CN102933503A - 淡水生成装置及淡水生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可高效稳定地得到淡水的淡水生成装置。上述淡水生成装置具备利用反渗透膜由海水得到淡水的海水用反渗透膜装置，其特征在于，上述淡水生成装置被构成为具备将废水作为稀释水混合到海水中以得到混合水的混合部以及作为所述海水用反渗透膜装置对所述混合水进行过滤处理的第一海水用反渗透膜装置，并使通过将得到的所述淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水在所述混合部作为稀释水混合到海水中。

Description

淡水生成装置及淡水生成方法
技术领域
本发明涉及淡水生成装置及淡水生成方法，详细而言，涉及通过使用了反渗透膜进行过滤而生成淡水的淡水生成装置及淡水生成方法。
背景技术
近年来，由于地球变暖等原因，降雨时间很短或只局部降雨，水资源在局域上或时间上分配不均匀，林业衰退及森林砍伐等造成山区保水能力下降，因此，存在难以稳定地确保水资源的问题。
为了确保水资源稳定，提出了例如在沿海地区通过使用了反渗透膜(RO膜)的过滤处理来对海水进行淡水化的技术(例如，专利文献1)。
但是，在上述海水淡水化技术中，为了通过反渗透膜(RO膜)对海水进行过滤处理而需要对海水加压并通过泵等向反渗透膜装置压送，因此，存在海水的盐浓度越高能源需求越大的问题。
但是，除上述海水外，还会产生例如污水(下水)以及对污水进行了膜处理而得的渗透水及浓缩水等，而其中除了一部分渗透水会在工厂内再利用以外，其它都将被排放到海洋或河流中，特别是浓缩水，几乎没有被有效利用。
从这样的角度出发，提出了把对污水进行膜处理而得的浓缩水作为稀释水混合到海水中而得到混合水，并通过反渗透膜装置对该混合水进行膜处理而得到淡水的方法(例如，非专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-55317号公报
非专利文献
非专利文献1：《沿海工业城市的水循环通过膜处理显著降低动力神钢环境等工艺开发经产省事业中的选择》、化学工业日报、10面、2009年3月3日、日语
根据这种方法，通过将盐浓度比海水低的浓缩水作为稀释水混合到海水中以得到混合水，并对该混合水进行膜处理而得到淡水，从而与海水被压送的情况相比，能够抑制用于将混合水向反渗透膜装置压送的压力，因此，具有可抑制压送每单位量所得淡水所需要的能源这一优点，同时也具有可有效利用污水的优点。
也就是说，根据这样的方法，可有效地得到淡水，而且还具有可有效地利用污水的优点。
然而，在现今迫切要求稳定供应作为使用水的淡水，并考虑到环境问题而要求能源高效化等的情况下，希望有一种能够更加有效稳定地得到淡水的方法。
鉴于上述需求，本发明的目的在于提供一种可高效稳定地得到淡水的淡水生成装置及淡水生成方法。
发明内容
本发明提供一种淡水生成装置，具备利用反渗透膜由海水得到淡水的海水用反渗透膜装置，其特征在于，上述淡水生成装置被构成为具备将废水作为稀释水混合到海水中以得到混合水的混合部以及作为上述海水用反渗透膜装置对上述混合水进行过滤处理的第一海水用反渗透膜装置，并使通过将得到的上述淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水在上述混合部作为稀释水混合到海水中。
这样的淡水生成装置有一个优点，即、甚至通过把上述得到的淡水作为使用水而得到的已用水，也可作为稀释海水的稀释水使用，从而高效稳定地得到淡水。
并且，对于本发明涉及的淡水生成装置，优选上述混合部被构成为使需要膜处理的海水的一部分混合到上述稀释水中以得到混合水，上述淡水生成装置还具备作为上述海水用反渗透膜装置的第二海水用反渗透膜装置，上述第二海水用反渗透膜装置对需要膜处理的另一部分海水在未与上述稀释水混合的状态下进行过滤处理。
根据这样的淡水生成装置，如果将在未与上述稀释水混合的状态下对需要膜处理的另一部分海水进行过滤处理而得到的淡水用于生活(特别用于饮料)、农业(例如用于蔬菜工厂)、食品工厂等，则具有不会给使用者等带来不愉快感并不会对人体等造成不利影响的优点。也就是说，具有可高效得到不同用途的淡水的优点。
并且，具备上述第二海水用反渗透膜装置的淡水生成装置，优选被构成为使通过将利用上述第一海水用反渗透膜装置得到的淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水与通过将利用上述第二海水用反渗透膜装置得到的淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水在上述混合部作为稀释水混合到海水中。
根据这样的淡水生成装置，由于海水进一步被稀释，因此，能够以更低的动力进行过滤。也就是说，具有可更加高效稳定得到淡水的优点。
而且，本发明涉及的淡水生成装置，优选被构成为具备由作为废水的已用水利用反渗透膜得到作为淡水的渗透水及浓缩水的已用水用反渗透膜装置，并使作为已用水的该浓缩水在上述混合部作为稀释水混合到海水中，上述作为废水的已用水是通过将得到的上述淡水用作使用水而得到。
根据这样的淡水生成装置，由于可利用上述已用水用反渗透膜装置得到作为淡水的渗透水，因此，具有可更加高效地得到淡水的优点。
而且，本发明涉及的淡水生成装置，当已用水为有机废水时，优选被构成为具备对该已用水进行生物处理以得到生物处理水的生物处理部，并使该生物处理水在上述混合部作为稀释水混合到海水中。
根据这样的淡水生成装置，相比使已用水直接流入上述第一海水用反渗透膜装置的情况，能够抑制有机固体物质附着在该第一海水用反渗透膜装置的膜表面，具有可更加高效地得到淡水的优点。
而且，被构成为具备上述生物处理部且该生物处理水在上述混合部作为稀释水混合到海水中的淡水生成装置，优选具备利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对上述生物处理水进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水在上述混合部作为稀释水混合到海水中。
根据这样的淡水生成装置，相比使生物处理水直接流入上述第一海水用反渗透膜装置的情况，能够更进一步地抑制有机固体物质附着在该第一海水用反渗透膜装置的膜表面，具有可更加高效地得到淡水的优点。
而且，本发明涉及的淡水生成装置，优选被构成为具备对已用水进行沉淀分离以得到作为沉淀处理水的上清液的沉淀处理部，并使该上清液在上述混合部作为稀释水混合到海水中。
根据这样的淡水生成装置，相比使已用水直接流入上述第一海水用反渗透膜装置的情况，能够抑制有机固体物质附着在该第一海水用反渗透膜装置的膜表面，具有可更加高效地得到淡水的优点。
而且，被构成为具备上述沉淀处理部且使上述上清液在上述混合部作为稀释水混合到海水中的淡水生成装置，优选具备利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对上述上清液进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水在上述混合部作为稀释水混合到海水中。
根据这样的淡水生成装置，相比使上清液直接流入上述第一海水用反渗透膜装置的情况，能够更进一步地抑制有机固体物质附着在该第一海水用反渗透膜装置的膜表面，具有可更加高效地得到淡水的优点。
而且，被构成为具备上述已用水用反渗透膜装置的淡水生成装置，当已用水为有机废水时，优选被构成为具备对该已用水进行生物处理以得到生物处理水的生物处理部以及利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对该生物处理水进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水作为已用水通过上述已用水用反渗透膜装置进行过滤处理。
根据这样的淡水生成装置，相比使已用水直接流入上述已用水用反渗透膜装置的情况，能够抑制有机固体物质附着在该已用水用反渗透膜装置的膜表面，具有可更加高效地得到淡水的优点。
而且，被构成为具有上述已用水用反渗透膜装置的淡水生成装置，优选被构成为具备对已用水进行沉淀分离以得到作为沉淀处理水的上清液的沉淀处理部以及利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对该上清液进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水作为已用水通过上述已用水用反渗透膜装置进行过滤处理。
根据这样的淡水生成装置，相比使已用水直接流入上述已用水用反渗透膜装置的情况，能够抑制固体物质附着在该已用水用反渗透膜装置的膜表面，具有可更加高效地得到淡水的优点。
而且，被构成为具备上述生物处理部及上述除浊装置的淡水生成装置，优选被构成为具备用于进行生物处理的生物处理槽，上述除浊装置具备微滤膜和超滤膜中至少一种，该除浊装置被作为浸渍膜而设置在上述生物处理槽内的液面下。
根据这样的淡水生成装置，如果在生物处理中使用活性污泥，则可通过浸渍膜从含有活性污泥的生物处理水中单独得到几乎不含活性污泥的渗透水，因此，可容易地提高生物处理槽内的生物浓度，具有使生物处理槽的容积紧凑的优点。而且，与除浊装置设置在生物处理槽外相比，可更进一步使淡水生成装置本身紧凑化，此外，还具有不再需要把在除浊装置浓缩的污泥送回生物处理槽的路径的优点。
而且，本发明涉及的淡水生成装置，优选被构成为具备利用离子交换从由上述海水用反渗透膜装置得到的淡水中得到离子交换处理水的离子交换装置。
根据这样的淡水生成装置，具有可得到盐浓度低的作为淡水的离子交换处理水的优点。例如，使火力发电厂等使用的蒸汽涡轮机运转的水蒸气的来源淡水，最好盐浓度低，以便能够以少的热量有效地转化为水蒸气。由于这样的离子交换处理水盐浓度低，因此，具备上述离子交换装置的淡水生成装置可优选用于制备蒸汽涡轮机用的淡水。
而且，本发明提供一种利用具有反渗透膜的海水用反渗透膜装置由海水得到淡水的淡水生成方法，其特征在于，将废水作为稀释水混合到海水中以得到混合水，利用作为上述海水用反渗透膜装置的第一海水用反渗透膜装置对上述混合水进行过滤处理，并使通过将得到的上述淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水作为稀释水混合到海水中。
如上所述，通过本发明可高效稳定地得到淡水。
附图说明
图1是本发明一实施方式涉及的淡水生成装置的简要框图。
图2是本发明一实施方式涉及的淡水生成装置的简要框图。
图3是本发明一实施方式涉及的淡水生成装置的简要框图。
图4是本发明一实施方式涉及的淡水生成装置的简要框图。
图5是本发明一实施方式涉及的淡水生成装置的简要框图。
图6是比较例1涉及的淡水生成装置的简要框图。
图7是比较例2涉及的淡水生成装置的简要框图。
图8是实施例1涉及的淡水生成装置的简要框图。
图9是比较例3涉及的淡水生成装置的简要框图。
图10是比较例4涉及的淡水生成装置的简要框图。
图11是实施例2涉及的淡水生成装置的简要框图。
图12是实施例3涉及的淡水生成装置的简要框图。
图13是实施例4涉及的淡水生成装置的简要框图。
具体实施方式
下面，参照图面，对本发明的具体实施方式进行说明。
首先，对本实施方式涉及的淡水生成装置进行说明。
如图1所示，本实施方式的淡水生成装置1被构成为通过使用反渗透膜装置3a、3b进行过滤处理从而由海水A得到淡水B1、B2。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为具备：将废水作为稀释水与需要膜处理的海水A的一部分混合以得到混合水的混合部2；对上述混合水进行过滤处理以得到作为第一淡水B1的第一渗透水及第一浓缩水D1的第一海水用反渗透膜装置3a；对需要膜处理的另一部分海水A在未与上述稀释水混合的状态下进行过滤处理以得到作为第二淡水B2的第二渗透水及第二浓缩水D2的第二海水用反渗透膜装置3b。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为：需要膜处理的海水A的一部分被转移到混合部2，废水作为稀释水被转移到混合部2，混合水被转移到第一海水用反渗透膜装置3a，需要膜处理的海水A的另一部分被转移到第二海水用反渗透膜装置3b，第一浓缩水D1被转移到第一浓缩水存储槽(未图示)，第二浓缩水D2被转移到第二浓缩水存储槽(未图示)。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为在海水A被转移到混合部2及第二海水用反渗透膜装置3b前，使用具有微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种的除浊装置(未图示)来过滤处理海水A。
海水A是含盐的水，例如是被稀释水稀释的海水A的盐浓度按质量计为1.0～8.0％的水，更具体而言，盐浓度按质量计为2.5～6.0％。
在本说明书中，海水A不仅限于存在于海里的水，只要是盐浓度按质量计为1.0％以上的水即可，也包括湖(盐湖、淡咸水湖)的水、沼泽水、池水等存在于陆地上的水。
上述所得的淡水B1、B2可作为工业用水(食品工厂、纸浆厂、钢铁厂、化学工厂、电子产业工厂等工厂用水)、生活用水(饮用水等)、农业用水等用水来使用。
特别是淡水B2，由于是海水A在与废水未混合的状态下进行过滤处理而得到的淡水，因此，具有如果用于生活用水(饮用水等)、农业用水(例如，蔬菜工厂用水)、食品工厂用水等方面，不会给使用者等带来不愉快感，且不会对人体等造成不良影响等优点。
而且，通过将上述第一淡水B1作为使用水，可得到作为废水的第一已用水C1。并且，通过将上述第一淡水B2作为使用水，可得到作为废水的第二已用水C2。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为使淡水B1、B2作为使用水被转移到各种使用场所。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为具备对作为废水的第一已用水C1进行净化处理的净化处理部4。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为：第一已用水C1被转移到净化处理部4。
上述第一已用水C1是有机废水。
该有机废水是含有机物的废水，例如，是作为有机物浓度指标的BOD(生物化学需氧量)为2000mg/L以下的废水，更具体而言，为200mg/L作用的废水。而且，有机废水是盐浓度比被稀释水稀释的海水A低的水。例如，有机废水的盐浓度与被稀释水稀释的海水A的盐浓度之比为0.1以下，更具体而言，有机废水的盐浓度与被稀释水稀释的海水A的盐浓度之比为0.01以下。
上述净化处理部4被构成为具备：对第一已用水C1进行生物处理以得到生物处理水的生物处理部41；利用微滤膜及超滤膜中至少一种对该生物处理水进行过滤处理并除浊以得到浓缩水及渗透水的除浊装置42；以及通过反渗透膜(RO膜)由作为已用水C1而从该除浊装置42得到的渗透水得到作为第一淡水B1的渗透水及浓缩水的已用水用反渗透膜装置43。
此外，在本说明书中，除浊是指比反渗透膜过滤粗的过滤，即、在过滤处理前通过反渗透膜装置进行的除去比通过反渗透膜(RO膜)分离更粗的杂质(例如固体物质等)。
上述生物处理部41具备用于生物处理的生物处理槽41a。
上述生物处理是利用细菌、原生动物、后生动物等生物种来分解水中含有的有机物的处理。具体而言，可举例如使用了活性污泥的曝气处理等。
而且，上述净化处理部4中，除浊装置42被作为浸渍膜而设置在生物处理槽41a的液面下。
而且，上述净化处理部4被构成为：第一已用水C1被转移到生物处理部41，除浊装置42的渗透水被转移到已用水用反渗透膜装置43。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为使已用水用反渗透膜装置43的浓缩水在混合部2作为稀释水混合到海水中。
而且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为：已用水用反渗透膜装置43的浓缩水被作为稀释水转移到混合部2，已用水用反渗透膜装置43的渗透水被作为用水转移到各种使用场所。
本实施方式的淡水生成装置如上所述构成，下面，对本实施方式的淡水生成方法进行说明。
本实施方式的淡水生成方法是，将需要膜处理的海水A的一部分与作为稀释水的废水混合以得到混合水，通过第一海水用反渗透膜装置3a对该混合水进行过滤处理而得到作为第一淡水B1的第一渗透水及第一浓缩水D1，利用第二海水用反渗透膜装置3b对需要膜处理的另一部分海水A在未与上述稀释水混合的状态进行过滤处理以得到作为第二淡水B2的第二渗透水及第二浓缩水D2。另外，海水A在被转移到混合部2及第二海水用反渗透膜装置3b前，利用具有微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种的除浊装置(未图示)进行过滤处理。
而且，本实施方式的淡水生成方法是，通过生物处理部41对将第一淡水B1作为使用水而得到的第一已用水C1进行生物处理以得到生物处理水，再利用除浊装置42对该生物处理水进行处理，以得到作为淡水的渗透水及浓缩水，并作为用于稀释上述海水A的一部分的稀释水来使用该浓缩水。
并且，为了明确稀释效果，本实施方式的淡水生成方法中，海水A与稀释水的混合体积比优选为：相对于海水1，稀释水为0.1以上，更优选为相对于海水1，稀释水为1以上。
而且，本实施方式的淡水生成方法，混合水的盐浓度优选按质量计为3.0％以下，更优选为1.8％以下。并且，本实施方式的淡水生成方法中，优选稀释水的盐浓度为被稀释水稀释的海水A的盐浓度的1/3以下，更优选为被稀释水稀释的海水A的盐浓度的1/10以下。通过将稀释水的盐浓度调整为被稀释水稀释的海水A的盐浓度的1/3以下，本实施方式的淡水生成方法具有可得到纯度更高的高纯度淡水的优点。
另外，虽然本实施方式的淡水生成装置及淡水生成方法具有上述结构，但本发明的淡水生成装置及淡水生成方法不仅限于上述结构，可进行适当的设计变更。
也就是说，虽然本实施方式的淡水生成装置1中，除浊装置42被作为浸渍膜而设置在生物处理槽41a的液面下，但本发明的淡水生成装置1也可以是除浊装置42被设置在生物处理槽41a的外部的类型。这种情况下，本发明的淡水生成装置1被构成为：从生物处理槽41a得到的生物处理水被转移到除浊装置42。
而且，虽然本实施方式的淡水生成装置1具备已用水用反渗透膜装置43，但本发明的淡水生成装置1也可以不具备已用水用反渗透膜装置43。在这种情况下，其被构成为使除浊装置42的渗透水在混合部2作为稀释水混合到海水中。
而且，本发明的淡水生成装置1也可以不具有除浊装置42。在这种情况下，其被构成为使由生物处理部41得到的生物处理水在混合部2作为稀释水混合到海水中。
并且，如果是除浊装置42被设置在生物处理槽41a外部的类型，本发明的淡水生成装置1也可以被构成为：对于除浊装置42，使用砂滤单元来代替微滤膜及超滤膜来过滤处理生物处理水，并进行除浊。
而且，虽然本实施方式的淡水生成装置1具备生物处理部41，但本发明的淡水生成装置1也可以具备对第一已用水C1进行沉淀分离以得到作为沉淀处理水的上清液的沉淀处理部(未图示)来替代生物处理部41。在这种情况下，本发明的淡水生成装置1是除浊装置42被设置在生物处理槽41a外部的类型，并被构成为：利用沉淀处理部(未图示)得到的沉淀处理水被转移到除浊装置42。这时，与本实施方式的淡水生成装置1相同，也可以是不具备已用水用反渗透膜装置43的方式，而且，也可以是不具备除浊装置42的方式。
并且，虽然本实施方式的淡水生成装置1中的第一已用水C1是有机废水，但本发明的淡水生成装置1中的第一已用水C1也可以是无机废水。
上述无机废水含有无机物，例如，是BOD(生物化学需氧量)为50mg/L以下的废水，优选为10mg/L以下的废水。
并且，上述无机废水为盐浓度低于被稀释水稀释的海水A的水。例如，无机废水的盐浓度与被稀释水稀释的海水A的盐浓度之比为0.1以下，具体而言，无机废水的盐浓度与被稀释水稀释的海水A的盐浓度之比为0.01以下。
而且，本实施方式的淡水生成装置1虽然具有第二海水用反渗透膜装置3b，但如图2所示，本发明的淡水生成装置1也可以不具备第二海水用反渗透膜装置3b。在这种情况下，被构成为：海水A全部均被转移至混合部2。
并且，本实施方式的淡水生成装置1被构成为将第一已用水C1可作为稀释水使用，但本发明的淡水生成装置1如图3所示，也可以被构成为将第二已用水C2作为稀释水使用，以替代第一已用水C1。在这种情况下，被构成为：将第二淡水B2作为使用水而得到的第二已用水C2被转移至净化处理部4。
而且，本发明的淡水生成装置1如图4所示，也可以被构成为将第二已用水C2与第一已用水C1一同作为稀释水使用。在这种情况下，如图4所示，本发明的淡水生成装置1被构成为：第一已用水C1和第二已用水C2都被净化处理后，被作为稀释水转移至混合部2。并且，本发明的淡水生成装置1也可以被构成为：第一已用水C1和第二已用水C2分别被净化处理后，被作为稀释水转移至混合部2。
并且，如图5所示，本发明的淡水生成装置1被构成为具备混合床式离子交换装置91，该混合床式离子交换装置91被阳离子交换树脂和阴离子交换树脂以混合状态填充，并通过基于这些树脂的离子交换，由利用上述第一海水用反渗透膜装置3a得到的淡水得到离子交换处理水。
本发明的淡水生成装置1具备这样的结构从而具有可得到盐浓度低的作为淡水的离子交换处理水这一优点。例如，使在火力发电厂等使用的蒸汽涡轮旋转的水蒸气的来源淡水优选盐浓度低，以便能够以少的热量高效地形成水蒸气。由于这种离子交换处理水盐浓度低，因此，这种淡水生成装置1可特别适用于得到蒸汽涡轮用的作为淡水B1的离子交换处理水。
这种淡水生成装置1被构成为：通过将作为淡水B1的该离子交换处理水作为使用水，从而得到作为废水的已用水C1。
上述混合床式离子交换装置91被构成为：可从混合由上述第一海水用反渗透膜装置3a得到的淡水与由上述已用水用反渗透膜装置43得到的淡水而得到的混合淡水得到离子交换处理水。
而且，这种淡水生成装置1被构成为具备利用反渗透膜从上述混合淡水得到渗透水及浓缩水的混合淡水用反渗透膜装置92。并且，这种淡水生成装置1还被构成为利用使用了上述混合床式离子交换装置91的离子交换，从由作为淡水的该混合淡水用反渗透膜装置92得到的渗透水得到离子交换水。
通常，上述混合床式离子交换装置91的离子交换树脂因盐而造成离子交换功能降低。因此，当离子交换功能已降低时，会产生需要使离子交换树脂与再生药品(例如酸的水溶液(盐酸水溶液等)、碱的水溶液(氢氧化钠水溶液等))接触并再生离子交换树脂的问题。因此，被导入该混合床式离子交换装置91的被处理水，优选为在规定浓度以下(例如，ppb水平以下)。因此，这种淡水生成装置1具有上述混合淡水用反渗透膜装置92，从而可降低向上述混合床式离子交换装置91导入的淡水的盐浓度，因此具有可抑制盐而对上述混合床式离子交换装置91造成的负荷、并能够抑制使离子交换树脂再生的频度(再生频度)的优点。
而且，这种淡水生成装置1也可以被构成为：从上述混合淡水用反渗透膜装置92得到的浓缩水被转移至上述已用水用反渗透膜装置43。在这种情况下，这种淡水生成装置1被构成为：该浓缩水通过该已用水用反渗透膜装置43被进行膜分离。
并且，这种淡水生成装置1被构成为具备从上述混合淡水除去气体(碳酸气体等)以得到脱气处理水的脱气装置93。并且，这种淡水生成装置1还被构成为：通过使用了上述混合床式离子交换装置91的离子交换，由作为淡水的该脱气处理水得到离子交换处理水。
如果在被导入上述混合床式离子交换装置91的淡水中溶解像二氧化碳那样在水中电离并生成阴离子的气体，则可能由于该气体而容易产生阴离子交换树脂的穿透(break through)，但由于这种淡水生成装置1具有上述脱气装置93，从而可降低被导入上述混合床式离子交换装置91中的淡水的气体浓度，因此，具有难以发生离子交换树脂的穿透、并可降低再生频度的优点。而且，通过降低再生频度，具有可减少再生药品的使用量、抑制再生药品引起的负荷、并可延长离子交换树脂自身的寿命的优点。
而且，这种淡水生成装置1被构成为：通过上述混合淡水用反渗透膜装置92从上述混合淡水得到渗透水，通过上述脱气装置93从该渗透水得到脱气处理水，并通过混合床式离子交换装置91从该脱气处理水得到离子交换处理水。
而且，本发明的淡水生成装置1也可以具有电再生离子交换装置等各种脱离子装置(离子交换装置)，以替代混合床式离子交换装置91。
而且，虽未图示出，但本发明的淡水生成装置1除了具有从通过上述第一海水用反渗透膜装置3a得到的淡水中获得离子交换水的混合床式离子交换装置91以外，也可以具有除该混合床式离子交换装置91外，从通过上述第2海水用反渗透膜装置3b得到的淡水得到离子交换水的混合床式离子交换装置。
而且，虽未图示出，但即使在图2～4的方式中，本发明的淡水生成装置1也可以被构成为具备从由海水用反渗透膜装置得到的淡水得到离子交换水的混合床式离子交换装置。
而且，在本发明的淡水生成装置1不具备上述混合床式淡水用反渗透膜装置92的方式的情况下，也可以被构成为不得到上述混合淡水，而是利用上述脱气装置93将通过上述第一海水用反渗透膜装置3a得到的淡水进行脱气，从而得到脱气处理水。
实施例
下面，举出实施例及比较例，对本发明进行更具体的说明。
<计算例1>
通过后述的实施例1、比较例1、2的方法，算出了要以1000m3/d得到作为工业用水的淡水所需要的动力(动力指标值)。其中，使用作为利用反渗透膜(RO膜)对通过膜分离活性污泥法(MBR)净化处理得到的渗透水进行膜处理时(处理1-1)、用反渗透膜(RO膜)对海水和稀释水混合后的混合水进行膜处理时(处理1-2)、不稀释海水而用反渗透膜(RO膜)进行膜处理时(处理1-3)时的运转压力及回收率(渗透水的量与流入膜内的水量的比×100％)而显示在表1中的值，算出动力指标值。动力指标值通过下式求得。
动力指标值＝每单位时间流入反渗透膜(RO)的水量×运转压力
另外，由于利用膜分离活性污泥法(MBR)的处理、利用微滤膜(MF膜)的处理中所需的动力远远小于反渗透膜(RO膜)处理中需要的动力，因此，假定为0。其他计算例也同样适用。
[表1]
Figure BDA00002547310500141
(比较例1)
对于不稀释海水A而通过反渗透膜装置5由海水A得到淡水B及浓缩水D的方式(图6)，算出了以1000m3/d得到淡水时所需要的动力指标值。结果如表2所示。
(比较例2)
对于通过膜分离活性污泥处理装置6将作为废水E的污水进行净化处理以得到渗透水，通过反渗透膜装置5a从该膜分离活性污泥处理装置6的渗透水得到作为淡水B的渗透水及浓缩水，通过微滤装置7由海水得到渗透水及浓缩水D，将该渗透水与来自反渗透膜装置5a的浓缩水在混合部8混合以得到混合水，通过反渗透膜装置5b由该混合水得到作为淡水B的渗透水及浓缩水D的方式(图7)，算出以1000m3/d得到淡水时所需要的动力指标值。结果如表2所示。另外，将MF膜的回收率作为100％。
(实施例1)
在将稀释水和海水A在混合部2混合以得到混合水，通过第一海水用反渗透膜装置3a由该混合水得到作为第一淡水B1的渗透水及第一浓缩水D1，通过膜分离活性污泥处理装置6由通过将得到的该第一淡水B1作为使用水而得到的作为废水的第一已用水C1得到渗透水，通过已用水用反渗透膜装置43由该分离活性污泥处理装置6的渗透水得到渗透水及浓缩水，在混合部2将作为该浓缩水的废水作为上述稀释水混合到海水A中，并通过已用水用反渗透膜装置43得到的渗透水作为第一淡水B1(使用水)而使用的方式(图8)中，算出以1000m3/d得到淡水所需要的动力指标值。结果如表2所示。另外，第一已用水C1是有机废水。
[表2]
Figure BDA00002547310500151
如表2所示，与不稀释海水A而使用反渗透膜(RO膜)进行膜处理的比较例1及不再利用通过使用已生成的淡水B而得到的已用水的比较例2相比，实施例1显示出因为得到丰富的稀释水，所以可高效稳定地得到淡水。
<计算例2>
通过后述的实施例2～4、比较例3的方法，算出以10t/d得到作为生活用水(包含饮用水)的淡水及以30t/d得到作为工业用水的淡水所需的能源(能源指标)。并且，后述的比较例4中，算出了以30t/d得到作为工业用水的淡水(从已用水获得的水)所需的能源(能源指标)。
其中，运用作为在不稀释海水的情况下通过反渗透膜(RO膜)进行膜处理时(处理2-1)、通过反渗透膜(RO膜)对混合了海水和稀释水的混合水进行膜处理时(处理2-2)、使用反渗透膜(RO膜)对通过膜分离活性污泥法(MBR)净化处理而得的渗透水进行膜处理时(处理2-3)的运转压力显示在表3中的值，算出能源指标。能源指标通过下式求得。
能源指标＝每单位时间流入膜的水的量(水量)×运转压力
[表3]
Figure BDA00002547310500161
(比较例3)
对于不稀释海水A而通过反渗透膜膜装置5由海水A得到淡水及浓缩水D的方式(图9)，算出了所需的能源指标。另外，淡水是指生活用水F及工业用水G。
(比较例4)
对于通过膜分离活性污泥处理装置6对作为废水的污水净化处理以得到渗透水，通过反渗透膜装置5a由该膜分离活性污泥处理装置6的渗透水得到作为工业用水G(淡水)的渗透水及浓缩水，在混合部8混合该浓缩水和海水A以得到混合水，通过反渗透膜装置5b由该混合水得到作为工业用水G的渗透水及浓缩水D的方式(图10)，算出了所需的动力指标值。
(实施例2)
对于在混合部混合稀释水和需要膜处理的海水A的一部分以得到混合水，通过第一海水用反渗透膜装置3a由该混合水得到作为工业用水G(淡水)的渗透水及第1浓缩水D1，通过膜分离活性污泥处理装置(生物处理部41及除浊装置42)由将所得的工业用水G作为使用水而得到的作为废水的第一已用水C1得到渗透水，通过已用水用反渗透膜装置43由该膜分离活性污泥处理装置的渗透水得到渗透水及浓缩水，在混合部将作为该浓缩水的废水作为上述稀释水与海水A混合，并将通过已用水用反渗透膜装置43得到的渗透水用作工业用水G，并利用第二海水用反渗透膜装置3b由需要膜处理的另一部分海水A得到作为生活用水F(淡水)的渗透水及第二浓缩水D2的方式(图11)，算出了所需的动力指标值。
(实施例3)
除了通过膜分离活性污泥处理装置(生物处理部41及除浊装置42)从将生活用水F作为使用水而得到的作为废水的第二已用水C2来代替从第一已用水C1得到渗透水以外，其他与实施例2的方式相同(图12)，算出了所需的动力指标值。
(实施例4)
除了利用膜分离活性污泥处理装置(生物处理部41及除浊装置42)不仅由第一已用水C1、也由通过将生活用水F作为使用水而得到的作为废水的第二已用水C2得到渗透水以外，其他与实施例2相同(图13)，算出了所需的动力指标值。
结果如表4、5所示。另外，表4显示了得到生活用水F及工业用水G所需的能源指标及排水量，表5显示了只得到工业用水G所需要的能源指标及排水量。其中，排水量是指不被再利用而排出的水量。
[表4]
Figure BDA00002547310500171
[表5]
Figure BDA00002547310500172
如图4、5所示，与比较例3、4相比，实施例2～4显示出可得到丰富的稀释水，因而能够高效稳定地得到淡水。
<计算例3>
算出了使用在上述实施例4的方式中所用的装置、且回收率及混合比(海水与混合水的混合体积比)如下表6所示时的每单位回收水量(回收水量是指渗透水的量)的能源指标。
[表6]
*在操作例5中，实际上不是处理2-2，而是处理2-1。
如图6所示，如果将操作例1与操作例2对比，操作例1由于未使用海水，每单位回收水量的能源指标变小，而操作例2因使用海水而全回收水量变多。并且，如果将操作例2与操作例3对比，操作例2因为抑制了第一海水用反渗透膜装置的回收率，每单位回收水量的能源指标变小，而操作例3因为增加了第一海水用反渗透膜装置的回收率，全回收水量变多。如果将操作例3与操作例4对比，操作例3因为对海水使用的稀释水比例高，全回收水量变多。与其他操作例相比，操作例5因为通过海水用反渗透膜装置(第2海水用反渗透膜装置)处理的海水的量多，每单位回收水量的能源指标变大。
符号说明
1淡水生成装置、2混合部、3a第一海水用反渗透膜装置
3b第二海水用反渗透膜装置、4.净化处理部、5.反渗透膜装置
5a反渗透膜装置、5b反渗透膜装置、6膜分离活性污泥处理装置
7.微滤装置、8.混合部、41.生物处理部、41a生物处理槽、
42除浊装置、43已用水用反渗透膜装置、
91混合床式离子交换装置、92混合淡水用反渗透装置、
93脱气装置、A海水、B淡水、B1第一淡水、
B2第二淡水、C1第一已用水、C2第二已用水、D浓缩水、
D1第一浓缩水、D2第二浓缩水、E废水、F生活用水、
G工业用水

Claims (14)

1.一种淡水生成装置，具备利用反渗透膜由海水得到淡水的海水用反渗透膜装置，其特征在于，
所述淡水生成装置被构成为具备将废水作为稀释水混合到海水中以得到混合水的混合部以及作为所述海水用反渗透膜装置对所述混合水进行过滤处理的第一海水用反渗透膜装置，并使通过将得到的所述淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水在所述混合部作为稀释水混合到海水中。
2.根据权利要求1所述的淡水生成装置，其中，
所述混合部被构成为使需要膜处理的海水的一部分混合到所述稀释水中以得到混合水，
所述淡水生成装置还具备作为所述海水用反渗透膜装置的第二海水用反渗透膜装置，所述第二海水用反渗透膜装置对需要膜处理的另一部分海水在未与所述稀释水混合的状态下进行过滤处理。
3.根据权利要求2所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置被构成为使通过将利用所述第一海水用反渗透膜装置得到的淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水与通过将利用所述第二海水用反渗透膜装置得到的淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水在所述混合部作为稀释水混合到海水中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置被构成为具备由作为废水的已用水利用反渗透膜得到作为淡水的渗透水及浓缩水的已用水用反渗透膜装置，并使作为已用水的该浓缩水在所述混合部作为稀释水混合到海水中，所述作为废水的已用水是通过将得到的所述淡水用作使用水而得到。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的淡水生成装置，其中，
已用水是有机废水，
所述淡水生成装置被构成为具备对该已用水进行生物处理以得到生物处理水的生物处理部，并使该生物处理水在所述混合部作为稀释水混合到海水中。
6.根据权利要求5所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置被构成为具备利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对所述生物处理水进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水在所述混合部作为稀释水混合到海水中。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置被构成为具备对已用水进行沉淀分离以得到作为沉淀处理水的上清液的沉淀处理部，并使该上清液在所述混合部作为稀释水混合到海水中。
8.根据权利要求7所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置被构成为具备利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对所述上清液进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水在所述混合部作为稀释水混合到海水中。
9.根据权利要求4所述的淡水生成装置，其中，
已用水是有机废水，
所述淡水生成装置被构成为具备对该已用水进行生物处理以得到生物处理水的生物处理部以及利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对该生物处理水进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水作为已用水通过所述已用水用反渗透膜装置进行过滤处理。
10.根据权利要求4所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置被构成为具备对已用水进行沉淀分离以得到作为沉淀处理水的上清液的沉淀处理部以及利用微滤膜、超滤膜及砂滤单元中至少一种对该上清液进行过滤处理的除浊装置，并使该除浊装置的渗透水作为已用水通过所述已用水用反渗透膜装置进行过滤处理。
11.根据权利要求6所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置具备用于进行生物处理的生物处理槽，所述除浊装置具备微滤膜和超滤膜中至少一种，该除浊装置被作为浸渍膜而设置在所述生物处理槽内的液面下。
12.根据权利要求9所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置具备用于进行生物处理的生物处理槽，所述除浊装置具备微滤膜和超滤膜中至少一种，该除浊装置被作为浸渍膜而设置在所述生物处理槽内的液面下。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的淡水生成装置，其中，
所述淡水生成装置具备利用离子交换从由所述海水用反渗透膜装置得到的淡水中得到离子交换处理水的离子交换装置。
14.一种淡水生成方法，利用具有反渗透膜的海水用反渗透膜装置由海水得到淡水，其特征在于，
将废水作为稀释水混合到海水中以得到混合水，利用作为所述海水用反渗透膜装置的第一海水用反渗透膜装置对所述混合水进行过滤处理，并使通过将得到的所述淡水用作使用水而得到的作为废水的已用水作为稀释水混合到海水中。
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