JP5799101B2 - 脱塩水および淡水の再ミネラル化のための微粒子化CaCO3スラリー注入システム - Google Patents
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Description
LSI=pH−pHs
式中、pHは、水性液体の実際のpH値であり、pHsは、CaCO3飽和の水性液体のpH値である。pHsは、以下のように概算できる:
pHs=(9.3+A+B)−(C+D)
式中、Aは水性液体中に存在する総溶解固形分(TDS)の数値指標であり、Bは水性液体の温度の数値指標(K)であり、Cは水性液体のカルシウム濃度の数値指標(CaCO3のmg/l)およびDは水性液体中のアルカリ度の数値指標(CaCO3のmg/l)である。パラメータAからDは、以下の等式を使用して決定される:
A=(log10(TDS)−1)/10
B=−13.12×log10(T+273)+34.55
C=log10[Ca2+]−0.4
D=log10(TAC)
式中、TDSは総溶解固形分(mg/l)であり、Tは温度(℃)であり、[Ca2+]は水性液体のカルシウム濃度(CaCO3のmg/l)およびTACは水性液体のアルカリ度(CaCO3のmg/l)である。
スラリA
スラリの総重量に基づいた0.5および5重量%の炭酸カルシウム濃度を有する2つのスラリを、3.5μmの粒径および炭酸カルシウムの総重量に基づいた0.2重量%のHCl不溶分含有量を有する大理石の微粒子化炭酸カルシウムから調製した。
スラリB
スラリの総重量に基づいた0.5、1および10重量%の炭酸カルシウム濃度を有する3つのスラリを、2.8μmの粒径および炭酸カルシウムの総重量に基づいた1.5重量%のHCl不溶分含有量を有する大理石の微粒子化炭酸カルシウムから調製した。
スラリC
スラリの総重量に基づいた5重量%の炭酸カルシウム濃度を有するスラリを、3μmの粒径および炭酸カルシウムの総重量に基づいた0.1重量%のHCl不溶分含有量を有する石灰石の微粒子化炭酸カルシウムから調製した。
各種粒径
スラリの総重量に基づいた5重量%の炭酸カルシウム濃度を有する3つのスラリを、3.5、9および20μmの粒径ならびに炭酸カルシウムの総重量に基づいた0.2重量%のHCl不溶分含有量を有する大理石の微粒子化炭酸カルシウムから調製した。
以下のパイロット規模実施例は、炭酸カルシウムの水性スラリを使用する各種の再ミネラル化実験を示す。このパイロット試験用のすべてのスラリを調製するために使用する微粒子化炭酸カルシウムは、3μmの粒径および炭酸カルシウムの総重量に基づいた0.1重量%のHCl不溶分含有量を有する石灰石である。この石灰石は、実施例3で示したスラリCを調製するために使用した炭酸カルシウムに相当する。微粒子化炭酸カルシウムの水性スラリの固形分含有量は、微粒子化炭酸カルシウムの重量に基づいて0.4−20重量%の間であった。微粒子化炭酸カルシウムスラリを調製するために使用した水性媒体は、逆浸透によって得た水であった。以下では、「逆浸透によって得た水」および「逆浸透またはRO水」という用語は、同意語として使用する。
微粒子化CaCO3スラリを使用する再ミネラル化試験は、CO2分注の作用におけるCaCO3の溶解を調べるために、最初にバッチモードで行った。この試験は、逆浸透によって得られ、バッファタンクに含有されている水400Lを、閉ループ内のミキサを通じてポンプで給送することによって行った。このバッチ試験では、ポンプおよびフラッシュミックスミキサの前に、4.5バールのCO2圧にて定義された期間にわたって、CO2分注を行った。
すべての試験は、上記のパイロット規模試験と同じプロトコルを使用して行った;しかし処理RO水に添加したカルシウム濃度は、100mg/Lの代わりに50mg/Lであった。
バッチ試験に関して上に記載したのと同じ構成を使用して、2回の再ミネラル化実験を連続モードで行った。
Claims (21)
- 水の再ミネラル化方法であって:
a)供給水を提供する工程、ならびに
b)ガス状二酸化炭素およびスラリを前記供給水に注入する工程であって、前記スラリが0.1から100μmの粒径および微粒子化炭酸カルシウムの総重量に基づいて、0.05から1.5重量%のHCl不溶分含有量を有する微粒子化炭酸カルシウムを含み、二酸化炭素が第1の工程で注入され、および続いてスラリが第2の工程で注入される工程
を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、スラリ中の炭酸カルシウムの濃度が、スラリの総重量に基づいて0.05から40重量%である、方法。
- 請求項1または2に記載の方法であって、炭酸カルシウムが0.5から50μmの粒径を有する、方法。
- 請求項1から3のいずれかに記載の方法であって、炭酸カルシウムが粉砕炭酸カルシウム、修飾炭酸カルシウムもしくは沈降炭酸カルシウムまたはこれらの混合物である方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載の方法であって、スラリがマグネシウム、カリウムまたはナトリウムを含有する無機物をさらに含む、方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載の方法であって、スラリが水および炭酸カルシウムを混合することによって新たに調製される、方法。
- 請求項5に記載の方法であって、スラリの調製とスラリの注入との間の期間が48時間未満である、方法。
- 請求項1から7のいずれかに記載の方法であって、得られた再ミネラル化水が15から200mg/lの炭酸カルシウムとしてのカルシウム濃度を有する、方法。
- 請求項5から8のいずれかに記載の方法であって、得られた再ミネラル化水が5から25mg/lのマグネシウム濃度を有する、方法。
- 請求項1から9のいずれかに記載の方法であって、再ミネラル化水が5.0NTUより低い濁度値を有する、方法。
- 請求項1から10のいずれかに記載の方法であって、再ミネラル化水が−1から2のランゲリア飽和指数を有する、方法。
- 請求項1から11のいずれかに記載の方法であって、再ミネラル化水が5以下のシルト密度指数SDI15を有する、方法。
- 請求項1から12のいずれかに記載の方法であって、再ミネラル化水が4以下の膜ファウリング指数MFI0.45を有する、方法。
- 請求項1から13のいずれかに記載の方法であって、供給水が脱塩された海水、汽水もしくは塩水、処理済み廃水または地下水、地表水もしくは降雨などの天然水である、方法。
- 請求項1から14のいずれかに記載の方法であって、二酸化炭素がスラリ調製に使用される水に注入される、方法。
- 請求項1から15のいずれかに記載の方法であって、再ミネラル化水が供給水とブレンドされる、方法。
- 請求項1から16のいずれかに記載の方法であって、方法が粒子除去工程をさらに含む、方法。
- 請求項1から17のいずれかに記載の方法であって、方法が:
c)再ミネラル化水のアルカリ度、伝導率、カルシウム濃度、pH、総溶解固形分および濁度を含む群より選択される、再ミネラル化水のパラメータ値を測定する工程、
d)測定したパラメータ値を所定のパラメータ値と比較する工程および
e)測定したパラメータ値と所定のパラメータ値との間の差に基づいて注入した二酸化炭素および/またはスラリの量を提供する工程
をさらに含む、方法。 - 請求項18に記載の方法であって、所定のパラメータ値が5.5から9であるpH値である、方法。
- 水の再ミネラル化のためのスラリの形態の微粒子化炭酸カルシウムの使用であって、再ミネラル化はガス状二酸化炭素およびスラリを供給水に注入することを含み、炭酸カルシウムは0.1から100μmの粒径および微粒子化炭酸カルシウムの総重量に基づいて、0.05から1.5重量%のHCl不溶分含有量を有し、二酸化炭素が第1の工程で注入され、および続いてスラリが第2の工程で注入される、使用。
- 請求項20に記載の使用であって、再ミネラル化水が、飲用水、水泳用プールの水などのレクリエーション用水、加工用途のための工業用水、灌漑水または帯水層もしくは井戸灌養のための水より選択される、使用。
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