一种利用陨石处理制备饮用水的方法与流程

本发明属于饮用水，具体涉及一种利用陨石处理制备饮用水的方法。

背景技术：

1、随着健康饮水及高端茶饮消费升级，具备天然矿化、水质活性高、适配茶饮冲泡的功能性饮用水成为行业研发热点。目前商用饮用水制备主要依赖常规物理过滤、反渗透净化及陆生矿物矿化工艺，整体存在净化与矿化适配性差、水质功能单一、专项场景适配不足等技术短板。常规反渗透工艺在彻底净化水体的同时，会大量截留水中有益矿物元素，导致成品水矿质匮乏、水体活性低；而传统麦饭石、电气石等陆生矿物矿化技术，矿物组分单一固定，无法实现多元素均衡缓释，且普遍存在矿化响应慢、水质批次稳定性差的问题，难以满足高端功能性饮用水的品质要求。

2、同时，现有少数陨石水处理技术未结合陨石特殊矿物属性设计专属工艺，仅简单将陨石作为常规滤料浸泡使用，未对陨石中天然含有的不稳定硫化物、易溶杂质进行钝化处理，极易造成杂离子瞬时析出，不仅存在饮水安全隐患，还会导致水体ph、矿物含量波动较大，无法实现标准化、工业化量产。此外，现有通用饮用水制备工艺仅针对普通饮用场景设计，未针对茶叶冲泡、茶饮加工进行水质体系优化，常规饮用水冲泡茶叶时，普遍存在茶多酚过度溶出、茶汤苦涩偏重、香气释放不足、茶汤易氧化暗沉等问题，因此，在保障水质安全、实现天然稳定矿化的基础上，亟需研发一种理化指标优异的高品质饮用水。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种利用陨石处理制备饮用水的方法；本发明采用陨石无害化梯度煅烧钝化预处理工艺，去除陨石不稳定杂质与有害物质；对原水进行多级初级净化后，采用静态恒温浸润结合动态间歇循环冲刷的耦合模式完成吸附矿化，再经磁化、曝气调质优化水体理化性质，调节水体为优质弱碱性活性水，最后通过超滤与紫外线二次灭菌、无菌灌装制得成品饮用水。本发明解决了陨石材料商用安全性差、矿化不均、无法量产的行业痛点，无需化学添加剂，制备的饮用水水质安全稳定、矿物营养均衡，既可作为高端瓶装饮用水，同时可优化茶汤溶出特性、提升茶饮品质，适配饮用水量产与高端茶饮制备双场景，应用前景广阔。

2、针对现有技术的不足，本发明采取的技术方案如下：

3、本发明提供了一种利用陨石处理制备饮用水的方法，具体包括以下步骤：

4、步骤1，陨石无害化钝化预处理：甄选经放射性检测合格、无毒无害的天然石质陨石作为原料，剔除表面风化层、共生杂岩及有害包裹体，将纯净陨石原料经破碎机粗碎、球磨机细磨后，筛分得到粒径为0.5-5mm的陨石功能颗粒，将陨石颗粒进行梯度热处理，梯度热处理后的陨石颗粒，采用纯水多次循环冲洗至洗涤液清澈无浑浊，再经紫外线全方位照射灭菌20-40min，彻底去除粉尘、游离杂质与表面附着微生物，得到陨石功能滤料；

5、步骤2，原水初级多级净化：选取自来水或地表水作为制水原水，依次通过滤网过滤、石英砂过滤和活性炭过滤，经上述多级净化处理后，完成水体初级净化，降低后续陨石矿化处理负荷，得到初级净化水；

6、步骤3，动静耦合交替吸附矿化处理：将步骤1制备的陨石功能滤料均匀填充至密闭无菌反应罐中，填充高度为反应罐有效高度的1/3-2/3，填充孔隙率为30-50%，将步骤2制备的初级净化水注入反应罐中，控制水料比（体积质量比）为5-20:1，对罐内水体进行恒温控温处理，控制温度在60-80℃，采用静态恒温浸润与动态间歇循环冲刷交替耦合模式对水体进行深度矿化与净化，得到矿化后水体；

7、步骤4，水质调质活化优化：将步骤3矿化后水体引出，通过磁化装置进行磁化处理，磁场强度为0.2-0.8t，水体流经磁化装置的时间为10-30s，磁化后的水体进入曝气调质罐，采用底部微孔曝气方式，曝气表面强度控制为10-30 m3/(m2·h)，曝气时间为10-20min，通过气泡扰动促进水体中过量气体的脱除，稳定水体的氧化还原电位；

8、步骤5，精密除菌与无菌灌装：将步骤4调质完成后的水体经过超滤膜精密过滤和低温紫外线二次灭菌后，经无菌管路输送至灌装机，密封灌装于预先灭菌处理的包装容器中，得到陨石饮用水。

9、进一步地，天然石质陨石，优选球粒陨石，进一步优选碳质球粒陨石。

10、进一步地，所述梯度热处理的过程为：将陨石颗粒置于马弗炉中，在300-500℃温度范围内进行梯度热处理，升温速率为5-15℃/min，保温时间为1-3h。

11、进一步地，所述滤网为50-200目不锈钢滤网；所述石英砂的粒径为0.5-2mm；所述初级净化水的水质指标为浊度≤1ntu，余氯≤0.05mg/l。

12、进一步地，所述静态恒温浸润阶段：水体在罐内保持静止状态，恒温维持30-60min，保证陨石内部有益微量元素平稳、匀速缓释，实现水体天然矿化；

13、动态间歇循环冲刷阶段：启动循环泵，控制水流速为0.5-2m/s，对罐内水体进行循环冲刷，持续5-15min；

14、交替循环方式：上述静态阶段与动态阶段交替进行，每完成一次静态+动态为一个周期，共进行3-8个周期，总处理时间为2-6h。

15、进一步地，所述超滤膜精密过滤的过程为：将步骤4调质完成后的水体通过中空纤维超滤膜组件进行过滤，超滤膜截留分子量为3000-10000da，操作压力为0.1-0.3mpa；

16、所述低温紫外线二次灭菌的过程为：超滤后的水体流经紫外线灭菌装置，采用波长254nm的低温紫外线照射，照射剂量为30-60mj/cm2。

17、与现有技术相比，本发明取得的有益效果如下：

18、本发明通过对陨石原料进行放射性甄选、剔除风化层与有害包裹体，并结合梯度高温煅烧定向钝化预处理，有效钝化了陨石内部不稳定的硫化物与易溶杂矿物，消除了陨石泡水易析出铁、镍等有害杂离子的安全风险。本发明采用静态恒温浸润与动态间歇循环冲刷交替耦合的矿化工艺。其中，静态浸润能够保障陨石内部有益微量元素平稳、匀速缓释，保证水体充分、均衡天然矿化；动态循环可利用水流湍流作用疏通陨石微观孔隙，冲刷脱除水体残留杂质，有效避免滤料孔隙堵塞、吸附饱和失效的问题。两种工序协同配合，显著提升水体净化与矿化效果。

19、本发明通过动静耦合交替矿化配合磁化、曝气协同调质处理，构建形成稳定的水体弱碱缓冲体系与优良水质还原特性，成品水体理化性质稳定，长期存放后水质参数波动小，能够持续维持稳定的弱碱性优质状态。

20、本发明制备的陨石饮用水具备适配性优异的弱碱缓冲体系与合理微量矿物离子配比，在茶叶冲泡与茶饮制备场景中具备独特应用优势。本发明各工艺步骤紧密衔接、相互协同，整套工艺无需人工添加化学矿化剂与水质调节剂，依靠陨石天然矿物特性实现水质改性提升，既适用于高端功能性瓶装饮用水规模化生产，也可作为专用工艺用水服务于高端茶饮制备领域，极大拓宽了陨石资源的产业化应用场景，具备极高的市场推广价值与产业应用前景。

1.一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，步骤1中，所述梯度热处理的温度为300-500℃，升温速率为5-15℃/min，保温时间为1-3h。

3.根据权利要求1所述一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，步骤2中，所述滤网为50-200目不锈钢滤网；所述石英砂的粒径为0.5-2mm；所述初级净化水的水质指标为浊度≤1ntu，余氯≤0.05mg/l。

4.根据权利要求1所述一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，步骤3中，所述动静耦合交替吸附矿化处理包括静态恒温浸润阶段与动态间歇循环冲刷阶段。

5.根据权利要求4所述一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，所述静态恒温浸润的过程为：将混合矿化体系保持静止状态，恒温60-80℃下保持30-60min；

6.根据权利要求1所述一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，步骤4中，所述磁化处理的磁场强度为0.2-0.8t，时间为10-30s；所述曝气处理采用底部微孔曝气方式，曝气表面强度控制为10-30 m3/(m2·h)，曝气时间为10-20min。

7.根据权利要求1所述一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，步骤5中，所述超滤膜精密过滤的过程为：将步骤4调质活化水通过中空纤维超滤膜组件进行过滤，超滤膜截留分子量为3000-10000da，操作压力为0.1-0.3mpa。

8.根据权利要求1所述一种利用陨石处理制备饮用水的方法，其特征在于，步骤5中，所述低温紫外线二次灭菌的过程为：超滤后的水体流经紫外线灭菌装置，采用波长254nm的低温紫外线照射，照射剂量为30-60mj/cm2。