(57)【要約】【課題】逆浸透膜モジュールを利用した淡水化システム又は方法において、効果的な前処理方法と装置、及び、各種の基準・規制又は要求に答えることのできる、淡水の供給システム又は方法を提供すること。【解決手段】塩類含有水を逆浸透膜モジュールにより脱塩処理して淡水化するに際し、前処理として、塩類含有水をオゾン処理し、次いで電解処理した後、逆浸透膜モジュールに供給することからなる淡水化方法とそれに使用する装置、及び、逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水に、ミネラル成分を添加することからなる淡水化方法とそれに使用する装置。【選択図】図１
2010000466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩類含有水を逆浸透膜モジュールにより脱塩処理して淡水化するに際し、先ず、塩類含有水をオゾン処理し、次いで電解処理した後、逆浸透膜モジュールに供給することを特徴とする塩類含有水の淡水化方法。
【請求項２】
逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水に、ミネラル成分を添加することを特徴とする請求項１記載の塩類含有水の淡水化方法。
【請求項３】
ミネラル成分として、塩化ナトリウムと塩化マグネシウムと塩化カルシウムを主体とするミネラルを用い、２０〜５００ｍｇ／ｌ量添加することを特徴とする請求項２記載の塩類含有水の淡水化方法。
【請求項４】
ミネラル成分として、逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水を、微量のラジウムを含む風化した粒状花崗岩層を通過させることによって得られる、粒状花崗岩の浸漬水を用い、この浸漬水がミネラル成分量として２０〜５００ｍｇ／ｌ量添加されるものであることを特徴とする請求項２記載の塩類含有水の淡水化方法。
【請求項５】
塩類含有水をオゾン処理するためのオゾン処理装置、オゾン処理された水を電解処理するための電解処理装置、及び逆浸透膜モジュールからなる脱塩処理装置を構成要素として含む塩類含有水を淡水化するための装置。
【請求項６】
逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水に、ミネラル成分を添加するためのミネラル成分添加装置を構成要素として含む請求項５記載の塩類含有水を淡水化するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水等の塩類含有水を飲料用水、農業用水、あるいは工業用水等に淡水化する方法、及びそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、海水等の淡水化、純水の製造、廃水処理等の様々な分野の水処理システムにおいて、逆浸透膜モジュールを利用した技術が広く採用されている（例えば、特許文献１〜６参照）。淡水化の手順としては、例えば、海水の淡水化の場合は、微生物による逆浸透膜の汚れを防止するために、取水した海水に塩素を注入後、濾過器等を通し、硫酸によるｐＨ調節を行う等の前処理工程を経てから逆浸透膜へ供給する方法が一般的に行われる。逆浸透膜としてポリアミド系等の塩素による酸化劣化を受けやすい逆浸透膜を使用するときには、還元剤（重亜硫酸ナトリウム等）を添加し供給海水中の残留塩素を完全に除去するという前処理も必要となる（例えば、特許文献１）。塩素による酸化劣化の生じにくい膜として、三酢酸セルロース逆浸透膜も用いられている（例えば、特許文献２参照）。逆浸透膜モジュールで処理された水は、その後必要に応じて、更にｐＨ調節や殺菌処理が行われて目的の淡水とされる。
【特許文献１】特開平７−３０８６７１号公報
【特許文献２】特開平７−１７１５６５号公報
【特許文献３】特開平５−３０５２９８号公報
【特許文献４】特開平９−２２０５６３号公報
【特許文献５】特開２００７−２６８３５２号公報
【特許文献６】特開２００７−２６０６３８号公報
【０００３】
しかしながら、塩類含有水の中には有機物を多く含む水や、塩類濃度が特に高い水等もあり、そのような水を従来の前処理のみで逆浸透膜モジュールに供給すると、逆浸透膜が目詰まりしたり、逆浸透膜に過大な負荷がかかるという問題が発生する。一方、逆浸透膜モジュールで処理された水は、通常、塩化ナトリウムや塩化マグネシウムや塩化カルシウムを主体とするミネラル成分の含有量が極端に低下するので、処理水の利用目的によっては、更に成分の調整等が必要になる場合がある。例えば、飲料水の水質基準は国によって異なるため、国によっては、逆浸透膜モジュールで処理された水をそのまま飲料水として利用することができないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題の一つは、逆浸透膜モジュールを利用した淡水化システム又は方法において、逆浸透膜モジュールの処理の前処理工程において、対象とする処理水中の有機物を分解させ逆浸透膜の目詰まりを防止し、また、処理水の塩分濃度を低下させることによって逆浸透膜の負荷を減らすことにある。そして、二つ目の課題は、各種の基準・規制又は要求に答えることのできる、淡水の供給システム（装置）又は方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、本発明の以下の態様によって解決できる。即ち、本発明の請求項１に記載された発明は、塩類含有水を逆浸透膜モジュールにより脱塩処理して淡水化するに際し、先ず、塩類含有水をオゾン処理し、次いで電解処理した後、逆浸透膜モジュールに供給することを特徴とする塩類含有水の淡水化方法である。
【０００６】
請求項２に記載された発明は、逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水に、ミネラル成分を添加することを特徴とする請求項１記載の塩類含有水の淡水化方法である。
【０００７】
請求項３に記載された発明は、ミネラル成分として、塩化ナトリウムと塩化マグネシウムと塩化カルシウムを主体とするミネラルを用い、２０〜５００ｍｇ／ｌ量添加することを特徴とする請求項２記載の塩類含有水の淡水化方法である。特に好ましくは５０〜２００ｍｇ／ｌ量添加するのがよい。
【０００８】
請求項４に記載された発明は、ミネラル成分として、逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水を、微量のラジウムを含む風化した粒状花崗岩層を通過させることによって得られる、粒状花崗岩の浸漬水を用い、この浸漬水がミネラル成分量として２０〜５００ｍｇ／ｌ量添加されるものであることを特徴とする請求項２記載の塩類含有水の淡水化方法
である。ミネラル成分量としては、５０〜２００ｍｇ／ｌ量添加するのが特に好ましい。粒状花崗岩の浸漬水は、０．０５〜１．０ｇ／ｌ程度添加すれば、前記ミネラル濃度に調節できる。
【０００９】
請求項５記載の発明は、塩類含有水をオゾン処理するためのオゾン処理装置、オゾン処理された水を電解処理するための電解処理装置、及び逆浸透膜モジュールからなる脱塩処理装置を構成要素として含む塩類含有水を淡水化するための装置である。
【００１０】
そして、請求項６に記載された発明は、逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水に、ミネラル成分を添加するためのミネラル成分添加装置を構成要素として含む請求項５記載の塩類含有水を淡水化するための装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基本的に逆浸透膜モジュールを利用した淡水化技術であって、逆浸透膜モジュールの処理の前処理工程において、対象とする処理水中の有機物を、オゾン処理によって分解させ逆浸透膜の目詰まりを防止し、また、処理水の塩分濃度を、電解処理により低下させることによって逆浸透膜の負荷を減らす方法又は装置が提供される。また、逆浸透膜処理された水を、各種の基準・規制又は要求に適切に対応させることのできる、淡水の供給システム（装置）又は方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、塩類含有水を逆浸透膜モジュールにより脱塩処理して淡水化するに際し、前処理工程として、塩類含有水のオゾン処理工程、そして次に、電解処理工程を実施し、その後、前処理水を逆浸透膜モジュールに供給することからなる塩類含有水の淡水化方法である。本発明において淡水とは、飲料水、農業用水、工業用水等の塩類の含有量が少ない水を意味し、硬度２０００程度の硬水も含む概念として定義される。また、塩類含有水とは、典型的には海水（塩類の含有量が約３．５％）であるが、飲料水や農業用水や工業用水としてそのまま利用することのできない塩類含有量の高い水、あるいは塩類以外に有機物を多く含んでいる水であってもよい。
【００１３】
逆浸透膜モジュールにより脱塩処理するシステム・方法は、いわゆるＲＯ膜やＵＦ膜やＮＦ膜を用い逆浸透の原理を利用して塩類を除去するものであり、色々のタイプのものが知られている。本発明においては、公知のいずれの逆浸透膜モジュールでも用いることができる。また、逆浸透膜モジュールによる脱塩処理工程の前処理として、本発明の前処理以外の、通常行われる前処理、例えば、海水等の塩素殺菌や濾過等の操作を行ってもかまわない。逆浸透膜モジュール処理においては、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム等の塩類が除去されるだけでなく、殆どの細菌やウイルスも除去される。通常、塩類の濃度は１００ｐｐｍ（０．０１％）以下までに除去される。なお、日本の飲料水基準は、塩分濃度が０．０１％以下（いわゆる軟水）とされているが、これは国によって異なる。
【００１４】
本発明においては、先ず、取水された塩類含有水は、オゾン処理される。オゾン処理によって、水中に含まれる有機物が分解され、逆浸透膜を汚染したり目詰まりさせたりすることがなく、逆浸透膜処理によって取り除かれるようになる。また、オゾンによる殺菌も行われる。オゾンによる殺菌や分解方法・装置は特別なものである必要はなく、公知の方法・装置を通常の条件下で使用すればよい。
【００１５】
本発明においては、オゾン処理された水は、次に電解処理される。塩類、例えば、食塩水の電解反応により次亜塩素酸を発生させ、殺菌を行う方法は公知である。例えば、食塩水中で白金やチタン等の電極を用い電解反応を行うと、処理時間２０〜６０分で完全に殺菌が行われる。この原理は、次のように説明される。食塩水の電解で陽極に塩素が発生し、この塩素は溶液のｐHによってその形態が変化し、酸性領域では塩素（Cl2）、中性領域では次亜塩素（HClO）、次亜塩素酸イオン（ClO−）が主成分となる。
酸性領域においては、塩素（Cl2）の一部は溶液に溶解するものの大部分は塩素ガスとして系外に排出さる。そして、溶液中に存在する塩素（Cl2）、中性領域では次亜塩素（HClO）、次亜塩素酸イオンが、微生物やウイルス等の殺菌に寄与するものである。本発明の電解処理では、前記のような殺菌が行われる他、電気分解によって塩濃度が低下するので、その後の逆浸透膜による処理において、逆浸透膜に与える負荷を大幅に低下させることができる。電解の条件は特に制限されるものではなく、状況に応じ任意に設定することができる。
【００１６】
本発明においては、前記のごとく電解処理された水が逆浸透膜モジュールに供給され、脱塩処理されて淡水化される。逆浸透膜モジュールによる処理は、特に限定されるものではなく、公知の装置を用いて通常の条件下で処理を行えばよい。そして、淡水化された水はそのまま、各種用途に使用することができる。  
【００１７】
本発明においては、また、前記のごとくして得られた淡水に、ミネラル成分を添加してもよい。本発明においてミネラル成分とは、塩化ナトリウムや塩化マグネシウムや塩化カルシウムを主体とするものを意味する。添加方法や混合方法は特に限定されるものではなく、また、ミネラル成分は固形粉末として添加混合しても、あるいは水溶液として添加混合してもよい。あるいは、逆浸透膜モジュール処理された水を、ミネラル成分含有層を通過させることによって、ミネラル成分を溶出・溶解させる方法によってもよい。添加量は得られた淡水の利用目的・用途によって調整されるが、通常、２０〜５００ｍｇ／ｌ、特に５０〜２００ｍｇ／ｌ量の範囲が好ましい。
【００１８】
本発明において用いられるミネラル成分を添加する方法としては、実用新案登録第３１３２８２１号に記載された装置を利用するのが、特に好ましい。具体的には、前記逆浸透膜処理された水を、微量のラジウムを含む風化した粒状花崗岩層を通過させることによって、特に飲料用水として適した淡水を得ることができる。なお、ラジウムを含む風化した花崗岩としては、海底火山で生成されたものが、太平洋プレートで陸地化してから６００万年以上経過したものを使用することができる。この風化した花崗岩は、石英、長石、雲母が大豆粒以下に壊れているので、スコップで採取することができる。採取してから篩にかけ、大豆粒のものだけをフィルターとして充填・利用することができる。本発明においては、前記のごとき粒状花崗岩の浸漬水を、ミネラル成分量として２０〜５００ｍｇ／ｌ量、特に５０〜２００ｍｇ／ｌ量添加することによっても目的とする淡水が得られる。粒状花崗岩の浸漬水は、０．０５〜１．０ｇ／ｌ程度添加すれば、前記ミネラル濃度に調節できる。
【００１９】
前記したような本発明の淡水化方法を実施するためには、塩類含有水をオゾン処理するためのオゾン処理装置、オゾン処理された水を電解処理するための電解処理装置、及び逆浸透膜モジュールからなる脱塩処理装置を構成要素として含む塩類含有水を淡水化するための装置を用いることができる。また、必要に応じ、逆浸透膜モジュールにより脱塩処理された淡水に、ミネラル成分を添加するためのミネラル成分添加装置を、付加的な構成要素として組合わせて用いることもできる。これら一連の製造装置は本発明のもう一つの態様であるが、オゾン処理装置、電解処理装置、逆浸透膜モジュールからなる脱塩処理装置、及びミネラル成分添加装置等の個々の装置自体は、特別なものである必要はなく、公知のものをそのまま、あるいは当業者が行う通常の設計事項の範囲内で変更したものを用いればよい。前記各種の装置の動力としては、通常の電力を利用できるのは言うまでもないが、電力等のインフラが整っていない地域においては、蓄電システムや風力やソーラーによる電力を利用するのが便利である。
【００２０】
以下、図を参照しながら本発明の方法を説明する。図１は、本発明の淡水化の方法の一例を示すフロシートである。海から取水された海水は、先ず、オゾン処理装置に導かれオゾン処理され、次いで、電解処理装置に導かれ電解処理され。そして、電解処理された水は
逆浸透膜モジュールからなる脱塩処理装置に導かれ、脱塩処理が行われ淡水化される。場合によっては、脱塩処理が行われた淡水は、その後、ミネラル成分添加装置に導かれ、コンピュータ等で適当に制御されつつ所定量のミネラル成分が添加され、最終的に目的・用途にかなった淡水（例えば、飲料水）が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の淡水化の方法の一例を示すフロシートである。
【図１】
2010000466.tif 000003