JP5575015B2 - 淡水製造システム - Google Patents
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Description
高圧と低圧の逆浸透を実施することで、高品質の水を製造することができるとしている。
図1は本発明の第1実施形態に係る淡水製造システムのブロック図である。本実施例の淡水製造システムは、海水を取り込む前処理手段2、前処理手段2に接続される正浸透膜処理手段3、正浸透膜処理手段3と冷却手段4を介して接続される晶析手段5、晶析手段5と加熱手段6b、ポンプ15を介して接続される逆浸透膜処理手段7、逆浸透膜処理手段7と接続される切り替え手段8、逆浸透膜処理手段7と切り替え手段8を接続する配管に取付けられる塩化物イオンセンサ13、切り替え手段8に接続される貯槽14で構成され、晶析手段5は加熱手段6aを介して正浸透膜処理手段3と接続され、切り替え手段8は正浸透膜処理手段3と接続されている。
この浸透圧が高いほど駆動力が大きくなるため、原水からの水の回収率を高くしたり、膜の透過流速を大きくしたりすることができる。
正浸透膜は、酢酸セルロースやポリアミド等の材質を適用することができる。また、正浸透膜処理手段3内部の液温は、膜の透過抵抗を低減させるため30℃程度に保持する。正浸透膜処理手段3から排出される濃縮廃液10は、海洋へ放流される。
(a)正浸透膜処理の水温においてイオン濃度が海水の濃度よりも高い(正浸透膜処理のための条件)。
(b)溶解度の温度依存性が大きい(晶析処理のための条件)。
(c)晶析処理後のイオン濃度が海水の濃度よりも低い(逆浸透膜処理のための条件)。
(d)金属の腐食性が低い。
(e)高浸透圧溶液への海水成分の混入の程度が判断できる。
表1にNa2HPO4の溶解度から推定した各水温におけるモル濃度を示す。海水中のNaClの濃度は約0.513mol/L(3wt%)であり、少なくとも25℃〜0℃の範囲で上記の(a)(b)(c)の条件を満足する。
図3は、本発明の第2実施形態に係る淡水製造システムのブロック図である。本実施形態のシステムは、第1実施形態の構成において、晶析手段5と加熱手段6a,6bとの間に熱交換器31a,31bを設けた構成となっている。
そのため、本実施形態の熱回収・加熱・冷却の手段として、適用することで、熱交換と同様の効果が得られる。
図4は本発明の第3実施形態に係る淡水製造システムのブロック図である。本実施形態のシステムは、第1実施形態の構成において、正浸透膜処理手段3と冷却手段4とを接続する流路と、加熱手段6bとポンプ15とを接続する流路との間に圧力変換器41を設けた構成としている。
加圧された上澄み水は、逆浸透膜処理に必要なだけの圧力をさらにポンプ15から得た後に、逆浸透膜処理手段7に供給される。圧力が低下した高浸透圧溶液は冷却手段4を経て、晶析手段5に導入される。
3 正浸透膜処理手段
4 冷却手段
5 晶析手段
6a,6b 加熱手段
7 逆浸透膜処理手段
8 切り替え手段
13 塩化物イオンセンサ
14 貯槽
15 ポンプ
31a,31b 熱交換器
41 圧力変換器
Claims (5)
- 正浸透膜を介して原水中から塩分を除去して、原水の浸透圧より高い浸透圧を有する溶液へ透過水を得る正浸透膜処理手段と、
前記正浸透膜処理手段で得られた透過水を含み、溶質成分がNa 2 HPO 4 である高浸透圧溶液から、高浸透圧溶液の溶質成分を分離する分離手段と、
前記分離手段で溶質成分を分離した後の溶液を原水として、逆浸透膜により脱塩処理し、淡水を得る逆浸透膜処理手段と、
前記正浸透膜処理または逆浸透膜処理に供給する原水又は高浸透圧溶液の温度を調整する手段と、溶質成分がNa 2 HPO 4 の場合、原水または高浸透圧溶液の温度を25℃以下とし、
前記分離手段またはその前段に温度調整手段と、溶質成分がNa 2 HPO 4 の場合、前記分離手段における溶液の温度を10℃以下とし、
前記逆浸透膜処理手段へ原水を供給するポンプと、
前記分離手段で分離回収した溶質成分を、正浸透膜処理手段に供給される高浸透圧溶液と混合する配管と、を備えたことを特徴とする淡水製造システム。 - 請求項1に記載の淡水製造システムにおいて、
前記分離手段として晶析処理を用い、高浸透圧溶液の溶質成分を析出させ、スラリーと上澄み液を分離することを特徴とする淡水製造システム。 - 請求項1に記載の淡水製造システムにおいて、
前記分離手段で得られ、逆浸透膜処理手段へ供給される原水の浸透圧を、正浸透膜処理手段に供給される原水の浸透圧より低くすることを特徴とする淡水製造システム。 - 請求項1又は2に記載の淡水製造システムにおいて、
前記正浸透膜処理から排出される高浸透圧溶液の熱を回収する熱交換手段
と、前記晶析処理装置から排出されるスラリー又は上澄み液へ熱を供給する別
の熱交換手段と、これら2種の熱交換手段の間で熱の媒体となる流体を循環さ
せる手段とを備えることを特徴とする淡水製造システム。 - 請求項1に記載の淡水製造システムにおいて、
前記正浸透膜処理手段から排出される高浸透圧溶液の圧力を、前記逆浸透膜処理の原水へ伝達する圧力変換器を備えることを特徴とする淡水製造システム。
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