用于除鹽水及淡水的再礦化的微粉化CaCO₃ 漿液注入系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于處理水的方法以及碳酸鈣在此方法中的用途。特別地，本發(fā)明涉及再礦化水的方法，包括以下步驟：a)提供給水，其具有至少20mg/l，優(yōu)選處于25mg/l至100mg/l的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選處于30mg/l至60mg/l的范圍內(nèi)的二氧化碳濃度；b)提供包含微粉化碳酸鈣的含水漿液；以及c)組合步驟a)的該給水與步驟b)的該含水漿液，以獲得經(jīng)再礦化的水。
【專利說(shuō)明】用于除鹽水及淡水的再礦化的微粉化CaCO3漿液注入系統(tǒng)
[00011 本申請(qǐng)是基于申請(qǐng)?zhí)枮?01280036255.2、申請(qǐng)日為2012年7月17日、發(fā)明名稱為 "用于除鹽水及淡水的再礦化的微粉化CaC03漿液注入系統(tǒng)"的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及水處理的領(lǐng)域，且更特別地涉及一種用于再礦化水的方法及此方法中 碳酸鈣的用途。
【背景技術(shù)】
[0003] 飲用水已變得缺乏。甚至在富含水的國(guó)家中，并非所有水源及蓄水池均適合于生 產(chǎn)飲用水，且現(xiàn)今許多水源受到水質(zhì)急劇惡化的威脅。最初用于飲用目的的給水主要為地 表水及地下水。然而，出于環(huán)境及經(jīng)濟(jì)的原因，處理海水、鹽水、微咸水、廢水及受污染的流 出水愈來(lái)愈重要。
[0004] 為了自海水或微咸水回收水（用于飲用），已知對(duì)于干旱地區(qū)、沿海地區(qū)及海島相 當(dāng)重要的若干方法，且這些方法包含蒸餾、電解以及滲透或反滲透方法。由這些方法獲得的 水非常軟且由于缺乏PH緩沖鹽而具有低pH值，因此由這些方法獲得的水傾向于具有高度反 應(yīng)性，且除非經(jīng)處理，否則該水可在其于傳統(tǒng)管線中輸送期間產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕的困難。此外， 未經(jīng)處理的除鹽水無(wú)法直接用作飲用水源。為了防止不希望的物質(zhì)在管線系統(tǒng)中溶解，為 了避免諸如管及閥的給水設(shè)備腐蝕并且為了使水可口，有必要再礦化水。
[0005] 主要用于再礦化水的傳統(tǒng)方法為通過(guò)二氧化碳及石灰石床過(guò)濾的石灰溶解。其它 較不常見(jiàn)的再礦化方法包含例如添加熟石灰及碳酸鈉、添加硫酸鈣及碳酸氫鈉或添加氯化 鈣及碳酸氫鈉。
[0006] 石灰方法涉及用CO2酸化水處理石灰溶液，其中涉及以下反應(yīng)：
[0007] Ca(OH)2 +ICO2^Cay' + 2 HCO,
[0008] 正如可以由以上反應(yīng)方案得出結(jié)論，需要兩個(gè)當(dāng)量的CO2將一個(gè)當(dāng)量的Ca(OH)2轉(zhuǎn) 化成Ca 2+及碳酸氫根以用于再礦化。此方法取決于兩個(gè)當(dāng)量CO2的添加，以將堿性陰離子氫 氧化根轉(zhuǎn)化成緩沖碳酸氫根物種。對(duì)于水的再礦化而言，自石灰乳(通常至多5重量％ )制備 通常稱為石灰水的以總重量計(jì)〇. 1-0.2重量％的飽和氫氧化鈣溶液。因此必須使用生產(chǎn)石 灰水的飽和器，且需要大體積的石灰水以實(shí)現(xiàn)再礦化的目標(biāo)含量。此方法的另一缺陷在于 熟石灰為腐蝕性的且需要適當(dāng)?shù)奶幚砑疤囟ㄔO(shè)備。此外，控制不當(dāng)?shù)南蜍浰砑邮焓铱?能會(huì)由于石灰不存在緩沖性質(zhì)而導(dǎo)致不希望的PH變化。
[0009] 石灰石床過(guò)濾方法包括使軟水通過(guò)粒狀石灰石床以在水流中溶解碳酸鈣的步驟。 根據(jù)以下反應(yīng)，使石灰石與CO2酸化水接觸來(lái)礦化水：
[0010] CaCO5 + CO, + H7O ^ Ca2' + 2 HCO5
[0011] 不同于石灰方法，在化學(xué)計(jì)量上僅需要一個(gè)當(dāng)量的CO2即可將一個(gè)當(dāng)量的CaCO3轉(zhuǎn) 化成Ca 2+及碳酸氫根以用于再礦化。此外，石灰石無(wú)腐蝕性，且歸因于CaCO3的緩沖性質(zhì)，防 止了較大的pH變化。
[0012] 使用碳酸鈣代替石灰的一個(gè)額外優(yōu)點(diǎn)為碳酸鈣的非常低的二氧化碳足跡。為了生 產(chǎn)一噸碳酸鈣，放出75kg的⑶2,而用于生產(chǎn)一噸石灰則放出750kg⑶ 2。因此使用碳酸鈣代 替石灰呈現(xiàn)一些環(huán)境益處。
[0013] 然而，粒狀碳酸鈣的溶解速率緩慢，且需要大過(guò)濾器以用于石灰石過(guò)濾方法。這導(dǎo) 致這些過(guò)濾器的相當(dāng)大的足跡，且需要大的設(shè)備表面以用于這些石灰石床過(guò)濾系統(tǒng)。
[0014] 用于使用石灰乳或石灰漿液再礦化水的方法描述于US 7,374,694及EP 0 520826 中。US 5，914，046描述用于使用脈沖石灰石床以減小廢水排放的酸度的方法。
[0015]
【申請(qǐng)人】還已知未公開(kāi)的歐洲專利申請(qǐng)10 172 771.7,其描述一種用于通過(guò)在給水 中注入微粉化碳酸鈣漿液及氣態(tài)二氧化碳來(lái)再礦化除鹽水及淡水的方法。
[0016] 然而，所有上述引用的現(xiàn)有技術(shù)文件描述用于再礦化給水的方法中的給水在再礦 化方法之前不含有或含有低濃度二氧化碳。
[0017] 然而，基于再礦化水平或者想要的再礦化，還存在于再礦化方法之前具有高濃度 或足夠濃度的二氧化碳的給水。高濃度或足夠濃度的二氧化碳是指每升給水至少含20mg C〇2的量。
[0018] 具有如此高濃度的二氧化碳的給水的一種類型為地下水，該地下水來(lái)源于已滲透 過(guò)鈣質(zhì)巖或由厭氧條件造成的水。
[0019] 另一種類型的具有濃度為至少20mg/l的二氧化碳的給水可以例如見(jiàn)于污水廠中 的廢水處理期間。其原因在于廢水的一個(gè)處理步驟在于通過(guò)使用反滲透來(lái)將廢水除鹽。然 而，為了防止或減少反滲透設(shè)備的膜上的積垢形成，向反滲透給水中添加酸，尤其是硫酸， 以降低pH。在反滲透給水中添加酸導(dǎo)致給水中碳酸鹽物種轉(zhuǎn)化成游離二氧化碳，該游離二 氧化碳未被反滲透設(shè)備的膜移除，因此該游離二氧化碳存在于離開(kāi)滲透設(shè)備的給水中。然 而，存在于給水中的此過(guò)量二氧化碳必須在添加石灰之前移除。目前，通過(guò)使用消耗成本、 時(shí)間及能量的除碳器來(lái)進(jìn)行給水中過(guò)量二氧化碳的移除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 因此，考慮到用于再礦化水的已知方法的缺陷，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于再礦化 具有初始二氧化碳濃度為至少20mg/l的水的替代性方法或改進(jìn)方法，且其中經(jīng)再礦化的水 具有定義水平的再礦化，例如，作為CaCO 3的鈣濃度為30mg/l至40mg/l。
[0021] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于再礦化水的方法，該方法不需要腐蝕性化合物，因 此避免結(jié)垢的危險(xiǎn)，消除對(duì)于耐腐蝕的設(shè)備的需要且為在工廠中工作的人員提供安全環(huán) 境。還希望提供一種方法，該方法是環(huán)境友好的且由于省去消耗時(shí)間、能量及成本的方法步 驟而降低操作成本。
[0022] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于再礦化水的方法，其中可將礦物的量調(diào)整至所需 值。
[0023] 本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供用于使用石灰石再礦化的方法，該方法允許使用較小的 再礦化單元，或本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供再礦化方法，該再礦化方法允許使用例如與石灰 方法相比較而言更小體積的再礦化化合物。還希望提供可在比石灰石床過(guò)濾方法更小的設(shè) 備表面上操作的方法。
[0024] 上述以及其它目標(biāo)通過(guò)提供一種用于再礦化水的方法來(lái)解決，該方法包括以下步 驟：（a)提供具有二氧化碳濃度為至少20mg/l的給水，該濃度優(yōu)選處于25mg/l至100mg/l的 范圍內(nèi)，且該濃度更優(yōu)選處于30mg/l至60mg/l的范圍內(nèi)；（b)提供包含微粉化碳酸鈣的含水 漿液;以及(c)組合步驟(a)的給水與步驟(b)的含水漿液，以獲得經(jīng)再礦化的水。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供用于再礦化水的微粉化碳酸鈣的用途。
[0026] 在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中限定本發(fā)明的有利的實(shí)施方案。
[0027]根據(jù)一種實(shí)施方案，漿液中碳酸鈣濃度為基于漿液總重量計(jì)的0.05重量％至40重 量％、1重量％至25重量％、2重量％至20重量％，優(yōu)選3重量％至15重量％，且最優(yōu)選5重 量％至10重量％，或漿液中碳酸鈣濃度為基于漿液總重量計(jì)的10重量％至40重量％、15重 量％至30重量％或20重量％至25重量％。根據(jù)另一實(shí)施方案，碳酸鈣粒子尺寸為Ο.?μπι至 100μπκΟ .5μηι至50μηι、Ιμπι至15μηι，優(yōu)選2μηι至ΙΟμπι，最優(yōu)選3μηι至5μηι，或碳酸|丐粒子尺寸為1μ m至50μηι、2μηι至20μηι，優(yōu)選5μηι至15μηι，最優(yōu)選8μηι至12μηι。根據(jù)另一實(shí)施方案，碳酸鈣的HCl 不溶物含量為基于微粉化碳酸1丐的總重量計(jì)的〇. 02重量％至2.5重量％、0.05重量％至1.5 重量％或0.1重量％至0.6重量％。根據(jù)又一實(shí)施方案，碳酸鈣為研磨碳酸鈣、改性碳酸鈣或 沉淀碳酸鈣，或者其混合物。
[0028] 根據(jù)一種實(shí)施方案，漿液包含另外的礦物，所述另外的礦物含有鎂、鉀或鈉，優(yōu)選 為碳酸鎂、碳酸鈣鎂如白云石質(zhì)石灰石、鈣質(zhì)白云石、白云石或半燒白云石;氧化鎂如煅燒 白云石、硫酸鎂、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉。根據(jù)另一實(shí)施方案，通過(guò)混合水及碳酸鈣來(lái)新鮮制 備漿液。根據(jù)又一實(shí)施方案，制備漿液與注入漿液之間的時(shí)間段小于48小時(shí)、小于24小時(shí)、 小于12小時(shí)、小于5小時(shí)、小于2小時(shí)或小于1小時(shí)。根據(jù)又一實(shí)施方案，所注入的漿液滿足由 國(guó)家飲用水準(zhǔn)則規(guī)定的微生物質(zhì)量要求。
[0029] 根據(jù)一種實(shí)施方案，所獲得的經(jīng)再礦化的水的作為碳酸鈣的鈣濃度為15mg/l至 200mg/l，優(yōu)選50mg/l至 150mg/l，且最優(yōu)選100mg/l至 125mg/l，或15mg/l至 100mg/l，優(yōu)選 20mg/1 至 80mg/1，且最優(yōu)選 40mg/1 至 60mg/1。
[0030] 根據(jù)另一實(shí)施方案，所獲得的經(jīng)再礦化的水的鎂濃度為5mg/l至25mg/l，優(yōu)選5mg/ 1至15mg/l，且最優(yōu)選8mg/l至12mg/l。根據(jù)又一實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水的池度值低于 5. ONTU、低于 1.0 NTU、低于0.5NTU或低于0.3NTU。
[0031] 根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水的朗格利爾（Langelier)飽和指數(shù)為-2至 1，優(yōu)選-1.9至0.9,且最優(yōu)選-0.9至0。根據(jù)又一實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水的Slit密度指數(shù) SDI15低于5,優(yōu)選低于4,且最優(yōu)選低于3。根據(jù)又一實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水的膜積垢指數(shù) MFIo. 45低于4，優(yōu)選低于2.5，且最優(yōu)選低于2。
[0032]根據(jù)一種實(shí)施方案，該給水為除鹽海水、微咸水或鹽水、經(jīng)處理廢水或天然水如地 下水、地表水或降雨，且優(yōu)選為除鹽海水、微咸水或鹽水、經(jīng)處理廢水或地下水。
[0033] 根據(jù)一種實(shí)施方案，將經(jīng)再礦化的水與給水摻混。根據(jù)另一實(shí)施方案，該方法進(jìn)一 步包括粒子移除步驟。
[0034] 根據(jù)一種實(shí)施方案，該方法進(jìn)一步包括以下步驟:d)測(cè)量該經(jīng)再礦化的水的參數(shù) 值，其中該參數(shù)選自該經(jīng)再礦化的水的堿度、總硬度、電導(dǎo)率、鈣濃度、pH、CO 2濃度、總?cè)芙?固體和濁度，e)將該測(cè)量的參數(shù)值與預(yù)定參數(shù)值比較;并且f)基于該測(cè)量的參數(shù)值與該預(yù) 定參數(shù)值之間的差值，提供所注入漿液的量。根據(jù)另一實(shí)施方案，該預(yù)定參數(shù)值為PH值，其 中該pH值為5.5至9，優(yōu)選7至8.5。
[0035]根據(jù)一種實(shí)施方案，微粉化碳酸鈣用于水的再礦化，其中經(jīng)再礦化的水選自飲用 水、娛樂(lè)用水如用于游泳池的水、用于工藝應(yīng)用的工業(yè)用水、灌溉用水或用于蓄水層或水井 補(bǔ)給的水。
[0036]用于本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)"堿度(TAC)"是溶液將酸中和至碳酸鹽或碳酸氫鹽的等當(dāng)點(diǎn)的 能力的量度。堿度等于溶液中堿的化學(xué)計(jì)量和且堿度作為CaCO3以mg/1規(guī)定。堿度可用滴定 器來(lái)測(cè)量。
[0037]出于本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)"媽濃度"是指溶液中總的鈣含量且作為Ca2+或CaCO3以 mg/1規(guī)定。濃度可用滴定器來(lái)測(cè)量。
[0038] 本發(fā)明的含義中的"電導(dǎo)率"用作測(cè)量水無(wú)鹽、無(wú)離子或無(wú)雜質(zhì)的程度的指標(biāo);水 越純，則電導(dǎo)率越低。電導(dǎo)率可用電導(dǎo)計(jì)來(lái)測(cè)量且以mS/cm規(guī)定。
[0039] 本發(fā)明的含義中的"研磨碳酸f丐(Ground calcium carbonate;GCC)"是由天然來(lái) 源獲得的碳酸鈣，包括大理石、白堊、石灰石或白云石。方解石是碳酸鹽礦物并且是碳酸鈣 的最穩(wěn)定的多形體。碳酸鈣的其它多形體為礦物霰石及球霰石。霰石將在380-470°C下變成 方解石，且球霰石甚至更不穩(wěn)定。研磨碳酸鈣經(jīng)由諸如研磨、篩選和/或通過(guò)濕和/或干細(xì)分 (例如，通過(guò)旋風(fēng)分離器）的處理來(lái)加工。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知研磨碳酸鈣可固有地含有定 義濃度的鎂，例如白云石質(zhì)方解石的情況正是如此。
[0040] 用于本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)"朗格利爾飽和指數(shù)(Langelier Saturation Index;LSI)"描 述了含水液體形成積垢或成為腐蝕性的趨勢(shì)，其中正的LSI指示形成積垢的趨勢(shì)，而負(fù)的 LSI指示腐蝕性特性。平衡的朗格利爾飽和指數(shù)(亦即LSI = O)因此意味著含水液體處于化 學(xué)平衡。如下計(jì)算LSI:
[0041] LSI =pH-pHs,
[0042] 其中pH為含水液體的實(shí)際pH值，且pHs為CaCO3飽和情況下含水液體的pH值?？扇缦?估計(jì)pH s:
[0043] pHs=(9.3+A+B)-(C+D),
[0044] 其中A為存在于含水液體中的總?cè)芙夤腆w(total dissolved solids;TDS)的數(shù)值 指標(biāo)，B為以K計(jì)的含水液體的溫度的數(shù)值指針，C為以mg/1 CaCO3計(jì)的含水液體的鈣濃度的 數(shù)值指標(biāo)，且D為以mg/1 CaCO3計(jì)的含水液體的堿度的數(shù)值指標(biāo)。使用以下方程式來(lái)決定參 數(shù)A至D:
[0045] A=(logio(TDS)-l)/10,
[0046] B = -13.12Xlogio(T+273)+34.55,
[0047] C=logio[Ca2+]-〇.4,
[0048] D = Iogio(TAC),
[0049] 其中TDS為以mg/1計(jì)的總?cè)芙夤腆w，T為以°C計(jì)的溫度，[Ca2+ ]為以mg/1 CaCO3計(jì)的 含水液體的鈣濃度，且TAC為以mg/1 CaCO3計(jì)的含水液體的堿度。
[0050]用于本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)"Slit密度指數(shù)(Silt Density Index;SDI)"是指水中微粒物 質(zhì)的數(shù)量且與反滲透或納濾系統(tǒng)的積垢趨勢(shì)相關(guān)。例如，可由當(dāng)在恒定施加水壓208.6kPa 下使水通過(guò)0.45μπι膜濾器時(shí)，0.45μπι膜濾器的阻塞速率計(jì)算SDI。由在15分鐘內(nèi)在恒定施加 水壓208.6kPa下使水通過(guò)0.45μπι膜濾器時(shí)，0.45μπι膜濾器的阻塞速率計(jì)算301 15值。通常，螺 旋卷繞的反滲透系統(tǒng)將需要小于5的SDI，且中空纖維反滲透系統(tǒng)將需要小于3的SDI。
[0051]用于本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)"修正的積垢指數(shù)(Modified Fouling Index;MFI)"是指懸浮 物質(zhì)的濃度，且MFI是比用于預(yù)測(cè)水積垢于反滲透或納濾膜的趨勢(shì)的SDI更為準(zhǔn)確的指數(shù)。 可用于確定MFI的方法可與用于確定SDI的方法相同，不同之處在于在15分鐘的過(guò)濾期間內(nèi) 每30秒記錄體積。當(dāng)繪制t/V對(duì)V( t為收集以升計(jì)的體積V的以秒計(jì)的時(shí)間）的曲線時(shí)，能夠 以曲線的直線部分的斜率的形式以圖解方式獲得MFIJFI值〈1對(duì)應(yīng)于約SDI值〈3且可視為 低至足以控制膠體和微粒積垢。
[0052] 若超濾（ultrafiltration ;UF)膜用于MFI測(cè)量，則該指數(shù)稱為MFI-UF而非使用 ? ?斗巧以爪膜濾器時(shí)的]?7]；。'。
[0053]出于本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)"微粉化"是指粒子尺寸處于微米范圍內(nèi)，例如，粒子尺寸 為Ο.?μπι至100μπι。微粉化粒子可通過(guò)基于摩擦(例如在濕或干條件下碾磨或研磨）的技術(shù)來(lái) 獲得。然而，還可以通過(guò)任何其它適合的方法來(lái)生產(chǎn)微粉化粒子，該任何其它適合的方法例 如是沉淀、超臨界溶液的快速膨脹、噴霧干燥、自然發(fā)生的砂或泥的分類或分化、水的過(guò)濾、 溶膠-凝膠方法、噴霧反應(yīng)合成、火焰合成或液體發(fā)泡合成。
[0054] 在本文件各處，通過(guò)碳酸鈣產(chǎn)物的粒子尺寸分布來(lái)描述碳酸鈣產(chǎn)物的"粒子尺 寸"。值dx表不1重量％的粒子的直徑小于dx所相對(duì)的直徑。這意味著d2〇值為所有粒子的20 重量％所小于的粒子尺寸，且d 75值為所有粒子的75重量％所小于的粒子尺寸。cM直因此為 重量中值粒子尺寸，也即，所有顆粒的50重量％大于或小于此粒子尺寸。出于本發(fā)明的目 的，除非另有指示，否則將粒子尺寸規(guī)定為重量中值粒子尺寸d 5Q。為了確定d5Q大于0.5μπι的 粒子的重量中值粒子尺寸d5〇值，可使用來(lái)自Micromeritics公司(USA)的Sedigraph 5100裝 置。
[0055] 本發(fā)明的含義中的"沉淀碳酸f丐(Precipitated calcium carbonate;PCC)"為合 成物質(zhì)，通常通過(guò)在含水環(huán)境中在二氧化碳與石灰反應(yīng)之后沉淀或通過(guò)在水中沉淀鈣和碳 酸根源或通過(guò)將鈣離子和碳酸根離子(例如，CaCl 2及Na2CO3)從溶液中沉淀出來(lái)而獲得。沉 淀碳酸鈣以三種初級(jí)晶形存在:方解石、霰石及球霰石，且對(duì)于這些晶形中的每一晶形而言 存在許多不同的多形體（晶體慣態(tài)）。方解石具有三角結(jié)構(gòu)，該三角結(jié)構(gòu)具有典型的晶體慣 態(tài)如偏三角面體的（S-PCC )、斜方六面體的（R-PCC)、六角形棱柱的、軸面的、膠體的（C-PCC)、立方的及棱柱的(P-PCC)。霰石為正斜方晶結(jié)構(gòu)，該正斜方晶結(jié)構(gòu)具有成對(duì)六角形棱 晶的典型晶體慣態(tài)，以及細(xì)長(zhǎng)棱柱的、彎曲葉片狀的、陡錐狀、鑿尖晶體、分叉樹(shù)及珊瑚或蠕 蟲(chóng)狀的形式的多種分類。
[0056] 本發(fā)明的含義中的"改性碳酸鈣"為表面反應(yīng)的天然碳酸鈣，通過(guò)如下方法來(lái)獲 得:在該方法中，將天然碳酸鈣與在25°C下pK a*2.5或小于2.5的又一種酸反應(yīng)并與原位形 成的和/或來(lái)自外部供應(yīng)的氣態(tài)CO2反應(yīng)，且任選地在至少一種硅酸鋁和/或至少一種合成 二氧化硅和/或至少一種硅酸鈣和/或至少一種一價(jià)鹽的硅酸鹽(如硅酸鈉和/或硅酸鉀和/ 或硅酸鋰)和/或至少一種氫氧化鋁和/或至少一種硅酸鈉和/或硅酸鉀的存在下。關(guān)于表面 反應(yīng)的天然碳酸鈣的制備的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在WO 00/39222及US 2004/0020410A1中揭示，這些 參考文件的內(nèi)容在此包括于本專利申請(qǐng)中。
[0057] 用于本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)"再礦化"是指在根本不含有礦物或含有足夠量礦物的水中使 礦物復(fù)原，以獲得適口的水。可通過(guò)向待處理的水中至少添加碳酸鈣來(lái)實(shí)現(xiàn)再礦化。任選 地，例如，為獲得與健康相關(guān)的益處或?yàn)榇_保一些基本礦物及微量元素的適當(dāng)攝取，可將另 外的物質(zhì)混合至碳酸鈣且隨后在再礦化方法期間添加至水中。根據(jù)關(guān)于人類健康及飲用水 質(zhì)量的國(guó)家準(zhǔn)則，經(jīng)再礦化的產(chǎn)物可包含含有鎂、鉀或鈉的額外礦物如碳酸鎂、硫酸鎂、碳 酸氫鉀、碳酸氫鈉，或者含有基本微量元素的其它礦物。
[0058] 出于本發(fā)明的目的，"衆(zhòng)液(slurry)"包含不溶性固體和水以及任選的另外的添加 劑，且"漿液"通常含有大量固體且因此較為粘性且通常密度比形成該漿液的液體的密度要 尚。
[0059] 用于本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)"總?cè)芙夤腆w(TDS)"為液體中以分子形式、離子形式或微粒(溶 膠)懸浮形式含有的所有無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的組合含量的量度。通常操作定義為固體必須小 至足以能夠通過(guò)大小為兩微米的篩子過(guò)濾?？?cè)芙夤腆w可用電導(dǎo)計(jì)來(lái)估計(jì)且規(guī)定以mg/1 計(jì)。
[0060] 本發(fā)明的含義中的"濁度"描述了由裸眼通常不可見(jiàn)的個(gè)體粒子(懸浮固體)所引 起的流體的模糊度或混濁度。濁度的測(cè)量為水質(zhì)的關(guān)鍵測(cè)試且可用濁度計(jì)來(lái)進(jìn)行。用于本 發(fā)明的來(lái)自經(jīng)校準(zhǔn)池度計(jì)的池度單位規(guī)定為比池法池度單位(Nephelometric Turbidity Units;NTU)。
[0061] 用于再礦化水的本發(fā)明方法包括以下步驟：（a)提供具有濃度為至少20mg/l的二 氧化碳的給水，該濃度優(yōu)選處于25mg/l至100mg/l的范圍內(nèi)，且該濃度更優(yōu)選處于30mg/l至 60mg/l的范圍內(nèi)；（b)提供包含微粉化碳酸鈣的含水漿液；以及(c)組合步驟(a)的給水與步 驟(b)的含水漿液，以獲得經(jīng)再礦化的水。
[0062]待用于本發(fā)明方法的給水(feed water)可來(lái)自各種來(lái)源。優(yōu)選通過(guò)本發(fā)明方法處 理的給水為除鹽海水、微咸水或鹽水、經(jīng)處理廢水或天然水如地下水、地表水或降雨，且更 優(yōu)選為除鹽海水、微咸水或鹽水、經(jīng)處理廢水或地下水。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，該給水可進(jìn)行預(yù)處理。例如，若給水來(lái)源于地表水、 地下水或雨水，則預(yù)處理可能是必要的。舉例來(lái)說(shuō)，為了滿足飲用水準(zhǔn)則，水需要經(jīng)由使用 化學(xué)技術(shù)或物理技術(shù)來(lái)處理，以移除諸如有機(jī)物和不希望的礦物的污染物。舉例來(lái)說(shuō)，臭氧 化可用作第一預(yù)處理步驟，隨后接著凝聚、絮凝或沉降作為第二處理步驟。舉例來(lái)說(shuō)，諸如 FeClSO4或FeCl3的鐵（III)鹽或諸如AlCl3、Al 2(S〇4)3或聚合鋁鹽的鋁鹽可用作絮凝劑。例 如，借助于砂濾器或多層過(guò)濾器可從給水中移除經(jīng)絮凝的物質(zhì)。例如，在EP 1 975 310、EP 1 982 759、EP 1 974 807或EP 1 974 806中描述了可用以預(yù)處理給水的另外的水凈化方 法。
[0064] 根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方案，首先通過(guò)開(kāi)闊海洋進(jìn)水或諸如水井的地表下 進(jìn)水將海水或微咸水用栗抽出海，且隨后海水或微咸水經(jīng)歷諸如篩選、沉淀或除砂方法的 物理預(yù)處理。取決于所需要的水質(zhì)，可能需要諸如凝聚和絮凝的額外處理步驟，以減少膜上 潛在的積垢。經(jīng)預(yù)處理的海水或微咸水隨后可例如使用多級(jí)閃蒸、多效蒸餾或諸如超濾或 反滲透的膜濾法來(lái)蒸餾，以移除剩余的微粒和溶解物質(zhì)。
[0065] 通過(guò)組合該給水與含水衆(zhòng)液而引起該給水的再礦化，該給水具有濃度為至少 20mg/l的二氧化碳，該濃度優(yōu)選處于25mg/l至100mg/l的范圍內(nèi)，且該濃度更優(yōu)選處于 30mg/l至60mg/l的范圍內(nèi)，該含水漿液包含微粉化碳酸鈣。給水及含水漿液的組合可通過(guò) 本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的常見(jiàn)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且例如通過(guò)將包含微粉化碳酸鈣的含水漿液注 入至給水中來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0066] 與給水組合的含水漿液包含微粉化碳酸鈣。根據(jù)一種實(shí)施方案，漿液中碳酸鈣的 濃度為基于漿液總重量計(jì)的〇. 05重量％至40重量％、1重量％至25重量％、2重量％至20重 量％、3重量％至15重量％或5重量％至10重量％。根據(jù)另一實(shí)施方案，漿液中碳酸鈣的濃度 為基于漿液總重量計(jì)的10重量％至40重量％、15重量％至30重量％或20重量％至25重 量％。
[0067] 微粉化碳酸鈣擁有微米范圍內(nèi)的粒子尺寸。根據(jù)一種實(shí)施方案，微粉化鈣的粒子 尺寸為0.1 μπι 至 I OOym、0.5μηι 至 50μηι、Ιμπι 至 15μηι、2μηι 至 1 Ομπι 或 3μηι 至 5μηι，或碳酸|丐的粒子尺 寸為 Iym 至50μηι、2μηι 至20μηι，優(yōu)選 5μηι 至 15μηι，最優(yōu)選 8μηι 至 12μηι。
[0068] 適合的碳酸鈣的實(shí)例為研磨碳酸鈣、改性碳酸鈣或沉淀碳酸鈣，或者其混合物。天 然的研磨碳酸鈣(GCC)的特征結(jié)構(gòu)可為例如大理石、石灰石、白堊和/或白云石中的一種或 多種。沉淀碳酸鈣(PCC)的特征結(jié)構(gòu)可為例如霰石、球霰石和/或方解石礦物晶形中的一種 或多種。霰石常見(jiàn)呈針狀形式，而球霰石屬于六角晶系。方解石可形成偏三角面體的、棱柱 的、球狀的及斜方六面體的形式。改性碳酸鈣的特征結(jié)構(gòu)可為表面和/或內(nèi)部結(jié)構(gòu)改性的天 然研磨碳酸鈣或沉淀碳酸鈣，例如，可用疏水性表面處理劑(如脂族羧酸或硅氧烷)處理或 涂覆碳酸鈣。例如可用聚丙烯酸酯或聚二甲基二烯丙基氯化銨處理或涂覆碳酸鈣，以使碳 酸鈣變成陽(yáng)離子型或陰離子型。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，微粉化碳酸鈣為研磨碳酸鈣(GCC)。根據(jù)一種優(yōu)選實(shí) 施方案，微粉化碳酸媽為研磨碳酸媽，該研磨碳酸媽的粒子尺寸為3μηι至5μηι或8μηι至12μηι。
[0070] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，微粉化碳酸鈣包含HCl不溶物含量，該HCl不溶物含 量為基于微粉化碳酸1丐的總重量計(jì)的〇. 02重量％至2.5重量％、0.05重量％至1.5重量％或 0.1重量％至〇. 6重量％。優(yōu)選地，微粉化碳酸鈣的HCl不溶物含量不超過(guò)基于微粉化碳酸鈣 的總重量計(jì)的0.6重量^13HCl不溶物含量可例如是諸如石英、硅酸鹽或云母的礦物。
[0071] 除微粉化碳酸鈣之外，漿液可包含另外的微粉化礦物。根據(jù)一種實(shí)施方案，漿液可 包含微粉化碳酸鎂、碳酸鈣鎂如白云石質(zhì)石灰石、鈣質(zhì)白云石、白云石或半燒白云石;諸如 煅燒白云石的氧化鎂、硫酸鎂、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉或含有基本微量元素的其它礦物。
[0072] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，通過(guò)混合水及微粉化碳酸鈣新鮮制備漿液?，F(xiàn)場(chǎng)制 備漿液可能是優(yōu)選的，這是因?yàn)轭A(yù)混合漿液可能需要添加諸如穩(wěn)定劑或生物殺滅劑的另外 的試劑，而這些另外的試劑可能是經(jīng)再礦化的水中所不希望的化合物。根據(jù)本發(fā)明的一種 優(yōu)選實(shí)施方案，制備漿液與注入漿液之間的時(shí)間段要短至足以避免漿液中的細(xì)菌生長(zhǎng)。根 據(jù)一種示例性實(shí)施方案，制備漿液與注入漿液之間的時(shí)間段小于48小時(shí)、小于24小時(shí)、小于 12小時(shí)、小于5小時(shí)、小于2小時(shí)或小于1小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，所注入的漿液滿 足由國(guó)家飲用水準(zhǔn)則規(guī)定的微生物質(zhì)量要求。
[0073] 可例如使用諸如用于稀漿液的機(jī)械攪拌器或用于較濃漿液的特定粉末-液體混合 裝置的混合器來(lái)制備漿液。取決于所制備漿液的濃度，混合時(shí)間可為0.5分鐘至30分鐘、1分 鐘至20分鐘、2分鐘至10分鐘或3分鐘至5分鐘。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，使用混合機(jī)來(lái) 制備漿液，其中該混合機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn)漿液的混合及定量。
[0074] 用以制備漿液的水可為例如蒸餾水、給水或工業(yè)用水。
[0075] 根據(jù)一種實(shí)施方案，將包含微粉化碳酸鈣的漿液直接注入至給水流中。舉例來(lái)說(shuō)， 可借助于與漿液的儲(chǔ)存容器連通的栗以受控比率將漿液注入至給水流中。優(yōu)選地，取決于 漿液濃度，可以以每立方米給水1至10升的比率將漿液注入至給水流中。根據(jù)另一實(shí)施方 案，例如使用諸如機(jī)械攪拌器的混合器，在反應(yīng)腔室中將包含微粉化碳酸鈣的漿液與給水 混合。根據(jù)又一實(shí)施方案，將漿液注入接收整個(gè)給水流的槽中。
[0076] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，通過(guò)注入漿液僅將給水的一部分再礦化，且隨后將 經(jīng)再礦化的水與未經(jīng)處理的給水摻混。任選地，僅將給水的一部分再礦化至與最終目標(biāo)值 相比較高的碳酸鈣濃度，且隨后將經(jīng)再礦化的水與未經(jīng)處理的給水摻混。
[0077] 根據(jù)另一實(shí)施方案，例如通過(guò)超濾將經(jīng)處理的水或經(jīng)處理的水的一部分過(guò)濾，以 進(jìn)一步降低經(jīng)再礦化的水的濁度水平。
[0078] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，以實(shí)現(xiàn)碳酸鈣的完全溶解的量注入漿液。
[0079] 被注入至給水中的碳酸鈣的量的選擇要使得給出所要質(zhì)量的水。舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)再 礦化的水的水質(zhì)可通過(guò)朗格利爾飽和指數(shù)(LSI)來(lái)評(píng)價(jià)。根據(jù)一種實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水 的朗格利爾飽和指數(shù)為-2至1，優(yōu)選-1.9至0.9,且最優(yōu)選-0.9至0。根據(jù)另一實(shí)施方案，經(jīng)再 礦化的水的Slit密度指數(shù)SDI 15低于5,優(yōu)選低于4,且最優(yōu)選低于3。根據(jù)又一實(shí)施方案，經(jīng)再 礦化的水的膜積垢指數(shù)MFIq. 45低于4,優(yōu)選低于2.5,且最優(yōu)選低于2。例如，可通過(guò)連續(xù)地測(cè) 量經(jīng)處理的給水的pH來(lái)進(jìn)行評(píng)估。取決于再礦化系統(tǒng)，可在其中混合漿液及給水的反應(yīng)腔 室中或經(jīng)再礦化的水的儲(chǔ)存槽中，在例如經(jīng)處理的水流中測(cè)量經(jīng)處理的水的pH。根據(jù)本發(fā) 明的一種實(shí)施方案，在再礦化步驟之后30分鐘、20分鐘、10分鐘、5分鐘或2分鐘測(cè)量plpH值 的測(cè)量可在室溫下（即約20 °C下)進(jìn)行。
[0080] 根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案，通過(guò)檢測(cè)經(jīng)處理的給水的pH值來(lái)控制所注入 漿液的量?？蛇x地或者另外的，通過(guò)檢測(cè)諸如堿度、總硬度、電導(dǎo)率、CO 2濃度、pH、鈣濃度、總 溶解固體或濁度的參數(shù)來(lái)控制所注入漿液的量。根據(jù)一種實(shí)施方案，本發(fā)明的方法進(jìn)一步 包括以下步驟：（d)測(cè)量經(jīng)再礦化的水的參數(shù)值，其中該參數(shù)選自經(jīng)再礦化的水的堿度、總 硬度、電導(dǎo)率、鈣濃度、PHXO 2濃度、總?cè)芙夤腆w或濁度；（e)將經(jīng)測(cè)量的參數(shù)值與預(yù)定參數(shù) 值比較;以及(f)基于經(jīng)測(cè)量參數(shù)值與預(yù)定參數(shù)值之間的差值，提供所注入漿液的量。
[0081 ]根據(jù)一種實(shí)施方案，預(yù)定參數(shù)值為pH值，其中該pH值為5.5至9，優(yōu)選7至8.5。
【附圖說(shuō)明】
[0082]圖1示出了可用于操作本發(fā)明方法的設(shè)備的示意圖。給水自蓄水池（1)流動(dòng)至管線 (2)中。入口（4)位于管線（2)的下游，經(jīng)由該管線（2)將包含微粉化碳酸鈣的漿液注入至來(lái) 自漿液儲(chǔ)存槽(6)的給水流中。使用適合的混合器(8)，通過(guò)混合經(jīng)由管（10)自蓄水池（1)獲 得的水及自儲(chǔ)存容器（12)獲得的微粉化碳酸鈣，來(lái)現(xiàn)場(chǎng)制備漿液?？稍谌狱c(diǎn)（14)上在漿 液入口（10)的下游測(cè)量經(jīng)再礦化的水的pH。根據(jù)一種實(shí)施方案，給水的流動(dòng)速率為每天20 OOOm3及500 000m3。
【具體實(shí)施方式】
[0083]本發(fā)明方法可用以生產(chǎn)飲用水、諸如用于游泳池的水的娛樂(lè)用水、用于工藝應(yīng)用 的工業(yè)用水、灌溉用水或用于蓄水層或水井補(bǔ)給的水。
[0084]根據(jù)一種實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水中二氧化碳濃度和碳酸鈣濃度滿足國(guó)家準(zhǔn)則所 設(shè)定的飲用水質(zhì)量的需要值。根據(jù)一種實(shí)施方案，通過(guò)本發(fā)明方法獲得的經(jīng)再礦化的水的 作為Ca⑶3的|丐濃度為15mg/l至200mg/l，優(yōu)選50mg/l至150mg/l，且最優(yōu)選100mg/l至 125mg/l，或 15mg/l至 100mg/l，優(yōu)選20mg/l至80mg/l，且最優(yōu)選40mg/l至60mg/l。若衆(zhòng)液包 含諸如碳酸鎂或硫酸鎂的另外的鎂鹽，則通過(guò)本發(fā)明方法獲得的經(jīng)再礦化水的鎂濃度可為 5mg/l至25mg/l，優(yōu)選5mg/l至 15mg/l，且最優(yōu)選8mg/l至 12mg/l。
[0085] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水的濁度為低于5.0NTU、低于1.0 NTUjg 于 0.5NTU 或低于 0.3NTU。
[0086]根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實(shí)施方案，經(jīng)再礦化的水的LSI為-0.9至+0.0,鈣濃度為 15mg/l至200mg/l，鎂濃度為5mg/l至25mg/l，作為CaC〇3的堿度介于20mg/l與100mg/l之間， pH介于7與8.5之間，且濁度低于1.0NTU。
[0087] 根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方案，在礦化之后進(jìn)行粒子移除步驟，例如以降低經(jīng)再礦 化的水的濁度水平。還可以在注入漿液之前進(jìn)行粒子移除步驟，例如以降低給水或給水的 一部分的濁度水平。根據(jù)一種實(shí)施方案，進(jìn)行沉淀步驟。舉例來(lái)說(shuō)，可將給水和/或經(jīng)再礦化 的水用管輸送至澄清池或儲(chǔ)存槽中，以進(jìn)一步降低水的濁度水平。根據(jù)另一實(shí)施方案，可通 過(guò)沉降來(lái)移除粒子?？蛇x地，可例如通過(guò)超濾來(lái)過(guò)濾給水和/或經(jīng)再礦化的水的至少一部 分，以進(jìn)一步降低水的濁度水平。
[0088] 現(xiàn)在將通過(guò)以下實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0089] 實(shí)施例
[0090] 測(cè)量方法：
[0091] CO2 測(cè)量
[0092] 使用滴定法來(lái)確定所使用的給水樣品中含有的二氧化碳的濃度。此方法的原理在 于以下事實(shí):CO2與碳酸鈉或氫氧化鈉反應(yīng)形成碳酸氫鈉(NaHCO 3)。反應(yīng)的完成以電位計(jì)指 示或通過(guò)酚酞指示劑在等效pH 8.3處的粉色特性的顯色來(lái)指示。
[0093] 在25°C下使用Mettler Toledo M 416來(lái)進(jìn)行給水的滴定。
[0094] 首先使用可商購(gòu)的pH值為4.01、7·00及9.21的緩沖溶液(來(lái)自Mettler Toledo)進(jìn) 行儀器的三點(diǎn)校準(zhǔn)(根據(jù)線段法）。
[0095]隨后以所使用滴定劑的量的函數(shù)來(lái)測(cè)量給水的100mL樣品的pH，直至到達(dá)終點(diǎn)pH 8為止。在本測(cè)量中，滴定劑為0.01mol/l氫氧化鈉溶液。
[0096]由到達(dá)終點(diǎn)pH 8.3所必需的滴定劑的量且使用以下方程式（I)，可以容易地計(jì)算
CO2含量
[0097]
[0098] 其中：
[0099] A=ml滴定劑，N=NaOH的當(dāng)量濃度，且b=ml樣品。
[0100] 式（I)描述于"Standard Methods for the Examination of Water&Wastewater， 第21版，2005年，由美國(guó)公共衛(wèi)生協(xié)會(huì)(American Public Health Association)、美國(guó)自來(lái) 水廠協(xié)會(huì)(American Water Works Association)、水環(huán)境聯(lián)合會(huì)(Water Environment Federation)、美國(guó)公共衛(wèi)生協(xié)會(huì)出版辦公室（publication office American Public Health Association)共同制定和出版，8001 Street，NW,Washington,DC 20001-3710,百 年紀(jì)念版"的第4-28頁(yè)至4-34頁(yè)上的第4500章-CO2二氧化碳中。由此可得出本發(fā)明中給出 的CO2含量是指水中游離CO2的含量。
[0101] BET比表面積
[0102] 使用由MICROMERITICS?公司出售的Tristar II 3020根據(jù)ISO 9277確定BET比表 面積(也稱為SSA)。
[0103] 微粒物質(zhì)（d5Q(ym))的粒子尺寸分布（直徑〈Χμηι的質(zhì)量％粒子）及重量中值粒徑 (dso)
[0104] Sedigraph? 5100
[0105] 經(jīng)由沉淀法(也即，重力場(chǎng)中沉淀行為的分析)確定微粒物質(zhì)的重量中值粒徑及粒 徑質(zhì)量分布。用MICROMERITICS?公司出售的Sedigraph? 5100進(jìn)行測(cè)量。
[0106] 該方法和儀器為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知且常見(jiàn)用以確定填料和顏料的粒子尺寸。 通過(guò)向60ml的0.1重量％的似4?2〇 7的水溶液中添加對(duì)應(yīng)于4g干燥PCC的產(chǎn)物量來(lái)制備樣品。 使用高速攪拌器(Polytron PT 3000/3100,轉(zhuǎn)速15,OOOrprn)將樣品分散達(dá)3分鐘。隨后使用 超聲波浴使樣品經(jīng)受超聲波處理達(dá)15分鐘且此后添加至Sedigraph的混合腔室中。
[0107] 處于懸浮中的物質(zhì)的重量固體(重量％ )
[0108] 通過(guò)將固體物質(zhì)的重量除以水性懸浮液的總重量來(lái)確定重量固體(也稱為物質(zhì)的 固體含量）。
[0109] 通過(guò)稱重由蒸發(fā)懸浮液的水相及干燥所獲得物質(zhì)至恒重而獲得的固體物質(zhì)，從而 確定固體物質(zhì)的重量。
[0110] 用以制備本發(fā)明的漿液的微粉化產(chǎn)物由多種微粉化碳酸鹽巖石組成：
[0111] 來(lái)自澳大利亞Bathurst的大理石碳酸鈣，其中HCl不溶物含量為1.5重量％，其 中d5〇 = 2.8ym(樣品A);
[0112] 來(lái)自法國(guó)Salses的大理石碳酸鈣，其中HCl不溶物含量為0.1重量％，具有兩種 不同粒子尺寸(?5〇 = 5.5μπι(樣品D)以及(?5〇 = 3.5μπι(樣品E);
[0113] 來(lái)自亞利桑那州的Superior的石灰石碳酸鈣，其中HCl不溶物含量為0.7重量％ (樣品F:d5〇 = 3.5ym);
[0114] 來(lái)自加利福尼亞州的Lucerne Valley的大理石碳酸|丐，其中HCl不溶物含量為 1.〇重量％(樣品了:(15〇 = 2.(^111);
[0115] 來(lái)自法國(guó)Orgon的石灰石碳酸鈣，其中HCl不溶物含量為0.1重量％ (樣品K:d50 = 3 · Ομπι) 〇
[0116] 表1概述在再礦化測(cè)試期間使用的不同產(chǎn)品。
[0117] 表1
[0119] 在RO水的再礦化期間的膜積垢指數(shù)(MFI)及朗格利爾飽和指數(shù)(LSI)：
[0120] 由除鹽方法產(chǎn)生的滲透物由于該滲透物的較低pH及LSI值而對(duì)混凝土和金屬為腐 蝕性的。若滲透物未經(jīng)穩(wěn)定化，則該滲透物自儲(chǔ)存槽、水井中未受保護(hù)的混凝土浸出鈣，且 腐蝕常見(jiàn)用于水分配的水泥-灰漿為內(nèi)襯的球墨鑄鐵管。在大部分先進(jìn)的水處理設(shè)施及廢 水處理設(shè)施處，通過(guò)添加諸如石灰的化學(xué)品來(lái)使?jié)B透物穩(wěn)定化。
[0121] 然而，用于后處理的化學(xué)品的劑量可在最終經(jīng)處理的水中產(chǎn)生高濁度(>0.2NTU) 及升高的微粒水平(高修正積垢指數(shù)，例如處于2-15個(gè)單位范圍內(nèi)），由此提高注入水井積 垢的可能性。
[0122] 對(duì)于間接飲用使用、注入用于海水侵入控制的屏障水井來(lái)說(shuō)，規(guī)定滲透物水濁度 應(yīng)為〈0.2NTU單位，且修正積垢指數(shù)(MFI)應(yīng)為〈2.0個(gè)單位。
[0123] 本發(fā)明實(shí)施例的用于再礦化測(cè)試的給水取自兩個(gè)不同污水廠（工廠1及工廠2)的 反滲透除鹽方法且具有以下參數(shù)：
[0125] 使用2-升立方形廣口瓶進(jìn)行RO滲透物再礦化測(cè)試，以增加 RO水的硬度（例如， 0 · 8mg/L，作為CaCO3)直到高達(dá)約作為CaCO3 50mg/L的目標(biāo)。
[0126] 不同類型的微粉化碳酸鈣（樣品A、D、E、F、J及K)經(jīng)測(cè)試進(jìn)行MFI分析及LSI分析。 CaCO3漿液的固體含量為基于微粉化碳酸鈣的重量計(jì)的3.5重量％。添加適當(dāng)劑量的CaCO3漿 液，以實(shí)現(xiàn)所希望的水質(zhì)。穩(wěn)定化的最終水應(yīng)達(dá)到以下質(zhì)量要求：
L0128」在添加 Ca⑶3漿液之后，使樣品混合達(dá)4小時(shí)，且在10分鐘、20分鐘、30分鐘、60分 鐘、120分鐘及240分鐘時(shí)收集樣品。在各個(gè)取樣時(shí)間測(cè)量濁度、pH、總堿度及鈣硬度。平衡時(shí) 間被確定為當(dāng)濁度穩(wěn)定化時(shí)的時(shí)間。在達(dá)到平衡時(shí)間之后，計(jì)算LSI且測(cè)量MFI。
[0129]表2顯示在添加近似作為Ca⑶3的50mg/L之后使用基于微粉化碳酸鈣的重量計(jì)為 3.5重量％的0&〇)3漿液獲得的兩種不同RO水的再礦化的不同結(jié)果。
[0130]表2
[0132]由表2可以看出，用于再礦化RO水的微粉化碳酸鈣產(chǎn)品的使用滿足所有進(jìn)行的測(cè) 試的pH、總堿度、鈣硬度及MFI的水質(zhì)要求。微粉化碳酸鈣產(chǎn)品呈現(xiàn)介于0.5NTU與1.7NTU之 間的濁度水平及介于-1.85與-0.88之間的LSI值?；谙鄬?duì)于時(shí)間的濁度測(cè)量，溶解碳酸鈣 產(chǎn)品所需要的平衡時(shí)間為大約120分鐘。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于再礦化水的方法，包括以下步驟： a) 提供給水，其具有至少20mg/l，優(yōu)選處于25mg/l至100mg/l的范圍內(nèi)，且更優(yōu)選處于 30mg/1至60mg/1的范圍內(nèi)的二氧化碳濃度； b) 提供包含微粉化碳酸鈣的含水漿液；以及 c) 組合步驟a)的該給水與步驟b)的該含水漿液，以獲得經(jīng)再礦化的水。2. 權(quán)利要求1或2的方法，其中該漿液中碳酸鈣的濃度為基于該漿液的總重量計(jì)的0.05 重量％至40重量％、1重量％至25重量％、2重量％至20重量％，優(yōu)選3重量％至15重量％，且 最優(yōu)選5重量％至10重量％，或者該漿液中碳酸鈣的濃度為基于該漿液的總重量計(jì)的10重 量％至40重量％、15重量％至30重量％或20重量％至25重量％。3. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該碳酸|丐的粒子尺寸為0. Ιμπι至100μπκΟ. 5μηι至50 μπι、Ιμπι至15μηι，優(yōu)選2μηι至1 Ομπι，最優(yōu)選3μηι至5μηι，或該碳酸|丐的粒子尺寸為Ιμπι至50μηι、2μηι 至 20μηι，優(yōu)選 5μηι 至 15μηι，最優(yōu)選 8μηι 至 12μηι。4. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該碳酸鈣的HC1不溶物含量為基于該微粉化碳酸 鈣的總重量計(jì)的0.02重量％至2.5重量％、0.05重量％至1.5重量％或0.1重量％至0.6重 量％。5. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該碳酸鈣為研磨碳酸鈣、改性碳酸鈣或沉淀碳酸 鈣，或者其混合物。6. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該漿液包含另外的礦物，該另外的礦物包含鎂、鉀 或鈉，優(yōu)選碳酸鎂、碳酸鈣鎂如白云石質(zhì)石灰石、鈣質(zhì)白云石、白云石或半燒白云石、氧化鎂 如煅燒白云石、硫酸鎂、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉。7. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中通過(guò)混合水及碳酸鈣新鮮制備漿液。8. 權(quán)利要求6的方法，其中制備該漿液與注入該漿液之間的時(shí)間段小于48小時(shí)、小于24 小時(shí)、小于12小時(shí)、小于5小時(shí)、小于2小時(shí)或小于1小時(shí)。9. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所注入的該漿液滿足由國(guó)家飲用水準(zhǔn)則規(guī)定的微 生物質(zhì)量要求。10. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中所獲得的經(jīng)再礦化的水的作為碳酸鈣的鈣濃度 為15mg/l至200mg/l，優(yōu)選50mg/l至150mg/l，且最優(yōu)選100mg/l至125mg/l，或 15mg/l至 100mg/l，優(yōu)選20mg/l 至80mg/l，且最優(yōu)選40mg/l 至60mg/l。11. 權(quán)利要求6-10任一項(xiàng)的方法，其中所獲得的經(jīng)再礦化的水的鎂濃度為5mg/l至 25mg/l，優(yōu)選5mg/l至 15mg/l，且最優(yōu)選8mg/l至 12mg/l。12. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該經(jīng)再礦化的水的濁度值為低于5.0NTU、低于 1.0NTU、低于0.5NTU 或低于0.3NTU。13. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該經(jīng)再礦化的水的朗格利爾飽和指數(shù)為-2至1， 優(yōu)選-1.9至0.9，且最優(yōu)選-0.9至0。14. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該經(jīng)再礦化的水的S1 i t密度指數(shù)SD115低于5，優(yōu) 選低于4，且最優(yōu)選低于3。15. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該經(jīng)再礦化的水的膜積垢指數(shù)MFIo.45低于4,優(yōu)選 低于2.5，最優(yōu)選低于2。16. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該給水為除鹽海水、微咸水或鹽水、經(jīng)處理廢水 或天然水如地下水、地表水或降雨，且優(yōu)選為除鹽海水、微咸水或鹽水、經(jīng)處理廢水或地下 水。17. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中將該經(jīng)再礦化的水與給水摻混。18. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該方法進(jìn)一步包括粒子移除步驟。19. 上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其中該方法進(jìn)一步包括以下步驟： d) 測(cè)量該經(jīng)再礦化的水的參數(shù)值，其中該參數(shù)選自該經(jīng)再礦化的水的堿度、電導(dǎo)率、鈣 濃度、pH、總?cè)芙夤腆w和濁度； e) 將該測(cè)量的參數(shù)值與預(yù)定參數(shù)值比較;并且 f) 基于該測(cè)量的參數(shù)值與該預(yù)定參數(shù)值之間的差值，提供所注入漿液的量。20. 權(quán)利要求19的方法，其中該預(yù)定參數(shù)值為pH值，其中該pH值為5.5至9，優(yōu)選7至8.5。21. 微粉化碳酸鈣用于再礦化水的用途。22. 權(quán)利要求21的用途，其中該經(jīng)再礦化的水選自飲用水、娛樂(lè)用水如用于游泳池的 水、用于工藝應(yīng)用的工業(yè)用水、灌溉用水或者用于蓄水層或水井補(bǔ)給的水。
【文檔編號(hào)】C02F1/68GK106006912SQ201610308044
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2012年7月17日
【發(fā)明人】M·斯科比, M·普菲特
【申請(qǐng)人】Omya國(guó)際股份公司