RS55244B1 - Remineralizacija desalinizovane i slatke vode doziranjem rastvora kalcijum karbonata u mekoj vodi - Google Patents

Description

Ovaj pronalazak se odnosi na oblast tretmana vode, određenije, na postupak remineralizacije vode i upotrebu kalcijum-karbonata u tom postupku.

Voda za piće postaje retkost. Čak i u zemljama koje su bogate vodom, nisu svi izvori i rezerve pogodni za proizvodnju pitke vode, pa su danas mnogi izvori ugroženi dramatičnim pogoršanjem kvaliteta vode. Na početku, vodu kojom su se zadovoljavale potrebe za pitkom vodom, predstavljale su uglavnom površinska voda i podzemna voda. Međutim, sve veći značaj dobija tretman morske vode, slanih rastvora, nepitkih voda, otpadnih voda i kontaminiranih otpadnih voda, zbog zaštite okoline i iz ekonomskih razloga.

Da bi se za pijaće potrebe regenerisala voda iz mora, ili nepitka voda, poznato je nekoliko postupka, koji su od posebnog značaja za sušne oblasti, priobalne oblasti i morska ostrva, a te postupke čine destilacija, elektrolitički, i osmotski postupci, ili postupci reverzne osmoze. Voda koja se dobija ovim postupcima je vrlo meka, a zbog nedostatka soli za puferovanje ona ima nisku vrednost pH, pa stoga ima tendenciju da bude veoma reaktivna i ako se ne tretira može izazivati ozbiljne korozione probleme tokom transporta kroz konvencionalne cevovode. Pored toga, netretirana desalinizovana voda se ne može direktno koristiti kao izvor pitke vode. Da bi se sprečilo rastvaranje neželjenih supstanci u sistemu cevovoda, da bi se izbegla korozija u sistemu za prenos vode, kao što su cevi i ventili i da se ova voda načini ukusnom, neophodno je da se voda remineralizuje.

Konvencionalni postupci, koji se uglavnom koriste za remineralizaciju vode su rastvaranje krečnjaka pomoću ugljen-dioksida i filtriranje kroz kolonu sa krečnjakom. Drugi, manje uobičajeni postupci remineralizacije su, npr., dodavanje hidratisanog krečnjaka i natrijum-karbonata, dodavanje kalcijum-sulfata i natrijum-bikarbonata, ili dodavanje kalcijum-hlorida i natrijum-bikarbonata.

Postupak sa krečnjakom se sastoji od tretmana rastvora krečnjaka sa vodom zakišeljenom sa C02, pri čemu se odigrava sledeća reakcija:

Kao što se može videti iz gornje stehiometrijske jednačine, za remineralizaciju su potrebna dva ekvivalenta C02da se konvertuje jedan ekvivalent Ca(OH)2u Ca<2+>i bikarbonatni anjon. Ovaj postupak zavisi od dodavanja dva ekvivalenta C02, da bi se joni alkalnog hidroksida preveli u puferujuće vrsteHCO~3. Za remineralizaciju vode priprema se zasićeni rastvor kalcijum-hidroksida, koji se obično naziva krečna voda, sa 0,1 - 0,2 mas%, računato na ukupnu masu, iz krečnog mleka (obično najviše 5 mas%). Prema tome, saturator za dobijanje krečne vode iz njega, mora da koristi velike zapremine krečne vode, da bi se dostigao ciljani nivo remineralizacije. Sledeći nedostatak ovog postupka je u tome, što je hidratisani krečnjak korozivan, pa zahteva odgvovarajuće rukovanje i specifičnu opremu. Pored toga, nedovoljno kontrolisano dodavanje hidratisanog krečnjaka u meku vodu može da dovede do neželjenih pomeranja vrednosti pH, zbog odsustva puferujućih svojstava krečnjaka.

Postupak filtriranja kroz kolonu sa krečnjakom sadrži korak propuštanja meke vode kroz kolonu izmrvljenog krečnjaka, koja rastvara kalcijum-karbonat u vodi koja protiče kroz kolonu. Dovođenje u kontakt krečnjaka sa vodom zakišeljenom sa C02, je u skladu sa:

Za razliku od postupka sa krečnjakom, za remineralizaciju je stehiometrijski neophodno prevesti jedan ekvivalent CaC03u Ca<2+>i bikarbonat. Pored toga, krečnjak nije korozivan, a zahvaljujući puferskim svojstvima CaC03sprečene su velike promene pH.

Jedna dodatna prednost upotrebe kalcijum karbonata u poređenju sa krečnjakom je njegov veoma mali otisak ugljen dioksida. U cilju proizvodnje jedne tone kalcijum karbonata emituje se 75 kg C02, dok se 750 kg C02emituje za proizvodnju jedne tone krečnjaka. Prema tome, upotreba kalcijum karbonata umesto krečnjaka predstavlja izvesne koristi za životnu sredinu.

Brzina rastvaranja izmrvljenog kalcijum-karbonata je međutim mala, pa su potrebni veliki filtri za ovaj postupak. Ovo indukuje pozamašne dimenzije ovih filtera, i neophodne su velike površine postrojenja za smeštaj sistema za filtriranje kroz kolonu od krečnjaka.

Postupci za remineralizaciju vode koji koriste krečno mleko ili suspenziju krečnjaka, opisani su u patentima US 7,374,694 i EP 0 520826. U patentu US 5,914,046 opisan je postupak za snižavanje kiselosti u fluidu za pražnjenje, koji koristi pulsnu kolonu sa krečnjakom.

Dakle, uzimajući u razmatranje nedostatke poznatih postupaka za remineralizaciju vode, predmet ovog pronalaska je davanje jednog alternativnog ili poboljšanog postupka za remineralizaciju vode.

Sledeći predmet ovog pronalaska je davanje postupka za remineralizaciju vode koji ne zahteva neko korozivno jedinjenje, pa se na taj način izbegava opasnost od zakrečavanja, eliminiše potreba za opremom koja je otporna na koroziju i pruža se sigurna sredina za ljude koji rade u fabrici. Takođe, bilo bi poželjno da se da jedan postupak koji je prihvatljiv za čovekovu okolinu, a zahteva male količine ugljen-dioksida, u poređenju sa današnjim postupcima remineralizacije vode pomoću krečnjaka.

Sledeći predmet ovog pronalaska je davanje jednog postupka za remineralizaciju vode, u kome se količina minerala može podešavati na potrebne vrednosti.

Sledeći predmet ovog pronalaska je davanje jednog postupka za remineralizaciju u kome se koristi krečnjak, a koji dopušta upotrebu manjih zapremina jedinjenja za remineralizaciju, na primer, u poređenju sa postupkom sa krečnjakom. Takođe, bilo bi poželjno da se pruži jedan postupak koji može da se obavlja u manjim fabričkim postrojenjima, nego u postupku filtriranja kroz kolonu sa krečnjakom.

lako prijavilac zna kao rešenje objavljenu evropsku patentnu prijavu broj EP241817 koja opisuje postupak za remineralizaciju desalinizovane i slatke vode injektiranjem suspenzije mikronizovanog kalcijum karbonata, sve prethodno izneto i drugi aspekti,

su rešeni pružanjem jednog postupka prema patentnom zahtevu 1 za remineralizaciju vode koji sadrži korake: (a) dovođenja vode za napajanje, (b) obezbeđivanja vodenog rastvora kalcijum karbonata, pri čemu rastvor kalcijum karbonata sadrži rastvoreni kalcijum karbonat i njegove reaktivne vrste i (c) kombinovanja vode za napajanje iz koraka (a) i vodenog rastvora kalcijum karbonata iz koraka (b).

U skladu sa sledećim aspektom ovog pronalaska, daje se upotreba vodenog rastvora kalcijum karbonata koji sadrži rastvoreni kalcijum karbonat i njegove reaktivne vrste za remineralizaciju vode.

Prednosti realizacija ovog pronalaska su deinisane u odgovarajućim sub-patentnim zahtevima.

Prema pronalasku koncentracija kalcijum karbonata u rastvoru je od 0.1 do 1 g/L, poželjno od 0.3 do 0.8 g/L, i poželjnije od 0.5 do 0.7 g/L, na bazi ukupne težine rastvora.

Prema pronalasku kalcijum karbonat korišćen za pripremu vodenog rastvora kalcijum karbonata u koraku b) ima srednju veličinu česticad50od 0.1 do 100 pm, poželjno od 0.5 do 50 pm, od 1 do 15 pm, od 2 do 10 pm, najpoželjnije 3 do 5 pm, ili kalcijum karbonat ima srednju veličinu česticadsood 1 do 50 pm, od 2 do 20 pm, poželjno od 5 do 15 pm, i najpoželjnije od 8 do 12 pm. Čestice kalcijum karbonata mogu biti dobijene pomoću tehnika na bazi frikcije, npr., mlevenja ili drobljenja pod vlažnim ili suvim uslovima. Međutim, takođe je moguće proizvoditi čestice kalcijum karbonata pomoću bilo kog drugog pogodnog postupka, npr., putem taloženja, brze ekspanzije superkritičnih rastvora, sušenja raspršivanjem, klasifikacijom ili frakcionisanjem prirodnih peskova ili muljeva, filtracije vode, sol-gel postupaka, sprej reakcione sinteze, sinteze na plamenu ili tečne penaste sinteze.

Prema predmetnom pronalasku vodeni rastvor kalcijum karbonata iz koraka b) pripremljen je pomoću jednog od sledećih koraka:

A) pripreme vodene suspenzije kalcijum karbonata u prvom koraku, i uvođenja jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodenu suspenziju kalcijum karbonata u drugom koraku, ili B) uvođenja u prvi korak jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodu koja će se koristiti za pripremu rastvora kalcijum karbonata, i zatim uvođenje kalcijum karbonata, bilo u suvom obliku ili kao suspenzija u drugom koraku u vodu, ili C) uvođenja suspenzije kalcijum karbonata i jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline istovremeno.

Za svrhe predmetnog pronalaska, termin "jedinjenje koje generiše ugljen dioksid" obuhvata gasoviti ugljen dioksid, tečni ugljen dioksid, čvrsti ugljen dioksid, gas koji sadrži ugljen dioksid, tj. smešu od najmanje jednog gasa i ugljen dioksida, kao i jedinjenja koja oslobađaju ugljen dioksid posle termalnog ili hemijskog tretmana. Poželjno jedinjenje koje generiše ugljen dioksid je gasovita smeša ugljen dioksida i drugih gasova kao što je ugljen dioksid koji sadrži dimne gasove ispuštene iz industrijskih procesa kao što su procesi sagorevanja ili procesi kalcinacije ili slično, ili jedinjenje koje generiše ugljen dioksid je gasoviti ugljen dioksid. Kada se koristi gasovita smeša ugljen dioksida i drugih gasova, tada je ugljen dioksid prisutan u opsegu od 8 do oko 99% prema zapremini, i poželjno u opsegu od 10 do 25% pema zapremini, na primer20% prema zapremini.

Kiselina korišćena u predmetnom pronalasku je poželjno kiselina izabrana iz grupe koja se sastoji od sumporne kiseline, hlorovodonične kiseline, sumporasta kiselina, fosforna kiselina i poželjno je sumporna kiselina ili fosforna kiselina.

Prema sledećoj realizaciji kalcijum karbonat ima sadržaj nerastvorljivih supstanci u HCI od 0.02 do 2.5 mas.-%, 0.05 do 1.5 mas.-%, ili 0.1 do 0.6 mas.-% na bazi ukupne težine kalcijum karbonata. Prema sledećoj realizaciji kalcijum karbonat je mleveni kalcijum karbonat, taloženi kalcijum karbonat ili njihove smeše.

Prema jednoj realizaciji rastvor iz koraka b) sadrži dodatne minerale koji sadrže magnezijum, kalijum ili natrijum, poželjno magnezijum karbonat, kalcijum magnezijum karbonat, npr. dolomitski krečnjak, krečnjački dolomit ili polu-žareni dolomit, magnezijum oksid kao što je žareni dolomit, magnezijum sulfat, kalijum hidrogen karbonat ili natrijum hidrogen karbonat.

Prema sledećoj realizaciji rastvor iz koraka b) je sveže pripremljen pre upotrebe u koraku b). Prema sledećoj realizaciji vremenski period između pripreme rastvora iz koraka b) i kombinovanja vode za napajanje iz koraka a) i rastvora iz koraka b) u koraku c) je manji od 48 časova, manji od 24 časa, manji od 12 časova, manji od 5 časova, manji od 2 časa ili manji od 1 časa. Prema sledećoj realizaciji rastvor iz koraka b) ispunjava mikrobiološke kriterijume kvaliteta naznačene nacionalnim vodičima za pijaću vodu.

Prema jednoj realizaciji dobijena remineralizovana voda ima koncentraciju kalcijuma kao kalcijum karbonat od 15 do 200 mg/L, poželjno od 30 do 150 mg/L, i najpoželjnije od 100 do 125 mg/L, ili od 15 do 100 mg/L, poželjno od 20 do 80 mg/L, i najpoželjnije od 40 do 60 mg/L.

Prema sledećoj realizaciji dobijena remineralizovana voda ima koncentraciju magnezijuma od 5 do 25 mg/ L, poželjno od 5 do 15 mg/ L, i najpoželjnije od 8 do 12 mg/1 L. Prema sledećoj realizaciji remineralizovana voda ima vrednost turbiditeta nižu od 5.0 NTU, nižu od 1.0 NTU, nižu od 0.5 NTU ili nižu od 0.3 NTU. Prema sledećoj realizaciji remineralizovana voda ima Langelier-ov indeks zasićenja od -1 do 2, poželjno od -0,5 do 0,5, a najpoželjnije od -0,2 do 0,2. U skladu sa još jednom realizacijom remineralizovana voda ima Silt-ov indeks gustine SDI15ispod 5, poželjno ispod 4, a najpoželjnije ispod 3. U skladu sa još jednom realizacijom remineralizovana voda ima indeks zagušavanja membrane MFI0,45ispod 4, poželjno ispod 2,5, a najpoželjnije ispod 2.

U skladu sa jednom realizacijom, vodu za napajanje predstavlja desalinizovana morska voda, brakična voda ili slani rastvor, tretirana otpadna voda, ili prirodna voda, kao što je podzemna voda, površinska voda ili kišnica.

Prema jednoj realizaciji remineralizovana voda se meša sa vodom za napajanje. Prema sledećoj realizaciji postupak dalje sadrži korak uklanjanja čestica.

Prema jednoj realizaciji postupak dalje sadrži korake (d) merenja vrednosti nekog parametra remineralizovane vode, pri čemu se taj parametar bira iz grupe koju čine alkalinitet, ukupna tvrdoća, provodljivost, koncentracija kalcijuma, pH, koncentracija CO2, ukupna rastvorena supstanca ili turbiditet remineralizovane vode, (e) poređenja vrednosti izmerenog parametra sa unapred određenom vrednošću, i (f) dobijanja količine rastvora kalcijum karbonata, na osnovu razlike između ovako izmerene i unapred određene vrednosti tog parametra. Prema sledećoj realizaciji unapred određena vrednost parametra je pH vrednost, pri čemu je pH vrednost od 5.5 do 9, poželjno od 7 do 8.5.

Prema jednoj realizaciji mikronizovani kalcijum karbonat se koristi za remineralizaciju vode, pri čemu je remineralizovana voda izabrana od vode za piće, rekreacione vode kao što je voda za bazene, industrijska voda za procesne primene, voda za navodnjavanje ili voda za akvifer ili dopunjavanje bunara.

"Rastvoreni kalcijum karbonat i reakcione vrste" u značenju predmetnog pronalaska razume se da obuhvata sledeće supstance i jone: kalcijum karbonat (CaC03), kalcijumove jone (Ca<2+>), bikarbonatne jone (HCO3"), karbonatne jone (CO3<2>"), ugljenu kiselinu (H2CO3) kao i rastvoreni CO2, u zavisnosti od količine CO2rastvorenog pri ravnotežnim uslovima.

Termin "alkalinitet (TAC)", kako se koristi u ovom pronalasku, predstavlja neko svojstvo rastvora da neutrališe kiseline do tačke ekvivalentnosti karbonata ili bikarbonata. Ova alkalinitet je jednaka stehiometrijskom zbiru baza u rastvoru, a prikazuje se u mg/L i iskazuje kao CaC03. Ova alkalinitet se može meriti pomoću titratora.

Za potrebe ovog pronalaska, termin "koncentracija kalcijuma" se odnosi na ukupan sadržaj kalcijuma u rastvoru, prikazuje se u mg/L, a iskazuje kao Ca<2+>ili kao CaC03. Ova koncentracija se može meriti pomoću titratora.

"Provodljivost", u značenju iz ovog pronalaska, koristi se kao indikator na osnovu koga se zaključuje koliko su u vodi otsutne soli, otsutni joni ili otsutne nečistoće; ukoliko je voda čistija, provodljivost je niža. Provodljivost se može meriti pomoću konduktometra, a prikazuje se u pS/m.

"Mleveni kalcijum-karbonat (GCC)", u značenju iz ovog pronalaska, predstavlja kalcijum-karbonat koji je dobijen iz prirodnih izvora, uključujući mermer, kredu, krečnjak ili dolomit.Kalcit je karbonatni mineral i najstabilniji polimorf kalcijum karbonata. Drugi polimorfi kalcijum karbonata su minerali aragonit i vaterit. Aragonit će se promeniti u kalcit na 380-470°C, a vaterit je čak manje stabilan. Mleveni kalcijum karbonat obrađen kroz neki tretman, kao što je mlevenje, sejanje i/ili frakcionisanje suvim i/ili vlažnim putem, na primer, pomoću ciklona. Stručnjaku iz date oblasti tehnike je poznato da površinski kalcijum karbonat može inherentno da sadrži definisanu koncentraciju magnezijuma, kao što je slučaj za dolomitski krečnjak

Termin "Langelier-ov indeks zasićenja (LSI)" u ovom pronalasku se koristi za opisivanje tendencije neke vodene tečnosti da formira kamenac ili da je korozivna, pri čemu pozitivna vrednost LSI ukazuje na tendenciju formiranja kamenca, a negativna LSI vrednost ukazuje na korozivni karakter. Prema tome, uravnotežen Langelier-ov indeks zasićenja, tj. LSI=0, označava da je posmatrana vodena tečnost hemijski uravnotežena. Ovaj LSI se izračunava kao što sledi:

gde pH predstavlja stvarnu vrednost pH te vodene tečnosti, a pHsje vrednost pH te vodene tečnosti zasićene sa CaC03- Ova vrednost pHsse može odrediti kao što sledi: gde A predstavlja indikator brojne vrednosti ukupno rastvorene supstance (URS) u toj vodenoj tečnosti, B predstavlja indikator brojne vrednosti temperature te vodene tečnosti, u K, C predstavlja indikator brojne vrednosti koncentracije kalcijuma u toj vodenoj tečnosti, u mg/mL CaC03, i D predstavlja indikator brojne vrednosti alkaliniteti te vodene tečnosti, u mg/mL CaC03. Ovi parametri od A do D, se određuju korišćenjem sledećih jednačina:

gde URS predstavlja ukupnu rastvorenu supstancu, u mg/mL, T je temperatura u °C, [Ca<2+>] je koncentracija kalcijuma u posmatranoj vodenoj tečnosti, u mg/L CaCC>3, i TAC je alkalinitet tog vodenog rastvora u mg/L CaC03.

Termin "Silt-ov indeks gustine (SDI)", kako se koristi u ovom pronalasku, odnosi se na količinu zrnastog materijala u vodi i u korelaciji je sa tendencijom zagušenja reverzne osmoze ili sistemima za nano-filtriranje. Ovaj SDI se može izračunati, npr., iz brzine zagušavanja membrane filtera od 0,45 pm, kada se kroz njega propušta voda pod konstatnim pritiskom od 208,6 kPa. Vrednost SDh5se izračunava iz brzine zagušavanja membrane filtera od 0,45 pm kada se kroz njega, tokom 15 min, propušta voda pod konstatnim pritiskom od 208,6 kPa. Tipično, spiralno uvijeni sistemi za reverznu osmozu zahtevaju vrednosti STI manje od 5, a sistemi reverzne osmoze sa šupljim vlaknima će zahtevati vrednost STI manju od 3.

Termin "Modifikovani indeks zagušenja (MFI)", kako se koristi u ovom pronalasku, odnosi se na koncentraciju suspendovanog materijala i predstavlja tačniji indeks od SDI za predviđanje tendencije neke vode da zaguši membrane za reverznu osmozu ili za nano-filtriranje. Postupak za određivanje vrednosti MFI može biti isti kao za SDI, izuzev što se zapremina registruje nakon svakih 30 s, tokom perioda filtriranja od 15 min. Ovaj MFI se može dobiti grafički, kao nagib pravolinijskog dela krive kada se u korelaciju stavi W prema V (t, u sekundama, je vreme za koje se sakupi neka zapremina V, u litrima). Vrednost MFI <1 odgovara vrednosti SDI približno <3, i može se smatrati dovoljno niskom za kontrolisanje koloidnog i zrnastog zagušavanja.

U slučaju da se za određivanje MFI koristi membrana za ultra-filtriranje (UF), taj indeks se zove MFI-UF, nasuprot MFI0,45, gde se koristi membrana filtera od 0,45 pm.

Za potrebe ovog pronalaska, termin "mikronizovan" odnosi se na dimenzije čestica u mikrometarskom opsegu, npr., dimenzije čestica od 0,1 do 100 pm. Mikronizovane čestice se mogu dobiti tehnikama koje su zasnovane na trenju, mlevenju ili usitnjavanju, pod vlažnim ili suvim uslovima. Međutim, mikronizovane čestice je moguće dobiti i nekim drugim pogodnim postupkom, npr. taloženjem, brzom ekspanzijom superkritičnih tečnosti, sušenjem pomoću raspršivanja, klasiranjem ili frakcionacijom peskova ili blata, koji se nalaze u prirodi, zatim filtriranjem vode, postupcima sol-gel, sintezom reakcija u spreju, sintezom u plamenu ili sintezom tečnih pena.

Kroz ovaj dokument termin "dimenzija čestice" kalcijum-karbonata se opisuje distribucijom dimenzija čestica. Vrednostdxpredstavlja prečnik u odnosu na koji x mas.% čestica ima prečnike manje oddx.To znači da vrednost d20označava dimenzije čestice, kada 20 mas% od svih čestica ima manji prečnik, a vrednost cfopredstavlja dimenzije čestica, kada 75 mas% od svih čestica ima manju vrednost. Prema tome,đ50je masena medijana dimenzija čestica, tj. 50 mas% svih zrna je veće ili manje od ove dimenzije čestica. Za potrebe ovog pronalaska dimenzije čestica se specificiraju kao masena medijana dimenzija čestica, ukoliko se drugačije ne naglasi. Za određivanje masene medijane dimenzija čestica d50, za čestice koje imaju vrednost d5oveću od 0,5 pm, može se upotrebiti Sedigraph 5100, uređaj kompanije Micrometrics, USA.

"Taloženi kalcijum-karbonat (PCC)", u značenju koje se koristi u ovom pronalasku, predstavlja sintetizovani materijal, koji se obično dobija taloženjem, nakon reakcije ugljen-dioksida i krečnjaka u nekoj vodenoj sredini, ili taloženjem nekog izvora kalcijuma i karbonata u vodi, ili taloženjem jona kalcijuma i karbonata, na primer, iz rastvora CaCI2i Na2C03. Taloženi kalcijum karbonat postoji u tri primarna kristalna oblika: kalcit, aragonit i vaterit, i postoje mnogi različiti polimorfi (kristalnog izgleda) za svaki od ovih kristalnih oblika. Kalcit ima trigonalnu strukturu sa tipičnim izgledom kristala kao što je skalenohedralni (S-PCC), rombohedralni (R-PCC), heksagonalni prizmatični, pinakoidalni, koloidni (C-PCC), kubni i prizmatični (P-PCC). Aragonit je ortorombična struktura sa tipičnim izledom kristala udruženih heksagonalnih prizmatičnih kristala, kao i raznovrstan asortiman tankih izduženih prizmatičnih, zakrivljenih lopatica, strmih piramidalnih, kristala u obliku dleta, oblika granatog drveta i korala ili oblika sličnih crvima.

Za svrhe predmetnog pronalaska „suspenzija" sadrži nerastvorljive čvrste supstance i vodu i izborno dodatne aditive i obično sadrži velike količine čvrstih supstanci i, na taj način, je viskoznija i generalno veće gustine od tečnosti od koje je formirana.

Termin "remineralizacija", kako se u ovom pronalasku koristi, odnosi se na obnavljanje sadržaja minerala u vodi koja uopšte ne sadrži minerale ili ih sadrži u nedovoljnoj količini da bi se dobila voda za piće. Remineralizacija se može postići dodavanjem u vodu koja treba da se tretira najmanje kalcijum-karbonatom. Opciono, npr. u zdravstvene svrhe ili za obezbeđivanje odgovarajućeg uzimanja nekih minerala i mikro-elemenata, sa kalcijum-karbonatom se mogu pomešati i druge supstance, pa zatim dodati u vodu tokom postupka remineralizacije. Prema nacionalnim uputstvima za ljudsko zdravlje i kvalitet vode za piće, remineralizovani proizvod može sadržati i dodatne minerale, koji sadrže magnezijum, kalijum ili natrijum, npr. magnezijum-karbonat, magnezijum-sulfat, kalijum-hidrogenkarbonat, natrijum-hidrogenkarbonat ili druge minerale, koji sadrže mikroelemente.

Za svrhe ovog pronalaska, rastvor kalcijum karbonata označava bistar rastvor kalcijum karbonata u rastvaraču, gde je sav ili skoro sav CaC03rastvoren u rastvaraču tako da se formira vizuelno bistar rastvor. Rastvarač je poželjno voda.

Termin "Ukupno rastvorene supstance (URS)", kako se koristi se u ovom pronalasku, predstavlja meru kombinovanih sadržaja svih neorganskih i organskih supstanci sadržanih u nekoj tečnosti, u molekularnom, jonskom ili mikrogranularnom suspendovanom obliku (koloidni sol). Obično, ova funkcionalna definicija predpostavlja da čvrsta supstanca mora biti dovoljno malih dimenzija da, prilikom filtriranja, može proći kroz sito koje ima veličinu otvora 2 pm. Ukupne rastvorene supstance se mogu proceniti pomoću merenja provodIjivosti i prikazuju se u mg/L.

Turbiditet, u značenju koje se koristi u ovom pronalasku, opisuje zamućenost ili mutnoću fluida, koja je izazvana prisustvom pojedinačnih čestica (suspendovana čvrsta supstanca), koje su obično nevidljive golim okom. Merenje turbiditeta je ključni test kvaliteta vode i može se obaviti pomoću nefelometra. Jedinice turbiditeta iz kalibrisanog nefelometra, koje se koriste u ovom pronalasku, prikazuju se kao jedinice turbiditeta nefelometra (NTU).

Postupak iz ovog pronalaska za remineralizaciju vode sadrži korake: (a) dovođenja vode za napajanje, (b) obezbeđivanja vodenog rastvora kalcijum karbonata, pri čemu rastvor kalcijum karbonata sadrži rastvoreni kalcijum karbonat i njegove reaktivne vrste i (c) kombinovanja vode za napajanje iz koraka (a) i vodenog rastvora kalcijum karbonata iz koraka (b).

Voda za napajanje, koja se može upotrebiti u postupku iz ovog pronalaska, može da potiče iz raznih izvora. Poželjno je da ova voda za napajanje, koja se tretira u postupku iz ovog pronalaska, bude desalinizovana morska voda, nepitka voda ili neki rastvor soli, tretirana otpadna voda ili neka prirodna voda, kao što su izvorska voda, površinska voda ili kišnica.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, ova voda za napajanje može biti prethodno tretirana. Prethodni tretman može biti neophodan, npr. u slučaju kada se voda za napajanje dobija iz površinske vode, izvorske vode ili kišnice. Na primer, da bi se udovoljilo preporukama za pijacu vodu, ova voda treba da se tretira upotrebom nekih hemijskih i fizičkih tehnika da bi se uklonili polutanti, kao što su organske supstance i nepoželjni minerali. Na primer, kao prvi korak u prethodnom tretmanu može se koristiti ozonizacija, posle koje, kao drugi korak u tretmanu, sledi koagulacija, flokulacija ili dekantacija. Na primer, kao agensi za flokulaciju mogu da se koriste soli gvožđa(lll), kao što su FeCIS04ili FeCI3, ili soli aluminijuma, kao što su AICI3, AI2(SC>4)3ili polialuminijum. Materijali za flokulaciju se mogu ukloniti iz vode za napajanje, npr. uz pomoć filtera od peska ili višeslojnih filtera. Dodatno prečišćavanje vode, koje se može koristiti u prethodnom tretmanu vode za napajanje, opisano je npr. u patentima EP 1 975 310, EP 1 982 759, EP 1,974 807 ili EP 1 974 806.

U skladu sa sledećom egzemplarnom realizacijom ovog pronalaska, morska voda ili nepitka voda se prvo ispumpa iz mora, uzimanjem na otvorenom okeanu, ili se uzima ispod površine zemlje, npr., iz bunara, a zatim se podvrgava fizičkim prethodnim tretmanima, kao što su ceđenje, sedimentacija ili uklanjanje peska. Zavisno od zahtevanog kvaliteta vode, mogu biti neophodni i dodatni koraci u prethodnom tretmanu, kao što su koagulacija i flokulacija, da bi se smanjio potencijal za zagušenje membrana. Prethodno tretirana morska voda ili nepitka voda može se zatim destilovati ili filtrirati kroz membrane, npr., ultra-filtriranjem ili reverznom osmozom, da se uklone zaostale čestice ili rastvorene supstance.

Vodeni rastvor kalcijum karbonata iz koraka b) je poželjno pripremljen pomoću jednog od sledećih koraka: A) pripreme vodene suspenzije kalcijum karbonata u prvom koraku, i uvođenja jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodenu suspenziju kalcijum karbonata u drugom koraku, ili B) uvođenja u prvi korak jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodu koja će se koristiti za pripremu rastvora kalcijum karbonata, i zatim uvođenje kalcijum karbonata, bilo u suvom obliku ili kao suspenzija u drugom koraku u vodu, ili C) uvođenja suspenzije kalcijum karbonata i jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline istovremeno.

Jedinjenje koje generiše ugljen dioksid je izabrano od gasovitog ugljen dioksida, tečnog ugljen dioksida, čvrstog ugljen dioksida, gasa koji sadrži ugljen dioksid, i poželjno jedinjenje koje generiše ugljen dioksid je gasovita smeša ugljen dioksida i drugih gasova kao što su izduvni gasovi koji sadrže ugljen dioksid koji se ispuštaju iz industrijskih procesa kao što su procesi sagorevanja ili procesi kalcinacije ili slično, ili jedinjenje koje generiše ugljen dioksid je gasoviti ugljen dioksid. Kada se koristi gasovita smeša ugljen dioksida i drugih gasova, tada je ugljen dioksid prisutan u opsegu od 8 do oko 99% prema zapremini, i poželjno u opsegu od 10 do 25% pema zapremini, na primer 20% prema zapremini.

Gasoviti ugljen-dioksid se može uzimati iz nekog rezervoara za skladištenje, u kome se drži u tečnom stanju. Zavisno od brzine potrošnje ugljen-dioksida i okoline, mogu se koristiti kriogeni ili konvencionalno izolovani rezervoari. Konverzija tečnog ugljen-dioksida u gasoviti ugljen-dioksid se može obaviti korišćenjem nekog isparivača, koji se greje vazduhom, ili nekog sistema za isparavanje na bazi električnog zagrevanja ili isparavanja. Ukoliko je potrebno, pritisak gasovitog ugljen-dioksida se može smanjiti pre koraka injektiranja, npr. korišćenjem pogodnog ventila za redukovanje pritiska.

Gasoviti ugljen-dioksid se može injektirati kontrolisanom brzinom u mlaz vode za napajanje, kojom prilikom se formira disperzija mehurića ugljen-dioksida u ovom mlazu, i tako se omogućava da se ovi mehurići u njemu rastvore. Na primer, rastvaranje ugljen-dioksida u vodi za napajanje se može olakšati ako se obezbedi da mlaz vode za napajanje ima brzinu protoka od 40-60 mg/L, zatim zavisno od polazne koncentracije CO2u permeatu/destilatu, od konačne, ciljane vrednosti pH (višak CO2) i konačne, ciljane vrednosti koncentracije kalcijuma (dodati CaCOa).

U skladu sa jednom egzemplarnom realizacijom, ugljen-dioksid se uvodi u vodu korišćenu za pripremu rastvora u delu gde je turbulentno strujanje vode, pri čemu se turbulencija može izazvati, npr. nekom preprekom u cevovodu, kao na primer, ugljen-dioksid se može uvoditi u grlo venturijeve cevi, postavljene u cevovodu. Suženje površine poprečnog preseka cevovoda na grlu venturijeve cevi izaziva turbulentno strujanje dovoljne energije da razbije ugljen-dioksid u relativno male mehuriće, a na taj način se olakšava rastvaranje. U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, rastvaranje ugljen-dioksida u vodi korišćenoj za pripremu rastvora kalcijum karbonata olakšava se pomoću statičkog miksera.

Ventil za kontrolu protoka, ili neko drugo sredstvo, može se upotrebiti za kontrolisanje brzine protoka ugljen-dioksida u vodu korišćenu za pripremu rastvora kalcijum karbonata. Na primer, blok za doziranje CO2i uređaj za merenje CO2u cevovodu, mogu se koristiti za kontrolu brzine protoka C02. U skladu sa jednom egzemplarnom realizacijom ovog pronalaska, C02se injektira kombinovanim korišćenjem sklopa za doziranje CO2, statičkog miksera i mernog uređaja za CO2unutar cevovoda.

Ugljen-dioksid zakišeljava vodu za napajanje formiranjem ugljene kiseline. Količina ugljen-dioksida, koja se injektira u vodu za napajanje, će zavisiti od količine ugljen-dioksida koja je već prisutna u vodi za napajanje. Nasuprot tome, količina ugljen-dioksida već prisutnog u vodi za napajanje, će zavisiti od, npr., prethodnog tretmana vode za napajanje. Na primer, voda za napajanje koja je desalinizovana brzim isparavanjem, sadržaće neku količinu ugljen-dioksida, a time i drugo pH, nego voda za napajanje koja je desalinizovana reverznom osmozom. Na primer, voda za napajanje koja je desalinizovana reverznom osmozom, može imati pH od oko 5,3 i količinu C02od oko 1.5 mg/l.

Remineralizovanje vode za napajanje može se izazvati injektiranjem rastvora kalcijum karbonata koji sadrži rastvoreni kalcijum karbonat i njegove reakcione vrste u vodu za napajanje.

Rastvor kalcijum karbonata koji se injektira u vodu za napajanje, sadrži rastvoreni kalcijum karbonat. U skladu sa jednom realizacijom, koncentracija kalcijum-karbonata u rastvoru je od 15 do 200 mg/L, poželjno od 30 do 150 mg/L, i najpoželjnije od 100 do 125 mg/L, ili od 15 do 100 mg/L, poželjno od 20 do 80 mg/L, i najpoželjnije od 40 do 60 mg/L.

Kalcijum karbonat korišćen za pripremu vodenog rastvora kalcijum karbonata iz koraka b) poseduje srednju veličinu čestica đ50u mikrometarskom opsegu. Prema jednoj realizaciji, mikronizovani kalcijum ima srednju veličinu čestica cfeood 0.1 do 100 pm, od 0.5 do 50 pm, od 1 do 15 pm, poželjno od 2 do 10 pm, najpoželjnije od 3 do 5 pm, ili kalcijum karbonat ima srednju veličinu čestica đ50od 1 do 50 pm, od 2 do 20 pm, poželjno od 5 do 15 pm, i najpoželjnije od 8 do 12 pm.

Primeri pogodnih kalcijum-karbonata su mleveni kalcijum-karbonat, taloženi klacijum-karbonat, ili njihove smeše. Prirodni mleveni kalcijum-karbonat (GCC) može da potiče, npr. od jednog ili više mermera, krečnjaka, krede i/ili dolomita. Taloženi kalcijum-karbonat (PCC) može da potiče, npr., iz jedne ili više aragonitnih, vateritičnih i/ili kalcitnih mineraloških kristalnih oblika. Aragonit je obično u igličastom obliku, dok veterit pripada heksagonalnom kristalnom sistemu. Kalcit može da formira skalenoedre, prizme, sferne i romboedarske oblike.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, kalcijum-karbonat je mleveni kalcijum-karbonat (GCC). U skladu sa poželjnom realizacijom, kalcijum-karbonat je mleveni kalcijum-karbonat, koji ima veličinu čestica od 3 do 5 pm.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, kalcijum-karbonat sadrži nerastvorljivi ostatak u HCI koji iznosi od 0,02 do 2,5 mas%, 0,05 do 1,5 mas% ili 0,1 do 0,6 mas%, računato na ukupnu masu kalcijum-karbonata. Poželjno je da nerastvorljivi ostatak u HCI u kalcijum-karbonatu ne prevazilazi 0,6 mas%, računato na ukupnu masu kalcijum-karbonata. Nerastvorljivi ostatak u HCI može sadržati, npr. minerale, kao što su kvare, silikati ili liskun.

Pored kalcijum-karbonata, rastvor kalcijum karbonata može sadržati i druge mikronizovane minerale. U skladu sa jednom realizacijom, rastvor kalcijum karbonata može sadržati mikronizovani magnezijum-karbonat, kalcijum magnezijum karbonat, npr. dolomitski krečnjak, krečnjački dolomit, dolomitili polu-žareni dolomit; magnezijum oksid kao što je žareni dolomit, magnezijum sulfat, kalijum hidrogen karbonat, natrijum hidrogen karbonat ili druge minerale koji sadrže esencijalne mikroelemente.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, rastvor kalcijum karbonata je sveže pripremljen pre nego što se kombinuje sa vodom za napajanje. Pripremanje rastvora kalcijum karbonata na licu mesta može biti i poželjno. Razlog je taj što ako rastvor kalcijum karbonata nije pripremljen na mestu i/ili sveže pripremljen tada dodavanje dodatnih agenasa, kao što su stabilizatori ili biocidi, u rastvor kalcijum karbonata može biti potrebno zbog razloga stabilizacije. Međutim, takvi agensi mogu biti neželjena jedinjenja u remineralizovanoj vodi, npr., zbog razloga toksičnosti ili mogu da inhibiraju formiranje slobodno dostupnih jona Ca<2+.>U skladu sa jednom poželjnom realizacijom ovog pronalaska, period vremena između pripreme rastvora kalcijum karbonata i injektiranja rastvora kalcijum karbonata dovoljno je kratak da se izbegne rast bakterija u rastvoru kalcijum karbonata. U skladu sa jednom egzemplarnom realizacijom, vremenski period između pripremanja rastvora kalcijum karbonata i injektiranja rastvora kalcijum karbonata je manji od 48 h, manji od 24 h, manji od 12 h, manji od 5 h, manji od 2 h ili manji od 1 h. U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, injektirani rastvor ispunjava zahteve mikrobiološkog kvaliteta naznačene nacionalnim uputstvima za pijacu vodu.

Rastvor kalcijum karbonata se može pripremati, na primer, korišćenjem nekog miksera, kao što je mehanička mešalica za rastvore ili specifičan uređaj za mešanje praha-tečnosti u slučaju koncentrovanijih rastvora kalcijum karbonata ili reaktor sa petljom. U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, rastvor kalcijum karbonata se priprema korišćenjem mašine za mešanje, koja omogućava istovremeno mešanje i doziranje rastvora kalcijum karbonata.

Voda, koja se koristi za pripremanje rastvora može biti, npr. destilovana voda, voda za napajanje ili industrijska voda. U skladu sa jednom poželjnom realizacijom ovog pronalaska, voda koja se koristi za pripremanje rastvora je voda za napajanje, npr. permeat ili destilat koji se dobija prilikom postupka desalinizacije. U skladu sa jednom egzemplarnom realizacijom ovog pronalaska, voda koja se koristi za pripremanje rastvora je zakišeljena sa ugljen-dioksidom. Bez vezivanja za neku teoriju, smatra se da ovakav prethodni tretman sa CO2vode, koja se koristi za pripremanje rastvora, povećava rastvaranje kalcijum-karbonata u vodi, a time smanjuje vreme reakcije.

U skladu sa jednom realizacijom rastvora kalcijum karbonata koja sadrži rastvoreni kalcijum-karbonat, injektira se direktno u mlaz vode za napajanje. Na primer, rastvor kalcijum karbonata se može injektirati kontrolisanom brzinom u mlaz vode za napajanje, uz pomoć neke pumpe, koja je povezana sa sudom za skladištenje rastvora. Poželjno, rastvor kalcijum karbonata može da se injektira u mlaz vode za napajanje brzinom od 1 do 200 litara na svaki kubni metar vode za napajanje, zavisno od koncentracije rastvora i krajnje koncentracije u remineralizovanoj vodi. U skladu sa sledećom realizacijom, rastvor kalcijum karbonata koji sadrži rastvoreni kalcijum karbonat se meša sa vodom za napajanje u reakcionoj komori, npr. upotrebom miksera, kao što je mehanička mešalica. U skladu sa još jednom realizacijom rastvor kalcijum karbonata se injektira u rezervoar koji prima celokupnu količinu vode za napajanje.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, samo deo vode za napajanje se remineralizujeinjektiranjemrastvora kalcijum karbonata, a zatim se remineralizovana voda meša sa netretiranom vodom za napajanje. Opciono, samo deo vode za napajanje se remineralizuje do visoke koncentracije kalcijum-karbonata, u poređenju sa konačnom ciljanom vrednošću, pa se zatim ova remineralizovana voda meša sa netretiranom vodom za napajanje.

U skladu sa sledećom realizacijom, koncentrovani rastvor kalcijum karbonata ili deo koncentrovanog rastvora kalcijum karbonata je filtrian, npr., pomoću ultrafiltracije, da bi se dodatno snizio nivo turbiditeta remineralizovane vode.

Za svrhe predmetnog pronalaska, termin "koncentrovani rastvor kalcijum karbonata" trebalo bi razumeti kao rastvor kalcijum karbonata koji sadrži maksimalnu moguću količinu rastvorenog kalcijum karbonata u odgovarajućem rastvaraču. Ova najveća moguća količina rastvorenog kalcijum karbonata može biti određena pomoću postupaka koji su poznati stručnjaku iz date oblasti tehnike, kao što je merenje provodljivosti ili merenje tvrdoće putem titracije.

Kvalitet remineralizovane vode se može, na primer, testirati preko Langelier-ovog indeksa zasićenja (LSI). U skladu sa jednom realizacijom, remineralizovana voda ima Langelier-ov indeks zasićenja od -1 do 2, poželjno od -0,5 do 0,5, a najpoželjnije od -0,2 do 0,2. U skladu sa sledećom realizacijom, remineralizovana voda ima Silt-ov indeks gustine SD15ispod 5, poželjno ispod 4, a najpoželjnije ispod 3. U skladu sa još jednom realizacijom, reminealizovana voda ima indeks zagušavanjamebrane MFI0,45ispod 4, poželjno ispod 2,5, a najpoželjnije ispod 2. Ocena se može obaviti i, npr., kontinualnim merenjem pH tretirane vode za napajanje. Zavisno od sistema za remineralizaciju, vrednost pH tretirane vode može se meriti, npr. u mlazu tretirane vode, u reakcionoj komori u kojoj se mešaju rastvor kalcijum karbonata i voda za napajanje, ili u rezervoaru za skladištenje remineralizovane vode. U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, pH se meri posle 30 min, 20 min, 10, min, 5 min ili 2 min nakon koraka remineralizacije. Merenje vrednosti pH se može obaviti na sobnoj temperaturi, tj. na oko 20°C.

U skladu sa jednom egzemplarnom realizacijom ovog pronalaska, količina injektiranog rastvora kalcijum karbonata se kontroliše detektovanjem vrednosti pH tretirane vode za napajanje. Altenativno ili dodatno, količina injektiranog rastvora kalcijum karbonata se kontroliše detektovanjem parametara, kao što su alkalinitet, ukupna tvrdoća, provodljivost, koncentracija kalcijuma, koncentracija C02, ukupna rastvorena čvrsta susptanca ili turbiditet. U skladu sa jednom realizacijom, postupak iz ovog pronalaska sadrži još i korake: (d) merenja vrednosti nekog parametra remineralizovane vode, pri čemu se taj parametar bira iz grupe koju čine alkalinitet, ukupna tvrdoća, provodljivost, koncentracija kalcijuma, pH, koncentracija C02, ukupna rastvorena supstanca ili turbiditet remineralizovane vode, (e) poređenja vrednosti izmerenog parametra sa unapred određenom vrednošću, i (f) dobijanja količine injektiranog rastvora kalcijum karbonata, na osnovu razlike između ovako izmerene i unapred određene vrednosti tog parametra.

U skladu sa jednom realizacijom, unapred određena vrednost parametra je vrednost pH, pri čemu je vrednost pH od 5,5 do 9, poželjno od 7 do 8,5.

Slika 1 prikazuje shemu aparata koji se može koristiti za obavljanje postupka iz ovog pronalaska. U ovoj realizaciji, voda za napajanje protiče iz rezervoara (1) u cevovod (2). Dodatni cevovod (12) je postavljen između rezervoara (1) i cisterne (9) za skladištenje. Cevovod (12) ima dovod gasa (5) preko koga ugljen dioksid iz izvora

(4) ugljen dioksida može biti injektiran u vodu za napajanje da bi se u prvom koraku pripremila voda zakišeljena sa C02. Mikser (8) je povezan sa cevovodom (12) nishodno od rezervoara (1). U mikseru (8), rastvor kalcijum karbonata je pripremljen na mestu mešanjem vode koja je dobijena iz rezervoara (1) preko cevovoda (12) i kalcijum karbonata dobijenog iz kontejnera (7) za skladištenje. Cisterna (9) za skladištenje može biti u vezi sa cevovodom (12). Kada je prisutna, ona je obezbeđena posle miksera (8) u cilju skladištenja rastvora kalcijum karbonata pre njegovog uvođenja u struju vode za napajanje. Dovod (10) se nalazi nishodno od rezervoara (1) u cevovodu (2) preko koga je rastvor kalcijum karbonata koji sadrži rastvoreni kalcijum karbonat koji dolazi iz miskera (8) injektiran u struju vode za napajanje preko cisterne (9) za skladištenje, kada je prisutna. pH remineralizovane vode može biti merena nishodno od dovoda (10) za suspenziju na mestu (11) za uzimanje uzorka. Prema jednoj realizaciji brzina protoka vode za napajanje je 20000 i 500000m<3>na dan.

SI. 2 prikazuje drugu realizaciju predmetnog pronalaska. U ovoj realizaciji, vodena suspenzija kalcijum karbonata je pripremljena u prvom koraku uvođenjem kalcijum karbonata dobijenog iz kontejnera (7) za skladištenje u vodu za napajanje koja je dobijena iz rezervoara (1) i protiče kroz cevovod (12). U drugom koraku, ugljen dioksid iz izvora (4) ugljen dioksida se kombinuje sa vodom iz cevovoda (12) koja već sadrži suspenziju kalcijum karbonata u mikseru (8). Zatim, voda koja sadrži suspenziju kalcijum karbonata i ugljen dioksid su mešani u cilju dobijanja rastvora kalcijum karbonata koji sadrži rastvoreni kalcijum karbonat. Kroz dovod (10) koji se nalazi u cevovodu (2) nishodno od rezervoara (1), rastvor kalcijum karbonata koji sadrži rastvoreni kalcijum karbonat koji dolazi iz miksera (8) je zatim injektiran u struju vode za napajanje. pH remineralizovane vode može biti merena nishodno od dovoda (10) suspenzije na mestu (11) za uzimanje uzorka. Prema jednoj realizaciji stopa protoka vode za napajanje je 20 000 i 500 000 m<3>na dan.

Zabeleženo je da rezervoar (9) za skladišenje je izborna karakteristika za izvođenje postupka prema predmetnom pronalasku. Drugim rečima, rezervoar (9) za skladištenje nije bio prisutan u realizacijama prema predmetnom pronalasku. U ovom slučaju, rastvor kalcijum karbonata je direktno injektiran iz miksera (8) u struju vode za napajanje cevovoda (2) kroz dovod (10).

Postupak iz ovog pronalaska se može upotrebiti za proizvodnju pijaće vode, rekreacione vode, kao što je voda za punjenje bazena za plivanje, industrijske vode za primenu u raznim postupcima, irigacione vode, ili vode za navodnjavanje, i vode za punjenje bunara ili podzemnih depoa vode.

U skladu sa jednom realizacijom, koncentracije ugljen-dioksida i kalcijum-karbonata u remineralizovanoj vodi udovoljavaju propisane vrednosti za kvalitet vode za piće, koje postavljaju odgovarajuća nacionalna tela. U skladu sa jednom realizacijom, remineralizovana voda dobijena u pronađenom postupku ima koncentraciju kalcijuma, od 15 do 200 mg/L kao CaC03, poželjno od 30 do 150 mg/L i najpoželjnije od 40 do 60 mg/L, ili poželjno od 50 do 150 mg/l kao CaC03, i najpoželjnije od 100 do 125 mg/l kao CaC03. U slučaju kada rastvor sadrži još i soli magnezijuma, kao što su magnezijum-karbonat ili magnezijum-sulfat, remineralizovana voda dobijena postupkom iz ovog pronalaska, može imati koncentraciju magnezijuma od 5 do 25 mg/L, poželjno od 5 do 15 mg/L, a najpoželjnije od 8 do 12 mg/L.

U skladu sa jednom realizacijom postupka iz ovog pronalaska, remineralizovana voda ima turbiditet niži od 5,0 NTU, niži od 1,0 NTU, niži od 0,5 NTU ili niži od 0,3

NTU.

U skladu sa jednom egzemplarnom realizacijom ovog pronalaska, remineralizovana voda ima vrednost LSI od -0,2 do +0,2, koncentraciju kalcijuma od 15 do 200 mg/L, koncentraciju magnezijuma od 5 do 25 mg/L, alkalinitet, iskazan kao CaC03, između 100 i 200 mg/L, pH između 7 i 8,5 i turbiditet niži od 0,5 NTU.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, korak uklanjanja čestica se obavlja posle minerealizacije, tj. da se snizi nivo turbiditeta remineralizovane vode. U skladu sa jednom realizacijom, obavlja se i korak sedimentacije. Na primer, voda za napajanje i/ili remineralizovana voda se mogu odvesti u taložnik ili neku cisternu za skladištenje da bi se dodatno snizio nivo turbiditeta vode. U skladu sa sledećom realizacijom, čestice se mogu ukloniti dekantovanjem. Alternativno, bar deo vode za napajanje i/ili remineralizovane vode se može filtrirati, npr. ultra-filtriranjem, da se dodatno snizi turbiditet vode.

Primeri

Primeri koji slede prikazuju pripremu različitih rastvora kalcijum karbonata u različitim koncentracijama, koji su pripremljeni od opsega proizvoda kalcijum karbonata prema njihovim fizičkim i hemijskim osobinama, npr., karbonatnim stenama, srednjoj veličini čestica, sadržaju nerastvorljivih supstanci i tako dalje.

Sledeća Tabela 1 sumira različite proizvode kalcijum karbonata korišćene u toku testova remineralizacije

A. Laboratorijski eksperimenti:

Tri uzorka su testirana za ovu studiju, uzorak A je krečnjački kalcijum karbonat iz Francuske i uzorci B i C su kalcijum karbonat od mermera dopremljen iz iste fabrike u Australiji, ali sa različitom težinskom srednjom veličinom čestica.

Tabela 2 rezimira različite proizvode korišćene u toku testova remineralizacije izvedenih u laboratorijskim razmerama

Voda korišćena za ove testove remineralizacije je bila voda koja je dobijena pomoću reverzne osmoze (RO) i koja ima sledeći prosečan kvalitet:

Korišćeni ugljen dioksid je komercijalno dostupan kao "Kohlendioxid 3.0" iz PanGas AG, Dagmersellen, Svvitzerland. Čistoća je > 99.9 zapr.-%.

A.1 Maksimalna koncentracija rastvorenog kalcijum karbonata u rastvoru:

Priprema rastvora kalcijum karbonata

Maksimalna koncentracija rastvorenog kalcijum karbonata u vodi dobijenoj preko RO (reverzne osmoze) je ispitivana mešanjem CaC03sa vodom dobijenom RO koja je prethodno dozirana sa ugljen dioksidom (CO2). U uslovima zakišeljenim sa CO2očekuje se rastvaranje do 1 g CaC03- Svi laboratorijski testovi su izvedeni pomoću serije od 1L vode dobijene pomoću RO sa prethodnim doziranjem C02u 1.5 L/min u trajanju od 30 sekundi kroz staklenu mlaznicu u uzorak vode dobijene pomoću RO.

Kalcijum karbonat iz krečnjaka (uzorak A) je korišćen za početno testiranje. Pripremljene su početne koncentracije od 0.6, 0.8, 1.0 i 1.2 g/L CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO i zakišeljenoj sa CO2, i svaki od navedenih uzoraka vode koji ima različitu koncentraciju CaC03je mešan u toku 5 min u zatvorenoj boci, i zatim je ostavljen da se staloži u toku 24 časa. Supernatant za svaki uzorak vode koji ima različitu početnu koncentraciju CaC03 je uzet i analiziran.

Tabela 3 prikazuje različite rezultate dobijene za pripremu koncentrovanog rastvora CaC03u vodi zakišeljenoj sa C02upotrebom uzorka A u različitim koncentracijama CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO (reverzne osmoze).

Maksimalni alkalinitet od četiri supernatanata bio je 466.8 mg/L kao CaC03. Ovaj maksimalni alkalinitet je dobijen u supernatantu pripremljenom dodavanjem 1.0 g/L CaC03u vodu dobijenu pomoću RO i zakišeljenu sa C02. Međutim, nešto taloga bi još uvek moglo da se zabeleži na dnu bočice.

Kalcijum karbonat iz mermera, uzorci B i C su proizvedeni sa jednog mesta proizvodnje, ali imaju različitu srednju veličinu čestica. Oba proizvoda su takođe testirana za određivanje maksimalne koncentracije rastvorenog CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO i zakišeljenoj sa C02.

Ovaj test je izveden pod istim uslovima kao za prethodne testove. Korišćene početne koncentracije CaC03bile su 0.5 i 0.7 g/L za oba uzorka B i C. Supernatanti dobijeni posle 24 časa taloženja su uzorkovani i analizirani.

Tabela 4 prikazuje različite rezultate dobijene za pripremu različitih koncentrovanih rastvora CaC03u vodi zakišeljenoj sa C02upotrebom uzoraka B i C na dve različite koncentracije CaC03u RO.

Kao što se može izvesti iz Tabele 4, maksimalni alkalinitet četiri supernatanta je dobijen dodavanjem 0.7 g/L CaC03u vodu dobijenu pomoću RO i zakišeljenu sa CO2, i dostigao je 529.0 i 516.4 mg/L kao CaC03za supernatante pripremljene od uzorka B i uzorka C, respektivno. Alkalinitet supernatanta pripremljenog od uzorka C sa početnom koncentracijom od 0.5 g/L bio je niži nego što se očekivalo. Razlog za ovo je nejasan, ali je verovatno posledica netačnog doziranja. Ipak, on se uklapa sa nižim vrednostima takođe zabeleženim za provodljivost i turbiditet. Međutim, nešto taloga se takođe moglo zabeležiti na dnu bočice.

A.2 Promena pH u toku remineralizacije sa kalcijum karbonatom:

Određeni testovi remineralizacije su izvedeni doziranjem koncentrovanih rastvora CaC03CaC03mermera (uzorci B i C) u vodu dobijenu pomoću RO. Razblaživanjem koncentrovanog rastvora CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO, mogu se postići odgovarajuće osobine za tretiranu vodu.

Zapremina koncentrovanog rastvora CaC03dodata u vodu dobijenu pomoću RO je izračunata prema njenom alkalinitetu, imajući za cilj povećanje alkaliniteta od 45 mg/L kao CaC03. Ovo doziranje odgovara faktoru razblaženja od 8 -12 u odnosu na početni alkalinitet rastvora CaC03. Voda dobijena pomoću RO koja je korišćena za ove testove remineralizacije imala je pH vrednost od 5.32, i alkalinitet je bio 6.32 mg/L kao CaC03.

Posle 2 minuta mešanja, izvedeno je uzorkovanje i mereni su provodljivost i turbiditet, dajući vrednost između 107 - 118 pS/cm i 0.4 - 0.6 NTU, respektivno. Posle 10 minuta, krajnja pH i alkalinitet su takođe mereni dajući pH vrednosti od 6.3 do 6.4, i 50 do 53 mg/L kao CaC03za krajnji alkalinitet, respektivno.

Tabela 5 prikazuje različite rezultate dobijene za remineralizaciju vode dobijene pomoću RO putem doziranja koncentrovanog rastvora CaC03uzoraka B i C u vodu dobijenu pomoću RO (dodavanje 45 mg/L CaC03)

Počevši na pH 5.32 vode dobijene pomoću RO dodavanje rastvora CaC03indukovalo je brzu pramenu pH do 6.3 - 6.4, i u roku od nekoliko minuta pH dostiže stabilno stanje. Krajnja pH je niža od ciljnih vrednosti između 7.0 i 8.5. Sumnja se da je C02prekomerno doziran u toku ovog testa.

Kao zaključak za koncentrovane rastvore CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO i zasićenoj sa CO2, maksimalne vrednosti za alkalinitet bile su u okruglim ciframa 470 mg/L kao CaC03za krečnjački uzorak A, i između 520 i 530 mg/L kao CaC03za uzorke mermera B i C. Remineralizacija sa koncentrovanim rastvorima CaC03pokazala je brzo povećanje pH, i stabilizovana pH je dobijena u roku od nekoliko minuta. Krajnja pH prikazuje vrednosti između 6.3 i 6.4 za remineralizaciju vode dobijene pomoću RO do alkaliniteta od 50 mg/L kao CaC03, počevši sa vodom dobijenom pomoću RO od pH 5.5, i alkalinitetom od 6 mg/L kao CaC03.

B. Primeri pilot razmera:

B.1 Pilot remineralizaciona jedinica 1:

Posle početnih testova remineralizacije laboratorijskih razmera, pilot testiranje bilo je usmereno ka studiranju performansi postupka u većoj razmeri. Različiti tipovi kalcijum karbonata su takođe testirani na ovoj pilot jedinici. Korišćena voda je dejonizovana voda umesto vode dobijene revrznom osmozom. Korišćeni ugljen dioksid je komercijalno dostupan kao "Kohlendioxid 3.0" iz PanGas AG, Dagmersellen, Switzerland. Čistoća je > 99.9 zapr.-%.

Pilot jedinica se sastojala od 100 L kontejnera za mešanje gde su mešani CaCC>3 u obliku praha i dejonizovana voda na početku svakog testa. Dobijeni rastvor CaC03je zatim pumpan kroz cevni reaktor na pritisku do 2 bara. C02 je doziran na početku cevnog reaktora na određenoj stopi protoka, i remineralizovana voda je proticala zatim kroz cevni reaktor omogućavajući poptuno rastvaranje CaC03u vodi. Uzorci koncentrovanih rastvora CaCC>3 su uzeti na kraju cevi i mereni su pH, provodljivost, turbiditet.

Dejonizovana voda korišćena za ove testove imala je sledeći prosečan kvalitet:

B.1.1 Maksimalna koncentracija rastvorenog kalcijum karbonata u rastvoru

(Uzorak A):

[0109]Maksimalna koncentracija rastvorenog kalcijum karbonata u dejonizovanoj vodi takođe je testirana na pilot jedinici u kontinuiranom režimu. Pilot testovi su izvedeni pod kiselim uslovima doziranjem ugljen dioksida (C02) u suspenziju kalcijum karbonata u vodi. Prema prethodnim laboratorijskim testovima maksimalni alkalinitet je dobijen za početnu koncentraciju između 500 i 700 mg/L kalcijum karbonata u dejonizovanoj vodi pod uslovima zakišeljenim sa CO2. Za sve pilot testove rastvor koji ima početnu koncentraciju kalcijum karbonata je mešan sa dejonizovanom vodom i pumpan je kroz cevni reaktor na prosečnoj stopi protoka od 15 L/h pod pritiskom od oko 2 bara.

Kalcijum karbonat krečnjaka (uzorak A) je korišćen za početno pilot testiranje sa početnim koncentracijama od 0.5, 0.6, 0.7 g/L CaC03u vodi zakišeljenoj sa C02. Vreme boravka u cevnom reaktoru je bilo oko 45 minuta i kada je dostignuto stabilno stanje, dobijeni koncentrovani rastvori kalcijum karbonata su sakupljeni na izlazu cevnog reaktora i analizirani za pH, tubiditet, provodljivost i alkalinitet.

Tabela 6 prikazuje različite rezultate dobijene za pripremu koncentrovanog rastvora CaC03u vodi zakišeljenoj sa C02upotrebom uzorka A na različitim početnim koncentracijama CaC03u dejonizovanoj vodi.

Kao što se može videti iz Tabele 6, maksimalni alkalinitet (unutar korišćenog opsega doza) prilikom upšotrebe uzorka A je dobijen za dodavanje 0.7 g/L CaC03u vodu za napajanje zakišeljenu sa C02i dostigao je 458 mg/L kao CaC03, za koji je turbiditet bio 3.03 NTU.

B.1.2 Različiti tipovi kalcijum karbonata:

Krečnjački kalcijum karbonat (uzorak A) iz Francuske je upoređivan sa drugim proizvodima od kalcijum karbonata za pripremu koncentrovanog rastvora kalcijum karbonata. Iz dve različite proizvodne fabrike, testirana su dva kalcijum karbonata od mermera sa različitim težinskim srednjim veličinama čestica, tj. uzorak D i uzorak E su proizvedeni u istoj fabrici u Austriji, ali imali su srednju veličinu čestica od 3.3 i 8.0 pm, respektivno. Slično, uzorak F i uzorak G su proizvedeni u istoj fabrici u Francuskoj, i imaju srednju veličinu čestica od 4.4 i 10.8 pm, respektivno. Glavna razlika između dva mesta proizvodnje je kvalitet početnog materijala, sa veoma visokim sadržajem nerastvorljviih supstanci od 2.0% za prvu fabriku (uzorci D i E) i nitak sadržaj nerastvorljivih supstanci od 0.2% za drugu fabriku (uzorci F i G). Poslednji testirani uzorak, uzorak H, je proizvod od taloženog kalcijum karbonata (PCC) iz Austrije koji je veoma čist i fin.

Tabela 7 rezimira različite proizvode kalcijum karbonata korišćene u toku testova remineralizacije izvedenim u pilot razmeri

Pilot testovi su izvedeni sa početnom koncentracijom za svaki proizvod kalcijum karbonatata od 0.5 g/L CaCC>3 u vodi zakišeljenoj sa CO2. Vreme boravka u cevnom reaktoru bilo je isto kao u prethodnim pilot ispitivanjima, tj. oko 45 minuta sa stopom protoka od 15 L/h. Kada je postignuto stabilno stanje, rezultirajući koncentrovani rastvori kalcijum karbonata su sakupljeni na izlazu cevnog reaktora i analizirani za pH, turbiditet, provodljivost i alkalinitet.

Tabela 8 prikazuje različite rezultate dobijene za pripremu koncentrovanih rastvora CaCC>3 u vodi zakišeljenoj sa CO2sa različitim kalcijum karbonatima za određenu koncentraciju CaC03u dejonizovanoj vodi.

Kao što se može videti iz Tabele 8, kada se uzorkuje na izlazu cevnog reaktora koncentrovani rastvor kalcijum karbonata sa maksimalnim alkalinitetom je dobijen kada se kroisti proizvod taloženog kalcijum karbonata (PCC) (uzorak H). Međutim, turbiditet meren za ovaj koncentrovani rastvor kalcijum karbonata nije minimalna vrednost dobijena za ovu seriju testova. U poređenju sa svim proizvodima od mermera (uzorci D, E, F, G), krečnjački kalcijum karbonat (uzorak A) pokazao je niske vrednosti turbiditeta. Kada se upoređuju dva proizvoda različitih veličina čestica, na primer uzorci D i E, ili uzorci F i G, iznenađujuće je nađeno da što je veća srednja veličina čestica, to se može postići niži turbiditet. Međutim, kao što je očekivano, što je manja srednja veličina čestica, to će biti veći krajnji alkalinitet i provodljivost.

B.1.3 Razblaženje do ciljne remineralizacione koncentracije:

Da bi se ispunio ciljni kvalitet vode, koncentrovani rastvor kalcijum karbonata je rastvore sa dejonizovanom vodom. Faktori razblaženja su definisani prema početnom alkalinitetu koncentrovanog kalcijum karbonata sa ciljem da se alkalinitet smanji do 45 mg/L kao CaC03. Krajnja pH je podešena do 7.8 sa 5 mas.% rastvorom NaOH, i merenje krajnji turbiditet.

Tabela 9 prikazuje različite rezultate za remineralizovanu vodu dobijenu doziranjem koncentrovanog rastvora CaC03uzorka A u dejonizovanu vodu (dodavanje 45 mg/L CaC03).

Kao što se može izvesti iz Tabele 9, najniži nivo turbiditeta za ove testove remineralizacije upotrebom koncentrovanog kalcijum karbonata bio je 0.39 NTU (zaokruženo na 0.4 NTU). Druga ispitivanja su dala više nivoe turbiditeta između 0.8 i 1.0 (zaokružene vrednosti od 0.97 i 1.03) NTU.

Praćenjem odgovarajućeg vodiča SZO, u budućnosti će najverovatnoje postojati potreba za takođe podešavanjem sadržaja rastvorljivh jedinjenja magnezijuma u krajnjoj pijaćoj vodi do oko 10 mg/L Mg.

Učinjen je pokušaj da se podesi sadržaj Mg u rastvoru preko mešanja soli magnezijuma u uzorak A kalcijum karbonata pre uvođenja rastvora u cevni reaktor. MgSCvje izabran kao rastvorljiva Mg so, međutim, navedeno je da bi krajnji nivo sulfata u vodi trebalo da ostane u dozvoljenom opsegu (< 200 ppm), naročito kada je tretirana voda korišćena za poljoprivredne primene. Faktori razblaženja su takođe definisani prema početnom alkalinitetu koncentrovanog kalcijum karbonata sa ciljem smanjenja alkaliniteta do 45 mg/L kao CaC03. Krajnja pH je podešena do 7.8 sa 5 mas.% rastvorom NaOH, i meren je krajnji turbiditet.

Tabela 10 prikazuje različite rezultate za remineralizovanu vodu dobijenu doziranjem koncentrovanog rastvora CaCC>3 uzorka A i magnezijum sulfata u dejonizovanu vodu

(dodavanje 45 mg/L CaC03)

Neki uzorci remineralizovane vode su poslati u laboratoriju za kontrolu kvaliteta u cilju procene svih osobina pijaće vode. Ba primer, remineralizovana voda dobijena upotrebom samo kalcijum karbonata i ona koja je pokazala najniži nivo turbiditeta dobijena je iz ispitivanja br. 12 i br. 15. Remineralizovana voda dobijena upotrebom smeše kalcijum sulfata i magnezijum sulfata i ona koja je pokazala najniži nivo turbiditeta dobijena je iz ispitivanja br. 17. Ova tri uzorka su poslata u Carinthian Institut for Food Analvsis and Quality Control, Austrija, za analizu, i uzorci vode su odobreni od strane instituta kao da su u saglasnosti sa strogim austrijskim vodičima za kvalitet pijaće vode i sa vodičima SZO za rastvorljivi magnezijum.

Tabela 11 prikazuje kvalitet pijaće vode za remineralizovanu vodu dobijenu doziranjem koncentrovanog rastvora CaC03uzorka A u dejonizovanu vodu

(dodavanje 45 mg/L CaC03)

B.2 Pilot remineralizaciona jedinica 2:

Posle početnih pilot remineralizacionih testova nova serija ispitivanja u pilot razmeri je izvedena na drugoj remineralizacionoj jedinici koja je sposobna da radi na pritisku u opsegu od 2 - 7 bara, protoku vode dobijene pomoću RO između 300 i 400 L/h, i dozi CO2između 1.1 i 5.5 L/min. Korišćen ugljen dioksid je komercijalno dostupan kao "Kohlendioxid 3.0" iz PanGas AG, Dagmersellen, Svvitzerland. Čistoća je >99.9 zapr.-%.

Pilot jedinica se sastojala u 60 L kontejneru za mešanje gde su CaC03u obliku praha i voda dobijena pomoću RO uvedeni u određenim vremenima (tj. više od jednom). Dobijeni rastvor CaC03je zatim pumpan kroz mikser gde je CO2doziran pri definisanoj stopi protoka, i koncentrovani rastvor CaC03je propuštan kroz cevovod za omogućavanje potpunog rastvaranja CaC03u vodi. Vreme boravka u cevnom reaktoru bilo je oko 45 minuta, i kada je dostignuto stabilno stanje, dobijeni koncentrovani rastvori kalcijum karbonata su sakupljeni na izlazu cevnog reaktora i analizirani za pH, turbiditet, provodljivost i alkalinitet.

B.2.1 Različiti radni pritisci:

Različiti radni pritisci su testirani na gore opisanoj remineralizacionoj pilot jedinici u cilju studiranja efekta pritiska na rastvaranje kalcijum karbonata u vodi dobijenoj pomoću RO pod kiselim uslovima sa ugljen dioksidom (C02). Prema rezultatima iz ranijih pilot testova pripremljena je početna kocentracija od 500 mg/L kalcijum karbonata u vodi dobijenoj pomoću RO, i dobijeni rastvor je doziran sa izvesnim viškom C02. Pilot testovi izvedeni na različitom radnom pritisku imali su stopu protoka od 300 L/h, i pritisak je menjan između 2 i 7 bara. Kalcijum karbonat korišćen za ove pilot testove bio je krečnjak iz Francuske (uzorak A).

Tabela 12 prikazuje različite rezultate dobijene za pripremu koncentrovanog rastvora CaC03u vodi zakišeljenoj sa C02upotrebom uzorka A koji ima koncentraciju od 0.5 g/L CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO na različitim pritiscima i za stopu protoka C02od 3.3 L/min.

Ovi pilot testovi su pokazali da pod ovim uslovima testiranja viši pritisak ne poboljšava rastvaranje CaC03rezultirajući u višem nivou turbiditeta za testirani viši pritisak. Jedna od posledica upotrebe višeg pritiska je povećanje temperature rastvora CaC03što je posledica pumpi. Prema tome, remineralizovana voda koja izlazi iz pilot jedinice je toplija, što može imati uticaja na rastvorljivost C02u vodi.

Drugim recima, što je viša temperatura vode, to je manje rastvaranje C02u vodi. Kao posledica donje reakcione šeme:

manje je rastvorenog CaC03u rastvoru, što zatim dovodi do višeg nivoa turbiditeta kao posledica količine nerastvorenog CaC03.

B.2.2 Različite stope protoka C02:

Pretpostavlja se da će doziranje C02imati značajan uticaj na stopu rastvaranja CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO. Prema tome, različite stope protoka C02su testirane za pripremu koncentrovanog rastvora CaC03. Svi testovi su izvedeni upotrebom istog protokola kao što je opisano za prethodne testove za definisani pritisak, ali sa različitim stopama protoka C02.

Tabela 13 prikazuje različite rezultate dobijene za pripremu koncentrovanog rastvora CaC03u vodi zakišeljenoj sa C02upotrebom uzorka A koji ima koncentraciju 0.5 g/L CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO, na pritisku od 5.5 bara upotrebom različitih stopa protoka C02.

Iz rezultata prikazanih u Tabeli 13 se može videti da pod testiranim uslovima rastvorljivost CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO može biti poboljšana povećanjem stope protoka C02. Ovo se može izvesti iz povećanja provodljivosti i smanjenja turbiditeta na izlazu reakcionog cevovoda, kada se povećava stopa protoka C02.

B.2.3 Vreme boravka:

Vreme boravka dodeljeno rastvaranju CaC03takođe je studirano. U tom smislu, pilot testovi su izvedeni upotrebom jednog pojedinačnog ili dva cevovoda povezana jednog za drugim. Postavka je omogućila dvostruko vreme boravka od približno 45 minuta za jedan cevovod do približno 90 minuta za dva povezana cevovoda, i prema tome studiranje uticaja vremena boravka na rezultirajući turbiditet i provodljivost.

Tabela 14 prikazuje različite rezultate dobijene za pripremu koncentrovanog rastvora CaC03u vodi zakišeljenoj sa C02upotrebom uzorka A koji ima koncentraciju od 0.5 g/L CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO na definisanoj stopi protoka C02i pritisku za različito vreme boravka.

Dve grupe testova predstavljene u Tabeli 14 prikazale su jasno da vreme boravka ima direktan efekat na rastvaranje CaC03u vodi dobijenoj pomoću RO za oba testirana uslova, tj. ispitivanja br. 28 i br. 29, i ispitivanja br. 30 i br. 31. Jasno se može videti da što je duže vreme boravka, to će biti niži turbiditet, i respektivno biće veća provodljvost.

Claims (18)

1. Postupak za remineralizaciju vode, naznačen time, što sadrži korake: a) obezbeđivanja vode za napajanje, i (b) obezbeđivanja vodenog rastvora poreklom od kalcijum karbonata, pri čemu vodeni rastvor sadrži rastvoreni kalcijum karbonat i njegove reaktivne vrste i pri čemu je koncentracija kalcijum karbonata u rastvoru od 0.1 do 1 g/L i (c) kombinovanja vode za napajanje iz koraka (a) i vodenog rastvora kalcijum karbonata iz koraka (b), pri čemu je vodeni rastvor iz koraka b) pripremljen pomoću jednog od sledećih koraka: A) pripreme vodene suspenzije kalcijum karbonata u prvom koraku, i uvođenja jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodenu suspenziju kalcijum karbonata u drugom koraku, ili B) uvođenja u prvi korak jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodu koja će se koristiti za pripremu rastvora, i zatim uvođenje kalcijum karbonata, bilo u suvom obliku ili kao suspenzija u drugom koraku u vodu, ili C) uvođenja suspenzije kalcijum karbonata i jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline istovremeno. pri čemu kalcijum karbonat korišćen za pripremu vodenog rastvora iz koraka b) ima srednju veličinu česticad50od 0.1 do 100 pm.

2. Postupak prema Zahtevu 1, naznačen time, što je koncentracija kalcijum-karbonata u rastvoru od 0.3 do 0.8 g/L i poželjno od 0.5 do 0.7 g/L, na bazi ukupne težine rastvora.

3. Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što kalcijum-karbonat korišćen za pripremu vodenog rastvora iz koraka b) ima srednju veličinu česticad50od 0.5 do 50 pm, od 1 do 15 pm, poželjno od 2 do 10 pm, najpoželjnije od 3 do 5 pm, ili kalcijum karbonat ima srednju veličinu česticac/50 od1 do 50 pm, od 2 do 20 pm, poželjno od 5 do 15 pm, i najpoželjnije od 8 do 12 pm.

4. Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što kalcijum-karbonat je mleveni kalcijum karbonat, taloženi kalcijum karbonat ili njihova smeša.

5. Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što dobijena remineralizovana voda ima koncentraciju kalcijuma kao kalcijum karbonat od 15 do 200 mg/L, poželjno od 30 do 150 mg/L i najpoželjnije od 100 do 125 mg/L, ili od 15 do 100 mg/L, poželjno od 20 do 80 mg/L i najpoželjnije od 40 do 60 mg/L.

6. Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što rastvor iz koraka b) sadrži dodatne minerale koji sadrže magnezijum, kalijum ili natrijum, poželjno magnezijum-karbonat, kalcijum-magnezijum-karbonat, tj. dolomitski krečnjak, krečnjački dolomit, dolomit ili polužareni dolomit, magnezijum-oksid, kao što je žareni dolomit, magnezijum-sulfat, kalijum-hidrogen-karbonat, ili natrijum-hidrogen-karbonat.

7. Postupak prema Zahtevu 6, naznačen time, što dobijena remineralizovana voda ima koncentraciju magnezijuma od 5 do 25 mg/L, poželjno od 5 do 15 mg/L, a najpoželjnije od 8 do 12 mg/L.

8. Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što remineralizovana voda ima vrednost turbiditeta nižu od 5.0 NTU, nižu od 1.0 NTU, nižu od 0.5 NTU, ili nižu od 0.3 NTU.

9. Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što remineralizovana voda ima vrednost Langlier-ovog indeksa zasićenosti od -1 do 2, poželjno od -0.5 do 0.5, a najpoželjnije od -0.2 do 0.2.

10.Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što remineralizovana voda ima Slit-ov indeks gustine SDI15ispod 5, poželjno ispod 4, a najpoželjnije ispod 3.

11.Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što remineralizovana voda ima indeks zagušenosti membrane MFI0.45ispod 4, poželjno ispod 2.5, a najpoželjnije ispod 2.

12.Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što vodu za napajanje predstavlja desalinizovana morska voda, brakična voda ili rastvor soli, tretirana otpadna voda ili voda iz prirode, kao što je podzemna voda, površinska voda ili kišnica.

13.Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što se remineralizovana voda meša sa vodom za napajanje.

14.Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što postupak dalje sadrži korak uklanjanja čestica.

15.Postupak prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što postupak dalje sadrži korake: (d) merenja vrednosti parametra remineralizovane vode, pri čemu se taj parametar bira iz grupe koju čine alkalinitet, ukupna tvrdoća, provodljivost, koncentracija kalcijuma, pH, koncentracija CO2, ukupna rastvorena čvrsta supstanca i turbiditet remineralizovane vode, (e) poređenja vrednosti izmerenog parametra sa unapred određenom vrednošću, i (f) dobijanja količine injektiranog rastvora poreklom od kalcijum karbonata na osnovu razlike između izmerene i unapred određene vrednosti parametra.

16.Postupak prema Zahtevu 15, naznačen time, što unapred određena vrednost parametra predstavlja pH, pri čemu je ova vrednost pH od 5.5 do 9, poželjno od 7 do 8.5.

17. Upotreba rastvora poreklom od kalcijum karbonata za remineralizaciju vode, pri čemu je rastvor pripremljen pomoću jednog od sledećih koraka: A) pripreme vodene suspenzije kalcijum karbonata u prvom koraku, i uvođenja jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodenu suspenziju kalcijum karbonata u drugom koraku, ili B) uvođenja u prvi korak jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline u vodu koja će se koristiti za pripremu rastvora, i zatim uvođenje kalcijum karbonata, bilo u suvom obliku ili kao suspenzija u drugom koraku u vodu, ili C) uvođenja suspenzije kalcijum karbonata i jednog od: (i) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid, (ii) jedinjenja koje generiše ugljen dioksid i kiseline, ili (iii) kiseline istovremeno. pri čemu kalcijum karbonat korišćen za pripremu vodenog rastvora ima srednju veličinu česticadsood 0.1 do 100 pm.

18. Upotreba prema Zahtevu 17, gde se remineralizovana voda bira između vode za piće, vode za rekreaciju, kao što je voda u bazenima za plivanje, industrijske vode, koja se koristi u procesnim primenama, vode za navodnjavanje, podzemne vode ili vode za dopunjavanje bunara.