CC BY
21
ГИГИЕНА И САНИТАРИЯ
Обеспечение предприятий пищевой промышленности и населения
экологически чистой водой
Г.С. Михалкина, И.С. Докучаева
Казанский государственный технологический университет Н.А. Николаев
Казанский научный центр РАН
Проблема снабжения предприятий пищевой промышленности, общественного питания и населения экологически чистой водой требует безотлагательного решения в связи с катастрофическим загрязнением источников пищевой воды вредными веществами антропогенного происхождения. В настоящее время содержание вредных для здоровья людей веществ в открытых водоемах, служащих основным источником питьевой воды, в десятки и даже сотни раз превышает допусти-Iмые нормы.
По сложившейся в нашей стране системе водоснабжения предприятий пищевой промышленности и населения водозабор осуществляется из открытых водоемов (рек и водохранилищ) с последующей минимальной очисткой воды от жидких и твердых взвесей (осветление) и хлорированию с целью подавления болезнетворных микробов, вызывающих кишечные и другие эпидемические заболевания.
Очистка воды от ионов тяжелых металлов, радионуклидов, органических и неорганических соединений отсутствует по причине ее чрезвычайно высокой стоимости в связи с огромными объемами потребляемой водопроводной воды.
Рис. 1. Схема однокорпусной дистилляционной установки с восходящей пленкой жидкости: 1 - пленочный испаритель, 2 - конденсатор, 3 - инжектор, 4 - распылительный деаэратор, 5 - насос
Поэтому сегодня вода, поступающая из водопроводной сети, принципиально не пригодна для ее употребления в пищевых целях. Однако, несмотря на это, большинство пищевых предприятий и население используют водопроводную воду без дополнительной качественной очистки.
Практика экономически развитых стран доказала перспективность деления потребляемой воды для пищевых и технологических целей. Такая практика экономически целесообразна, поскольку основная масса воды используется для технологических целей и не требует тщательной комплексной очистки.
Наибольшие успехи в области производства экологически чистой воды для населения достигнуты во Франции, Англии и США. Ведущие фирмы контролируют рынок пищевой воды в Канаде, Индонезии, Чехии и т.д. Производство и реализация пищевой воды - столь же выгодное вложение капитала, как информатика, телекоммуникации, добыча нефти и газа.
Учитывая сложившуюся в настоящее время в стране кризисную ситуацию, представляется необходимым создание на предприятиях пищевой промышленности, использующих водопроводную воду для производства пищевых продуктов, установок комплексной очистки воды от вредных компонентов, таких как ионы тяжелых металлов, радионуклиды, фенолы и др.
В последнее время обсуждалась концепция организации выпуска устройств очистки воды индивидуального пользования для населения. Однако тривиальная технико-экономическая оценка этой концепции позволяет сделать вывод о ее полной бесперспективности вследствие непомерно высоких капиталовложений как на производство собственно устройств для очистки воды, так и поглотителей вредных примесей.
Решить проблему обеспечения предприятий пищевой промышленности и населения экологически чистой водой можно путем создания про-
мышленных установок большой единичной мощности.
Дополнительная очистка воды с целью обеспечения предприятий пищевой промышленности и населения экологически чистой водой может быть осуществлена адсорбционным, мембранным и дистилляционным способами.
Адсорбционный способ очистки воды основан на применении природных или синтетических твердых адсорбентов. Поскольку адсорбционный способ очистки воды исключительно селективный, его применение для комплексной очистки одновременно как от ионов тяжелых металлов, так и от вредных для здоровья людей органических и неорганических соединений не имеет перспективы практической реализации.
Мембранный способ очистки основан на использовании синтетических мембран, обладающих селективной пропускной способностью, и так же, как адсорбционный способ, не может обеспечить комплексную очистку воды от вредных примесей. Следует также иметь в виду, что присутствие в воде органических соединений ведет к разбуханию мембран и изменению их характеристик.
Дистилляционный способ в отличие от предыдущих способов универсален, т.е. обеспечивает полную очистку воды от любых нелетучих и труднолетучих примесей, присутствующих в исходной водопроводной воде, а также не требует непрерывного мониторинга качества получаемого дистиллята. Для промышленной реализации дистилляционного способа можно привлечь любые вторичные источники тепла, включая газовые выбросы энергетических установок.
В предшествующие десятилетия широкое распространение в промышленности получили барботажные дистил-ляционные аппараты [1], в контактных трубках которых происходит пузырьковое кипение. Однако последующие исследования показали [2], что более высокими энергетическими характери-
HYGIENE AND SANITARY
стиками обладают дистилляционные аппараты с испарением пленки жидкости, двигающейся по стенке контактных трубок. Схема однокорпусной ди-стилляционной установки с испарением пленки жидкости при восходящем прямоточном движении парожидкост-ной системы представлена на рис. 1. При такой организации процесса пар, поступающий в греющую камеру аппарата, обеспечивает интенсивное вскипание в нижней части греющих трубок и образование центрального парового потока и периферийной пленки жидкости. Совместное однонаправленное восходящее движение пленки жидкости создается в греющих трубках за счет касательного напряжения на гра-
нице пар - жидкость. Структура паро-жидкостного потока по высоте греющих трубок представлена на рис. 2.
По мере парообразования происходит непрерывное уменьшение толщины пленки жидкости по высоте контактных трубок, в результате чего на некотором расстоянии от входа возникают деструкция пленочного течения и его переход в струйное течение, приводящее к оголению части теплопередаю-щей поверхности и снижению интенсивности процесса. Другая характерная особенность восходящего пленочного течения - образование капель в результате частичного разрушения крупных волн, развивающихся на поверхности пленки жидкости. Это явление также отрицательно сказывается на процессе парообразования, поскольку интенсивность теплообмена между паром и каплями существенно ниже, чем между паром и пленкой жидкости. Для исключения деструкции пленочного течения и каплеобразова-ния предлагается установка на внутренней поверхности контактных трубок насадки в виде винтовой спирали или патрубки из просечно-вытянутого металла (рис. 3) [3,4].
GSD GRD
Рис. 3. Насадки на контактные трубки
ЛИТЕРАТУРА
1. ХьюиттДж., Холл-Тейлор Н. Кольцевые двухфазные течения, - М.: Энергия, 1974.
2. Слесаренко В.Н. Дистилляционные опреснительные установки. - М.: Энергия, 1980.
3. Короткое Ю.Ф., Николаев А.Н., Овчинников A.A., Николаев H.A. Устройство для распределения жидкости. A.c. № 1369735 (СССР), 1985.
4. Дубков И.А., Николаев H.A., Гали-акберов З.К., Дубкова Н.З. Спиральная вставка для турбулизации газо-жидко-стного потока. Свидетельство РФ на полезную модель N2 15668, 2000.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ • ПОСТАВКА ОБОРУДОВАНИЯ • МОНТАЖ • СЕРВИС
Для: -предприятий пищевой и перерабатывающей промышленности;
■ пивоваренный, ликероводочнын и безалкогольный производств;
-пиний розлива питьевой воды.
©teqop'
unuui ülfnHür Г11 ^ V
www.ekodar.ru и и
117485, Москва, Профсоюзная ул., д, 84/32 „ i Тел.: /095/ 232-5262; Факс: /095/333-8256
( (itetitiiji Ifotftt II*} Под I'm ßtnnoio источника E-mail: [email protected]
