[发明专利]淡水制造系统

说明书

技术领域

本发明涉及使用正渗透膜从海水或下水道放流水得到淡水的淡水制造系统。

背景技术

近年来，使用逆渗透膜进行过滤处理的海水淡水化装置有增加的倾向。逆渗透膜用纤维素或聚酰胺等原料制作，向该逆渗透膜施加海水渗透压(约2.5MPa)的两倍以上的压力，使水透过膜，使盐分不透过膜，这样能够得到淡水。用于向逆渗透膜施加海水渗透压的两倍以上的压力的高压水泵的动力占由逆渗透膜使海水淡水化的成本的大部分。

例如，在专利文献1中公开有使用逆渗透膜从海水得到淡水的方法。

其构成具备：使原水成为规定的高压力的高压水泵；具有浓缩形成为高压的高压供给水中的盐分的高压逆渗透膜的高压逆渗透装置；介装于将透过水供给向下游侧的透过水管线上，将起动初期的透过水暂时地从排水管线排出的第一排水阀；介装于第一排水阀的下流侧的透过水管线上，使透过水成为规定的低压力的低压水泵；具有浓缩由低压水泵形成低压的低压供给水中的盐分的低压逆渗透膜的低压逆渗透装置；以及介装于低压逆渗透装置的浓缩水侧的排出管线上，将供给低压逆渗透装置的起动初期的低压供给水暂时地排出的第二排水阀。通过实施高压和低压的逆渗透，能够制造高质量的水。

但是，为了得到高质量的水，实施高压逆渗透，因此，存在需要大动力这样的问题。

作为与此不同的另一方法，有经由用纤维素等原料制作的渗透膜将海水中的水暂时回收至高浓度(高渗透压)的溶液中，然后，从高渗透压的溶液除去盐的方法。在该方法中，向渗透压高的溶液侧即正方向使水流动，因此，称为正渗透膜法。不仅利用向正方向的驱动力，而且作为向高渗透压溶液添加的盐，通过选择容易从溶液分离的盐，可降低淡水制造相关的能量。

在非专利文献1中，示出了使用正渗透膜从海水回收水的方法。作为回收水的高渗透压溶液，使用溶解了NH₃和CO₂的NH₄HCO₃溶液。将高渗透压溶液的浓度设定为1.1～6mol/L的范围进行实验，测定将渗透压作为驱动力的通量或透过的盐(NaCl)浓度。通过该方法，能够分离模拟海水的NaCl溶液中的95％以上的盐。另外，提出了在最终的淡水回收处理中，从高渗透压溶液分离NH₃和CO₂的工艺。

在该方法中，存在产生NH₃由来的高pH的氨水腐蚀金属构造物或劣化渗透膜这样的问题。另外，也存在由正渗透膜除去的盐的除去率不是100％，因此，若循环高渗透压溶液长时间使用，则在NH₃和CO₂的分离工序中没有除去的盐被浓缩，得到的淡水的纯度降低，或形成海水中的阳离子和碳酸盐并在装置内析出这样的问题。

在专利文献2中，记载有淡水制造装置，其具备：使被处理水接触第一半透膜的一面，同时使溶解度依赖于温度的中介溶液以相对高温的状态接触第一半透膜的另一面，经由第一半透膜使中介溶液吸收被处理水的水分的水分吸收工序；使水分吸收工序后的中介溶液为相对低温，使所述中介溶液的溶质(中介溶质)析出的析出工序；以及以中介溶液的水分可经由第二半透膜放出的液压使析出工序后的中介溶液接触第二半透膜的水分放出工序。而且，记载有优选还具备：将在析出工序所析出的中介溶质的析出体从供给水分放出工序的中介溶液分离的分离工序，以及将分离的析出体与水分放出工序后的中介溶液进行混合而供给溶解工序的混合工序。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-125395号公报

专利文献2：日本特开2010-162527号公报

非专利文献

非专利文献1：J.R.McCutcheon，R.L.McGinnis，and M.Elimelech，J.Membrane Science，278(2006)，pp114-123.

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献2所述的现有的技术中，记载有作为中介溶质，即高渗透压溶液使用明矾水溶液。该明矾水溶液例如AlK(SO₄)₂具有相对于温度上升的浓度缓慢上升的特性，由于需要使温度上升至40℃左右，因此，具有水温的调节幅度大，设备操作成本高这样的问题。另外，AlK(SO₄)₂的pH接近3，存在容易产生装置腐蚀这样的问题。

本发明的目的是提供淡水制造系统，能够得到比规定的水质好的水质的淡水水质，降低运转成本。