瓶装矿泉水沉淀原因及解决办法

瓶装矿泉水沉淀原因及解决办法根据国家标准对矿泉水的定义是：“从地下深处自然涌出的或经过人工揭露的未受污染的地下矿水；含有一定量的矿物盐，微量元素或二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定。”国家标准规定：对开发的矿泉水源必须测试54个水质指标（其中常量元素17项，感官4项，界限9项，限量18项，微生物2项，污染物4项）。矿泉水的9项界限指标锂、锶、锌、偏硅酸、碘化物、溴化物、碘、游离二氧化碳和溶解性总固体等，其中有一项或一项以上必须达到标准要求，期于各项全部符合矿泉水国家标准，同时需经一年的水位、水温、水质动态检测，其动态变化基本稳定，环境清洁无污染。天然矿泉水是来自地下深部循环、在特定地质条件下形成的地下水。由于不含任何有机污染，不含致病菌和有害物质，而且经过溶滤作用，水中含有丰富的微量元素，有益于人体健康，而且不含任何热量，所以天然矿泉水是理想的矿物质补充源。近年来随着世界范围的水质污染，人们对矿泉水的需求量急剧上升，形成了全球范围内的开发潮流。天然矿泉水的水处理工艺多采用：原水---预过滤---精过滤—超滤---O3消毒。由于不同矿泉水的水质不同，采用该工业处理后水体的稳定性也不同。许多瓶装矿泉水在贮存、运输及销售过程中产生了沉淀现象，严重地影响了矿泉水的商品价值。根据有关文献报道，在天然矿泉水的沉淀悬浊液中，含有Ca2+、Mg2+和Fe3+成分。而且主要成分是Ca2+、Mg2+和Fe2+，其中占CaCO390%，Mg(OH)2占5%，Fe(OH)3约占0.1%。不论是产生沉淀的还是未产生沉淀的矿泉水均未检出微生物，表明本实验中瓶装矿泉水的形成与微生物无直接关系。同时，瓶装成品矿泉水在贮存期间，随着贮存时间的延长，Ca2+、Mg2+和Fe2+含量逐渐降低。表明矿泉水的Ca2+、Mg2+和Fe2+参与了沉淀的形成。瓶装矿泉水由于受贮存、运输条件的影响导致其稳定性发生变化。瓶装矿泉水要保持在保质期内的稳定性，需保持Ca2+、Mg2+和Fe2+的稳定。从上面的分析我们可以得出以下结论：矿泉水是一个复杂的体系，其中既含有不稳定的大的悬浮颗粒，同时也含有较稳定的矿物质及溶解成分，当矿泉水在地下循环逆流时，由于处于特定的水文地质条件下，温度、压力、水流量等均保持动态稳定，因此，矿泉水水质体系极其组成相当稳定。然而，当矿泉水出露地表后，由于温度、压力等的变化及一系列的处理，水质平衡状态遭到破坏，其必须在新的条件下构建新的平衡体系。由于水处理工业不完整，工业参数不合理，以及受贮存、运输条件的影响，使矿泉水的水质体系往往处于不平衡、不稳定状态，导致沉淀的产生。钙和镁是矿泉水的常规成分，尤其是碳酸及重碳酸型矿泉水中钙、镁含量更高，矿泉水中的Ca2+、Mg2+通常以(Ca(HCO3)2)和(Mg(HCO3)2)形式存在，当瓶装矿泉水受热、冷冻及受振动或长期贮存时，超过溶度积的Ca2+、Mg2+以CaCO3及Mg(OH)2形式沉淀出来。在矿泉水中加入一定量的CaO加速CaCO3及Mg(OH)2沉淀形成，使Ca2+、Mg2含量降低，能提高水体稳定性。当瓶装矿泉水Ca2+浓度降到30Mg/L时，在正常的贮存条件下，不会产生由于CaCO3所引起的沉淀现象。但应用CaO会导致矿泉水pH值上升及水质滋味的轻微变化，尤其是使用纯度不高的生石灰时往往导致涩味，品质劣变。因此，使用该法时应采用高纯度的CaO，减少CaO用量并配套其他的处理措施，以保证水质的稳定性。铁在地下矿水中呈低价态存在，当矿泉水出露接触空气时，由于水质处于pH大于5的体系中，Fe2+被氧化成Fe3+并形成Fe2O3•3H2O黄棕色沉淀。在重碳酸钙型水中，微量的Fe2+在短时间内难以形成沉淀，但强氧化、长时间贮存人会形成沉淀。矿泉水沉淀的原因既有生物因素又有非生物因素，因此，在水处理过程中应采用综合配套技术，并强化终端过滤，可使矿泉水建立起新的稳定平衡体系，并使水体中已存在的胶体杂质通过0.01μm的终端过滤除去以达到长期稳定贮存、长途运输的目的。