JP2020049465A - 水処理システム及び水処理方法 - Google Patents

水処理システム及び水処理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020049465A
JP2020049465A JP2018183690A JP2018183690A JP2020049465A JP 2020049465 A JP2020049465 A JP 2020049465A JP 2018183690 A JP2018183690 A JP 2018183690A JP 2018183690 A JP2018183690 A JP 2018183690A JP 2020049465 A JP2020049465 A JP 2020049465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brine
seawater
reverse osmosis
osmosis membrane
water treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018183690A
Other languages
English (en)
Inventor
竹内　和久
Kazuhisa Takeuchi
和久 竹内
嘉晃 伊藤
Yoshiaki Ito
嘉晃 伊藤
英夫 岩橋
Hideo Iwahashi
英夫 岩橋
英夫 鈴木
Hideo Suzuki
英夫 鈴木
康浩 竹内
Yasuhiro Takeuchi
康浩 竹内
増田　具承
Tomotsugu Masuda
具承 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Priority to JP2018183690A priority Critical patent/JP2020049465A/ja
Priority to PCT/JP2019/036443 priority patent/WO2020066762A1/ja
Publication of JP2020049465A publication Critical patent/JP2020049465A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/04—Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12—Controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/58—Multistep processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/08—Polysaccharides
    • B01D71/12—Cellulose derivatives
    • B01D71/14—Esters of organic acids
    • B01D71/16—Cellulose acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/74—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
    • Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/144—Wave energy

Abstract

【課題】薬剤コストを抑制しながら淡水を製造可能な水処理システムを提供する。【解決手段】海水と燃焼排ガスとの接触により燃焼排ガスに含まれる硫黄酸化物を海水に吸収させるための脱硫装置１１を備える脱硫設備１０と、脱硫設備１０からの排水と海水との混合水である鹹水から淡水を製造するための第１逆浸透膜２２を備える淡水化設備２０と、脱硫設備１０と淡水化設備２０とを接続する鹹水供給系統５４を流れる鹹水のｐＨを測定するための第１ｐＨ計測装置４１と、第１ｐＨ計測装置４１により測定されたｐＨに基づいて、鹹水中の排水と海水との混合割合を決定するための制御装置３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、水処理システム及び水処理方法に関する。
逆浸透膜を備える淡水化設備では、逆浸透膜を用いた鹹水の透過により、淡水が製造される。ここでいう鹹水には、例えば、海洋から取水した海水のほか、例えば発電プラント等において冷却用等として使用された後の海水、海水以外の水溶液で海水を希釈して得られる水溶液等が含まれる。
鹹水から淡水を製造する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、海水を用いて燃焼排ガスの脱硫（海水脱硫）を行うとともに、脱硫により生じた排水（脱硫排水）そのものを造水装置への補給水として使用することが記載されている。また、脱硫により生じた排水のｐＨ調整に関する技術として、特許文献２に記載の技術が知られている。特許文献２には、海水脱硫により生じた排水に海水を混合する際に、得られる混合液（鹹水）のｐＨが５．５より大きくなる量の海水を混合することが記載されている。
特開昭４９−１１０５７０号公報（特に３頁右欄参照） 特開２００６−５５７７９号公報（特に段落０００３参照）
ところで、逆浸透膜を備える淡水化設備では、逆浸透膜での劣化（例えばスケーリング）を抑制するため、逆浸透膜に供給される海水に対し、酸水溶液（例えば硫酸）、スケールインヒビタ等の薬剤が添加される。しかし、薬剤の添加により、薬剤コストが多大になる。
例えば、特許文献１に記載の技術では、造水装置の構成によっては、排水のｐＨを適切な範囲に制御しなければならないことがある。そのため、ｐＨ制御のための薬剤コストがかかる。また、特許文献２に記載の技術では、そもそも淡水を製造可能なことは記載されていない。即ち、上記特許文献１及び２には、海水脱硫により生じた排水と海水との混合により所望のｐＨとなる鹹水を得て、得られた鹹水を逆浸透膜に供給して淡水を製造することは記載されていない。
本開示は、上記課題に鑑みて為されたものであり、薬剤コストを抑制しながら淡水を製造可能な水処理システム及び水処理方法を提供することを目的とする。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る水処理システムは、
海水と燃焼排ガスとの接触により前記燃焼排ガスに含まれる硫黄酸化物を前記海水に吸収させるための脱硫装置を備える脱硫設備と、
前記脱硫設備からの排水と海水との混合水である鹹水から淡水を製造するための少なくとも１つの逆浸透膜を備える淡水化設備と、
前記脱硫設備と前記淡水化設備とを接続する水供給系統を流れる水のｐＨを測定するための少なくとも１つのｐＨ計測装置と、
前記少なくとも１つのｐＨ計測装置により測定されたｐＨに基づいて、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定するための混合割合決定部を備える制御装置と、
を備える。
上記（１）の構成によれば、混合割合決定部により、逆浸透膜に供給される大量の鹹水（脱硫排水と海水との混合水）について、逆浸透膜に適したｐＨに調整するための薬剤を大量に用いることなく、逆浸透膜に適したｐＨにすることができる。これにより、逆浸透膜の劣化抑制のための薬剤コストを抑制しながら、淡水を製造できる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記少なくとも１つのｐＨ計測装置は、前記排水と海水との混合水である前記鹹水であって前記少なくとも１つの逆浸透膜に供給される前記鹹水のｐＨを測定するための第１ｐＨ計測装置を含み、
前記混合割合決定部は、前記第１ｐＨ計測装置により測定されるｐＨに基づき、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される。
上記（２）の構成によれば、第１ｐＨ計測装置によって鹹水のｐＨを測定できるため、第１ｐＨ計測装置により鹹水のｐＨを測定しながら、鹹水のｐＨを設定範囲にするための混合割合を決定できる。これにより、鹹水のｐＨを逆浸透膜の劣化抑制のためのｐＨにすることができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
前記少なくとも１つのｐＨ計測装置は、前記脱硫設備からの排水であって前記硫黄酸化物吸収後の排水のｐＨを測定するための第２ｐＨ計測装置を含み、
前記混合割合決定部は、前記第２ｐＨ計測装置により測定されるｐＨに基づき、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される。
上記（３）の構成によれば、海水のｐＨの変動幅は小さいため、第２ｐＨ計測装置により測定される排水のｐＨと、ある程度一定の値となる海水のｐＨとから、鹹水のｐＨを設定範囲にするための混合割合を決定できる。これにより、鹹水のｐＨを逆浸透膜の劣化抑制のためのｐＨにすることができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）の何れか１の構成において、前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが４以上の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される。
上記（４）の構成によれば、鹹水のｐＨを上記範囲にすることで、鹹水中での亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）の生成量を減少させるとともに亜硫酸水素イオン（ＨＳＯ３ −）及び亜硫酸イオン（ＳＯ３ ２−）の生成量を増加できる。逆浸透膜では、亜硫酸は透過し易い一方で亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンは透過しにくいため、亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの生成量を増加できることで、燃焼排ガス中の硫黄酸化物に由来する硫黄分を亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオン（ＳＯ３ ２−）の形態で除去し易くできる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）の何れか１の構成において、
前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが７．８以下の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される。
上記（５）の構成によれば、鹹水のｐＨを上記範囲にすることで、逆浸透膜への難溶性塩の析出を抑制して、スケーリングを抑制できる。これにより、逆浸透膜の劣化を抑制できる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（５）の何れか１の構成において、
前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが４以上７．８以下の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される。
上記（６）の構成によれば、鹹水のｐＨを上記範囲にすることで、燃焼排ガス中の硫黄酸化物に由来する硫黄分を亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの形態で除去し易くできるとともに、逆浸透膜の劣化を十分に抑制できる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（６）の何れか１の構成において、
前記水処理システムは、海水と、前記脱硫装置からの排水との混合により前記混合水である前記鹹水を得るための混合槽を備える。
上記（７）の構成によれば、混合槽において海水と排水とを十分に混合できる。これにより、混合水である鹹水においてｐＨが局所的に変動することが抑制され、ｐＨ測定を安定して行うことができる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（７）の何れか１の構成において、
前記少なくとも１つの逆浸透膜は、前記鹹水の脱塩を行うための第１逆浸透膜と、前記第１逆浸透膜の後段に設置され、前記第１逆浸透膜において生成した透過水中のホウ素を除去するための第２逆浸透膜を含み、
前記脱硫設備は、前記脱硫装置における前記硫黄酸化物吸収後の排水の曝気を行うための曝気槽を備え、
前記第１逆浸透膜に供給される前記鹹水は、前記曝気後の排水を含む。
上記（８）の構成によれば、曝気槽により二酸化炭素を放出でき、排水のｐＨを中性に近づけることができ、かつ、二酸化炭素による緩衝効果も低減できる。ここで、第２逆浸透膜では、除去対象であるホウ素として、アルカリ性で安定に存在するホウ酸イオンが除去される。このため、曝気後の排水、即ち中性に近いｐＨで、かつ、二酸化炭素濃度が低い排水を用いることで、鹹水のｐＨをアルカリ側にするために使用されるｐＨ調整剤の使用量を削減でき、ｐＨ調整剤の使用コストを削減できる。
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（８）の何れか１の構成において、
前記少なくとも１つの逆浸透膜は三酢酸セルロースにより構成され、
前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが４以上６．５以下の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される。
上記（９）の構成によれば、鹹水のｐＨを上記範囲にすることで、燃焼排ガス中の硫黄酸化物に由来する硫黄分を亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの形態で除去し易くできるとともに、三酢酸セルロースの加水分解を抑制でき、逆浸透膜の劣化を抑制できる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（９）の何れか１の構成において、
前記水処理システムは、前記鹹水の酸化性の度合いを示す指標値を測定するための酸化性指標値測定装置を備える。
上記（１０）の構成によれば、例えば亜硫酸、溶存酸素等の酸化剤に起因する酸化性指標値を測定できる。これにより、逆浸透膜の酸化劣化をできるだけ進行させないような酸化性指標値を示す鹹水を逆浸透膜に供給でき、逆浸透膜の酸化劣化を抑制できる。
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記酸化性指標値測定装置は、酸化還元電位測定計、又は、残留塩素濃度測定計のうちの少なくとも一方を含む。
上記（１１）の構成によれば、酸化性指標値を簡便な装置により測定できる。
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１０）又は（１１）の構成において、
前記酸化性指標値測定装置は、前記少なくとも１つの逆浸透膜において生成した濃縮水の酸化性の度合いを示す指標値を測定するように構成される。
上記（１２）の構成によれば、濃縮水では酸化剤（亜硫酸イオン等）が濃縮されるため、検出感度を高めることができる。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１２）の何れか１の構成において、
前記水処理システムは、ラジカル反応を抑制するためのラジカル反応抑制剤を、前記少なくとも１つの逆浸透膜よりも上流側を流れる水に供給するためのラジカル反応抑制剤供給装置を備える。
上記（１３）の構成によれば、ラジカル反応抑制剤によって鹹水中の亜硫酸のラジカル反応が抑制され、当該ラジカル反応に起因する亜硫酸の大量生成を抑制できる。これにより、亜硫酸の酸化力に起因する逆浸透膜の酸化劣化を抑制できる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１３）の何れか１の構成において、
前記水処理システムは、前記鹹水のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を、前記少なくとも１つの逆浸透膜よりも上流側を流れる水に供給するためのｐＨ調整剤供給装置を備える。
上記（１４）の構成によれば、海水のみでは逆浸透膜に供給される鹹水のｐＨを所望の範囲に制御できない場合であっても、ｐＨ調整剤によって鹹水のｐＨを所望の範囲に制御し易くできる。
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１４）の何れか１の構成において、
前記脱硫設備は、前記脱硫装置における前記硫黄酸化物吸収後の排水の曝気を行うための曝気槽を備え、
前記水処理システムは、前記少なくとも１つの逆浸透膜において生成した濃縮水を前記曝気槽に供給するための濃縮水供給系統を備える。
上記（１５）の構成によれば、逆浸透膜で生成する濃縮水が、亜硫酸等を大量に含むとき、そのままでは放流できないため、濃縮水を曝気槽に戻し、濃縮水に含まれる亜硫酸を酸化して亜硫酸濃度を下げることで、放流される水のＣＯＤを低下できる。
（１６）本発明の少なくとも一実施形態に係る水処理方法は、
脱硫設備において行われ、海水と燃焼排ガスとの接触により前記燃焼排ガスに含まれる硫黄酸化物を前記海水に吸収させる脱硫ステップと、
淡水化設備において行われ、前記脱硫設備からの排水と海水との混合水である鹹水から淡水を製造するための少なくとも１つの逆浸透膜を用いて行われる淡水化ステップと、
前記脱硫設備と前記淡水化設備とを接続する水供給系統を流れる水のｐＨを測定するｐＨ測定ステップと、
前記ｐＨ測定ステップにおいて測定されたｐＨに基づいて、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定する混合割合決定ステップと、
を備える。
上記（１６）の方法によれば、混合割合決定ステップにより、逆浸透膜に供給される大量の鹹水（脱硫排水と海水との混合水）について、逆浸透膜に適したｐＨに調整するための薬剤を大量に用いることなく、逆浸透膜に適したｐＨにすることができる。これにより、逆浸透膜の劣化抑制のための薬剤コストを抑制しながら、淡水を製造できる。
本開示によれば、薬剤コストを抑制しながら淡水を製造可能な水処理システム及び水処理方法を提供できる。
本発明の第１実施形態に係る水処理システムの系統図である。 制御装置のブロック図である。 鹹水のｐＨと鹹水中の亜硫酸根の成分割合との相関を示すグラフである。 本発明の第１実施形態に係る水処理方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る水処理システムの系統図である。 本発明の第３実施形態に係る水処理システムの系統図である。 本発明の第４実施形態に係る水処理システムの系統図である。 本発明の第５実施形態に係る水処理システムの系統図である。 本発明の第６実施形態に係る水処理システムの系統図である。 本発明の第７実施形態に係る水処理システムの系統図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、以下に実施形態として記載されている内容又は図面に記載されている内容は、あくまでも例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変更して実施することができる。また、各実施形態は、２つ以上を任意に組み合わせて実施することができる。さらに、各実施形態において、共通する部材については同じ符号を付すものとし、説明の簡略化のために重複する説明は省略する。また、第２実施形態以降では、説明の重複を避けるため、第１実施形態とは異なる点を中心に説明するものとする。
また、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図１は、本発明の第１実施形態に係る水処理システム１００の系統図である。水処理システム１００は、海水を用いて燃焼排ガスの脱硫を行うとともに、当該脱硫により生じた排水（脱硫排水）を用いて淡水を製造するためのものである。淡水の製造は、ｐＨが通常７以下（即ち酸性）の脱硫排水と、海水（ｐＨが例えば７．５〜９程度）との混合により得られた鹹水を用いて行われる。
水処理システム１００は、脱硫設備１０と、混合槽２と、淡水化設備２０と、少なくとも１つのｐＨ計測装置としての第１ｐＨ計測装置４１と、制御装置３０とを備える。
脱硫設備１０は、海水と燃焼排ガスとの接触により燃焼排ガスに含まれる硫黄酸化物（二酸化硫黄等）を海水に吸収させるための脱硫装置１１を備える。脱硫装置１１に供給される海水は、取水槽１において例えば海洋から取水された海水であって、第１海水供給系統５１を通じて供給されたものである。脱硫装置１１は、例えば、燃焼排ガスが導入される筐体（図示しない）と、筐体内に設置されたスプレイノズル（図示しない）と、充填物（グリッド。図示しない）とを備える。そして、筐体の内部において、スプレイノズルから海水が充填物に向けて散布され、この海水は充填物内を導通する。また、筐体内に導入された燃焼排ガスは充填物の内部に導通される。海水と燃焼排ガスとは、充填物の内部で気液接触し、燃焼排ガス中の硫黄酸化物が海水に吸収される。硫黄酸化物が除去された後の燃焼排ガスは、浄化ガスとして排出される。
なお、燃焼排ガスに含まれていた硫黄酸化物は、詳細は図３を参照しながら後記するが、排水中で亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）、亜硫酸イオン（ＳＯ３ ２−）、亜硫酸水素イオン（ＨＳＯ３ −）等として存在する。以下、これらを纏めて「亜硫酸根」と記載することがある。
脱硫設備１０は、脱硫装置１１における硫黄酸化物吸収後の排水（即ち、亜硫酸根を含む脱硫排水）の曝気を行うための曝気槽１２と、曝気後の排水を海洋等に放流するための放流槽１３を備える。そして、上記の脱硫装置１１において硫黄酸化物を吸収した排水は、曝気槽１２に供給される。曝気槽１２は、例えば空気を散気するための散気管（図示しない）を備える。曝気槽１２では、散気管を通じた排水中への空気の散気（バブリング）により、排水中の二酸化炭素が気相に放出される。これにより、排水のｐＨを大きくできる。曝気後の排水は、放流槽１３を経由して、海洋等に放流される。
水処理システム１００では、脱硫装置１１で生じた排水は、上記のように曝気槽１２に供給される。ただし、水処理システム１００は、脱硫装置１１で生じた排水の一部を混合槽２に供給するための排水供給系統５３を備える。なお、排水供給系統５３は、図１のような脱硫装置１１と曝気槽１２との間に接続されるほか、図示はしないが、脱硫装置１１、曝気槽１２又は放流槽１３に直接接続されてもよいし、曝気槽１２と放流槽１３との間に接続されてもよいし、放流槽１３の下流側に接続されてもよい。
排水供給系統５３は、排水の流量を制御するための流量制御装置４３を備える。流量制御装置４３としては、例えば、弁、ゲート（水門）、インバータ制御されるポンプ等を挙げることができる。流量制御装置４３は、図１において破線矢印で示す電気信号線により、制御装置３０に接続される。
混合槽２は、海水と、脱硫装置１１からの排水との混合により、混合水である鹹水を得るためのものである。混合槽２が備えられることで、混合槽２において海水と排水とを十分に混合できる。これにより、混合水である鹹水においてｐＨが局所的に変動することが抑制され、ｐＨ測定を安定して行うことができる。
混合槽２には、上記の取水槽１に接続された第２海水供給系統５２を通じて、海水が供給される。従って、上記の脱硫設備１０に供給される海水と、混合槽２に供給される海水とは、いずれも取水槽１から供給されるものである。これにより、取水槽１を共通化でき、設備コストを低減できる。また、混合槽２には上記のように排水供給系統５３が接続される。そして、混合槽２では、供給された海水と排水とが、混合槽２に備えられる攪拌翼（図示しない）によって十分に攪拌混合される。
混合槽２に接続される第２海水供給系統５２は、海水の流量を制御するための流量制御装置４４を備える。流量制御装置４４としては、例えば、弁、ゲート（水門）、インバータ制御されるポンプ等を挙げることができる。流量制御装置４４は、図１において破線矢印で示す電気信号線により、制御装置３０に接続される。制御装置３０の機能については、図２等を参照しながら後記する。
混合槽２には、鹹水供給系統５４（水供給系統）が接続される。鹹水供給系統５４は、鹹水から淡水を製造するための淡水化設備２０に接続される。従って、混合槽２で製造された鹹水は、鹹水供給系統５４を通じて、淡水化設備２０に供給される。
上記少なくとも１つのｐＨ計測装置は、鹹水供給系統５４（水供給系統）に設けられるとともに、排水と海水との混合水である鹹水であって第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）に供給される鹹水のｐＨを測定するための第１ｐＨ計測装置４１を含む。第１ｐＨ計測装置４１は、図１において破線矢印で示す電気信号線により、制御装置３０に接続される。そして、制御装置３０の混合割合決定部３２（図２参照）は、第１ｐＨ計測装置４１により測定されるｐＨに基づき、鹹水中の排水と海水との混合割合を決定するように構成される。この点は、図２を参照しながら後記する。
第１ｐＨ計測装置４１を含むことで、第１ｐＨ計測装置４１によって鹹水のｐＨを測定できるため、第１ｐＨ計測装置４１により鹹水のｐＨを測定しながら、鹹水のｐＨを設定範囲にするための混合割合を決定できる。制御装置３０は、決定された混合割合となるように流量制御装置４３，４４を制御する。これにより、鹹水のｐＨを逆浸透膜の劣化抑制のためのｐＨにすることができる。
淡水化設備２０は、前処理槽２１と、第１逆浸透膜２２とを備える。これらのうち、前処理槽２１は、第１逆浸透膜２２に供給される鹹水中の濁質分を除去するためのものである。即ち、鹹水供給系統５４を流れる鹹水に対して凝集剤（例えばポリ塩化アルミニウム）を添加し、鹹水中の濁質分を凝集させることで、凝集物が生成する。そして、前処理槽２１では、生成した凝集物を沈殿させて、沈殿した凝集物が除去される。
第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）は、脱硫設備１０からの排水と海水との混合水である鹹水から淡水を製造するためのものである。ただし、ここで使用される鹹水は、上記のように濁質分を除去した後のものである。濁質分を除去した後の鹹水を用いることで、第１逆浸透膜２２の閉塞を十分に抑制できる。
鹹水が第１逆浸透膜２２を透過することで得られた透過水は、淡水として使用可能である。従って、淡水化設備２０により、淡水が製造される。また、第１逆浸透膜２２を透過しなかった濃縮水は系外に排出される。
図２は、制御装置３０のブロック図である。制御装置３０は、情報取得部３１と、混合割合決定部３２と、流量制御部３３とを備える。これらのうち、情報取得部３１は、第１ｐＨ計測装置４１により、鹹水供給系統５４（水供給系統）を流れる鹹水（水）のｐＨを測定して取得するためのものである。
混合割合決定部３２は、第１ｐＨ計測装置４１（少なくとも１つのｐＨ計測装置）により測定されたｐＨに基づいて、混合槽２で得られる鹹水中の排水と海水との混合割合を決定するためのものである。具体的には、混合割合決定部３２は、第１ｐＨ計測装置４１により測定されるｐＨに基づき、鹹水中の排水と海水との混合割合を決定するように構成される。
このようにすることで、海水のｐＨの変動幅は小さいため、第１ｐＨ計測装置により測定される排水のｐＨと、ある程度一定の値となる海水のｐＨとから、鹹水のｐＨを設定範囲にするための混合割合を決定できる。これにより、鹹水のｐＨを第１逆浸透膜２２の劣化抑制のためのｐＨにすることができる。
水処理システム１００では、混合割合決定部３２は、鹹水のｐＨが４以上の設定範囲になるように、排水と海水との混合割合を決定するように構成される。鹹水のｐＨを上記範囲にすることで、鹹水中での亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）の生成量を減少させるとともに亜硫酸水素イオン（ＨＳＯ３ −）及び亜硫酸イオン（ＳＯ３ ２−）の生成量を増加できる。第１逆浸透膜２２では、亜硫酸は透過し易い一方で亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンは透過しにくいため、亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの生成量を増加できることで、燃焼排ガス中の硫黄酸化物に由来する硫黄分（亜硫酸根）を亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの形態で除去し易くできる。この点について、図３を参照しながら説明する。
図３は、鹹水のｐＨと、鹹水中の亜硫酸根の成分割合との相関を示すグラフである。このグラフは、亜硫酸根が鹹水中でどのような形態として存在しているのかを示すグラフである。横軸は鹹水のｐＨを示し、縦軸は亜硫酸根の成分割合を示す。また、破線のグラフは亜硫酸（Ｈ２ＳＯ３）の成分割合、実線のグラフは亜硫酸水素イオン（ＨＳＯ３ −）の成分割合、一点鎖線のグラフは亜硫酸イオン（ＳＯ３ ２−）の成分割合を示す。
亜硫酸の成分割合（破線で示す）は右下がりのグラフであり、鹹水のｐＨが徐々に大きくなると、亜硫酸の成分割合が低下する。また、亜硫酸水素イオンの成分割合（実線で示す）は上に凸のグラフであり、鹹水のｐＨが徐々に大きくなると、亜硫酸水素イオンの成分割合は増加する。しかし、鹹水のｐＨが４程度になると亜硫酸水素イオンの成分割合は減少に転じ、亜硫酸水素イオンの成分割合は低下する。さらに、亜硫酸イオンの成分割合（一点鎖線で示す）は右上がりのグラフであり、鹹水のｐＨが５程度以上においてｐＨが徐々に大きくなると、亜硫酸イオンの成分割合は増加する。
ここで、第１逆浸透膜２２を構成する逆浸透膜では、亜硫酸は透過し易い一方で亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンは透過しにくい。即ち、第１逆浸透膜２２に供給される鹹水において、亜硫酸根として亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンが多く含まれることで、燃焼排ガス中の硫黄酸化物に起因する硫黄分を亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの形態で鹹水中から除去できる。そこで、水処理システム１００では、鹹水のｐＨを４以上にすることで鹹水中での亜硫酸イオン及び亜硫酸イオンの成分割合を増加させて、鹹水からの亜硫酸根の除去が容易になっている。
なお、混合割合決定部３２（図２参照）は、鹹水のｐＨが７．８以下、好ましくは７．２以下の設定範囲になるように、排水と海水との混合割合を決定するように構成されることもできる。鹹水のｐＨを上記範囲にすることで、第１逆浸透膜２２への難溶性塩の析出を抑制して、スケーリングを抑制できる。これにより、第１逆浸透膜２２の劣化を抑制できる。
また、混合割合決定部３２（図２参照）は、鹹水のｐＨが４以上７．８以下の設定範囲になるように、排水と海水との混合割合を決定するように構成されることもできる。鹹水のｐＨを上記範囲にすることで、燃焼排ガス中の硫黄酸化物に由来する硫黄分を亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの形態で除去し易くできるとともに、第１逆浸透膜２２の劣化を十分に抑制できる。
ただし、上記の第１逆浸透膜２２が三酢酸セルロース（ＣＴＡ）により構成される場合には、混合割合決定部３２は、鹹水のｐＨが４以上６．５以下の設定範囲になるように、排水と海水との混合割合を決定するように構成されることが好ましい。鹹水のｐＨをこの範囲にすることで、燃焼排ガス中の硫黄酸化物に由来する硫黄分を亜硫酸水素イオン及び亜硫酸イオンの形態で除去し易くできるとともに、三酢酸セルロースの加水分解を抑制でき、第１逆浸透膜２２の劣化を抑制できる。
流量制御部３３は、上記の混合割合決定部３２により決定された混合割合になるように、流量制御装置４３，４４を制御するためのものである。なお、水処理システム１００では、淡水化設備２０に供給される鹹水流量が一定になるように制御される。
なお、制御装置３０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）等を備える。そして、制御装置３０は、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。
水処理システム１００によれば、混合割合決定部３２により、第１逆浸透膜２２に供給される大量の鹹水（脱硫排水と海水との混合水）について、第１逆浸透膜２２に適したｐＨに調整するための薬剤を大量に用いることなく、第１逆浸透膜２２に適したｐＨにすることができる。これにより、第１逆浸透膜２２の劣化抑制のための薬剤コストを抑制しながら、淡水を製造できる。
また、例えば燃料（例えば廃棄物でもよい）の燃焼により燃焼排ガスが生じる場合、燃料成分によって、燃焼排ガスの成分が変動する。さらには、燃焼排ガスが例えば火力発電プラント等から排出されたものである場合には、発電の負荷変動によっても、燃焼排ガスの成分が変動する。そして、燃焼排ガスの成分変動に起因して排水（脱硫排水）のｐＨが変動しても、第１逆浸透膜２２に供給される鹹水のｐＨに応じて海水と排水との混合割合を決定することで、鹹水のｐＨを第１逆浸透膜２２に適したｐＨに調整できる。
図４は、本発明の第１実施形態に係る水処理方法を示すフローチャートである。このフローチャートは、上記の制御装置３０によって実行される。そこで、図４の説明は、上記の図１及び図２を適宜併せて参照しながら行うものとする。
本発明の第１実施形態に係る水処理方法は、脱硫設備１０において行われる脱硫ステップＳ１と、淡水化設備２０において行われる淡水化ステップＳ２と、ｐＨ測定ステップＳ３と、混合割合決定ステップＳ４と、流量制御ステップＳ５とを備える。水処理システム１００の運転中、海水と燃焼排ガスとの接触により燃焼排ガスに含まれる硫黄酸化物を海水に吸収させる脱硫ステップＳ１と、脱硫設備１０からの排水と海水との混合水である鹹水から淡水を製造するための第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）を用いて行われる淡水化ステップＳ２とは、並行して行われる。
情報取得部３１は、脱硫設備１０と淡水化設備２０とを接続する水供給系統を流れる水のｐＨを測定して取得する（ｐＨ測定ステップＳ３）。具体的には、水処理システム１００では、情報取得部３１は、鹹水供給系統５４（水供給系統）に設けられた第１ｐＨ計測装置４１により、排水と海水との混合水である鹹水であって第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）に供給される鹹水のｐＨを測定して取得する。
次いで、混合割合決定部３２（図２参照）は、ｐＨ測定ステップＳ３において測定されたｐＨに基づいて、鹹水中の排水と海水との混合割合を決定する（混合割合決定ステップＳ４）。具体的には例えば、混合割合決定部３２は、鹹水のｐＨが４以上の設定範囲になるように、排水と海水との混合割合を決定する。例えば、海水のｐＨは排水（脱硫排水）のｐＨよりも大きいため、鹹水のｐＨが設定範囲よりも小さい場合には、海水の流量割合が大きくなるように混合割合が決定される。一方で、鹹水のｐＨが設定範囲よりも大きい場合には、海水の流量割合が小さくなるように混合割合が決定される。そして、流量制御部３３（図２参照）は、決定された混合割合になるように、且つ、淡水化設備２０に供給される鹹水流量が一定になるように、流量制御装置４３，４４の開度を制御する。これにより、設定範囲に含まれるｐＨの鹹水が淡水化設備２０に供給され、淡水が製造される。
本発明の第１実施形態に係る水処理方法によれば、混合割合決定ステップＳ４により、第１逆浸透膜２２に供給される大量の鹹水（脱硫排水と海水との混合水）について、第１逆浸透膜２２に適したｐＨに調整するための薬剤を大量に用いることなく、第１逆浸透膜２２に適したｐＨにすることができる。これにより、第１逆浸透膜２２の劣化抑制のための薬剤コストを抑制しながら、淡水を製造できる。
図５は、本発明の第２実施形態に係る水処理システム２００の系統図である。水処理システム２００においても、上記の水処理システム１００と同様に、脱硫設備１０と淡水化設備２０とを接続する水供給系統を流れる水のｐＨを測定するための少なくとも１つのｐＨ計測装置が備えられている。ただし、水処理システム２００では、上記の第１ｐＨ計測装置４１に代えて、排水供給系統５３（水供給系統）に第２ｐＨ計測装置４５が備えられる。
上記少なくとも１つのｐＨ計測装置に含まれる第２ｐＨ計測装置４５は、脱硫設備１０からの排水であって硫黄酸化物吸収後の排水のｐＨを測定するためのものである。第２ｐＨ計測装置４５は、図５において破線矢印で示す電気信号線により、制御装置３０に接続される。また、水処理システム２００は、排水供給系統５３を流れる排水の流量を測定するための流量計測装置４２を含む。流量計測装置４２は、図５において破線矢印で示す電気信号線により、制御装置３０に接続される。
水処理システム２００では、混合割合決定部３２（図２参照）は、第２ｐＨ計測装置４５により測定されるｐＨと、流量計測装置４２により測定される排水流量とに基づき、鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される。このようにすることで、海水のｐＨの変動幅は小さいため、第２ｐＨ計測装置４５により測定される排水のｐＨと、ある程度一定の値となる海水のｐＨとから、鹹水のｐＨを設定範囲にするための混合割合を決定できる。これにより、鹹水のｐＨを第１逆浸透膜２２の劣化抑制のためのｐＨにすることができる。
図６は、本発明の第３実施形態に係る水処理システム３００の系統図である。水処理システム３００での淡水化設備２０では、上記の少なくとも１つの逆浸透膜は、鹹水の脱塩を行うための第１逆浸透膜２２と、第１逆浸透膜２２の後段に設置され、第１逆浸透膜２２において生成した透過水中のホウ素を除去するための第２逆浸透膜２３を含む。従って、淡水化設備２０は、第１逆浸透膜２２及び第２逆浸透膜２３を備える。第２逆浸透膜２３は、第１逆浸透膜２２とは異なり、アルカリ性の溶液中で安定な材料（例えばポリアミド等）により構成される。
水処理システム３００では、排水供給系統５３は、脱硫設備１０のうちの曝気槽１２に接続される。従って、混合槽２では、海水と曝気槽１２からの排水とが混合され、第１逆浸透膜２２に供給される鹹水は、曝気後の排水を含む。
第１逆浸透膜２２を透過して生成した透過水には、透過水のｐＨが例えば９以上１０以下になるように、ｐＨ調整剤が添加される。従って、第２逆浸透膜２３には、例えばｐＨが９以上１０以下の水が供給される。ｐＨをアルカリ性にすることで、第２逆浸透膜２３でのホウ素除去が可能となる。特に、曝気槽１２での二酸化炭素の除去によりｐＨが中性に近い水のｐＨをアルカリ性にするため、ｐＨ調整剤の使用コストを削減できる。
水処理システム３００によれば、曝気槽１２により二酸化炭素を放出でき、排水のｐＨを中性に近づけることができ、かつ、二酸化炭素による緩衝効果も低減できる。ここで、第２逆浸透膜２３では、除去対象であるホウ素として、アルカリ性で安定に存在するホウ酸イオンが除去される。このため、曝気後の排水、即ち中性に近いｐＨで、かつ、二酸化炭素濃度が低い排水を用いることで、鹹水のｐＨをアルカリ側にするために使用されるｐＨ調整剤の使用量を削減でき、ｐＨ調整剤の使用コストを削減できる。加えて炭酸カルシムのスケール析出リスクも低減できる。
図７は、本発明の第４実施形態に係る水処理システム４００の系統図である。水処理システム４００は、鹹水供給系統５４を流れる鹹水の酸化性の度合いを示す指標値を測定するための酸化性指標値測定装置４６を備える。酸化性指標値測定装置４６を備えることで、例えば亜硫酸、溶存酸素等の酸化剤に起因する酸化性指標値を測定できる。これにより、第１逆浸透膜２２の酸化劣化をできるだけ進行させないような酸化性指標値を示す鹹水を第１逆浸透膜２２に供給でき、第１逆浸透膜２２の酸化劣化を抑制できる。
酸化性指標値測定装置４６は、いずれも図示はしないが、酸化還元電位測定計（ＯＲＰ測定計）、又は、残留塩素濃度測定計のうちの少なくとも一方を含む。このようにするこで、酸化性指標値を簡便な装置により測定できる。
酸化性指標値測定装置４６が酸化還元電位測定計を含む場合、鹹水の酸化還元電位（ＯＲＰ）は、ｐＨによっても異なるため一概にはいえないものの、銀−塩化銀電極を基準電極として、例えば４５０ｍＶ以下とすることが好ましい。ＯＲＰがこの範囲に含まれることで、ラジカル反応の起点物質であるとともに酸化剤である亜硫酸の濃度を低く抑制できる。これにより、亜硫酸を起点とするラジカル反応を抑制して、亜硫酸の爆発的な生成を抑制できる。そして、鹹水のＯＲＰが上記範囲を外れたときには、ラジカル反応抑制剤（後記する）を鹹水に供給することで、亜硫酸を起点とするラジカル反応を抑制できる。なお、例えば酸化還元剤（空気でもよい）の鹹水への添加により、鹹水のＯＲＰを制御してもよい。
また、酸化性指標値測定装置４６が残留塩素濃度測定計を含む場合、鹹水の残留塩素濃度は、例えば０．０１ｍｇ／Ｌ以下にすることが好ましい。即ち、鹹水中に、亜硫酸が含まれると、イオン状態の塩素（塩化物イオン等）が酸化されて塩素分子（気体の塩素）が生成する。そこで、残留塩素濃度の測定により鹹水中の塩素分子濃度を把握することで、亜硫酸の存在を間接的に評価できる。具体的には例えば、残留塩素濃度が低い場合には亜硫酸濃度も低いと推測でき、残留塩素濃度が高い場合には亜硫酸濃度も高いと推測できる。そして、鹹水の残留塩素濃度が上記範囲を外れたときには、ラジカル反応抑制剤（後記する）を鹹水に供給することで、亜硫酸を起点とするラジカル反応を抑制できる。
水処理システム４００は、ラジカル反応を抑制するためのラジカル反応抑制剤を、第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）よりも上流側を流れる水に供給するためのラジカル反応抑制剤供給装置４７を備える。具体的には、水処理システム４００は、鹹水供給系統５４を流れる鹹水に対してラジカル反応抑制剤を供給するためのラジカル反応抑制剤供給装置４７を備える。ラジカル反応抑制剤供給装置４７を備えることで、ラジカル反応抑制剤によって鹹水中の亜硫酸のラジカル反応が抑制され、当該ラジカル反応に起因する亜硫酸の大量生成を抑制できる。これにより、亜硫酸の酸化力に起因する第１逆浸透膜２２の酸化劣化を抑制できる。
ラジカル反応抑制剤としては、例えば、ラジカル反応の反応速度を加速させる触媒となる重金属を捕捉するキレート剤が挙げられ、具体的には例えばエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）である。また、ラジカル反応抑制剤として、ラジカル同士の重合を禁止するラジカル重合禁止剤が挙げられ、具体的には例えばヒドロキノン等の有機物である。さらには、ラジカル反応抑制剤として、ラジカルの捕捉によりラジカル反応の進行を停止させるラジカル捕捉剤が挙げられ、具体的には例えばメキノール等の有機物である。
図８は、本発明の第５実施形態に係る水処理システム５００の系統図である。水処理システム５００においても、上記の水処理システム４００と同様に、酸化性指標値測定装置４６が備えられている。ただし、水処理システム５００では、酸化性指標値測定装置４６は、第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）において生成した濃縮水の酸化性の度合いを示す指標値を測定するように構成される。
酸化性指標値測定装置４６が濃縮水の酸化性の度合いを示す指標値を測定するようにすることで、濃縮水では酸化剤（亜硫酸イオン等）が濃縮されるため、検出感度を高めることができる。
図９は、本発明の第６実施形態に係る水処理システム６００の系統図である。水処理システム６００は、鹹水のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を、第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）よりも上流側を流れる水に補助的に供給するためのｐＨ調整剤供給装置４８を備える。ｐＨ調整剤供給装置４８を備えることで、海水のみでは第１逆浸透膜２２に供給される鹹水のｐＨを所望の範囲に制御できない場合であっても、ｐＨ調整剤によって鹹水のｐＨを所望の範囲に制御し易くできる。
ｐＨ調整剤としては、硫酸、塩酸、硝酸等の酸のほか、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリが挙げられる。
図１０は、本発明の第７実施形態に係る水処理システム７００の系統図である。水処理システム７００は、第１逆浸透膜２２（少なくとも１つの逆浸透膜）において生成した濃縮水を曝気槽１２に供給するための濃縮水供給系統５５を備える。濃縮水供給系統５５により、第１逆浸透膜２２で生成した濃縮水は、曝気槽１２に供給される。
第１逆浸透膜２２に供給される鹹水における亜硫酸濃度が高い場合、濃縮水の亜硫酸濃度も高くなる。これにより、濃縮水のＣＯＤも高くなり、そのまま海洋等に放流することが難しい可能性がある。そこで、濃縮水供給系統５５を備えることで、第１逆浸透膜２２で生成する濃縮水が、亜硫酸等を大量に含むとき、そのままでは放流できないため、濃縮水を曝気槽１２に戻し、濃縮水に含まれる亜硫酸を酸化して亜硫酸濃度を下げることで、放流される水のＣＯＤを低下できる。
１ 取水槽
２ 混合槽
１０ 脱硫設備
１１ 脱硫装置
１２ 曝気槽
１３ 放流槽
２０ 淡水化設備
２１ 前処理槽
２２ 第１逆浸透膜
２３ 第２逆浸透膜
３０ 制御装置
３１ 情報取得部
３２ 混合割合決定部
３３ 流量制御部
４１ 第１ｐＨ計測装置
４５ 第２ｐＨ計測装置
４２ 流量計測装置
４３，４４ 流量制御装置
４６ 酸化性指標値測定装置
４７ ラジカル反応抑制剤供給装置
４８ 調整剤供給装置
５１ 第１海水供給系統
５２ 第２海水供給系統
５３ 排水供給系統
５４ 鹹水供給系統
５５ 濃縮水供給系統
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００ 水処理システム
Ｓ１ 脱硫ステップ
Ｓ２ 淡水化ステップ
Ｓ３ 測定ステップ
Ｓ４ 混合割合決定ステップ
Ｓ５ 流量制御ステップ

Claims (16)

  1. 海水と燃焼排ガスとの接触により前記燃焼排ガスに含まれる硫黄酸化物を前記海水に吸収させるための脱硫装置を備える脱硫設備と、
    前記脱硫設備からの排水と海水との混合水である鹹水から淡水を製造するための少なくとも１つの逆浸透膜を備える淡水化設備と、
    前記脱硫設備と前記淡水化設備とを接続する水供給系統を流れる水のｐＨを測定するための少なくとも１つのｐＨ計測装置と、
    前記少なくとも１つのｐＨ計測装置により測定されたｐＨに基づいて、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定するための混合割合決定部を備える制御装置と、
    を備える、水処理システム。
  2. 前記少なくとも１つのｐＨ計測装置は、前記排水と海水との混合水である前記鹹水であって前記少なくとも１つの逆浸透膜に供給される前記鹹水のｐＨを測定するための第１ｐＨ計測装置を含み、
    前記混合割合決定部は、前記第１ｐＨ計測装置により測定されるｐＨに基づき、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される
    請求項１に記載の水処理システム。
  3. 前記少なくとも１つのｐＨ計測装置は、前記脱硫設備からの排水であって前記硫黄酸化物吸収後の排水のｐＨを測定するための第２ｐＨ計測装置を含み、
    前記混合割合決定部は、前記第２ｐＨ計測装置により測定されるｐＨに基づき、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される
    請求項１又は２に記載の水処理システム。
  4. 前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが４以上の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される
    請求項１〜３の何れか１項に記載の水処理システム。
  5. 前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが７．８以下の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される
    請求項１〜４の何れか１項に記載の水処理システム。
  6. 前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが４以上７．８以下の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される
    請求項１〜５の何れか１項に記載の水処理システム。
  7. 前記水処理システムは、海水と、前記脱硫装置からの排水との混合により前記混合水である前記鹹水を得るための混合槽を備える
    請求項１〜６の何れか１項に記載の水処理システム。
  8. 前記少なくとも１つの逆浸透膜は、前記鹹水の脱塩を行うための第１逆浸透膜と、前記第１逆浸透膜の後段に設置され、前記第１逆浸透膜において生成した透過水中のホウ素を除去するための第２逆浸透膜を含み、
    前記脱硫設備は、前記脱硫装置における前記硫黄酸化物吸収後の排水の曝気を行うための曝気槽を備え、
    前記第１逆浸透膜に供給される前記鹹水は、前記曝気後の排水を含む
    請求項１〜７の何れか１項に記載の水処理システム。
  9. 前記少なくとも１つの逆浸透膜は三酢酸セルロースにより構成され、
    前記混合割合決定部は、前記鹹水のｐＨが４以上６．５以下の設定範囲になるように、前記排水と前記海水との混合割合を決定するように構成される
    請求項１〜８の何れか１項に記載の水処理システム。
  10. 前記水処理システムは、前記鹹水の酸化性の度合いを示す指標値を測定するための酸化性指標値測定装置を備える
    請求項１〜９の何れか１項に記載の水処理システム。
  11. 前記酸化性指標値測定装置は、酸化還元電位測定計、又は、残留塩素濃度測定計のうちの少なくとも一方を含む
    請求項１０に記載の水処理システム。
  12. 前記酸化性指標値測定装置は、前記少なくとも１つの逆浸透膜において生成した濃縮水の酸化性の度合いを示す指標値を測定するように構成される
    請求項１０又は１１に記載の水処理システム。
  13. 前記水処理システムは、ラジカル反応を抑制するためのラジカル反応抑制剤を、前記少なくとも１つの逆浸透膜よりも上流側を流れる水に供給するためのラジカル反応抑制剤供給装置を備える
    請求項１〜１２の何れか１項に記載の水処理システム。
  14. 前記水処理システムは、前記鹹水のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤を、前記少なくとも１つの逆浸透膜よりも上流側を流れる水に供給するためのｐＨ調整剤供給装置を備える
    請求項１〜１３の何れか１項に記載の水処理システム。
  15. 前記脱硫設備は、前記脱硫装置における前記硫黄酸化物吸収後の排水の曝気を行うための曝気槽を備え、
    前記水処理システムは、前記少なくとも１つの逆浸透膜において生成した濃縮水を前記曝気槽に供給するための濃縮水供給系統を備える
    請求項１〜１４の何れか１項に記載の水処理システム。
  16. 脱硫設備において行われ、海水と燃焼排ガスとの接触により前記燃焼排ガスに含まれる硫黄酸化物を前記海水に吸収させる脱硫ステップと、
    淡水化設備において行われ、前記脱硫設備からの排水と海水との混合水である鹹水から淡水を製造するための少なくとも１つの逆浸透膜を用いて行われる淡水化ステップと、
    前記脱硫設備と前記淡水化設備とを接続する水供給系統を流れる水のｐＨを測定するｐＨ測定ステップと、
    前記ｐＨ測定ステップにおいて測定されたｐＨに基づいて、前記鹹水中の前記排水と前記海水との混合割合を決定する混合割合決定ステップと、
    を備える、水処理方法。
JP2018183690A 2018-09-28 2018-09-28 水処理システム及び水処理方法 Pending JP2020049465A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018183690A JP2020049465A (ja) 2018-09-28 2018-09-28 水処理システム及び水処理方法
PCT/JP2019/036443 WO2020066762A1 (ja) 2018-09-28 2019-09-18 水処理システム及び水処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018183690A JP2020049465A (ja) 2018-09-28 2018-09-28 水処理システム及び水処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020049465A true JP2020049465A (ja) 2020-04-02

Family

ID=69950070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018183690A Pending JP2020049465A (ja) 2018-09-28 2018-09-28 水処理システム及び水処理方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020049465A (ja)
WO (1) WO2020066762A1 (ja)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4949304B1 (ja) * 1970-06-27 1974-12-26
JPS53102271A (en) * 1977-02-17 1978-09-06 Ebara Infilco Co Ltd Treating method for waste fluid from desulfurization of flue gas
JP2003236541A (ja) * 2002-02-20 2003-08-26 Kobe Steel Ltd 海水の淡水化処理法および装置
CN102387850B (zh) * 2009-04-06 2014-12-10 三菱重工业株式会社 海水脱硫氧化处理装置、脱硫海水的处理方法及应用该方法的发电系统
JP2013154329A (ja) * 2012-01-31 2013-08-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 海水排煙脱硫システムおよび発電システム
JP5838981B2 (ja) * 2013-02-20 2016-01-06 栗田工業株式会社 多段逆浸透膜装置及びその運転方法
WO2015099171A1 (ja) * 2013-12-27 2015-07-02 クボタ化水株式会社 亜硫酸ガス含有排ガスの脱硫方法および脱硫装置
JP2016215092A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 海水脱硫排水の水質改質装置及び海水排煙脱硫システム
JP2018108549A (ja) * 2016-12-28 2018-07-12 三菱重工業株式会社 排ガス処理装置及び排ガス処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020066762A1 (ja) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5637713B2 (ja) 排水の処理方法及び処理装置
EP1890141A1 (en) Measuring method for total organic carbon, measuring method for total nitrogen and measuring apparatus for the methods
JP6916191B2 (ja) 少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸水素塩を含む水性溶液の調製方法
CN103833166B (zh) 一种甲基二乙醇胺(mdea)工业废水处理方法
WO2016035487A1 (ja) 排ガス処理装置及び排ガス処理装置の排水処理方法
Gacem et al. Physical and chemical assessment of MSF distillate and SWRO product for drinking purpose
JP2015226889A (ja) アミン系有機化合物を含む液体の処理方法
WO2020066762A1 (ja) 水処理システム及び水処理方法
Yang et al. UV enhanced denitrification using chlorine from seawater electrolysis for hydrogen production
JP2019063768A (ja) 水処理方法及び水処理装置
JP6279295B2 (ja) 超純水製造システム及び超純水製造方法
JP6285773B2 (ja) 排ガス処理装置の排水処理方法
JP6911002B2 (ja) 水処理制御装置および水処理システム
US11174181B2 (en) Accelerated oxidation treatment method and accelerated oxidation treatment device
JP2011056478A (ja) 水処理方法及び水処理装置
Liu et al. An aeration membrane absorption seawater flue gas desulfurization process intensified by combining dual-phase flow and oxidation reaction
KR101701015B1 (ko) 배연탈황 시스템
JP4683977B2 (ja) 促進酸化水処理方法における過酸化水素注入制御方法および装置
JP2018122210A (ja) 電気伝導度によるｐＨ制御方法
JP5084130B2 (ja) 廃液処理方法及び廃液処理システム
JP4331048B2 (ja) オゾンによる水処理制御システム
JP2008173617A (ja) 水処理装置および水処理方法
JP6749463B2 (ja) 促進酸化処理方法及び促進酸化処理装置
JP2004243169A (ja) 複分解法による排ガス脱硫方法
SG182462A1 (en) Anaerobic treatment apparatus and anaerobic treatment method