JP4092649B2 - Seawater desalination equipment - Google Patents

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  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

本発明は海水を淡水化するための装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for desalinating seawater.

周知のように、海水を淡水化するための方法としては逆浸透膜法あるいは電気透析法が一般的である。逆浸透膜法は、１ナノメートル程度の極微細な穴をあけた膜に浸透圧とは逆方向に１００気圧程度の高圧をかけることにより、海水中の塩分をろ過して純水を製造するものである。また、電気透析法は、陽極と陰極との間に複数の陰イオン交換膜と陽イオン交換膜を交互に配置し、それらイオン交換膜の間に海水を通すことにより、海水中の陰イオンを陽極側に引き寄せて陰イオン交換膜を通過させ、陽イオンを陰極側に引き寄せて陽イオン交換膜を通過させて海水を農塩水と淡水に分離するというものである。このような電気透析法は製塩法としても一般的であり、特許文献１および特許文献２には電気透析法により製塩と淡水化を同時に行うことが提案されている。
特開平８−８９９５８号公報 特開平８−３１８１３６号公報 As is well known, a reverse osmosis membrane method or an electrodialysis method is generally used as a method for desalinating seawater. In the reverse osmosis membrane method, pure water is produced by filtering salt content in seawater by applying a high pressure of about 100 atm in a direction opposite to the osmotic pressure to a membrane having a very fine hole of about 1 nanometer. Is. In electrodialysis, a plurality of anion exchange membranes and cation exchange membranes are alternately arranged between an anode and a cathode, and seawater is passed between the ion exchange membranes, so that anions in the seawater are removed. It draws to the anode side and passes through the anion exchange membrane, draws cations to the cathode side and passes through the cation exchange membrane to separate seawater into agricultural salt water and fresh water. Such an electrodialysis method is also commonly used as a salt production method, and Patent Literature 1 and Patent Literature 2 propose that salt production and desalination are simultaneously performed by the electrodialysis method.
JP-A-8-89958 JP-A-8-318136

ところで、上記のような従来の淡水化方法を実施するにはいずれも大規模な淡水化プラントを必要とするものであり、当然にそのためにかなりの用地を必要とするものである。また、この種の淡水化プラントではその電源として太陽電池を利用することも検討されているが、この種の大規模な淡水化プラントでは大容量かつ安定な電源が不可欠であることから、その電源として太陽電池を利用する場合には大面積の太陽電池パネルのみならず大容量のバッテリーや充放電コントローラ、インバーター等を備えた複雑かつ高度な電源システムを必要とし、したがって設備費のみならず保守費も嵩むものとならざるを得ない。   By the way, in order to implement the conventional desalination methods as described above, all of them require a large-scale desalination plant, and of course, considerable land is required for that purpose. In addition, the use of solar cells as the power source for this type of desalination plant is also under consideration. However, since this type of large-scale desalination plant requires a large capacity and stable power source, When using solar cells, it requires not only large-area solar panels but also a complex and sophisticated power supply system equipped with large-capacity batteries, charge / discharge controllers, inverters, etc. Therefore, not only equipment costs but also maintenance costs It must be bulky.

そのため、太陽電池を利用する従来一般の淡水化プラントは比較的小規模なものには適用し難いものであり、よりコンパクトでシンプルな構成であって安価で保守も容易な淡水化装置の開発が望まれていた。   For this reason, conventional desalination plants that use solar cells are difficult to apply to relatively small-scale plants, and the development of desalination equipment that is more compact and simple, is inexpensive, and is easy to maintain. It was desired.

請求項１の発明は、海面に浮かべられて設置されて海水を淡水化する装置であって、この装置全体を海面に浮かべるためのフロートと、海面下に水没状態で設けられて海水を淡水化処理する電気透析装置と、処理された淡水を貯留する淡水タンクと、海面上に設けられて電気透析装置の電源となる太陽電池パネルとを具備していることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is an apparatus for desalinating seawater by being floated on the sea surface, the float for floating the entire apparatus on the sea surface, and a seawater desalination system provided in a submerged state below the sea surface. The electrodialysis apparatus to be treated, a freshwater tank for storing the treated freshwater, and a solar battery panel provided on the sea surface and serving as a power source for the electrodialysis apparatus.

請求項２の発明は、請求項１の発明の淡水化装置であって、淡水タンクを縦長チューブ状としてその下部を海中に水没させるとともに上部を海面上に突出させた起立状態とし、その淡水タンクの下部に電気透析装置とこの淡水化装置全体の浮力を調整し姿勢を安定させるための調整機構を取り付けたことを特徴とする。   The invention of claim 2 is the desalination apparatus of the invention of claim 1, wherein the fresh water tank is formed into a vertically long tube shape and its lower part is submerged in the sea and its upper part is projected above the sea surface, and the fresh water tank An adjustment mechanism for adjusting the buoyancy of the entire desalination apparatus and the desalination apparatus and stabilizing the posture is attached to the lower part of the apparatus.

請求項３の発明は、請求項１または２の発明の淡水化装置であって、電気透析装置は、電極間に配した複数のイオン交換膜間にポンプによって海水を通すことによりその海水を淡水と農塩水とに分離する構成とされ、太陽電池パネルはその電気透析装置における電極およびポンプに対して直流電圧を直接供給する構成とされていることを特徴とする。   A third aspect of the invention is the desalination apparatus of the first or second aspect of the invention, wherein the electrodialysis apparatus passes the seawater through a plurality of ion exchange membranes arranged between the electrodes by a pump. The solar cell panel is configured to directly supply a DC voltage to the electrode and pump in the electrodialysis apparatus.

請求項４の発明は、請求項１，２または３の発明の淡水化装置であって、電気透析装置は、淡水化処理の際に陽極に発生する塩素によって淡水化すべき海水を塩素滅菌する構成とされていることを特徴とする。   The invention of claim 4 is the desalination apparatus of claim 1, 2 or 3, wherein the electrodialysis apparatus chlorinates seawater to be desalinated by chlorine generated at the anode during the desalination treatment. It is said that it is said.

請求項５の発明は、請求項１，２，３または４の発明の淡水化装置であって、電気透析装置は、淡水化すべき海水を上向流としてイオン交換膜間に通し、農塩水となるべき海水を下向流としてイオン交換膜間に通す構成とされていることを特徴とする。   The invention of claim 5 is the desalination apparatus of the invention of claim 1, 2, 3 or 4, wherein the electrodialysis apparatus passes seawater to be desalinated as an upward flow between the ion exchange membranes, The seawater to be formed is configured to pass between the ion exchange membranes as a downward flow.

請求項１の発明の淡水化装置は、電気透析装置と淡水タンクと太陽電池パネルとを主体とし、その全体をフロートによって海面に浮かべて設置する構成であり、特に電気透析装置を海面下に水没状態で設けるので、設置のための用地を必要とせず、装置全体をシンプルかつコンパクトに構成でき、日常の保守を殆ど必要とせず、処理コストも充分に抑えることができ、小規模の淡水化システムとして最適である。   The desalination apparatus of the invention of claim 1 is mainly composed of an electrodialysis apparatus, a fresh water tank, and a solar cell panel, and the whole is floated on the sea surface by a float, and in particular, the electrodialysis apparatus is submerged under the sea surface. Because it is installed in a state, it does not require a site for installation, the entire device can be configured in a simple and compact manner, requires almost no daily maintenance, and processing costs can be sufficiently reduced, and a small-scale desalination system As best.

請求項２の発明の淡水化装置は、縦長チューブ状の淡水タンクをメインフレームとして機能させてそれに他の構成部品を取り付けることで、少数のシンプルな部品を組み立てることで装置全体を簡単かつ安価に製作できるし、自ずと安定な姿勢で海面に浮かべることができる。   The desalination apparatus according to the invention of claim 2 makes the whole apparatus simple and inexpensive by assembling a small number of simple parts by attaching a vertical tube-shaped fresh water tank as a main frame and attaching other components to it. It can be manufactured and can float on the sea surface with a stable posture.

請求項３の発明の淡水化装置は、太陽電池パネルの出力である直流電圧を電気透析装置に直接供給する構成であるので、バッテリー等の補機類が不要であって電源設備および電気回路をシンプルにでき、エネルギ変換ロスも最小限で済む。   Since the desalination apparatus according to the invention of claim 3 is configured to directly supply the direct current voltage, which is the output of the solar cell panel, to the electrodialysis apparatus, auxiliary equipment such as a battery is unnecessary, and the power supply facility and the electric circuit are It can be simplified and energy conversion loss is minimal.

請求項４の発明の淡水化装置は、電気透析装置による淡水化処理の際に陽極に発生する塩素を利用して淡水に対する塩素滅菌を自ずと行うことができる。   The desalination apparatus of the invention of claim 4 can naturally sterilize the fresh water with chlorine using chlorine generated at the anode during the desalination treatment by the electrodialysis apparatus.

請求項５の発明の淡水化装置は、電気透析装置による淡水化処理に際して塩分濃度が変化することで生じる比重差を利用して淡水と農塩水とを効率的に分離することができる。   The desalination apparatus of the invention of claim 5 can efficiently separate fresh water and agricultural salt water by utilizing a specific gravity difference caused by a change in salinity concentration during desalination treatment by an electrodialysis apparatus.

図１〜図５に本発明の淡水化装置の一実施形態を示す。図１には３台の淡水化装置を示しており、それら各淡水化装置はそれぞれが電気透析法により海水の淡水化を行うものであり、その電源として太陽電池を利用するものであるが、各淡水化装置はそれ自体の浮力によって海面に浮かべられて設置されるものであって、充分にコンパクトなものでありその構成も極めてシンプルなものである。なお、本実施形態の淡水化装置の処理能力はたとえば２００リットル／日程度（１世帯による１日当たりの水使用量相当分）を想定している。   1 to 5 show an embodiment of a desalination apparatus of the present invention. FIG. 1 shows three desalination apparatuses, each of which desalinates seawater by electrodialysis and uses solar cells as its power source. Each desalination device is installed by being floated on the sea surface by its own buoyancy, and is sufficiently compact and has a very simple configuration. Note that the processing capacity of the desalination apparatus of the present embodiment is assumed to be, for example, about 200 liters / day (equivalent to the amount of water used per day by one household).

本実施形態の淡水化装置は、この装置全体を海面に浮かべることのできる浮力を有するフロート１と、海面下に水没した状態で設けられて海水を淡水化処理する電気透析装置２と、処理された淡水を貯留する淡水タンク３と、装置全体の電源となる太陽電池パネル４を主体として構成されており、特に上記の淡水タンク３を装置全体のメインフレームを兼ねる縦長チューブ状の形態としてそれに他の構成部品を取り付けた構成とされている。   The desalination apparatus of the present embodiment is processed with a float 1 having a buoyancy that can float the entire apparatus on the sea surface, an electrodialysis apparatus 2 that is provided under the sea surface, and desalinates seawater. The fresh water tank 3 for storing fresh water and a solar cell panel 4 as a power source for the entire apparatus are mainly configured. In particular, the fresh water tank 3 has a vertically long tube shape also serving as a main frame of the entire apparatus. It is set as the structure which attached these components.

すなわち、図２〜図３に示すように、本実施形態の淡水化装置では、淡水タンク３が縦長のテーパチューブ状の形態（たとえば最大直径２２５ｍｍφ、全高４．８ｍ、内容量２００リットル程度）とされていて、その中間部の周囲に６本のアーム５が放射状に取り付けられ、それら淡水タンク３とアーム５とによってこの装置全体の骨格ともいうべきメインフレームが構成されている。そして、アーム５間に三角形状のフロート１が取り付けられ、それらフロート１による浮力によって淡水タンク３は起立状態でその下半部が海面下に水没し上半部が海面上に突出した状態となり、その淡水タンク３の海面下に、バラストタンク６、上記の電気透析装置２、ウエイト７が取り付けられ、アーム５上には上記の太陽電池パネル４が取り付けられたものとなっている。上記のバラストタンク６およびウエイト７はフロート１とともに装置全体の浮力を調整しかつその姿勢を安定に保持するための調整機構として機能するものであり、それらバラストタンク６およびウエイト７ならびに電気透析装置２の重量によって装置全体の浮力が最適に調整され、かつ常に安定な姿勢が保持されるようになっている。   That is, as shown in FIGS. 2 to 3, in the desalination apparatus of the present embodiment, the fresh water tank 3 has a vertically long tapered tube shape (for example, a maximum diameter of 225 mmφ, an overall height of 4.8 m, an internal capacity of about 200 liters). In addition, six arms 5 are radially attached around the intermediate portion, and the fresh water tank 3 and the arms 5 constitute a main frame that can be called a skeleton of the entire apparatus. Then, a triangular float 1 is attached between the arms 5, and the buoyancy of the float 1 causes the fresh water tank 3 to be in a standing state with its lower half submerged below the sea surface and the upper half projecting above the sea surface. The ballast tank 6, the electrodialyzer 2 and the weight 7 are attached below the sea surface of the fresh water tank 3, and the solar cell panel 4 is attached on the arm 5. The ballast tank 6 and the weight 7 together with the float 1 function as an adjustment mechanism for adjusting the buoyancy of the entire apparatus and maintaining its posture stably. The ballast tank 6 and the weight 7 and the electrodialysis apparatus 2 The buoyancy of the entire apparatus is optimally adjusted by the weight of the device, and a stable posture is always maintained.

なお、淡水タンク３に対するアーム５の取り付けやアーム５に対する太陽電池パネル４の取り付けを相対変形を吸収可能なヒンジにより行うことにより、装置全体が揺動しても各部に無理な力がかかることを防止することができる。また、淡水タンク３の内部には取り出し管８を組み込んでそれに接続した吐出口９を淡水タンク３の上部に取り付けておくことにより、淡水を自由に取り出すことができるようになっており、その際には太陽電池パネル４の上に人が乗り込むことができるようにしておくと良い。   By attaching the arm 5 to the fresh water tank 3 and attaching the solar cell panel 4 to the arm 5 by a hinge capable of absorbing relative deformation, it is possible to apply an excessive force to each part even if the entire apparatus swings. Can be prevented. In addition, fresh water can be taken out freely by incorporating a take-out pipe 8 inside the fresh water tank 3 and attaching a discharge port 9 connected thereto to the upper part of the fresh water tank 3. It is preferable that a person can get on the solar cell panel 4.

本実施形態における太陽電池パネル４は、たとえば結晶系合わせガラスによるもので、図示例のものは１辺が２ｍ程度の大きさの正三角形状の６枚のモジュールを全体として６角形をなすようにアーム５上に取り付け、その総面積は１０ｍ２程度、総出力は１．２ｋＷ程度とされている。この太陽電池パネル４は、他にバッテリーや充放電コントローラ、インバーター等の補機類を一切必要とすることなく、後述する電気透析装置２の電極１０およびポンプ１３に対して直流電圧を直接供給するものとされている。 The solar cell panel 4 in the present embodiment is made of, for example, crystal laminated glass. In the illustrated example, six modules each having a regular triangular shape with a side of about 2 m form a hexagon as a whole. It is mounted on the arm 5 and has a total area of about 10 m 2 and a total output of about 1.2 kW. This solar cell panel 4 directly supplies a direct-current voltage to the electrode 10 and the pump 13 of the electrodialysis apparatus 2 to be described later without requiring any other accessories such as a battery, a charge / discharge controller, and an inverter. It is supposed to be.

電気透析装置２は、図４に概念図を示すように、対の電極１０（陽極１０ａおよび陰極１０ｂ）の間に複数のイオン交換膜１１（陽イオン交換膜１１ａおよび陰イオン交換膜１１ｂ）を交互に配し、それらの間に形成される各流路１２（淡水化流路１２ａ、農塩水化流路１２ｂおよび予備流路１２ｃ、１２ｄ）に海水を通すことでその海水を電気透析により淡水と農塩水とに分離する構成とされたものであり、そのためのポンプ１３を備えたものである。ポンプ１３は海水を吸い込んでろ過フィルター１４を通して各流路１２に分岐して供給し、淡水化流路１２ａを通過して淡水化処理された淡水を淡水タンク３に導き、かつ農塩水流路１２ｂを通過して農塩水となった海水をそのまま海中に放出することのできる流量と揚程を有するものである。なお、上記のように１日当たりの処理能力を２００リットル程度と想定した場合、１日当たりの稼働時間（平均日照時間）を４時間程度として想定して、時間当たりの処理能力は５０リットル／Ｈ程度とすることが好ましい。   The electrodialysis apparatus 2 includes a plurality of ion exchange membranes 11 (cation exchange membranes 11a and anion exchange membranes 11b) between a pair of electrodes 10 (anode 10a and cathode 10b) as shown in a conceptual diagram in FIG. Alternatingly arranged, fresh water is electrodialyzed by passing seawater through each flow path 12 (desalination flow path 12a, agricultural salinization flow path 12b, and auxiliary flow paths 12c, 12d) formed between them. It is configured to be separated into farm salt water and a pump 13 for that purpose. The pump 13 sucks seawater, branches and supplies it to each flow path 12 through the filtration filter 14, guides the fresh water that has passed through the desalination flow path 12a to the fresh water tank 3, and the agricultural salt water flow path 12b. It has a flow rate and a head that can discharge the seawater that has become agricultural saltwater through the sea to the sea as it is. Assuming that the processing capacity per day is about 200 liters as described above, the processing capacity per hour is about 50 liters / H, assuming that the operating time per day (average sunshine duration) is about 4 hours. It is preferable that

また、本実施形態の電気透析装置２では、図４に示しているように、淡水化すべき海水を上向流として淡水化流路１２ａを通して淡水タンク３に導くようにしているが、農塩水となる海水は下向流として農塩水化流路１２ｂを通して海中に放出するようにしており、それにより、淡水化される海水は淡水化流路１２ａを上昇する間に塩分濃度が次第に低下していって比重が小さくなっていき、逆に、農塩水化される海水は農塩水化流路１２ｂを降下する間に次第に塩分濃度が増大していって比重が大きくなっていくので、その比重差により農塩水と淡水との分離が効率的になされるようになっている。また、淡水化すべき海水をまず陽極１０ａに隣接している予備流路１２ｃに通すことでそこで発生する塩素により自ずと塩素滅菌がなされるようにしている。陰極１０ｂに隣接している予備流路１２ｄでは水素が発生するが、それはそのまま海中に放出すれば良い。   Moreover, in the electrodialysis apparatus 2 of this embodiment, as shown in FIG. 4, the seawater to be desalinated is guided to the freshwater tank 3 through the desalination flow path 12 a as an upward flow. The seawater to be discharged is released into the sea through the agricultural salinity channel 12b as a downward flow, and as a result, the salinity of the desalinated seawater gradually decreases while it rises in the desalination channel 12a. On the contrary, the seawater to be salinized is gradually increased in salinity while descending the agricultural salinization channel 12b, and the specific gravity is increased. Agricultural salt water and fresh water are efficiently separated. Further, the seawater to be desalinated is first passed through a preliminary flow path 12c adjacent to the anode 10a, so that chlorine sterilization is naturally performed by chlorine generated there. Hydrogen is generated in the preliminary flow path 12d adjacent to the cathode 10b, but it may be discharged into the sea as it is.

本実施形態の淡水化装置はこれ自体を単独で使用することが可能であるので、上述のようにその処理能力を１世帯による１日当たりの水使用量相当分である２００リットル／日程度として、１世帯が１台の淡水化装置を専有ないし専用するという使用形態が考えられるが、多数の淡水化装置を並設して共同水利システムとして利用することも考えられる。たとえば図５に示すように、海上に歩廊として設けた浮き桟橋２０の周囲に多数の淡水化装置を並べて設置するとともに、各装置の淡水タンク３どうしを集水管２１（図１参照）により接続して、各装置が処理した淡水を別途設置した大容量の貯留タンクに導き、そこから各所に配水することで共同利用することができる。その場合、たとえば図５（ｂ）に示すように集水主管２２を浮き桟橋２０の下部に敷設すれば良い。また、図１〜図３に示すように各装置を相互に連結するためのジョイント２３をアーム５の先端部に取り付けておくと良い。勿論、淡水化装置の所要台数は必要に応じて適宜増減することができる。   Since the desalination apparatus of the present embodiment can be used alone, its processing capacity is about 200 liters / day, which is equivalent to the amount of water used per day by one household, as described above. Although one household can use or dedicate a single desalination device, it can be considered that a large number of desalination devices are juxtaposed and used as a joint water system. For example, as shown in FIG. 5, a large number of desalination apparatuses are arranged side by side around a floating pier 20 provided as a walkway on the sea, and the fresh water tanks 3 of each apparatus are connected by a water collecting pipe 21 (see FIG. 1). In addition, the fresh water treated by each device can be guided to a large-capacity storage tank that is separately installed, and then distributed to various places for shared use. In that case, for example, as shown in FIG. 5 (b), the water collection main pipe 22 may be laid under the floating jetty 20. Moreover, as shown in FIGS. 1 to 3, a joint 23 for connecting the devices to each other may be attached to the tip of the arm 5. Of course, the required number of desalination apparatuses can be increased or decreased as needed.

本実施形態の淡水化装置は、淡水化に必要な全ての機器類をコンパクトに備えており、その構成も極めてシンプルであって、これを海面に浮かべるだけで直ちに海水を効率的に淡水化処理できるものであるので、これを設置するための格別の用地を必要とすることはないし、大規模な淡水化プラントによる場合に比較して遙かに簡便にかつ安価に設置することができるものであり、たとえば離島に設ける小規模な淡水化プラントとして最適なものである。   The desalination apparatus of this embodiment is compactly equipped with all the equipment necessary for desalination, and its configuration is extremely simple, and seawater is efficiently desalinated immediately by floating it on the sea surface. Therefore, there is no need for a special site for installing this, and it can be installed much more easily and cheaply than in the case of a large-scale desalination plant. For example, it is optimal as a small-scale desalination plant on a remote island.

特に、電気透析装置２の電源として太陽電池パネル４による直流電源を変換することなくそのまま利用するようにしているので、太陽電池パネル４と電気透析装置２とを簡単な直列回路にて直接的に接続すれば良く、従来の大規模な淡水化プラントにおいては不可欠である大容量のバッテリーや充放電コントローラ、インバーター等を必要としないのでこの点でシステム全体の大幅な簡略化を実現できるし、エネルギ変換ロスが最小で済み、廃棄物も全くなく、環境に優しい極めて有効な淡水化システムを実現し得ている。   In particular, since the direct current power source of the solar cell panel 4 is used as it is as the power source of the electrodialyzer 2 without being converted, the solar cell panel 4 and the electrodialyzer 2 are directly connected with a simple series circuit. It can be connected and does not require large-capacity batteries, charge / discharge controllers, inverters, etc., which are indispensable for conventional large-scale desalination plants. The conversion loss is minimal, there is no waste, and an environmentally friendly and highly effective desalination system can be realized.

また、淡水タンク３をメインフレームを兼ねる縦長チューブ状としてそれに少数の構成部品を組み合わせただけのシンプルな構成であり、特に淡水チューブ３の下部に電気透析装置２のみならず調整機構としてのバラストタンク６やウエイト７を取り付けたので、自ずと安定な姿勢で海面に浮かべられるものであるばかりでなく、装置全体を充分に安価に製作できるし、ろ過フィルター１４以外は日常的な保守を殆ど必要とせず、また各構成部品の素材として耐海水性を有する樹脂（炭素繊維強化樹脂、ポリプロピレン、オレフィン系ゴム等が好適に採用可能である）を用いることで１０年程度の耐用年数を確保でき、以上のことから淡水の処理コストを充分に抑制できるものである。   Further, the fresh water tank 3 is a vertically long tube that also serves as a main frame, and has a simple configuration in which a small number of components are combined. In particular, not only the electrodialyzer 2 but also a ballast tank as an adjusting mechanism is provided below the fresh water tube 3. 6 and weight 7 are attached, so that not only can it float on the sea surface in a stable posture, but the entire device can be manufactured at a sufficiently low cost, and almost no routine maintenance is required except for the filter 14. In addition, by using a resin having seawater resistance as a material of each component (carbon fiber reinforced resin, polypropylene, olefin rubber, etc. can be suitably employed), it is possible to secure a service life of about 10 years. Therefore, the treatment cost of fresh water can be sufficiently suppressed.

さらに、本実施形態の淡水化装置は、海水を淡水化することに伴って発生する農塩水をそのまま海水に放出するので、この淡水化装置の下方の海中においては塩分濃度が高まることになり、それにより高塩分濃度を好む多様な海生生物がそこに集まることで生態系の回復や閉鎖性海域の水質浄化効果が期待できるし、フィッシングポイントやダイビングポイント等の親水海域として有効に活用できる利点もある。   Furthermore, since the desalination apparatus of this embodiment discharges the agricultural salt water generated in association with desalination of seawater to seawater as it is, the salinity concentration will increase in the sea below this desalination apparatus, As a result, a variety of marine organisms that prefer high salinity can be gathered there, which can be expected to restore ecosystems and purify water in closed waters, and can be used effectively as hydrophilic waters such as fishing points and diving points. There is also.

以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態は本発明を実施するうえで最適な一例であり、本発明は上記実施形態に限定されることなく適宜の設計的変更が可能である。たとえば、上記実施形態では太陽電池パネル４を正三角形状のモジュールを６角形状に組み合わせたものとしたので、図５に示したように多数の淡水化装置を並設する場合には各太陽電池パネル４を隙間無く並べて連結することができる利点があるが、それに限るものではなく、太陽電池パネル４の形状や面積等は任意に設定すれば良い。勿論、電気透析装置２や淡水タンク３をはじめとして全ての構成要素の容量や形状、素材、それらの組み合わせの形態等は、要求される処理能力や周辺環境等の諸条件を考慮して最適に設計すれば良い。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is an optimal example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and appropriate design changes are possible. is there. For example, in the above embodiment, the solar cell panel 4 is a combination of equilateral triangular modules in a hexagonal shape. Therefore, when a large number of desalination apparatuses are arranged in parallel as shown in FIG. There is an advantage that the panels 4 can be connected side by side without a gap, but the present invention is not limited to this, and the shape, area, etc. of the solar cell panel 4 may be set arbitrarily. Of course, the capacity, shape, materials, and combination of all the components including the electrodialyzer 2 and the fresh water tank 3 are optimal in consideration of various conditions such as required processing capacity and surrounding environment. Just design.

本発明の一実施形態である淡水化装置の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the desalination apparatus which is one Embodiment of this invention. 同、組立図である。FIG. 同、拡大断面図である。FIG. 同、電気透析装置の概念図である。It is a conceptual diagram of an electrodialysis apparatus. 同、多数の淡水化装置による共同水利システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the joint water use system by many desalination apparatuses similarly.

符号の説明Explanation of symbols

１ フロート
２ 電気透析装置
３ 淡水タンク
４ 太陽電池パネル
５ アーム
６ バラストタンク（調整機構）
７ ウエイト（調整機構）
８ 取り出し管
９ 吐出口
１０ 電極
１０ａ 陽極
１０ｂ 陰極
１１ イオン交換膜
１１ａ 陽イオン交換膜
１１ｂ 陰イオン交換膜
１２ 流路
１２ａ 淡水化流路
１２ｂ 農塩水化流路
１２ｃ，１２ｄ 予備流路
１３ ポンプ
１４ ろ過フィルター
２０ 浮き桟橋
２１ 集水管
２２ 集水主管
２３ ジョイント 1 Float 2 Electrodialyzer 3 Freshwater Tank 4 Solar Panel 5 Arm 6 Ballast Tank (Adjustment Mechanism)
7 Weight (adjustment mechanism)
8 Extraction tube 9 Discharge port 10 Electrode 10a Anode 10b Cathode 11 Ion exchange membrane 11a Cation exchange membrane 11b Anion exchange membrane 12 Channel 12a Desalination channel 12b Agricultural salt water channel 12c, 12d Preliminary channel 13 Pump 14 Filtration Filter 20 Floating jetty 21 Water collecting pipe 22 Water collecting main pipe 23 Joint

Claims (5)

海面に浮かべられて設置されて海水を淡水化する装置であって、この装置全体を海面に浮かべるためのフロートと、海面下に水没状態で設けられて海水を淡水化処理する電気透析装置と、処理された淡水を貯留する淡水タンクと、海面上に設けられて電気透析装置の電源となる太陽電池パネルとを具備していることを特徴とする海水の淡水化装置。   A device that floats on the sea surface and desalinates seawater, a float for floating the entire device on the sea surface, an electrodialysis device that is placed under the sea surface and is submerged, and desalinates seawater, A seawater desalination apparatus comprising: a fresh water tank for storing treated fresh water; and a solar cell panel provided on the sea surface and serving as a power source for an electrodialysis apparatus. 請求項１記載の淡水化装置であって、淡水タンクを縦長チューブ状としてその下部を海中に水没させるとともに上部を海面上に突出させた起立状態とし、その淡水タンクの下部に電気透析装置とこの淡水化装置全体の浮力を調整し姿勢を安定させるための調整機構を取り付けたことを特徴とする海水の淡水化装置。   2. The desalination apparatus according to claim 1, wherein the fresh water tank is formed into a vertically long tube shape and its lower part is submerged in the sea and the upper part is protruded above the sea surface. A seawater desalination apparatus comprising an adjustment mechanism for adjusting the buoyancy of the entire desalination apparatus and stabilizing the posture. 請求項１または２記載の淡水化装置であって、電気透析装置は、電極間に配した複数のイオン交換膜間にポンプによって海水を通すことによりその海水を淡水と農塩水とに分離する構成とされ、太陽電池パネルはその電気透析装置における電極およびポンプに対して直流電圧を直接供給する構成とされていることを特徴とする海水の淡水化装置。   The desalination apparatus according to claim 1 or 2, wherein the electrodialysis apparatus separates the seawater into fresh water and agricultural saltwater by passing seawater by a pump between a plurality of ion exchange membranes arranged between the electrodes. The seawater desalination apparatus is characterized in that the solar cell panel is configured to directly supply a DC voltage to the electrode and pump in the electrodialysis apparatus. 請求項１，２または３記載の淡水化装置であって、電気透析装置は、淡水化処理の際に陽極に発生する塩素によって淡水化すべき海水を塩素滅菌する構成とされていることを特徴とする海水の淡水化装置。   The desalination apparatus according to claim 1, 2, or 3, wherein the electrodialysis apparatus is configured to sterilize seawater to be desalinated by chlorine generated at the anode during the desalination process. Seawater desalination equipment. 請求項１，２，３または４記載の淡水化装置であって、電気透析装置は、淡水化すべき海水を上向流としてイオン交換膜間に通し、農塩水となるべき海水を下向流としてイオン交換膜間に通す構成とされていることを特徴とする海水の淡水化装置。



The desalination apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the electrodialysis apparatus passes seawater to be desalinated as an upward flow between the ion exchange membranes, and seawater to be agricultural salt water as a downward flow. A seawater desalination apparatus characterized by being configured to pass between ion exchange membranes.



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