MX2013001597A - Sistema de inyeccion de lechada micronizada de carbonato de calcio (caco3) para la remineralizacion de agua desalinada y fresca. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refire un proceso para tratar agua y el uso de carbonato de calcio en dicho proceso. En particular, la presente invención es dirigida a un proceso para remineralización de agua que comprende las etapas de proveer agua de alimentación, e inyectar dióxido de carbono gaseoso y una lechada al agua de alimentación, en donde la lechada comprende carbonato de calcio micronizado.

Description

SISTEMA DE INYECCION DE LECHADA MICRONIZADA DE CARBONATO DE CALCIO (CaC03) PARA LA REMINERALIZACION DE AGUA DESALIÑADA Y FRESCA Descripción de la Invención La invención se relaciona con el campo de tratamiento de agua, y de manera más específica a un proceso para la remineralización de agua y el uso de carbonato de calcio en dicho proceso.

El agua potable se ha vuelta escaso. Incluso en países que son ricos en agua, no todas las fuentes y reservorios son adecuados para la producción de agua potable, y muchas fuentes hoy en día son amenazadas por un deterioro dramático de la calidad de agua. Inicialmente , agua de alimentación usada para propósitos de ingesta era principalmente agua de superficie y de pozo. Sin embargo, el tratamiento de agua de mar, salmuera, agua salobre, aguas de descarte y aguas de efluentes contaminados están ganando más y más importancia por razones ambientales y económicas .

A fin de recuperar agua de agua de mar o agua salobre, para usos potables, diversos procesos son conocidos, que son de importancia considerable para áreas secas, regiones costeras e islas marítimas y los procesos comprenden procesos de destilación, electrolíticos, como también, osmóticos o osmóticos inversos. El agua obtenida por los procesos es muy Ref.:238799 blanda y tiene un valor de pH bajo porque carece de sales búfer de pH, y de ésta manera, tienden a. ser altamente reactivas y, si no son tratadas, pueden crear dificultades de corrosión severas durante su transporte en tuberías convencionales. Más aún, agua desaliñada sin tratamiento no puede ser usada directamente como una fuente de agua potable . Para prevenir la disolución de sustancias no deseadas en sistemas de tuberías, para evitar la corrosión de sistemas de agua tal como tuberías y válvulas y para hacer que el agua sea sápida, es necesario remineralizar el agua.

Procesos convencionales que son usados principalmente para la remineralización de agua son disolución de cal por filtración por piedra caliza con dióxido de carbono. Otros procesos menos comunes de remineralización comprenden, por ejemplo, la adición de cal hidratada y carbonato de sodio, la adición de sulfato de calcio y bicarbonato de sodio, o la adición de cloruro de calcio y bicarbonato de sodio.

El proceso con cal involucra el tratamiento de una solución de cal con agua acidificada con C02, en donde la siguiente reacción se ve involucrada: Ca(OH)2 + 2C02 -> Ca2+ + 2HC03" Como se puede mostrar en el esquema de reacción anterior, dos equivalentes de C02 son necesarios para convertir un equivalente de Ca(OH)2 a Ca2+ y bicarbonato para remineralización. Este método depende de la adición de dos equivalentes de C02, de manera de convertir el anión hidróxido básico a la especie bicarbonato de búfer. Para la remineralización de agua, una solución saturada de hidróxido de calcio, comúnmente llamada agua de cal, de 0,1-0,2% de peso basado en el peso total, es preparada de una leche de cal (de manera usual a lo más con 5% peso) . Por lo tanto, un saturador para producir el agua de cal debe ser usado y grandes volúmenes de agua de cal son necesarios para lograr el nivel objetivo de remineralización. Otro percance de este método es que la cal hidratada es corrosiva y requiere de un manejo adecuado y equipos específicos. Más aún, una adición de cal hidratada controlada de manera pobre al agua blanda puede llevar a cambios de pH no deseados debido a la ausencia de propiedades de búfer de la cal .

El proceso de filtración por cama de piedra caliza comprende la etapa de pasar el agua blanda a través de una cama de piedra caliza granular de manera de disolver el carbonato de calcio en el flujo de agua. Poner en contacto la piedra de caliza con agua acidificada con C02 mineraliza el agua de acuerdo a : CaC03 + C02 + H20 Ca2+ + 2HC03" Al contrario del proceso con cal, solamente un equivalente de C02 es estequiométricamente necesario para convertir un equivalente de CaC03 a Ca2+ y bicarbonato para remineralización. Más aún, la piedra caliza no es corrosiva y debido a las propiedades de búfer de CaC03, se previenen grandes cambios de pH.

Una ventaja adicional de usar carbonato de calcio en vez de cal es su huella muy baja de dióxido de carbono. Para producir una tonelada de carbonato de calcio se emiten 75 kg de C02, mientras que 750 kg de C02 son emitidos para la producción de una tonelada de cal. De ésta manera, el uso de carbonato de calcio en vez de cal presenta algunos beneficios ambientales .

Sin embargo, la tasa de disolución de carbonato de calcio granular es lenta y se requieren de grandes filtros para el proceso de filtración de piedra caliza. Esto causa una huella cuantiosa de estos filtros, y grandes superficies de planta son requeridas para los sistemas de filtración por cama de piedra caliza.

Métodos para la remineralización de agua usando leche de cal o una lechada de cal son descritos en US 7,374,694 y EP 0 520826, US 5,914,046 describe un método para reducir la acidez en descargas de efluentes usando una cama de piedra caliza pulsada.

De ésta manera, considerando los percances de los procesos conocidos para la remineralización del agua, es un objeto de la presente invención proveer un proceso alternativo o mejorado para la remineralización del agua.

Otro objeto de la presente invención es proveer un proceso para la remineralización del agua que no requiere de un compuesto corrosivo, y por lo tanto, evitar el peligro de incrustación, elimina la necesidad de equipos resistentes a la corrosión, y provee de un ambiente seguro para la gente que trabaja en la planta. Sería deseable también proveer de un proceso que es amistoso con el medio ambiente y que requiere de bajas cantidades de dióxido de carbono cuando comparado con los procesos actuales de remineralización de agua con cal.

Otro objeto de la presente invención es proveer de un proceso para la remineralización de agua, en donde la cantidad de minerales puede ser ajustada a los valores requeridos.

Otro objeto de la presente invención es proveer un proceso para remineralización usando piedra caliza que permita el uso de unidades de remineralización más pequeñas, o proveer de un proceso de remineralización que permite el uso de volúmenes más pequeños del compuesto de remineralización, por ejemplo, en comparación con el proceso con cal . También sería deseable proveer de un proceso que puede ser operado sobre superficies de planta más pequeñas que el proceso de filtración con cama de piedra de caliza.

Los siguientes y otros objetos son resueltos por la provisión de un proceso para remineralización de agua que comprende las etapas de (a) proveer de agua de alimentación, e (b) inyectar dióxido de carbono gaseoso y una lechada al agua de alimentación, en donde la lechada comprende carbonato de calcio micronizado.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un uso de un carbonato de calcio micronizado para remineralización de agua es proporcionado.

Modalidades ventajosas de la presente invención son definidas en las sub reivindicaciones correspondientes.

De acuerdo a una modalidad, la concentración de carbonato de calcio en la lechada es desde 0,05 hasta 40% peso, desde 1 hasta 25% peso, desde 2 hasta 20% peso, de manera preferida desde 3 hasta 15% peso, y de manera más preferida desde 5 hasta 10% peso, basado en el peso total de la lechada, o la concentración de carbonato de calcio en la lechada es desde 10 hasta 40% peso, desde 15 hasta 30% peso, o desde 20 hasta 25% peso, basado en el peso total de la lechada. De acuerdo con otra modalidad, el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula desde 0,1 hasta 100 µp?, desde 0,5 hasta 50 m, desde 1 hasta 15 µt?, de manera preferida "desde 2 hasta 10 µt?, de manera más preferida 3 hasta 5 m. De acuerdo a otra modalidad más, el carbonato de calcio tiene un contenido insoluble en HC1 desde 0,02 hasta 2,5% peso, 0,05 hasta 1,5% peso, o 0,1 hasta 0,6% peso, basado en el peso total del carbonato de calcio micronizado. De acuerdo con otra modalidad más, el carbonato de calcio es un carbonato de calcio de suelo, carbonato de calcio modificado, o carbonato de calcio precipitado, o mezclas de los mismos.

Es notado que el carbonato de calcio es el principal constituyente del mármol, la piedra caliza y la tiza. La calcita es un mineral de carbonato y el polimorfo más estable de carbonato de calcio. Los otros polimorfos de carbonato de calcio son los minerales aragonita y vaterita. La aragonita cambia a calcita a 380-470°C, y la vaterita es aún menos estable. De acuerdo con una modalidad, la lechada comprende otros minerales que contienen magnesio, potasio o sodio, de manera preferida carbonato de magnesio, carbonato de calcio magnesio, por ejemplo, piedra caliza dolomítica, dolomita calcareosa, dolomita o dolomita a medio quemar; óxido de magnesio tal como dolomita quemada, sulfato de magnesio, carbonato de potasio hidrógeno, o carbonato de sodio hidrógeno. De acuerdo con otra modalidad, la lechada es preparada de manera fresca mezclando agua y el carbonato de calcio. De acuerdo con otra modalidad más, el período de tiempo entre la preparación de la lechada y la inyección de la lechada es menos que 48 horas, menos que 24 horas, menos que 12 horas, menos que 5 horas, menos que 2 horas o menos que 1 hora. De acuerdo a otra modalidad más, la lechada inyectada cumple con requerimientos de calidad microbiológicos , especificados por las pautas nacionales para el agua potable.

De acuerdo con una modalidad, el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de calcio como carbonato de calcio desde 15 hasta 200 mg/L, de manera preferida desde 50 hasta 150 mg/L, y de manera más preferida desde 100 hasta 125 mg/L, o desde 15 hasta 100 mg/L, de manera preferida desde 20 hasta 80 mg/L, y de manera más preferida desde 40 hasta 60 mg/L. De acuerdo con otra modalidad, el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de magnesio desde 5 hasta 25 mg/L, de manera preferida de 5 a 15 mg/L y más preferida de 8 a 12 mg/L. De acuerdo con otra modalidad más, el agua remineralizada obtenida tiene un valor de turbidez de menos que 5,0 NTU, menos que 1,0 NTU, menos que 0,5 NTU, o menos que 0,3 NTU. De acuerdo con otra modalidad más, el agua remineralizada tiene una índice de saturación de Langelier desde -1 hasta 2, de manera preferida desde -0,5 hasta 0,5, más preferido de -0,2 hasta 0,2. De acuerdo con otra modalidad más, el agua remineralizada tiene un índice de densidad de sedimentación SDIi5 bajo 5, de manera preferida bajo 4, y más preferida bajo 3. De acuerdo con otra modalidad más, el agua remineralizada tiene un índice de contaminación de membrana MFI0,45 bajo 4, de manera preferida bajo 2,5, más preferido bajo 2.

De acuerdo con una modalidad, el agua de alimentación es agua de mar desaliñada, agua salobre o salmuera, agua de descarte tratada o agua natural tal como agua de pozo, agua superficial o agua de lluvia.

De acuerdo con una modalidad, el dióxido de carbono es inyectado en una primera etapa, y la lechada es inyectada de manera subsecuente en una segunda etapa, o la lechada es inyectada en una primera etapa y el dióxido de carbono es inyectado de manera subsecuente en una segunda etapa, o el dióxido de carbono y la lechada son inyectados de manera simultánea. De acuerdo con otra modalidad, el dióxido de carbono es inyectado en el agua usada para la preparación de lechada.

De acuerdo con una modalidad, el agua remineralizada es mezclada con agua de alimentación. De acuerdo con otra modalidad, el proceso además comprende una etapa de remoción de partículas.

De acuerdo con una modalidad, el proceso además comprende las etapas de (c) medir un valor de parámetro del agua remineralizada, en donde el parámetro es seleccionado del grupo comprendido por alcalinidad, conductividad, dureza total, concentración de calcio, pH, concentración de C02, sólidos disueltos totales, y turbidez del agua remineralizada, (d) comparar el valor de parámetro medido con un valor de parámetro predeterminado, y (e) proveer de una cantidad de dióxido de carbono inyectado y/o lechada sobre la base de la diferencia entre el valor medido y el valor predeterminado del parámetro. De acuerdo con otra modalidad, el valor predeterminado de parámetro es un valor de pH, en donde el valor de pH es desde 5 , 5 hasta 9 , de manera preferida desde 7 hasta 8 , 5 .

De acuerdo con una modalidad, el carbonato de calcio micronizado es usado para la remineralización de agua, en donde el agua remineralizada es seleccionada de agua potable, agua para fines recreativos tal como agua para piscinas, agua industrial para aplicaciones de proceso, agua de irrigación, o agua para recarga de acuífero o pozo.

El término "alcalinidad (TAC, por sus siglas en Inglés) " como es usado en la presente invención es una medida de la habilidad de una solución de neutralizar ácidos al punto de equivalencia de carbonato o bicarbonato. La alcalinidad es igual a la suma estequiométrica de las bases en solución y es especificada en mg/L como CaC03 . La alcalinidad puede ser medida con un titulador.

Para el propósito de la presente invención, el término "concentración de calcio" se refiere al contenido total de calcio en la solución y es especificado en mg/L como Ca2+ o como CaC03. La concentración puede ser medida con un titulador.

"Conductividad" dentro del significado de la presente invención es usado como un indicador de que tan libre de sales, libre de iones, o libre de impurezas se encuentra el agua medida; entre más pura es el agua, menor la conductividad. La conductividad puede ser medida con un medidor de conductividad y es especificada en S/cm.

"Carbonato de calcio de suelo (GCC, por sus siglas en Inglés)" dentro del significado de la presente invención es un carbonato de calcio obtenido de fuentes naturales incluyendo marmol, tiza o piedra caliza, y procesado a través de un tratamiento tal como molienda, tamizado y/o fraccionado en húmedo y/o en seco, por ejemplo, por un ciclón. Es conocido para la persona versada que carbonato de calcio de suelo puede contener, de manera inherente, una concentración definida de magnesio, tal como para el caso de calcita dolomítica.

El término "índice de Saturación de Langelier (LSI, por sus siglas en Inglés)" como es usado en la presente invención describe la tendencia de un líquido acuoso a ser formador de escalamiento o corrosivo, con un LSI positivo que indica tendencias de formación de escalamiento y un LSI negativo indica un carácter corrosivo. Un índice de saturación de Lagelier balanceado, es decir, LSI = 0 , por lo tanto, significa que el líquido acuoso está en balance químico. El LSI es calculado de la siguiente forma: LSI = pH - pHs, En donde el pH es el valor de pH actual del líquido acuoso y pHs es el valor de pH del líquido acuoso saturado con CaC03. El pHs puede ser estimado de la siguiente forma: pHs = (9,3 + A + B) - (C + D), en donde A es el indicador de valor numérico de sólidos disueltos totales (TDS) presentes en el líquido acuoso, B es el indicador de valor numérico de temperatura de líquido acuoso en °K, C es el indicador de valor numérico de la concentración de calcio del líquido acuoso en mg/L de CaC03, y D es el indicador de valor numérico de alcalinidad del líquido acuoso en mg/L de CaC03. Los parámetros A a D son determinados usando las siguientes ecuaciones: A = (log10(TDS) - U/10, B = -13,12 x logi0(T + 273) + 34,55, C = log10( [Ca2+] ) - 0,4, D = log10(TAC) , en donde TDS son los sólidos disueltos totales en mg/L, T es la temperatura en °C, [Ca2+] es la concentración de calcio del líquido acuoso en mg/L de CaC03, y TAC es la alcalinidad del líquido acuoso en mg/L de CaC03.

El término "índice de Densidad de Sedimentación (SDI, por sus siglas en Inglés)" como es usado en la presente invención se refiere a la cantidad de material particulado en agua y se correlaciona con la tendencia de contaminar sistemas de osmosis inversa y nano filtración. El SDI puede ser calculado, por ejemplo, de la tasa de obstrucción de un filtro de membrana de 0,45 m cuando se pasa agua con una presión de agua constante aplicada de 208,6 kPa. El valor de SDI15 es calculado de la tasa de obstrucción de un filtro de membrana de 0,45 µp? cuando se pasa agua con una presión de agua constante aplicada de 208,6 kPa durante 15 minutos. De manera típica, sistemas de osmosis inversa de enrollado de espiral necesitarán un SDI de menos de 5, y sistemas de osmosis inversa de fibra vacía necesitarán un SDI de menos de 3.

El término "índice de Contaminación Modificado (MFI, por sus siglas en Inglés)" como es usado en la presente invención se refiere a la concentración de materia suspendida y es un índice más preciso que el SDI' para predecir la tendencia de un agua a contaminar membranas de osmosis inversa o nano filtración. El método que puede ser usado para determinar el MFI puede ser el mismo que para el SDI excepto que el volumen es registrado cada 30 segundos a lo largo de un período de filtración de 15 minutos. El MFI puede ser obtenido de manera gráfica como la pendiente de la parte recta de la curva cuando t/V es graficado en función de V (t es el tiempo en segundos para colectar un volumen de V en litros) . Un valor de MFI de <1 corresponde a un valor de SDI de aproximadamente <3 y puede ser considerado suficientemente bajo para controlar contaminación coloidal y de partículas .

En el caso que se use una membrana de ultra filtración (UF, por sus siglas en Inglés) para mediciones de MFI , el índice es denominado MFI-UF a diferencia con el MFI0,45 donde un filtro de membrana de 0,45 µt? es usado.

Para el propósito de la presente invención, el término "micronizado" se refiere a un tamaño de partícula en el intervalo de micrómetro, por ejemplo, un tamaño de partícula desde 0,1 hasta 100 µ??. Las partículas micronizadas pueden ser obtenidas por técnicas basadas en la fricción, por ejemplo, fresados o molienda ya sea bajo condiciones húmedas o secas. Sin embargo, también es posible de producir las partículas micronizadas por otro método adecuado, por ejemplo, por precipitación, expansión rápida de soluciones súper críticas, secado por pulverización, clasificación o fraccionamiento de arenas o lodos de ocurrencia natural, filtrado de agua, procesos sol-gel, síntesis de reacción de pulverización, síntesis de llama, o síntesis de espuma líquida.

A lo largo del presente documento, el "tamaño de partícula" de un producto de carbonato de calcio es descrito por su distribución de tamaños de partícula. El valor dx representa el diámetro relativo al que x% por peso de las partículas tienen diámetros menores que dx. Esto significa que el valor de d2o es el tamaño de partícula al que 20% en peso de todas las partículas son menores, y el valor de d75 es el tamaño de partícula al que 75% en peso de todas las partículas son menores. El valor de d50 es, por lo tanto, la mediana del tamaño de partícula, es decir, 50% en peso de todos los granos son más grandes ,o más pequeños que este tamaño de partícula. Para el propósito de la presente invención el tamaño de partícula es especificado como mediana del tamaño de partícula d50 a menos que sea indicado lo contrario. Para determinar el valor d50 la mediana del tamaño de partícula para partículas que tienen un d50 mayor que 0,5 µ?t?, un dispositivo Sedigraph 5100 de la compañía Micromeritics , USA puede ser usado.

"Carbonato de calcio precipitado (PCC, por sus siglas en Inglés)" dentro del significado de la presente invención es un material sintetizado, obtenido de manera general por precipitación seguido de la reacción de dióxido de carbono y cal en un medio acuoso o por precipitación de una fuente de calcio y carbonato en agua o por precipitación de iones de calcio y carbonato, por ejemplo CaCl2 y Na2C03, fuera de solución.

El término "remineralización" como es usado en la presente invención se refiere a la restauración de minerales en agua que no contiene minerales algunos o en cantidad suficiente para obtener un agua que es sápida. Una remineralización puede ser lograda por medio de la adición de al menos carbonato de calcio al agua a ser tratada. De manera opcional, por ejemplo, para beneficios relacionados con la salud, o para asegurar la ingesta apropiada de algunos minerales esenciales y elementos de rastreo, otras sustancias pueden ser mezcladas con el carbonato de calcio y luego adicionadas al agua durante el proceso de remineralización. De acuerdo con las pautas nacionales sobre la salud humana y la calidad del agua potable, el producto remineralizado puede comprender minerales adicionales que contienen magnesio, potasio o sodio, por ejemplo, carbonato de magnesio, sulfato de magnesio, carbonato de hidrógeno de potasio, carbonato de hidrógeno de sodio u otros minerales que contienen elementos esenciales de rastreo.

Para el propósito de la presente invención, una "lechada" comprende sólidos insolubles y agua y, de manera opcional, aditivos adicionales y, de manera usual, contiene grandes cantidades de sólidos y, por lo tanto, es más viscoso y, de manera general, de mayor densidad que el líquido del cual fue formado.

El término "sólidos totales disueltos (TDS, por sus siglas en Inglés)" como es usado en la presente invención es una medida del contenido combinado de todas las sustancias inorgánicas y orgánicas contenidas en un líquido en forma molecular, ionizada o micro-granular (sol coloidal) suspendida. De manera general, la definición operacional es que los sólidos deben ser lo suficientemente pequeños para sobrevivir a una filtración a través de un tamiz del tamaño de dos micrómetros. Los sólidos disueltos totales pueden ser estimados con un medidor de conductividad y son especificados en mg/L.

"Turbidez" dentro del significado de la presente invención describe la nubosidad u opacidad de un fluido, causado por partículas individuales (sólidos suspendidos) que son generalmente invisibles al ojo humano. La medida de turbidez es una prueba importante de calidad de agua y puede ser llevado a cabo con un nefelómetro. Las unidades de la turbidez de un nefelómetro como es usado en la presente invención son especificado en Unidades de Turbidez Nefelométricas (NTU, por siglas en Inglés) .

El proceso inventivo para la remineralización de agua comprende las etapas de (a) proveer de agua de alimentación, y (b) inyectar dióxido de carbono gaseoso y una lechada al agua de alimentación, en donde la lechada comprende carbonato de calcio micronizado.

El agua de alimentación a ser usada en el proceso inventivo puede ser derivada de varias fuentes. El agua de alimentación de manera preferida tratada por el proceso de la presente invención es agua de mar desaliñada, agua salobre o salmuera, agua de descarte tratada o agua natural tal como agua de pozo, agua superficial o agua de lluvia.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el agua de alimentación puede ser pre tratada. Un pre tratamiento puede ser necesario, por ejemplo, en el caso de que el agua de alimentación sea derivada de agua superficial, agua de pozo o agua de lluvia. Por ejemplo, para lograr las pautas de agua potable, el agua necesita ser tratada a través del uso de técnicas químicas o físicas de manera de remover contaminantes tales como orgánicos y minerales no deseados . Por ejemplo, la ozonificación puede ser usada como una primera etapa de pre tratamiento, seguido por coagulación, floculación, o decantación como un segundo paso de tratamiento. Por ejemplo, sales de fierro (III) tales como FeClS0 o FeCl3, o sales de aluminio tales como A1C13, A12(S04)3 o poli aluminio pueden ser usados como agentes de floculación. Los materiales floculados pueden ser removidos del agua de alimentación, por ejemplo, por medio de filtros de arena o filtros multicapa. Procesos de purificación de agua adicionales que pueden ser usados para pre tratar el agua de alimentación son descritos, por ejemplo, en EP 1 975 310, EP 1 982 759, EP 1 974 807, o EP 1 974 806.

De acuerdo con otra modalidad ejemplar de la presente invención, agua de mar o agua salobre es primeramente bombeada fuera del mar por medio de ingestas abiertas del océano o ingestas sub superficiales tales como pozos, y luego pasa por pre tratamientos físicos tales como tamices, sedimentación o proceso de remoción de arena. Dependiendo de la calidad de agua requerida, etapas adicionales de tratamiento tales como coagulación y floculación podrían necesitarse de manera de reducir potencial contaminación de las membranas . El agua de mar o agua salobre pre tratada puede ser luego destilada, por ejemplo, usando flash de múltiples etapas, destilación de efecto múltiple, o filtración de membrana tal como ultra filtración u osmosis inversa, para remover las partículas restantes y las sustancias disueltas.

De acuerdo con la etapa (b) del proceso inventivo, dióxido de carbono gaseoso y una lechada que comprende carbonato de calcio micronizado son inyectados en el agua de alimentación. De acuerdo con una modalidad, el dióxido de carbono es inyectado en una primera etapa, y la lechada es inyectada, de manera subsecuente, en una segunda etapa. De acuerdo con una modalidad alternativa, la lechada es inyectada en una primera etapa, y el dióxido de carbono es inyectado en una segunda etapa. Sin embargo, también es posible inyectar el dióxido de carbono en una primera etapa, y la lechada es inyectada de manera subsecuente en una segunda etapa. Sin ser atado a ninguna teoría, se cree que inyectar el dióxido de carbono primero acelerará la reacción.

El dióxido de carbono gaseoso puede ser obtenido de un tanque de almacenamiento, en que es retenido en la fase acuosa. Dependiendo de la tasa de consumo de dióxido de carbono y el medio, se pueden usar tanques ya sea criogénico o aislado dé manera convencional. La conversión del dióxido de carbono líquido a dióxido de carbono gaseoso puede ser realizada usando un vaporizador calentado con aire, o un sistema de vaporización basado en electricidad o vapor. Si es necesario, la presión del dióxido de carbono gaseoso puede ser reducida previa a la etapa de inyección, por ejemplo, usando una válvula de reducción de presión.

El dióxido de carbono gaseoso puede ser inyectado en una corriente de agua de alimentación con una tasa controlada, formando una dispersión de burbujas de dióxido de carbono en la corriente y de manera de permitir que las burbujas sean disueltas en la misma. Por ejemplo, la disolución de dióxido de carbono en el agua de alimentación puede ser facilitado con la provisión de la corriente de agua de alimentación con una tasa de flujo de 40-60 mg/L de acuerdo a la concentración inicial de C02 en el permeado/destilado, el pH final objetivo (C02 de exceso) y la concentración final objetivo (CaC03 adicionado) . De acuerdo con una modalidad ejemplar, el dióxido de carbono es introducido a la corriente de agua de alimentación en una región turbulenta de la misma, en donde la turbulencia puede ser creada, por ejemplo, por una restricción en la tubería. Por ejemplo, el dióxido de carbono puede ser introducido en la garganta de un venturi dispuesto en la tubería. La estrechez del área de la sección cruzada de la tubería en la garganta del venturi crea un flujo turbulento de suficiente energía para romper el dióxido de carbono en burbujas relativamente pequeñas y de esa manera facilitar su disolución. De acuerdo con una modalidad, el dióxido de carbono es introducido bajo presión dentro de una corriente de agua. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, la disolución de dióxido de carbono en el agua de alimentación es facilitada por un mezclador estático.

Una válvula de control de flujo y otro medio pueden ser usados para controlar la tasa de flujo de dióxido de carbono a la corriente. Por ejemplo, un bloque de dosificación de C02 y un dispositivo de medición de C02 en línea pueden ser usados para controlar la tasa del flujo de C02. De acuerdo con una modalidad ejemplar de la invención, el C02 es inyectado usando una unidad combinada que comprende una unidad de dosificación de C02 , un mezclador estático y un dispositivo de medición de C02 en línea.

El dióxido de carbono acidifica el agua de alimentación por medio de la formación de ácido carbónico. La cantidad de dióxido de carbono que es inyectado al agua de alimentación dependerá de la cantidad de dióxido de carbono que ya se encuentra presente en el agua de alimentación. La cantidad de dióxido de carbono que ya se encuentra presente en el agua de alimentación, a su vez, dependerá, por ejemplo, del tratamiento aguas arriba del agua de alimentación. Agua de alimentación, por ejemplo, que ha sido desaliñada por evaporación flash contendrá otra cantidad de dióxido de carbono y, por lo tanto, otro pH, que agua de alimentación que ha sido desaliñada por osmosis inversa. Agua de alimentación, por ejemplo, que ha sido desaliñada por osmosis inversa puede tener un pH de aproximadamente 5,3 y puede tener una baja concentración de C02, por ejemplo, de 2 - 5 mg/L.

La remineralización del agua de alimentación es inducida por la inyección de la lechada que comprende el carbonato de calcio micronizado al agua de alimentación.

La lechada que es inyectada al agua de alimentación comprende carbonato de calcio micronizada. De acuerdo a una modalidad la concentración de carbonato de calcio en la lechada es desde 0,05 hasta 40% en peso, desde 1 hasta 25% en peso, desde 2 hasta 20% en peso, desde 3 hasta 15% en peso, o desde 5 hasta 10% en peso, basado en el peso total de la lechada. De acuerdo con otra modalidad, la concentración de carbonato de calcio en la lechada es desde 10 hasta 40% en peso, desde 15 hasta 30% en peso, o desde 20 hasta 25% en peso, basado en el peso total de la lechada.

El carbonato de calcio micronizado posee un tamaño de partícula dentro del intervalo de micrometros. De acuerdo con una modalidad, el calcio micronizado tiene un tamaño de partícula desde 0,1 hasta 100 µp?, desde 0,5 hasta 50 µt?, desde 1 hasta 15 µp?, 2 hasta 10 µp?, o desde 3 hasta 5 µp?.

Ejemplos de carbonatos de calcio adecuados son carbonato de calcio de suelo, carbonato de calcio modificado o carbonato de calcio precipitado, o una mezcla de los mismos. Un carbonato de calcio de suelo (GCC, por sus siglas en Inglés) natural puede presentar, por ejemplo, uno o más de mármol, piedra caliza, tiza, y/o dolomita. Un carbonato de calcio precipitado (PCC, por sus siglas en Inglés) puede presentar, por ejemplo, uno o más de formas de cristal mineralógico aragonítica, vaterírica y/o calcítica. La aragonita se encuentra de manera común en la forma acicular, mientras que la vaterita pertenece al sistema de cristal hexagonal. La calcita puede ser de formas escalenoédrica, prismática, esferal, y romboédrica. Un carbonato de calcio modificado puede presentar un carbonato de calcio de suelo natural o precipitado con una modificación de superficie y/o de estructura interna, por ejemplo, el carbonato de calcio puede ser tratado o recubierto con un agente hidrofobizante de tratamiento de superficie tal como, por ejemplo, un ácido carboxílico alif tico o un siloxano. Carbonato de calcio puede ser tratado o recubierto para ser catiónico o aniónico con, por e emplo, un poliacrilato o un polyDADMAC.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el carbonato de calcio micronizado es un carbonato de calcio de suelo (GCC, por sus siglas en Inglés) . De acuerdo con una modalidad preferida, el carbonato de calcio micronizado es un carbonato de calcio de suelo que tiene un tamaño de partícula desde 3 hasta 5 µp? De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, el carbonato de calcio micronizado comprende un contenido insoluble en HC1 desde 0,02 hasta 2,5% en peso, 0,05 hasta 1,5% en peso, o 0,1 hasta 0,6% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio micronizado. De manera preferida, el contenido insoluble en HC1 del carbonato de calcio no excede el 0,6% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio micronizado. El contenido insoluble en HC1 puede ser, por ejemplo, minerales tales como cuarzo, silicato o mica.

Sumado al carbonato de calcio micronizado, la lechada puede comprender otros minerales micronizados . De acuerdo con una modalidad, la lechada puede comprender carbonato de magnesio micronizado, carbonato de magnesio de calcio, por ejemplo, piedra caliza dolomítica, dolomita calcárea, dolomita o dolomita media quemada; óxido de magnesio tal como dolomita quemada, sulfato de magnesio, carbonato de hidrógeno de potasio, carbonato de hidrógeno de sodio, u otros minerales que contienen elementos esenciales de rastreo.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la lechada es preparada de manera fresca por medio de la mezcla de agua y carbonato de calcio micronizado. La preparación in situ de la lechada puede ser preferida debido a que lechadas previamente mezcladas pueden requerir de la adición de agentes adicionales tales como estabilizadores o biocidas, que pueden ser compuestos no deseados en el agua remineralizada. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, el período de tiempo entre la preparación de la lechada y la inyección de la lechada es lo suficientemente corto para evitar crecimiento bacteriano en la lechada. De acuerdo con una modalidad ejemplar, el período de tiempo entre la preparación de la lechada y la inyección de la lechada es menos que 48 horas, menos que 24 horas, menos que 12 horas, menos que 5 horas, menos que 2 horas o menos que 1 hora. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, la lechada inyectada cumple con los requerimientos de calidad microbiológica, especificadas por las pautas nacionales para agua potable.

La lechada puede ser preparada, por ejemplo, usando un mezclador tal como un revolvedor mecánico para lechadas disueltas, o un dispositivo específico de mezclado de polvo-líquido para lechadas más concentradas. Dependiendo de la concentración de la lechada preparada, el tiempo de mezcla puede ser desde 0,5 hasta 30 min, desde 1 hasta 20 rain, desde 2 hasta 10 min, o desde 3 hasta 5 min. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la lechada es preparada usando una máquina de mezcla, en donde la máquina de mezcla permite mezclado y dosificación simultánea de la lechada.

El agua usada para preparar la lechada puede ser, por ejemplo, agua destilada, agua de alimentación o agua industrial. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, el agua usada para preparar la lechada es agua de alimentación, por ejemplo, permeado o destilado obtenido de un proceso de desalinización. De acuerdo con una modalidad ejemplo, el agua usada para preparar la lechada es acidificada con dióxido de carbono. Sin ser atado a una teoría, se cree que dicho pre tratamiento con C02 del agua, usado para preparar la lechada, aumenta la disolución de carbonato de calcio en el agua y, por lo tanto, reduce el tiempo de reacción.

De acuerdo con una modalidad, la lechada que comprende carbonato de calcio micronizado es inyectado directamente a una corriente de agua de alimentación. Por ejemplo, la lechada puede ser inyectada al agua de alimentación con una tasa controlada por medio de una bomba comunicadora con un tanque de almacenamiento para la lechada. De manera preferida, la lechada puede ser inyectada al agua de alimentación con una tasa de 1 a 10 litros por metro cúbico de agua de alimentación, dependiendo de la concentración de la lechada. De acuerdo con otra modalidad, la lechada que comprende carbonato de calcio micronizada es mezclada con el agua de alimentación en una cámara de reacción, por ejemplo, usando un mezclador tal como un revolvedor mecánico. De acuerdo con otra modalidad más, la lechada es inyectada a un tanque que recibe la totalidad del flujo de agua de alimentación.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, solamente una parte del agua de alimentación es remineralizada por medio de la inyección de la lechada, y de manera subsecuente, el agua remineralizada es mezclada con agua de alimentación sin tratar. De manera opcional, solamente una parte del agua de alimentación es remineralizada a una alta concentración de carbonato de calcio, en comparación con los valores objetivos finales, y de manera subsecuente, el agua remineralizada es mezclada con agua de alimentación sin tratar.

De acuerdo con otra modalidad, el agua tratada, o parte del agua tratada es filtrada, por ejemplo, por ultra filtración, para además reducir el nivel de turbidez del agua remineralizada .

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la lechada es inyectada en tal cantidad que se logra la disolución completa del carbonato de calcio. Por ejemplo, la inyección de C02 y lechada que comprende carbonato de calcio es ajustada de tal manera que para un equivalente de C02, un equivalente de carbonato de calcio es adicionado al agua de alimentación, o C02 puede ser inyectado con un exceso definido a fin de alcanzar un pH definido. De acuerdo con una modalidad, el proceso inventivo es llevado a cabo de tal manera que la remineralización y neutralización del agua de alimentación acidificada con C02 es logrado de manera simultánea. < Si es necesario, dióxido de carbono en exceso puede ser removido del agua remineralizada usando un sistema de remoción de gases. El dióxido de carbono en exceso puede ser reciclado para uso en el proceso inventivo.

Las cantidades de dióxido de carbono y carbonato de calcios inyectados al agua de alimentación son seleccionados para entregar un agua de calidad deseada. Por ejemplo, la calidad el agua remineralizada puede ser probada por medio del índice de saturación de Langelier (LSI) . De acuerdo con una modalidad, el agua remineralizada tiene un índice de saturación de Langelier desde -1 hasta 2, de manera preferida desde -0,5 hasta 0,5, de manera más preferida desde -0,2 hasta 0,2. De acuerdo con otra modalidad, el agua remineralizada tiene un tiene un índice de densidad de sedimentación SDIi5 bajo 5, de manera preferida bajo 4, y de manera más preferida bajo 3. De acuerdo con otra modalidad más, el agua remineralizada tiene un índice de contaminación de membrana MFI0,4s bajo 4, de manera preferida bajo 2,5, de manera más preferida bajo 2. La prueba puede ser realizada, por ejemplo, midiendo el pH del agua de alimentación tratada, de manera continua. Dependiendo del sistema de remineralización, el pH del pH tratado puede ser medido, por ejemplo, en una corriente de agua tratada, en una cámara de reacción, en donde la lechada y el agua de alimentación son mezcladas, o en un tanque de almacenamiento para el agua remineralizada. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el pH es medido 30 min, 20 min, 10 min, 5 min o 2 min luego de la etapa de remineralización. La medición del valor de pH puede ser llevado a cabo a temperatura de ambiente, es decir, a aproximadamente 20°C.

De acuerdo con una modalidad ejemplar de la invención, la cantidad del dióxido de carbono y/o lechada inyectada es controlada detectando el valor de pH del agua de alimentación tratada. De manera alternativa o de manera adicional, la cantidad de dióxido de carbono y/o lechada inyectado es controlado detectando parámetros tales como la alcalinidad, la conductividad, la dureza total, la concentración de calcio, la concentración de C02/ el pH, los sólidos disueltos totales, o la turbidez. De acuerdo con una modalidad, el proceso de la presente invención además comprende las etapas de (c) medir el valor de un parámetro del agua remineralizada, en donde el parámetro es seleccionado del grupo que comprende la alcalinidad, la conductividad, la dureza total, la concentración de calcio, la concentración de C02/ el pH, los sólidos disueltos totales, o la turbidez del agua remineralizada, (d) comparar el valor del parámetro medido con un valor de parámetro predeterminado, y (e) proveer de la cantidad de dióxido de carbono y/o lechada inyectada sobre la base de la diferencia entre el valor del parámetro medido y predeterminado.

De acuerdo con una modalidad, el valor de parámetro predeterminado es un valor de pH, en donde el valor de pH es desde 5,5 hasta 9, de manera preferida desde 7 hasta 8,5.

La Fig. 1 muestra un esquema de un aparato que puede ser usado para operar el método inventivo. Agua de alimentación fluye desde un reservorio (1) a una línea de tubería (2) . La línea de tubería (2) tiene una entrada de gas (6) a través del cual dióxido de carbono proveniente de una fuente de dióxido de carbono (4) puede ser inyectado al agua de alimentación. Una segunda entrada (10) se encuentra aguas abajo de la entrada de gas (6) , a través del cual la lechada que comprende carbonato de calcio micronizada es inyectada a la corriente de agua de alimentación desde un tanque de almacenamiento (9) para la lechada. La lechada es preparada in situ usando un mezclador adecuado (8) mezclando agua que es obtenida del reservorio (1) por medio de una tubería (12) , y carbonato de calcio micronizado obtenido desde un contenedor de almacenamiento (7) . De manera opcional, el dióxido de carbono puede ser inyectado al agua para preparar la lechada por medio de una entrada de gas (5) . El pH del agua remineralizada puede ser medido aguas abajo de la entrada de lechada (10) , en el punto de muestreo (11) . De acuerdo con una modalidad, la tasa de flujo del agua - de alimentación es 20000 y 500000 m3 por día.

El proceso inventivo puede ser usado para producir agua potable, agua para recreación tal como agua para piscinas, agua industrial para aplicaciones de procesos, agua de irrigación, o agua para recarga de acuífero o pozo.

De acuerdo con una modalidad, las concentraciones de dióxido de carbono y carbonato de calcio en el agua remineralizada alcanzan los valores requeridos para calidad de agua potable, que son fijados por pautas nacionales. De acuerdo con una modalidad, el agua remineralizada obtenida por el proceso inventico tiene una concentración de calcio desde 15 hasta 200 mg/L como CaC03 , de manera preferida desde 50 hasta 150 mg/L como CaC03, y de manera más preferida desde 100 hasta 125 mg/L como CaC03, o desde 15 hasta 100 mg/L, de manera preferida desde 20 hasta 80 mg/L, y de manera más preferida desde 40 hasta 60 mg/L. En caso de que la lechada comprenda además una sal de magnesio tal como carbonato de magnesio, o sulfato de magnesio, el agua remineralizada obtenida por el proceso inventivo podría tener una concentración magnesio desde 5 hasta 25 mg/L, de manera preferida desde 5 hasta 15 mg/L, y de manera más preferida desde 8 hasta 12 mg/L.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el agua remineralizada tiene una turbidez menor que 5,0 NTU, menos que 1,0 NTO, menor que 0,5 NTU, o menor que 0,3 NTU.

De acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención, el agua remineralizada tiene un LSI desde -0,2 hasta +0,2, una concentración de calcio desde 15 hasta 200 mg/L, una concentración de magnesio desde 5 hasta 25 mg/L, una alcalinidad entre 100 y 200 mg/L como CaC03 , un pH entre 7 y 8,5, y una turbidez de menos que 0,5 NTU.

De acuerdo con una modalidad de la presente invención, una etapa de remoción de partículas es llevada a cabo luego de la remineralización, por ejemplo, para reducir el nivel de turbidez del agua remineralizada. También es posible de llevar a cabo una etapa de remoción de partículas antes de la inyección de dióxido de carbono y/o la lechada, por ejemplo, para reducir el nivel de turbidez del agua de alimentación o parte del agua de alimentación. De acuerdo con una modalidad, una etapa de sedimentación es llevada a cabo. Por ejemplo, el agua de alimentación y/o el agua remineralizada pueden ser llevadas por tubería a un clarificador o tanque de almacenamiento para reducir más el nivel de turbidez del agua. De acuerdo con otra modalidad, las partículas pueden ser removidas por decantación. De manera alternativa, al menos parte del agua de alimentación y/o agua remineralizada pueden ser filtradas, por ejemplo, por ultra filtración, para reducir más el nivel de turbidez del agua.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos muestran diferentes lechadas con varias concentraciones de carbonato de calcio, que fueron preparadas de diferentes rocas carbonatadas.

El agua de alimentación fue obtenida de un proceso de desalinización por osmosis inversa, y fue acidificada con aproximadamente 50 mg/L de C02. Las lechadas fueron preparadas mezclando una cantidad apropiada de carbonato de calcio con 100 mL de agua de alimentación a temperatura de ambiente usando un revolvedor magnético, con una mezcla entre 1000 y 1500 rpm y un tiempo de mezcla entre 3 y 5 min. La mineralización fue llevada a cabo adicionando la lechada en pequeñas cantidades a aproximadamente un litro del agua de alimentación acidificada, en donde la lechada y el agua de alimentación fueron mezcladas usando un revolvedor magnético, con mezcla entre 1000 y 1500 rpm y un tiempo de mezcla de 2 min. Luego de cada adición de lechada, una muestra fue tomada del agua de alimentación tratada para controlar la alcalinidad, la turbidez, la conductividad, el pH, y la temperatura. Una concentración final de calcio de 125 mg/L como CaC03 fue escogida como objetivo para la remineralización del agua de alimentación. Para cada muestra la turbidez del agua remineralizada fue medida de manera directa luego del mezclado y luego de un período de ajuste de mínimo 60 min. La turbidez medida en las muestras ajustadas fue llevada a cabo para observar el impacto de la sedimentación en el proceso de remineralización.

La turbidez fue medida con un turbidímetro de laboratorio Hach Lange 2100 A IS y la calibración fue llevada a cabo usando estándares de turbidez StabCal (estándares de formazina) de < 0,1, 20, 200, 1000, 4000 y 7500 NTU.

La alcalinidad total fue medida con un titulador Mettler-Toledo T70 usando el software LabX Light Tritration relacionado. Un electrodo de pH DGilll-SG fue usado para esta titulación de acuerdo al método Mettler-Toledo M415 correspondiente del folleto de aplicación 37 (análisis de agua) . La calibración del electrodo de pH fue llevada a cabo usando estándares Mettler-Toledo de valores de pH 4,01, 7,00 y 9,21.

Ejemplo 1 - Lechada A Dos lechadas que tienen una concentración de carbonato de calcio de 0,5 y 5% en peso, basado en el peso total de la lechada, fueron preparadas de carbonato de calcio micronizado de mármol que tiene un tamaño de partícula de 3,5 xm y un contenido insoluble en HCl de 0,2% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio.

Los resultados compilados en la Tabla 1 muestran valores de turbidez similares para ambos procesos de remineralización con 0,5% en peso y 5% en peso de lechadas de CaC03. Luego de un período de ajuste, las muestras presentan valores de turbidez menos que 0,5 NTU.

Ejemplo 2 - Lechada B Tres lechadas que tienen una concentración de carbonato de calcio de 0,5, 1 y 10% en peso, basado en el peso total de la lechada, fueron preparadas de carbonato de calcio micronizado de mármol que tiene un tamaño de partícula de 2,8 m y un contenido insoluble en HCl de 1,5% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio.

Los resultados compilados en la Tabla 1 muestran valores de turbidez similares para los tres procesos de remineralización. Sin embargo, los valores de turbidez medidos para las muestras ajustadas, tomadas luego de dos minutos de remineralización, son mayores a aquellos del ejemplo 1, que se puede deber a las diferencia en el contenido insoluble en HCl del carbonato de calcio de mármol .

Ejemplo 3 - Lechada C Una lechada que tiene una concentración de carbonato de calcio de 5% en peso, basado en el peso total de la lechada, fue preparada de carbonato de calcio micronizado de piedra caliza que tiene un tamaño de partícula de 3 \xm y un contenido insoluble en HCl de 0,1% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio.

Los resultados compilados en la Tabla 1 muestran que el valor de turbidez medido para la muestra ajustada es mucho menor en comparación a los valores de los ejemplos 1 y 2, que se puede deber a las estructuras geológicas diferentes de las rocas de carbonato .

Tabla 1 Ejemplo 4 - Tamaños de partícula diferentes Tres lechadas que tienen una concentración de carbonato de calcio de 5% en peso, basado en el peso total de la lechada fueron preparadas de carbonato de calcio micronizado de mármol, que tienen un tamaño de partícula de 3,5, 9, y 30 µp?, respectivamente, y un contenido insoluble en HC1 de 0,2% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio.

Los resultados compilados en la Tabla 2 muestran que, luego de un período de ajuste, la turbidez del agua remineralizada con un tamaño de partícula mayor, es decir, 20 µ??, tiene un menor valor de turbidez en comparación con la turbidez del agua remineralizada con menos tamaño de partícula, es decir, 3,5 µta.

Tabla 2 EJEMPLOS A ESCALA PILOTO Los siguientes ejemplos a escala piloto muestran diferentes pruebas de remineralización usando lechadas acuosas de carbonato de calcio. El carbonato de calcio micronizado usado para preparar todas las lechadas para estas pruebas pilotos es una piedra caliza que tiene un tamaño de 3 partícula de 3 µp? y un contenido insoluble en HCl de 0,1% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio. Corresponde al carbonato de calcio usado para preparar la lechada C, presentada en el ejemplo 3. El contenido sólido de las lechadas de carbonato de calcio raicronizada fue entre 0,4 y 20% en peso, basado en el peso del carbonato de calcio micronizado. El medio acuoso usado para preparar las lechadas de carbonato de calcio micronizado fue agua que fue obtenida por osmosis inversa. En lo siguiente, los términos "agua obtenida por osmosis inversa" y "agua de osmosis inversa o agua de RO" se usarán como sinónimos.

En las pruebas de escala piloto, se adicionaron ya sea 50 o 100 mg/L de CaC03 a agua que fue obtenida por osmosis inversa (RO, por sus siglas en Inglés) .

Todas las pruebas de escala piloto fueron llevadas a cabo en un mezclador Flashmix FM30 de Silverson a presión normal y usando una cantidad de CO2 en exceso. Las pruebas de remineralizacion fueron realizadas ya sea en modo lote o en modo continuo, ambos usando un tanque búfer de 400L. Las lechadas de carbonato de calcio micronizado fueron adicionadas por medio de una válvula de alimentación para el modo lote, y por medio de una bomba peristáltica para las pruebas de remineralizacion en línea.

La disolución del carbonato de calcio dosificado al agua acidificada con C02 fue estudiada midiendo el H, la conductividad y la turbidez. De acuerdo con la reducción de la turbidez y el aumento de la conductividad, fue posible evaluar el tiempo de reacción para la disolución completa de CaC03 bajo condiciones específicas, por ejemplo, la calidad inicial del agua de RO, la temperatura, el exceso de C02, de manera de alcanzar la calidad de agua objetivo, por ejemplo, una turbidez de < 1 NTU. 1. Pruebas lote para una remineralizacion de agua de RO por la adición de 100 mg/L de CaC03 y diferentes tasas de flujo de C02 Las pruebas de remineralizacion usando lechadas de CaC03 micronizado fueron inicialmente llevadas a cabo en modo lote de manera de estudiar la disolución de CaC03 en función de la dosificación de C02. Esto fue llevado a cabo bombeando los 400L de agua obtenidas por osmosis inversa y contenidas en el tanque búfer a través del mezclador en un circuito cerrado. Para estas pruebas lote, la dosificación de C02 se llevó a cabo antes de la bomba y el mezclador Flashmix, con una presión de C02 de 4,5 bares y por un período definido de tiempo.

La lechada de carbonato de calcio usada tenía un contenido de sólidos de 20% en peso, basado en el peso del carbonato de calcio micronizado. Para la remineralizacion, 100 mg/L de CaC03 fueron agregados al agua de RO, de una vez a través de la válvula de alimentación .

El agua de RO usada para estas pruebas tenías los siguientes parámetros : La conductividad, el pH y la turbidez fueron medidos para cada prueba y un comportamiento de tipo exponencial fue observado para la reducción de la turbidez y el aumento de la conductividad. El tiempo de reacción requerido para lograr la turbidez objetivo podía, de esta manera, ser estimada para cada dosificación de C02.

La Tabla 3 muestra los diferentes resultados obtenidos para la remineral i zac ión de agua de RO con la adición de 100 mg/L de CaC03 usando una lechada de carbonato de calcio micronizado que tiene un contenido de sólidos de 20% en peso, basado en el peso del carbonato de calcio micronizado, y usando diferentes tasas de flujo de C02.

Tabla 3 Como se puede observar de la Tabla 3, y como es esperado, la disolución de CaC<¾ puede ser acelerado usando un exceso de CX¾ dosificado durante las pruebas. Una turbidez de < 1 NTU pudo ser logrado luego de aproximadamente 90 min, 60 min y 40 min para una tasa de flujo de 0¾ de 2, 4 y 8 mL/min, respectivamente. 2. Pruebas lote para una remineralización de agua de RO por la adición de 50 mg/L de CaCQj y diferentes tiempos de dosificación de C(¾ Todas las pruebas fueron llevadas a cabo usando el mismo protocolo de las pruebas pilotos previamente descritos; sin embargo, la concentración de calcio adicionada en el agua de RO tratada fue 50 mg/L en vez de 100 mg/L.

Para estas pruebas lote, la posición en que el G¾ fue introducido al sistema fue el mismo que durante las pruebas previas, por ejemplo, antes de la bomba y el mezclador Flashmix. La dosificación de a¾ fue llevada a cabo a 4,5 bares y con un flujo constante de 4 L/h para diferentes tiempos de dosificación. Todas las pruebas se realizaron usando una cantidad en exceso de CC¾ con respecto a la cantidad de CaCCb adicionado al agua de RO. El impacto del tiempo de dosificación, es decir, el exceso de CX¾ dosificado durante estas pruebas lote, sobre la turbidez del agua remineralizada fue observada.

La Tabla 4 muestra los diferentes resultados obtenidos para la remineralización de agua de RO adicionando 50 mg/L de CaOCb usando una lechada de carbonato de calcio micronizada que tiene un contenido de sólidos de 1°% en peso, basado en el peso del carbonato de calcio micronizado, y usando una tasa de flujo de a¾ constante de 4 L/h para diferentes tiempos de dosificación.

Tabla 4 En la prueba 4, el C02 fue dosificado de manera continua al agua de RO, mientras en las pruebas 5 y 6 el C02 fue dosificado solamente por los primeros 10 o 20 minutos de la prueba. En la prueba 7, el agua de RO fue tratada primeramente, por 10 minutos, con el C02 sin la adición de CaC03. Luego, la lechada de calcio micronizada fue adicionada y además C02 fue dosificado por 10 minutos adicionales de la prueba .

Fue observado para la prueba 7, que la pre dosificación de C02 presentó una reducción más rápida de la turbidez al principio del experimento cuando comparado con las otras pruebas 4 a 6, cuando no se llevó a cabo ninguna pre dosificación. Sin embargo, no se observaron mejoras adicionales cuando se detuvo la dosificación de C02. Además, el tiempo requerido para alcanzar el nivel objetivo de turbidez fue proporcional al tiempo de dosificación de C02 para todas las pruebas. La prueba más rápida fue la prueba 4, en donde el C02 fue adicionado de manera continua. La prueba más lenta fue la prueba 5, en donde el C02 fue dosificado solamente por 10 minutos. Una turbidez de < 1 NTU pudo ser logrado luego de aproximadamente 90 min, 60 min y 40 min por un tiempo de dosificación de 10 min, 20 min, y continuo, respectivamente . 3. Pruebas continuas de remineralización para una remineralización de agua de RO por la adición de 50 mg/L de CaC03 y diferentes tasas de flujo de C02 Usando el mismo montaje descrito más arriba con respecto a las pruebas batch, dos pruebas de remineralización fueron llevadas a cabo en un modo continuo.

De manera de iniciar las pruebas en modo continuo, primero que todo un lote de 400 L de agua de RO fue tratada inicialmente con 50 mg/L de CaC03 usando una lechada de carbonato de calcio con un contenido de sólidos de 10% en peso, basado en el peso del carbonato de calcio micronizado. Cuando la turbidez alcanzó un valor de < 1 NTU, el proceso de remineralización continuo fue iniciado adicionando una lechada acuosa de carbonato de calcio que tiene un contenido de cólidos de 0,4% en peso, basado en el peso del carbonato de calcio micronizado, a 0,15 L/min por medio de una bomba peristáltica. El agua remineralizada fue producida a una tasa de 12 L/min.

Debe ser enfatizado que las pruebas de remineralización continuo presentaron condiciones muy estables con respecto al pH, la conductividad y la turbidez a lo largo de un período mayor que una hora.

La Tabla 5 muestra los resultados para la remineralización continua de agua de RO adicionando 50 mg/L de CaC03 usando una lechada de carbonato de calcio micronizado con un contenido de sólidos de 0,4% en peso, basado en el peso del carbonato de calcio micronizado, y usando diferentes tasas de flujo de C02.

Tabla 5 Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (24)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Proceso para la remineralización de agua caracterizado porque comprende las etapas de: (a) proveer de agua de alimentación, e (b) inyectar dióxido de carbono gaseoso y una lechada al agua de alimentación, en donde la lechada comprende carbonato de calcio micronizado.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la concentración de carbonato de calcio en la lechada es desde 0,05 hasta 40% en peso, desde 1 hasta 25% en peso, desde 2 hasta 20% en peso, de manera preferida desde 3 hasta 15% en peso, y de manera más preferida desde 5 hasta 10% en peso, basado en el peso total de la lechada, o la concentración de carbonato de calcio en la lechada es desde 10 hasta 40% en peso, desde 15 hasta 30% en peso, desde 15 hasta 30% en peso, o desde 20 hasta 25% en peso, basado en el peso total de la lechada.

3. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio tiene un tamaño de partícula desde 0,1 hasta 100 µp?, desde 0,5 hasta 50 um, desde 1 hasta 15 pm, de manera preferida desde 2 hasta 10 µt?, de manera más preferida 3 hasta 5 µp?.

4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio tiene un contenido insoluble en HC1 desde 0,02 hasta 2,5% en peso, 0,05 hasta 1,5% en peso, o 0,1 hasta 0,6% en peso, basado en el peso total del carbonato de calcio micronizado .

5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el carbonato de calcio es un carbonato de calcio de suelo, carbonato de calcio modificado, o carbonato de calcio precipitado, o mezclas de los mismos.

6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lechada comprende además minerales que contienen magnesio, potasio o sodio, de manera preferida carbonato de magnesio, carbonato de magnesio de calcio, por ejemplo, piedra caliza dolomítica, dolomita calcárea, dolomita o dolomita media quemada, óxido de magnesio tal como dolomita quemada, sulfato de magnesio, carbonato de hidrógeno de potasio, o carbonato de hidrógeno de sodio.

7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lechada es preparada de manera fresca mezclado agua y el carbonato de calcio.

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el período de tiempo entre la preparación de la lechada y la inyección de la lechada es menos que 48 horas, menos que 24 horas, menos que 12 horas, menos que 5 horas , menos que 2 horas , o menos que 1 hora .

9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lechada inyectada cumple con los requerimientos de calidad microbiológicas especificadas por las pautas nacionales para agua potable.

10. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de calcio como carbonato de calcio desde 15 hasta 200 mg/L, de manera preferida desde 50 hasta 150 mg/L, y de manera más preferida desde 100 hasta 125 mg/L, o desde 15 hasta 100 mg/L, de manera preferida desde 20 hasta 80 mg/L, y de manera más preferida desde 40 hasta 60 mg/L.

11. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado porque el agua remineralizada obtenida tiene una concentración de magnesio desde 5 hasta 25 mg/L, de manera preferida desde 5 hasta 15 mg/L, y de manera más preferida desde 8 hasta 12 mg/L.

12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua remineralizada tiene un valor de turbidez de menos que 5,0 NTU, menos que 1,0 NTU, menos que 0,5 NTU, o menos que 0,3 NTU.

13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua remineralizada tiene un índice de saturación de Langlier desde -1 hasta 2, de manera preferida desde -0,5 hasta 0,5, y de manera más preferida desde -0,2 hasta 0,2.

14. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua remineralizada tiene un índice de densidad de sedimentación SDIis bajo 5, de manera preferida bajo 4, y de manera más preferida bajo 3.

15. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua remineralizada tiene un índice de contaminación de membrana MFI0,45 bajo 4, de manera preferida bajo 2,5, y de manera más preferida bajo 2.

16. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua de alimentación es agua desaliñada, agua salobre o salmuera, agua de descarte tratada o agua natural tal como agua de pozo, agua superficial o agua de lluvia.

17. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dióxido de carbono es inyectado en una primera etapa, y la lechada es inyectada de manera subsecuente en una segunda etapa, o en donde la lechada es inyectada en una primera etapa y el dióxido de carbono es inyectado en una segunda etapa, o en donde el dióxido de carbono y la lechada son inyectados de manera simultánea.

18. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dióxido de carbono es inyectado al agua usada para la preparación de la lechada.

19. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agua remineralizada es mezclada con agua de alimentación.

20. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el proceso además comprende una etapa de remoción de partículas.

21. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además comprende las etapas de : (c) medir un valor de parámetro del agua remineralizada, en donde el parámetro es seleccionado del grupo que comprende la alcalinidad, la conductividad, la concentración de calcio, el pH, los sólidos disueltos totales, y la turbidez del agua remineralizada, (d) comparar el valor de parámetro medido con un valor de parámetro predeterminado, y (e) proveer de la cantidad de dióxido de carbono y/o lechada inyectada sobre la base de la diferencia entre el valor de parámetro medido y el predeterminado.

22. El proceso de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el valor predeterminado de parámetro es un valor de pH, en donde el valor de pH es desde 5,5 hasta 9, de manera preferida desde 7 hasta 8,5.

23. Uso de un carbonato de calcio micronizado para la remineralización de agua.

24. El uso de conformidad con la reivindicación 23, en donde el agua remineralizada es seleccionada de agua potable, agua para recreación tal como para piscinas, agua industrial para aplicaciones de procesos, agua de irrigación, o agua para recarga de acuífero o pozo.