水处理系统及工艺技术方案

记述了水处理系统及工艺，可以通过使给水流过炭层过滤器（１０）、微粒过滤器（２０）和电化学去离子装置（３０）将水净化。净化水可适用于烹调、洗涤和饮料生产。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及水处理系统及工艺，尤其是用于生产人用净化水的水处理系统及工艺。2.相关技术说明净化水被应用于包括化学、食品、电子、能源、医学和制药在内的许多行业，以及用于人用。一般在用于这些领域中任何一个之前，水都要进行处理以将污染物水平降低到可接受的水平。这些处理技术包括灭菌、蒸馏、过滤、离子交换、反渗透、光氧化、臭氧化及其结合。对于不同的最终应用可能要求不同程度的纯净度。水质可能受包括美国环保署(EPA)和食品与药物管理局(FDA)在内的各种政府机构和同业公会管制。饮料工业会消耗大量必须满足环境及健康要求的水。除了那些保证饮料可以安全饮用的规定之外，饮料工业还面对基于品质控制的额外标准。例如，满足微生物联邦条例的水源可能满足不了饮料生产商对可能影响产品品质的附加参数如味道和气味的质量控制标准。这些标准可能包括硬度(钙、镁和硅含量)、碳酸氢盐、pH、总悬浮固体量(TSS)、总溶解固体量(TDS)、颜色、味道和温度。饮料工业本身的分散结构使这些参数的控制变得非常复杂。例如，国际性的饮料生产商通常在全世界有许多生产点。这些点每个都可能使用不同于其它工厂所用的水源。尽管联邦条例可能有助于使对美国的饮料生产用水的健康和安全要求标准化，但这些标准可能远远不同于其它国家的标准。这些不同的标准可能会影响例如味道、气味和外观等参数。这对于以同一商标在很大区域内销售一种饮料的生产商来说可能非常重要。例如，在某国一个地方消费某种饮料的顾客将期望该饮料不论在何处购买都具有相同的外观和味道。为保证这种一致性，饮料生产商可能会要求用于饮料生产的水满足相同或相似的标准，而无论该饮料在哪里生产。实现此目的的一种途径就是通过使用水处理工艺。对于许多瓶装厂来说要保证水质通常要求对可能使用的各种供水强加以能以最低成本实现的可测量并可达到的水质标准。这些品质控制问题在包括喷泉代销点时将变得更加难以实施和控制。喷泉代销点通常是那些生产用于即刻就地或附近消耗的饮料的位置。通常，在喷泉代销点，水将与调味糖浆混合，对于碳酸饮料来说所述调味糖浆为二氧化碳。然后饮料将可以直接供应给消费者。喷泉代销点的一个优点在于由不需运输或储藏大量产品所实现的节约。由于种种优点，世界上存在无数被许可的喷泉代销点。消费者通常期望无论他们选择从商店购买一听或一瓶饮料还是从喷泉代销点购买一杯饮料他们的饮料都具有一致的品质。由于水质会影响饮料的味道和外观，所以对于饮料许可证发放者来说重要的是对喷泉代销点以及灌瓶机提供水质标准。对于喷泉代销点来说有几个可能影响水质标准的因素，其中两个为可利用的水源和处理所述水的成本。由于喷泉代销点可能存在于各种地点，所以用于生产泉水饮料的水源可能也不同。这些水源可能包括例如城市供水、地表水、井水、降水和淡化海水。这些水源中每个都可能提供不同品质的水，甚至在同类水源例如井水中，所供给的水的类型和品质从一个地方到另一个地方也可能不一致。另外，喷泉代销点一般出现在饭店、快餐店、便利店等等，而且在许多这些场所水处理的成本可能对盈利有影响。因此，饮料生产商和许可证发放者必须平衡消费者对一致味道和外观的需要以及代销点对低成本水源的需要。此外，代销点操作员还关心可靠性；如果水处理系统故障，喷泉代销点处的饮料生产将停止。系统维护同样重要且通常目标是以更简单的步骤实现更不频繁的维护。水处理系统的容量与灌瓶机所要求的也不同。通常，喷泉代销点的输出量要求要低得多，但该系统在高峰需求时必须仍能产生足够的高品质水供应，且由于喷泉代销点可能会经历停用时间，所以水处理系统应在停用一段时间后一旦需要就能马上提供高品质的水。不同的井水源可能会对那些为喷泉代销点设计水处理系统的人提出挑战。井水可能包含高浓度的溶解物如碳酸氢盐和溶解固体以及可能影响味道和外观的悬浮物质。例如水可能是硬水，具有高浓度的钙、镁或二氧化硅且可能包含影响总溶解固体量(TDS)的额外离子物质。此外，还可能存在有机物以及溶解气体，pH和缓冲能力可能变化很大，且来自同一井的水组成也可能会随着时间或不同水平的应用而变化。。对于生产饮料制造及其它行业所用高纯度水，已有各种水处理系统和工艺。这些系统中包括灭菌装置如加氯器和臭氧发生器、过滤器、水质软化器、反渗透系统和化学离子交换装置。灭菌装置通常用于降低水源中可丰活微生物的浓度。这可通过向供水中直接添加消毒剂例如氯、臭氧或氨使致病生物被消灭来完成。或者，也可以通过某种处理例如加热或用紫外线处理来消灭微生物，或者可以通过过滤物理地除去微生物。当使用化学消毒剂时，通常可取的是在饮用之前将消毒剂从水中除去，这可通过包括化学中和和滤除在内的许多途径完成。过滤用于从水源中除去悬浮物，不过可能同时有助于除去溶解物或胶体物质。过滤器可以由各种材料构成，包括颗粒物质如砂子、硅藻土或粒状活性炭(GAC)，或者也可以基于一种可由包括聚合物和纤维状材料在内的许多不同材料构成的薄膜。过滤器一般通过阻止悬浮物质通过但同时允许水流过的形式工作。过滤器的一种分级方法是按其″孔径″，它可以提供关于什么尺寸的颗粒将被该过滤器留住的信息。某些方法如超滤可以具有小到足以除去某些溶解物质的孔径。水可能会受到钙或镁离子的存在的不利影响。通称的″硬度″即高浓度的这些阳离子(一般大于200ppm(mg/L，CaCO3))会造成水可能在设备和管道上留下水垢或其它沉积物。一般通过用替代阳离子(一般为钠)交换钙和镁离子来从水中去除钙和镁(被软化)。水软化剂一般包含能用两个钠离子交换从处理过的水中除去的每个钙或镁离子的树脂粒。可以周期性地将水软化剂再生以向树脂粒重新提供充足的钠或替换阳离子。反渗透(RO)是一种能从水源中去除溶解物质的过滤技术。通常，水在高压下供向RO膜的一侧，而从膜的低压侧收集净化水。RO膜的结构使水可以流过该膜而其它化合物例如溶解的离子物质被保留在高压侧。然而，某些物质如碳酸氢盐并不能被留住。包含浓度升高的离子物质的″浓缩物″可以随后被排放或回收，而通常包含浓度降低的离子物质的渗过物则被收集以供后用。附图说明图1示出了目前用于净化饮料生产体系用水的系统。给水流经导管150进入微粒过滤器110，后者有助于除去可能悬浮在给水中的任何颗粒物质。然后水流经导管151进入泵140。泵140对水加压使其经过导管152进入RO装置120。在RO装置120中，从膜的低压侧收集净化水并使其流经导管153到储罐130。当有充量供应的净化水包含在储罐130中时，它可以通过连接到导管154的泵(未示出)抽到饮料生产系统中。也可使用去离子单元从水源中除去各种离子。去离子单元通常利用化学或电去离子作用使用替换离子替换特定阳离子和阴离子。在化学去离子中，使用离子交换树脂来替换包含在给水中的离子。树脂上的离子通过使再生流体周期性地流过树脂床来再生。这种流体可以是补充阳离子交换树脂上的氢离子供应的酸。对于阴离子交换树脂，可以通过使碱流过树脂用羟基替换任何结合的阴离子和使树脂为另外的阴离子去除作好准备来对树脂进行再生。然而，在电去离子作用中，一种或多种树脂可以通过由向所述去离子单元施加电流过程中水分裂所产生的氢和羟基离子来再生，在连续电去离子作用(CEDI)中，离子在给水被处理的同时被替代，由此不需要单独本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净化水的方法，包括：　　　　提供给水，　　　　将水的硬度降低到５－１００ｐｐｍＣａＣＯ↓［３］的范围，　　　　将水的碱度降低到１０－１００ｐｐｍＣａＣＯ↓［３］的范围，和　　　　将所述碱度和硬度降低的水作为净化水提供给人用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F维尔金斯，AD亚，LS梁，
申请(专利权)人：西门子水处理技术控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]