JP2012192324A - 海水淡水化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】逆浸透膜モジュール4と、高圧ポンプP1と、高圧ラインL3,L31,L5と、低圧ラインL2,L21,L6と、内部が可動ピストンで仕切られたシリンダとシリンダ連通流路を切り替える切替弁を有する動力回収装置5と、淡水の流量を検出する第1の流量センサQ5と、濃縮海水の流量を検出する第2の流量センサQ1と、動力回収装置に供給される海水の流量を検出するか、または動力回収装置から送り出される濃縮海水の流量を検出する第3の流量センサQ2と、動力回収装置の入口側および出口側の高圧ラインに設けられ、流量センサで検出した流量に基づいて動力回収装置へ送水される濃縮海水の量を調整する送水流量制御弁V1と、を有する。
【選択図】図1
Description
F = PO × AO …(2)
したがって、PI:Po = AO:AIである。例えば、濃縮海水が持つ圧力5.8MPaに対して、6MPaへ昇圧をする場合、シリンダ右側面積AIとシリンダ左側面積AOの比は6.0:5.8 = 30:29である。すなわち、動力回収装置の昇圧比は30:29になる。
図1に示すように、第1の実施形態の海水淡水化装置1は、主要なラインL1,L2,L3,L4に沿って上流側から順に直列に配列された、海水供給装置2、前処理装置3、高圧ポンプP1、逆浸透膜モジュール4、生産淡水槽6を備えている。この主要ラインと並列なラインL21,L31,L5,L6に動力回収装置5が設けられている。
但し、MRsv≠0である。
次に図6と図4を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
次に図7を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
次に図9を参照して本発明の第4の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
次に図10を参照して本発明の第5の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
次に図11および表1、表2を参照して第6の実施形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
2…海水供給装置、3,31,32…前処理装置、
4…逆浸透膜モジュール、41…逆浸透膜、
5,5A,5B,5a〜5n…動力回収装置、
51,53…シリンダ、52,54…ピストン部、
6…生産淡水槽、7…濃縮海水槽、
8…制御部、9…運転条件設定部、
11…水素イオン指数計、12…温度計、13…電気伝導率計、
P1…高圧ポンプ、
L2,L21,L6…低圧ライン、L3,L31,L5…高圧ライン、
V1,V3,…,V2n-1,V11,V12…送水流量制御弁、
V2,V4,…,V2n,V21,V22…排水流量制御弁、
Q1,Q3…第2の流量センサ、
Q2,Q4…第3の流量センサ、
Q5…第1の流量センサ、
CV1,CV2…切替弁。
Claims (9)
- 海水を淡水と濃縮海水とに分離する逆浸透膜を有する逆浸透膜モジュールと、
前記逆浸透膜に海水を高圧力で供給する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプより下流側において前記逆浸透膜モジュールから排水される高圧力の濃縮海水が通流する高圧ラインと、
前記高圧ポンプより上流側において低圧力の海水が通流する低圧ラインと、
内部が可動ピストンで仕切られたシリンダおよび前記シリンダに連通する流路を切り替える切替弁を有し、前記シリンダ内部の仕切られた一方側のシリンダ内スペースに前記高圧ラインが連通し、他方側のシリンダ内スペースに前記低圧ラインが連通し、前記高圧ラインから前記濃縮海水を前記一方側シリンダ内スペースに導入し、導入した濃縮海水の圧力で前記ピストンを押して前記他方側シリンダ内スペースから前記海水を前記低圧ラインに送り出す動力回収装置と、
前記逆浸透膜を透過した淡水の流量を検出する第1の流量センサと、
前記逆浸透膜を透過しない濃縮海水の流量を検出するか、または、前記動力回収装置から送り出される海水の流量を検出する第2の流量センサと、
前記動力回収装置に供給される海水の流量を検出するか、または、前記動力回収装置から送り出される濃縮海水の流量を検出する第3の流量センサと、
前記動力回収装置の高圧入口側の前記高圧ラインおよび高圧出口側の前記高圧ラインのうち少なくとも一方に設けられ、前記流量センサで検出した流量に基づいて前記動力回収装置へ送水される濃縮海水の量を調整する送水流量制御弁と、
前記動力回収装置の低圧入口側の前記低圧ラインおよび低圧出口側の前記低圧ラインのうち少なくとも一方に設けられ、前記流量センサで検出した流量に基づいて前記動力回収装置から排水される濃縮海水の量を調整する排水流量制御弁と、
を具備することを特徴とする海水淡水化装置。 - 生産淡水の目標水量と膜の目標回収率とをそれぞれ予め設定し、前記流量センサからの流量検出結果に応じて、生産淡水の水量が前記目標水量になるように前記高圧ポンプの駆動を制御するとともに、膜の回収率が前記目標回収率となるように前記送水流量制御弁のうちの少なくとも1つの弁開度を制御し、かつ排水流量制御弁のうちの少なくとも1つの弁開度を制御する制御部を、さらに有することを特徴とする請求項1記載の海水淡水化装置。
- 海水を淡水と濃縮海水とに分離する逆浸透膜を有する逆浸透膜モジュールと、
前記逆浸透膜に海水を高圧力で供給する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプより下流側において前記逆浸透膜モジュールから排水される高圧力の濃縮海水が通流する高圧ラインと、
前記高圧ポンプより上流側において低圧力の海水が通流する低圧ラインと、
内部が可動ピストンでそれぞれ仕切られた第1及び第2のシリンダおよびこれらのシリンダに連通する流路をそれぞれ切り替える切替弁を有し、前記第1及び第2のシリンダ内部の仕切られた一方側のシリンダ内スペースに前記高圧ラインがそれぞれ連通し、他方側のシリンダ内スペースに前記低圧ラインがそれぞれ連通し、さらに前記第1のシリンダの内部スペースと前記第2のシリンダの内部スペースとが互いに連通しあっており、前記高圧ラインから前記濃縮海水を前記第1及び第2のシリンダの一方側シリンダ内スペースに同期して導入し、導入した濃縮海水の圧力で前記ピストンを押して前記第1及び第2のシリンダの他方側シリンダ内スペースから前記海水を前記低圧ラインに同期して送り出す動力回収装置と、
前記逆浸透膜を透過した淡水の流量を検出する第1の流量センサと、
前記動力回収装置に供給される海水の流量を検出するか、または、前記動力回収装置から送り出される濃縮海水の流量を検出する第3の流量センサと、
前記動力回収装置の低圧入口側の前記低圧ラインおよび低圧出口側の前記低圧ラインのうち少なくとも一方に設けられ、前記流量センサで検出した流量に基づいて前記動力回収装置から排水される濃縮海水の量を調整する排水流量制御弁と、
を具備することを特徴とする海水淡水化装置。 - 前記制御部は、前記流量センサからの流量検出結果に基づいて、生産淡水の水量が前記目標水量となるように前記高圧ポンプの回転駆動を制御し、かつ膜の回収率が前記目標回収率となるように前記排水流量制御弁の少なくとも1つの弁開度を制御することを特徴とする請求項3記載の海水淡水化装置の制御方法。
- 前記高圧ポンプよりも上流側において前処理された海水の温度を計測する水温計と、前記前処理海水の電気伝導率を計測する電気伝導度計と、前記前処理海水の水素イオン濃度を計測する水素イオン指数計と、海水淡水化装置全体で消費される電力消費量を計測する電力量計と、をさらに有し、
前記制御部は、電力量計からの計測結果と前記水温計、電気伝導度計および水素イオン指数計のうちの少なくとも1つからの計測結果とに基づいて、前処理海水の水質や生産淡水量といった運転条件ごとに単位生産水量当たりの消費電力量を表示することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項記載の海水淡水化装置。 - 電力量計からの計測結果と前記水温計、電気伝導度計および水素イオン指数計のうちの少なくとも1つからの計測結果とに基づいて、前処理海水の水質条件ごとに単位生産水量当たりの消費電力量が最小となる運転条件を演算し、その演算結果を前記制御部に送る運転条件設定部をさらに有することを特徴とする請求項5記載の海水淡水化装置。
- 昇圧比の異なる複数台の動力回収装置を有し、前記制御部は、単位生産水量当たりの電力消費量を最小とするために、前記複数台の動力回収装置のうちから使用する動力回収装置の組み合わせを変更することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項記載の海水淡水化装置。
- 昇圧比の異なる複数台の動力回収装置を有し、前記制御部は、単位生産水量当たりの電力消費量を最小とするために、水質センサにより測定される前処理水の水質条件に応じて前記複数台の動力回収装置のうちから使用する動力回収装置の組み合わせを動的に変更することを特徴とする請求項5記載の海水淡水化装置。
- 昇圧比の異なる複数台の動力回収装置を有し、前記制御部は、単位生産水量当たりの電力消費量を最小とするために、水質センサにより測定される前処理水の水質条件と前記運転条件設定部により演算された膜の回収率に応じて前記複数台の動力回収装置のうちから使用する動力回収装置の組み合わせを動的に変更することを特徴とする請求項7記載の海水淡水化装置。
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