорно-регулирующей аппаратуры (краны, клапана, дроссели и т.п.) предназначен для подключения, регулировки  и обслуживания установки, включая регулирование рабочего давления и расхода воды в магистралях концентрата и рециркуляции, для обеспечения режима быстрой гидравлической промывки мембран и т.п.

Как показывает опыт применения, вода, полученная на установке 0-24,0 ТУ 4859-004-48147451-2004 полностью отвечает требованиям Заказчика. Среднестатистические данные эксплуатации (выписки из журналов эксплуатации)приведены в таб.1

Таб.1.

№ п/п	Дата	Жесткость мг-экв/л	рН	Са++, мг-экв/л	Электропроводность, µ S/cm
1	15.04	0,25	5,35	–	до 10
2	20.04	0,02	4,81	0,01	до 10
3	28.04	0,02	5,3	0,01	8,4
4	11.05	0,02	5,3	–	7,2
5	18.05	0,02	4,9	–	10,2
6	25.05	0,02	5,1	–	8,7
7	01.06.05	0,02	5,0	0,02	10
8	08.06.05	0,02	5,1	0,01	10
9	14.06.05	0,02	5,0	0,02	10
10	21.06.05	0,04	5,1	0,05	10
11	28.06.05	0,04	5,1	0,02	10
12	05.07.05	0,02	4,9	–	10
13	12.07.05	0,02	4,9	–	10
14	05.08.05	0,01	5,1	0,05	16

Специалисты Заказчика отмечают, что применение данной воды положительно сказалось на вкусовых качествах коньяков и на его химическом составе, так как снизилось содержание Са++, рН и электропроводность (общее солесодержание).

Более подробную информацию о водоподготовительных установках и способах решения Вашей проблемы, а также об условиях сотрудничества можно получить, сделав запрос или обратившись в офис компании.