[发明专利]海水淡化系统以及能量回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及从海水中除去盐分将海水淡化的海水淡化系统以及适合用于该海水淡化系统的能量回收装置。

背景技术

以往，作为将海水淡化的系统，公知有向反渗透膜分离装置输送海水进行脱盐的海水淡化系统。在该海水淡化系统中，在所汲取的海水通过前处理装置而符合恒定水质的条件后，由高压泵加压并向反渗透膜分离装置加压输送，反渗透膜分离装置内的高压海水的一部分，克服反渗透压力而通过反渗透膜，并作为除去了盐分的淡水被取出。其他海水以盐分浓度升高而被浓缩的状态，从反渗透膜分离装置作为浓缩海水(盐水)被排出。其中，海水淡化系统中最大的运转成本是电费，且大大地依赖于用于使前处理后的海水上升至克服浸透压的压力即反渗透压的能量，即由高压泵进行的加压能量。

即，海水淡化设备中电费的一半以上大多花费于由高压泵进行的加压。因此进行将从反渗透膜分离装置排出的高盐分浓度且高压的浓缩海水所保有的压力能，用于对海水的一部分进行升压。而且，作为将从反渗透膜分离装置排出的浓缩海水的压力能用于对海水的一部分进行升压的手段，进行了利用能量回收腔室的方式，该能量回收腔室由能够移动地嵌装于圆筒的筒内的活塞，将圆筒的内部分离为两个空间，在两个空间的一方设置有进行浓缩海水的进出的浓缩海水口，在另一方设置有进行海水的进出的海水口。

图13是表示现有的海水淡化系统的构成例的示意图。如图13所示，由汲水泵(未图示)汲取的海水，在由前处理装置1除去浮游物等而符合规定的水质条件之后，经由送水泵2分支为高压泵管路3和能量回收装置海水供给管路4。向高压泵5流入的海水由高压泵5加压，在与由能量回收装置10和增压泵7升压后的海水合流之后，向反渗透膜分离装置8加压输送。

导入到反渗透膜分离装置8的海水的一部分，克服反渗透压通过反渗透膜分离装置8内的反渗透膜(RO膜)8a，并作为除去盐分后的脱盐水而经由脱盐水管路被取出。其他海水成为盐分浓度升高且浓缩后的浓缩海水，从反渗透膜分离装置8通过浓缩海水管路9而导入至能量回收装置10。

在能量回收装置10中，伴随控制阀14的动作，在两个能量回收腔室11、12内，通过活塞13、13的移动进行从送水泵2经过检验阀模块15的海水导入、和利用了高压的浓缩海水(reject)的海水的升压、排出。

在能量回收腔室11、12内升压后的海水，从检验阀模块15经由增压泵海水供给管路6而向增压泵7供给。其中，通过增压泵7使反渗透膜分离装置8、配管的压力损失、控制阀14中的压力损失、在能量回收腔室11、12以及检验阀模块15内产生的压力损失部分升压后，使升压后的海水与高压泵5的排出海水合流，并向反渗透膜分离装置8加压输送。

在上述现有的能量回收腔室中，能量回收腔室内的活塞与缸内壁进行滑动，由于活塞的滑动部件产生磨损，因此需要定期地更换，另外需要配合活塞的外形而高精度地加工长条的腔室内径，因而加工成本非常高。

因此，本申请的申请人通过采用将专利文献1中的圆筒形长条的腔室作为压力交换腔室，并且在腔室内设置划分为多个的流路，利用从反渗透膜(RO膜)排出的高压的浓缩海水而直接对海水进行加压的方式，提出了没有活塞的方式的能量回收腔室。

专利文献1：日本特开2010-284642号公报

在具备活塞的现有的能量回收腔室中，将磁铁内置于活塞，在腔室外部设置检测磁的电磁开关，从而检测出活塞的位置。活塞一边将浓缩海水与海水分离、一边进行移动，因此成为将该电磁开关设置于腔室的两端附近，通过控制阀等切换活塞的移动方向以使活塞在腔室内往复即进行海水与浓缩海水的给排水切换的控制。另外，也进行使用非接触式传感器、激光、光电传感器等检测活塞的位置。

另一方面，没有活塞的方式的能量回收腔室，由于没有活塞，因此无法以相同的方法控制给排水量。因此需要采用其他手段、方法进行海水与浓缩海水的给排水切换的控制。

发明内容

本发明是鉴于上述情况所做出的，目的在于提供一种能量回收装置，该能量回收装置在没有活塞的方式的能量回收腔室以及具有活塞的方式的能量回收腔室中，均能够在正确的时刻进行浓缩海水和海水向能量回收腔室给排水的切换。