JP5975821B2 - Desalination system - Google Patents

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Description

本発明は、淡水化システムに関する。   The present invention relates to a desalination system.

飲料水などの生活用水が不足しやすい地域において、海水を淡水化して生活用水を製造する淡水化プラントが建設されている。海水淡水化の方法としては、塩水を加熱して生じる水蒸気を冷却して淡水を製造する多段フラッシュ法と、逆浸透膜(RO膜)により加圧した塩水を淡水と高濃度塩水とに分離する逆浸透法とがある。逆浸透法は多段フラッシュ法に比べエネルギー効率に優れているため、逆浸透法を利用した逆浸透膜ろ過装置が多くの淡水化プラントで採用されている。
また、太陽電池や風力発電装置などの自然エネルギーを用いた発電装置の電力を利用して海水を淡水化する淡水化プラントが開発されている(例えば、特許文献1参照)。
In areas where there is a shortage of domestic water such as drinking water, a desalination plant has been constructed that desalinates seawater to produce domestic water. Seawater desalination methods include the multi-stage flash method in which fresh water is produced by cooling water vapor generated by heating salt water, and salt water pressurized by a reverse osmosis membrane (RO membrane) is separated into fresh water and high-concentration salt water. There is a reverse osmosis method. Since the reverse osmosis method is more energy efficient than the multistage flash method, a reverse osmosis membrane filtration device using the reverse osmosis method is adopted in many desalination plants.
In addition, a desalination plant that desalinates seawater using power from a power generation device using natural energy such as a solar cell or a wind power generation device has been developed (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−41887号公報JP 2004-41887 A

しかし、太陽電池や風力発電装置などの自然エネルギーを用いた発電装置の電力を利用して海水を淡水化する淡水化プラントでは、発電装置の発電量が変動するため、安定して淡水化を行うことができない場合がある。また、発電量の変動を蓄電池により安定化すると、蓄電池は高価であり定期的に交換する必要があるため、コストが高くなるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コストで安定して塩水を淡水化できる淡水化システムを提供する。
However, in a desalination plant that desalinates seawater using power from power generators that use natural energy such as solar cells and wind power generators, the amount of power generated by the power generator fluctuates, so the water is stably desalted. It may not be possible. Moreover, if the fluctuation | variation of electric power generation amount is stabilized by a storage battery, since a storage battery is expensive and needs to be replaced | exchanged regularly, there exists a problem that cost becomes high.
This invention is made | formed in view of such a situation, and provides the desalination system which can desalinate salt water stably at low cost.

本発明は、脱塩装置と、前記脱塩装置に加圧された塩水を供給する第1ポンプと、浸透圧発電装置と、自然エネルギーを用いた発電装置とを備え、前記脱塩装置は、供給された塩水をろ過し淡水と高濃度塩水とに分離する逆浸透膜と、前記淡水を排出する淡水用排出口と、前記高濃度塩水を排出する高濃度塩水用排出口とを有し、前記浸透圧発電装置は、半透膜と、前記半透膜により仕切られた高濃度側流路および低濃度側流路と、前記高濃度側流路または前記低濃度側流路と連通した水力発電タービンと、前記低濃度側流路に淡水または塩水を供給する水供給部と、前記高濃度側流路に前記高濃度塩水用排出口から排出された高濃度塩水を供給する高濃度塩水供給部とを有し、第1ポンプは、前記自然エネルギーを用いた発電装置から供給される電力および前記浸透圧発電装置から供給される電力のうち少なくとも一方により塩水を加圧するように設けられ、前記浸透圧発電装置は、前記自然エネルギーを用いた発電装置の発電量が低下すると発電し、電力を第1ポンプに供給するように設けられたことを特徴とする淡水化システムを提供する。   The present invention comprises a desalting apparatus, a first pump for supplying pressurized salt water to the desalting apparatus, an osmotic pressure power generating apparatus, and a power generating apparatus using natural energy, A reverse osmosis membrane for filtering the supplied salt water to separate it into fresh water and high-concentration salt water, a fresh water discharge port for discharging the fresh water, and a high-concentration salt water discharge port for discharging the high-concentration salt water, The osmotic pressure power generator includes a semi-permeable membrane, a high-concentration side channel and a low-concentration side channel partitioned by the semi-permeable membrane, and a hydraulic power communicating with the high-concentration side channel or the low-concentration side channel. A power generation turbine, a water supply unit that supplies fresh water or salt water to the low-concentration side channel, and a high-concentration salt water supply that supplies high-concentration salt water discharged from the high-concentration salt water outlet to the high-concentration side channel And the first pump is supplied from the power generation device using the natural energy. The osmotic pressure power generation device generates power when the power generation amount of the power generation device using the natural energy decreases, and is configured to pressurize the salt water with at least one of the generated power and the power supplied from the osmotic pressure power generation device. A desalination system is provided that is provided to supply power to a first pump.

本発明によれば、脱塩装置と、前記脱塩装置に加圧された塩水を供給する第1ポンプとを備え、前記脱塩装置は、供給された塩水をろ過し淡水と高濃度塩水とに分離する逆浸透膜と、前記淡水を排出する淡水用排出口と、前記高濃度塩水を排出する高濃度塩水用排出口とを有するため、塩水から淡水と高濃度塩水とを製造することができる。
本発明によれば、浸透圧発電装置を備え、前記浸透圧発電装置は、半透膜と、前記半透膜により仕切られた高濃度側流路および低濃度側流路と、前記高濃度側流路または前記低濃度側流路と連通した水力発電タービンと、前記低濃度側流路に淡水または塩水を供給する水供給部と、前記高濃度側流路に高濃度塩水を供給する高濃度塩水供給部とを有するため、低濃度側流路を流れる淡水または塩水の塩分濃度と高濃度側流路を流れる高濃度塩水の塩分濃度との差により半透膜に浸透圧を生じさせることができ、この浸透圧により低濃度側流路を流れる淡水または塩水に含まれる水を半透膜に浸透させ高濃度側流路に流入させることができる。この浸透圧により生じる水の流れを利用して水力発電タービンを回転させることにより発電することができる。
According to the present invention, the apparatus includes a desalination apparatus and a first pump that supplies pressurized salt water to the desalination apparatus, and the desalination apparatus filters fresh water and high-concentration salt water by filtering the supplied salt water. A reverse osmosis membrane that separates the fresh water, a fresh water discharge port that discharges the fresh water, and a high concentration salt water discharge port that discharges the high-concentration salt water. it can.
According to the present invention, an osmotic pressure power generation device is provided, the osmotic pressure power generation device including a semipermeable membrane, a high concentration side channel and a low concentration side channel partitioned by the semipermeable membrane, and the high concentration side. A hydroelectric turbine connected to the flow path or the low-concentration side flow path, a water supply unit that supplies fresh water or salt water to the low-concentration side flow path, and a high concentration that supplies high-concentration salt water to the high-concentration side flow path Since it has a salt water supply section, osmotic pressure can be generated in the semipermeable membrane due to the difference between the salt concentration of fresh water or salt water flowing through the low concentration side flow path and the salt concentration of high concentration salt water flowing through the high concentration side flow path. The osmotic pressure allows the water contained in the fresh water or salt water flowing through the low concentration side channel to permeate the semipermeable membrane and flow into the high concentration side channel. Electricity can be generated by rotating the hydroelectric turbine using the flow of water generated by the osmotic pressure.

本発明によれば、高濃度塩水供給部は、脱塩装置の高濃度塩水用排出口から排出された高濃度塩水を浸透圧発電装置の高濃度側流路に供給するため、浸透圧発電装置は、脱塩装置により製造された高濃度塩水をエネルギー源として発電することができる。
本発明によれば、自然エネルギーを用いた発電装置を備え、第1ポンプは、前記自然エネルギーを用いた発電装置から供給される電力および前記浸透圧発電装置から供給される電力のうち少なくとも一方により塩水を加圧するように設けられるため、脱塩装置により淡水を製造するために必要な第1ポンプが消費する電力を、自然エネルギーを用いた発電装置と浸透圧発電装置とにより供給することができる。
本発明によれば、前記浸透圧発電装置は、前記自然エネルギーを用いた発電装置の発電量が低下すると発電し、電力を第1ポンプに供給するように設けられるため、自然エネルギーを用いた発電装置の発電量が変動し、発電量が低下した場合でも、脱塩装置が製造していた高濃度塩水をエネルギー源として浸透圧発電装置により発電し、発電した電力を利用して脱塩装置により淡水を製造することができる。このことにより、自然エネルギーを用いた発電装置の発電量が低下した場合でも、安定して淡水を製造することができる。
また、蓄電池により自然エネルギーを用いた発電装置の発電量の変動を安定化し、安定して淡水を製造する場合に比べ、本発明では、低コストで安定して淡水を製造することができ、また、感電、漏電、火災などの危険性が低く安全性を高くすることができる。
According to the present invention, the high-concentration salt water supply unit supplies the high-concentration salt water discharged from the high-concentration salt water discharge port of the desalination device to the high-concentration side flow path of the osmotic pressure power generation device. Can generate electric power using high-concentration salt water produced by a desalinator as an energy source.
According to the present invention, the power generation device using natural energy is provided, and the first pump is based on at least one of power supplied from the power generation device using natural energy and power supplied from the osmotic pressure power generation device. Since it is provided so as to pressurize the salt water, the power consumed by the first pump necessary for producing fresh water by the desalination device can be supplied by the power generation device using natural energy and the osmotic pressure power generation device. .
According to the present invention, the osmotic pressure power generation device is configured to generate power when the power generation amount of the power generation device using the natural energy decreases and supply power to the first pump. Even when the power generation amount of the device fluctuates and the power generation amount decreases, the osmotic pressure power generation device uses the high-concentration salt water produced by the desalination device as an energy source, and the generated power is used by the desalination device. Fresh water can be produced. Thereby, even when the power generation amount of the power generation device using natural energy is reduced, fresh water can be stably produced.
Moreover, compared with the case where the fluctuation | variation of the electric power generation amount of the electric power generating apparatus using natural energy is stabilized by a storage battery, and fresh water is manufactured stably, in this invention, fresh water can be manufactured stably at low cost. The risk of electric shock, electric leakage, fire, etc. is low and safety can be increased.

本発明の一実施形態の淡水化システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the desalination system of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の淡水化システムに含まれる海水取水装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the seawater intake device contained in the desalination system of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の淡水化システムに含まれる海水取水装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the seawater intake device contained in the desalination system of one Embodiment of this invention.

本発明の淡水化システムは、脱塩装置と、前記脱塩装置に加圧された塩水を供給する第1ポンプと、浸透圧発電装置と、自然エネルギーを用いた発電装置とを備え、前記脱塩装置は、供給された塩水をろ過し淡水と高濃度塩水とに分離する逆浸透膜と、前記淡水を排出する淡水用排出口と、前記高濃度塩水を排出する高濃度塩水用排出口とを有し、前記浸透圧発電装置は、半透膜と、前記半透膜により仕切られた高濃度側流路および低濃度側流路と、前記高濃度側流路または前記低濃度側流路と連通した水力発電タービンと、前記低濃度側流路に淡水または塩水を供給する水供給部と、前記高濃度側流路に前記高濃度塩水用排出口から排出された高濃度塩水を供給する高濃度塩水供給部とを有し、第1ポンプは、前記自然エネルギーを用いた発電装置から供給される電力および前記浸透圧発電装置から供給される電力のうち少なくとも一方により塩水を加圧するように設けられ、前記浸透圧発電装置は、前記自然エネルギーを用いた発電装置の発電量が低下すると発電し、電力を第1ポンプに供給するように設けられたことを特徴とする。   The desalination system of the present invention comprises a desalination apparatus, a first pump for supplying pressurized salt water to the desalination apparatus, an osmotic pressure power generation apparatus, and a power generation apparatus using natural energy, The salt device includes a reverse osmosis membrane that filters supplied salt water to separate fresh water and high-concentration salt water, a fresh water discharge port that discharges the fresh water, and a high-concentration salt water discharge port that discharges the high-concentration salt water. The osmotic pressure power generation device includes a semipermeable membrane, a high concentration side channel and a low concentration side channel partitioned by the semipermeable membrane, and the high concentration side channel or the low concentration side channel. A hydroelectric turbine that communicates with the water supply unit, a water supply unit that supplies fresh water or salt water to the low-concentration side channel, and high-concentration salt water discharged from the high-concentration salt water outlet to the high-concentration side channel And the first pump uses the natural energy. Provided to pressurize the salt water with at least one of the electric power supplied from the electric device and the electric power supplied from the osmotic pressure power generation device, and the osmotic pressure power generation device uses the natural energy to generate power. It is characterized in that it is provided so as to generate electricity when it decreases and to supply power to the first pump.

本発明の淡水化システムにおいて、前記自然エネルギーを用いた発電装置は、太陽電池であることが好ましい。
このような構成によれば、太陽電池が発電する電力により海水を淡水化することができる。
本発明の淡水化システムにおいて、前記高濃度塩水供給部は、第1塩水槽と第2ポンプを有し、第1塩水槽は、前記高濃度塩水用排出口から排出された高濃度塩水を貯留し、第2ポンプは、前記浸透圧発電装置が発電する際に第1塩水槽に貯留した高濃度塩水を前記高濃度側流路に供給するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、第1塩水槽が浸透圧発電装置のエネルギー源となる高濃度塩水を溜めることができる。また、第2ポンプによりに高濃度側流路に高濃度塩水を供給することにより、浸透圧発電装置による発電を行うことができる。
In the desalination system of the present invention, the power generation device using natural energy is preferably a solar cell.
According to such a structure, seawater can be desalinated with the electric power generated by the solar cell.
In the desalination system of the present invention, the high-concentration salt water supply unit has a first salt water tank and a second pump, and the first salt water tank stores the high-concentration salt water discharged from the high-concentration salt water outlet. And it is preferable that the 2nd pump was provided so that the high concentration salt water stored in the 1st salt water tank might be supplied to the said high concentration side flow path, when the said osmotic pressure electric power generator generates electric power.
According to such a structure, the 1st salt water tank can store the high concentration salt water used as the energy source of an osmotic pressure power generator. Further, by supplying the high-concentration salt water to the high-concentration side channel by the second pump, power generation by the osmotic pressure power generation device can be performed.

本発明の淡水化システムにおいて、前記高濃度塩水用排出口から排出される高濃度塩水を加熱する第1加熱部をさらに備え、第1塩水槽は、第1加熱部により濃縮された高濃度塩水を貯留するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、第1塩水槽が貯留する高濃度塩水の塩分濃度を高くすることができ、高濃度側流路に供給する高濃度塩水の塩分濃度を高くすることができる。このことにより、半透膜に生じる浸透圧を高くすることができ、浸透圧発電装置の発電量を大きくすることができる。
本発明の淡水化システムにおいて、前記水供給部は、第1加熱部において発生する熱により前記低濃度側流路に供給する淡水または塩水を加温するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、低濃度側流路に供給する淡水または塩水の温度を上昇させることができ、低濃度側流路に供給する淡水または塩水と、高濃度側流路に供給する高濃度塩水との温度差を大きくすることができる。このことにより、半透膜に生じる浸透圧を大きくすることができ、浸透圧発電装置の発電量を大きくすることができる。
The desalination system of this invention WHEREIN: The 1st heating part which heats the high concentration salt water discharged | emitted from the said high concentration salt water discharge port is further provided, and a 1st salt water tank is the high concentration salt water concentrated by the 1st heating part. It is preferable that it was provided so that it may be stored.
According to such a configuration, the salt concentration of the high-concentration salt water stored in the first salt water tank can be increased, and the salt concentration of the high-concentration salt water supplied to the high-concentration side channel can be increased. As a result, the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device can be increased.
In the desalination system of this invention, it is preferable that the said water supply part is provided so that the fresh water or salt water supplied to the said low concentration side flow path may be heated with the heat | fever which generate | occur | produces in a 1st heating part.
According to such a configuration, the temperature of the fresh water or salt water supplied to the low concentration side flow path can be increased, and the fresh water or salt water supplied to the low concentration side flow path and the high water supplied to the high concentration side flow path can be increased. The temperature difference with the concentration salt water can be increased. Thereby, the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device can be increased.

本発明の淡水化システムにおいて、第1加熱部は、前記高濃度塩水用排出口から排出される高濃度塩水を加熱することにより生じる水蒸気を前記低濃度側流路に供給する淡水または塩水中に供給するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、低濃度側流路に供給する淡水または塩水の温度を上昇させることができ、浸透圧発電装置の発電量を大きくすることができる。また、低濃度側流路に供給する淡水または塩水の塩分濃度を小さくすることができ、浸透圧発電装置の発電量を大きくすることができる。
本発明の淡水化システムにおいて、第1加熱部において高濃度塩水を加熱することにより析出する塩を前記高濃度側流路に供給する塩供給部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、高濃度側流路を流れる塩水の塩分濃度を高くすることができ、浸透圧発電装置の発電量を大きくすることができる。また、高濃度側流路を流れる塩水の温度を塩の溶解熱により低下させることができ、浸透圧発電装置の発電量を大きくすることができる。
In the desalination system of the present invention, the first heating unit supplies the water vapor generated by heating the high-concentration salt water discharged from the high-concentration salt water outlet to the low-concentration side flow path into fresh water or salt water. It is preferably provided to supply.
According to such a configuration, the temperature of fresh water or salt water supplied to the low-concentration side flow path can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device can be increased. Moreover, the salinity concentration of the fresh water or salt water supplied to the low concentration side channel can be reduced, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device can be increased.
The desalination system of this invention WHEREIN: It is preferable to further provide the salt supply part which supplies the salt which precipitates by heating high concentration salt water in a 1st heating part to the said high concentration side flow path.
According to such a configuration, the salinity concentration of the salt water flowing through the high concentration side channel can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generator can be increased. In addition, the temperature of the salt water flowing through the high concentration side channel can be lowered by the heat of salt dissolution, and the amount of power generated by the osmotic pressure power generation device can be increased.

本発明の淡水化システムにおいて、塩貯蔵部をさらに備え、第1加熱部は、高濃度塩水を加熱することにより析出する塩を回収する手段を備え、前記塩貯蔵部は、前記塩を回収する手段が回収した塩を貯蔵するように設けられ、前記塩供給部は、前記塩貯蔵部に貯蔵した塩を前記高濃度側流路に供給するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、第1加熱部により生じる塩を適宜高濃度側流路内に供給することができる。
本発明の淡水化システムにおいて、前記水力発電タービンは、浸透圧により前記半透膜を浸透し前記低濃度側流路から前記高濃度側流路に流入する水と前記高濃度側流路を流れる高濃度塩水とが混合され前記高濃度側流路から排出される塩水が前記水力発電タービンを流れることにより発電するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、半透膜の浸透圧に起因した水の流れにより水力発電タービンで発電することができる。
The desalination system of the present invention further includes a salt storage unit, the first heating unit includes means for recovering a salt precipitated by heating the high-concentration salt water, and the salt storage unit recovers the salt. Preferably, the means is provided to store the recovered salt, and the salt supply unit is preferably provided to supply the salt stored in the salt storage unit to the high-concentration side flow path.
According to such a configuration, the salt generated by the first heating unit can be appropriately supplied into the high concentration side flow path.
In the desalination system of the present invention, the hydropower turbine permeates the semipermeable membrane by osmotic pressure and flows through the high-concentration side channel and water flowing from the low-concentration side channel into the high-concentration side channel. It is preferable that salt water mixed with high-concentration salt water and discharged from the high-concentration side flow path is provided to generate electricity by flowing through the hydroelectric turbine.
According to such a configuration, power can be generated by the hydroelectric power generation turbine by the flow of water caused by the osmotic pressure of the semipermeable membrane.

本発明の淡水化システムにおいて、前記浸透圧発電装置は、前記高濃度側流路と前記低濃度側流路との間の浸透圧を測定するセンサ部を有し、前記高濃度塩水供給部は、前記センサ部の測定結果に基づき前記高濃度側流路に供給する高濃度塩水の量を調節するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、浸透圧発電装置が高濃度塩水を効率よく利用して発電できるように、高濃度塩水を高濃度側流路に供給することができる。
本発明の淡水化システムにおいて、前記高濃度塩水供給部は、前記半透膜を浸透し前記低濃度側流路から前記高濃度側流路に流入する水の量の半分の量の高濃度塩水を前記高濃度側流路に供給するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、浸透圧発電装置が高濃度塩水を効率よく利用して発電できる。
In the desalination system of the present invention, the osmotic pressure power generation device includes a sensor unit that measures an osmotic pressure between the high-concentration side channel and the low-concentration side channel, and the high-concentration salt water supply unit includes Preferably, it is provided so as to adjust the amount of high-concentration salt water supplied to the high-concentration side flow path based on the measurement result of the sensor unit.
According to such a configuration, the high-concentration salt water can be supplied to the high-concentration side flow path so that the osmotic pressure power generation apparatus can efficiently generate power using the high-concentration salt water.
In the desalination system of the present invention, the high-concentration salt water supply unit is a high-concentration salt water that is half the amount of water that permeates the semipermeable membrane and flows from the low-concentration side channel into the high-concentration side channel. Is preferably provided to supply the high concentration side flow path.
According to such a configuration, the osmotic pressure power generation device can generate power using the high-concentration salt water efficiently.

本発明の淡水化システムにおいて、海水を取水する海水取水部と、前記海水取水部が取水した塩水をろ過するろ過部とをさらに備え、前記水供給部は、前記ろ過部によりろ過した塩水を前記低濃度側流路に供給するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、半透膜が目詰まりすることを抑制することができる。
本発明の淡水化システムにおいて、前記海水取水部により取水した塩水に接触可能に設けられかつ受光可能に設けられた光触媒部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によれば、光触媒部の光触媒活性により塩水に含まれる有機物などを除去することができ、塩水の水質を向上させることができる。
In the desalination system of the present invention, it further comprises a seawater intake part for taking seawater, and a filtration part for filtering the saltwater taken by the seawater intake part, wherein the water supply part supplies the saltwater filtered by the filtration part to the saltwater It is preferably provided so as to be supplied to the low concentration side flow path.
According to such a configuration, clogging of the semipermeable membrane can be suppressed.
The desalination system of this invention WHEREIN: It is preferable to further provide the photocatalyst part provided so that contact with the salt water taken in by the said seawater intake part and light reception was possible.
According to such a structure, the organic substance etc. which are contained in salt water can be removed with the photocatalytic activity of a photocatalyst part, and the quality of salt water can be improved.

本発明の淡水化システムにおいて、前記ろ過部によりろ過された塩水を貯留する第2塩水槽をさらに備え、前記水供給部は、第2塩水槽に貯留した塩水を前記低濃度側流路に供給するように設けられたことが好ましい。
このような構成によれば、低濃度側流路に安定して塩水を供給することができる。
本発明の淡水化システムにおいて、前記低濃度側流路に供給する淡水または塩水を加熱する第2加熱部をさらに有することが好ましい。
このような構成によれば、低濃度側流路に供給する淡水または塩水の温度を上昇させることができ、低濃度側流路を流れる水と高濃度側流路を流れる水との温度差を大きくすることができる。このことにより、半透膜に生じる浸透圧を大きくすることができ、浸透圧発電装置の発電量を大きくすることができる。
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
The desalination system of this invention WHEREIN: The 2nd salt water tank which stores the salt water filtered by the said filtration part is further provided, The said water supply part supplies the salt water stored in the 2nd salt water tank to the said low concentration side flow path It is preferable to be provided.
According to such a configuration, salt water can be stably supplied to the low concentration side flow path.
The desalination system of this invention WHEREIN: It is preferable to further have the 2nd heating part which heats the fresh water or salt water supplied to the said low concentration side flow path.
According to such a configuration, the temperature of fresh water or salt water supplied to the low concentration side flow path can be increased, and the temperature difference between the water flowing through the low concentration side flow path and the water flowing through the high concentration side flow path can be increased. Can be bigger. Thereby, the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device can be increased.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configurations shown in the drawings and the following description are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to those shown in the drawings and the following description.

淡水化システム
図1は、本実施形態の淡水化システム70の概略構成図である。
本実施形態の淡水化システム70は、脱塩装置25と、脱塩装置25に加圧された塩水を供給する第1ポンプ12aと、浸透圧発電装置30と、自然エネルギーを用いた発電装置29とを備え、脱塩装置25は、供給された塩水をろ過し淡水と高濃度塩水とに分離する逆浸透膜と、前記淡水を排出する淡水用排出口16と、前記高濃度塩水を排出する高濃度塩水用排出口17とを有し、浸透圧発電装置30は、半透膜32と、半透膜32により仕切られた高濃度側流路35および低濃度側流路34と、高濃度側流路35または低濃度側流路34と連通した水力発電タービン37と、低濃度側流路34に淡水または塩水を供給する水供給部23と、高濃度側流路35に高濃度塩水用排出口17から排出された高濃度塩水を供給する高濃度塩水供給部24とを有し、第1ポンプ12aは、自然エネルギーを用いた発電装置29から供給される電力および浸透圧発電装置30から供給される電力のうち少なくとも一方により塩水を加圧するように設けられ、浸透圧発電装置30は、自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が低下すると発電し、電力を第1ポンプ12aに供給するように設けられたことを特徴とする。
また、本実施形態の淡水化システム70は、海水取水装置20、加熱装置40、ろ過装置50、光触媒部48、熱交換器45などを備えることができる。
以下、本実施形態の淡水化システム70について説明する。
Desalination system Figure 1 is a schematic configuration diagram of a desalination system 70 of the present embodiment.
The desalination system 70 of the present embodiment includes a desalination apparatus 25, a first pump 12a that supplies pressurized salt water to the desalination apparatus 25, an osmotic pressure power generation apparatus 30, and a power generation apparatus 29 that uses natural energy. The desalinator 25 filters the supplied salt water and separates it into fresh water and high-concentration salt water, a fresh water discharge port 16 for discharging the fresh water, and discharges the high-concentration salt water. The osmotic pressure power generation apparatus 30 includes a semi-permeable membrane 32, a high-concentration side channel 35 and a low-concentration side channel 34 partitioned by the semi-permeable membrane 32, and a high-concentration salt water discharge port 17. Hydroelectric power generation turbine 37 communicating with the side flow path 35 or the low concentration side flow path 34, the water supply unit 23 for supplying fresh water or salt water to the low concentration side flow path 34, and the high concentration side flow path 35 for high concentration salt water High-concentration salt water supply for supplying high-concentration salt water discharged from the outlet 17 The first pump 12a is provided so as to pressurize the salt water with at least one of the power supplied from the power generator 29 using natural energy and the power supplied from the osmotic pressure power generator 30. The osmotic pressure power generation device 30 is provided to generate power when the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy decreases and supply power to the first pump 12a.
Moreover, the desalination system 70 of this embodiment can be equipped with the seawater intake device 20, the heating apparatus 40, the filtration apparatus 50, the photocatalyst part 48, the heat exchanger 45, etc.
Hereinafter, the desalination system 70 of this embodiment is demonstrated.

1.海水取水装置
本実施形態の淡水化システム70に含まれる海水取水装置は、淡水化する塩水の原料となる海水を取水できれば特に限定されないが、例えば、図2、3に示したような構造を有することができる。
図2、3は、それぞれ海水取水装置20の構成を示す概略断面図である。
本実施形態の淡水化システム70では、海水取水装置20が備える第5ポンプ12eにより、塩水を取水することができる。取水した塩水は、ろ過装置50に流入させることができる。また、取水した塩水は、光触媒装置を流通した後ろ過装置50に流入してもよい。
海水取水装置20は、海岸近くに設けられかつ井戸穴を有しかつ地中に浸透した海水が前記井戸穴の側壁又は底から流入するように設けられた井戸3と、貯水槽4と、井戸3と貯水槽4とを連通させる連通流路8と、前記井戸内の塩水または前記貯水槽内の塩水を揚水する第5ポンプ12eとを備え、井戸3は、井戸3内の塩水6の水面の水位が海水面の水位に連動するように設けられ、連通流路8は、井戸3内の塩水6の水面の水位が高くなると井戸3内の塩水6が貯水槽4に流入するように設けられ、貯水槽4は、井戸3から流入した塩水7を貯留する。
1. Seawater intake device The seawater intake device included in the desalination system 70 of the present embodiment is not particularly limited as long as it can take seawater as a raw material of saltwater to be desalinated, but has a structure as shown in FIGS. be able to.
2 and 3 are schematic cross-sectional views showing the configuration of the seawater intake device 20, respectively.
In the desalination system 70 of this embodiment, salt water can be taken in with the 5th pump 12e with which the seawater intake device 20 is provided. The taken salt water can flow into the filtration device 50. Moreover, the salt water taken in may flow into the filtration device 50 after flowing through the photocatalytic device.
The seawater intake device 20 is provided near the coast, has a well hole, and is provided with a well 3, a water tank 4, and a well where seawater that has penetrated into the ground flows from the side wall or bottom of the well hole. 3 and the water storage tank 4, and a communication channel 8 that communicates the salt water in the well or the fifth pump 12 e that pumps the salt water in the water tank. The well 3 is a water surface of the salt water 6 in the well 3. The communication channel 8 is provided so that the salt water 6 in the well 3 flows into the water tank 4 when the water level of the salt water 6 in the well 3 becomes high. The water tank 4 stores the salt water 7 flowing from the well 3.

1−1.井戸
井戸3は、海岸近くに設けられる。また、井戸3は、海水が地中から流入するように設けられる。井戸3の井戸穴は、例えば、油圧ショベルやボーリング機械などで砂浜などを掘削し、金属管やコンクリート管などの井戸管を砂浜などに埋設することにより形成することができる。
井戸3は、例えば、海水が井戸穴の底(海水流入部)の砂礫層1から井戸内に流入するように設けてもよく、井戸穴の側壁の流入孔10を設けた海水流入部から海水が井戸3に流入するように設けてもよい。流入孔10は、例えば、側壁に直径0.5mm〜2mm程度の穴を設けることにより形成してもよく、幅が0.5〜2mm程度のスリットを設けることにより形成してもよく、側壁に網状の材料や多孔質材料を用いることにより形成してもよい。
1-1. Well Well 3 is provided near the coast. The well 3 is provided so that seawater flows from the ground. The well hole of the well 3 can be formed by, for example, excavating a sand beach with a hydraulic excavator or a boring machine and burying a well pipe such as a metal pipe or a concrete pipe in the sand beach.
The well 3 may be provided, for example, so that seawater flows into the well from the gravel layer 1 at the bottom of the well hole (seawater inflow part), and the seawater from the seawater inflow part provided with the inflow hole 10 on the side wall of the well hole. May flow into the well 3. For example, the inflow hole 10 may be formed by providing a hole having a diameter of about 0.5 mm to 2 mm on the side wall, or may be formed by providing a slit having a width of about 0.5 to 2 mm. It may be formed by using a net-like material or a porous material.

井戸3の深さは、井戸の底が大潮の干潮時における海水面より深くなり、海水が井戸3に流入することができれば特に限定されないが、例えば、7m以上40m以下とすることができる。また、深い部分は内径10cm〜30cm程度の金属管などで形成し、浅い部分はコンクリートなどで多くの塩水を溜めることができるように設けてもよい。
なお、井戸3内の塩水は、井戸3内に設けた揚水管内の塩水を第5ポンプ12eにより揚水することにより取水することができる。
The depth of the well 3 is not particularly limited as long as the bottom of the well becomes deeper than the sea level at the time of low tide of the tide, and the seawater can flow into the well 3, but may be, for example, 7 m or more and 40 m or less. Further, the deep part may be formed of a metal tube having an inner diameter of about 10 cm to 30 cm, and the shallow part may be provided with concrete or the like so that a large amount of salt water can be stored.
In addition, the salt water in the well 3 can be taken in by pumping the salt water in the pumping pipe provided in the well 3 by the fifth pump 12e.

井戸3の海水流入部が砂礫層1などを介して海と繋がっていると、海から砂礫層1に浸透した海水が海水流入部から井戸3内に流入することができる。また、井戸3内の塩水は海水流入部から砂礫層1に流出することもできる。このため、井戸3に海水流入部を設けることにより、井戸内の塩水の水面の水位が、海の干満に伴う海水面の水位に連動することになる。このため、満潮時に井戸3内の塩水を揚水することにより、揚水に用いるポンプの消費エネルギーを低くすることができる。例えばセイシェルなどの干満の差(約9m)が大きい地域において、より消費エネルギーを低くすることができる。   When the seawater inflow portion of the well 3 is connected to the sea through the gravel layer 1 or the like, seawater that has penetrated into the gravel layer 1 from the sea can flow into the well 3 from the seawater inflow portion. Moreover, the salt water in the well 3 can also flow out into the gravel layer 1 from the seawater inflow portion. For this reason, by providing a seawater inflow portion in the well 3, the water level of the salt water in the well is linked to the water level of the sea water accompanying the tidal activity of the sea. For this reason, the energy consumption of the pump used for pumping can be made low by pumping the salt water in the well 3 at the time of high tide. For example, energy consumption can be further reduced in an area where the difference in tidal range (about 9 m) such as Seychelles is large.

流入孔10を有する海水流入部を、図2のように井戸3の底および側壁の広い範囲に設けてもよい。このことにより、井戸3に流入する海水の量を多くすることができ、井戸3から取水する塩水の量を多くすることができる。
また、海水流入部を図3のように大潮の干潮における海水面より低い部分に設け、大潮の干潮における海水面よりも高い部分は、非透水性を有する非透水部とすることができる。このことにより、深い砂礫層1から井戸3内に海水を流入させることができ、この海水が通過する砂礫層1の距離を長くすることができる。このことにより、井戸3に流入する海水の砂礫層1によるろ過距離を長くすることができ、井戸3内の塩水の水質を向上させることができる。
You may provide the seawater inflow part which has the inflow hole 10 in the wide range of the bottom of the well 3, and a side wall like FIG. As a result, the amount of seawater flowing into the well 3 can be increased, and the amount of salt water taken from the well 3 can be increased.
Moreover, a seawater inflow part can be provided in the part lower than the sea level in the low tide of the tide as shown in FIG. 3, and the part higher than the sea level in the low tide of the tide can be a non-permeable part having water permeability. By this, seawater can be made to flow in from the deep gravel layer 1 into the well 3, and the distance of the gravel layer 1 through which this seawater passes can be lengthened. Thereby, the filtration distance by the gravel layer 1 of the seawater flowing into the well 3 can be increased, and the quality of the salt water in the well 3 can be improved.

また、図3のように海水流入部と非透水部とを設けると、井戸3を、井戸3内の塩水の水面の上の気体が実質に密閉された気密構造とすることができる。井戸3が図3のような気密構造を有すると井戸3内の塩水6の水位を高くすることができる。また、井戸内の気圧を低くすることができ、井戸内に生じた水滴を塩水に流入させることができる。このことを以下に説明する。
上げ潮においては、井戸3の上部に設けたリークバルブ15を開き流入孔10から井戸3内に海水を流入させる。満潮となると、井戸3内の塩水6の水面の水位は、満潮時の海面の水位と実質的に同じになる。この際、リークバルブ15を閉じる。引き潮となり、海水面の水位が低くなると、海水面の水位に連動して井戸3内の塩水6の水面の水位も低下するが、塩水6の水位が低下すると、井戸3内の気圧が低下する。このため、井戸3内の気圧と大気圧との間に差が生じ、井戸3内の塩水6の水面の水位は、海水面よりも高くなる。また、井戸3内の気圧が低下すると、塩水6が気化しやすくなり井戸3内の水蒸気の量が増加する。
次に、リークバルブ15を閉めたまま上げ潮となり、井戸3内の塩水の水位が上昇すると、井戸3内の気圧は上昇し、井戸3内の水蒸気は水滴となり井戸3内の塩水に流入する。このため、井戸3内の塩水の塩分濃度は低下する。このことにより、井戸3内の塩水を取水して淡水化するコストを低減することができる。
Further, when the seawater inflow portion and the non-permeable portion are provided as shown in FIG. 3, the well 3 can have an airtight structure in which the gas above the surface of the salt water in the well 3 is substantially sealed. If the well 3 has an airtight structure as shown in FIG. 3, the water level of the salt water 6 in the well 3 can be increased. In addition, the atmospheric pressure in the well can be lowered, and water droplets generated in the well can flow into the salt water. This will be described below.
In the rising tide, the leak valve 15 provided in the upper part of the well 3 is opened and seawater is caused to flow into the well 3 from the inflow hole 10. At high tide, the water level of the salt water 6 in the well 3 is substantially the same as the sea level at high tide. At this time, the leak valve 15 is closed. When the sea level is lowered and the sea level is lowered, the water level of the salt water 6 in the well 3 is lowered in conjunction with the sea level, but when the level of the salt water 6 is lowered, the atmospheric pressure in the well 3 is lowered. . For this reason, a difference arises between the atmospheric pressure in the well 3 and the atmospheric pressure, and the water level of the salt water 6 in the well 3 becomes higher than the sea level. Moreover, when the atmospheric | air pressure in the well 3 falls, the salt water 6 will become easy to vaporize and the quantity of the water vapor | steam in the well 3 will increase.
Next, the tide rises with the leak valve 15 closed, and when the salt water level in the well 3 rises, the atmospheric pressure in the well 3 rises, and the water vapor in the well 3 becomes water droplets and flows into the salt water in the well 3. For this reason, the salt concentration of the salt water in the well 3 decreases. This can reduce the cost of taking the salt water in the well 3 and making it fresh.

なお、連通流路8を介して貯水槽4内の気体が井戸3内に流入しないように連通流路8の貯水槽4側の開口を貯水槽4内の塩水中となるように設けることができる。例えば、連通流路の流出口を貯水槽4の底部に近接して設けることができる。また、井戸3内の気圧が低下することにより、貯水槽4に溜めた塩水が井戸3内に流入することを抑制するために連通流路8は逆流防止弁22を有することができる。   It is to be noted that the opening on the side of the water storage tank 4 of the communication flow path 8 is provided to be salt water in the water storage tank 4 so that the gas in the water storage tank 4 does not flow into the well 3 through the communication flow path 8. it can. For example, the outlet of the communication channel can be provided close to the bottom of the water storage tank 4. Further, the communication flow path 8 can have a backflow prevention valve 22 in order to suppress the salt water accumulated in the water storage tank 4 from flowing into the well 3 due to a decrease in the atmospheric pressure in the well 3.

井戸3は、井戸3の底部に近接した流入口を有し、第6ポンプ12fに接続された浚渫管を有することができる。また、流入孔10などから井戸3内に侵入し、井戸3の底部3に堆積した砂や土は、浚渫管の流入口から吸揚され、井戸3から排出される。このような浚渫用設備を備えることにより、井戸3内に砂や土が溜まるのを抑制することができ、井戸3から取水できる塩水の量が減少することを抑制することができる。
また、井戸3は、傾斜した底部を有することができる。また、浚渫管の流入口は、傾斜した底部の最低部に近接して設けることができる。このことにより、井戸3の底部に堆積した砂や土を最低部に集めることができ、集めた砂や土を浚渫管により吸揚することができる。
また、井戸3に引き上げ可能に設けられた可動底を設けることもできる。このことにより、可動底を引き上げ井戸の底に堆積した砂や土を浚渫することができる。
井戸3の底に堆積した砂や土の浚渫は、例えば、満潮時に行うことができる。このことにより、浚渫に要する消費エネルギーを小さくすることができる。
The well 3 may have an inlet close to the bottom of the well 3 and a soot tube connected to the sixth pump 12f. Further, sand or soil that has entered the well 3 through the inflow hole 10 or the like and deposited on the bottom 3 of the well 3 is sucked up from the inlet of the vertical pipe and discharged from the well 3. By providing such dredging equipment, it is possible to suppress the accumulation of sand and soil in the well 3, and it is possible to suppress a decrease in the amount of salt water that can be taken from the well 3.
The well 3 can also have an inclined bottom. Moreover, the inflow port of the soot pipe can be provided close to the lowest part of the inclined bottom part. As a result, the sand and soil accumulated at the bottom of the well 3 can be collected at the lowest part, and the collected sand and soil can be sucked up by the culvert pipe.
Moreover, the movable bottom provided in the well 3 so that pulling up was possible can also be provided. As a result, the movable bottom can be raised and the sand and soil deposited on the bottom of the well can be dredged.
Sand or soil dredging deposited at the bottom of the well 3 can be performed, for example, at high tide. Thereby, the energy consumption required for the bag can be reduced.

1−2.貯水槽、連通流路
貯水槽4は、連通流路8により井戸3と連通し、井戸3から流入した塩水を貯留できるように設けられる。また、連通流路8は、井戸3内の塩水の水面の水位が高くなると井戸3内の塩水が貯水槽4に流入するように設けられる。
連通流路8の井戸3側の流入口は、満潮時の海水面の水位よりも少し低い位置に設けることができる。このことにより、満潮時に井戸3内の塩水の水位は連通流路8の井戸3側の流入口よりも高くなり、井戸3内の塩水を連通流路8に流入させることができ、連通流路8を流れた塩水を貯水槽4に流入させることができる。また、連通流路8の井戸3側の流入口をこの位置に設けることにより、干潮により井戸3内の塩水の水位が低下したときに、貯水槽4内の塩水が連通流路8を介して井戸3に流入することを防止することができ、貯水槽4が井戸3から流入した塩水を貯留することができる。
1-2. Water storage tank, communication channel The water storage tank 4 communicates with the well 3 through the communication channel 8 and is provided so as to store salt water flowing in from the well 3. Further, the communication channel 8 is provided so that the salt water in the well 3 flows into the water tank 4 when the water level of the salt water in the well 3 becomes high.
The inflow port on the well 3 side of the communication channel 8 can be provided at a position slightly lower than the water level of the sea level at high tide. As a result, the level of salt water in the well 3 at the time of high tide is higher than the inlet on the well 3 side of the communication channel 8, and salt water in the well 3 can flow into the communication channel 8. The salt water that has flowed through 8 can flow into the water storage tank 4. In addition, by providing the inlet on the well 3 side of the communication channel 8 at this position, when the salt water level in the well 3 is lowered due to low tide, the salt water in the water storage tank 4 passes through the communication channel 8. It is possible to prevent the water from flowing into the well 3, and the water tank 4 can store the salt water flowing from the well 3.

貯水槽4は、井戸3から流入した塩水を貯留できるものであれば特に限定されないが、例えば、コンクリート製であってもよく、プラスチック製であってもよく、金属製であってもよい。
また、貯水槽4は、井戸3と隔壁により分離された水槽であってもよい。また、この場合、連通流路8は、隔壁またはその上端に設けられてもよい。
なお、貯水槽4は、第5ポンプ12eに接続された揚水管を内部に有することができる。この揚水管から貯水槽4内の塩水を取水することができる。
The water storage tank 4 is not particularly limited as long as it can store salt water flowing in from the well 3, but may be made of concrete, plastic, or metal, for example.
The water tank 4 may be a water tank separated by a well 3 and a partition wall. In this case, the communication channel 8 may be provided at the partition wall or the upper end thereof.
In addition, the water storage tank 4 can have a pumping pipe connected to the fifth pump 12e. The salt water in the water storage tank 4 can be taken from this pumping pipe.

貯水槽4は、淡水が流入することができるように設けられてもよい。このことにより、貯水槽4内の塩水の塩分濃度を低下させることができ、塩水を淡水化するときのコストを低減することができる。貯水槽4に流入する淡水は、例えば、淡水化プラントによる淡水化に伴い副生成する淡水であってもよく、地下水であってもよく、河川などから取水した淡水であってもよい。
連通流路8は、管状の流路であってもよく、井戸3と貯水槽4とを分離する隔壁上に設けられ井戸3内の塩水がオーバーフローすることにより塩水が流れるような流路であってもよい。
The water tank 4 may be provided so that fresh water can flow in. Thereby, the salt concentration of the salt water in the water storage tank 4 can be reduced, and the cost for desalinating the salt water can be reduced. The fresh water flowing into the water storage tank 4 may be, for example, fresh water generated as a result of desalination by a desalination plant, groundwater, or fresh water taken from a river or the like.
The communication flow path 8 may be a tubular flow path, and is provided on a partition wall that separates the well 3 and the water storage tank 4 from which salt water flows when the salt water in the well 3 overflows. May be.

2.光触媒装置
光触媒装置は、光触媒部48を備え、太陽光を受光できるように設けられる。光触媒装置に流入した塩水は、受光することにより光触媒活性が生じた光触媒部48に接触した後、光触媒装置から流出する。塩水をこのような光触媒装置を流通させることにより、塩水に含まれる有機物を光触媒部48の光触媒活性により分解除去することができる。特に、海水中に含まれる微量の臭素から生成される可能性のある臭素酸を分解することができる。また、ろ過装置50、脱塩装置25などにおける膜の目詰まりを抑制することができ、さらに、塩水に菌などが繁殖することを抑制することができる。
光触媒部48には、酸化チタンなど公知の光触媒材料を用いることができる。
2. Photocatalyst device The photocatalyst device is provided with a photocatalyst unit 48 so as to receive sunlight. The salt water that has flowed into the photocatalyst device comes out of the photocatalyst device after coming into contact with the photocatalyst portion 48 where photocatalytic activity has occurred by receiving light. By circulating the salt water through such a photocatalyst device, the organic matter contained in the salt water can be decomposed and removed by the photocatalytic activity of the photocatalyst unit 48. In particular, bromic acid that may be generated from a small amount of bromine contained in seawater can be decomposed. In addition, clogging of the membrane in the filtration device 50, the desalting device 25, and the like can be suppressed, and further, bacteria and the like can be prevented from breeding in the salt water.
A known photocatalyst material such as titanium oxide can be used for the photocatalyst portion 48.

3.ろ過装置、塩水槽、供給流路、第1ポンプ
ろ過装置50は、MF(精密ろ過)膜またはUF(限外ろ過)膜などのろ過膜51により流入した塩水のろ過を行う。このようなろ過装置50を設けることにより、塩水に含まれる微粒子や菌体などを除去することができる。ろ過装置50は、ろ過膜51によりろ過するために加圧装置または減圧装置を備えることができる。
ろ過装置50によりろ過された塩水は、第2塩水槽55bまたは第3塩水槽55cに溜められ、その後、供給流路13により脱塩装置25などに供給される。
3. Filtration device, salt water tank, supply flow path, first pump The filtration device 50 performs filtration of salt water flowing in through a filtration membrane 51 such as an MF (microfiltration) membrane or a UF (ultrafiltration) membrane. By providing such a filtration device 50, it is possible to remove fine particles, bacterial cells, and the like contained in the salt water. The filtration device 50 can include a pressurization device or a decompression device in order to filter through the filtration membrane 51.
The salt water filtered by the filtration device 50 is stored in the second salt water tank 55b or the third salt water tank 55c, and then supplied to the desalination device 25 and the like through the supply channel 13.

塩水槽55は、塩水を貯留する。塩水槽55は、ろ過装置50によりろ過された後の塩水を溜めてもよく、脱塩装置25の高濃度塩水用排出口17から排出された高濃度塩水62を溜めてもよい。
ここでは、ろ過装置50によりろ過された後の塩水を溜める第2塩水槽55b、第3塩水槽55cおよび供給流路13について説明する。
淡水化システム70は、脱塩装置25より高い位置に設置された第3塩水槽55cを有することができる。第3塩水槽c55は、例えば、山の上、丘の上、やぐらの上、ビルの屋上や上層階などに設置することができる。
また、第3塩水槽55cは、脱塩装置25に比べ30m以上高く700mより低い位置に設置することもでき、50m以上高く700mより低い位置に設置することもでき、80m以上高く700mより低い位置に設置することもできる。
このように第3塩水槽55cと脱塩装置25とに高低差を設けることにより、第3塩水槽55c内の塩水を脱塩装置25に供給すると、脱塩装置25に供給する塩水に、第3塩水槽55cと脱塩装置25との高低差に応じた水圧をかけることができる。この水圧は、脱塩装置25による淡水化に利用することができる。つまり、第3塩水槽55cに貯留した塩水が有する位置エネルギーを脱塩装置25による淡水化に利用することができる。
The salt water tank 55 stores salt water. The salt water tank 55 may store salt water that has been filtered by the filtration device 50, or may store high concentration salt water 62 discharged from the high concentration salt water discharge port 17 of the desalination device 25.
Here, the 2nd salt water tank 55b, the 3rd salt water tank 55c, and the supply flow path 13 which store the salt water filtered by the filtration apparatus 50 are demonstrated.
The desalination system 70 can have the 3rd saltwater tank 55c installed in the position higher than the desalination apparatus 25. FIG. The third saltwater tank c55 can be installed, for example, on the top of a mountain, on a hill, on a tower, on the roof of a building, or on an upper floor.
Further, the third saltwater tank 55c can be installed at a position higher than 30m and lower than 700m compared to the desalination apparatus 25, can be installed at a position higher than 50m and lower than 700m, and is higher than 80m and lower than 700m. It can also be installed.
As described above, when the salt water in the third salt water tank 55c is supplied to the desalinator 25 by providing a difference in height between the third salt water tank 55c and the desalinator 25, The water pressure according to the height difference between the three salt water tanks 55c and the desalting apparatus 25 can be applied. This water pressure can be used for desalination by the desalting apparatus 25. That is, the potential energy of the salt water stored in the third salt water tank 55c can be used for desalination by the desalinator 25.

また、淡水化装置70は、脱塩装置25と実質的に同じ高さに設置された第2塩水槽55bを有することができる。ここで実質的に同じ高さに設置されるとは、実質的に同じフロアに脱塩装置25と第2塩水槽55bとが設置される場合などである。なお、第3塩水槽55cを設けない場合、第2塩水槽55bを設置する位置は特に限定されない。   Moreover, the desalination apparatus 70 can have the 2nd salt water tank 55b installed in the substantially same height as the desalination apparatus 25. FIG. Here, “installed at substantially the same height” refers to a case where the desalinator 25 and the second salt water tank 55b are installed on substantially the same floor. In addition, when not providing the 3rd saltwater tank 55c, the position which installs the 2nd saltwater tank 55b is not specifically limited.

ろ過装置50によりろ過された塩水は、第4ポンプ12dによりろ過装置50から第3塩水槽55cに揚水されてもよい。また、ろ過装置50によりろ過された塩水は、第2塩水槽55bに貯留され、第2塩水槽55b内の塩水を第4ポンプ12dにより第3塩水槽55cに揚水してもよい。第4ポンプ12dにより塩水を揚水することにより、第3塩水槽55cに塩水を溜めることができる。
第4ポンプ12dの駆動に用いられる電力は、後述する自然エネルギーを用いた発電装置29から供給されてもよい。このことにより、自然エネルギーを用いた発電装置29の電気エネルギーを第3塩水槽55cに貯留した塩水の位置エネルギーとして蓄えることができる。
The salt water filtered by the filtering device 50 may be pumped from the filtering device 50 to the third salt water tank 55c by the fourth pump 12d. Moreover, the salt water filtered by the filtration apparatus 50 may be stored in the 2nd salt water tank 55b, and the salt water in the 2nd salt water tank 55b may be pumped to the 3rd salt water tank 55c by the 4th pump 12d. By salt water being pumped by the fourth pump 12d, salt water can be stored in the third salt water tank 55c.
The electric power used for driving the fourth pump 12d may be supplied from a power generation device 29 using natural energy described later. Thereby, the electrical energy of the power generator 29 using natural energy can be stored as the potential energy of the salt water stored in the third salt water tank 55c.

第3塩水槽55c内の塩水は、供給流路13を流れ、脱塩装置25に供給される。
また、第3塩水槽55c内の塩水は、供給流路13を流れた後第1ポンプ12aにより加圧し、脱塩装置25に供給されてもよい。
第1ポンプ12aとしては、タービンポンプやプランジャーポンプなどの高圧ポンプを用いることができる。
例えば、第3塩水槽55cが脱塩装置25に比べ600m以上高い位置に設置されている場合、第3塩水槽55c内の塩水を供給流路13を介して脱塩装置25に直接供給することができる。この場合、第3塩水槽55cと脱塩装置25との高低差に応じた水圧が60気圧以上であるため、60気圧以上の水圧を有する塩水を脱塩装置25に供給することができ、脱塩装置25において供給された塩水を逆浸透膜によりろ過することができる。従って、第1ポンプ12aを駆動させずに脱塩装置25により淡水を製造することができる。
The salt water in the third salt water tank 55 c flows through the supply flow path 13 and is supplied to the desalting apparatus 25.
Further, the salt water in the third salt water tank 55c may be pressurized by the first pump 12a after flowing through the supply flow path 13 and supplied to the desalinator 25.
As the first pump 12a, a high-pressure pump such as a turbine pump or a plunger pump can be used.
For example, when the 3rd saltwater tank 55c is installed in the position 600 m or more higher than the desalination apparatus 25, the salt water in the 3rd saltwater tank 55c is directly supplied to the desalination apparatus 25 via the supply flow path 13. Can do. In this case, since the water pressure corresponding to the height difference between the third saltwater tank 55c and the desalinator 25 is 60 atmospheres or more, salt water having a water pressure of 60 atmospheres or more can be supplied to the desalinator 25. The salt water supplied in the salt device 25 can be filtered through a reverse osmosis membrane. Therefore, fresh water can be produced by the desalinator 25 without driving the first pump 12a.

また、例えば、第3塩水槽55cが脱塩装置25に比べ約50m高い位置に設置されている場合、第3塩水槽55c内の塩水を供給流路13及び第1ポンプ12aを介して脱塩装置25に供給することができる。この場合、第3塩水槽55cと脱塩装置25との高低差に応じた水圧が約5気圧であるため、第1ポンプ12aにより約55気圧の加圧を行い、約60気圧の水圧を有する塩水を脱塩装置25に供給することができる。このことにより、脱塩装置25において供給された塩水を逆浸透膜によりろ過することができ、脱塩装置25により淡水を製造することができる。
このように第3塩水槽55cと脱塩装置25との高低差に応じた水圧、つまり、第3塩水槽55cに貯留した塩水の位置エネルギーを利用することにより、第1ポンプ12aの消費電力を少なくすることができる。
For example, when the 3rd saltwater tank 55c is installed in the position about 50m higher than the desalination apparatus 25, the saltwater in the 3rd saltwater tank 55c is desalted via the supply flow path 13 and the 1st pump 12a. The device 25 can be supplied. In this case, since the water pressure corresponding to the height difference between the third salt water tank 55c and the desalinator 25 is about 5 atm, the first pump 12a pressurizes about 55 atm and has a water pressure of about 60 atm. Brine can be supplied to the desalinator 25. Thereby, the salt water supplied in the desalting apparatus 25 can be filtered by the reverse osmosis membrane, and fresh water can be produced by the desalting apparatus 25.
Thus, by using the water pressure according to the height difference between the third saltwater tank 55c and the desalinator 25, that is, the potential energy of the saltwater stored in the third saltwater tank 55c, the power consumption of the first pump 12a is reduced. Can be reduced.

供給流路13は、第3塩水槽55c内の塩水を脱塩装置25に供給する流路と、第2塩水槽55b内の塩水を脱塩装置25に供給する流路とを切り替えることができるように設けることができる。流路の切り替えは、バルブ15により切り替えることができる。また、バルブ15の開閉は、コンピューターなどにより制御することもできる。
また、供給流路13には、第1ポンプ12aが接続されてもよい。
The supply flow path 13 can switch between a flow path for supplying the salt water in the third salt water tank 55c to the desalination apparatus 25 and a flow path for supplying the salt water in the second salt water tank 55b to the desalination apparatus 25. Can be provided. The flow path can be switched by the valve 15. The opening and closing of the valve 15 can be controlled by a computer or the like.
The supply pump 13 may be connected to the first pump 12a.

供給流路13により、第2塩水槽55b内の塩水を脱塩装置25に供給する場合、第1ポンプ12aにより加圧を行った約60気圧の塩水を脱塩装置25に供給する。このことにより、脱塩装置25において供給された塩水を逆浸透膜によりろ過することができ、脱塩装置25により淡水を製造することができる。
この場合、第3塩水槽55c内の塩水を脱塩装置25に供給する場合に比べ第1ポンプ12aが消費する電力が大きくなる。
When supplying the salt water in the 2nd salt water tank 55b to the desalination apparatus 25 with the supply flow path 13, the salt water of about 60 atmospheres pressurized by the 1st pump 12a is supplied to the desalination apparatus 25. FIG. Thereby, the salt water supplied in the desalting apparatus 25 can be filtered by the reverse osmosis membrane, and fresh water can be produced by the desalting apparatus 25.
In this case, the electric power consumed by the first pump 12a is larger than when the salt water in the third salt water tank 55c is supplied to the desalting apparatus 25.

第1ポンプ12aは、後述する自然エネルギーを用いた発電装置29により駆動されてもよい。
自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が大きい場合、供給流路13は、第2塩水槽55b内の塩水を第1ポンプ12aにより加圧し脱塩装置25に供給する流路に切り替わる。この場合、第1ポンプ12aが利用できる電力が十分にあるため、脱塩装置25により第2塩水槽55b内の塩水から淡水を製造する。
発電装置29にさらに余剰電力がある場合、発電装置29は、第4ポンプ12dに電力を供給し、第4ポンプ12dによりろ過装置50によりろ過された塩水を第3塩水槽55cに揚水する。このことにより、第3塩水槽55cに貯留される塩水の量を多くすることができ、第3塩水槽55cから脱塩装置25に供給することができる塩水の量を多くすることができる。
The first pump 12a may be driven by a power generation device 29 using natural energy described later.
When the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy is large, the supply flow path 13 is switched to a flow path that pressurizes salt water in the second salt water tank 55b by the first pump 12a and supplies the salt water to the desalination apparatus 25. In this case, since there is sufficient electric power that can be used by the first pump 12a, the desalinator 25 produces fresh water from the salt water in the second salt water tank 55b.
When there is surplus power in the power generation device 29, the power generation device 29 supplies power to the fourth pump 12d, and pumps the salt water filtered by the filtration device 50 by the fourth pump 12d to the third salt water tank 55c. Thereby, the amount of salt water stored in the third salt water tank 55c can be increased, and the amount of salt water that can be supplied from the third salt water tank 55c to the demineralizer 25 can be increased.

自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が小さい場合、供給流路13は、第3塩水槽55c内の塩水を脱塩装置25に供給する流路に切り替わる。このことにより、より小さい消費電力で第1ポンプ12aを駆動させ脱塩装置25により塩水から淡水を製造することができる。また、第3塩水槽55cが十分に高い場所に設置されている場合、第1ポンプ12aを駆動させずに脱塩装置25により塩水から淡水を製造することができる。   When the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy is small, the supply flow path 13 is switched to a flow path for supplying the salt water in the third salt water tank 55c to the desalination apparatus 25. Accordingly, the first pump 12a can be driven with less power consumption, and fresh water can be produced from the salt water by the desalinator 25. Moreover, when the 3rd saltwater tank 55c is installed in the place where it is high enough, fresh water can be manufactured from saltwater by the desalination apparatus 25, without driving the 1st pump 12a.

第1ポンプ12aは、自然エネルギーを用いた発電装置29から供給される電力および浸透圧発電装置30から供給される電力のうち少なくとも一方により塩水を加圧するように設けられる。このため、脱塩装置25により淡水を製造するために必要な第1ポンプ12aが消費する電力を、自然エネルギーを用いた発電装置29と浸透圧発電装置30とにより供給することができる。   The first pump 12 a is provided so as to pressurize the salt water with at least one of the power supplied from the power generator 29 using natural energy and the power supplied from the osmotic pressure power generator 30. For this reason, the electric power consumed by the first pump 12a necessary for producing fresh water by the desalination apparatus 25 can be supplied by the power generation apparatus 29 and the osmotic pressure power generation apparatus 30 using natural energy.

4.脱塩装置
脱塩装置25は、供給された塩水をろ過し淡水と高濃度塩水とを分離する逆浸透膜(RO膜)と、分離された淡水を排出する淡水用排出口16と、分離された高濃度塩水を排出する高濃度塩水用排出口17とを有する。また、脱塩装置25は、逆浸透膜により仕切られた塩水流路および淡水流路を備えることができる。逆浸透膜は、直径が約2ナノメートル以下の孔が多数設けられており、水分子はこの孔を通過することができるが、水和したナトリウムイオンや塩素イオンはこの孔を通過することができない。脱塩装置25はこの逆浸透膜の性質を利用して淡水と高濃度塩水とを製造する。
4). Desalination Device The desalination device 25 is separated from a reverse osmosis membrane (RO membrane) that filters supplied salt water to separate fresh water and high-concentration salt water, and a fresh water discharge port 16 that discharges the separated fresh water. And a high-concentration salt water discharge port 17 for discharging the high-concentration salt water. In addition, the desalinator 25 can include a salt water channel and a fresh water channel partitioned by a reverse osmosis membrane. The reverse osmosis membrane has many pores with a diameter of about 2 nanometers or less, and water molecules can pass through the pores, but hydrated sodium ions and chloride ions can pass through the pores. Can not. The desalinator 25 produces fresh water and high-concentration salt water using the properties of this reverse osmosis membrane.

脱塩装置25には、第1ポンプ12aなどによる加圧により約60気圧の水圧を有する塩水が供給され、脱塩装置25に供給された塩水は、塩水流路を流れる。塩水流路を流れる塩水に含まれる水分子は、塩水流路を流れる塩水と、淡水流路との圧力差により逆浸透膜の孔を通過し、淡水流路において淡水となる。また、塩水流路を流れる塩水に含まれるナトリウムイオンや塩素イオンは、逆浸透膜の孔を通過することができないため、塩水流路を流れていく。このため、塩水流路の出口である高濃度塩水用排出口17からは高濃度塩水が排出され、淡水流路の出口である淡水用排出口16からは淡水が排出される。
脱塩装置25から排出された淡水は、淡水タンク57に貯留され、生活用水などとして利用される。
脱塩装置25から排出された高濃度塩水は、高濃度塩水供給部24に含まれる第1塩水槽55aに貯留される。また、高濃度塩水は、第1加熱部40aを流通した後、第1塩水槽55aに貯留されてもよい。
The desalinator 25 is supplied with salt water having a water pressure of about 60 atm by pressurization by the first pump 12a or the like, and the salt water supplied to the desalinator 25 flows through the salt water flow path. Water molecules contained in the salt water flowing through the salt water channel pass through the holes of the reverse osmosis membrane due to a pressure difference between the salt water flowing through the salt water channel and the fresh water channel, and become fresh water in the fresh water channel. Further, since sodium ions and chlorine ions contained in the salt water flowing through the salt water channel cannot pass through the holes of the reverse osmosis membrane, they flow through the salt water channel. For this reason, high-concentration salt water is discharged from the outlet 17 for high-concentration salt water, which is the outlet of the salt water channel, and fresh water is discharged from the outlet 16 for fresh water, which is the outlet of the fresh water channel.
Fresh water discharged from the desalinator 25 is stored in a fresh water tank 57 and used as domestic water.
The high-concentration salt water discharged from the desalination apparatus 25 is stored in a first salt water tank 55a included in the high-concentration salt water supply unit 24. The high-concentration salt water may be stored in the first salt water tank 55a after flowing through the first heating unit 40a.

5.自然エネルギーを用いた発電装置
自然エネルギーを用いた発電装置29としては、たとえば、太陽電池28、太陽熱発電装置、風力発電装置、波力発電装置、潮汐力発電装置、地熱発電装置、海洋温度差発電装置、バイオマス発電装置などである。
このような自然エネルギーを用いた発電装置を用いることにより、化石燃料や核燃料を用いずに発電した電力により塩水を淡水化することができる。
5. Power generation device using natural energy As the power generation device 29 using natural energy, for example, a solar battery 28, a solar thermal power generation device, a wind power generation device, a wave power generation device, a tidal power generation device, a geothermal power generation device, a marine temperature difference power generation Devices, biomass power generation devices and the like.
By using such a power generation device using natural energy, salt water can be desalinated with electric power generated without using fossil fuel or nuclear fuel.

ここでは、自然エネルギーを用いた発電装置29が太陽電池28である場合について説明する。
太陽電池28は、太陽光を受光することにより光起電力が生じるものであれば特に限定されない。また、太陽電池28が発電した電力は、第1ポンプ12aに供給され塩水の淡水化に利用される。
太陽電池28が発電した電力は、第2ポンプ12bに供給され浸透圧発電装置30の高濃度側流路35に高濃度塩水62を供給するために利用されてもよく、第3ポンプ12cに供給され浸透圧発電装置30の低濃度側流路34に淡水または塩水を供給するために利用されてもよく、第4ポンプ12dに供給され第3塩水槽55cに塩水を揚水するために利用されてもよく、第5ポンプ12eに供給され、井戸3内の塩水6または貯水槽4内の塩水7を揚水するために利用されてもよい。
太陽電池28は、夜間発電することができないため、夜間は、系統電力や後述する浸透圧発電装置30により発電される電力を利用して塩水を淡水化することができる。
Here, the case where the power generation device 29 using natural energy is the solar cell 28 will be described.
The solar cell 28 is not particularly limited as long as a photovoltaic power is generated by receiving sunlight. Moreover, the electric power generated by the solar cell 28 is supplied to the first pump 12a and used for desalination of salt water.
The electric power generated by the solar cell 28 may be supplied to the second pump 12b and used to supply the high-concentration salt water 62 to the high-concentration side flow path 35 of the osmotic pressure power generation device 30, and supplied to the third pump 12c. And may be used to supply fresh water or salt water to the low-concentration side flow path 34 of the osmotic pressure power generation device 30, and may be used to pump salt water to the third salt water tank 55c supplied to the fourth pump 12d. Alternatively, it may be supplied to the fifth pump 12e and used to pump up the salt water 6 in the well 3 or the salt water 7 in the water tank 4.
Since the solar cell 28 cannot generate power at night, salt water can be desalinated at night by using system power or power generated by the osmotic pressure power generator 30 described later.

太陽電池28は、熱交換器45aの吸熱部46aにより冷却されるように設けることができる。このことにより、太陽電池28の温度が上昇し太陽電池28の発電能力が低下することを抑制することができる。
また、熱交換器45aの放熱部47aは、井戸3内の塩水6または貯水槽4内の塩水7に放熱するように設けることができる。このことにより、取水する塩水の温度を上昇させることにより塩水の水粘性を低下させることができ、ろ過装置50によるろ過の効率や、逆浸透膜を用いた淡水化の効率を向上させることができる。放熱部47は、井戸3内の塩水6中または貯水槽4内の塩水7中に設けることもでき、井戸3の外壁上や貯水槽4の外壁上に設けることもできる。
The solar cell 28 can be provided to be cooled by the heat absorption part 46a of the heat exchanger 45a. As a result, it is possible to suppress the temperature of the solar cell 28 from rising and the power generation capacity of the solar cell 28 from decreasing.
Further, the heat radiating portion 47 a of the heat exchanger 45 a can be provided so as to radiate heat to the salt water 6 in the well 3 or the salt water 7 in the water storage tank 4. Thereby, the water viscosity of the salt water can be reduced by increasing the temperature of the salt water to be taken, and the efficiency of filtration by the filtration device 50 and the efficiency of desalination using the reverse osmosis membrane can be improved. . The heat radiating portion 47 can be provided in the salt water 6 in the well 3 or in the salt water 7 in the water storage tank 4, or can be provided on the outer wall of the well 3 or the outer wall of the water storage tank 4.

6.第1加熱部
第1加熱部40aは、脱塩装置25から供給される高濃度塩水を加熱し高濃度塩水を濃縮する。第1加熱部40aは、例えば、太陽光を受光することにより高濃度塩水を加熱できるように設けることができる。第1加熱部40aを備えることにより、高濃度塩水の塩分濃度を上昇させることができ、後述する浸透圧発電装置30による発電量を大きくすることができる。
6). 1st heating part The 1st heating part 40a heats the high concentration salt water supplied from the desalination apparatus 25, and concentrates high concentration salt water. The 1st heating part 40a can be provided so that high concentration salt water can be heated by receiving sunlight, for example. By providing the 1st heating part 40a, the salt concentration of highly concentrated salt water can be raised and the electric power generation amount by the osmotic pressure electric power generation apparatus 30 mentioned later can be enlarged.

第1加熱部40aは、高濃度塩水用排出口17から排出される高濃度塩水62を加熱することにより生じる水蒸気を低濃度側流路34に供給する淡水または塩水中に供給するように設けられてもよい。このことにより、低濃度側流路34に供給する淡水または塩水の温度を上昇させることができ、半透膜32に生じる浸透圧を大きくできる。また、低濃度側流路34に塩水を供給する場合、低濃度側流路に供給する水の塩分濃度を低下させることができる。   The first heating unit 40 a is provided so as to supply the water vapor generated by heating the high-concentration salt water 62 discharged from the high-concentration salt water discharge port 17 into fresh water or salt water supplied to the low-concentration side flow path 34. May be. As a result, the temperature of fresh water or salt water supplied to the low concentration side channel 34 can be increased, and the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32 can be increased. Moreover, when supplying salt water to the low concentration side flow path 34, the salt concentration of the water supplied to the low concentration side flow path can be reduced.

第1加熱部40aは、高濃度塩水を加熱することにより生じる水蒸気が熱交換器45cの吸熱部46cにより冷却されるように設けることができる。このことにより、水蒸気から淡水を製造することができる。この淡水は、淡水タンク57に流入するように設けることができる。
また、熱交換器45cの放熱部47cは、井戸3内の塩水6または貯水槽4内の塩水7に放熱するように設けることができる。このことにより、取水する塩水の温度を上昇させることにより塩水の水粘性を低下させることができ、ろ過装置50によるろ過の効率や、逆浸透膜を用いた淡水化の効率を向上させることができる。
The first heating unit 40a can be provided such that water vapor generated by heating the high-concentration salt water is cooled by the heat absorption unit 46c of the heat exchanger 45c. This makes it possible to produce fresh water from water vapor. This fresh water can be provided to flow into the fresh water tank 57.
Further, the heat radiating portion 47 c of the heat exchanger 45 c can be provided so as to radiate heat to the salt water 6 in the well 3 or the salt water 7 in the water storage tank 4. Thereby, the water viscosity of the salt water can be reduced by increasing the temperature of the salt water to be taken, and the efficiency of filtration by the filtration device 50 and the efficiency of desalination using the reverse osmosis membrane can be improved. .

第1加熱部40aは、高濃度塩水を加熱することにより生じる水蒸気が井戸3内の塩水中または貯水槽4内の塩水中に供給されるように設けることができる。このことにより、井戸3内の塩水または貯水槽4内の塩水を加温することができると共に、これらの塩水の塩水濃度を低下させることができ、脱塩装置25よる淡水化のコストを低減することができる。   The 1st heating part 40a can be provided so that the water vapor | steam produced by heating highly concentrated salt water may be supplied to the salt water in the well 3 or the salt water in the water storage tank 4. FIG. As a result, the salt water in the well 3 or the salt water in the water storage tank 4 can be heated, the salt water concentration of these salt waters can be reduced, and the cost of desalination by the desalinator 25 is reduced. be able to.

第1加熱部40aは、高濃度塩水を加熱することにより析出する塩を回収する手段を有することができる。例えば、第1加熱部40aに可動式の底部を設け、この可動式の底部を高濃度塩水中から引き上げることにより底部上に堆積した析出塩を回収することができる。
第1加熱部40aから回収した塩は、塩貯蔵部67に貯蔵することができる。この塩貯蔵部67に貯蔵した塩は、塩供給部66により高濃度側流路中に供給することができる。
The 1st heating part 40a can have a means to collect the salt which precipitates by heating high concentration salt water. For example, the first heating unit 40a can be provided with a movable bottom, and the movable salt can be collected from the high concentration salt water to recover the deposited salt deposited on the bottom.
The salt recovered from the first heating unit 40 a can be stored in the salt storage unit 67. The salt stored in the salt storage unit 67 can be supplied into the high concentration side channel by the salt supply unit 66.

7.浸透圧発電装置
浸透圧発電装置30は、半透膜32と、半透膜32により仕切られた高濃度側流路35および低濃度側流路34と、高濃度側流路35または低濃度側流路34と連通した水力発電タービン37と、低濃度側流路34に淡水または塩水を供給する水供給部23と、高濃度側流路35に高濃度塩水用排出口17から排出された高濃度塩水62を供給する高濃度塩水供給部24とを有する。
また、浸透圧発電装置30は、自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が低下すると発電し、電力を第1ポンプ12aに供給するように設けられる。このことにより、自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が変動し、発電量が低下した場合でも、浸透圧発電装置30により発電し、発電した電力を利用して脱塩装置25により淡水を製造することができる。このことにより、自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が低下した場合でも、安定して淡水を製造することができる。
なお、半透膜32は、例えば、逆浸透膜、ナノろ過膜、限外ろ過膜などである。
7). Osmotic pressure power generation device The osmotic pressure power generation device 30 includes a semipermeable membrane 32, a high concentration side flow channel 35 and a low concentration side flow channel 34 partitioned by the semipermeable membrane 32, and a high concentration side flow channel 35 or a low concentration side. A hydroelectric turbine 37 that communicates with the flow path 34, a water supply unit 23 that supplies fresh water or salt water to the low concentration side flow path 34, and a high concentration water discharged from the high concentration salt water discharge port 17 to the high concentration side flow path 35. And a high-concentration salt water supply unit 24 that supplies the concentration salt water 62.
Further, the osmotic pressure power generation device 30 is provided so as to generate power when the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy decreases and supply power to the first pump 12a. As a result, even when the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy fluctuates and the power generation amount decreases, the osmotic pressure power generation device 30 generates power, and the desalination device 25 uses the generated power to generate fresh water. Can be manufactured. Thereby, even when the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy is reduced, fresh water can be stably produced.
The semipermeable membrane 32 is, for example, a reverse osmosis membrane, a nanofiltration membrane, or an ultrafiltration membrane.

自然エネルギーを利用した発電装置29の発電量が低下し、浸透圧発電装置30により発電する場合、水供給部23により低濃度側流路34に淡水または塩水を供給し、高濃度塩水供給部24により高濃度塩水62を高濃度側流路35に供給する。このことにより、高濃度側流路35を流れる塩水と低濃度側流路34を流れる淡水または塩水との間の塩分濃度差により半透膜32に浸透圧を生じさせることができ、この浸透圧により低濃度側流路34を流れる淡水または塩水に含まれる水が半透膜32を浸透し高濃度側流路35を流れる塩水に流入する。このため、浸透圧は、低濃度側流路34に淡水または塩水を供給する流路または高濃度側流路35から塩水を排出する流路に水流を生じさせる。従って、水力発電タービン37をこのどちらかの流路に設置することにより、浸透圧により生じた水流によりタービンを回転させることができ、発電することができる。水力発電タービン37により発電された電力は、第1ポンプ12aに供給される。   When the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy decreases and the osmotic pressure power generation device 30 generates power, the water supply unit 23 supplies fresh water or salt water to the low-concentration side channel 34, and the high-concentration salt water supply unit 24. Thus, the high-concentration salt water 62 is supplied to the high-concentration side channel 35. As a result, an osmotic pressure can be generated in the semipermeable membrane 32 due to a salt concentration difference between the salt water flowing through the high concentration side channel 35 and the fresh water or salt water flowing through the low concentration side channel 34. Accordingly, the water contained in the fresh water or the salt water flowing through the low concentration side channel 34 permeates the semipermeable membrane 32 and flows into the salt water flowing through the high concentration side channel 35. For this reason, the osmotic pressure causes a water flow in a flow path for supplying fresh water or salt water to the low concentration side flow path 34 or a flow path for discharging salt water from the high concentration side flow path 35. Therefore, by installing the hydroelectric power generation turbine 37 in either of the flow paths, the turbine can be rotated by the water flow generated by the osmotic pressure, and power can be generated. The electric power generated by the hydroelectric turbine 37 is supplied to the first pump 12a.

なお、低濃度側流路34を流れる水の塩分濃度と高濃度側流路35を流れる水の塩分濃度との差が大きいほど、半透膜32に生じる浸透圧は大きくなり、低濃度側流路34から高濃度側流路35に流入する水の量は大きくなる。その結果、浸透圧発電装置30の発電量も大きくなる。
また、低濃度側流路34に流れる水の温度が、高濃度側流路35に流れる水の温度よりも高く、これらの温度差が大きいほど、半透膜32に生じる浸透圧は大きくなり、低濃度側流路34から高濃度側流路35に流入する水の量は大きくなる。その結果、浸透圧発電装置30の発電量も大きくなる。
Note that the greater the difference between the salinity concentration of the water flowing through the low-concentration side channel 34 and the salinity concentration of the water flowing through the high-concentration side channel 35, the greater the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32. The amount of water flowing from the channel 34 into the high concentration channel 35 increases. As a result, the power generation amount of the osmotic pressure power generation device 30 also increases.
In addition, the temperature of the water flowing in the low-concentration side flow path 34 is higher than the temperature of the water flowing in the high-concentration side flow path 35, and the larger the temperature difference, the larger the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32, The amount of water flowing from the low concentration side channel 34 into the high concentration side channel 35 increases. As a result, the power generation amount of the osmotic pressure power generation device 30 also increases.

また、自然エネルギーを利用した発電装置29の発電量が回復し、浸透圧発電装置30による発電を停止する場合、水供給部23による低濃度側流路34への淡水または塩水の供給を停止し、高濃度塩水供給部24による高濃度側流路35への高濃度塩水62の供給を停止する。このことにより、半透膜32を浸透する水の流れが少なくなり水力発電タービン37の回転が止まり発電が停止する。
このように、浸透圧発電装置30は、起動および停止が比較的容易である。このため、第1ポンプ12aに電力を供給する自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が低下した場合に、浸透圧発電装置30による発電を容易に開始することができ、第1ポンプ12aに電力を供給することができる。また、第1ポンプ12aに電力を供給する自然エネルギーを用いた発電装置29の発電量が回復した場合に、浸透圧発電装置30による発電を容易に停止することができる。
In addition, when the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy is recovered and power generation by the osmotic pressure power generation device 30 is stopped, supply of fresh water or salt water to the low concentration side flow path 34 by the water supply unit 23 is stopped. Then, the supply of the high-concentration salt water 62 to the high-concentration side channel 35 by the high-concentration salt water supply unit 24 is stopped. As a result, the flow of water penetrating the semipermeable membrane 32 is reduced, and the rotation of the hydroelectric turbine 37 is stopped and the power generation is stopped.
Thus, the osmotic pressure power generator 30 is relatively easy to start and stop. For this reason, when the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy for supplying power to the first pump 12a is reduced, power generation by the osmotic pressure power generation device 30 can be easily started, and the first pump 12a Electric power can be supplied. Moreover, when the power generation amount of the power generation device 29 using natural energy for supplying power to the first pump 12a is recovered, the power generation by the osmotic pressure power generation device 30 can be easily stopped.

水供給部23は、低濃度側流路34に淡水または塩水を供給するように設けられる。水供給部23は例えば、第3ポンプ12cと流路を有することができる。水供給部23が低濃度側流路34に淡水を供給する場合、水供給部23は、例えば、淡水化システム70による淡水化に伴い副生成する淡水を低濃度側流路34に供給してもよく、地下水を低濃度側流路34に供給してもよく、河川などから取水した淡水を低濃度側流路34に供給してもよい。水供給部23が低濃度側流路34に塩水を供給する場合、第2塩水槽55bに貯留した塩水を低濃度側流路34に供給することができる。この場合、第2塩水槽55bに貯留した塩水は、塩分濃度が実質的に海水と同じであるが、高濃度側流路35に脱塩装置25の高濃度塩水排出口17から排出された高濃度塩水を流すことにより、低濃度側流路34と高濃度側流路35との間の塩分濃度差による浸透圧を生じさせることができる。また、第2塩水槽55bに貯留した塩水は、ろ過装置50によりろ過されているため、半透膜32の目詰まりなどを抑制することができる。   The water supply unit 23 is provided so as to supply fresh water or salt water to the low concentration side channel 34. The water supply unit 23 can have, for example, a third pump 12c and a flow path. When the water supply unit 23 supplies fresh water to the low-concentration side channel 34, the water supply unit 23 supplies, for example, fresh water generated as a result of desalination by the desalination system 70 to the low-concentration side channel 34. Alternatively, groundwater may be supplied to the low concentration side channel 34, or fresh water taken from a river or the like may be supplied to the low concentration side channel 34. When the water supply unit 23 supplies salt water to the low concentration side channel 34, the salt water stored in the second salt water tank 55 b can be supplied to the low concentration side channel 34. In this case, the salt water stored in the second salt water tank 55b has substantially the same salinity concentration as seawater, but the high concentration water discharged from the high concentration salt water discharge port 17 of the desalination device 25 into the high concentration side channel 35. By flowing the concentration salt water, an osmotic pressure due to a difference in salinity between the low concentration side channel 34 and the high concentration side channel 35 can be generated. Moreover, since the salt water stored in the 2nd salt water tank 55b is filtered by the filtration apparatus 50, clogging etc. of the semipermeable membrane 32 can be suppressed.

水供給部23は、第1加熱部40aにおいて発生する熱により低濃度側流路34に供給する淡水または塩水を加温するように設けられてもよい。例えば、第1加熱部40aで発生した水蒸気が低濃度側流路34に供給する淡水または塩水中に供給されるように設けてもよく、水供給部23に含まれる流路に第1加熱部40aで発生する熱が伝わるように設けてもよい。このことにより、半透膜32に生じる浸透圧を大きくすることができ、浸透圧発電装置30の発電量を大きくすることができる。   The water supply unit 23 may be provided so as to heat fresh water or salt water supplied to the low-concentration side channel 34 by heat generated in the first heating unit 40a. For example, the water vapor generated in the first heating unit 40 a may be provided so as to be supplied to fresh water or salt water supplied to the low-concentration side channel 34, and the first heating unit is added to the channel included in the water supply unit 23. You may provide so that the heat which generate | occur | produces in 40a may be transmitted. Thereby, the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32 can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device 30 can be increased.

また、淡水化システム70が低濃度側流路34に供給する淡水または塩水を加熱する第2加熱部40bを有してもよい。このことにより、低濃度側流路34を流れる水の温度を高くすることができ、低濃度側流路34を流れる水と高濃度側流路35を流れる水との温度差を大きくすることができる。このことにより、半透膜32に生じる浸透圧を大きくすることができ、浸透圧発電装置30の発電量を大きくすることができる。第2加熱部40bは、水供給部23の流路に熱が伝わるように設けてもよく、低濃度側流路34に直接熱が伝わるように設けてもよい。また、第2加熱部40bは、例えば、太陽光を受光することにより生じる熱により淡水又は塩水を加熱する部分であってもよい。   Moreover, you may have the 2nd heating part 40b which heats the fresh water or salt water which the desalination system 70 supplies to the low concentration side flow path 34. FIG. As a result, the temperature of the water flowing through the low concentration side flow path 34 can be increased, and the temperature difference between the water flowing through the low concentration side flow path 34 and the water flowing through the high concentration side flow path 35 can be increased. it can. Thereby, the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32 can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device 30 can be increased. The second heating unit 40 b may be provided so that heat is transmitted to the flow path of the water supply unit 23, or may be provided so that heat is directly transmitted to the low concentration side flow path 34. Further, the second heating unit 40b may be a part that heats fresh water or salt water by heat generated by receiving sunlight, for example.

高濃度塩水供給部24は、脱塩装置25の高濃度塩水用排出口17から排出された高濃度塩水62を高濃度側流路35に供給するように設けられる。従って、高濃度塩水用排出口17から排出される高濃度塩水62の高い塩分濃度を利用して、半透膜32に浸透圧を生じさせることができ、浸透圧発電装置30により発電することができる。つまり、浸透圧発電装置30は、脱塩装置25により製造した高濃度塩水62をエネルギー源として発電することができる。   The high-concentration salt water supply unit 24 is provided so as to supply the high-concentration salt water 62 discharged from the high-concentration salt water discharge port 17 of the desalination apparatus 25 to the high-concentration side channel 35. Therefore, osmotic pressure can be generated in the semipermeable membrane 32 using the high salinity of the high-concentration salt water 62 discharged from the high-concentration salt water discharge port 17, and the osmotic pressure power generator 30 can generate power. it can. That is, the osmotic pressure power generation device 30 can generate power using the high-concentration salt water 62 produced by the desalination device 25 as an energy source.

高濃度塩水供給部24は、例えば、第2ポンプ12bと、第1塩水槽55aと、流路とを有することができる。
第1塩水槽55aは、脱塩装置25の高濃度塩水用排出口17から排出される高濃度塩水62を貯留する。また、第1塩水槽55aは、高濃度塩水用排出口17から排出された後、第1加熱部40を流れた高濃度塩水62を貯留することができる。
高濃度塩水62を貯留する第1塩水槽55aを備えることにより、脱塩装置25による淡水化に伴い生成される高濃度塩水を、浸透圧発電装置30のエネルギー源として貯蔵することができる。
The high-concentration salt water supply unit 24 can include, for example, a second pump 12b, a first salt water tank 55a, and a flow path.
The first salt water tank 55a stores the high-concentration salt water 62 discharged from the high-concentration salt water discharge port 17 of the desalination apparatus 25. Moreover, the 1st salt water tank 55a can store the high concentration salt water 62 which flowed through the 1st heating part 40, after being discharged | emitted from the discharge port 17 for high concentration salt water.
By providing the first salt water tank 55 a that stores the high-concentration salt water 62, the high-concentration salt water generated along with the desalination by the desalination device 25 can be stored as an energy source of the osmotic pressure power generation device 30.

第2ポンプ12bは、浸透圧発電装置30を起動させる際、第1塩水槽55aに貯留した高濃度塩水62の高濃度側流路35への供給を開始し、浸透圧発電装置30を停止させる際、高濃度側流路35への高濃度塩水62の供給を停止するように設けられる。
また、第2ポンプ12bは、高濃度側流路35に供給する高濃度塩水62の量を調節できるように設けることもできる。
また、高濃度塩水供給部24は、高濃度側流路35に供給する高濃度塩水62の量を調節するための流量調節用バルブを備えることもできる。
第2ポンプ12bまたは流量調節用バルブにより高濃度側流路35に供給する高濃度塩水62の量を調節することにより、浸透圧発電装置30による発電を効率化することができる。
When starting the osmotic pressure power generation device 30, the second pump 12b starts supplying the high concentration salt water 62 stored in the first salt water tank 55a to the high concentration side flow path 35 and stops the osmotic pressure power generation device 30. At this time, the supply of the high-concentration salt water 62 to the high-concentration side channel 35 is stopped.
Further, the second pump 12b can be provided so that the amount of the high-concentration salt water 62 supplied to the high-concentration side flow path 35 can be adjusted.
The high-concentration salt water supply unit 24 can also include a flow rate adjusting valve for adjusting the amount of the high-concentration salt water 62 supplied to the high-concentration side channel 35.
By adjusting the amount of the high-concentration salt water 62 supplied to the high-concentration side channel 35 by the second pump 12b or the flow rate adjusting valve, the power generation by the osmotic pressure power generation device 30 can be made efficient.

浸透圧発電装置34は、半透膜32に生じる浸透圧を測定するセンサ部36を有してもよい。センサ部36は、例えば、低濃度側流路34を流れる水の水圧と高濃度側流路35を流れる水の水圧との差を測定するものであってもよく、低濃度側流路34を流れる水の塩分濃度と高濃度側流路35を流れる水の塩分濃度との差を測定するものであってもよい。
高濃度塩水供給部24は、センサ部34の測定結果に基づき高濃度側流路35に供給する高濃度塩水の量を調節するように設けられてもよい。このことにより、浸透圧発電装置34の発電量が大きくなるように高濃度側流路35に供給する高濃度塩水の量を調節することができ、浸透圧発電装置34の発電効率を高くすることができる。例えば、高濃度塩水供給部24は、半透膜32を浸透し低濃度側流路34から高濃度側流路35に流入する水の量の半分の量の高濃度塩水を高濃度側流路35に供給するように設けることができる。
The osmotic pressure power generation device 34 may include a sensor unit 36 that measures the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32. The sensor unit 36 may measure, for example, the difference between the water pressure of the water flowing through the low concentration side flow path 34 and the water pressure of the water flowing through the high concentration side flow path 35. The difference between the salinity of the flowing water and the salinity of the water flowing through the high-concentration side channel 35 may be measured.
The high-concentration salt water supply unit 24 may be provided so as to adjust the amount of high-concentration salt water supplied to the high-concentration side channel 35 based on the measurement result of the sensor unit 34. As a result, the amount of high-concentration salt water supplied to the high-concentration side channel 35 can be adjusted so that the power generation amount of the osmotic pressure power generation device 34 is increased, and the power generation efficiency of the osmotic pressure power generation device 34 is increased. Can do. For example, the high-concentration salt water supply unit 24 passes high-concentration salt water that is half the amount of water that permeates the semipermeable membrane 32 and flows from the low-concentration side channel 34 into the high-concentration side channel 35. 35 can be provided.

淡水化システム70は、第1加熱部40aにおいて高濃度塩水を加熱することにより析出する塩を高濃度側流路35内に供給する塩供給部66を有することができる。また、塩供給部66は、塩貯蔵部67に貯蔵した塩を高濃度側流路35内に供給することができる。塩供給部66により高濃度側流路35に流れる塩水中に塩を供給すると、塩が塩水に溶け高濃度側流路35を流れる塩水の塩分濃度を高くすることができる。このことにより、半透膜32に生じる浸透圧を大きくすることができ、浸透圧発電装置34の発電量を大きくすることができる。
また、塩が塩水に溶けると溶解熱により塩水の温度が低下するため、低濃度側流路34を流れる水と高濃度側流路35を流れる水との温度差を大きくすることができる。このことにより、半透膜32に生じる浸透圧を大きくすることができ、浸透圧発電装置34の発電量を大きくすることができる。
The desalination system 70 can include a salt supply unit 66 that supplies salt that is precipitated by heating high-concentration salt water in the first heating unit 40 a into the high-concentration side flow path 35. Further, the salt supply unit 66 can supply the salt stored in the salt storage unit 67 into the high concentration side flow path 35. When salt is supplied to the salt water flowing into the high concentration side channel 35 by the salt supply unit 66, the salt is dissolved in the salt water, and the salt concentration of the salt water flowing through the high concentration side channel 35 can be increased. Thereby, the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32 can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device 34 can be increased.
Further, when the salt is dissolved in the salt water, the temperature of the salt water is lowered by the heat of dissolution, so that the temperature difference between the water flowing through the low concentration side channel 34 and the water flowing through the high concentration side channel 35 can be increased. Thereby, the osmotic pressure generated in the semipermeable membrane 32 can be increased, and the power generation amount of the osmotic pressure power generation device 34 can be increased.

浸透圧発電装置30は、高濃度側流路35を流れる高濃度塩水が熱交換器45bの吸熱部46bにより冷却されるように設けることができる。このことにより、浸透圧発電装置30の発電効率を向上させることができる。
また、熱交換器45bの放熱部47bは、井戸3内の塩水6または貯水槽4内の塩水7に放熱するように設けることができる。このことにより、取水する塩水の温度を上昇させることにより塩水の水粘性を低下させることができ、ろ過装置50によるろ過の効率や、逆浸透膜を用いた淡水化の効率を向上させることができる。
The osmotic pressure power generation device 30 can be provided so that the high-concentration salt water flowing through the high-concentration side channel 35 is cooled by the heat absorption part 46b of the heat exchanger 45b. Thereby, the power generation efficiency of the osmotic pressure power generation device 30 can be improved.
Further, the heat radiating portion 47 b of the heat exchanger 45 b can be provided so as to radiate heat to the salt water 6 in the well 3 or the salt water 7 in the water storage tank 4. Thereby, the water viscosity of the salt water can be reduced by increasing the temperature of the salt water to be taken, and the efficiency of filtration by the filtration device 50 and the efficiency of desalination using the reverse osmosis membrane can be improved. .

1:砂礫層 3:井戸 4:貯水槽 6:井戸内の塩水 7:貯水槽内の塩水 8:連通流路 10:流入孔 12:ポンプ 12a:第1ポンプ 12b:第2ポンプ 12c:第3ポンプ 12d:第4ポンプ 12e:第5ポンプ 12f:第6ポンプ 13:供給流路 15:バルブ 16:淡水用排出口 17:高濃度塩水用排出口 20:海水取水装置 22:逆流防止弁 23:水供給部 24:高濃度塩水供給部 25:脱塩装置 28:太陽電池 29:自然エネルギーを用いた発電装置 30:浸透圧発電装置 32:半透膜 34:低濃度側流路 35:高濃度側流路 36:センサ部 37:水力発電タービン 40:加熱部 40a:第1加熱部 40b:第2加熱部 45:熱交換器 45a:第1熱交換器 45b:第2熱交換器 45c:第3熱交換器 46:吸熱部 46a:第1吸熱部 46b:第2吸熱部 46c:第3吸熱部 48:光触媒部 50:ろ過装置 51:ろ過膜 55:塩水槽 55a:第1塩水槽 55b:第2塩水槽 55c:第3塩水槽 57:淡水タンク 61:塩水 62:高濃度塩水 63:淡水 65:水蒸気凝縮装置 66:塩供給部 67:塩貯蔵部 68:塩回収手段 70:淡水化システム   1: Gravel layer 3: Well 4: Water tank 6: Salt water in the well 7: Salt water in the water tank 8: Communication channel 10: Inflow hole 12: Pump 12a: First pump 12b: Second pump 12c: Third Pump 12d: Fourth pump 12e: Fifth pump 12f: Sixth pump 13: Supply flow path 15: Valve 16: Fresh water discharge port 17: High concentration salt water discharge port 20: Seawater intake device 22: Backflow prevention valve 23: Water supply unit 24: High-concentration salt water supply unit 25: Desalination device 28: Solar cell 29: Power generation device using natural energy 30: Osmotic pressure power generation device 32: Semipermeable membrane 34: Low concentration side channel 35: High concentration Side flow path 36: Sensor part 37: Hydroelectric power generation turbine 40: Heating part 40a: First heating part 40b: Second heating part 45: Heat exchanger 45a: 1st heat exchanger 45b: 2nd heat exchanger 45c: 3rd heat exchanger 46: Heat absorption part 46a: 1st heat absorption part 46b: 2nd heat absorption part 46c: 3rd heat absorption part 48: Photocatalyst part 50: Filtration Device 51: Filtration membrane 55: Salt water tank 55a: First salt water tank 55b: Second salt water tank 55c: Third salt water tank 57: Fresh water tank 61: Salt water 62: High-concentration salt water 63: Fresh water 65: Steam condensing device 66: Salt Supply unit 67: Salt storage unit 68: Salt recovery means 70: Desalination system

Claims (13)

脱塩装置と、前記脱塩装置に加圧された塩水を供給する第1ポンプと、浸透圧発電装置と、自然エネルギーを用いた発電装置と、第1加熱部とを備え、
前記脱塩装置は、供給された塩水をろ過し淡水と高濃度塩水とに分離する逆浸透膜と、前記淡水を排出する淡水用排出口と、前記高濃度塩水を排出する高濃度塩水用排出口とを有し、
第1加熱部は、前記高濃度塩水用排出口から排出される高濃度塩水を加熱し水分を水蒸気として除去することにより高濃度塩水を濃縮するように設けられ、
前記浸透圧発電装置は、半透膜と、前記半透膜により仕切られた高濃度側流路および低濃度側流路と、前記高濃度側流路または前記低濃度側流路と連通した水力発電タービンと、前記低濃度側流路に淡水または塩水を供給する水供給部と、前記高濃度側流路に第1加熱部により濃縮された高濃度塩水を供給する高濃度塩水供給部とを有し、
前記高濃度塩水供給部は、第1塩水槽と第2ポンプを有し、
第1塩水槽は、第1加熱部により濃縮された高濃度塩水を貯留するように設けられ、
第2ポンプは、前記浸透圧発電装置が発電する際に第1塩水槽に貯留した高濃度塩水を前記高濃度側流路に供給するように設けられ、
第1ポンプは、前記自然エネルギーを用いた発電装置から供給される電力および前記浸透圧発電装置から供給される電力のうち少なくとも一方により塩水を加圧するように設けられ、
前記浸透圧発電装置は、前記自然エネルギーを用いた発電装置の発電量が低下すると発電し、電力を第1ポンプに供給するように設けられたことを特徴とする淡水化システム。
A desalinator, a first pump for supplying pressurized salt water to the desalinator, an osmotic pressure power generator, a power generator using natural energy, and a first heating unit ,
The desalination apparatus includes a reverse osmosis membrane that filters supplied salt water to separate fresh water and high-concentration salt water, a fresh water discharge port that discharges the fresh water, and a high-concentration salt water discharge that discharges the high-concentration salt water. And an exit
The first heating unit is provided to concentrate the high-concentration salt water by heating the high-concentration salt water discharged from the high-concentration salt water outlet and removing the water as water vapor.
The osmotic pressure power generator includes a semi-permeable membrane, a high-concentration side channel and a low-concentration side channel partitioned by the semi-permeable membrane, and a hydraulic power communicating with the high-concentration side channel or the low-concentration side channel. A power generation turbine, a water supply unit that supplies fresh water or salt water to the low concentration side channel, and a high concentration salt water supply unit that supplies high concentration salt water concentrated by a first heating unit to the high concentration side channel Have
The high-concentration salt water supply unit has a first salt water tank and a second pump,
The first salt water tank is provided to store the high-concentration salt water concentrated by the first heating unit,
The second pump is provided to supply the high-concentration salt water stored in the first salt water tank to the high-concentration side flow path when the osmotic pressure power generator generates power,
The first pump is provided so as to pressurize the salt water with at least one of the power supplied from the power generator using the natural energy and the power supplied from the osmotic pressure power generator,
The desalination system, wherein the osmotic pressure power generation device is provided so as to generate power when the power generation amount of the power generation device using natural energy decreases and to supply power to the first pump.
第1熱交換器をさらに備え、
前記自然エネルギーを用いた発電装置は、太陽電池であり、
第1熱交換器は、前記太陽電池の熱を吸熱し淡水化前の塩水に放熱するように設けられた請求項1に記載の淡水化システム。
A first heat exchanger;
The power generator using natural energy state, and are a solar cell,
The desalination system according to claim 1 , wherein the first heat exchanger is provided so as to absorb heat of the solar cell and dissipate heat to salt water before desalination.
淡水タンクをさらに備え、
前記水供給部は、第1加熱部において発生する熱により前記低濃度側流路に供給する淡水または塩水を加温するように設けられ
第1加熱部は高濃度塩水を加熱する事により生じる水蒸気が第2熱交換器によって冷却されて淡水が得られるように設けられ、
前記淡水タンクは、得られた前記淡水を貯留するように設けられた請求項1又は2に記載の淡水化システム。
A fresh water tank
The water supply unit is provided so as to heat fresh water or salt water supplied to the low concentration side flow path by heat generated in the first heating unit ,
The first heating unit is provided so that water vapor generated by heating the high-concentration salt water is cooled by the second heat exchanger to obtain fresh water,
The desalination system according to claim 1 or 2 , wherein the fresh water tank is provided to store the obtained fresh water.
第1加熱部は、前記高濃度塩水用排出口から排出される高濃度塩水を加熱することにより生じる水蒸気を前記低濃度側流路に供給する淡水または塩水中に供給し、前記淡水または塩水を加温しかつ水分を前記淡水または塩水に供給するように設けられた請求項1〜3のいずれか1つに記載の淡水化システム。 The first heating unit supplies steam generated by heating the high-concentration salt water discharged from the high-concentration salt water discharge port to fresh water or salt water supplied to the low-concentration side flow path, and the fresh water or salt water is supplied The desalination system as described in any one of Claims 1-3 provided so that it may heat and supply a water | moisture content to the said fresh water or salt water . 塩供給部をさらに備え
前記塩供給部は、第1加熱部において高濃度塩水を加熱することにより析出する塩を前記高濃度側流路に供給し、前記高濃度側流路を流れる塩水の塩分濃度を増加させかつ前記流れる塩水の温度を低下させるように設けられた請求項1〜4のいずれか1つに記載の淡水化システム。
A salt supply unit ;
The salt supply unit supplies salt that precipitates by heating high-concentration salt water in the first heating unit to the high-concentration side channel, increases a salt concentration of salt water flowing through the high-concentration side channel, and The desalination system as described in any one of Claims 1-4 provided so that the temperature of the flowing salt water might be reduced.
塩貯蔵部をさらに備え、
第1加熱部は、高濃度塩水を加熱することにより析出する塩を回収する手段を備え、
前記塩貯蔵部は、前記塩を回収する手段が回収した塩を貯蔵するように設けられ、
前記塩供給部は、前記塩貯蔵部に貯蔵した塩を前記高濃度側流路に供給するように設けられた請求項に記載の淡水化システム。
A salt storage unit;
The first heating unit includes means for recovering the salt precipitated by heating the high-concentration salt water,
The salt storage unit is provided to store the salt recovered by the means for recovering the salt;
The desalination system according to claim 5 , wherein the salt supply unit is provided so as to supply the salt stored in the salt storage unit to the high-concentration channel.
前記水力発電タービンは、浸透圧により前記半透膜を浸透し前記低濃度側流路から前記高濃度側流路に流入する水と前記高濃度側流路を流れる高濃度塩水とが混合され前記高濃度側流路から排出される塩水が前記水力発電タービンを流れることにより発電するように設けられ
前記水供給部は、第1加熱部で発生した水蒸気を低濃度側流路に供給する淡水または塩水中に供給し、前記淡水または塩水を加温しかつ前記淡水または塩水に水分を供給するように設けられた請求項1〜のいずれか1つに記載の淡水化システム。
The hydroelectric power generation turbine mixes water that flows through the semipermeable membrane by osmotic pressure and flows from the low-concentration side channel into the high-concentration side channel and high-concentration salt water that flows through the high-concentration side channel. The salt water discharged from the high-concentration side channel is provided to generate electricity by flowing through the hydroelectric turbine ,
The water supply unit supplies the water vapor generated in the first heating unit to fresh water or salt water supplied to the low-concentration side flow path, warms the fresh water or salt water, and supplies moisture to the fresh water or salt water. The desalination system as described in any one of Claims 1-6 provided in .
前記浸透圧発電装置は、前記高濃度側流路と前記低濃度側流路との間の浸透圧を測定するセンサ部を有し、
前記高濃度塩水供給部は、前記センサ部の測定結果に基づき前記高濃度側流路に供給する高濃度塩水の量を調節するように設けられた請求項1〜のいずれか1つに記載の淡水化システム。
The osmotic pressure power generation device has a sensor unit for measuring an osmotic pressure between the high concentration side flow path and the low concentration side flow path,
The high-concentration salt water supply unit according to any one of claims 1 to 7 which is arranged to adjust the amount of supplied high-concentration brine to the high density side flow path based on the measurement result of the sensor unit Desalination system.
前記高濃度塩水供給部は、前記半透膜を浸透し前記低濃度側流路から前記高濃度側流路に流入する水の量の半分の量の高濃度塩水を前記高濃度側流路に供給するように設けられた請求項に記載の淡水化システム。 The high-concentration salt water supply unit passes high-concentration salt water that is half the amount of water that permeates the semipermeable membrane and flows from the low-concentration side flow channel into the high-concentration side flow channel into the high-concentration side flow channel. 9. A desalination system according to claim 8 , provided to supply. 海水を取水する海水取水部と、前記海水取水部が取水した塩水をろ過するろ過部とをさらに備え、
前記水供給部は、前記ろ過部によりろ過した塩水を前記低濃度側流路に供給するように設けられ
前記海水取水部は、海岸近くに設けられかつ井戸穴を有しかつ地中に浸透した海水が前記井戸穴の側壁又は底から流入するように設けられた井戸と、貯水槽と、前記井戸と前記貯水槽とを連通させる連通流路とを備え、
前記井戸は、前記井戸内の塩水の水面の水位が海水面の水位に連動するように設けられ、前記連通流路は、前記井戸内の塩水の水面の水位が高くなると前記井戸内の塩水が前記貯水槽に流入するように設けられ、
前記貯水槽は、前記井戸から流入した塩水を貯留するように設けられ、
前記井戸は、大潮の干潮における海水面より低い部分に設けられた海水流入部と大潮の干潮における海水面よりも高い部分に設けられた非透水部とを有し、
前記井戸は、前記井戸内の塩水の水面の上の気体が実質に密閉された気密構造となるように設けられ、かつ、前記井戸の上部にリークバルブを有し、
前記連通流路の井戸側の流入口は、満潮時の海水面の水位よりも少し低い位置に設けられた請求項1〜のいずれか1つに記載の淡水化システム。
A seawater intake section for taking seawater; and a filtration section for filtering salt water taken by the seawater intake section,
The water supply unit is provided to supply the salt water filtered by the filtration unit to the low concentration flow path ,
The seawater intake part is provided near the coast and has a well hole, and a well provided such that seawater that has penetrated into the ground flows from the side wall or bottom of the well hole, a water tank, and the well A communication channel for communicating with the water storage tank,
The well is provided such that the water level of the salt water in the well is linked with the water level of the sea water, and when the water level of the salt water in the well increases, Provided to flow into the reservoir,
The water tank is provided to store salt water flowing from the well,
The well has a seawater inflow portion provided in a portion lower than the sea level in the low tide of the tide and a non-permeable portion provided in a portion higher than the sea level in the tide of the tide.
The well is provided so as to have an airtight structure in which the gas above the surface of the salt water in the well is substantially sealed, and has a leak valve above the well,
The desalination system according to any one of claims 1 to 9 , wherein the inlet on the well side of the communication channel is provided at a position slightly lower than the water level of the sea level at high tide .
光触媒部をさらに備え
前記光触媒部は、前記海水取水部により取水した塩水に接触可能に設けられかつ受光可能に設けられかつ前記塩水に含まれる臭素酸を分解するように設けられた請求項10に記載の淡水化システム。
A photocatalyst portion ;
11. The desalination system according to claim 10 , wherein the photocatalyst unit is provided so as to be able to contact the salt water taken by the seawater intake unit and is capable of receiving light, and is provided so as to decompose bromic acid contained in the salt water. .
前記ろ過部によりろ過された塩水を貯留する第2塩水槽と、前記脱塩装置より高い位置に設置された第3塩水槽と、第3塩水槽に揚水するための第3ポンプとをさらに備え、
前記水供給部は、第2塩水槽に貯留した塩水を前記低濃度側流路に供給するように設けられ
第2塩水槽は前記脱塩装置と実質的に同じ高さに設置され、
前記脱塩装置に塩水を供給する流路は、第3塩水槽からの流路と2塩水槽からの流路とを切り替えるバルブを備えた請求項10または11に記載の淡水化システム。
A second salt water tank for storing the salt water filtered by the filtration unit; a third salt water tank installed at a position higher than the desalination apparatus; and a third pump for pumping water to the third salt water tank. ,
The water supply unit is provided so as to supply salt water stored in a second salt water tank to the low concentration side flow path ,
The second saltwater tank is installed at substantially the same height as the demineralizer,
The desalination system according to claim 10 or 11 , wherein the flow path for supplying salt water to the desalination apparatus includes a valve for switching between a flow path from a third salt water tank and a flow path from a two salt water tank .
前記低濃度側流路に供給する淡水または塩水を加熱する第2加熱部をさらに有する請求項1〜12のいずれか1つに記載の淡水化システム。 The desalination system according to any one of claims 1 to 12 , further comprising a second heating unit that heats fresh water or salt water supplied to the low-concentration channel.
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