РОЗДІЛ. ВОДА ЯК ОСНОВНА СИРОВИНА БРОДИЛЬНИХ ВИРОБНИЦТВ

Вибір способу водопідготовки залежить від якості вихідної води, прийнятої технології виробництва, потужності підприємства тощо.

Відстоювання і коагуляція. Вода, що містить органічні та неорганічні речовини перед обробкою відстоюється в результаті чого завислі частинки осаджуються. Відстоювання проводиться у відстійниках періодичної або безперервної дії, тривалість процесу залежить від розміру завислих частинок.

Освітлення води відбувається при додаванні хімічної сполуки за допомогою якої відбувається коагуляція колоїдних часточок з утворенням пластівців. Як коагулянти використовують сульфат алюмінію Аl₂(SO₄)₃ x 18 H ₂O, сульфат заліза Fe₂(SO₄)₃ x 9 H ₂O або залізний купорос FeSO₄ x 7 H ₂O із гашеним вапном. Під час коагуляції частина тимчасової твердості переходить у постійну. Коагуляцієюдосягається прискорення процесу осадження колоїдно-дисперсних домішок з частками розміром 0,1 – 10 мкм,що утримуються у воді. Найбільш типовими з цих домішок є кремнієва кислота і гуминові речовини.

Фільтрування води. Для звільнення води від завислих частинок здійснюють її фільтрування у пісочних і вугільно- пісочних фільтрах.

Пісочний фільтр заповнений шарами крупного, середньої крупності і дрібного піску. Вода проходить через шари піску зверху вниз і освітлюється. При пониженні швидкості фільтрування 1-2 рази на місяць фільтруючий шар промивають зворотнім потоком води. Вугільно - пісочні фільтри використовують для очищення води з підвищеним запахом хлору, неприємним запахом тощо.

Вапняно-содовий спосіб. Для усунення тимчасової твердості воду обробляють вапном, а постійної – кальцинованою содою. Солі постійної твердості – сульфати, хлориди кальцію і магнію реагують з содою за рівняннями:

Са SO₄ + Na₂ CO₃ = Са CO₃ + Na₂ SO₄ та

Mg SO₄ + Na₂ CO₃ = Mg CO₃ + Na₂ SO₄.

Аналогічно реакціі відбуваються з хлоридами й содою.

Реагентні способи зм’якшення води (вапняний і вапняно-содовий) засновані на зв’язуванні аніонами іонів Са^{2+ і} Мg²⁺, що містяться у воді; а також на зв’язуванні катіонами карбонат-іонів з утворенням важкорозчинних з’єднань, що випадають в осад.

2. Зм’якшення води проводять для зниження загального вмісту в ній солей (знесолення) і, насамперед, для зменшення концентрації солей жорсткості. Процес зм’якшення характеризується зниженням таких показників: твердості, лужності води, вмісту іонів Са²⁺ Мg²⁺, сухого залишку.

Зм’якшують воду реагентними, іонообмінними, електродіалізними і мембранними способами.

Термічний спосіб. Тверду воду пом’якшують нагріванням за температури 60 °С, при якій бікарбонати розщеплюються з утворенням майже нерозчинних у воді карбонатів і виділенням СО₂:

Са (НCO₃)₂ = Са CO₃ + СО₂ + H ₂O

Цей метод є енергоємним і тому його рідко застосовують.

Іонообмінний спосіб. В якості іонообмінного матеріалу використовують штучні іоніти. Синтетичні смоли – це високо полімерні, нерозчинні у воді органічні речовини. Розрізняють катіоніти та аніоніти залежно від знака заряду. Із катіонітів застосовують іонообмінні смоли: КУ-1, КУ-2, КУ-2-8 , що являють собою сульфокатіоніти і сульфовугілля.

Вода для пом’якшення подається у фільтр зверху, при проходженні її через шар катіоніту відбуваються обмінні реакції, у результаті яких вона пом’якшується. Після виснаження Na-катіоніт регенерують 5-10% розчином хлориду натрію.

Обробка води на іонообмінних фільтрах включає та кі стадії:

· Фільтрування води через підготовлений фільтр до насичення обмінної робочої ємності іоніту;

· Розпушення іоніту висхідним потоком розчину промивної води;

· Регенерація іоніту;

· Відмивання від іоніту, солей жорсткості і надлишку регенераційних розчинів.

Зворотно-осмотичний спосіб. Зворотний осмос – фільтрування розчинів через напівпроникні мембрани під тиском, який перевищує осмотичний. Мембрани, пропускаючи воду, затримують розчинені речовини. Процес зворотного осмосу є перспективним, хоча за високу вартість установок застосовують поки що обмежено. Зворотний осмос має переваги: ефективне видалення мікроорганізмів, можливість застосування для води з різним вмістом солей, автоматизація процесу.

Електродіалізнийспосіб зм’якшення води рекомендується застосовувати для обробки води із вмістом солей понад 1500 мг/дм³. Цей спосіб ґрунтується на перенесенні іонів через іонітові мембрани під дією підведеного до них електричного поля. Цей спосіб дає змогу знизити її лужність, твердість, видалити небажані домішки.

Мембранний спосіб зм’якшення води, заснований на принципі зворотного осмосу, може бути використаний для обробки вод будь-якого солевмісту.

3. Основними способами для видалення з води хвороботворних бактерій є використання спеціальних засобів. Знезаражування води досягається фільтруванням її через фільтри, хлоруванням; обробкою іонами срібла, бактерицидним опроміненням, ультразвуковими хвилями. Фільтри закритого типу в залежності від фільтруючого матеріалу або конструкції фільтруючого елемента підрозділяються на піскові, вугільно- піскові, пластинчасті, керамічні.

Хлорування води газоподібним хлором проводять у газодозаторах або хлораторах. Хлорне вапно спочатку розчиняють у воді і розчин задають до всієї маси води, перемішують і витримують. Недоліком способу є залишок хлору, який надає воді характерного присмаку.

Обробка іонами срібла та бактерицидним опроміненням. Для збагачення води дезінфікуючими іонами срібла використовують іона тори, в яких закріплені срібні електроди під напругою постійного електричного струму. При електролізі іони срібла переходять у технологічну воду. Ефективний спосіб біологічного очищення – ультрафіолетова дія бактерицидного опромінення на протоплазму бактерій, що обумовлює їх повну стерилізацію. Джерело опроміненя – ртутно-кварцові та аргоно-ртутні лампи.