JPH10156357A - Desalting system and desalting method - Google Patents
Desalting system and desalting methodInfo
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- JPH10156357A JPH10156357A JP8320153A JP32015396A JPH10156357A JP H10156357 A JPH10156357 A JP H10156357A JP 8320153 A JP8320153 A JP 8320153A JP 32015396 A JP32015396 A JP 32015396A JP H10156357 A JPH10156357 A JP H10156357A
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- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、淡水化方法及び淡水
化装置に関し、特に、海水や汚水から淡水を造水するた
めの淡水化方法及び淡水化装置に関する。The present invention relates to a desalination method and a desalination apparatus, and more particularly to a desalination method and a desalination apparatus for producing fresh water from seawater or sewage.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、降雨の少ない地域での水不足を
解消するための対策として、あるいは都市部が大震災等
を被って水道施設が使用できなくなった場合の緊急の処
置として、海水等を淡水化し、飲料水などに供する技術
が種々提案されている。2. Description of the Related Art For example, seawater is desalinated as a measure to solve water shortage in an area with little rainfall or as an urgent measure when a water supply facility becomes unavailable due to a major earthquake or the like in an urban area. Various techniques for providing drinking water and the like have been proposed.
【0003】そして、水を浄化し淡水化するための水処
理の技術としては、一般に、膜分離によるものが知られ
ており、このうち水の圧力を駆動力とする方法として、
懸濁物質や細菌のようなフロックや微粒子を分離するた
めの精密濾過、多糖類やタンパク質などの高分子物質を
分離するための限外濾過、塩素イオン等の溶存イオンを
分離するための逆浸透を挙げることができる。[0003] As a water treatment technique for purifying and desalinating water, a method using membrane separation is generally known. Among them, a method using water pressure as a driving force is known.
Microfiltration for separating flocs and fine particles such as suspended substances and bacteria, ultrafiltration for separating high molecular substances such as polysaccharides and proteins, reverse osmosis for separating dissolved ions such as chloride ions Can be mentioned.
【0004】そして、例えば逆浸透法によれば、溶質を
通さない性質を有する半透膜を境として、溶液側から浸
透圧以上の高い圧力を負荷することによって、半透膜に
対して淡水のみを通過させながら溶液の淡水化を行うも
ので、工業的な規模での実用化を図るべく、このような
逆浸透膜が組み込まれた逆浸透モジュールを用いて行わ
れることになる。[0004] According to the reverse osmosis method, for example, by applying a high pressure equal to or higher than the osmotic pressure from the solution side to the semipermeable membrane having the property of preventing the passage of solute, only fresh water is applied to the semipermeable membrane. The desalination of the solution is carried out while passing through the filter. In order to achieve practical use on an industrial scale, it is performed using a reverse osmosis module incorporating such a reverse osmosis membrane.
【0005】すなわち、この逆浸透モジュールは、例え
ば当該逆浸透モジュールの外周に海水等の溶液を高い水
圧下で供給し、この圧力によって逆浸透膜を通過してき
た淡水を内部の集水管に集めてこれを抽出できるように
した装置である。That is, in this reverse osmosis module, for example, a solution such as seawater is supplied to the outer periphery of the reverse osmosis module under a high water pressure, and the fresh water that has passed through the reverse osmosis membrane is collected by an internal water collecting pipe by this pressure. This is an apparatus that can extract this.
【0006】そして、このような逆浸透膜は、その機能
を発揮するためには例えば30kgf/cm2 程度以上の高
い水圧が必要となり、したがって、このような高い圧力
を逆浸透モジュールに負荷するためには大掛かりな圧力
容器が必要となるとともに、このような高い圧力を負荷
し続けるための動力として、多大なエネルギーを消費す
ることになることから、水中における静水圧を利用し
て、このような逆浸透圧を簡易に得ることができるよう
にした淡水化装置及び淡水化方法が、本願発明の発明者
によって開発されている(本願出願人による本願と同日
付け出願の「淡水化方法及び淡水化装置」参照。)。[0006] Such a reverse osmosis membrane requires a high water pressure of, for example, about 30 kgf / cm 2 or more in order to exert its function. Therefore, such a high pressure is applied to the reverse osmosis module. Requires a large-scale pressure vessel and consumes a great deal of energy as a power to keep applying such a high pressure. A desalination apparatus and a desalination method capable of easily obtaining a reverse osmotic pressure have been developed by the inventor of the present invention (see “Desalination method and desalination” filed on the same date as the present application by the present applicant. Equipment ”).
【0007】一方、近年、深夜電力等の余剰電力を圧縮
空気等の圧気として貯蔵するための施設やその他の高圧
気体を貯蔵するための施設として、各種の地下タンクが
開発されている。すなわち、かかる圧気の貯蔵用の地下
タンクによれば、当該地下タンクを地中深部に設けるこ
とにより、送気管により給送されて内部に貯蔵される圧
気の内圧に抵抗するための耐圧力を、周囲の地盤から地
下タンクに負荷される土圧や地下水圧等によって補い、
これによって地下タンクに生じる引張応力を低減して地
下タンクの構造を簡易なものとすることができるととも
に、地下空間を有効に利用することが可能になる。On the other hand, in recent years, various underground tanks have been developed as facilities for storing surplus electric power such as midnight electric power as compressed air or the like and other facilities for storing high-pressure gas. That is, according to the underground tank for storing such compressed air, by providing the underground tank in the deep underground, the withstand pressure for resisting the internal pressure of the compressed air supplied by the air pipe and stored inside, Compensated by earth pressure or groundwater pressure applied to the underground tank from the surrounding ground,
Thereby, the tensile stress generated in the underground tank can be reduced, the structure of the underground tank can be simplified, and the underground space can be effectively used.
【0008】また、かかる圧気を貯蔵するための地下タ
ンクとして、いわゆる水圧補償方式の地下貯蔵タンクが
知られている。この水圧補償方式の地下貯蔵タンクは、
例えばCAES(Compressed Air Energy Storage )タ
ンクとして知られているように、地下タンクの上方に設
けた貯水池、湖沼、河川、地下河川等からなる上池と地
下タンクの下部空間とを送水管によって連通するととも
に、地下タンク内の水位と上池の水位とのヘッド差に伴
なう被圧水を送水管内に充填することにより、このヘッ
ド差による圧力で地下タンク内の圧気貯蔵空間を水表面
を介して下方から押圧して、圧気貯蔵用の所望の圧力が
常時補償されるようにしたものである(特開平7−18
9273号公報、特開平7−330079号公報等参
照)。As an underground tank for storing such compressed air, a so-called underwater storage tank of a so-called hydraulic pressure compensation system is known. This water pressure compensated underground storage tank
For example, as is known as a CAES (Compressed Air Energy Storage) tank, an upper pond composed of a reservoir, a lake, a marsh, a river, an underground river, and the like provided above the underground tank communicates with a lower space of the underground tank by a water pipe. At the same time, by filling the water supply pipe with pressurized water due to the head difference between the water level in the underground tank and the water level in the upper pond, the pressure caused by this head difference causes the compressed air storage space in the underground tank to pass through the water surface. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-18).
9273, JP-A-7-330079, etc.).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】そして、上述の淡水化
装置及び淡水化方法によれば、逆浸透モジュールを例え
ば海面上から海中の所定の水深に設置して淡水化を図る
ことができる他、例えば地中に専用の水槽を形成し、こ
の水槽の内部に逆浸透モジュールを設置して淡水化作業
を行うこともできるが、このような水槽による場合に
は、天候や波浪等による大きな影響を受けることなく静
穏な環境下で作業を行うことができ、また淡水化された
水を汲み上げて処理するための装置や空気を送るための
コンプレッサー等の付帯設備を地上に容易に設けること
ができるという利点を有する反面、原水を淡水化した後
の比重の大きい廃棄水を汲み上げて処理するのに多くの
エネルギーを必要とすることになるという課題があっ
た。According to the desalination apparatus and the desalination method described above, the reverse osmosis module can be installed at a predetermined depth in the sea from, for example, the sea surface to achieve desalination. For example, a dedicated water tank can be formed in the ground, and a reverse osmosis module can be installed inside the tank to perform desalination work.However, such a water tank can significantly affect the weather and waves. It is possible to work in a quiet environment without receiving it, and it is possible to easily install auxiliary equipment such as a device for pumping and treating desalinated water and a compressor for sending air on the ground. On the other hand, there is an advantage, however, that a large amount of energy is required to pump and treat wastewater having a high specific gravity after desalinating raw water.
【0010】また、上述の淡水化装置及び水圧補償方式
の圧気貯蔵タンクによれば、淡水化のための浸透圧を得
るために、あるいは圧気貯蔵のための圧力を付与するた
めに、いずれも高圧力の被圧水を使用するものであるこ
とから、これらを併存させて効率良く淡水化及び圧気貯
蔵を行うことができれば便宜である。Further, according to the desalination apparatus and the pneumatic storage tank of the hydraulic pressure compensation type, both of the high pressure are required to obtain the osmotic pressure for desalination or to apply the pressure for pneumatic storage. Since pressurized water is used, it is convenient if it is possible to efficiently perform desalination and compressed air storage by using these together.
【0011】そこで、この発明は、このような従来の課
題に着目してなされたもので、圧気貯蔵タンクと併存さ
せることにより、効率良く海水や汚水等の淡水化を図る
ことのできる淡水化システム及び淡水化方法を提供する
ことを目的とするものである。Accordingly, the present invention has been made in view of such conventional problems, and a desalination system capable of efficiently desalinating seawater, sewage, and the like by coexisting with a pneumatic storage tank. And a desalination method.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するためになされたもので、その要旨は、タ
ンク内に送られる被圧水により貯蔵用の圧力を補償しつ
つ圧気を貯蔵する水圧補償方式の貯蔵タンクと、該貯蔵
タンクに併設して設けられる淡水化装置とからなる淡水
化システムであって、前記淡水化装置が、前記圧気貯蔵
用の圧力に相当する圧力が静水圧によって得られる水深
となるように形成された原水供給槽と、該原水供給槽の
内部において、逆浸透圧以上の水圧が負荷される水深に
設置された逆浸透モジュールと、該逆浸透モジュールの
淡水集水管に浸透した淡水を大気中に汲み上げる揚水手
段とからなり、かつ前記原水供給槽と前記貯蔵タンクと
を連通する連通手段を前記逆浸透モジュールの設置位置
の下方に備えることを特徴とする淡水化システムにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve such an object, and the gist of the invention is to compensate for the pressure for storage while compensating the pressure for storage by pressurized water sent into a tank. A desalination system comprising a storage tank of a hydraulic pressure compensation type for storage and a desalination device provided in parallel with the storage tank, wherein the desalination device has a static pressure corresponding to the pressure for compressed air storage. A raw water supply tank formed to have a water depth obtained by water pressure, a reverse osmosis module installed at a depth where a water pressure equal to or higher than a reverse osmotic pressure is loaded inside the raw water supply tank, Pumping means for pumping fresh water permeated into the freshwater collecting pipe into the atmosphere, and communicating means for communicating the raw water supply tank and the storage tank below the installation position of the reverse osmosis module. In desalination system according to claim.
【0013】ここで、上記記載において逆浸透モジュー
ルとは、逆浸透膜そのものだけでは実用に供することが
できないため、工業的な規模で実用化できるような形状
にしたもので、例えば、既に公知の装置である、平膜型
(プレート・フレーム)モジュールや、のり巻型(スパ
イラル型)モジュール、中空糸型(ホローファイバ型)
モジュール等を使用することができる。[0013] In the above description, the reverse osmosis module cannot be put to practical use with the reverse osmosis membrane itself, and has a shape that can be put to practical use on an industrial scale. Equipment: flat membrane type (plate / frame) module, glue type (spiral type) module, hollow fiber type (hollow fiber type)
Modules and the like can be used.
【0014】そして、これらの逆浸透モジュールのう
ち、のり巻型モジュールは、容積当りの膜充填量も高
く、最も実用に供されているもので、例えば、活性層を
外側にして2枚の平膜を封筒状に接着し、封筒の内側に
透過水流路材となるスペーサを入れ、封筒状の開封され
た一端を孔の多数あいた集水管に接着接続するととも
に、原水流路を保持しかつ乱流促進作用の役割をはたす
網目状スペーサを複数の封筒状の膜(リーフ)にはさみ
込み、集水管を中心にのり巻状に巻き込んでエレメント
化したものである。[0014] Of these reverse osmosis modules, the glue-wound module has the highest membrane filling amount per volume and is the most practical one. For example, two flat modules with the active layer on the outside are used. The membrane is adhered in the shape of an envelope, a spacer serving as a permeated water flow path material is inserted inside the envelope, and one end of the envelope is opened and connected to a water collecting pipe having many holes, and the raw water flow path is held and disturbed. The mesh spacer serving as a flow-promoting action is sandwiched between a plurality of envelope-shaped membranes (leaves), and is wound around the water collecting pipe in the form of a roll to form an element.
【0015】なお、逆浸透膜としては、酢酸セルロース
膜等の、分離機能を発揮する厚さ0.1〜1μmの緻密
な活性層と厚さ数μmからなる細孔が多数存在するスポ
ンジ状の支持層とからなる非対称膜や、ポリスルホン膜
による支持層と、界面重合、架橋処理、プラズマ重合な
どの手法により形成されるポリアミド系の素材による表
層の活性層とからなる複合膜等を使用することができ
る。As the reverse osmosis membrane, a sponge-like membrane having a dense active layer having a thickness of 0.1 to 1 μm and exhibiting a large number of pores having a thickness of several μm, such as a cellulose acetate membrane, is used. Use of an asymmetric membrane composed of a support layer or a composite membrane composed of a support layer composed of a polysulfone membrane and a surface active layer composed of a polyamide-based material formed by a technique such as interfacial polymerization, cross-linking treatment, or plasma polymerization. Can be.
【0016】また、この発明の淡水化システムは、前記
淡水化装置に、前記淡水集水管と大気とを連通して、前
記淡水集水管に大気を供給する大気圧管を設けるように
することが好ましい。Further, in the desalination system according to the present invention, the desalination apparatus may be provided with an atmospheric pressure pipe that communicates the freshwater collecting pipe with the atmosphere and supplies the atmosphere to the freshwater collecting pipe. preferable.
【0017】さらに、この発明の淡水化システムは、前
記貯蔵タンクの上方に、圧気を貯蔵する際に前記貯蔵タ
ンクから押し出される排出水を貯留する貯留槽を設け、
かつ該貯留槽には、前記排出水を排出することにより当
該貯留槽内の水位を前記原水供給槽に送られる原水の水
位より下方に維持して所定の水頭差(ヘッド差)を保持
するための排水手段を設けるようにすることもできる。Further, in the desalination system of the present invention, a storage tank is provided above the storage tank for storing discharged water pushed out of the storage tank when storing compressed air.
In order to maintain a predetermined head difference (head difference) in the storage tank by maintaining the water level in the storage tank below the level of raw water sent to the raw water supply tank by discharging the discharged water. Drainage means may be provided.
【0018】さらにまた、この発明の淡水化システム
は、前記原水供給槽の上端を前処置水槽と連通して、該
前処置水槽において前処理膜により処理された後の原水
を、前記原水供給槽に供給するようにしても良い。Still further, in the desalination system of the present invention, the upper end of the raw water supply tank is communicated with a pretreatment water tank, and the raw water treated by the pretreatment membrane in the pretreatment water tank is supplied to the raw water supply tank. You may make it supply to.
【0019】一方、この発明の他の要旨は、タンク内に
送られる被圧水により貯蔵用の圧力を補償しつつ圧気を
貯蔵する水圧補償方式の貯蔵タンクに併設して設けた原
水供給槽の内部において、逆浸透圧以上の水圧が負荷さ
れる水深に逆浸透モジュールを設置し、該逆浸透モジュ
ールの淡水集水管に浸透した淡水を大気中に汲み上げ
て、前記淡水集水管の内圧と前記逆浸透モジュールの周
囲の水圧との間に圧力差を生じさせ、この圧力差を逆浸
透圧として、海水や汚水の淡水化を図るとともに、前記
逆浸透モジュールを通過した後の比重の大きな廃棄水
を、前記逆浸透モジュールの下方において前記原水供給
槽と前記貯蔵タンクとを連通する連通手段から、前記貯
蔵タンクに被圧水として流入させ、流入したこの廃棄水
を、前記貯蔵タンクに圧気を供給貯蔵する際の排出水と
して上方に排出することを特徴とする淡水化方法にあ
る。On the other hand, another gist of the present invention is to provide a raw water supply tank provided in addition to a water pressure compensation type storage tank which stores compressed air while compensating for a storage pressure by pressurized water sent into the tank. Inside, a reverse osmosis module is installed at a depth where a water pressure equal to or higher than the reverse osmosis pressure is applied, and fresh water that has permeated the freshwater collecting pipe of the reverse osmosis module is pumped into the atmosphere, and the internal pressure of the freshwater collecting pipe and the reverse pressure are set. A pressure difference is generated between the water pressure around the osmosis module and the pressure difference as a reverse osmosis pressure, while desalinating seawater and sewage, and a wastewater having a large specific gravity after passing through the reverse osmosis module. From the communicating means that communicates the raw water supply tank and the storage tank below the reverse osmosis module, flows into the storage tank as pressurized water, and flows the wastewater into the storage tank. In desalination method characterized by discharging upwardly as the water discharged when supplying storing gas.
【0020】そして、この発明の淡水化システムによれ
ば、原水供給槽内の所定の水深に逆浸透モジュールを設
置して、これの淡水集水管に浸透してきた淡水を大気中
に汲み上げるようにすれば、周囲からの原水の静水圧に
よって、逆浸透膜を挟んだ淡水集水管の内圧との間に、
逆浸透圧以上の圧力差が、常時自然な状態で生じている
ことになり、この圧力差を逆浸透圧として原水から逆浸
透膜を通過して得られる淡水が、淡水集水管に集水され
て地上に汲み上げられてゆくことになる。According to the desalination system of the present invention, the reverse osmosis module is installed at a predetermined water depth in the raw water supply tank, and the fresh water penetrating the fresh water collecting pipe is pumped into the atmosphere. For example, due to the hydrostatic pressure of raw water from the surroundings, the internal pressure of the freshwater collecting pipe sandwiching the reverse osmosis membrane,
The pressure difference equal to or higher than the reverse osmotic pressure always occurs in a natural state, and the fresh water obtained from the raw water through the reverse osmosis membrane as the reverse osmotic pressure is collected in the freshwater collecting pipe. Will be pumped to the ground.
【0021】一方、その一部を淡水集水管に浸透させつ
つ逆浸透モジュールを通過した濃縮された原水は、比重
の大きな廃棄水として原水供給槽の下方に沈降してゆく
とともに、連通開口や連通配管等の連通手段を介して被
圧水として貯蔵タンク内に流入し貯留されることにな
る。On the other hand, the concentrated raw water that has passed through the reverse osmosis module while partly penetrating the freshwater collecting pipe, sinks below the raw water supply tank as wastewater having a large specific gravity, and has a communication opening and a communication hole. It flows into the storage tank as pressurized water via communication means such as a pipe and is stored.
【0022】そして、このようにして貯蔵タンクに貯留
された廃棄水は、原水供給槽に取り入れられる原水の水
位との間のヘッド差によって、貯蔵タンク内において、
圧気貯蔵のための圧力を補償する被圧水として機能する
とともに、この貯蔵タンク内に圧気を給送して貯留する
際には、貯留される圧気の容量に応じて、押し込まれた
圧気の圧力によって、貯蔵タンクから上方に押し上げら
れて排出されてゆくことになる。Then, the wastewater stored in the storage tank in this way, due to the head difference between the level of the raw water taken into the raw water supply tank and the level of the raw water,
In addition to functioning as pressurized water that compensates for the pressure for compressed air storage, when the compressed air is fed into and stored in this storage tank, the pressure of the compressed air that is pushed in depends on the volume of compressed air stored. As a result, it is pushed upward from the storage tank and discharged.
【0023】また、淡水化装置に、逆浸透モジュールの
淡水集水管と大気とを連通して淡水集水管に大気を供給
する大気圧管を設けるようにすれば、淡水集水管の内圧
が大気圧に保持されることになり、これによって、逆浸
透に必要な圧力差を一定に保持しつつ安定した状態で海
水や汚水の淡水化を図ることが可能になる。Further, if the desalination apparatus is provided with an atmospheric pressure pipe for communicating the fresh water collecting pipe of the reverse osmosis module with the atmosphere and supplying the atmosphere to the fresh water collecting pipe, the internal pressure of the fresh water collecting pipe becomes atmospheric pressure. This makes it possible to desalinate seawater and sewage in a stable state while maintaining a constant pressure difference required for reverse osmosis.
【0024】さらに、貯蔵タンクの上方に排出水の貯留
槽を設け、排水手段によりこの排出水を適宜排水して当
該貯留槽内の水位を原水供給槽に送られる原水の水位よ
り下方に維持するようにすれば、これらの間のヘッド差
によって、逆浸透モジュールを通過した廃棄水を、連通
開口等を介して容易に貯蔵タンク内に流入させてゆくこ
とができる。Further, a drainage storage tank is provided above the storage tank, and the drainage means drains this drainage appropriately to maintain the water level in the storage tank below the level of the raw water sent to the raw water supply tank. By doing so, the wastewater that has passed through the reverse osmosis module can easily flow into the storage tank through the communication opening or the like due to the head difference between them.
【0025】さらにまた、原水供給槽の上端を前処置水
槽に連通し、前処理膜により処理された後の原水を原水
供給槽に供給するようにすれば、不純物が除去されて水
質の安定した原水を逆浸透モジュールに供給することが
でき、これによって、逆浸透モジュールの保守、管理が
容易になるとともに、逆浸透膜の寿命を延長することが
可能になる。Furthermore, by connecting the upper end of the raw water supply tank to the pretreatment tank and supplying the raw water treated by the pretreatment membrane to the raw water supply tank, impurities are removed and the water quality is stabilized. Raw water can be supplied to the reverse osmosis module, thereby facilitating maintenance and management of the reverse osmosis module and extending the life of the reverse osmosis membrane.
【0026】一方、この発明の淡水化方法によれば、原
水供給槽内において、逆浸透圧以上の水圧が負荷される
水深に設置した逆浸透モジュールを通過した原水は、通
過前の原水より比重の大きな廃棄水として、さらに下方
に沈降してゆき、連通開口や連通配管等の連通手段から
貯蔵タンク内に流入してゆくことになる。そして、貯蔵
タンクに流入した廃棄水は、原水供給槽に供給される原
水の水位との間のヘッド差によって、そのまま圧気貯蔵
のための被圧水として機能するとともに、この貯蔵タン
クへ圧気を貯蔵する際には、押し込まれる圧気により上
方に押し出されて貯蔵タンクから排出されてゆくことに
なる。On the other hand, according to the desalination method of the present invention, in the raw water supply tank, the raw water that has passed through the reverse osmosis module installed at the depth where the water pressure equal to or higher than the reverse osmotic pressure is applied, has a higher specific gravity than the raw water before passing. As a large waste water, it sinks further downward, and flows into the storage tank through communication means such as a communication opening or a communication pipe. The wastewater that has flowed into the storage tank functions directly as pressurized water for pressurized storage due to the head difference between the raw water level supplied to the raw water supply tank and the compressed air stored in the storage tank. In this case, the air is pushed upward by the compressed air and is discharged from the storage tank.
【0027】すなわち、この発明によれば、静水圧を利
用した所定の圧力をそれぞれ必要とする水圧補償方式の
貯蔵タンクと淡水化装置とを併存させ、これらの機能を
組み合わせて、効率の良い海水や汚水等の淡水化を容易
に図ることができる。That is, according to the present invention, a storage tank of a hydraulic pressure compensation type which requires a predetermined pressure utilizing hydrostatic pressure and a desalination apparatus coexist, and these functions are combined to provide an efficient seawater. And desalination of wastewater and the like can be easily achieved.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下この発明の好ましい実施の形
態、すなわち実施例について、添付図面を参照しつつ詳
細に説明する。この実施例にかかる淡水化システム10
は、圧気貯蔵タンク11と淡水化装置12とを併存させ
た海水の淡水化を図るためのシステムであって、図1及
び図2に示すように、主として、タンク内に送られる被
圧水により貯蔵用の圧力を補償しつつ圧気を貯蔵する水
圧補償方式の貯蔵タンク11と、この貯蔵タンク11の
側壁部13に設けられた淡水化装置12とによって構成
されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention, ie, embodiments, will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Desalination system 10 according to this embodiment
Is a system for desalination of seawater in which a compressed air storage tank 11 and a desalination device 12 coexist. As shown in FIGS. 1 and 2, mainly a pressurized water sent into the tank. The storage tank 11 is configured by a water pressure compensation type storage tank 11 that stores compressed air while compensating for a storage pressure, and a desalination device 12 provided on a side wall 13 of the storage tank 11.
【0029】ここで、貯蔵タンク11は、例えば地上か
ら地下300m程度の深さに至るまで構築された二重構
造の側壁部13を有する円筒体14の下半部分に形成さ
れるもので、深夜電力等の余剰電力を圧気として貯蔵す
るための、CAESタンクすなわち水圧補償方式の圧気
貯蔵用のタンクとして機能するものである。Here, the storage tank 11 is formed in the lower half portion of a cylindrical body 14 having a double-structured side wall 13 constructed from the ground to a depth of about 300 m below the ground, for example. It functions as a CAES tank for storing surplus electric power such as electric power as compressed air, that is, a tank for storing compressed air in a water pressure compensation system.
【0030】そして、この貯蔵タンク11は、円筒体1
4の下端部を閉塞する床版15と、側壁部13の内壁1
9と、地中150m程度の深さに形成された天井版16
とによって囲まれた貯蔵空間であって、また、内壁19
の下端部分には、当該側壁部13を構成する内壁19と
外壁20との間に形成された原水供給槽17から、廃棄
水を流入させるための連通開口18が連通手段として開
口形成されているとともに、天井版16を貫通するよう
にして、貯蔵タンク11の上端部分に開口して地上まで
延長する圧縮空気の送気管21と、貯蔵タンク11の下
端部分に開口して貯蔵タンク11とこれの上方の排出水
貯留槽22とを連通する貯留水取出管23とが設けられ
ている。The storage tank 11 has a cylindrical shape 1
A floor slab 15 for closing the lower end of the inner wall 4 and an inner wall 1 of the side wall 13
9 and a ceiling slab 16 formed at a depth of about 150 m underground
And a storage space surrounded by
A communication opening 18 for inflowing waste water from a raw water supply tank 17 formed between an inner wall 19 and an outer wall 20 constituting the side wall portion 13 is formed at the lower end portion as communication means. At the same time, an air supply pipe 21 for compressed air that opens to the upper end of the storage tank 11 and extends to the ground so as to penetrate the ceiling plate 16 and extends to the ground, and the storage tank 11 that opens to the lower end of the storage tank 11 and A stored water discharge pipe 23 that communicates with the upper discharged water storage tank 22 is provided.
【0031】したがって、例えば、この貯蔵タンク11
内に廃棄水が充填貯留されている状態から、深夜電力等
を使用してコンプレッサ等を作動し、圧縮空気を生成し
て、これを圧気として送気管21を介して貯蔵タンク1
1内に圧送すれば、その高い圧力により、貯蔵タンク1
1内には、圧気が、内部の廃棄水を排出水貯留槽22に
押し上げながら徐々に貯留されてゆくとともに、この圧
気には、貯蔵タンク11に残留する廃棄水の水位と、原
水供給槽17に供給される原水の水位との間のヘッド差
に伴う静水圧が、下方から常時負荷されることになり、
このようにして圧気の圧力と静水圧とのバランスが保た
れた状態で、いわゆる水圧補償方式によって圧気が貯蔵
タンク11内に貯留されてゆくことになる(第3図参
照)。Therefore, for example, the storage tank 11
From the state where wastewater is filled and stored in the storage tank 1, a compressor or the like is operated using late-night electric power or the like to generate compressed air, and this is used as compressed air to store the storage tank 1 through the air supply pipe 21.
1 into the storage tank 1 due to its high pressure.
Inside, the compressed air is gradually stored while pushing up the internal waste water to a drainage storage tank 22, and the compressed air contains the level of the waste water remaining in the storage tank 11 and the raw water supply tank 17. Hydrostatic pressure due to the head difference between the raw water level supplied to the
With the balance between the pressure of the compressed air and the hydrostatic pressure maintained in this way, the compressed air is stored in the storage tank 11 by a so-called hydraulic compensation method (see FIG. 3).
【0032】なお、この貯蔵タンク11が設けられる円
筒体14は、例えば特開平7ー252854号に記載さ
れているような工法、すなわち地中に掘削形成された縦
穴内に壁面を保持するための充填液を充填し、この縦穴
内に二重構造の袋体からなる型膜を挿入するとともに、
この二重構造の型膜内にコンクリートを打設しつつこれ
を沈降させて縦穴底部に着底させることにより、コンク
リート製の地下タンクを構築する方法を、改良を加えな
がら採用することにより、地上から地下300m程度に
至る深さに、容易に構築設置することができる。The cylindrical body 14 provided with the storage tank 11 is constructed by a method described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-252854, that is, for holding a wall surface in a vertical hole excavated and formed in the ground. Fill the filling liquid, insert a mold membrane consisting of a double-layered bag into this vertical hole,
The method of constructing a concrete underground tank by placing concrete in this double-layered mold membrane while sinking it to the bottom of the vertical hole, while improving it, It can be easily constructed and installed to a depth of about 300m below the ground.
【0033】また、この円筒体14を設置した縦穴の内
壁面と円筒体14との隙間には、例えば特開平7−18
9273号に示されるように、重泥水37を充填して、
この重泥水の圧力によって、円筒体14や縦穴の内壁面
の安定化を図るようにすることもできる。The gap between the inner wall surface of the vertical hole in which the cylindrical body 14 is installed and the cylindrical body 14 is, for example, disclosed in
As shown in No. 9273, the muddy water 37 is filled,
The pressure of the heavy muddy water can stabilize the inner wall surface of the cylindrical body 14 and the vertical hole.
【0034】一方、上記圧気貯蔵タンク11とともに淡
水化システム10を構成する淡水化装置12は、円筒体
14の二重構造の側壁部13の内壁19と外壁20との
間に形成される、断面円環状で、かつ円筒体14の下端
部に至る深さを有する原水供給槽17と、この断面円環
状の原水供給槽17の内部に、これの周方向に沿って連
設配置された24基の淡水化ユニット23とからなって
いる。On the other hand, the desalination apparatus 12 constituting the desalination system 10 together with the compressed air storage tank 11 has a cross section formed between the inner wall 19 and the outer wall 20 of the double side wall 13 of the cylindrical body 14. A raw water supply tank 17 having an annular shape and a depth reaching the lower end portion of the cylindrical body 14, and 24 raw water supply tanks 17 provided in the inside of the raw water supply tank 17 having an annular cross section along the circumferential direction thereof. And a desalination unit 23.
【0035】また、原水供給槽17の上端部は、連絡管
25を介して前処理槽26と連通しており、海水取水ポ
ンプや海水取水口から取り込み流路29を介して導入さ
れた原海水は、前処理槽26に設置された、限外濾過膜
等からなる前処理膜27を通過することによって前処理
された後に、原水供給槽17に供給されるようになって
いる。The upper end of the raw water supply tank 17 communicates with a pretreatment tank 26 via a communication pipe 25, and the raw sea water introduced from a sea water intake pump or a sea water intake through a flow path 29 is introduced. Is supplied to the raw water supply tank 17 after being pretreated by passing through a pretreatment membrane 27 such as an ultrafiltration membrane provided in a pretreatment tank 26.
【0036】そして、各淡水化ユニット23は、その拡
大図である図4及び各々図4のA−A断面、B−B断
面、C−C断面である、図5、図6、図7に示すよう
に、それぞれ、放射状に4列、各3段に配置された合計
12基の逆浸透モジュールとしての逆浸透膜エレメント
31と、これらの4列に配置した逆浸透膜エレメント3
1の中央に位置して、逆浸透膜エレメント31が設置さ
れる水深から地上まで立設延長する揚水管33とからな
り、また、最下段の逆浸透膜エレメント31の下方に
は、当該逆浸透膜エレメント31を浸透した淡水を集積
する生産水槽32が設けられ、この生産水槽32と連通
して上記揚水管33が上方に立設延長しているととも
に、生産水槽32には、上端が揚水管33の下端部分に
挿入装着されるようにして揚水ポンプ34が設けられ、
この揚水ポンプ34と揚水管33とによって、淡水を大
気中に汲み上げるための揚水手段が構成されている。Each desalination unit 23 is shown in FIG. 4 which is an enlarged view thereof, and FIGS. 5, 6 and 7 which are AA section, BB section and CC section of FIG. 4, respectively. As shown, the reverse osmosis membrane elements 31 as a total of 12 reverse osmosis modules arranged radially in four rows and three stages, respectively, and the reverse osmosis membrane elements 3 arranged in these four rows
1, a pumping pipe 33 extending vertically from the water depth where the reverse osmosis membrane element 31 is installed to the ground, and below the lowermost reverse osmosis membrane element 31, A production water tank 32 for accumulating fresh water permeated through the membrane element 31 is provided, and the pumping pipe 33 communicates with the production water tank 32 and extends upward. A water pump 34 is provided so as to be inserted and mounted at a lower end portion of 33.
The pump 34 and the pump 33 constitute a pumping means for pumping fresh water into the atmosphere.
【0037】ここで、各逆浸透膜エレメント31は、例
えば公知ののり巻型のもので、多数の孔を有する淡水集
水管35を中心として、これの周囲に逆浸透膜や透過水
流路材、原水流路材等を挟み込んだ複数の封筒状の膜
(リーフ)をのり巻状に巻き込んで形成したエレメント
部材であって、また、各列の3段の逆浸透膜エレメント
31の淡水集水管35は、上下方向に連通してその下端
部が生産水槽32の天井壁に開口するとともに、その上
端部分は、揚水管33に沿って配設延長されて大気中に
開口する大気圧管36と連通し、大気中から淡水集水管
35に大気すなわち空気を供給することができるように
なっている。Here, each reverse osmosis membrane element 31 is, for example, a well-known winding type, with a reverse osmosis membrane, a permeated water channel material, and a fresh water collecting pipe 35 having a large number of holes as a center. An element member formed by winding a plurality of envelope-shaped membranes (leaves) sandwiching a raw water flow path material or the like in a rolled form, and a fresh water collecting pipe 35 of a three-stage reverse osmosis membrane element 31 in each row. Communicates in the up-down direction, the lower end thereof opens to the ceiling wall of the production water tank 32, and the upper end communicates with the atmospheric pressure pipe 36 which is disposed and extended along the pumping pipe 33 and opens to the atmosphere. Then, the atmosphere, that is, the air, can be supplied from the atmosphere to the freshwater collecting pipe 35.
【0038】なお、各逆浸透膜エレメント31は、上下
方向の間隔に例えば硬質ゴムからなるくさび材を介装し
た状態で、金属製の受け台等を介して揚水管33から支
持されている。また、各逆浸透膜エレメント31は、3
00m程度の水深を有する原水供給槽17の下端部分に
配置されることにより、逆浸透に必要な静水圧を容易に
得ることができるようになっている。Each of the reverse osmosis membrane elements 31 is supported by a pumping pipe 33 via a metal pedestal or the like with a wedge member made of, for example, hard rubber interposed at a vertical interval. Further, each reverse osmosis membrane element 31 has 3
By being arranged at the lower end of the raw water supply tank 17 having a water depth of about 00 m, the hydrostatic pressure required for reverse osmosis can be easily obtained.
【0039】一方、揚水管33は、生産水槽32の天井
壁から上方に立設延長する、例えば鋼管あるいは二重構
造の薄肉鋼管の隙間にコンクリートを打設してなる管体
で、後者の場合、コンクリート中に適宜鉄筋やPC鋼線
等の補強材を配設して、生産水槽32から淡水を汲み上
げる際に外周から負荷される水圧に十分に耐え得るよう
な構造となっているとともに、上下の軸方向には複数の
ピアノ線が延長配設されて、軸方向にもプレストレスを
与えることができるようになっている。On the other hand, the pumping pipe 33 is a pipe body which is formed by casting concrete in a gap between a steel pipe or a thin steel pipe having a double structure, for example, extending upward from the ceiling wall of the production water tank 32, and in the latter case. In addition, a reinforcing material such as a reinforcing steel bar or a PC steel wire is appropriately disposed in the concrete, and the structure is such that when the fresh water is pumped from the production water tank 32, the structure can sufficiently withstand the water pressure applied from the outer periphery. A plurality of piano wires are extended in the axial direction so that prestress can be applied also in the axial direction.
【0040】なお、これらのピアノ線や鋼管等を介して
地上から淡水化ユニット23を原水供給槽17の原水中
に吊り下げながら、溶接やコンクリートの打設作業によ
って揚水管33を上方に順次打継ぎ形成して行くことに
より、淡水化ユニット23を、原水供給槽17の底部に
容易に沈設設置することができる。While the desalination unit 23 is suspended in the raw water in the raw water supply tank 17 from the ground via these piano wires and steel pipes, the pumping pipes 33 are sequentially driven upward by welding or casting concrete. By successively forming, the desalination unit 23 can be easily settled and installed at the bottom of the raw water supply tank 17.
【0041】一方、逆浸透膜エレメント31の下方に位
置して淡水を集積するための生産水槽32は、例えば鋼
板で被覆したプレキャストコンクリート製のもので、淡
水化ユニット23が所定の水深に設置された後に内部の
圧力を大気圧に保持しても、外周から負荷される静水圧
に十分の耐え得る強度を備え、また、これの内部には、
揚水ポンプ34が設置されていて、この揚水ポンプ34
を稼働することにより、これの上端が挿入装着されてい
る揚水管33を介して大気中まで生産された淡水を汲み
上げることができるようになっている。On the other hand, a production water tank 32 located below the reverse osmosis membrane element 31 for collecting fresh water is made of, for example, precast concrete covered with a steel plate, and the desalination unit 23 is installed at a predetermined water depth. Even if the internal pressure is maintained at atmospheric pressure after that, it has sufficient strength to withstand the hydrostatic pressure applied from the outer periphery, and inside this,
A pump 34 is provided.
, The fresh water produced to the atmosphere can be pumped up to the atmosphere through the pumping pipe 33 whose upper end is inserted and mounted.
【0042】さらに、この実施例の淡水化ユニット23
によれば、例えばコンプレッサーを用いてエアリフト用
のエアを供給するための耐圧チューブからなる第1のエ
アリフト管41及び第2のエアリフト管42が設けられ
ている。Further, the desalination unit 23 of this embodiment
According to the above, for example, a first air lift pipe 41 and a second air lift pipe 42, which are pressure-resistant tubes for supplying air for air lift using a compressor, are provided.
【0043】ここで、第1のエアリフト管41は、揚水
管33に沿って延長配設されるとともに、その先端のノ
ズルが逆浸透膜エレメント31の上方途中において揚水
管33の内方に向かって開口しており、この先端ノズル
からエアを吹き込むことにより、吹き込んだエアの浮上
力に伴って、揚水管33の内部の淡水を大気中まで押し
上げることができ、これによって揚水ポンプ34による
淡水の汲み上げ作業を補完することができるようになっ
ている。Here, the first air lift pipe 41 is provided so as to extend along the water pumping pipe 33, and the nozzle at the tip of the first air lift pipe 41 extends inward of the water pumping pipe 33 halfway above the reverse osmosis membrane element 31. By blowing air from the tip nozzle, the fresh water inside the pumping pipe 33 can be pushed up to the atmosphere with the buoyancy of the blown air, whereby the fresh water is pumped up by the water pump 34. Work can be complemented.
【0044】また、第2のエアリフト管42は、揚水管
33に沿って延長配設された後、枝分かれして、その先
端開口が、逆浸透膜エレメント31の下方における逆浸
透膜エレメント31の外周と、原水供給槽17を構成す
る内壁19及び外壁20の壁面との間の間隔部分に配置
され、ここからエアを吹き出すことにより、吹き出され
たエアの浮上作用によって、逆浸透膜エレメント31の
外周面の清掃を行うことができるようになっている。The second air lift pipe 42 is extended along the pumping pipe 33 and then branched, and its leading end opening is formed at the outer periphery of the reverse osmosis membrane element 31 below the reverse osmosis membrane element 31. And the inner wall 19 and the outer wall 20 of the raw water supply tank 17 are arranged at a space between the inner wall 19 and the outer wall 20. The air is blown out from the space and the outer periphery of the reverse osmosis membrane element 31 by the floating action of the blown air. The surface can be cleaned.
【0045】さらに、各逆浸透膜エレメント31を通過
した原水は、各々廃棄水管43を流下して逆浸透膜エレ
メント31の下方において、原水供給槽17に放出され
る。Further, the raw water that has passed through each reverse osmosis membrane element 31 flows down the waste water pipe 43 and is discharged to the raw water supply tank 17 below the reverse osmosis membrane element 31.
【0046】そして、上述のような構成を有するこの実
施例の淡水化システム10によれば、以下のようにして
海水の淡水化が行われる。According to the desalination system 10 of the present embodiment having the above-described configuration, desalination of seawater is performed as follows.
【0047】すなわち、取り込み流路29を介して所定
の海域から導入された原海水は、当該取り込み流路29
における原海水の水位と、前処理槽26における原水の
水位との間の落差すなわちヘッド差によって、前処理槽
26に設置された前処理膜27を通過して前処理槽26
に貯留されるとともに、この前処理された原水は、連絡
管25を介して原水供給槽17に供給されて、この原水
供給槽17内に原水が常時充填されている状態を保持す
る(図1参照)。That is, the raw seawater introduced from a predetermined sea area through the intake channel 29 is
And the head difference between the raw seawater level in the pretreatment tank 26 and the raw seawater level in the pretreatment tank 26, the pretreatment tank 26 passes through the pretreatment membrane 27 installed in the pretreatment tank 26.
The pretreated raw water is supplied to the raw water supply tank 17 through the connecting pipe 25, and the raw water is kept constantly filled in the raw water supply tank 17 (FIG. 1). reference).
【0048】そして、かかる状態から、各淡水化ユニッ
ト23の揚水ポンプ37を駆動して、各生産水槽32の
内部の水を大気中まで汲み上げれば、生産水槽32の内
部の水が除去されてゆき、やがて大気圧管36や淡水集
水管35の内部が大気圧下におかれることになり、これ
によって、逆浸透膜エレメント31の中央に位置する淡
水集水管35と、原水が接触する逆浸透膜エレメント3
1の外周部分との間には、当該逆浸透膜エレメント31
が設置された水深に相当する静水圧分の圧力差が常時自
然な状態で生じていることになる(図4参照)。Then, from this state, by driving the pump 37 of each desalination unit 23 to pump the water inside each production water tank 32 to the atmosphere, the water inside the production water tank 32 is removed. Eventually, the inside of the atmospheric pressure pipe 36 and the freshwater collecting pipe 35 will be placed under the atmospheric pressure, whereby the freshwater collecting pipe 35 located at the center of the reverse osmosis membrane element 31 and the reverse osmosis where the raw water comes into contact. Membrane element 3
1 between the reverse osmosis membrane element 31
The pressure difference corresponding to the hydrostatic pressure corresponding to the water depth at which is installed is always generated in a natural state (see FIG. 4).
【0049】したがって、この圧力差を逆浸透圧とし
て、周囲の原水から淡水集水管35に淡水が浸透製造さ
れて行くとともに、この生産水が生産水槽32に集積さ
れ、揚水ポンプ34によって揚水管33を介して地上に
汲み上げられてゆくことになる。Therefore, using this pressure difference as the reverse osmotic pressure, fresh water is infiltrated and produced from the surrounding raw water into the fresh water collecting pipe 35, and this produced water is accumulated in the production water tank 32, and is pumped by the water pump 33. Will be pumped to the ground via.
【0050】そして、揚水ポンプ34による汲み上げ量
を調整することによって、逆浸透膜エレメント31から
の淡水の浸透量と、揚水ポンプ34による汲み上げ量が
平衡状態を保つことになり、これによって、安定した海
水の淡水化作業が行われることになる。By adjusting the amount of water pumped by the water pump 34, the amount of fresh water permeated from the reverse osmosis membrane element 31 and the amount of water pumped by the water pump 34 are kept in an equilibrium state. Seawater desalination will be performed.
【0051】一方、その一部を淡水集水管35に浸透さ
せつつ逆浸透膜エレメント31を通過した原水は、濃縮
された比重の高い廃棄水として廃棄水管43を介して廃
棄水管43を介して原水供給槽17の下方に沈降してゆ
くとともに、内壁19の下端部分に形成した連通開口1
8から貯蔵タンク11内に流入して貯留され、このよう
にして貯蔵タンク11に貯留された廃棄水は、前処理槽
26における原水の水位との間のヘッド差によって、貯
蔵タンク11内において、圧気貯蔵のための圧力を補償
する被圧水として機能することになる。On the other hand, the raw water that has passed through the reverse osmosis membrane element 31 while partly penetrating the freshwater collecting pipe 35 is passed through the waste water pipe 43 through the waste water pipe 43 as concentrated wastewater having a high specific gravity. The communication opening 1 formed at the lower end of the inner wall 19 as it sinks below the supply tank 17.
The wastewater flowing into the storage tank 11 from the storage tank 8 and stored in the storage tank 11 in this manner is stored in the storage tank 11 by a head difference between the raw water level in the pretreatment tank 26 and the wastewater. It will function as pressurized water that compensates for the pressure for pneumatic storage.
【0052】なお、かかる廃棄水の貯蔵タンク11への
流入は、貯蔵タンク11に貯蔵した圧気を取り出してガ
スタービン発電等のための動力エネルギーとして消費す
る際の減圧工程おいては、貯蔵タンク11内における水
位の上昇に伴って特にスムースに流入してゆくことにな
るが、廃棄水を押し出しながら圧送した圧気を貯蔵タン
ク11に貯蔵してゆく、圧気貯蔵工程においても(図3
参照)、排出水貯留槽22における貯留水の水位と、前
処理槽26における原水の水位との間には、後述するよ
うに、所定の大きさのヘッド差が保持されることから、
かかるヘッド差によって、廃棄水は貯蔵タンク11へ容
易に流入してゆくことになる。The wastewater flows into the storage tank 11 in a pressure reducing step in which the compressed air stored in the storage tank 11 is taken out and consumed as motive energy for gas turbine power generation or the like. The water flows particularly smoothly with the rise of the water level in the inside, but also in the compressed air storing step in which the compressed air fed while pushing the wastewater is stored in the storage tank 11 (FIG. 3).
), A head difference of a predetermined size is maintained between the level of the stored water in the discharged water storage tank 22 and the level of the raw water in the pretreatment tank 26, as described later.
The wastewater easily flows into the storage tank 11 due to the head difference.
【0053】そして、この実施例の淡水化システム10
によれば、逆浸透膜エレメント31を通過して上述のよ
うに貯蔵タンク11内に貯留された廃棄水は、地上ない
しは周囲の海域に容易に排出されて行くことになる。Then, the desalination system 10 of this embodiment
According to the above, the wastewater that has passed through the reverse osmosis membrane element 31 and stored in the storage tank 11 as described above is easily discharged to the ground or the surrounding sea area.
【0054】すなわち、貯留されていた圧気が消費され
て貯蔵タンク11内が減圧され、原水供給槽17から流
入して貯留されている廃棄水の水位が最高位にある状態
から、深夜電力等の余剰電力を使用して生成した圧縮空
気を送気管21を介して貯蔵タンク11内に圧送すれ
ば、その高い圧力により、貯蔵タンク11内には、内部
の廃棄水を排出水貯留槽22に押し上げて排出しながら
圧気が徐々に貯留されてゆくことになる。That is, the stored compressed air is consumed, the pressure in the storage tank 11 is reduced, and the level of the wastewater flowing from the raw water supply tank 17 and stored is at the highest level. If the compressed air generated by using the surplus electric power is pressure-fed into the storage tank 11 through the air supply pipe 21, the wastewater inside the storage tank 11 is pushed up to the discharge water storage tank 22 by the high pressure. The pressure is gradually stored while discharging.
【0055】したがって、この実施例によれば、CAE
Sタンクに圧気を貯蔵してゆく際の通常の圧気貯蔵工程
に組み込まれて、特別の動力を必要とすることなく、廃
棄水が排出水貯留槽22に容易に押し上げられて排出さ
れてゆくことになる。Therefore, according to this embodiment, CAE
The waste water is easily pushed up and discharged into the discharge water storage tank 22 without requiring any special power, which is incorporated in the normal pressure storage process when storing the compressed air in the S tank. become.
【0056】そして、排出水貯留槽22に貯留された廃
棄水は、排水手段として当該排出水貯留槽22に設置さ
れた排水ポンプ等を駆動することにより、排水配管44
を介して容易に排出処理することができ、また、かかる
排水ポンプ等による排出量を調整することにより、排出
水貯留槽22内の水位が、前処理槽26における原水の
水位より低くなるように容易に維持管理することができ
る。The wastewater stored in the drainage storage tank 22 is drained by driving a drainage pump or the like installed in the drainage storage tank 22 as drainage means.
Can be easily discharged via the drainage pump, and by adjusting the discharge amount by such a drainage pump or the like, the water level in the discharge water storage tank 22 becomes lower than the water level of the raw water in the pretreatment tank 26. It can be easily maintained.
【0057】なお、例えば周囲の海水面の水位が、前処
理槽26における原水の水位よりも低い場合には、例え
ば排出水貯留槽22と周囲の海域とを連通する排水流路
を設け、自然流下方式によって廃棄水を排出するように
しても良い。When the level of the surrounding seawater is lower than the level of the raw water in the pretreatment tank 26, for example, a drainage flow path communicating the discharged water storage tank 22 with the surrounding sea area is provided. The wastewater may be discharged by a flow-down method.
【0058】また、上述のようにして排出水貯留槽22
に貯留されている廃棄水は、淡水化処理された後の濃縮
された海水であるため、例えばリチウム吸着球等を混合
して、淡水化の副産物としてウラニウムやリチウム等を
得ることが可能になる。Also, as described above, the discharged water storage tank 22
Since the wastewater stored in the seawater is concentrated seawater after desalination treatment, it is possible to obtain uranium, lithium, and the like as by-products of desalination by mixing, for example, lithium adsorption spheres. .
【0059】そして、このようにして、静水圧を利用し
た所定の大きさの圧力をそれぞれ必要とする圧気貯蔵タ
ンク11と淡水化装置12とを併存させた、この実施例
の淡水化システム10によれば、これらの機能を組み合
わせて、効率の良い海水の淡水化作業を容易に行うこと
ができることになる。In this way, the desalination system 10 according to this embodiment, in which the compressed air storage tank 11 and the desalination device 12 each requiring a predetermined pressure using the hydrostatic pressure coexist, is provided. According to this, by combining these functions, efficient desalination of seawater can be easily performed.
【0060】すなわち、揚水ポンプ37により生産水槽
32から大気中に淡水を汲み上げるための動力エネルギ
ーは、大気中において当該水深における静水圧と同様の
圧力を負荷して逆浸透法により淡水を得る際に必要な動
力エネルギーより遥かに少ないもので済むものと考えら
れ(海水の量の1/3の量の淡水を生産するものと考え
た場合、海中から淡水を揚水する動力は、大気中におい
て海水を加圧するための動力の1/3で済むものと考え
られる。)、また、逆浸透膜エレメント31を通過して
圧気貯蔵タンク11内に貯留されている廃棄水を排出水
貯留槽22に汲み上げるための動力は、通常の圧気貯蔵
工程に組み込まれたものであって専用のものは必要とさ
れないことから、排出水貯留槽22から周囲の海域に廃
棄水を排出するための排水ポンプの動力を考慮した場合
でも、全体として、従来の40%〜50%の動力で済む
ものと考えられる。That is, the motive energy for pumping fresh water from the production water tank 32 into the atmosphere by the pump 37 is the same as that when fresh water is obtained by reverse osmosis by applying a pressure similar to the hydrostatic pressure at the water depth in the atmosphere. It is considered that much less energy is required than the required power energy (if it is considered to produce one-third of the amount of freshwater, the power to pump freshwater from the sea will be It is considered that only one-third of the power for pressurizing is required.) Also, in order to pump wastewater stored in the compressed air storage tank 11 through the reverse osmosis membrane element 31 into the discharge water storage tank 22. Since the power is built into the normal pneumatic storage process and a dedicated power is not required, the wastewater is discharged from the discharged water storage tank 22 to the surrounding sea area. Even when considering the power of the drainage pump, as a whole, it is considered that requires only conventional 40% to 50% of the power.
【0061】なお、この発明は上記実施例の実施の態様
のものに限定されるものではなく、各請求項に記載され
た構成の範囲内において種々変更して採用することがで
きる。The present invention is not limited to the embodiment of the above embodiment, but may be variously modified and adopted within the scope of the constitution described in each claim.
【0062】例えば、淡水化装置は、圧気貯蔵用タンク
の側壁内に組み込んで一体として設ける必要は必ずしも
なく、圧気貯蔵タンクと淡水化装置とを別の構造体とす
ることもでき、またこの発明は、海水を淡水化処理する
場合の他、汚水を淡水化処理する場合にも用いることが
できる。For example, the desalination apparatus does not necessarily need to be incorporated in the side wall of the pneumatic storage tank and provided integrally, and the pneumatic storage tank and the desalination apparatus can be formed as separate structures. Can be used not only for desalination of seawater but also for desalination of sewage.
【0063】さらに、生産された淡水を汲み上げるため
の揚水手段は、揚水ポンプに限定されることなく使用す
ることができ、特に本発明においては、貯蔵タンク内に
圧気が貯留されていることから、エアーリフトによって
揚水手段を構成することが特に有効であると考えられ
る。Further, the pumping means for pumping the produced fresh water can be used without being limited to a pump. In particular, in the present invention, since the compressed air is stored in the storage tank, It is considered that it is particularly effective to configure the pumping means by an air lift.
【0064】[0064]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
淡水化システム及び淡水化方法によれば、所定の水深に
設置した淡水化装置から浸透した淡水を汲み上げるだけ
の作業により、静水圧を利用しつつ、容易に海水や汚水
の淡水化を行ってゆくことができるとともに、高圧力の
被圧水をいずれも使用する、当該淡水化装置と水圧補償
方式の圧気貯蔵タンクとを併存させることにより、これ
らの機能を組み合わせて効率良く海水や汚水等の淡水化
を図ることができる。As described above in detail, according to the desalination system and the desalination method of the present invention, the hydrostatic pressure can be reduced only by pumping fresh water that has penetrated from a desalination apparatus installed at a predetermined depth. Coexist with the desalination equipment and the water pressure compensation type compressed air storage tank that can easily desalinate seawater and sewage while using it, and use both high-pressure and pressurized water. Accordingly, desalination of seawater, sewage, and the like can be efficiently achieved by combining these functions.
【0065】また、処置水槽を設けて、前処理した後の
原水から淡水化を行うようにすれば、不純物が除去され
て水質の安定した原水を逆浸透モジュールに供給するこ
とができ、これによって、逆浸透モジュールの保守、管
理が容易になるとともに、逆浸透膜の寿命を延長するこ
とができる。If a treatment water tank is provided to desalinate raw water after pre-treatment, impurities can be removed and raw water with stable water quality can be supplied to the reverse osmosis module. In addition, maintenance and management of the reverse osmosis module are facilitated, and the life of the reverse osmosis membrane can be extended.
【図1】この発明の一実施例に係る淡水化システムの構
成を説明する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a desalination system according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施例に係る淡水化システムの構
成を説明する図1の上方から見た略示平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of the desalination system according to the embodiment of the present invention, as viewed from above and illustrating the configuration of FIG.
【図3】図1の淡水化システムにおいて、最も多くの圧
気が貯蔵されている状況の一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a situation where the most compressed air is stored in the desalination system of FIG.
【図4】この発明の一実施例に係る淡水化装置の構成を
説明する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a desalination apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図5】この発明の一実施例に係る淡水化装置の構成を
説明する、図4のA−Aに沿った断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 4 for explaining the configuration of the desalination apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図6】この発明の一実施例に係る淡水化装置の構成を
説明する、図4のB−Bに沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4 for explaining the configuration of the desalination apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図7】この発明の一実施例に係る淡水化装置の構成を
説明する、図4のC−Cに沿った断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4 for explaining the configuration of the desalination apparatus according to one embodiment of the present invention.
10 淡水化システム 11 圧気貯蔵タンク 12 淡水化装置 13 側壁部 14 円筒体 17 原水供給槽 18 連通開口(連通手段) 21 送気管 22 排出水貯留槽 23 貯留水取出管 26 前処理槽 27 前処理膜 30 淡水化ユニット 31 逆浸透膜エレメント(逆浸透モジュール) 32 生産水槽 33 揚水管(揚水手段) 34 揚水ポンプ(揚水手段) 35 淡水集水管 36 大気圧管 44 排水配管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Desalination system 11 Compressed air storage tank 12 Desalination device 13 Side wall part 14 Cylindrical body 17 Raw water supply tank 18 Communication opening (communication means) 21 Air supply pipe 22 Drainage water storage tank 23 Storage water removal pipe 26 Pretreatment tank 27 Pretreatment membrane Reference Signs List 30 Desalination unit 31 Reverse osmosis membrane element (reverse osmosis module) 32 Production tank 33 Pumping pipe (pumping means) 34 Pumping pump (pumping means) 35 Freshwater collecting pipe 36 Atmospheric pressure pipe 44 Drainage pipe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005902 三井造船株式会社 東京都中央区築地5丁目6番4号 (72)発明者 林 正夫 千葉県我孫子市若松131−1 (72)発明者 太田 敬一 東京都中野区中野1−15−8 (72)発明者 小山内 清潤 東京都大田区羽田旭町11−1 株式会社荏 原製作所内 (72)発明者 本山 厚 千葉県流山市駒木518−1 三井建設株式 会社技術研究所内 (72)発明者 山口 為久 東京都中央区築地5−6−4 三井造船株 式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (71) Applicant 000005902 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. 5-6-1 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo (72) Inventor Masao Hayashi 131-1 Wakamatsu, Abiko-shi, Chiba (72) Inventor Keiichi Ota (72) Inventor Kiyojun Koyamauchi 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Ebara Manufacturing Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Motoyama 181-1 Komagaki, Nagareyama-shi, Chiba Mitsui Construction (72) Inventor Takuhisa Yamaguchi 5-6-4 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Inside Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.
Claims (5)
の圧力を補償しつつ圧気を貯蔵する水圧補償方式の貯蔵
タンクと、該貯蔵タンクに併設して設けられる淡水化装
置とからなる淡水化システムであって、前記淡水化装置
が、前記圧気貯蔵用の圧力に相当する圧力が静水圧によ
って得られる水深となるように形成された原水供給槽
と、該原水供給槽の内部において、逆浸透圧以上の水圧
が負荷される水深に設置された逆浸透モジュールと、該
逆浸透モジュールの淡水集水管に浸透した淡水を大気中
に汲み上げる揚水手段とからなり、かつ前記原水供給槽
と前記貯蔵タンクとを連通する連通手段を前記逆浸透モ
ジュールの設置位置の下方に備えることを特徴とする淡
水化システム。1. A freshwater comprising a water pressure compensation type storage tank for storing compressed air while compensating a pressure for storage by pressurized water sent into the tank, and a desalination device provided in parallel with the storage tank. A desalination apparatus, wherein the desalination apparatus has a raw water supply tank formed so that a pressure corresponding to the pressure for storing the compressed air has a water depth obtained by hydrostatic pressure, and an inside of the raw water supply tank has a reverse flow. A reverse osmosis module installed at a depth to which a water pressure equal to or higher than the osmotic pressure is applied, and a pumping means for pumping fresh water permeated into a fresh water collecting pipe of the reverse osmosis module into the atmosphere, and the raw water supply tank and the storage A desalination system, comprising a communication means for communicating with a tank below the installation position of the reverse osmosis module.
気とを連通して、前記淡水集水管に大気を供給する大気
圧管をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の
淡水化システム。2. The fresh water according to claim 1, wherein the desalination apparatus further includes an atmospheric pressure pipe that connects the fresh water collecting pipe to the atmosphere and supplies the atmosphere to the fresh water collecting pipe. System.
する際に前記貯蔵タンクから押し出される排出水を貯留
する貯留槽を設け、かつ該貯留槽には、前記排出水を排
出して当該貯留槽内の水位を前記原水供給槽に送られる
原水の水位より下方に維持して所定の水頭差を保持する
ための排水手段を設けることを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載の淡水化システム。3. A storage tank is provided above the storage tank for storing discharge water pushed out from the storage tank when storing compressed air, and the discharge tank discharges the discharge water to the storage tank. The drainage means for maintaining the water level in the storage tank below the level of the raw water sent to the raw water supply tank and maintaining a predetermined head difference is provided. Desalination system.
通し、該前処置水槽において前処理膜により処理された
後の原水を、前記原水供給槽に供給するようにしたこと
を特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
淡水化システム。4. The raw water supply tank communicates with an upper end of the raw water supply tank with a pretreatment water tank, and the raw water treated by the pretreatment membrane in the pretreatment water tank is supplied to the raw water supply tank. The desalination system according to any one of claims 1 to 3.
の圧力を補償しつつ圧気を貯蔵する水圧補償方式の貯蔵
タンクに併設して設けた原水供給槽の内部において、逆
浸透圧以上の水圧が負荷される水深に逆浸透モジュール
を設置し、該逆浸透モジュールの淡水集水管に浸透した
淡水を大気中に汲み上げて、前記淡水集水管の内圧と前
記逆浸透モジュールの周囲の水圧との間に圧力差を生じ
させ、この圧力差を逆浸透圧として、海水や汚水の淡水
化を図るとともに、前記逆浸透モジュールを通過した後
の比重の大きな廃棄水を、前記逆浸透モジュールの下方
において前記原水供給槽と前記貯蔵タンクとを連通する
連通手段から、前記貯蔵タンクに被圧水として流入さ
せ、流入したこの廃棄水を、前記貯蔵タンクに圧気を供
給貯蔵する際の排出水として上方に排出することを特徴
とする淡水化方法。5. A raw water supply tank provided in parallel with a water pressure compensation type storage tank for storing compressed air while compensating for a pressure for storage by pressurized water sent into the tank and having a reverse osmotic pressure or higher. A reverse osmosis module is installed at the depth where the water pressure is applied, and fresh water that has permeated the freshwater collection pipe of the reverse osmosis module is pumped into the atmosphere, and the internal pressure of the freshwater collection pipe and the water pressure around the reverse osmosis module are adjusted. A pressure difference is generated between the two, and the pressure difference is used as a reverse osmosis pressure to achieve desalination of seawater and sewage, and wastewater having a large specific gravity after passing through the reverse osmosis module is provided below the reverse osmosis module. From the communicating means that communicates the raw water supply tank and the storage tank, the raw water is introduced into the storage tank as pressurized water, and the inflowing wastewater is discharged to supply and store compressed air in the storage tank. A desalination method characterized by discharging the water upward.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8320153A JPH10156357A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Desalting system and desalting method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP8320153A JPH10156357A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Desalting system and desalting method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10156357A true JPH10156357A (en) | 1998-06-16 |
Family
ID=18118305
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8320153A Withdrawn JPH10156357A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Desalting system and desalting method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10156357A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999065594A1 (en) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Toray Industries, Inc. | Spiral reverse osmosis membrane element, reverse osmosis membrane module using it, device and method for reverse osmosis separation incorporating the module |
WO2005105271A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Brian Douglas Parkinson | Static head reverse osmosis |
KR20150022733A (en) * | 2014-09-16 | 2015-03-04 | 임운영 | Apparatus and method for removing salt from sea water |
JP2021516152A (en) * | 2018-03-06 | 2021-07-01 | エム. ストルペスタッド、トール | Methods and systems for freshwater production using reverse osmosis membrane systems |
CN115739045A (en) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 万华化学集团股份有限公司 | Spherical lithium adsorbent and preparation method and application thereof |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP8320153A patent/JPH10156357A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999065594A1 (en) * | 1998-06-18 | 1999-12-23 | Toray Industries, Inc. | Spiral reverse osmosis membrane element, reverse osmosis membrane module using it, device and method for reverse osmosis separation incorporating the module |
US6656362B1 (en) | 1998-06-18 | 2003-12-02 | Toray Industries, Inc. | Spiral reverse osmosis membrane element, reverse osmosis membrane module using it, device and method for reverse osmosis separation incorporating the module |
WO2005105271A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Brian Douglas Parkinson | Static head reverse osmosis |
KR20150022733A (en) * | 2014-09-16 | 2015-03-04 | 임운영 | Apparatus and method for removing salt from sea water |
WO2016043428A1 (en) * | 2014-09-16 | 2016-03-24 | 임운영 | Seawater desalination apparatus and seawater desalination method |
JP2021516152A (en) * | 2018-03-06 | 2021-07-01 | エム. ストルペスタッド、トール | Methods and systems for freshwater production using reverse osmosis membrane systems |
CN115739045A (en) * | 2022-11-14 | 2023-03-07 | 万华化学集团股份有限公司 | Spherical lithium adsorbent and preparation method and application thereof |
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