CN116133995A - 用可补充矿化浓缩溶液矿化蒸馏水的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于矿化蒸馏水的系统（50）包括用于将蒸馏水分成主级部分和次级部分的分流器54；分别用于输送主级部分和次级部分的第一管道（58）和第二管道（56）；第一柱子（62A）和第二柱子（62B），其包括分别连接到第一管道和第二管道的第一矿化基质（64A）和第二矿化基质（64B），以产生第一矿化浓缩溶液和第二矿化浓缩溶液；第一混合模块（70A）和第二混合模块（70B），其用于将预定量的矿化浓缩溶液与蒸馏水的主级部分混合以形成矿化水混合物；以及用于分配矿化水混合物的分配模块（72）。碳酸化器（60）也连接到次级管道，用于将二氧化碳溶解在第一柱子和第二柱子上游的蒸馏水的次级部分中。

Description

用可补充矿化浓缩溶液矿化蒸馏水的系统及方法
技术领域
一般而言，本发明涉及水处理领域。特别地，本发明涉及用可补充矿化浓缩溶液矿化蒸馏水的系统及方法。
背景技术
据信，本领域技术的当前状态由以下专利文献代表：US10206533、US3212999、US3785492、US5427682、US5737923、US6805774、US9598295、US10226747、US2010300868、US2010032386、US2013255280、WO2013181891、US2017367521、US2020055753、CN103466661和KR100920124。
US20190152757被认为是代表最接近的现有技术，其公开了一种用于饮料分配器的饮料补充装置，适于用多种补充流体补充从饮料源流到饮料槽的饮料。在US20190152757中有多个饮料管道，其中每个饮料管道包括适于连接到供应待补充饮料的相同饮料源的饮料入口，并且其中每个饮料管道包括出口；以及至少两个补充管道，其中每个补充管道具有补充入口，该补充入口适于连接到提供至少一种补充流体的补充源，其中每个补充管道与不同的补充源连接，并且其中每个补充管道包括出口；其中每个补充管道的出口连接到不同的饮料管道；并且其中饮料管道的出口与相同的饮料槽连接。
发明内容
本发明的以下发明内容用于对本发明的一些方面和特征的基本理解。该发明内容不是本发明的详尽概述，因此它不旨在具体识别本发明的关键或重要要素或描述本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本发明的一些概念，作为下文呈现的更详细描述的前序。
本发明是针对现有技术的不足而提出的，提供了克服这些不足的系统、方法和流程。反渗透产生的水具有侵蚀性并且脱矿性很强。它不能直接用作饮用水源。为了克服这些问题，再矿化是必不可少的。
根据本发明的一些实施例和方面，提供了一种矿化蒸馏水的方法，包括以下步骤：提供矿物质含量显著降低的蒸馏水输入端；将输入端分成主级部分，配置用于最终用户消费者，以及分成次级部分，配置用于生成矿化浓缩溶液；将二氧化碳溶解在蒸馏水输入端的次级部分中，从而产生富含二氧化碳的蒸馏水流；提供包括内部容积的至少一个柱子；用矿化基质填充柱子的内部容积；将蒸馏水输入端的次级部分通过柱子内矿化基质进行渗透，从而生成矿化浓缩溶液；可控地将预定量的矿化浓缩溶液与蒸馏水输入端的主级部分混合；从而产生矿化水混合物；将矿化水混合物分配给最终用户消费者。
将气态形式的二氧化碳溶解在一部分蒸馏水输入端中，以形成酸性pH。可选地，该水碳化步骤通过酸化蒸馏水促进矿物质的溶解。
在待生产的矿化水是碳酸水的实施例中，可选地，引入气化步骤。最终消费者可以选择使用热水、温水，即室温水或冷水。然后可以进行加热或冷却步骤。可选地，冷却可以在气化之前或之后实施。
在一些方面，本发明涉及一种矿化蒸馏水的系统，其包括蒸馏水的输入端。输入端的蒸馏水的特征在于具有显著降低或消除的矿物质浓度。蒸馏水输入端通常是加压的。
该系统包括分流器。分流器可操作地连接到输入端，并且被配置为将蒸馏水输入端分离成主级部分和次级部分。蒸馏水输入端的主级部分由可操作地连接到分流器的第一管道输送。蒸馏水输入端的次级部分由可操作地连接到分流器的第二管道输送。
该系统还包括碳酸化器。碳酸化器被配置用于将二氧化碳溶解在蒸馏水输入端的次级部分中。
此外，该系统还包括至少一个柱子，其可操作地连接到碳酸化器。该柱子包括可填充矿化基质的内部容积。矿化基质被配置为产生矿化浓缩溶液。
白云石矿化是有利的，因为它提供了至少重要元素：钙、镁和碳酸氢盐，的矿化。白云石被认为是难溶的。在一些实施例中，存在于矿化浓缩溶液中的钙离子和镁离子的量部分取决于输入端的蒸馏水中的CO2浓度。
方解石是一种高纯度的天然碳酸钙结晶，在水处理中有多种应用。方解石被认为是难溶的，但如果将二氧化碳溶解在蒸馏水中，一部分就会变成碳酸。在一些实施例中，当输入端的蒸馏水通过方解石柱子时，产品逐渐溶解，留下一定剂量的碳酸氢钙。由于水中存在自然平衡，这会增加硬度、碱度和pH值。
在一些实施例中，该系统还包括可操作地连接到柱子的浓缩储罐。浓缩储罐被配置用于收集矿化浓缩溶液的储备。
在一些实施例中，该系统还包括连接到柱子和管道的混合模块。混合模块被配置为通过将预定量的矿化浓缩溶液添加到蒸馏水中来产生矿化水混合物。
在一些实施例中，该系统还包括连接到混合模块的分配模块。分配模块被配置为将矿化水混合物分配给最终用户消费者。
在一些实施例中，整个系统被容纳在诸如电冷却器的冷却环境中。
消费者可以选择饮用热水、温水，即处于室温的水，或冷水。在要生产的矿化水是碳酸水的情况下，可选地进行气化步骤。在一些示例中，矿化水混合物通过允许水被冷却的热电模块或任何冷却模块，或通过允许水被加热的电加热模块。可以预期，冷却和加热单元连续运行，因此冷水或热水立即可用。
定义
术语水或饮用水是指适合活生物体消耗的水。在某些实施例中，活生物体是“哺乳动物”或“哺乳类动物”，其中这些术语广泛用于描述属于哺乳动物纲的生物体，包括食肉动物、啮齿动物和灵长类动物或人类。
在某些情况下，可选地，所公开的系统使用蒸馏水。在一些实施例中，蒸馏水通过真空蒸馏产生，其可包括煮水和收集水蒸气，具有显著降低或消除的矿物质浓度。在一些版本中，蒸馏水是通过多级闪蒸产生的。在一些变化中，蒸馏水是通过反渗透过程产生的。然而，应当理解，无论为生产它而实施的蒸馏过程的性质如何，如本文所指的蒸馏水被认为是蒸馏的，只要这种蒸馏水具有显著降低或消除的矿物质含量即可。此外，蒸馏水通常显著降低或消除了非矿物质，例如金属离子、重金属、有机分子等。
在某些实施例中，所公开系统的蒸馏利用反渗透。在一些方面，反渗透实施压力膜和/或一个或多个半透膜。在某些形式的反渗透中，水通过一个或多个半透膜，以从中去除盐和/或矿物质和/或其他杂质。
本文所指的术语可补充矿化浓缩溶液应解释为包括由相同的蒸馏水输入端产生的任何矿化浓缩溶液。
本文所指的术语矿物被定义为天然存在的无机固体。矿物通常具有确定的化学成分和有序的内部结构。矿物可能是一种天然存在的均质物质，具有确定的物理性质和化学成分，如果在有利条件下形成，则具有确定的晶型。
本文所指的术语方解石应解释为包括任何含有钙的碳酸盐多晶型物的碳酸盐矿物。方解石包括碳酸钙的其他多晶型物，即称为文石和球霰石的矿物。可选地，通过诸如研磨、筛选和/或通过湿法和/或干法分级的处理来加工重质碳酸钙。本领域技术人员已知重质碳酸钙可以固有地含有限定浓度的镁，例如白云石方解石的情况。
本文所指的术语白云石应解释为包括碳酸钙镁的任何矿物，特别是化学组成为CaMg（CO3）2的矿物。白云石包括称为白云岩的沉积岩的主要成分和称为白云质大理岩的变质岩，以及含有一些白云石的石灰岩，其称为白云质石灰岩。
如本文所指，术语印刷电路板和/或首字母缩略词PCB应被解释为涵盖任何类型的电路板，而不旨在限制任何特定的板类型或生产技术，尤其包括非印刷电路板。术语印刷电路板和/或首字母缩略词PCB特别包括配置为机械支撑和/或电气连接电气元件和电子元件的任何类型的结构，例如：印刷线路板（PWB）、印刷电路组件（PCA）、印刷电路板组件（PCBA）、电路卡组件（CCA）、柔性电路板（FCB）、集成电路（IC）、单片集成电路（通常称为芯片或微芯片）、芯片组等。可选地，术语印刷电路板和/或首字母缩略词PCB包括嵌入式软件，用于控制非典型计算机的机器或设备。嵌入式软件专用于特定硬件，有时可与术语固件互换使用。嵌入式软件的一个特征是没有或者至少不是所有的功能都是通过人机界面启动和/或控制的，而是通过机器界面启动和/或控制的。
如本文所用，“可操作地连接”和“可操作地联接”是指以特定的方式连接（例如，以允许水移动和/或电力传输的方式），使所公开的系统及其各种组件能够以本文所述的方式有效运作。
每当在下文的说明书中，特别是在所附的权利要求书中，无论是原态还是任何时态的动词、动名词或现在分词或过去分词被使用时，这些术语以及优选地其他术语将被解释作为实际的或建设性的，尤其是指仅可选地或潜在地执行和/或仅在未来的任何时间执行。本质上和实质上的术语或类似的相对术语应根据其通常的字典含义解释，即大部分但不完全。
如本文所用，术语“或”是包含性“或”运算符，等同于术语“和/或”，除非上下文另有明确规定；而此处使用的术语“和”也是等同于术语“和/或”的替代运算符，除非上下文另有明确规定。
然而，应当理解，无论是上文的简要概述还是具体定义都不是将本发明的解释限制为特定形式和示例，而是相反涵盖落入本发明范围的所有修改、等同和替代方案。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将更全面地理解和领会本发明，其中：
图1是蒸馏水矿化的系统的示意框图，不属于本发明的范围；
图2是矿化蒸馏水的方法的流程图，不属于本发明的范围；
图3是本发明的矿化蒸馏水的系统的一个实施例框图；
图4是本发明的矿化蒸馏水的方法的一个实施例流程图。
虽然本发明易于进行各种修改和替代形式，但其具体实施例仅通过示例的方式在附图中示出。附图不一定是完整的，组件也不一定是按比例绘制的；而是重点放在清楚地说明本发明的基本原理上。
具体实施方式
下面描述本发明的说明性实施例。为了清楚起见，并非实际实施方案的所有特征都在本说明书中进行了描述。应当理解，在某些实施例的上下文中描述的各种特征或元素可以与说明书中描述的任何其他实施例的特征或元素互换。此外，应当理解，对于任何实际实施例的开发，必须做出许多特定于实现的决策以实现开发人员的特定目标，例如遵守技术或业务相关的约束，这可能因实现方案而异，并且这种开发的努力可能是复杂且和耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说仍然是例行的工作。
现在参考图1，其显示了用于矿化蒸馏水的系统10。系统10包括蒸馏水的输入端12。如上文定义，输入端12的蒸馏水的特征在于具有显著降低或消除的矿物浓度。然而，应当理解，如上文所定义的蒸馏水被认为是蒸馏的，而不管生产它所实施的蒸馏过程的性质如何。
系统10的蒸馏水输入端12通过真空蒸馏、水沸腾和收集水蒸气或通过多级闪蒸产生，而在其他示例中，蒸馏水通过反渗透过程产生。在其他实施例中，系统10的蒸馏水输入端12通过反渗透、实施压力和/或半透膜，以从中去除盐和/或矿物质和/或其他杂质。系统10的蒸馏水输入端12通常是加压的。
系统10还包括分流器14。系统10的分流器14可操作地连接到输入端12。分流器14被配置为将蒸馏水输入端12分流成主级部分18和次级部分16。蒸馏水输入端12的主级部分18由可操作地连接到分流器14的第一管道19输送。蒸馏水输入端12的次级部分16由可操作地连接到分流器14的第二管道17输送。在一些示例中，分流器14包括配置用于蒸馏水进入的入口阀，以及两个允许将水输送到第一管道19和第二管道17的出口阀。在一些示例中，分流器14连接到控制蒸馏水输入端12压力的压力调节阀。在一些示例中，分流器14连接到控制蒸馏水输入端12的流量的流量调节阀或挡板。
系统10还包括至少一个柱子20。柱子20可操作地连接到第二管道17。柱子20包括可填充矿化基质22的内部容积。在一些示例中，柱子20可以是矿物和/或离子交换树脂的柱子。术语“柱子”应解释为包含固体盐和/或矿物质的基质或筒子，当蒸馏水通过柱子时，固体盐和/或矿物质会溶解或部分溶解。通常，该柱子包括在水中具有低溶解度的矿物组合物。这些可溶性矿物质一般是钙和镁。示例性地，该柱子包含白云石，白云石是钙和镁的混合碳酸盐，或主级包含碳酸钙的方解石。在一些示例中，柱子20连接到电导率或EC计（未示出）和/或pH计、和/或pH传感器、和/或盐度传感器、和/或总溶解固体（TDS）传感器，配置成监测和向系统10的控制器（未示出）传送从柱子20收集的第一矿化浓缩溶液的酸度和/或电导率。
蒸馏水输入端12要经过添加矿物质的处理。特别地，诸如钙和镁的元素，通常以诸如Ca2+和Mg2+的阳离子形式，以及任选的碳酸盐，特别是碳酸氢根阴离子HCO3的形式，通常是理想的，因为这些离子部分用于赋予令人愉悦的水味。例如，白云石是一种通过在石灰石中同时存在钙和镁而形成的天然矿物，可选地，用于蒸馏水的矿化。
矿化基质22被配置为被蒸馏水输入端12的次级部分16渗透，以便产生矿化浓缩溶液（未示出）。矿化浓缩溶液被配置为以预定量添加到蒸馏水中，以获得具有最终消费者所需的矿物质含量分布的水。
系统10还包括混合模块24。系统10的混合模块24连接到柱子20和第一管道17。混合模块24被配置为将预定量的矿化浓缩溶液与第一管道19中的蒸馏水输入端12的主级部分16相混合。混合模块24配置成通过将矿化浓缩溶液与蒸馏水输入端12的主级部分16混合来产生矿化水混合物。与蒸馏水混合的矿化浓缩溶液的量以这种方式确定，以便赋予矿化水混合物所需的品质，可针对每次倾倒单独配置。
例如，可选地，混合模块24是注射器，优选地使用蠕动泵。在一些示例中，混合模块24在其中循环的水中引起湍流，以便优化第一管道19中的蒸馏水输入端12的主级部分16与预定量的矿化浓缩溶液之间的混合。混合模块24能够获得矿化浓缩溶液的均匀混合和配量。系统10还包括剂量计（未示出），例如蠕动泵，其被配置为测量和预定义每个消费者所需的矿化浓缩溶液的量。在一些实施例中，系统10还包括混合模块24下游的电导率或EC计（未示出）、和/或pH计、和/或pH传感器、和/或盐度传感器、和/或总溶解固体（TDS）传感器，被配置为监测并向系统10的控制器（未示出）传送矿化水混合物的酸度和/或电导率。
系统10还包括分配模块26。系统10的分配模块26连接到混合模块24。系统10的分配模块26被配置为用于将矿化水混合物分配给最终用户消费者。在一些示例中，分配模块26包括龙头（未示出）。龙头的开口垂直向下布置，使倒出的水在重力作用下落在龙头下方（未示出）。例如，在打开龙头时，剂量计将预定量的矿化浓缩溶液加入混合模块24，然后将预定量的矿化浓缩溶液与第一管道19中的蒸馏水输入端12混合，从而形成所需的矿化水混合物并分配到龙头。
消费者可以选择饮用热水、温水，即处于室温的水，或冷水。在要生产的矿化水是碳酸水的情况下，包括气化步骤。在一些示例中，矿化水混合物通过允许水被冷却的热电模块，或通过允许水被加热的电加热模块。可以预期，冷却和加热单元连续运行，因此冷水或热水立即可用。
系统10还可以包括控制模块或控制器（未示出）。控制模块或控制器通常包括电源、PCB和电子元件。控制模块或控制器被配置为用于控制系统10的电气元件和/或电子元件的操作。一些控制模块或控制器包括微处理器和可操作存储器（RAM），并且可以进一步包括与计算机网络的连接，例如启用物联网。
现在参考图2，其示出了矿化蒸馏水的方法30的流程图。方法30包括提供蒸馏水输入端的步骤32。特别地，如上所述，蒸馏水输入端12的特征在于具有显著降低或消除的矿物质浓度。然而，应当理解，如上文所定义的蒸馏水被认为是蒸馏的，而不管生产它所实施的蒸馏过程的性质如何。
蒸馏水可以通过真空蒸馏、水沸腾和收集水蒸气或通过多级闪蒸产生，而在其他示例中，蒸馏水通过反渗透过程产生。在其他实施例中，蒸馏水通过反渗透、实施压力和/或半透膜，以从中去除盐和/或矿物质和/或其他杂质。如上所述，蒸馏水通常是加压的。
方法30包括将蒸馏水输入端分成主级部分和次级部分的步骤34。特别地，如图1所示，蒸馏水输入端12的主级部分18由第一管道17输送，蒸馏水输入端12的次级部分18由第二管道19输送。在本发明的实施例中，在步骤34和步骤36之间，二氧化碳以气态形式溶解在蒸馏水输入端12中，以用于pH控制，并且可选地，诱导次级部分18的酸化由第二管道19输送。步骤34和36之间的碳化促进了矿物质的溶解，和/或使次级部分18的蒸馏水酸化通过第二管道19输送。
方法30包括步骤36：提供至少一个包括内部容积的柱子。如图1所示，柱子20被配置为也能容纳矿物质和/或离子交换树脂。方法30通常还包括步骤38：用矿化基质填充柱子的内部容积。
方法30包括方法30的步骤40，步骤40包括使蒸馏水通过至少一个柱子的矿化基质。在一些实施例中，步骤40包括穿过柱子中的矿化基质，渗透蒸馏水输入端的次级部分，从而产生矿化浓缩溶液。蒸馏水通过至少一根柱子的矿化基质，有利于柱子中矿物质的溶解，形成矿化浓缩溶液，从而不断补充矿化浓缩溶液的存量。
方法30包括步骤42：可控地将预定量的矿化浓缩溶液与蒸馏水输入端的主级部分混合，从而产生矿化水混合物。如图1所示，通过混合模块24获得均匀的矿化水混合物。在一些实施例中，方法30包括步骤44：将矿化水混合物分配给消费者，使矿化水混合物可通过分配模块获得。
可选地，在步骤44之后实施几个后处理步骤。在待生产的矿化水是碳酸水的情况下，在步骤42之后，可选地，实施气化步骤。最终消费者可以选择热水、温水或冷水。可以相应地进行加热或冷却步骤。可选地，在气化之前或之后实施冷却。
根据本发明的一些优选实施例，现在参考图3，其显示了用于矿化蒸馏水的系统50。系统50是本发明的更精细的，并且在某些情况下是优选的实施例。图3的实施例的用于矿化蒸馏水的系统50示出了可以与说明书中描述的任何其他实施例的元件互换的各种特征。
系统50包括蒸馏水输入端52，其如上文所定义，其特征在于具有显著降低或消除的矿物质浓度。系统50的蒸馏水输入端52通常是被加压的。
在一些实施例中，系统50的输入端52包括蒸馏水储罐（未示出），其配置用于储存蒸馏水。在这样的实施例中，在系统50的输入端52包括蒸馏水储罐（未示出）的情况下，蒸馏水储罐（未示出）还可选地包括液位计，其被配置成提供关于存储在蒸馏水储罐（未示出）中的蒸馏水的液位的信息。在一些实施例中，系统50的输入端52包括温度传感器和变送器（未示出），其被配置为向系统50的控制器（未示出）传送蒸馏水输入端52的温度测量值。
在一些实施例中，系统50还包括分流器54。系统50的分流器54可操作地连接到输入端52。分流器54被配置用于将蒸馏水输入端52分流成主级部分和次级部分。蒸馏水输入端52的主级部分由可操作地连接到分流器54的第一管道58输送，而蒸馏水输入端52的次级部分由可操作地连接到分流器54的第二管道56输送。在一些实施例中，系统50的第一管道58还包括可控泵和/或可控挡板，其被配置用于控制蒸馏水输入端52的部分通过第一管道58的流动。
在一些示例中，分流器54包括配置用于蒸馏水进入的入口阀，及两个出口阀，其允许水被分流到由第一管道58输送的主级部分和由第二管道56输送的次级部分。在一些示例中，分流器54连接到控制蒸馏水输入端52压力的压力调节阀。在一些示例中，分流器54连接到控制蒸馏水输入端52流量的流量调节器。在一些示例中，入口阀和/或两个出口阀中的任何一个是止回阀，将流过其中的流量限制在一个方向上。
在一些实施例中，系统50还包括碳酸化器62。碳酸化器62可操作地连接到第二管道56，并接收蒸馏水输入端52的次级部分。碳酸化器62被配置用于将二氧化碳溶解在蒸馏水输入端的次级部分中52。系统50的碳酸化器62连接到二氧化碳供应端60。在一些示例中，阀（未示出）控制来自二氧化碳供应端60的二氧化碳的流量，并且控制器（未示出）控制碳酸化器62将二氧化碳输送到蒸馏水输入端52中。在一些示例中，阀或其他组件（未示出）控制来自二氧化碳供应端60的二氧化碳的压力，并且控制器（未示出）控制二氧化碳通过碳酸化器62进入蒸馏水输入端52。
系统50还包括至少一个第一柱子62A。柱子62A可操作地连接到碳酸化器62。在一些实施例中，系统50还包括可控泵（未示出）和/或可控挡板或阀（未示出），其设置在至少一个第一柱子62A和碳酸化器62之间，配置用于控制通过至少一个第一柱子62A的流量。柱子62A包括可用第一矿化基质64A填充的内部容积。第一矿化基质64A被配置为被蒸馏水输入端52的次级部分的水渗透，以产生第一矿化浓缩溶液66A。
系统50还包括至少一个第二柱子62B。柱子62B可操作地连接到碳酸化器62。在一些实施例中，系统50还包括可控泵（未示出）和/或可控挡板或阀（未示出），其设置在至少一个第二柱子62B和碳酸化器62之间，配置用于控制通过至少一个第二柱子62B的流量。柱子62B包括可用第二矿化基质64B填充的内部容积。第二矿化基质64B被配置为被蒸馏水输入端52的次级部分56的水渗透，以产生第一矿化浓缩溶液66B。
在一些示例中，柱子62A和/或柱子62B填充有不同类型的矿物质和/或离子交换树脂，以便形成两种不同的矿化浓缩溶液。白云石的一个例子是通过促进钙和镁等重要元素的矿化，其被认为是权宜之计。在一些示例中，存在于第一矿化浓缩溶液66A中的钙离子和镁离子的量部分地取决于蒸馏水输入端52中的CO2浓度。
在其他示例中，作为高纯度天然碳酸钙结晶的方解石被认为是水矿化的权宜之计。将二氧化碳溶解在蒸馏水中后，其中一部分形成碳酸。在一些实施例中，当蒸馏水输入端52通过填充有方解石的柱子62B时，碳酸溶解基质，形成含有碳酸氢钙的矿物浓缩物。由于柱子中的自然平衡，这增加了硬度和碱度pH，却没有过度浓缩的风险。
系统50还包括第一浓缩储罐66A。第一浓缩储罐66A可操作地连接到第一柱子62A。第一浓缩储罐66A被配置用于收集第一矿化浓缩溶液66A的储备。可选地，第一浓缩储罐66A包括入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）。在一些示例中，入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）在超过预定压力阈值时自主运行；而在其他示例中，入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）由电控制器控制，配置为根据需要打开和/或关闭泄压阀（未示出）。
在一些实施例中，第一浓缩储罐66A通常包括电导率或EC计（未示出）、和/或pH计、和/或pH传感器、和/或盐度传感器，和/或总溶解固体（TDS）传感器，其用于评估水中的矿物质浓度水平，配置成监测并向系统50的控制器（未示出）传送收集在第一浓缩储罐66A中的第一矿化浓缩溶液酸度或电导率。在一些实施例中，可选地，第一浓缩储罐66A包括液位计，其配置成提供关于浓缩储罐66A中的第一矿化浓缩溶液66A的液位信息。在一些实施例中，浓缩储罐66A包括温度传感器和变送器（未示出），其配置为将浓缩储罐66A中的第一矿化浓缩溶液66A的温度测量值传送至系统50的控制器（未示出）。
系统50还包括第一浓缩储罐66B。第一浓缩储罐66B可操作地连接到第一柱子62B。第一浓缩储罐66B被配置用于收集第一矿化浓缩溶液66B的储备。可选地，第一个浓缩储罐66B仅包括入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）。在一些示例中，入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）在超过预定压力阈值时自主运行；而在其他示例中，入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）由电控制器控制，配置为根据需要打开和/或关闭泄压阀（未示出）。
在一些实施例中，第一浓缩储罐68B通常包括电导率或EC计（未示出）和/或pH计，其被配置成监测酸度或电导率，并将其传送至系统50的控制器（未示出）收集在第一浓缩储罐68B中的第一矿化浓缩溶液66B的储备。在一些实施例中，可选地，第一浓缩储罐66B包括液位计，其配置成提供关于浓缩储罐68B中的第一矿化浓缩溶液66B的液位信息。在一些实施例中，浓缩储罐66B包括温度传感器和变送器（未示出），其配置为将浓缩储罐68B中的第一矿化浓缩溶液66B的温度测量值传送至系统50的控制器（未示出）。
系统50还包括第一混合模块70A和第二混合模块70B。系统50的混合模块70A和70B分别连接到第一浓缩储罐66A和第二浓缩储罐66B。混合模块70A和70B被配置为用于将预定量或定量的矿化浓缩溶液与主级管道58中的蒸馏水输入端52的主级部分混合。混合模块70A和70B中的至少一个或与混合模块70A和70B共享的另一部件被进一步配置为用于将预定量或定量的矿化浓缩溶液与主级管道58中的蒸馏水输入端52的主级部分混合，以产生矿化溶液的均匀混合物。
例如，可选地，混合模块70A和70B包括湍流诱导部分，以优化主级管道58中的蒸馏水输入端52的主级部分与预定量的矿化浓缩溶液之间的混合。混合模块70A和70B促进均匀混合物的获得以及矿化浓缩溶液的配料。系统50的混合模块70A和70B还包括剂量计（未知），其被配置为根据消费者的需要测量和/或注入预定量的矿化浓缩溶液。
在一些优选实施例中，系统50还包括蒸馏水储罐（未示出），其设置在蒸馏水输入端52和混合模块70A和70B之间。在这样的实施例中，在蒸馏水输入端52与混合模块70A和70B之间实施蒸馏水储罐（未示出）的情况下，优选地，蒸馏水储罐（未示出）还包括一个冷却装置，其被配置用于冷却蒸馏水储罐（未示出）的内容物，优选地，冷却至约+4摄氏度的温度。在这样的实施例中，优选地，在蒸馏水输入端52和混合模块70A和70B之间的蒸馏水储罐（未示出）还包括紫外线（UV）灯，其被配置为用于对蒸馏水储罐的内部和/或内容物进行消毒（未示出）。
在这样的实施例中，在蒸馏水输入端52与混合模块70A和70B之间实施蒸馏水储罐（未示出）的情况下，可选地，蒸馏水储罐（未示出）进一步包括液位计，其被配置为提供有关蒸馏水储罐（未示出）中储存的蒸馏水水位的信息。在这样的实施例中，在蒸馏水输入端52与混合模块70A和70B之间实施蒸馏水储罐（未示出）的情况下，可选地，蒸馏水储罐（未示出）还包括温度传感器和变送器（未示出），其被配置为将蒸馏水储罐（未示出）中的水的温度测量值传送至系统50的控制器（未示出）。
在一些优选实施例中，系统50还包括盐浓缩储罐（未示出）。在这样的实施例中，在实施盐浓缩储罐（未示出）的情况下，盐浓缩储罐（未示出）包括入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）。在一些示例中，盐浓缩物是饱和NaCl溶液。添加微量的NaCl或其他盐浓缩溶液可改变水的味道，从而赋予分配的水所需的风味品质。通常，在第一浓缩储罐和第二浓缩储罐66A和66B的意义上，盐浓缩储罐（未示出）不可从柱子上补充，而是从一个专门的外部入口处，用可补充或直接用液体盐浓缩溶液填充。
在一些示例中，入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）在超过预定压力阈值时自主运行；而在其他示例中，入口泄压阀和/或出口泄压阀（未示出）由电控制器控制，电控制器被配置为根据需要打开和/或关闭泄压阀（未示出）。在这样的实施例中，在实施盐浓缩储罐（未示出）的情况下，盐浓缩储罐（未示出）通常包括电导率或EC计（未示出）和/或pH计，其被配置成监测并向系统50的控制器（未示出）传达盐浓缩储罐（未示出）中的盐度或导电性。
在一些实施例中，可选地，盐浓缩储罐（未示出）包括液位计，其被配置为提供关于盐浓缩储罐（未示出）中的盐的液位信息，并且优选地，被配置为向系统50的控制器（未示出）传达盐浓缩储罐（未示出）中盐浓缩物的液位测量值。
在这样的实施例中，在实施盐浓缩储罐（未示出）的情况下，系统50通常还包括额外的混合模块（未示出），其被配置为用于将预定量的或定量的盐浓缩溶液，与主级管道58中的蒸馏水输入端52的主级部分混合。附加混合模块（未示出）通常被配置为用于将预定量或定量的盐浓缩溶液，与主级管道58中的蒸馏水输入端52的主级部分混合，以便产生矿化溶液的均匀混合物。
在一些实施例中，系统50还包括机械过滤器，通常是微滤器或超滤器，和/或通气和/或脱气和CO2去除模块71。在一些实施例中，模块71被配置为用于机械过滤，用于从第一浓缩储罐和第二浓缩储罐66A和66B从矿化水的均匀混合物中去除微电子颗粒和/或微生物，这些微电子颗粒和微生物可能分别沉淀到第一浓缩储罐和第二浓缩储罐66A和66B。或者，在一些实施例中，模块71被配置为用于脱气，特别是分别用于从第一浓缩储罐和第二浓缩储罐66A和66B中的第一浓缩物和第二浓缩物中去除CO2，例如通过在下游循环矿化水的均匀混合物至混合模块70A和70B。或者，在一些实施例中，模块71被配置为通过向矿化水的均匀混合物中喷入环境空气，最好是预过滤的空气，使矿化水的均匀混合物充气。在一些实施例中，系统50还包括位于模块71下游的电导率或EC计（未示出）、和/或pH计、和/或pH传感器、和/或盐度传感器，和/或总溶解固体（TDS）传感器，其被配置成监测并向系统50的控制器（未示出）传送矿化水混合物的酸度和/或电导率。在一些实施例中，系统50还包括排水出口（未示出），其位于模块71的下游并且通常位于上述电导率或EC计（未示出）、和/或pH计、和/或pH传感器、和/或盐度传感器，和/或总溶解固体（TDS）传感器的下游。排水出口（未示出）被配置为从主级管道58和/或浓缩储罐66A中的第一矿化浓缩溶液和/或浓缩储罐66B中的第二矿化浓缩溶液中排出蒸馏水输入端52的蒸馏水。
在一些实施例中，系统50还包括分配模块72。优选地，系统50包括分配模块72上游的过滤器、和/或通气和/或脱气和CO2去除模块71。系统50的分配模块72被配置为用于将矿化水混合物分配给最终用户消费者。在一些示例中，分配模块72包括龙头（未示出）。龙头的开口垂直向下布置，使倒出的水在重力作用下落在龙头下方（未示出）。在一些示例中，分配模块72包括加热器。在一些示例中，分配模块72包括加热器，其直接从蒸馏水输入端52馈入，因此分配的加热水是来自输入端52的蒸馏水而不是矿化水的均匀混合物，产生混合模块70A和70B。
根据本发明的一些实施例，现在参考图4，其示出了矿化蒸馏水的方法80的流程图。在一些实施例中，方法80包括步骤82：提供蒸馏水输入端。特别地，如上所述，蒸馏水输入端12的特征在于具有显著降低或消除的矿物质浓度。然而，应当理解，如上文所定义的蒸馏水被认为是蒸馏的，而不管生产它所实施的蒸馏过程的性质如何。
在一些实施例中，方法80还包括步骤84：将蒸馏水输入端分成主级部分和次级部分。在一些实施例中，方法80进一步包括步骤86：将二氧化碳溶解在蒸馏水输入端的第一次级部分中。在一些示例中，可以将气态形式的二氧化碳注入蒸馏水输入端的次级部分中，用于pH调节。步骤86对于促进矿物质的溶解或显着酸化蒸馏水可能是必需的。
在一些实施例中，方法80包括步骤88：提供包括内部容积的第一柱子和第二柱子。在一些实施例中，方法80还包括步骤90：分别用第一矿化基质和第二矿化基质分别填充第一柱子和第二柱子的内部容积。在一些实施例中，方法80包括步骤92，即将输入的蒸馏水的第二部分分别渗透到第一柱子和第二柱子的第一矿化基质和第二矿化基质中，从而产生第一矿化浓缩溶液和第二矿化浓缩溶液。
在一些实施例中，方法80包括步骤94：收集第一矿化浓缩溶液和第二矿化浓缩溶液的原料。在一些实施例中，方法80包括步骤96：将预定量的第一矿化浓缩溶液和第二矿化浓缩溶液与蒸馏水输入端的主级部分可控地组合，从而产生均匀的矿化水混合物。如图3中所述，矿化水混合物通过混合模块70A和70B获得。
在一些实施例中，可选地，方法80包括步骤98：将第一矿化浓缩物和第二矿化浓缩物与蒸馏水，或简单地定制矿化水的均匀混合物分配给消费者。因此，可根据需要通过分配模块向消费者提供可定制的矿化水混合物。
在一些实施例中，方法80包括在步骤98中，将可定制矿化水分配给消费者之前，机械过滤和/或通气和/或脱气可定制矿化水。在一些实施例中，在将定制矿化水分配给消费者的步骤98之前，脱气步骤定制矿化水，特别包括去除CO2。
在一些示例中，将定制矿化水分配给消费者的步骤98包括加热。在一些示例中，加热被应用到直接从蒸馏水输入端供给的水，因此在步骤98期间分配的热水是来自输入端52的蒸馏水而不是矿化水的均匀混合物，产生混合模块70A和70B。
在一些实施例中，除了方法80之外，有至少一个步骤或一组步骤（未示出），包括至少一个维护操作方式，配置用于蒸馏水矿化系统的灭菌、消毒、杀菌和/或巴氏杀菌维护。维护操作方式配置用于灭菌、消毒、卫生处理和/或巴氏杀菌的配置可通过几种不同的方式实现。例如对混合模块70A和70B下游的残留水进行定期排放，例如每天排放，以达到清除可能发展到混合模块70A和70B下游的任何微动物、生物膜和/或微生物的效果，构成了可实现配置为灭菌、消毒、杀菌和/或巴氏灭菌的维护操作方式的一个例子。周期性地，例如以半天为基础，实现低渗冲击，例如通过用来自输入端52的蒸馏水将残余水冲洗到混合模块70A和70B下游，和/或高渗冲击，例如通过冲洗残余物下游的水与第一矿化浓缩溶液混合模块和/或第二矿化浓缩溶液混合模块70A和70B，和/或低渗冲击和高渗冲击之间的切换，如上文所述，构成了另一个例子，通过它可以实现为灭菌、消毒、杀菌和/或巴氏灭菌而配置的维护操作方式。
在一些实施例中，除了方法80之外，还有至少一个步骤或一组步骤(未示出)，包括维护操作方式，该维护操作方式被配置为保证来自输入端52的蒸馏水的质量，以及被配置为保证第一矿化浓缩溶液和/或第二矿化浓缩溶液的质量，并指示在任一矿化柱中可能删除的一种矿化基质/多种矿化基质。定期地，例如在半天的基础上，用来自输入端52的蒸馏水冲洗下游混合模块70A和70B的残留水，同时测量下游混合模块70A和70B的电导率（EC）、和/或pH值、和/或盐度和/或总溶解固体（TDS），这构成了一个例子，通过这种方法，可以实现为保证来自输入端52的蒸馏水的质量而配置的维护操作方式。定期地，例如在半天的基础上，用第一矿化浓缩溶液和/或第二矿化浓缩溶液冲洗下游混合模块70A和70B的残留水，同时测量下游混合模块70A和70B的电导率（EC）和/或pH值和/或盐度和/或总溶解固体（TDS），构成了另一个例子，通过该方法，配置用于保证第一矿化浓缩溶液和/或第二矿化浓缩溶液的质量的维护操作方式是可以实现的。在检测到电导率（EC）、和/或pH值较低/较高、和/或盐度较低、和/或总溶解固体（TDS）低于预定值时，在混合模块70A和70B的下游，同时用第一矿化浓缩溶液和/或第二矿化浓缩溶液冲刷混合模块70A和70B的下游的残留水。可推断出矿化柱中表现出过高值的一种矿化基质/多种矿化基质可能被删除的迹象，通常会向用户传达相应的信息或信号，说明特定矿化柱中的矿化基质正在减少，也许有必要重新填充特定矿化柱中的矿化基质，以确保系统进一步正常运行。
本领域的技术人员将理解，本发明不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (11)

1.一种矿化蒸馏水的系统，包括：
（a）用于蒸馏水输入端的入口，其中所述水输入端的矿物质含量大大降低；
（b）可操作地连接到所述入口的分流器，被配置为用于将所述输入端分离成主级部分和次级部分；
（c）至少一个主级管道，其可操作地连接到所述分流器，配置用于输送所述蒸馏水输入端的所述主级部分；
（d）至少一个次级管道，配置用于输送所述蒸馏水输入端的所述次级部分；
（e）包括二氧化碳供应模块的碳酸化器，所述碳酸化器可操作地连接到所述至少一个次级管道，配置用于将二氧化碳溶解在所述蒸馏水输入端的所述次级部分中；
（f）至少一个第一柱子，包括内部容积，可操作地连接到所述碳酸化器；
（g）至少一个第二柱子，包括内部容积，可操作地连接到所述碳酸化器；
（h）填充所述至少一个第一柱子的所述内部容积的第一矿化基质，所述矿化基质被配置为被所述蒸馏水输入端的所述次级部分的水渗透，从而产生第一矿化浓缩溶液；
（i）填充所述至少一个第二柱子的所述内部容积的第二矿化基质，所述矿化基质被配置为被所述蒸馏水输入端的所述次级部分的水渗透，从而产生第二矿化浓缩溶液；
（j）第一浓缩储罐，其可操作地连接到所述至少一个第一柱子，配置用于收集所述第一矿化浓缩溶液的储备；
（k）第二浓缩储罐，其可操作地连接到所述至少一个第二柱子，配置用于收集所述第二矿化浓缩溶液的储备；
（l）第一混合模块，其可操作地连接到所述第一浓缩储罐，所述第一混合模块被配置为将预定量的所述第一矿化浓缩溶液与所述第一管道中的所述蒸馏水输入端的所述主级部分混合；
（m）第二混合模块，其可操作地连接到所述第二浓缩储罐，所述第二混合模块被配置为将预定量的所述第二矿化浓缩溶液与所述第一管道中的所述蒸馏水输入端的所述主级部分混合；
（n）分配模块，其可操作地连接到所述第一混合模块和所述第二混合模块，配置用于将矿化水混合物分配给消费者。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述蒸馏水输入端被加压。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述分流器连接到流量调节器，所述流量调节器配置成控制所述蒸馏水输入端的压力。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个柱子可填充有至少一种以下物质：矿物质和离子交换树脂。
5.根据权利要求1所述的系统，其中至少一个所述柱子包含至少一种以下矿物：白云石和方解石。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述浓缩储罐中的至少一个还包括泵，所述泵被配置成用于包含在其中的浓缩物的闭环循环。
7.一种矿化蒸馏水的方法，包括以下步骤：
（a）提供矿物质含量大大降低的蒸馏水输入端；
（b）将所述输入端的蒸馏水分成：主级部分、次级部分，配置用于产生矿化浓缩溶液；
（c）将二氧化碳溶解在所述蒸馏水输入端的所述次级部分中；
（d）提供至少一个包括内部容积的第一柱子；
（e）提供至少一个包含内部容积的第二柱子；
（f）用第一矿化基质填充所述第一柱子的所述内部容积；
（g）用第二矿化基质填充所述第二柱子的所述内部容积；
（h）通过所述第一柱子中的所述第一矿化基质，渗透所述蒸馏水输入端的所述第二部分，从而产生第一矿化浓缩溶液；
（i）通过所述第二柱子中的所述第二矿化基质，渗透所述蒸馏水输入端的所述第二部分，从而产生第二矿化浓缩溶液；
（j）收集所述第一矿化浓缩溶液的储备；
（k）收集所述第二矿化浓缩溶液的储备；
（l）可控地将预定量的所述第一矿化浓缩溶液与所述蒸馏水输入端的所述主级部分混合；
（m）可控地将预定量的所述第二矿化浓缩溶液与所述蒸馏水输入端的所述主级部分混合；
（n）向消费者分配矿化水混合物。
8.根据权利要求7所述的方法，包括对所述蒸馏水输入端进行加压。
9.根据权利要求7所述的方法，包括控制所述蒸馏水输入端的压力的步骤。
10.根据权利要求7所述的方法，包括用至少一种选自白云石和方解石的矿物填充所述柱子中的至少一个。
11.根据权利要求7所述的方法，所述分配进一步包括以下至少一种：冷却所述矿化水混合物、加热所述矿化水混合物和碳酸化所述矿化水混合物。
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