包装洗瓶水循环利用研究

周志官 曾凡君 肖世政 陈波 付杰 李龙  

摘要: 近年来，酱香型白酒产能逐年上升，水作为白酒酿造重要资源，酱香型白酒核心产区赤水河流域水资源匮乏，加强区域水资源的循环利用尤为重要。白酒包装产生大量洗瓶水，直接排放不仅产生环境问题且造成水资源浪费。通过水质检测技术，结合工业锅炉水质标准（GB/T1576），分析包装洗瓶水应用于白酒酿造蒸汽锅炉用水可行性。结果表明，包装洗瓶水用于蒸汽锅炉用水是可行的，可以在白酒生产企业推广应用，对助力水资源循环利用具有重要的价值。

关键词：包装洗瓶水；循环利用；水质检测；蒸汽锅炉

1 引言

水是人类可持续发展不可缺少的资源，然而水资源短缺问题日益凸显，赤水河两岸养育了近两百家白酒企业，白酒生产取水对年内赤水河径流系数产生较大影响[1]。因此，加强区域水资源的利用尤为重要。根据某酱香型白酒生产企业包装中心洗瓶水的设计规模，该公司每天产生近165吨的包装洗瓶水，该部分水资源如果直接排放，将导致严重资源浪费。且近年来，国家对生态环保的要求越来越高，保护赤水河的步伐越来越快，不能让一滴污水进入赤水河，成了赤水河流域各企业的目标。考虑白酒生产车间蒸汽锅炉每天需消耗大量原水，包装洗瓶水水质条件较好[2]。因此，本项目拟通过分析洗瓶水水质，探索包装洗瓶水用于蒸汽锅炉用水的可行性，从而解决包装洗瓶水直接排放导致资源浪费及环境保护问题。

为了进一步分析项目研究实际应用价值，设计了一套包装洗瓶水回收利用系统，用于生产车间蒸汽锅炉的水源供给。通过对包装洗瓶水水质、锅炉用水原水水质、蒸汽冷凝水水质、工业锅炉水质标准进行对比分析，从而验证包装洗瓶水循环利用价值。

2包装洗瓶水循环利用系统设计

2.1 研究内容

1.根据锅炉用水水质质量标准，分析包装洗瓶水各项指标，判断包装洗瓶水用于蒸汽锅炉的可行性。

2.包装洗瓶水用于锅炉水的经济性研究。包括原水取水成本分析，包装洗瓶水排放处理成本分析，包装洗瓶水回收利用成本分析。

技术路线 技术路线：检测包装洗瓶水水样指标→检测锅炉进水水样指标→出具两种水样指标对比分析→分析洗瓶水用于蒸汽锅炉产生蒸汽品质→收集节能降耗、水资源节约、降低环保风险等相关数据→出具总结分析报告→推广应用。

系统架构 为验证项目研究成果，将某企业包装中心包装洗瓶水引至制酒生产片区进行蒸汽生产试验。系统工艺流程图如图1所示，本系统主要包含过滤装置、输水管道、多介质过滤器、仪器仪表、自控系统[3]。

 

图1包装洗瓶水循环利用试验系统网络拓扑图

2.2 水质检测分析

蒸汽炉水质质量指标 根据工业锅炉水质要求（GB/T1576），白酒蒸馏过程使用的蒸汽锅炉水质质量标准如图2所示。

图2 蒸汽锅炉水质质量标准

某白酒生产企业使用蒸汽锅炉额定蒸汽压力为1.25MPa，因此，蒸汽锅炉水质执行GB/T1576中如下标准：

表1蒸汽锅炉给水适用水质处理标准

补给水类型	软化水	除盐水
浊度/FTU	≤5.0
硬度/(mmol/L)	≤0.03
pH（25℃）	6-10.5	6.5-10.5
电导率/（ｕS/cm）	≤5.6x102	≤1.1x102

2.3 包装洗瓶水水质检测及对比分析

   通过对包装洗瓶水取样检测分析，以验证包装洗瓶水水质是否复核公司蒸汽锅炉使用需求，并将检测结果与GB/T1576中要求进行对比分析，如表2所示：

表2 公司包装洗瓶水水质与GB/T1576比较分析

补给水类型	软化水	除盐水	包装洗瓶水a	包装洗瓶水b
浊度/FTU	≤5.0		0.06	0.07
硬度/(mmol/L)	≤0.03		0.02	0.02
pH（25℃）	6-10.5	6.5-10.5	6.50	5.99
电导率/（ｕS/cm）	≤5.6x102	≤1.1x102	4.1	5.9

根据表2分析对比可知：公司李子春包装洗瓶水各项指标平均值数值均在标准要求范围内，浊度均值0.065低于标准值5.0，硬度均值为0.02mmol/L低于标准值0.03mmol/L，pH均值6.25在标准值6-10.5范围内，电导率均值5.0ｕS/cm低于标准值110ｕS/cm。因此，根据工业锅炉水质标准，包装洗瓶水应用于蒸汽锅炉生产蒸汽是可行的。

2.4 包装洗瓶水用于生产蒸汽品质检测及对比分析

为了进一步论证包装洗瓶水用于锅炉生产蒸汽品质，对包装洗瓶水产生蒸汽与原水产生蒸汽品质进行检测对比，检测及对比分析如图3所示。

图3 包装洗瓶水产生蒸汽与原水产生蒸汽品质进行检测分析

根据图3对比分析结果可知：使用原水生产的制酒车间蒸汽冷凝水与使用包装洗瓶水生产的蒸汽冷凝水在味道、色度、浊度、肉眼可见物、总硬度、溶解性总固体等指标方面无明显差别，pH值有较小差异（pH值对白酒蒸馏的影响尚无研究，有待进一步研究）。由此可见，包装洗瓶水生产的蒸汽品质与公司使用原水生产品质相当，从本质上证明包装洗瓶水用于生产蒸汽是可行的。

3 项目经济性分析

3.1原水取水成本分析

假设某白酒生产企业现执行水费单价为4元/m3，若包装洗瓶水排放量为165m3/h，包装车间工作时长8h，一年按240天工作时长计算，年需供给原水量316800m3，取水成本为316800m3*4元/m3=1267200元。

3.2 包装洗瓶水排放处理成本分析

假设白酒企业污水处理单价为20元/ m3，包装洗瓶水排放量为165m3/h，包装车间工作时长8h，一年按240天工作时长计算，年需供给原水量为165 m3/h*8h*240=316800m3，污水处理成本为316800m3*20元/m3=6336000元。

3.3 包装洗瓶水回收利用成本分析

若将包装洗瓶水进行回收利用作为锅炉用水，每年可减少锅炉用水316800m3，减少排污316800m3。按照原水水费单价为4元/ m3，污水处理单价为20元/m3，每年可节约成本7603200元。

综上所述，包装洗瓶水回收利用，每年可节约大量成本，经济价值非常可观。

4 结论

白酒企业包装生产过程产生大量包装洗瓶水，通过分析对比包装洗瓶水后水质及酿酒生产车间、工业锅炉水质要求。结果表明，包装洗瓶水用于蒸汽锅炉用水是可行的，对白酒生产企业水资源循环利用具有很好的指导意义。1.包装洗瓶水用于蒸汽锅炉用水是可行的，可以在白酒生产企业推广应用，对助力水资源循环利用具有重要的价值。2.本项目构建的自动化包装洗瓶水回收利用试验系统，具有较好实用价值，可为行业包装洗瓶水循环利用提供装备指引。3.包装洗瓶水用于酿酒生产车间蒸汽锅炉给水水源，每年可节约数量可观的水资源取水费及污水处理费。4.包装洗瓶水循环利用助力水资源保护，保护了生态环境。

参考文献

[1] 周玮,高渐飞.赤水河流域近10年径流特征与变化趋势[J].环境科学导刊,2023,42(03):73-78.

[2] 陈为刚.包装饮用水生产节水工艺技术[J].饮料工业，2016,19(02):74-75.

[3]唐玉兵,吕文,唐敬友,等.具有远程智能化管理系统的洗瓶水循环装置的研发[J].中国设备工程,2022,(23):38-40.