CN1204066C

CN1204066C - 一种饮用水的制备方法

Info

Publication number: CN1204066C
Application number: CN 00110622
Authority: CN
Inventors: 张玉昌; 邹宇超; 张强
Original assignee: 邹宇超
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2020-07-06
Also published as: CN1281827A

Abstract

本发明提供饮用水富氧并还有K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Se、I等人体所需微量元素及维生素的饮用水的制备方法，原料水经过滤、精过滤和反渗透工艺加工成为纯水，用由含姜石等的混合物的超微细粒子配制的矿化浓溶液在混流器12中矿化，通过微波发生装置18消毒、灭菌，再通过强电磁场或永磁场19的处理和向水中添加H₂O₂的混合溶液使水中含氧量在较长时间达到21～84mg/L。

Description

一种饮用水的制备方法

技术领域

本发明涉及饮用水特别是富氧并含人体所需多种微量元素的饮用水的制备方法。

背景技术

近年来随着生活水平的不断提高，有越来越多的人关注饮用水与健康的关系，人们对高质量饮用水的需求越来越旺，国内外对于饮用水的研究与开发作了不少工作，在水的净化、消毒、矿化和溶氧等方面都有一些文献报道。如山东工业大学施来顺、刘希开等人的公开日为990127的专利“二氧化氯水消毒剂发生器”研制了一种消毒效果好的消毒剂的制备方法；由王永航设计的申请号为96223100.2的专利“超净水制取设备”采用光催化氧化灭菌装置灭菌取得了较好的效果；吕胜一、林宜长等人设计的申请号为96218533.7的专利“一种改进的水中高溶氧装置”采用具有均匀搅拌作用的超声波装置来增加水中溶氧量；由林建基、孙乃仁等人设计的申请号为87205507的专利“生活饮用水的净化、矿化装置”可以加入F、I等对人体有益的微量元素。但现有技术对增加饮用水中氧含量的效果不够显著，如何在较长时间保持水中较高溶氧量的问题还没有很好地解决，在对水进行矿化时的矿化效率和矿化效果也有待于提高。

发明内容

本发明的目的是在上述饮用水制造方法的基础上提供一种矿化和消毒效果更好、含氧量高并稳定的饮用水的制备方法。

本发明即一种饮用水的制备方法主要是通过下列技术措施实现的：对经活性炭过滤和精滤并经二级反渗透产生的净水与含有姜石混合物的浓溶液按比例混合矿化，并经微波灭菌消毒，然后经过强电磁场或永磁场处理并加入一种含H₂O₂的混合液增氧。

生产本发明饮用水的工艺流程如附图所示，前序步骤是采用已有技术制备净水，其中包括自来水等原料水1的过滤、软化和二级反渗透，而过滤又包括活性炭吸附过滤2和微孔管式过滤4。前者是选用单位质量表面积为850～1500m²/g、直径为0.8～0.9mm的粒状活性炭对水中杂质特别是有机物和氯等进行物理和化学吸附；微孔管式精滤是由低压超高分子量聚乙烯制成微孔烧结管来实现的，在0.25～1.0MPa下过滤精度可达0.2～1.0微米。水质软化器3采用离子交换树脂，主要用于除去原水中过多的Ca、Mg等离子，也就是说软化仅对属于硬水的原料水才有必要。反渗透是以压力为推动力的膜分离过程，采用薄膜复合膜的二级反渗透6和8使对水中杂质截留率由95％提高至99.75％，完全满足了制备净水的要求。反渗透膜1.3～1.7MPa的工作压力是由高压泵5与7提供的。

经前序工艺产生的纯水通过贮水装置9和脉冲流量表11进入矿化混流装置12与来自电磁计量泵17的矿化浓溶液通过11和17的控制按比例混流后即被矿化，达到每升水含0.08～0.5克微量元素的矿化率。作为矿化浓溶液原料的混合物的组成为麦饭石35～45％、姜石40～50％、螺旋藻粉0.1～0.5％、大蒜粉0～2％、海带粉2～10％、胡萝卜粉0～3％。其中麦饭石产自中国辽宁阜新市，它的主要成分是SiO₂ 59.0～72.0％、Al₂O₃ 13.5～16.5％、Fe₂O₃ 0.8～2.6％、FeO 1.6～2.4％、CaO 1.5～3.0％、MgO 0.7～1.2％、Na₂O 3.7～4.8％、K₂O 3.3～3.7％，此外还含有Zn、Fe、Mg、Mn、Se等多种人体所需微量元素；姜石产自中国河北邢台市，它主要含CaO 23.0～29.0％、SiO₂ 8.5～13.6％，ZnO 50ppm，此外还含有Se、I、Mg等微量元素；这种混合物13在经粗粉碎机14粉碎至粒度小于100目后，送入气流粉碎机15在3500公里/小时左右的超音速气流下，物料互相碰撞被粉碎至0.1～1微米，这种具有超微粒的混合物遇水后可溶出各种微量元素，将其与来自装置9并溶有0.4～0.7％碳酸气10的净水按着比例为1∶(50～100)在混合器16中混合均匀并过滤，即制得矿化浓溶液。

经矿化处理后的水进入微波灭菌处理设备18灭菌消毒，使用的微波频率2450MHz，功率10～80KW，采用箱式加热器或隧道式连续加热器均可。微波的作用能使水中细菌蛋白质迅速变性，细胞失去生物活性，因此微波灭菌可在较短时间完成。饮用水在微波灭菌设备中经3～5分钟加热至65～70℃，保温1-2分钟即达到较彻底的灭菌效果。

为了增加饮用水中的氧含量还要对其进行物理和化学处理。物理处理是采用高强电磁场或永磁场发生装置19对其施加磁场能量，所用的场强为0.5～3.5特斯拉，作用时间为0.1～10秒。这种经强磁场能量处理的水的缔合度显著降低，溶氧能力和活性增加。化学处理是向饮用水中加入一种双氧水溶液，这种饮用水含氧量可保持在21～84mg/L的水平，并在10个月内基本保持稳定。所加的双氧水溶液是一种含聚乙烯吡咯烷酮的混合溶液，它的制取方法如下。

先将适量的含量为30～35％的过氧化氢21加入经反渗透产生的纯净的水中，在密闭的不锈钢反应器22内充分搅拌形成浓度为15～17％的过氧化氢水溶液，然后缓慢加入含量为15～20％的聚乙烯吡咯烷酮24，在搅拌器23中进行充分搅拌直至后者完全溶解，聚乙烯吡咯烷酮按过氧化氢溶液重1.8～2.4％的比例加入。接着再按上述溶液重3.5～4.0％的比例加入浓度为45～50％的聚乙烯吡咯烷酮溶液25，并在搅拌器26中充分搅拌至完全溶解，在不锈钢容器27内静置8小时后即可作为添加剂，每升水中加入6～30mg添加剂使水中氧含量达到21～84mg/L，双氧水溶液的加入需要在搅拌器20内搅拌均匀，加入量由脉冲流量表29和计量电磁泵28配合控制。

经上述方法制备的饮用水即可灌装出厂也可通过管道成为向单位供应的直饮水，这种水可在较长时间内稳定保持较高的含氧量，同时含有K、Na、Ca、Mg、Se、Zn、Fe、I等多种微量元素和维生素，消毒杀菌比较彻底，制备工艺适合工业化连续生产。

附图说明

本发明饮用水的工艺流程见附图，1为原料水，2为活性碳吸附过滤，3为水质软化器，4为微孔管式过滤，5为高压泵，6为一级反渗透膜，7为高压泵，8为二级反渗透膜，9为贮水装置，10为碳酸气，11为脉冲流量表，12为矿化混流装置，13为矿化混合物，14为粗粉碎机，15为气流粉碎机，16为混合器，17为电磁计量泵，18为微波灭菌处理设备，19为磁场发生装置，20为搅拌器，21为过氧化氢，22为不锈钢反应器，23为搅拌器，24为聚乙烯吡咯烷酮，25为聚乙烯吡咯烷酮溶液，26为搅拌器，27为不锈钢容器，28为计量电磁泵，29为脉冲流量表。

具体实施方式

实施例制取氧含量为70mg/L的富氧并含多种微量元素100mg/L的饮用水。取由自来水经活性炭过滤和微孔管精滤并经二级反渗透处理产生的净水，通过可发出脉冲信号的流量表11进入矿化混流器12，流量表根据水流量的变化连续发出不同强度的脉冲信号，此信号通过控制电磁计量泵17按着比例100∶1向矿化混流器注入矿化浓溶液。这种矿化浓溶液的浓度为1％，是由含姜石粉48％、麦饭石粉42％、蒜粉1％、海带粉7％、胡萝卜粉1.0％、苜蓿粉0.8％、并含0.2％的螺旋藻粉的混合物经气流磨15超微细粉碎至0.3微米后在混合器16中与含有0.6％碳酸气的净水混合并过滤形成的。为保持成分均匀，含量较少的后五种成分粉碎前预先进行混匀。经矿化处理的水，送入功率为30KW、频率为2450Hz的隧道式连续微波灭菌装置18经3.5分钟加热至65℃并保温1分钟。然后在不锈钢管中让其以每秒0.6秒速度连续通过磁场强度为1.6T的电磁处理装置19处理，经强磁场处理后的矿化水每升水加入H₂O₂含量为17％并含聚乙烯吡咯烷酮2％的过氧化氢水溶液12.5毫克即制得含氧量为60mg/L的富氧并含K、Na、Ca、Mg、Se、Zn、Fe、I等多种微量元素100mg/L的饮用水。检查15批样品发现这种经微波处理的饮用水细菌总数0～14个/mg，大肠菌群没有检出；而经臭氧和紫外线消毒的饮用水细菌总数为9～58/mg，大肠菌群2～4个/100mg。将这种富氧饮用水装瓶后放置10个月，在20℃时检查其含氧量为38.0mg/L，而普通饮用水氧含量为4.2mg/L，前者的氧含量仍可达到后者的9倍。对其物理和化学质量的检查结果表明这种饮用水的混浊度、色度和As、Mo、Cd、Hg、Cr、Ag、Al等化学物质的含量都不超过饮用水标准要求。

Claims

1、一种饮用水的制备方法，其技术特征是将姜石混合物粗粉碎至粒度小于100目后，送入气流粉碎机在3500公里/小时超音速气流下粉碎至0.1～1.0微米，将其与经微孔管式精滤及反渗透工艺制取的溶有0.4～0.7％碳酸气的净水按1∶(50～100)比例混合并过滤制得矿化浓溶液，使其含有K、Na、Ca、Mg、Se、Zn、I、Fe等微量元素；采用频率2450Hz的箱式或隧道式加热器对水中细菌和其他微生物进行微波处理灭菌消毒；采用施加强电磁场或永磁场和向水中添加含聚乙烯吡咯烷酮的双氧水溶液的复合处理使饮用水水质改善并稳定增氧至氧含量达到21～84mg/L。

2、如权利要求1所述的一种饮用水的制备方法，其技术特征是用于矿化净水的姜石混合物的组成为含CaO 23.0～29.0％、SiO₂ 38.5～43.6％、ZnO 50ppm并含有Se、I、Mg等微量元素的姜石48％，含SiO₂ 59.0～72.0％、Al₂O₃ 13.5～16.5％、Fe₂O₃ 0.8～2.6％、FeO 1.6～2.4％、CaO 1.5～3.0％、MgO 0.7～1.2％、Na₂O 3.7～4.8％、K₂O 3.3～3.7％并含有Zn、Mg、Se等微量元素的麦饭石42％，苜蓿叶粉0.8％，螺旋藻粉0.2％，大蒜粉1.0％，海带粉7.0％，胡萝卜粉1.0％。

3、如权利要求1所述的一种饮用水的制备方法，其技术特征是饮用水在如权利要求1所述的微波灭菌装置中加热3～5分钟至65～70℃，并保温1～2分钟即完成了消毒灭菌过程。

4、如权利要求1所述的一种饮用水的制备方法，其技术特征是为增加饮用水的氧含量对其进行物理处理所用的电磁场或永磁场的强度为0.5～3.5特斯拉；为同样目的对其进行化学处理是用一种含H₂O₂ 15.0～17.5％并含有聚乙烯吡咯烷酮1.9～2.3％的双氧水溶液作为添加剂，添加量为每升水加入6～30mg。