CN110563212A - 制盐蒸馏水制备的饮用富锶矿泉水及其方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了从卤水生产食盐过程中得到的蒸馏水制备富锶矿泉水的方法，包括如下步骤：将制盐蒸馏水进行曝气预处理，得到预处理蒸馏水，进一步将预处理蒸馏水通过沙滤、离子交换、活性炭、膜过滤和杀菌消毒处理，获得锶元素含量大于0.4mg/L的饮用富锶矿泉水。本发明提供的方法将卤水蒸发制盐工艺中得到的蒸馏水制备为可饮用的富锶矿泉水，不仅实现资源的综合利用，而且实现锶元素在蒸馏水中的保留和富集以及锶元素含量的有效调节，获得富锶矿泉水高端产品，显著提高过程的经济性。

Description

制盐蒸馏水制备的饮用富锶矿泉水及其方法和系统

技术领域

本发明涉及食品领域，具体涉及一种以蒸发法从卤水中制取食盐过程中得到的副产物蒸馏水为原料来制备的饮用富锶矿泉水，及其制备方法和系统。

背景技术

食盐，又称餐桌盐，是对人类生存最重要的物质之一，也是烹饪中最常用的调味料。食盐的主要成分是氯化钠。食盐有粗盐和精盐两种。粗盐可由海水、矿盐的水溶液、盐井的盐汁、盐池的咸水等经过煎晒、过滤、蒸浓、结晶等而得。精盐由将粗盐再结晶、并用化学方法除去碱金属和碱土金属的硫酸盐和碳酸钠等杂质而制得。无论是粗盐还是精盐的制备，其过程均涉及到蒸发浓缩，即将盐卤溶液蒸发除水以浓缩盐卤。通常从井矿盐卤制取食盐的过程中，每生产1吨食盐需要蒸发2～3吨的水，这些蒸馏水除部分返回地下溶解盐矿外，大部分直接排放，造成资源浪费。

盐卤中含有多种元素，蒸发过程中不可避免地会有少量元素进入到蒸馏水中，比如钠、钙、锶等。其中，锶是一种对人体有益的元素。锶是人体中必需的微量元素之一，它与人体骨骼的形成密切相关，是骨骼、牙齿的主要成分，身体所有组织中都有锶，在肠内它与钠存在竞争吸收部位，使人体降低对钠的吸收，有利于心血管正常活动。锶可用来治疗一些由于副甲状腺功能不全导致的抽搐症状，缺锶会引起龋齿。食品中富锶量与当地水质、土壤富锶量有关，一般情况下，成年人每天摄入锶2mg即能满足生理的需要(吴茂江.锶与人体健康.微量元素与健康研究，2012，29(5):66-67)。富锶5mg/L以下的矿泉水，有益于人体健康，而又不会产生不良的作用。锶被《中国饮用矿泉水标准》GB8537-2018中定为必需成分之一，并定为界限指标和限量指标，它规定锶在矿泉水中的含量为≥0.2mg/L。已有研究表明，饮用水及尿液中锶水平与高血压性心脏病呈显著负相关；饮用水钠/锶比值与中枢神经系统血管损伤、动脉硬化、退行性心脏病、高血压性心脏病呈显著正相关；尿钠/锶比值与全身性动脉硬化呈显著负相关(梁子羽，杨萍，李忠诚.锶与心血管疾病关系的研究进展.人民军医，2007,50(12):768-769)。引起高血压和心血管疾病的主要原因是体内的钠过多，而锶与血管的功能及构造也有关系，其作用机制可能是锶在肠内与钠存在竞争吸收部位，从而可以减少人体对钠的吸收，加大钠随尿液排出体外的排出量，从而降低体内钠含量，而且锶还和心血管的功能和构造有关系，所以，锶可以有效的预防高血压和心血管疾病(吴茂江.锶与人体健康.微量元素与健康研究，2012,29(5):66-67)。因此，如将制盐蒸馏水制备成富锶饮用矿泉水不仅可以充分利用资源，而且可以为制盐企业带来巨大的额外收益。但从制盐卤水制备饮用富锶矿泉水需要解决异味去除、控制钠含量、提高锶含量等关键问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，将制盐过程中得到的蒸馏水制成饮用富锶矿泉水，实现资源综合利用的同时显著提高过程经济效益。

本发明是基于发明人的以下发现提供的：卤水通过蒸发浓缩后获得食盐以及蒸馏水。卤水中除含有大量的氯化钠外还含有一些微量元素，例如锶元素。蒸发过程中不可避免地在蒸馏水中带入了钠离子、锶离子、钙离子等离子，但与卤水相比，这些离子的含量明显低得多，钠离子的含量通常在40ppm以上，钙离子含量在10ppm以下，而锶元素含量通常在0.4ppm以下。该蒸馏水可作为制备饮用矿泉水的原料水。但蒸馏水中可能含有微量的硫化物，例如硫化氢等，必须去除以满足饮用水标准。此外，钠离子含量太高会影响饮用水口感，而锶离子含量应提高，以满足富锶矿泉水标准。硫化氢具有还原性，可以通过曝气处理将其氧化为固体硫单质而去除，蒸馏水中的固体杂质可通过物理过滤去除，钠离子和锶离子含量可以结合离子交换和膜过滤处理来调节，特别是结合反渗透和纳滤膜分离来选择性地富集锶离子而控制钠离子的含量。

为此，本发明的一个目的在于提供饮用富锶矿泉水以及制备该饮用富锶矿泉水的方法和系统。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种饮用富锶矿泉水。根据本发明的实施例，该饮用富锶矿泉水包含2～100mg/L的钠离子，0.4～1.5mg/L的锶离子以及0.5～20mg/L的钙离子。该饮用富锶矿泉水的锶含量较高，可以在日常补充水分的同时为人体补充必要的锶元素。

在本发明的一些实施例中，所述饮用富锶矿泉水包含10～80mg/L的钠离子以及0.4～1.0mg/L的锶离子。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备饮用富锶矿泉水的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将制盐蒸馏水进行曝气预处理，得到预处理蒸馏水；(2)将所述预处理蒸馏水进行砂滤处理，得到第一处理水；(3)将所述第一处理水进行离子交换处理，得到第二处理水；(4)将所述第二处理水进行活性炭吸附处理，得到第三处理水；(5)将所述第三处理水进行膜过滤处理，得到第四处理水；以及(6)将所述第四处理水进行杀菌消毒处理，得到饮用富锶矿泉水。该方法以制盐卤水蒸发浓缩获得的蒸馏水为原料，可以有效除去制盐蒸馏水中的硫化物等杂质，并对钠离子含量进行控制、对锶离子进行富集，从而制备得到饮用富锶矿泉水。

另外，根据本发明上述实施例的制备饮用富锶矿泉水的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述曝气预处理的操作条件包括：空气通气量为0.1～10vvm，温度为20～60℃，停留时间为1～60分钟。

在本发明的一些实施例中，所述砂滤处理的条件包括：温度为20～60℃，停留时间为1～30分钟。

在本发明的一些实施例中，所述离子交换处理为阳离子交换处理，处理条件包括：温度为20～50℃，停留时间为1～60分钟。

在本发明的一些实施例中，所述活性炭吸附处理的条件包括为：温度为20～40℃，停留时间为10～60分钟。

在本发明的一些实施例中，所述膜过滤处理的条件包括：温度为20～40℃，操作压力为0.15～5MPa，浓缩比为10:(9～2)。

在本发明的一些实施例中，所述杀菌消毒处理的条件包括：温度为20～40℃，臭氧用量为1～10g/L水，停留时间为1～30分钟。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种实施上述实施例的制备饮用富锶矿泉水的方法的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：依次相连的曝气单元、砂滤单元、离子交换单元、活性炭吸附处理单元、膜过滤单元和杀菌消毒单元。利用该系统，可以连续地将制盐蒸馏水制成饮用富锶矿泉水。

另外，根据本发明上述实施例的制备饮用富锶矿泉水的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述砂滤单元包含粗砂滤设备和细砂滤设备。

在本发明的一些实施例中，所述活性炭吸附处理单元包含一级活性炭吸附处理设备和二级活性炭吸附处理设备。

在本发明的一些实施例中，所述膜过滤单元包含反渗透设备和/或纳滤设备。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种饮用富锶矿泉水。根据本发明的实施例，该饮用富锶矿泉水是由上述实施例的制备饮用富锶矿泉水的方法或者制备饮用富锶矿泉水的系统制备得到的。该饮用富锶矿泉水包含2～100mg/L的钠离子，0.4～1.5mg/L的锶离子以及0.5～20mg/L的钙离子。该饮用富锶矿泉水的锶含量较高，可以在日常补充水分的同时为人体补充必要的锶元素。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的制备饮用富锶矿泉水的方法流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的制备饮用富锶矿泉水的系统结构示意图。

附图标记：

100：曝气单元；200：砂滤单元；300：离子交换单元；400：活性炭吸附处理单元；500：膜过滤单元；600：杀菌消毒单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种饮用富锶矿泉水。根据本发明的实施例，该饮用富锶矿泉水包含2～100mg/L的钠离子，0.4～1.5mg/L的锶离子以及0.5～20mg/L的钙离子。该饮用富锶矿泉水的锶含量较高，可以在日常补充水分的同时为人体补充必要的锶元素。

根据本发明的实施例，该饮用富锶矿泉水包含2～100mg/L的钠离子，具体的，钠离子的浓度可以为2mg/L、10mg/L、40mg/L、80mg/L、100mg/L等。通过控制饮用富锶矿泉水中的钠离子浓度在上述范围，可以使矿泉水具有良好的口感。如果钠离子含量过高，不仅会使矿泉水口感变差，还会对人体健康造成不利影响。该饮用富锶矿泉水包含0.4～1.5mg/L的锶离子，具体的，锶离子的浓度可以为0.4mg/L、0.6mg/L、1.0mg/L、1.2mg/L、1.5mg/L等。由此，矿泉水中的锶含量较高，可以在日常补充水分的同时为人体补充必要的锶元素。另外，该饮用富锶矿泉水中钙离子的浓度为0.5～20mg/L，具体可以为0.5mg/L、1mg/L、5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L等。

根据本发明的优选实施例，上述饮用富锶矿泉水中包括10～80mg/L的钠离子和0.4～1.0mg/L的锶离子。通过控制矿泉水中的钠离子和锶离子浓度在上述范围，可以在保证矿泉水中锶含量较高的前提下，进一步提高矿泉水的口感和保健性能。

另外，需要说明的是，该饮用富锶矿泉水的主要成分是水，如没有特别说明，本发明中钠离子、锶离子和钙离子的浓度均是指其在水中的浓度。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备饮用富锶矿泉水的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将制盐蒸馏水进行曝气预处理，得到预处理蒸馏水；(2)将预处理蒸馏水进行砂滤处理，得到第一处理水；(3)将第一处理水进行离子交换处理，得到第二处理水；(4)将第二处理水进行活性炭吸附处理，得到第三处理水；(5)将第三处理水进行膜过滤处理，得到第四处理水；以及(6)将第四处理水进行杀菌消毒处理，得到饮用富锶矿泉水。该方法以制盐卤水蒸发浓缩获得的蒸馏水为原料，可以有效除去制盐蒸馏水中的硫化物等杂质，并对钠离子含量进行控制、对锶离子进行富集，从而制备得到饮用富锶矿泉水。

具体的，制盐卤水中含有一定量的锶元素，因而制盐卤水蒸发获得的蒸馏水(即制盐蒸馏水)中也含有微量的锶元素，可作为生产饮用富锶矿泉水的原料水。

下面参考图1进一步对根据本发明实施例的制备饮用富锶矿泉水的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：曝气预处理

该步骤中，将制盐蒸馏水进行曝气预处理，获得预处理蒸馏水。井矿卤水中往往溶解有一定量的硫化氢等硫化物。虽然在制盐工艺中对井矿卤水进行的预处理可以除去其中部分硫化物，但在其蒸发得到的制盐蒸馏水中仍不可避免地残留有少量的硫化氢等硫化物。通过对制盐蒸馏水进行曝气预处理，可以有效地除去制盐蒸馏水中的硫化氢等硫化物。具体的，曝气预处理可以通过向制盐蒸馏水中通入空气曝气的方法进行，由此可以有效除去制盐蒸馏水中具有较强还原性的硫化氢等硫化物。

根据本发明的一些实施例，上述曝气预处理的操作条件包括：空气通气量为0.1～10vvm，温度为20～60℃，停留时间为1～60分钟。具体的，空气通气量可以为0.1vvm、1vvm、3vvm、6vvm、10vvm等，温度可以为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃等，停留时间(即对制盐蒸馏水进行曝气预处理进行的时间)可以为1分钟、5分钟、15分钟、30分钟、45分钟、60分钟等。通过在上述条件下进行曝气预处理，可以去除制盐蒸馏水中残留的绝大部分硫化氢，使产品的硫化物含量满足饮用水标准。

S200：砂滤处理

该步骤中，将预处理蒸馏水进行砂滤处理，得到第一处理水。制盐设备蒸发获得的蒸馏水可能含有铁屑等固体杂质，同时经过曝气预处理的预处理蒸馏水中也可能含有少量的硫固体。通过对预处理蒸馏水进行砂滤处理，可以有效地除去上述固体杂质。优选地，砂滤处理依次采用粗砂滤和细砂滤逐级去除固体杂质，粗砂滤去除较大的颗粒物，而细砂滤去除细微颗粒物。

根据本发明的一些实施例，上述砂滤处理的条件包括：温度为20～60℃，停留时间为1～30分钟。具体的，温度可以为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃等，停留时间(即预处理蒸馏水在砂滤单元中停留的时间)可以为1分钟、5分钟、15分钟、30分钟等。由此，可以将预处理水中的固体颗粒全部去除，且不会造成明显的压降和处理单元堵塞现象。

S300：离子交换处理

该步骤中，将第一处理水进行离子交换处理，得到第二处理水。通过离子交换处理，可以有效地对水中的钠离子和钙离子含量进行控制。在一些实施例中，经过离子交换处理获得的第二处理水中钠离子含量为2～100mg/L(优选为10～80mg/L)，钙离子含量为0.5～20mg/L。如果钠离子的含量过高，会影响制备得到的饮用矿泉水的口感，如果钙离子的含量过高，则会导致饮用矿泉水的硬度过高。

根据本发明的一些实施例，上述离子交换处理为阳离子交换处理(即利用阳离子交换树脂进行)，处理条件包括：温度为20～50℃，停留时间为1～60分钟。具体的，温度可以为20℃、30℃、40℃、50℃等，停留时间(即第一处理水在离子交换单元中停留的时间)可以为1分钟、5分钟、15分钟、30分钟、45分钟、60分钟等。由此，可以控制水中的钠离子和钙离子含量在适宜范围。

S400：活性炭吸附处理

该步骤中，将第二处理水进行活性炭吸附处理，得到第三处理水。通过活性炭吸附处理，可以有效除去第二处理水可能存在的异味、色素等杂质。优选地，活性炭吸附处理为二级处理，即颗粒活性炭吸附处理和粉末活性炭吸附处理。颗粒活性炭吸附处理作为粗吸附，可以去除水中大部分异味、色素等杂质。粉末活性炭吸附处理作为细吸附，去除残留的异味、色素等杂质。通过二级活性炭吸附处理，可以避免单独使用粉末活性炭吸附存在的压降太大、水通量较小的缺点，以及单独使用颗粒活性炭吸附存在的异味、色素等杂质去除不完全的缺点。

根据本发明的一些实施例，上述活性炭吸附处理的条件包括为：温度为20～40℃，停留时间为10～60分钟。具体的，温度可以为20℃、30℃、40℃等，停留时间(即第二处理水在活性炭吸附处理单元中停留的时间)可以为1分钟、5分钟、15分钟、30分钟、45分钟、60分钟等。由此，可以完全去除水中的异味、色素等杂质。

S500：膜过滤处理

该步骤中，将第三处理水进行膜过滤处理，得到第四处理水。由此，可以有效地对第三处理水中的锶离子进行富集，获得锶含量较高的产品。具体的，膜过滤处理包括反渗透膜过滤处理和/或纳膜过滤处理。优选地，依次对第三处理水进行反渗透膜过滤处理和纳膜过滤处理。

根据本发明的一些实施例，上述膜过滤处理的条件包括：温度为20～40℃，操作压力为0.15～5MPa，浓缩比为10:(9～2)。具体的，温度可以为20℃、30℃、40℃等，操作压力可以为0.15MPa、0.5MPa、1MPa、3MPa、5MPa等，浓缩比可以为10:9、10:6、10:9、10:5、10:4、10:3、10:2等。其中，浓缩比定义为进入膜过滤的待处理水的原始体积与剩余水的体积之比。该操作条件下可以将待处理水中的锶离子含量从<0.3mg/L富集到>0.4mg/L。然而，反渗透膜过滤对于一价离子(例如钠离子)和二价离子(例如锶离子和钙离子)几乎没有选择性，锶离子进行富集时钠离子也随之富集。当原料水中钠离子含量本身比较低时，通过反渗透膜过滤可以使得锶离子含量达到标准要求且钠离子含量控制在标准范围内时，膜过滤过程采用一步反渗透膜过滤即可。优选地，根据本发明的实施例，反渗透膜过滤之后需要再增加纳滤膜过滤，通过纳滤的选择性离子分离，使得锶离子含量升高，而钠离子浓度保持不变或者降低。根据本发明的实施例，纳滤膜过滤的优选操作条件为温度为20～40℃，操作压力为0.15～5MPa，浓缩比为10:(9～3)。在该操作条件下，可以将锶离子含量富集在0.4～1.5mg/L，优选为0.4～1.0mg/L，而钠离子的含量控制在2～100mg/L，优选为10～80mg/L。由此，结合反渗透和纳滤膜过滤，不仅可以实现锶离子的富集，而且可以实现锶离子含量的调控。

S600：杀菌消毒处理

该步骤中，将第四处理水进行杀菌消毒处理，得到饮用富锶矿泉水。具体的，杀菌消毒处理可以通过紫外线、臭氧、次氯酸等消毒灭菌方式进行。

根据本发明的一些实施例，上述杀菌消毒处理的条件包括：温度为20～40℃，臭氧用量为1～10g/L水，停留时间为1～30分钟。具体的，温度可以为20℃、30℃、40℃等，收养用了可以为1g/L水、3g/L水、5g/L水、8g/L水、10g/L水等，停留时间(杀菌消毒处理进行的时间)可以为1分钟、5分钟、15分钟、30分钟等。由此可以使获得的产品中微生物菌落数等指标满足国家标准。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种实施上述实施例的制备饮用富锶矿泉水的方法的系统。根据本发明的实施例，参考图2，该系统包括：依次相连的曝气单元100、砂滤单元200、离子交换单元300、活性炭吸附处理单元400、膜过滤单元500和杀菌消毒单元600。利用该系统，可以连续地将制盐蒸馏水制成饮用富锶矿泉水。

根据本发明的一些实施例，曝气单元100适于对制盐蒸馏水进行曝气预处理，得到预处理蒸馏水。上述曝气单元100的具体种类并不受特别限制，例如可以采用本领域常见的曝气池。

根据本发明的一些实施例，砂滤单元200适于对预处理蒸馏水进行砂滤处理，得到第一处理水。上述砂滤单元200的具体种类并不受特别限制，例如可以采用本领域常见的砂滤柱。优选地，砂滤单元200包含粗砂滤设备和细砂滤设备。具体的，粗砂滤设备可以为本领域常见的粗砂滤柱，细砂滤设备可以为本领域常见的细砂滤柱，粗砂滤设备中的填料粒度大于细砂滤设备中的填料粒度。由此，砂滤单元200依次采用粗砂滤和细砂滤逐级去除固体杂质，粗砂滤去除较大的颗粒物，而细砂滤去除细微颗粒物。

根据本发明的一些实施例，离子交换单元300适于对第一处理水进行离子交换处理，得到第二处理水。上述离子交换单元300的具体种类并不受特别限制，例如可以采用本领域常见的离子交换柱，优选为阳离子交换树脂交换柱。

根据本发明的一些实施例，活性炭吸附处理单元400适于对第二处理水进行活性炭吸附处理，得到第三处理水。上述活性炭吸附处理单元400的具体种类并不受特别限制，例如可以采用本领域常见的活性炭吸附柱。优选地，活性炭吸附处理单元400包含一级活性炭吸附处理设备和二级活性炭吸附处理设备。一级活性炭吸附处理设备中填充有颗粒活性炭，二级活性炭吸附处理设备中填充有粉末活性炭。通过两级活性炭吸附处理，可以避免单独使用粉末活性炭吸附存在的压降太大、水通量较小的缺点，以及单独使用颗粒活性炭吸附存在的异味、色素等杂质去除不完全的缺点。

根据本发明的一些实施例，膜过滤单元500适于对第三处理水进行膜过滤处理，得到第四处理水。上述膜过滤单元500包含反渗透设备和/或纳滤设备。由此，不仅可以实现水中锶元素的富集，还可以对水中钠离子含量进行控制。

根据本发明的一些实施例，杀菌消毒单元600适于对第四处理水进行杀菌消毒处理，得到饮用富锶矿泉水。上述杀菌消毒单元600的具体种类并不受特别限制，例如可以采用本领域常见的杀菌消毒池。

在本发明的再一方面，本发明提供了一种饮用富锶矿泉水。根据本发明的实施例，该饮用富锶矿泉水是由上述实施例的制备饮用富锶矿泉水的方法或者制备饮用富锶矿泉水的系统制备得到的。该饮用富锶矿泉水包含2～100mg/L的钠离子(优选为10～80mg/L)，0.4～1.5mg/L(优选为0.4～1.0mg/L)的锶离子以及0.5～20mg/L的钙离子。该饮用富锶矿泉水的锶含量较高，可以在日常补充水分的同时为人体补充必要的锶元素。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1：制盐蒸馏水离子含量分析

制盐蒸馏水取自四川自贡驰宇盐品有限公司的工业化五效蒸发制盐系统。经ICP分析，各效冷凝水的主要离子含量如表1所示。不同效的离子含量不同，但从第一效到第五效逐渐递增。其中，钠离子含量在0.6～60ppm，钙离子含量在2～13ppm，锶离子含量在0.02～1ppm。可见，制盐蒸馏水可作为制备饮用矿泉水的原料水，但根据其来源的不同，需要进行离子的富集或调控，以满足标准要求。

表1五效蒸发制盐蒸馏水的主要离子含量

实施例2：制盐蒸馏水中残余硫化氢的去除

取实施例1中第一效至第五效的蒸馏水，按照国家标准GB 8538-2016《饮用天然矿泉水检验方法》中关于硫化物含量的测定方法测定了第一效至第五效的蒸馏水硫化物含量分别为0.01ppm、0.02ppm、0.04ppm、0.05ppm和0.05ppm。在室温(约25℃)下采用空气以1vvm的通气量对这些蒸馏水进行曝气处理10分钟后，采用相同的方法进行硫化物测定，结果表明第一效至第五效的蒸馏水的硫化物含量均小于0.01ppm，满足饮用水硫化物含量的国家标准要求

实施例3：砂滤对离子含量的影响

将含有100ppm钠离子，20ppm钙离子和1ppm锶离子的水样在室温(约25℃)下连续地通过粗砂滤柱和细沙滤柱，控制流速以使水样在每个柱子中的停留时间为5分钟，采用ICP测定离子含量，分别为钠离子110ppm,钙离子25ppm，锶离子1.1ppm。可见，砂滤处理不会造成离子含量的减少。

实施例4：离子交换处理对离子含量的影响

将经过实施例3所述砂滤处理的水样进一步通过酸性离子交换树脂进行处理，处理温度为室温(约25℃)，水样停留时间为2分钟，处理后样品中的离子浓度为：钠离子120ppm,钙离子1.2ppm，锶离子0.02ppm。可见，离子交换可以显著降低二价离子(例如钙离子和锶离子)的浓度，亦可作为水样离子含量调节的一种方法。

实施例5：活性炭吸附处理

将经过实施例4所述活离子交换处理的水样进一步通过活性炭吸附处理，分颗粒活性炭和粉末活性炭二级处理，控制流速和活性炭柱层高度，以使水样在每个柱子中的停留时间为10分钟。处理后样品的离子浓度分别为钠离子110ppm，钙离子1.4ppm，锶离子0.03ppm。可见，活性炭吸附处理不会造成离子含量的显著变化。

实施例6：反渗透膜过滤处理条件分析

采用美国通用公司生产的AG1812反渗透膜对钠离子含量为100ppm的水样进行处理，不同操作压力下的剩余水、透过水中的钠离子含量以及钠离子的截留率如表2所示。可知反渗透膜对于钠离子具有较高的截留率。

表2美国通用公司AG1812反渗透膜对初始浓度为100ppm的锶离子的分离结果

采用相同的反渗透膜对含有10ppm锶离子的水样进行处理，不同操作压力下的剩余水、透过水中的锶离子含量以及锶离子的截留率如表3所示。可知反渗透膜对于锶离子同样具有较高的截留率。

表3美国通用公司AG1812反渗透膜对初始浓度为10ppm的锶离子的分离结果

以上结果表明，反渗透膜对于钠离子和锶离子均具有较高的截留率，因此可作为锶离子富集的有效方法。

实施例7：纳滤膜过滤处理条件分析

采用国产纳滤膜DK1812进行钠离子或锶离子的分离实验。在0.125MPa的操作压力下进行水样处理，结果如表4和表5所示。可知，纳滤膜过滤对于钠离子和锶离子和分离具有一定的选择性，可用来选择性地富集锶离子。

表4国产DK1812纳滤膜在0.125MPa操作压力下对钠离子的分离效果

表5国产DK1812纳滤膜在0.125MPa操作压力下对锶离子的分离效果

实施例8：制盐蒸馏水制备富锶饮用水的全过程分析

采用四川自贡驰宇盐品有限公司的第五效冷凝水作为原料水，测得其钠离子、钙离子和锶离子含量分别为46.7ppm、7.9ppm和0.35ppm；硫化物含量为0.03ppm。将该原料水在室温(约25℃)下采用空气以1vvm的通气量下进行曝气处理5分钟，测得硫化物含量小于0.01ppm；曝气处理后的水样再经过粗砂滤和细沙滤过滤，停留时间分别为2分钟，随后采用一级活性炭和二级活性炭吸附处理，停留时间分别为10分钟，之后采用美国通用公司生产的AG1812反渗透膜进行锶离子富集，选择10:7的浓缩比，获得的剩余水中钠离子、钙离子和锶离子的含量分别为51.8ppm、11.6ppm和0.39ppm；进一步对剩余水进行纳滤分离处理，当浓缩比分别为7:6、7:5和7:4时，所获得的富锶水中钠离子、钙离子和锶离子的含量如下表所示：

表6制盐蒸馏水经反渗透膜过滤富集离子后进一步进行纳滤处理后的离子浓度变化

纳滤处理后的水样采用2g/L臭氧进行杀菌消毒10分钟后经微生物检测，其菌落数和总大肠杆菌数均满足国家饮用矿泉水标准。

以上结果表明，采用本发明提供的方法，可以将制盐蒸馏水制成满足国家标准的饮用富锶矿泉水，而且可以实现离子含量的有效调节。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种饮用富锶矿泉水，其特征在于，所述饮用富锶矿泉水包含2～100mg/L的钠离子，0.4～1.5mg/L的锶离子以及0.5～20mg/L的钙离子。

2.一种制备饮用富锶矿泉水的方法，其特征在于，包括：

(1)将制盐蒸馏水进行曝气预处理，得到预处理蒸馏水；

(2)将所述预处理蒸馏水进行砂滤处理，得到第一处理水；

(3)将所述第一处理水进行离子交换处理，得到第二处理水；

(4)将所述第二处理水进行活性炭吸附处理，得到第三处理水；

(5)将所述第三处理水进行膜过滤处理，得到第四处理水；

(6)将所述第四处理水进行杀菌消毒处理，得到饮用富锶矿泉水。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述曝气预处理的操作条件包括：空气通气量为0.1～10vvm，温度为20～60℃，停留时间为1～60分钟。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述砂滤处理的条件包括：温度为20～60℃，停留时间为1～30分钟。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述离子交换处理为阳离子交换处理，处理条件包括：温度为20～50℃，停留时间为1～60分钟。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述活性炭吸附处理的条件包括为：温度为20～40℃，停留时间为10～60分钟。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述膜过滤处理的条件包括：温度为20～40℃，操作压力为0.15～5MPa，浓缩比为10:(9～2)。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述杀菌消毒处理的条件包括：温度为20～40℃，臭氧用量为1～10g/L水，停留时间为1～30分钟。

9.一种实施权利要求1～8任一项所述的方法的系统，其特征在于，包括：依次相连的曝气单元、砂滤单元、离子交换单元、活性炭吸附处理单元、膜过滤单元和杀菌消毒单元；

任选地，所述砂滤单元包含粗砂滤设备和细砂滤设备；

任选地，所述活性炭吸附处理单元包含一级活性炭吸附处理设备和二级活性炭吸附处理设备；

任选地，所述膜过滤单元包含反渗透设备和/或纳滤设备。

10.一种饮用富锶矿泉水，其特征在于，所述饮用富锶矿泉水是由权利要求1～8任一项所述的方法或者权利要求9所述的系统制备得到的。