JPH09276864A - 海水処理装置 - Google Patents

海水処理装置

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JPH09276864A
JPH09276864A JP8115580A JP11558096A JPH09276864A JP H09276864 A JPH09276864 A JP H09276864A JP 8115580 A JP8115580 A JP 8115580A JP 11558096 A JP11558096 A JP 11558096A JP H09276864 A JPH09276864 A JP H09276864A
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JP
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seawater
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osmosis membrane
module unit
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JP8115580A
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Michiro Hirose
道郎 廣瀬
Takayuki Watanabe
高之 渡▲辺▼
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Toray Engineering Co Ltd
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 淡水を得ながら製塩するのに好適な海水処理
装置を得る。 【解決手段】 海水を最初に逆浸透分離装置1に供給し
て脱塩し、淡水の透過水8,10を得る。逆浸透分離装
置1は逆浸透膜モジュール2,3を、前段の逆浸透膜モ
ジュール2から排出される濃縮液7を後段の逆浸透膜モ
ジュール3の供給水にするようにしている。その為、多
段に濃縮し得た濃縮水9が逆浸透分離装置1から電気透
析装置11に供給される。また、電気透析装置11から
排出される脱塩水12が海水に循環されると共に濃縮水
が製塩側の蒸発器14へ送られる。よって、淡水を得な
がら製塩するに好適な高濃度の塩スラリーを得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、淡水を得ながら製
塩するのに好適な海水処理装置、すなわち、海水の淡水
化を主目的としつつ同時に副生物より製塩する為の若し
くは製塩を主目的としつつ同時に淡水を生産する為の海
水処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、海水の淡水化の為の海水処理装置
は公知である。例えば、特開昭53−140286号公
報においては、海水を脱塩する逆浸透分離装置及びこの
逆浸透分離装置から排出される透過水を濃縮する電気透
析装置を備えた海水の淡水化の為の海水処理装置が開示
されている。
【0003】また、特開昭52−14585号公報にお
いては、海水を濃縮する電気透析装置及びこの電気透析
装置から排出される脱塩水を脱塩する逆浸透分離装置を
備えた海水の淡水化の為の海水処理装置が開示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら公知の
海水処理装置は、淡水又はかん水を得ることができて
も、淡水を得ながら経済的に製塩するには適していなか
った。
【0005】すなわち、経済的な製塩を可能にする為に
は、逆浸透法の有する比較的低エネルギーで海水より淡
水を得ることができるという特長を利用しつつ、その課
題の一つである、淡水の回収率を高める為の技術上の進
歩を盛込むと共に、もう一つの課題である、逆浸透分離
装置から排出される濃縮水(高濃度の塩水)の処理問題
を解決しなければならないが、かかる公知の海水処理装
置においては、そのような事の検討が何もされていな
い。
【0006】なお、逆浸透法によって、海水から淡水を
得る収率(回収率)を高める事の意義は、所定量の淡水
を得る為に必要とされる海水の供給量を減少させる事に
より、逆浸透分離装置に供給する海水の前処理量を一段
と少量にし、これに基いて前処理設備の規模を縮小又は
小型化させて経済的有利性を確保する事にあり、また、
逆浸透分離装置から排出される塩濃度の高い濃縮水の処
理問題は、それの放流による環境悪化の心配を無くする
ことにある。
【0007】本発明は、このような事に鑑みて発明され
たものであって、淡水化と製塩とを同時に可能にし、し
かも、環境悪化の恐れを無くする事ができる実用的な海
水処理装置を得ようと鋭意検討の結果、その解決一手段
として、海水を脱塩して淡水を得る逆浸透分離装置から
排出される濃縮水を電気透析装置で更に濃縮(好ましく
は、海水を多段階に脱塩する逆浸透分離装置から排出さ
れる濃縮水を電気透析装置で更に濃縮)すればよい事を
見い出すと共に、他の解決手段として、海水を濃縮する
電気透析装置から排出される脱塩水を多段階に脱塩する
逆浸透分離装置で更に脱塩すればよいことを見い出した
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
海水処理装置の一つは、請求項1に記載するように、海
水を脱塩して淡水を得る逆浸透分離装置と前記逆浸透分
離装置から排出される濃縮水を更に濃縮する電気透析装
置とを備えていることを特徴とするものである。
【0009】また、本発明に係る海水処理装置の他の一
つは、請求項2に記載するように、請求項1に記載の海
水処理装置において、逆浸透分離装置を、前段の逆浸透
膜モジュールユニットから排出される濃縮水を昇圧せし
めて次段の逆浸透膜モジュールユニットに供給して更に
濃縮させ得るように複数の逆浸透膜モジュールユニット
を多段に配置して構成したことを特徴とするものであ
る。
【0010】また、本発明に係る海水処理装置の他の一
つは、請求項3に記載するように、請求項1又は2に記
載の海水処理装置において、電気透析装置から排出され
る脱塩水の一部若しくは全量を、逆浸透分離装置に供給
される海水に循環せしめるようにしたことを特徴とする
ものである。
【0011】また本発明に係る海水処理装置の他の一つ
は、請求項4に記載するように、請求項1又は2に記載
の海水処理装置において、逆浸透分離装置が、海水の供
給量に対して淡水生産量が50%以上の能力を有するこ
とを特徴とするものである。
【0012】また、本発明に係る海水処理装置の他の一
つは、請求項5に記載するように、請求項2,3又は4
に記載の海水処理装置において、第1段の逆浸透膜モジ
ュールユニットに供給される海水、又は、前段の逆浸透
膜モジュールユニットから排出されて次段の逆浸透膜モ
ジュールユニットに供給される濃縮水を、最終段の逆浸
透膜モジュールユニットから排出される濃縮水が保有し
ている圧力エネルギーを利用して昇圧せしめるエネルギ
ー交換型昇圧装置を装着すると共に前記エネルギー交換
型昇圧装置から排出される濃縮水を電気透析装置に供給
し得るように構成したことを特徴とするものである。
【0013】また、本発明に係る海水処理装置の他の一
つは、請求項6に記載するように、海水を濃縮する電気
透析装置及び前記電気透析装置から排出される脱塩水を
脱塩して淡水を得る逆浸透分離装置を備えた海水処理装
置において、前記逆浸透分離装置を、前段の逆浸透膜モ
ジュールユニットから排出される濃縮水を昇圧せしめて
次段の逆浸透膜モジュールユニットに供給して更に濃縮
させ得るように複数の逆浸透膜モジュールユニットを多
段に配置して構成したことを特徴とするものである。
【0014】また、本発明に係る海水処理装置の他の一
つは、請求項7に記載するように、請求項6に記載の海
水処理装置において、最終段の逆浸透膜モジュールユニ
ットから排出される濃縮水の一部若しくは全量を、電気
透析装置に供給される海水に循環せしめるようにしたこ
とを特徴とするものである。
【0015】また、本発明に係る海水処理装置の他の一
つは、請求項8に記載するように、請求項6又は7に記
載の海水処理装置において、逆浸透分離装置が、脱塩水
の供給量に対して淡水生産量が50%以上の能力を有す
ることを特徴とするものである。
【0016】また、本発明に係る海水処理装置の他の一
つは、請求項9に記載するように、請求項6,7又は8
に記載の海水処理装置において、第1段の逆浸透膜モジ
ュールユニットに供給される脱塩水、又は、前段の逆浸
透膜モジュールユニットから排出されて次段の逆浸透膜
モジュールユニットに供給される濃縮水を、最終段の逆
浸透膜モジュールユニットから排出される濃縮水が保有
している圧力エネルギーを利用して昇圧せしめるエネル
ギー交換型昇圧装置を装着すると共に前記エネルギー交
換型昇圧装置から排出される濃縮水の一部若しくは全量
を、電気透析装置に供給される海水に循環せしめるよう
にしたことを特徴とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】図1において請求項1〜5に記載
の発明に係る実施形態が示されているが、同図におい
て、海水は、最初に逆浸透分離装置1に供給されて脱塩
される。なお、逆浸透分離装置1は、逆浸透膜モジュー
ルユニット2,3、エネルギー交換型昇圧装置4、高圧
ポンプ5及び昇圧用補助ポンプ6を備えている。
【0018】その為、海水が高圧ポンプ5で加圧されて
エネルギー交換型昇圧装置4を経て第1段の逆浸透膜モ
ジュールユニット2に供給され、濃縮水7と淡水の透過
水8とに分離されると共に濃縮水7が、第2段の逆浸透
膜モジュールユニット3に供給される。このように、前
段(第1段)の逆浸透膜モジュールユニット2から排出
される濃縮水7を、次段(第2段)の逆浸透膜モジュー
ルユニット3の供給水にするようにしている。
【0019】また、第2段の逆浸透膜モジュールユニッ
ト3においても、濃縮水9と淡水の透過水10とに分離
されるが、第2段の逆浸透膜モジュールユニット3に供
給される濃縮水7は、昇圧用補助ポンプ6で昇圧されて
供給される。一方、第2段の逆浸透膜モジュールユニッ
ト3から排出される濃縮水9は、エネルギー交換型昇圧
装置4を経て電気透析装置11に供給される。
【0020】その際、エネルギー交換型昇圧装置4を経
て第1段の逆浸透膜モジュールユニット2に供給される
海水が、エネルギー交換型昇圧装置4によって昇圧、す
なわち、エネルギー交換型昇圧装置4が第2段の逆浸透
膜モジュールユニット3から排出される濃縮水9が保有
している圧力エネルギーを利用して海水を昇圧し、従っ
て、高圧ポンプ5の吐出圧を減圧することができて省エ
ネルギー化が図れると共に逆浸透分離装置の耐圧グレー
ドを低下させることもできる。
【0021】加えて、電気透析装置11から排出される
脱塩水12の一部若しくは全量が、逆浸透分離装置1に
供給される海水に循環されると共に塩濃度の高い濃縮水
13が、製塩工程側の蒸発器14に送られる。その為、
蒸発器14において更に高濃度に濃縮されて生成された
製塩に好適な高濃度の塩スラリーを、ここから図示され
ていない遠心分離装置等に送って容易に製塩し得て環境
悪化の心配も解消することができる。
【0022】特に、脱塩水12の一部若しくは全量を海
水に循環させる事に基く、処理系外への排出物量を少く
することができる点の効果が大きい。また、逆浸透分離
装置1によって、2〜3倍の濃度に濃縮し得た濃縮水9
を電気透析装置11に供給することができるので、電気
透析装置11における節電も図ることができる。
【0023】なお、第1段の逆浸透膜モジュールユニッ
ト2は、操作圧が5〜6MPa、淡水回収率が40%程
度、また、第2段の逆浸透膜モジュールユニット3は、
操作圧が8〜9MPa、淡水回収率が33%程度のもの
が選択され、かつ、その場合における全体での回収率は
60%程度である。一方、電気透析装置11は、塩回収
率が30〜35%ものが選択され、回収される塩水濃度
はNaClで200〜300gr/lである。
【0024】また、逆浸透膜モジュールユニットは、2
段以外に3段等、より多段に配置してもよく、更に、エ
ネルギー交換型昇圧装置は、逆浸透膜モジュールユニッ
ト間の昇圧用補助ポンプに代えて装着してもよい。この
場合においては、かかるエネルギー交換型昇圧装置によ
り、前段の逆浸透膜モジュールユニットから排出されて
後段の逆浸透膜モジュールユニットに供給される濃縮水
が、最終段の逆浸透膜モジュールユニットから排出され
る濃縮水が保有している圧力エネルギーを利用して昇圧
せしめられる。また、逆浸透分離装置は、海水の供給量
に対して淡水生産量が50%以上の能力を有するものが
好ましい。
【0025】次に、請求項6〜9に記載の発明に係る実
施形態について述べると、これにおいては、図2におい
て示されているように、電気透析装置11から排出され
る脱塩水15を更に脱塩する逆浸透分離装置1が装着さ
れている。
【0026】すなわち、海水は、最初に電気透析装置1
1に供給されて濃縮され、その濃縮水16が蒸発器14
に送られて更に高濃度に濃縮され、そして、ここから、
製塩に好適な高濃度の塩スラリーを、図示されていない
遠心分離装置等に送って容易に製塩することができる。
【0027】一方、電気透析装置11から排出される脱
塩水15は、高圧ポンプ5で加圧されてエネルギー交換
型昇圧装置4を経て第1段の逆浸透膜モジュールユニッ
ト2に供給されて濃縮水7と淡水の透過水8とに分離さ
れると共に濃縮水7が、補助ポンプ6で昇圧されて第2
段の逆浸透膜モジュールユニット3に供給されて濃縮水
9と淡水の透過水10とに分離される。
【0028】このように、この逆浸透分離装置1におい
ても、前段(第1段)の逆浸透膜モジュールユニット2
から排出される濃縮水7を、次段(第2段)の逆浸透膜
モジュールユニット3の供給水にするようにしている。
【0029】なお、第2段の逆浸透膜モジュールユニッ
ト3から排出される濃縮水9は、エネルギー交換型昇圧
装置4を経てその一部又は全量が、電気透析装置11に
供給される海水に循環される。従って、環境悪化の心配
も解消することができ、特に、脱塩水12の一部若しく
は全量を海水に循環させる事に基く、系外への排出物量
を少くすることができる点の効果が大きい。
【0030】また、エネルギー交換型昇圧装置4を経て
第1段の逆浸透膜モジュールユニット2に供給される脱
塩水15が、エネルギー交換型昇圧装置4によって昇
圧、すなわち、エネルギー交換型昇圧装置4が、第2段
の逆浸透膜モジュールユニット3から排出される濃縮水
9が保有している圧力エネルギーを利用して脱塩水15
を昇圧し、従って、高圧ポンプ5の吐出圧を減圧するこ
とができて省エネルギー化が図れると共に逆浸透分離装
置の耐圧グレードを低下させることもできる。
【0031】また、電気透析装置11での塩回収率は3
0〜35%であって、塩濃度が低下した脱塩水15は、
海水の塩濃度に対して65〜70%となるから、これを
逆浸透分離装置1の供給水とする事により、海水そのも
のを用いる従来の逆浸透海水淡水化装置に比べて低い操
作圧力で淡水を得ることができ、この点からの節電も図
ることができる。
【0032】なお、逆浸透膜モジュールユニットは、2
段以外に3段等、より多段に配置してもよく、更に、エ
ネルギー交換型昇圧装置は、逆浸透膜モジュールユニッ
ト間の昇圧用補助ポンプに代えて装着してもよい。この
場合においては、かかるエネルギー交換型昇圧装置によ
り、前段の逆浸透膜モジュールユニットから排出されて
後段の逆浸透膜モジュールユニットに供給される濃縮水
が、最終段の逆浸透膜モジュールユニットから排出され
る濃縮水が保有している圧力エネルギーを利用して昇圧
せしめられる。また、逆浸透分離装置は、海水の供給量
に対して淡水生産量が50%以上の能力を有するものが
好ましい。
【0033】以上、請求項1〜9に記載の発明に係る実
施形態について述べたが、それらにおいて用いられるエ
ネルギー交換型昇圧装置の代表例として、米国のユニオ
ンポンプ・カンパニー製のハイドロリック・ターボチャ
ージャーが挙げられる。また、逆浸透膜モジュールエレ
メントは、スパイラル型若しくは中空糸型が好適である
が、他の型式はのものであってもよい。
【0034】更に、説明は省略しているが、図1の実施
形態において、第1段の逆浸透膜モジュールユニット2
に供給される海水を前処理する装置、すなわち、凝集/
砂濾過/カートリッジフィルターなどで構成された前処
理装置を設置してもよく、また、図2の実施形態におい
ても、電気透析装置11と高圧ポンプ5間に、適当なブ
ースターポンプや保安フィルター等で構成された適当な
前処理装置を設置してもよい。
【0035】
【発明の効果】上述の如く、請求項1〜5に記載の発明
によると、海水の淡水化を主目的としつつ同時に副生物
より製塩する為に好適な海水処理装置が得られ、また、
請求項6〜9に記載の発明によると、製塩を主目的とし
つつ同時に淡水を生産する為に好適な海水処理装置が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】海水処理装置の構成を示す図である。
【図2】海水処理装置の他の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 逆浸透分離装置 2,3 逆浸透膜モジュールユニット 4 エネルギー交換型昇圧装置 5 高圧ポンプ 7,9,13,16 濃縮水 8,10 淡水の透過水 11 電気透析装置 12,15 脱塩水

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 海水を脱塩して淡水を得る逆浸透分離装
    置と前記逆浸透分離装置から排出される濃縮水を更に濃
    縮する電気透析装置とを備えていることを特徴とする海
    水処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の海水処理装置におい
    て、逆浸透分離装置を、前段の逆浸透膜モジュールユニ
    ットから排出される濃縮水を昇圧せしめて次段の逆浸透
    膜モジュールユニットに供給して更に濃縮させ得るよう
    に複数の逆浸透膜モジュールユニットを多段に配置して
    構成したことを特徴とする海水処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の海水処理装置に
    おいて、電気透析装置から排出される脱塩水の一部若し
    くは全量を、逆浸透分離装置に供給される海水に循環せ
    しめるようにしたことを特徴とする海水処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載の海水処理装置に
    おいて、逆浸透分離装置が、海水の供給量に対して淡水
    生産量が50%以上の能力を有することを特徴とする海
    水処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項2,3又は4に記載の海水処理装
    置において、第1段の逆浸透膜モジュールユニットに供
    給される海水、又は、前段の逆浸透膜モジュールユニッ
    トから排出されて次段の逆浸透膜モジュールユニットに
    供給される濃縮水を、最終段の逆浸透膜モジュールユニ
    ットから排出される濃縮水が保有している圧力エネルギ
    ーを利用して昇圧せしめるエネルギー交換型昇圧装置を
    装着すると共に前記エネルギー交換型昇圧装置から排出
    される濃縮水を電気透析装置に供給し得るように構成し
    たことを特徴とする海水処理装置。
  6. 【請求項6】 海水を濃縮する電気透析装置及び前記電
    気透析装置から排出される脱塩水を脱塩して淡水を得る
    逆浸透分離装置を備えた海水処理装置において、前記逆
    浸透分離装置を、前段の逆浸透膜モジュールユニットか
    ら排出される濃縮水を昇圧せしめて次段の逆浸透膜モジ
    ュールユニットに供給して更に濃縮させ得るように複数
    の逆浸透膜モジュールユニットを多段に配置して構成し
    たことを特徴とする海水処理装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の海水処理装置におい
    て、最終段の逆浸透膜モジュールユニットから排出され
    る濃縮水の一部若しくは全量を、電気透析装置に供給さ
    れる海水に循環せしめるようにしたことを特徴とする海
    水処理装置。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7に記載の海水処理装置に
    おいて、逆浸透分離装置が、脱塩水の供給量に対して淡
    水生産量が50%以上の能力を有することを特徴とする
    海水処理装置。
  9. 【請求項9】 請求項6,7又は8に記載の海水処理装
    置において、第1段の逆浸透膜モジュールユニットに供
    給される脱塩水、又は、前段の逆浸透膜モジュールユニ
    ットから排出されて次段の逆浸透膜モジュールユニット
    に供給される濃縮水を、最終段の逆浸透膜モジュールユ
    ニットから排出される濃縮水が保有している圧力エネル
    ギーを利用して昇圧せしめるエネルギー交換型昇圧装置
    を装着すると共に前記エネルギー交換型昇圧装置から排
    出される濃縮水の一部若しくは全量を、電気透析装置に
    供給される海水に循環せしめるようにしたことを特徴と
    する海水処理装置。
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