JP2003245666A - 海水の処理法 - Google Patents
海水の処理法Info
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- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 海水を淡水化し、もしくは海水中の塩分を濃
縮するに際し、精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜、
逆浸透膜などの劣化や分離効率の低下を抑えつつ、高レ
ベルの分離効率を長期間安定に持続することのできる方
法を確立すること。 【解決手段】 海水を淡水化し、若しくは濃縮するに当
たり、砂層を通して緩速濾過条件で海水を浸透取水した
後、限外濾過膜または精密濾過膜で処理し、もしくはナ
ノ濾過膜で処理し、あるいは更にその後で逆浸透膜処理
を行うことにより、分離膜の劣化を最小限に抑えつつ海
水の淡水化または濃縮を長期間安定して効率よく実施す
る。
縮するに際し、精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜、
逆浸透膜などの劣化や分離効率の低下を抑えつつ、高レ
ベルの分離効率を長期間安定に持続することのできる方
法を確立すること。 【解決手段】 海水を淡水化し、若しくは濃縮するに当
たり、砂層を通して緩速濾過条件で海水を浸透取水した
後、限外濾過膜または精密濾過膜で処理し、もしくはナ
ノ濾過膜で処理し、あるいは更にその後で逆浸透膜処理
を行うことにより、分離膜の劣化を最小限に抑えつつ海
水の淡水化または濃縮を長期間安定して効率よく実施す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、海水を逆浸透法や
蒸留法などを利用して処理（淡水化や濃縮）する際に、
特に予備処理を充実させることによって処理効率を高め
ると共に、逆浸透膜などを使用する場合は、該分離膜の
劣化を最小限に抑えつつ優れた分離効率を長期的に継続
し得る様に改善された処理法に関するものである。
蒸留法などを利用して処理（淡水化や濃縮）する際に、
特に予備処理を充実させることによって処理効率を高め
ると共に、逆浸透膜などを使用する場合は、該分離膜の
劣化を最小限に抑えつつ優れた分離効率を長期的に継続
し得る様に改善された処理法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば逆浸透法は、水中のイオンをも分
離する機能を備えた半透膜を利用し、例えば海水からの
真水（淡水）の分離もしくは海水中に含まれる塩分の濃
縮に広く利用されている。ところで半透膜は、コロイド
状の懸濁物質も除去し得る機能を備えているので、半透
膜の供給水側にはこれらの懸濁物質が蓄積され易い。そ
こで、膜面への懸濁物質の蓄積を抑えるための手段とし
て、供給水を膜面に沿って規定流速以上で流す方法が採
用されている。しかし、膜分離を長期間継続して行った
場合は、懸濁物質による膜面汚染の進行が避け難いの
で、供給水中の懸濁物質を予め除去しておくことが望ま
しい。
離する機能を備えた半透膜を利用し、例えば海水からの
真水（淡水）の分離もしくは海水中に含まれる塩分の濃
縮に広く利用されている。ところで半透膜は、コロイド
状の懸濁物質も除去し得る機能を備えているので、半透
膜の供給水側にはこれらの懸濁物質が蓄積され易い。そ
こで、膜面への懸濁物質の蓄積を抑えるための手段とし
て、供給水を膜面に沿って規定流速以上で流す方法が採
用されている。しかし、膜分離を長期間継続して行った
場合は、懸濁物質による膜面汚染の進行が避け難いの
で、供給水中の懸濁物質を予め除去しておくことが望ま
しい。
【０００３】ところで海水中には、海藻や漂流物などの
夾雑物や、シルト（砂泥）あるいは海洋生物の代謝産物
の如き微細粒子の他、可溶性塩などが多量含まれてい
る。これらのうち不溶性夾雑物については、海岸や海底
などを掘削して濾過用の砂層を形成し、これに取水装置
を設けて不溶性夾雑物を砂層で濾別して採取する（以
下、浸透取水という）ことにより、逆浸透膜（以下、Ｒ
Ｏ膜という）等への負荷を軽減する方法が知られてい
る。
夾雑物や、シルト（砂泥）あるいは海洋生物の代謝産物
の如き微細粒子の他、可溶性塩などが多量含まれてい
る。これらのうち不溶性夾雑物については、海岸や海底
などを掘削して濾過用の砂層を形成し、これに取水装置
を設けて不溶性夾雑物を砂層で濾別して採取する（以
下、浸透取水という）ことにより、逆浸透膜（以下、Ｒ
Ｏ膜という）等への負荷を軽減する方法が知られてい
る。
【０００４】例えば、特開昭６１−８２８８５号公報に
は、ビーチウエル方式で取水した海水を直接逆浸透膜装
置へ供給して処理する方法が開示されている。しかしこ
の取水法では、逆浸透膜装置への給水基準を満足し得る
ほどの水質（後記ＳＤＩ値で４以下）を確保できない。
また、同６３−２７６４３２号や特開２００１−１２９
３１５号公報には、砂層を通して浸透取水する方式が開
示されているが、取水した海水と膜濾過との関係につい
ては言及しておらず、また濾過速度などについての記述
も見られない。
は、ビーチウエル方式で取水した海水を直接逆浸透膜装
置へ供給して処理する方法が開示されている。しかしこ
の取水法では、逆浸透膜装置への給水基準を満足し得る
ほどの水質（後記ＳＤＩ値で４以下）を確保できない。
また、同６３−２７６４３２号や特開２００１−１２９
３１５号公報には、砂層を通して浸透取水する方式が開
示されているが、取水した海水と膜濾過との関係につい
ては言及しておらず、また濾過速度などについての記述
も見られない。
【０００５】上記の様な浸透取水方式は、直接取水方式
に比べると清浄な海水を取水できるが、逆浸透膜（ＲＯ
膜）へ供給される水の水質条件である「ＳＤＩ値＜４」
を常時満足することは難しい。
に比べると清浄な海水を取水できるが、逆浸透膜（ＲＯ
膜）へ供給される水の水質条件である「ＳＤＩ値＜４」
を常時満足することは難しい。
【０００６】そこで、浸透取水された海水を「ＳＤＩ値
＜４」とするため、更に凝集剤を併用した沈殿濾過など
によって浄化することも考えられるが、浸透取水した海
水の濁質成分は少ないため、凝集剤による凝集が良好に
進行せず、かえって凝集剤が濾過器をリークするといっ
た問題が生じてくる。
＜４」とするため、更に凝集剤を併用した沈殿濾過など
によって浄化することも考えられるが、浸透取水した海
水の濁質成分は少ないため、凝集剤による凝集が良好に
進行せず、かえって凝集剤が濾過器をリークするといっ
た問題が生じてくる。
【０００７】ＲＯ膜装置へ供給される被処理水の水質
は、下記の様な方法によって求められるＳＤＩ（もしく
はＦＩ）値で、通常４．０以下にすべきことが推奨され
ている。
は、下記の様な方法によって求められるＳＤＩ（もしく
はＦＩ）値で、通常４．０以下にすべきことが推奨され
ている。
【０００８】［ＳＤＩ値の測定法］孔径０．４５μｍの
メンブレンフィルターを使用し、一定の圧力（２．１ｋ
ｇ／ｃｍ2）で、 まず、最初の５００ｍｌの試料水が透過する時間（ｔ
1）を測定し、 次に、加圧を開始してから１５分間通水し続けた後、
更に５００ｍｌの試料水が透過する時間（ｔ2）を測定
し、 上記で得られる時間（ｔ1）と（ｔ2）とから、下記式 ＳＤＩ（１５分）＝［（１−ｔ1／ｔ2）／１５］×１０
０ によって求められる。
メンブレンフィルターを使用し、一定の圧力（２．１ｋ
ｇ／ｃｍ2）で、 まず、最初の５００ｍｌの試料水が透過する時間（ｔ
1）を測定し、 次に、加圧を開始してから１５分間通水し続けた後、
更に５００ｍｌの試料水が透過する時間（ｔ2）を測定
し、 上記で得られる時間（ｔ1）と（ｔ2）とから、下記式 ＳＤＩ（１５分）＝［（１−ｔ1／ｔ2）／１５］×１０
０ によって求められる。
【０００９】ＲＯ膜を用いた海水淡水化の前処理方式と
して標準的に採用されている凝集沈殿濾過や凝集濾過な
どでは、年間を通して安定して前処理水のＳＤＩ値を
４．０以下に保つことは困難であり、春先の如く海洋生
物の成長期にはＳＤＩ値が４．５程度以上になることも
しばしば経験される。
して標準的に採用されている凝集沈殿濾過や凝集濾過な
どでは、年間を通して安定して前処理水のＳＤＩ値を
４．０以下に保つことは困難であり、春先の如く海洋生
物の成長期にはＳＤＩ値が４．５程度以上になることも
しばしば経験される。
【００１０】年間を通して４．０以下のＳＤＩ値を安定
に確保するには、ＵＦ膜やＭＦ膜を用いた前処理が有効
であり、これら膜濾過による予備処理を行えば、２．０
以下のＳＤＩ値を確保することもできるので、後続する
ＲＯ膜処理をより安定に遂行できると考えられる。
に確保するには、ＵＦ膜やＭＦ膜を用いた前処理が有効
であり、これら膜濾過による予備処理を行えば、２．０
以下のＳＤＩ値を確保することもできるので、後続する
ＲＯ膜処理をより安定に遂行できると考えられる。
【００１１】しかし、ＵＦ膜もＭＦ膜も膜濾過方式であ
る点では本質的に変わりがなく、膜面への微細夾雑物の
付着が避けられないので、経時的な夾雑物の堆積によっ
て膜濾過効率は大幅に低下してくる。そこで、逆洗など
で付着夾雑物を除去できる様にした膜モジュールも市販
されている。ちなみに、海水をそれらの膜濾過装置へ直
接供給すると、運転時間の経過に伴って膜面汚染が進行
するため、要求レベルの浄化能力を長期的に維持できな
いからである。そのため、逆洗などの物理洗浄、あるい
は、薬品注入を併用した逆洗や浸漬洗浄などを頻繁に行
う必要がある。
る点では本質的に変わりがなく、膜面への微細夾雑物の
付着が避けられないので、経時的な夾雑物の堆積によっ
て膜濾過効率は大幅に低下してくる。そこで、逆洗など
で付着夾雑物を除去できる様にした膜モジュールも市販
されている。ちなみに、海水をそれらの膜濾過装置へ直
接供給すると、運転時間の経過に伴って膜面汚染が進行
するため、要求レベルの浄化能力を長期的に維持できな
いからである。そのため、逆洗などの物理洗浄、あるい
は、薬品注入を併用した逆洗や浸漬洗浄などを頻繁に行
う必要がある。
【００１２】他方、標準海水中には、石膏の元となるカ
ルシウムイオンと硫酸イオンが各々約４００ｍｇ／ｌ及
び約２，６００ｍｇ／ｌ含まれているので、海水を淡水
化し或いは濃縮する際には、これらのイオンに由来する
石膏の析出防止対策も重要となる。その対策の一つとし
て、淡水の回収率や濃縮率を低めに抑える方法もある
が、回収率の低減は処理設備の過大化を招き、建設費や
運転費も割高になる。
ルシウムイオンと硫酸イオンが各々約４００ｍｇ／ｌ及
び約２，６００ｍｇ／ｌ含まれているので、海水を淡水
化し或いは濃縮する際には、これらのイオンに由来する
石膏の析出防止対策も重要となる。その対策の一つとし
て、淡水の回収率や濃縮率を低めに抑える方法もある
が、回収率の低減は処理設備の過大化を招き、建設費や
運転費も割高になる。
【００１３】また、水中のイオンを部分的に除去する他
の有効な方法としてＮＦ膜を使用する方法があり、この
方法も、海水を処理する際の前処理法として有効である
ことが知られている（例えば、特開平１１−１４１２６
０号公報）。この方法は、１価のイオンに比べて２価の
イオンの除去率が高いので、海水の淡水化や濃縮のため
の前処理法として採用すると、硫酸イオンやカルシウム
イオンの選択的除去が可能であり、海水の淡水化や濃縮
を行う際に石膏の析出を抑制しつつ、より高い淡水の回
収率や塩分濃縮率を達成できる。
の有効な方法としてＮＦ膜を使用する方法があり、この
方法も、海水を処理する際の前処理法として有効である
ことが知られている（例えば、特開平１１−１４１２６
０号公報）。この方法は、１価のイオンに比べて２価の
イオンの除去率が高いので、海水の淡水化や濃縮のため
の前処理法として採用すると、硫酸イオンやカルシウム
イオンの選択的除去が可能であり、海水の淡水化や濃縮
を行う際に石膏の析出を抑制しつつ、より高い淡水の回
収率や塩分濃縮率を達成できる。
【００１４】しかしＮＦ膜は、１価イオンと２価イオン
を濾し分けるという微妙な操作であるため、膜面に汚染
物質が堆積すると、その影響を受けて分離特性が変動し
易い。従って、ＮＦ膜による海水の処理効率を長期に亘
って高レベルに維持するには、該ＮＦ膜処理前の状態で
原海水中のＮＦ膜濾過の阻害要因を可及的に少なくして
おくことが望まれる。
を濾し分けるという微妙な操作であるため、膜面に汚染
物質が堆積すると、その影響を受けて分離特性が変動し
易い。従って、ＮＦ膜による海水の処理効率を長期に亘
って高レベルに維持するには、該ＮＦ膜処理前の状態で
原海水中のＮＦ膜濾過の阻害要因を可及的に少なくして
おくことが望まれる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、海水
を淡水化し、もしくは海水中の塩分を濃縮するに際し、
比較的粗大な不溶夾雑物はもとより、コロイド状の微細
な不溶夾雑物によるＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ膜の劣化や分
離効率の低下を抑え、且つ、可溶性塩に起因するＲＯ膜
への負荷を軽減すると共に石膏等の不溶性塩の付着・堆
積を防止し、高レベルの淡水処理効率を長期的に維持す
ると共に、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などの負荷を軽減し
て寿命延長を図り、高レベルの膜分離効率を安定して長
期間持続し得るような処理技術を確立することにある。
情に着目してなされたものであって、その目的は、海水
を淡水化し、もしくは海水中の塩分を濃縮するに際し、
比較的粗大な不溶夾雑物はもとより、コロイド状の微細
な不溶夾雑物によるＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ膜の劣化や分
離効率の低下を抑え、且つ、可溶性塩に起因するＲＯ膜
への負荷を軽減すると共に石膏等の不溶性塩の付着・堆
積を防止し、高レベルの淡水処理効率を長期的に維持す
ると共に、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などの負荷を軽減し
て寿命延長を図り、高レベルの膜分離効率を安定して長
期間持続し得るような処理技術を確立することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成すること
のできた本発明に係る海水の処理法とは、海水を淡水化
し、若しくは濃縮するに当たり、 A)砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を浸透
取水し、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜で処理した後、ＲＯ膜
で処理し、 B)砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を浸透
取水した後、ＮＦ膜で処理し、 C)砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を浸透
取水し、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜で処理した後、更にＮ
Ｆ膜で処理し、あるいは更に D)上記B),C)の処理を行った後、更にＲＯ膜処理を行う
ところに要旨が存在する。
のできた本発明に係る海水の処理法とは、海水を淡水化
し、若しくは濃縮するに当たり、 A)砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を浸透
取水し、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜で処理した後、ＲＯ膜
で処理し、 B)砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を浸透
取水した後、ＮＦ膜で処理し、 C)砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を浸透
取水し、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜で処理した後、更にＮ
Ｆ膜で処理し、あるいは更に D)上記B),C)の処理を行った後、更にＲＯ膜処理を行う
ところに要旨が存在する。
【００１７】即ち本発明では、前記砂層を通して行われ
る海水の浸透取水を、１２ｍ／ｄ以下の通過速度（濾過
速度）で行うことにより、砂層での生物膜的な浄化効果
も加わって、浸透水の水質をより効率よく高めることが
でき、その下流側に設けられるＭＦ膜、ＵＦ膜あるいは
ＮＦ膜への負荷を軽減することができる。また、浸透取
水した前記海水をｐＨ５．５〜７に調整してから前記Ｍ
Ｆ膜、ＵＦ膜あるいはＮＦ膜へ供給すれば、それらの膜
面へのマンガンや鉄を含む不溶性化合物の沈着を抑える
ことができ、それら膜の劣化や分離効率の低下を一層長
期的に抑制できるので好ましい。
る海水の浸透取水を、１２ｍ／ｄ以下の通過速度（濾過
速度）で行うことにより、砂層での生物膜的な浄化効果
も加わって、浸透水の水質をより効率よく高めることが
でき、その下流側に設けられるＭＦ膜、ＵＦ膜あるいは
ＮＦ膜への負荷を軽減することができる。また、浸透取
水した前記海水をｐＨ５．５〜７に調整してから前記Ｍ
Ｆ膜、ＵＦ膜あるいはＮＦ膜へ供給すれば、それらの膜
面へのマンガンや鉄を含む不溶性化合物の沈着を抑える
ことができ、それら膜の劣化や分離効率の低下を一層長
期的に抑制できるので好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】上記の様に本発明の基本的構成
は、海水を淡水化し或いは塩分を濃縮する際に、砂層を
通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度（濾過速度）で海水を
浸透取水することにより不溶性夾雑物およびコロイド状
微粒子の殆どを除去した後、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜、
もしくはＮＦ膜で処理することで、これらの膜処理を長
期間安定に稼動できる様にし、あるいは更にその後ＲＯ
膜処理に付すところに特徴を有するもので、こうした構
成を採用することにより、ＭＦ膜やＵＦ膜、更にはＮＦ
膜やＲＯ膜にかかる負荷も大幅に低減し、海水の淡水化
や塩分の濃縮を、優れた操業安定性及び設備保全性の下
で効率よく遂行可能にしたものである。
は、海水を淡水化し或いは塩分を濃縮する際に、砂層を
通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度（濾過速度）で海水を
浸透取水することにより不溶性夾雑物およびコロイド状
微粒子の殆どを除去した後、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜、
もしくはＮＦ膜で処理することで、これらの膜処理を長
期間安定に稼動できる様にし、あるいは更にその後ＲＯ
膜処理に付すところに特徴を有するもので、こうした構
成を採用することにより、ＭＦ膜やＵＦ膜、更にはＮＦ
膜やＲＯ膜にかかる負荷も大幅に低減し、海水の淡水化
や塩分の濃縮を、優れた操業安定性及び設備保全性の下
で効率よく遂行可能にしたものである。
【００１９】以下、本発明で採用される前記各構成要素
について具体的に説明していく。
について具体的に説明していく。
【００２０】まず本発明では、海底や沿岸に埋設した海
水取水管から、砂層を通して海水を浸透取水する。この
浸透取水法自体は格別特殊なものではなく、例えば特開
昭６１−８２８８５号、同６３−２７６４３２号、特開
２００１−１２９３１５号公報などにも開示されている
如く、海底もしくは沿岸部を掘削してその掘削穴に穴明
き取水管を埋設すると共に、その周辺および上方に夾雑
物除去用の濾過層を形成し、該濾過層を通して海水を浸
透取水する。ここで砂層とは、海底もしくは海岸の砂層
を意味し、天然の砂層をそのまま利用することも可能で
あるし、人工的に敷設された濾過用の砂層であってもよ
い。
水取水管から、砂層を通して海水を浸透取水する。この
浸透取水法自体は格別特殊なものではなく、例えば特開
昭６１−８２８８５号、同６３−２７６４３２号、特開
２００１−１２９３１５号公報などにも開示されている
如く、海底もしくは沿岸部を掘削してその掘削穴に穴明
き取水管を埋設すると共に、その周辺および上方に夾雑
物除去用の濾過層を形成し、該濾過層を通して海水を浸
透取水する。ここで砂層とは、海底もしくは海岸の砂層
を意味し、天然の砂層をそのまま利用することも可能で
あるし、人工的に敷設された濾過用の砂層であってもよ
い。
【００２１】図１は浸透取水部の構造を例示する概略断
面説明図で、掘削穴の底部に砕石層Ａを形成すると共に
その中に取水管１を埋設し、その上に粒調砕石層Ｂを敷
き詰めた後、更にその上に浸透砂層Ｃを形成する。取水
管１は、管壁に多数の細孔を穿設した穴明き管とするの
がよい。
面説明図で、掘削穴の底部に砕石層Ａを形成すると共に
その中に取水管１を埋設し、その上に粒調砕石層Ｂを敷
き詰めた後、更にその上に浸透砂層Ｃを形成する。取水
管１は、管壁に多数の細孔を穿設した穴明き管とするの
がよい。
【００２２】なお、取水管１を複数本配設する場合は、
各取水管１を枝管としてそれらを集水管に接続すればよ
いが、各枝管の設置間隔は３ｍ以上、望ましくは５ｍ以
上とするのがよく、それにより、浸透砂層Ｃにおける海
水の浸透流速が全体に亘って均一化され、安定した浄化
効果を得ることができるので好ましい。
各取水管１を枝管としてそれらを集水管に接続すればよ
いが、各枝管の設置間隔は３ｍ以上、望ましくは５ｍ以
上とするのがよく、それにより、浸透砂層Ｃにおける海
水の浸透流速が全体に亘って均一化され、安定した浄化
効果を得ることができるので好ましい。
【００２３】上記取水管１による海水の取水には、浸透
砂層Ｃにおける通過速度（濾過速度）を１２ｍ／ｄ以下
に抑えた濾過（以下、緩速濾過と言うことがある）を採
用する。ちなみに、１２ｍ／ｄを超えて海水の通過速度
を高めると、浸透砂層Ｃの目詰りが進行し易くなるばか
りでなく、緩速濾過による生物浄化効率（砂層に形成さ
れる生物膜による浄化効率）の向上も期待できなくなる
からである。そして、通過速度（濾過速度）を１２ｍ／
ｄ以下、好ましくは１０ｍ／ｄ以下、更に好ましくは８
ｍ／ｄ以下、更には６ｍ／ｄ以下、特に好ましくは５ｍ
／ｄ以下に制御すれば、海洋生物に由来する微細懸濁物
質の除去率も高められ、緩速濾過の目的が有効に発揮さ
れる。
砂層Ｃにおける通過速度（濾過速度）を１２ｍ／ｄ以下
に抑えた濾過（以下、緩速濾過と言うことがある）を採
用する。ちなみに、１２ｍ／ｄを超えて海水の通過速度
を高めると、浸透砂層Ｃの目詰りが進行し易くなるばか
りでなく、緩速濾過による生物浄化効率（砂層に形成さ
れる生物膜による浄化効率）の向上も期待できなくなる
からである。そして、通過速度（濾過速度）を１２ｍ／
ｄ以下、好ましくは１０ｍ／ｄ以下、更に好ましくは８
ｍ／ｄ以下、更には６ｍ／ｄ以下、特に好ましくは５ｍ
／ｄ以下に制御すれば、海洋生物に由来する微細懸濁物
質の除去率も高められ、緩速濾過の目的が有効に発揮さ
れる。
【００２４】図１に示した浸透砂層Ｃは、上記緩速濾過
を達成するための濾過層の主体となるもので、その厚み
は砂の粒度構成によっても変わるが、砂層を構成する砂
が一般的な沿岸地域の平均的な粒度の場合は０．３〜３
ｍ、より好ましくは０．５〜２．５ｍの範囲とすること
が望ましい。ちなみに砂層の厚さが０．３ｍ未満では、
上記適切な通過速度の緩速濾過が困難になるばかりでな
く、波浪の影響を受けて砂層の厚さが変動し、安定した
濾過効率を維持し難くなり、一方、該砂層Ｃを通した緩
速濾過による夾雑物やコロイド状微粒子の除去効果は約
３ｍ（一般的には２．５ｍ程度）で飽和するので、それ
以上に厚くすることは無駄であるばかりでなく、取水速
度が必要以上に遅くなるので処理効率を下げる原因にな
る。
を達成するための濾過層の主体となるもので、その厚み
は砂の粒度構成によっても変わるが、砂層を構成する砂
が一般的な沿岸地域の平均的な粒度の場合は０．３〜３
ｍ、より好ましくは０．５〜２．５ｍの範囲とすること
が望ましい。ちなみに砂層の厚さが０．３ｍ未満では、
上記適切な通過速度の緩速濾過が困難になるばかりでな
く、波浪の影響を受けて砂層の厚さが変動し、安定した
濾過効率を維持し難くなり、一方、該砂層Ｃを通した緩
速濾過による夾雑物やコロイド状微粒子の除去効果は約
３ｍ（一般的には２．５ｍ程度）で飽和するので、それ
以上に厚くすることは無駄であるばかりでなく、取水速
度が必要以上に遅くなるので処理効率を下げる原因にな
る。
【００２５】図１において砕石層Ａは、粒調砕石層Ｂや
砂層Ｃ等の濾過構造部を支持すると共に、取水管１を固
定する機能を果たし、粒調砕石層Ｂは、濾過層である砂
層Ｃを支持すると共に、濾過砂が取水管１に流れ込まな
いようにする機能を果たすもので、粒度構成や積層厚さ
などは常法に従って適宜に設定すればよい。また、取水
管１の周辺の濾過層と海底砂層との間に遮水シート等を
敷き、海底砂層からの重金属等の流入を防止すること
も、好ましい実施形態として推奨される。
砂層Ｃ等の濾過構造部を支持すると共に、取水管１を固
定する機能を果たし、粒調砕石層Ｂは、濾過層である砂
層Ｃを支持すると共に、濾過砂が取水管１に流れ込まな
いようにする機能を果たすもので、粒度構成や積層厚さ
などは常法に従って適宜に設定すればよい。また、取水
管１の周辺の濾過層と海底砂層との間に遮水シート等を
敷き、海底砂層からの重金属等の流入を防止すること
も、好ましい実施形態として推奨される。
【００２６】この様にして浸透取水した海水のＳＤＩ値
は、原海水のＳＤＩ値が通常５〜６程度であるものが３
〜５程度に低減し、ＭＦ膜やＵＦ膜あるいはＮＦ膜の供
給水として適切な清浄度のものとなり、ＭＦ膜やＵＦ
膜、ＮＦ膜による操業運転を長期間に亘って安定に持続
することが可能となる。
は、原海水のＳＤＩ値が通常５〜６程度であるものが３
〜５程度に低減し、ＭＦ膜やＵＦ膜あるいはＮＦ膜の供
給水として適切な清浄度のものとなり、ＭＦ膜やＵＦ
膜、ＮＦ膜による操業運転を長期間に亘って安定に持続
することが可能となる。
【００２７】これらＭＦ膜やＵＦ膜で海水処理を行う際
には、前述した如く定期的な逆洗や薬液浸漬洗浄が行わ
れるが、上記の如く緩速濾過条件で浸透取水した海水を
使用することで、それらの洗浄頻度や薬液の使用量を大
幅に低減できる。また海水を直接取水する場合は、配管
や付帯装置での海洋生物の付着生育を抑制するため、塩
素の注入（次亜塩素酸ソーダや海水電解液など）が必要
となるが、該浸透取水法を採用すると、浸透砂層Ｃで微
生物の一部が除去されるため、滅菌剤の注入も大幅に低
減することができ、或いは全く不要となる。但しこの場
合でも、ＭＦ膜やＵＦ膜の洗浄には塩素剤を使用するこ
とが望ましい。
には、前述した如く定期的な逆洗や薬液浸漬洗浄が行わ
れるが、上記の如く緩速濾過条件で浸透取水した海水を
使用することで、それらの洗浄頻度や薬液の使用量を大
幅に低減できる。また海水を直接取水する場合は、配管
や付帯装置での海洋生物の付着生育を抑制するため、塩
素の注入（次亜塩素酸ソーダや海水電解液など）が必要
となるが、該浸透取水法を採用すると、浸透砂層Ｃで微
生物の一部が除去されるため、滅菌剤の注入も大幅に低
減することができ、或いは全く不要となる。但しこの場
合でも、ＭＦ膜やＵＦ膜の洗浄には塩素剤を使用するこ
とが望ましい。
【００２８】前述したように海水を直接取水する場合
は、海水に塩素を注入する必要があり、その場合は、そ
の下流側で使用されるＲＯ膜の種類によっては、残留塩
素により膜性能が劣化する恐れがあるので、その場合
は、残留塩素を消去するため還元剤（一般的には重亜硫
酸ソーダ）を添加しなければならないが、砂層を通した
前記緩速濾過条件で浸透取水した海水には塩素を注入す
る必要がないので、薬剤の種類や使用量も大幅に削減で
きる。
は、海水に塩素を注入する必要があり、その場合は、そ
の下流側で使用されるＲＯ膜の種類によっては、残留塩
素により膜性能が劣化する恐れがあるので、その場合
は、残留塩素を消去するため還元剤（一般的には重亜硫
酸ソーダ）を添加しなければならないが、砂層を通した
前記緩速濾過条件で浸透取水した海水には塩素を注入す
る必要がないので、薬剤の種類や使用量も大幅に削減で
きる。
【００２９】尚、本発明で採用される浸透取水法として
は、要は１２ｍ／ｄ以下の緩速濾過を保障できる限り、
上述した如く海底や沿岸部に浸透取水管を埋設する方法
以外にも、海岸に井戸（ビーチウエル）を掘り、砂層を
通して海水を取水する方法を採用することも可能であ
り、それらも本発明で言う浸透取水の範疇に含まれる。
は、要は１２ｍ／ｄ以下の緩速濾過を保障できる限り、
上述した如く海底や沿岸部に浸透取水管を埋設する方法
以外にも、海岸に井戸（ビーチウエル）を掘り、砂層を
通して海水を取水する方法を採用することも可能であ
り、それらも本発明で言う浸透取水の範疇に含まれる。
【００３０】前述した如く、緩速濾過条件での浸透取水
を採用すると微細粒子も除去できるので、ＭＦ膜、ＵＦ
膜、ＮＦ膜による浄化運転を安定して実施することがで
き、該膜処理の後蒸発缶などを用いて塩分を濃縮するこ
とで、不純有機物などの少ない高品質の濃縮塩を得るこ
とができる。
を採用すると微細粒子も除去できるので、ＭＦ膜、ＵＦ
膜、ＮＦ膜による浄化運転を安定して実施することがで
き、該膜処理の後蒸発缶などを用いて塩分を濃縮するこ
とで、不純有機物などの少ない高品質の濃縮塩を得るこ
とができる。
【００３１】また、砂層を通した緩速濾過条件の上記浸
透取水法では、前述した如くコロイド状の微細粒子をＲ
Ｏ膜供給水として適合できるまでに除去できる訳ではな
く、これを直接ＲＯ膜装置へ供給すると、該コロイド状
微粒子などの沈着によりＲＯ膜が長期間の運転で劣化す
るばかりでなく、ＲＯ膜分離効率も低下してくる。
透取水法では、前述した如くコロイド状の微細粒子をＲ
Ｏ膜供給水として適合できるまでに除去できる訳ではな
く、これを直接ＲＯ膜装置へ供給すると、該コロイド状
微粒子などの沈着によりＲＯ膜が長期間の運転で劣化す
るばかりでなく、ＲＯ膜分離効率も低下してくる。
【００３２】そこで本発明では、該浸透取水により清浄
化された海水をＲＯ膜処理する際には、ＲＯ膜処理に先
立って、ＭＦ膜やＵＦ膜、或いはＮＦ膜処理に付し、コ
ロイド状の微細粒子を除去することが望ましく、更には
スケール形成イオンを低減することが望ましい。そうす
ると、ＲＯ膜への上記コロイド状微粒子の付着やスケー
ルの析出・堆積が抑制され、当該ＲＯ膜装置における半
透膜の劣化が可及的に防止されると共に、長期間安定し
て高レベルの逆浸透効率を維持することが可能となる。
化された海水をＲＯ膜処理する際には、ＲＯ膜処理に先
立って、ＭＦ膜やＵＦ膜、或いはＮＦ膜処理に付し、コ
ロイド状の微細粒子を除去することが望ましく、更には
スケール形成イオンを低減することが望ましい。そうす
ると、ＲＯ膜への上記コロイド状微粒子の付着やスケー
ルの析出・堆積が抑制され、当該ＲＯ膜装置における半
透膜の劣化が可及的に防止されると共に、長期間安定し
て高レベルの逆浸透効率を維持することが可能となる。
【００３３】ちなみに、海水中のスケール形成性イオン
のうち炭酸カルシウムは、海水のｐＨを６．５以下に調
整することで析出を防止することができ、硫酸カルシウ
ムについては、ＲＯ膜分離を行う際の淡水の回収率を６
０％以下に抑えることでその析出を抑えることができ
る。
のうち炭酸カルシウムは、海水のｐＨを６．５以下に調
整することで析出を防止することができ、硫酸カルシウ
ムについては、ＲＯ膜分離を行う際の淡水の回収率を６
０％以下に抑えることでその析出を抑えることができ
る。
【００３４】ＲＯ膜を用いた海水処理の場合、淡水の回
収率を６０％以上に高めると濃縮水側の浸透圧もかなり
高くなるので、現実的な処理効率を考えると回収率は６
０％程度が上限と考えられる。但し、製塩等を目的とし
て濃縮率を更に高める場合は、濃縮する過程で石膏の析
出が問題となる。この場合はＲＯ膜処理に先立って行わ
れるＮＦ膜処理によるスケール形成成分の選択除去が重
要となる。そしてＮＦ膜処理をＲＯ膜処理の前処理とし
て実施すると、スケール形成成分以外に、除去率は低い
もののその他の塩類イオンも除去されるので、ＲＯ膜処
理の運転条件の緩和や回収率の向上に寄与できる。
収率を６０％以上に高めると濃縮水側の浸透圧もかなり
高くなるので、現実的な処理効率を考えると回収率は６
０％程度が上限と考えられる。但し、製塩等を目的とし
て濃縮率を更に高める場合は、濃縮する過程で石膏の析
出が問題となる。この場合はＲＯ膜処理に先立って行わ
れるＮＦ膜処理によるスケール形成成分の選択除去が重
要となる。そしてＮＦ膜処理をＲＯ膜処理の前処理とし
て実施すると、スケール形成成分以外に、除去率は低い
もののその他の塩類イオンも除去されるので、ＲＯ膜処
理の運転条件の緩和や回収率の向上に寄与できる。
【００３５】そして、ＮＦ膜で処理した海水のＳＤＩ値
は、前掲の如く通常２．０程度であり、ＲＯ膜に対する
負荷が非常に小さく、スケール形成成分の選択除去効果
とも相俟って、ＲＯ膜の寿命延長と長期的安定操業を著
しく増進できる。従って、ＲＯ膜処理前の予備処理とし
て少なくともＮＦ膜処理を実施し、より好ましくは、Ｍ
Ｆ膜及び／又はＵＦ膜処理の後更にＮＦ処理してからＲ
Ｏ膜処理装置で処理する方法は、本発明のより好ましい
実施形態としては推奨される。
は、前掲の如く通常２．０程度であり、ＲＯ膜に対する
負荷が非常に小さく、スケール形成成分の選択除去効果
とも相俟って、ＲＯ膜の寿命延長と長期的安定操業を著
しく増進できる。従って、ＲＯ膜処理前の予備処理とし
て少なくともＮＦ膜処理を実施し、より好ましくは、Ｍ
Ｆ膜及び／又はＵＦ膜処理の後更にＮＦ処理してからＲ
Ｏ膜処理装置で処理する方法は、本発明のより好ましい
実施形態としては推奨される。
【００３６】いずれにしても本発明によれば、砂層を通
した緩速濾過条件で浸透取水した後にＭＦ膜及び／又は
ＵＦ膜処理し、あるいはＮＦ膜処理を行い、より好まし
くは、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜処理の後更にＮＦ処理を
行うことによって、それらＭＦ膜、ＵＦ膜あるいはＮＦ
膜自体にかかる負荷を軽減しつつ高い浄化効果を長期的
に持続することができ、あるいは更にこれらの処理の後
でＲＯ膜処理を行う場合は、当該ＲＯ膜にかかる負荷を
可及的に軽減し、その寿命を延長することが可能とな
る。そして、それらの相加的乃至相乗的作用効果によ
り、全体の海水処理システムとして長期的安定操業を保
障すると共に、処理設備の劣化を最小限に抑えてメンテ
ナンス性等も大幅に改善することができる。
した緩速濾過条件で浸透取水した後にＭＦ膜及び／又は
ＵＦ膜処理し、あるいはＮＦ膜処理を行い、より好まし
くは、ＭＦ膜及び／又はＵＦ膜処理の後更にＮＦ処理を
行うことによって、それらＭＦ膜、ＵＦ膜あるいはＮＦ
膜自体にかかる負荷を軽減しつつ高い浄化効果を長期的
に持続することができ、あるいは更にこれらの処理の後
でＲＯ膜処理を行う場合は、当該ＲＯ膜にかかる負荷を
可及的に軽減し、その寿命を延長することが可能とな
る。そして、それらの相加的乃至相乗的作用効果によ
り、全体の海水処理システムとして長期的安定操業を保
障すると共に、処理設備の劣化を最小限に抑えてメンテ
ナンス性等も大幅に改善することができる。
【００３７】ところで、海水の平均的なｐＨは約８．２
であり、緩速濾過条件で浸透取水した浄化海水のｐＨも
これと殆ど同じである。そして本発明者らが確認したと
ころによると、該ｐＨ域の海水をそのままＭＦ膜や、Ｕ
Ｆ膜、ＮＦ膜処理に送った場合、海水中に微量存在する
マンガンや鉄が膜面に沈着し、膜劣化や分離効率の低下
を引き起こすことが確認された。特に、膜モジュールの
逆洗や膜浸漬に酸化性の次亜塩素酸ソーダなどを使用す
ると、マンガンや鉄の酸化物が生成し易くなるため、そ
の傾向は一層顕著になる。
であり、緩速濾過条件で浸透取水した浄化海水のｐＨも
これと殆ど同じである。そして本発明者らが確認したと
ころによると、該ｐＨ域の海水をそのままＭＦ膜や、Ｕ
Ｆ膜、ＮＦ膜処理に送った場合、海水中に微量存在する
マンガンや鉄が膜面に沈着し、膜劣化や分離効率の低下
を引き起こすことが確認された。特に、膜モジュールの
逆洗や膜浸漬に酸化性の次亜塩素酸ソーダなどを使用す
ると、マンガンや鉄の酸化物が生成し易くなるため、そ
の傾向は一層顕著になる。
【００３８】ところが、浸透取水した海水を弱酸性域、
好ましくは５．５〜７．０、より好ましくは６．０〜
６．７の範囲にｐＨ調整してからＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ
膜で処理する方法を採用すれば、それら膜面へのマンガ
ンや鉄（酸化物を含む）の沈着が可及的に抑えられるこ
とが確認された。従って本発明を実施するに当たって
は、砂層から緩速濾過条件で浸透取水した海水を上記好
適ｐＨ域に調整してからＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ膜処理へ
送ることが望ましく、該ｐＨ調整の効果は、ＲＯ膜面へ
のマンガンや鉄の沈着防止にも有効に活かされる。
好ましくは５．５〜７．０、より好ましくは６．０〜
６．７の範囲にｐＨ調整してからＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ
膜で処理する方法を採用すれば、それら膜面へのマンガ
ンや鉄（酸化物を含む）の沈着が可及的に抑えられるこ
とが確認された。従って本発明を実施するに当たって
は、砂層から緩速濾過条件で浸透取水した海水を上記好
適ｐＨ域に調整してからＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ膜処理へ
送ることが望ましく、該ｐＨ調整の効果は、ＲＯ膜面へ
のマンガンや鉄の沈着防止にも有効に活かされる。
【００３９】なお本発明で使用される前記ＭＦ膜やＵＦ
膜、ＮＦ膜、更にはＲＯ膜の具体的な種類やそれらの膜
を備えたモジュールなどの具体的な構造等には一切制限
がなく、この種の公知の膜やモジュール等を実質的にそ
のまま、もしくは適用場所や規模などを考慮して適宜改
造したものが全て使用可能であり、また、それらの膜分
離装置を組み合わせて海水処理を行う際の具体的な運転
条件、例えば操作圧力などや、必要に応じて実施される
膜洗浄手段なども、公知の方法を適宜選択して採用する
ことができ、それらは全て本発明の技術的範囲に包含さ
れる。
膜、ＮＦ膜、更にはＲＯ膜の具体的な種類やそれらの膜
を備えたモジュールなどの具体的な構造等には一切制限
がなく、この種の公知の膜やモジュール等を実質的にそ
のまま、もしくは適用場所や規模などを考慮して適宜改
造したものが全て使用可能であり、また、それらの膜分
離装置を組み合わせて海水処理を行う際の具体的な運転
条件、例えば操作圧力などや、必要に応じて実施される
膜洗浄手段なども、公知の方法を適宜選択して採用する
ことができ、それらは全て本発明の技術的範囲に包含さ
れる。
【００４０】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４１】実施例１
海底を約３．２ｍの深さまで掘削して除砂した後、その
掘削穴に、２５ｍｍの貫通孔を管壁に多数開けたポリプ
ロピレン製の取水管を敷設し、該取水管の周囲に高さ
１．４ｍまで砕石を積んだ。その上に、厚さ０．３ｍと
なる様に粒度調整砕石を積み、更にその上に、重金属な
どの汚染物質を含まない清浄な砂（平均粒径：０．４ｍ
ｍ、均等係数：２．５）を１．５ｍの厚さで積層した。
この積層構造において、最上部が浸透砂層を構成し、粒
度調整砕石層および砕石層は、該砂層を支持し砂粒が取
水管に流入しない様にする機能を果たす支持層を構成す
る。
掘削穴に、２５ｍｍの貫通孔を管壁に多数開けたポリプ
ロピレン製の取水管を敷設し、該取水管の周囲に高さ
１．４ｍまで砕石を積んだ。その上に、厚さ０．３ｍと
なる様に粒度調整砕石を積み、更にその上に、重金属な
どの汚染物質を含まない清浄な砂（平均粒径：０．４ｍ
ｍ、均等係数：２．５）を１．５ｍの厚さで積層した。
この積層構造において、最上部が浸透砂層を構成し、粒
度調整砕石層および砕石層は、該砂層を支持し砂粒が取
水管に流入しない様にする機能を果たす支持層を構成す
る。
【００４２】上記取水管から浸透取水した海水のＳＤＩ
値は、取水初期は原海水とほぼ同等であったが、１ヶ月
間取水を継続すると４．０以下に低下した。ＳＤＩ値が
上記値で安定した後の海水の通過速度は４〜６ｍ／ｄで
あった。浸透取水した海水をＵＦ膜装置へ供給し、下記
の条件で浄化したところ、浄化水のＳＤＩは２．０以下
となった。 ［ＵＦ膜装置による処理］ 処理条件：供給水ｐＨ；６．５、圧力；０．２ＭＰａ
値は、取水初期は原海水とほぼ同等であったが、１ヶ月
間取水を継続すると４．０以下に低下した。ＳＤＩ値が
上記値で安定した後の海水の通過速度は４〜６ｍ／ｄで
あった。浸透取水した海水をＵＦ膜装置へ供給し、下記
の条件で浄化したところ、浄化水のＳＤＩは２．０以下
となった。 ［ＵＦ膜装置による処理］ 処理条件：供給水ｐＨ；６．５、圧力；０．２ＭＰａ
【００４３】また、上記と同じ浸透取水海水をＭＦ膜装
置に通し、下記の条件で浄化したところ、ＭＦ膜での差
圧の上昇は殆ど観測されず、逆洗や薬液（次亜塩素酸ソ
ーダ）浸漬の条件をメーカ推奨の「逆洗：１回／２０分
・浸漬：１回／日」よりも著しく簡略化され「逆洗：１
回／４０〜１２０分・浸漬：１回／１．５〜６０日」に
軽減し得ることが確認された。 ［ＭＦ膜装置による処理］ 処理条件：供給水ｐＨ；６．５、圧力；０．２ＭＰａ
置に通し、下記の条件で浄化したところ、ＭＦ膜での差
圧の上昇は殆ど観測されず、逆洗や薬液（次亜塩素酸ソ
ーダ）浸漬の条件をメーカ推奨の「逆洗：１回／２０分
・浸漬：１回／日」よりも著しく簡略化され「逆洗：１
回／４０〜１２０分・浸漬：１回／１．５〜６０日」に
軽減し得ることが確認された。 ［ＭＦ膜装置による処理］ 処理条件：供給水ｐＨ；６．５、圧力；０．２ＭＰａ
【００４４】上記ＵＦ膜装置およびＭＦ膜装置で処理し
た透過水を下記のＲＯ膜装置に通して逆浸透処理を行っ
たところ、１年間連続運転を行った場合でも、ＲＯ膜の
劣化を殆ど生じることなく安定して塩分濃度が２００ｍ
ｇ／ｌ％以下の淡水を効率よく製造することができた。
た透過水を下記のＲＯ膜装置に通して逆浸透処理を行っ
たところ、１年間連続運転を行った場合でも、ＲＯ膜の
劣化を殆ど生じることなく安定して塩分濃度が２００ｍ
ｇ／ｌ％以下の淡水を効率よく製造することができた。
【００４５】実施例２
図２に示すフロー図に従って、海水の淡水化と塩分の濃
縮を行った。即ち、海岸の砂浜に設けられたビーチウエ
ルから砂層を通して取水ポンプにより海水を浸透取水し
た。該浸透取水時における海水の平均濾過速度は５ｍ／
ｄであった。該浸透取水を２０〜３０ｍＡｑでＵＦ膜装
置へ供給することによって全量濾過した。このとき、Ｕ
Ｆ膜面での金属水酸化物の沈着を抑制すると共に、後続
のＮＦ膜面での炭酸カルシウムの析出を防止するため、
ＵＦ膜供給水に硫酸水溶液を添加してｐＨを約６．５に
調整した。砂層透過海水の一部は、バイパス管路を通し
て前処理海水槽に貯えた。
縮を行った。即ち、海岸の砂浜に設けられたビーチウエ
ルから砂層を通して取水ポンプにより海水を浸透取水し
た。該浸透取水時における海水の平均濾過速度は５ｍ／
ｄであった。該浸透取水を２０〜３０ｍＡｑでＵＦ膜装
置へ供給することによって全量濾過した。このとき、Ｕ
Ｆ膜面での金属水酸化物の沈着を抑制すると共に、後続
のＮＦ膜面での炭酸カルシウムの析出を防止するため、
ＵＦ膜供給水に硫酸水溶液を添加してｐＨを約６．５に
調整した。砂層透過海水の一部は、バイパス管路を通し
て前処理海水槽に貯えた。
【００４６】ＵＦ膜は、運転中の膜汚染物を除去するた
め、次亜塩素酸ソーダ：１ｍｇ／ｌを添加した砂層透過
海水を用いて４０分に１回の頻度で約２０秒間逆洗し、
最後に７５秒間フラッシングした。更に、次亜塩素酸ソ
ーダ：３００ｍｇ／ｌを添加した砂層透過海水を４〜１
０日に一回の頻度でＵＦ膜装置へ送り、１時間浸漬状態
にすることによって膜付着物を剥離分解させた。
め、次亜塩素酸ソーダ：１ｍｇ／ｌを添加した砂層透過
海水を用いて４０分に１回の頻度で約２０秒間逆洗し、
最後に７５秒間フラッシングした。更に、次亜塩素酸ソ
ーダ：３００ｍｇ／ｌを添加した砂層透過海水を４〜１
０日に一回の頻度でＵＦ膜装置へ送り、１時間浸漬状態
にすることによって膜付着物を剥離分解させた。
【００４７】ＵＦ膜装置からの透過水は、高圧ポンプで
約２．０ＭＰａに昇圧してからＮＦ膜装置へ供給した。
該ＮＦ膜装置からの透過水の回収率は、濃縮水側での石
膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）の析出を避けるため５０％に
抑え、ＮＦ膜透過水は前処理海水槽に貯留し、濃縮水は
放流した。
約２．０ＭＰａに昇圧してからＮＦ膜装置へ供給した。
該ＮＦ膜装置からの透過水の回収率は、濃縮水側での石
膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）の析出を避けるため５０％に
抑え、ＮＦ膜透過水は前処理海水槽に貯留し、濃縮水は
放流した。
【００４８】該前処理海水槽の貯留水を、逆浸透予圧ポ
ンプで吸い込み、更に逆浸透高圧ポンプで約８ＭＰａに
昇圧してＲＯ膜装置に供給し、濃縮水と脱塩水（透過
水：淡水）に分離した。脱塩水は脱塩水槽に貯留し、濃
縮水は予備濃縮海水槽に貯留した。予備濃縮海水槽の貯
留水は、図示しない濃縮缶経由で晶析缶へ供給して固形
塩とした。
ンプで吸い込み、更に逆浸透高圧ポンプで約８ＭＰａに
昇圧してＲＯ膜装置に供給し、濃縮水と脱塩水（透過
水：淡水）に分離した。脱塩水は脱塩水槽に貯留し、濃
縮水は予備濃縮海水槽に貯留した。予備濃縮海水槽の貯
留水は、図示しない濃縮缶経由で晶析缶へ供給して固形
塩とした。
【００４９】上記操作を継続して行った結果、ＵＦ膜装
置およびＮＦ膜装置、更にはＲＯ膜装置の膜劣化や膜面
へ不溶物の析出・堆積は殆ど起こらず、安定した操業状
態を１年以上維持することができた。
置およびＮＦ膜装置、更にはＲＯ膜装置の膜劣化や膜面
へ不溶物の析出・堆積は殆ど起こらず、安定した操業状
態を１年以上維持することができた。
【００５０】上記処理法を実施した時の各段階における
水質検査の一例を表１に示した。
水質検査の一例を表１に示した。
【００５１】
【表１】
【００５２】表１からも明らかな様に、この実施例で
は、砂層を通した緩速濾過条件での浸透取水を採用する
ことによってＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ膜への負荷を最小限
に抑えることができ、且つＮＦ膜を通してＣａ2+やＳＯ
4 2-イオンを除去することによって、ＲＯ膜などへの硫
酸カルシウムの析出・堆積などを最小限に抑えることが
でき、残留塩濃度の十分に低い淡水を効率よく製造し得
ると共に、塩分濃度の高い濃縮水を効率よく得ることが
できる。
は、砂層を通した緩速濾過条件での浸透取水を採用する
ことによってＭＦ膜やＵＦ膜、ＮＦ膜への負荷を最小限
に抑えることができ、且つＮＦ膜を通してＣａ2+やＳＯ
4 2-イオンを除去することによって、ＲＯ膜などへの硫
酸カルシウムの析出・堆積などを最小限に抑えることが
でき、残留塩濃度の十分に低い淡水を効率よく製造し得
ると共に、塩分濃度の高い濃縮水を効率よく得ることが
できる。
【００５３】なお先に述べた様に、浸透取水した海水の
ＳＤＩは４以上になることがあるため、そのままでＲＯ
膜装置へ供給するとＲＯ膜汚染が進行する恐れがある
が、本発明では、砂層を通して緩速濾過条件で浸透取水
した海水をＲＯ膜装置へ供給する前に、ＭＦ膜やＵＦ膜
もしくはＮＦ膜で膜濾過することで水質を更に高め、Ｒ
Ｏ膜装置への供給水として常に十分な水質を確保してい
るので、ＲＯ膜の劣化等を最小限に抑制しつつ、安定し
て高い淡水化および濃縮効率を得ることができる。
ＳＤＩは４以上になることがあるため、そのままでＲＯ
膜装置へ供給するとＲＯ膜汚染が進行する恐れがある
が、本発明では、砂層を通して緩速濾過条件で浸透取水
した海水をＲＯ膜装置へ供給する前に、ＭＦ膜やＵＦ膜
もしくはＮＦ膜で膜濾過することで水質を更に高め、Ｒ
Ｏ膜装置への供給水として常に十分な水質を確保してい
るので、ＲＯ膜の劣化等を最小限に抑制しつつ、安定し
て高い淡水化および濃縮効率を得ることができる。
【００５４】また、海水のｐＨは約８．２であり、これ
をｐＨ調整せずにＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などに供給す
ると、海水中に微量存在するマンガンや鉄が膜面に沈着
する恐れがあるが、砂層からの浸透海水をｐＨ６．５に
調整してからＵＦ膜などに供給することで、その下流側
の分離膜、即ちＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜、あるいは更に
ＲＯ膜などへのマンガンや鉄の酸化物の生成も抑えら
れ、淡水化および濃縮操業を安定して長期間継続するこ
とが可能となる。
をｐＨ調整せずにＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などに供給す
ると、海水中に微量存在するマンガンや鉄が膜面に沈着
する恐れがあるが、砂層からの浸透海水をｐＨ６．５に
調整してからＵＦ膜などに供給することで、その下流側
の分離膜、即ちＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜、あるいは更に
ＲＯ膜などへのマンガンや鉄の酸化物の生成も抑えら
れ、淡水化および濃縮操業を安定して長期間継続するこ
とが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、海
水を淡水し、或いは塩濃縮水を製造する際に、先ず砂層
を通して海水を緩速濾過条件で浸透取水した後、これを
ＭＦ膜やＵＦ膜もしくはＮＦ膜に供給することで、これ
ら分離膜の劣化を最小限に抑えつつ安定した処理効率を
持続することができる。また砂層を通して緩速濾過条件
で浸透取水した海水をＲＯ膜処理して淡水化し、あるい
は塩分を濃縮する場合は、該ＲＯ処理に先立って予備処
理としてＭＦ膜やＵＦ膜処理、もしくはＮＦ膜処理を行
うことで、ＲＯ膜の劣化を最小限に抑えつつ優れた海水
処理効果を長期的に持続することができ、海水の淡水化
もしくは塩分濃縮のための全体システムとして極めて実
用に即した利益を享受できる。
水を淡水し、或いは塩濃縮水を製造する際に、先ず砂層
を通して海水を緩速濾過条件で浸透取水した後、これを
ＭＦ膜やＵＦ膜もしくはＮＦ膜に供給することで、これ
ら分離膜の劣化を最小限に抑えつつ安定した処理効率を
持続することができる。また砂層を通して緩速濾過条件
で浸透取水した海水をＲＯ膜処理して淡水化し、あるい
は塩分を濃縮する場合は、該ＲＯ処理に先立って予備処
理としてＭＦ膜やＵＦ膜処理、もしくはＮＦ膜処理を行
うことで、ＲＯ膜の劣化を最小限に抑えつつ優れた海水
処理効果を長期的に持続することができ、海水の淡水化
もしくは塩分濃縮のための全体システムとして極めて実
用に即した利益を享受できる。
【図１】本発明で採用される砂層からの浸透取水例を示
す断面説明図である。
す断面説明図である。
【図２】本発明の好ましい実施例を示すフロー図であ
る。
る。
１ 取水管
Ａ 砕石層
Ｂ 粒調砕石層
Ｃ 砂層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 白石 充広
神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式
会社神戸製鋼所神戸本社内
Ｆターム(参考） 4D006 GA03 GA04 GA06 GA07 KA02
KA03 KA52 KA53 KA55 KA57
KB15 KC03 KD11 KE02R
KE15R PA01 PB03
4D041 BA09 BB04 BB08 BD17 CA01
CB00 CC08
4D066 AA04 BB01 BB20
Claims (5)
- 【請求項１】 海水を淡水化し、若しくは濃縮するに当
たり、砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を
浸透取水し、次いで精密濾過膜及び／又は限外濾過膜で
処理した後、逆浸透膜で処理することを特徴とする海水
の処理法。 - 【請求項２】 海水を淡水化し、若しくは濃縮するに当
たり、砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を
浸透取水した後、ナノ濾過膜で処理することを特徴とす
る海水の処理法。 - 【請求項３】 海水を淡水化し、若しくは濃縮するに当
たり、砂層を通して１２ｍ／ｄ以下の通過速度で海水を
浸透取水し、次いで精密濾過膜及び／又は限外濾過膜で
処理した後、更にナノ濾過膜で処理することを特徴とす
る海水の処理法。 - 【請求項４】 前記ナノ濾過膜で処理した後、更に逆浸
透膜で処理する請求項２または３に記載の処理法。 - 【請求項５】 浸透取水した前記海水を、ｐＨ５．５〜
７に調整してから濾過膜へ供給する請求項１〜４のいず
れかに記載の処理法。
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|---|---|---|---|
| JP2002048582A JP2003245666A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 海水の処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048582A JP2003245666A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 海水の処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003245666A true JP2003245666A (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=28661343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002048582A Pending JP2003245666A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 海水の処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003245666A (ja) |
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- 2002-02-25 JP JP2002048582A patent/JP2003245666A/ja active Pending
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