(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を淡水化させる海水淡水化装置であって、
分散電源、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池、計算機、冷凍機、又は冷房空調機のいずれかからの排熱により熱媒体を加熱する熱交換器と、
淡水化させる前記海水から固体物を取り除く前処理膜と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器に流入することなく前記熱交換器に戻る第１の循環流路と、
前記第１の循環流路に設けられた、前記熱媒体を収容するタンクと、
前記洗浄水を加熱する洗浄水加熱器と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器と前記熱媒体を収容するタンクとに並列に流入し、前記熱交換器に戻る第２の循環流路であって、前記熱媒体を収容するタンクの上流側に設けられる開閉弁を備える第２の循環流路と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱交換器に戻る第３の循環流路と、
前記熱媒体を収容するタンクに貯蔵した前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱媒体のタンクに戻る第４の循環流路と、
を具備し、
流路切替えにより、前記第１，２，３，４の循環流路のいずれかに切り替えることができ、
前記第４の循環流路に切替えることにより、前記タンクに貯蔵した前記熱媒体を前記洗浄水加熱器に流入させることができ、
前記洗浄水の全部、又は一部を、前記熱交換器で加熱された前記熱媒体で加熱できることを特徴とした海水淡水化装置。
【請求項２】
海水を淡水化させる海水淡水化装置であって、
分散電源、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池、計算機、冷凍機、又は冷房空調機のいずれかからの排熱により熱媒体を加熱する熱交換器と、
淡水化させる前記海水から固体物を取り除く前処理膜と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器に流入することなく前記熱交換器に戻る第１の循環流路と、
前記第１の循環流路に設けられた、蓄熱材を収容するタンクと、
前記洗浄水を加熱する洗浄水加熱器と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器と前記蓄熱材を収容するタンクとに並列に流入し、前記熱交換器に戻る第２の循環流路であって、前記蓄熱材を収容するタンクの上流側に設けられる開閉弁を備える第２の循環流路と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱交換器に戻る第３の循環流路と、
前記蓄熱材を収容するタンクに貯蔵した前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記蓄熱材を収容するタンクに戻る第４の循環流路と、
を具備し、
流路切替えにより、前記熱媒体が流れる循環流路を、前記第１，２，３，４の循環流路のいずれかに切り替えることができ、
前記第４の循環流路に切り替えることによって、前記熱媒体を前記蓄熱材に蓄熱した熱により加熱して、前記熱媒体を前記洗浄水加熱器に流入することができ、
前記洗浄水の全部、又は一部を、前記熱交換器で加熱された前記熱媒体で加熱できることを特徴とした海水淡水化装置。
【請求項３】
海水を淡水化させる海水淡水化装置であって、
二酸化炭素分離回収システムにて加熱源として使用された蒸気タービンからの抽気蒸気により熱媒体を加熱する熱交換器と、
淡水化させる前記海水から固体物を取り除く前処理膜と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器に流入することなく前記熱交換器に戻る第１の循環流路と、
前記第１の循環流路に設けられた、前記熱媒体を収容するタンクと、
前記洗浄水を加熱する洗浄水加熱器と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器と前記熱媒体を収容するタンクとに並列に流入し、前記熱交換器に戻る第２の循環流路であって、前記熱媒体を収容するタンクの上流側に設けられる開閉弁を備える第２の循環流路と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱交換器に戻る第３の循環流路と、
前記熱媒体を収容するタンクに貯蔵した前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱媒体のタンクに戻る第４の循環流路と、
を具備し、
流路切替えにより、前記第１，２，３，４の循環流路のいずれかに切り替えることができ、
前記第４の循環流路に切替えることにより、前記タンクに貯蔵した前記熱媒体を前記洗浄水加熱器に流入させることができ、
前記洗浄水の全部、又は一部を、前記熱交換器で加熱された前記熱媒体で加熱できることを特徴とした海水淡水化装置。
【請求項４】
海水を淡水化させる海水淡水化装置であって、
二酸化炭素分離回収システムにて加熱源として使用された蒸気タービンからの抽気蒸気により熱媒体を加熱する熱交換器と、
淡水化させる前記海水から固体物を取り除く前処理膜と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器に流入することなく前記熱交換器に戻る第１の循環流路と、
前記第１の循環流路に設けられた、蓄熱材を収容するタンクと、
前記洗浄水を加熱する洗浄水加熱器と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器と前記蓄熱材を収容するタンクとに並列に流入し、前記熱交換器に戻る第２の循環流路であって、前記蓄熱材を収容するタンクの上流側に設けられる開閉弁を備える第２の循環流路と、
前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱交換器に戻る第３の循環流路と、
前記蓄熱材を収容するタンクに貯蔵した前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記蓄熱材を収容するタンクに戻る第４の循環流路と、
を具備し、
流路切替えにより、前記熱媒体が流れる循環流路を、前記第１，２，３，４の循環流路のいずれかに切り替えることができ、
前記第４の循環流路に切り替えることによって、前記熱媒体を前記蓄熱材に蓄熱した熱により加熱して、前記熱媒体を前記洗浄水加熱器に流入することができ、
前記洗浄水の全部、又は一部を、前記熱交換器で加熱された前記熱媒体で加熱できることを特徴とした海水淡水化装置。
【請求項５】
海水を淡水化させる海水淡水化装置であって、
太陽熱により熱媒体を加熱する集熱器と、
淡水化させる前記海水から固体物を取り除く前処理膜と、
前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器と、
前記集熱器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入することなく前記集熱器に戻る第１の循環流路と、
前記第１の循環流路に設けられた、前記熱媒体を収容するタンクと、
前記集熱器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器と前記熱媒体を収容するタンクとに並列に流入し、前記集熱器に戻る第２の循環流路であって、前記熱媒体を収容するタンクの上流側に設けられる開閉弁を備える第２の循環流路と、
前記集熱器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記集熱器に戻る第３の循環流路と、
前記熱媒体を収容するタンクに貯蔵した前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱媒体のタンクに戻る第４の循環流路と、
を具備し、
流路切替えにより、前記第１，２，３，４の循環流路のいずれかに切り替えることができ、
前記洗浄水の全部、又は一部を、前記集熱器で加熱された前記熱媒体で前記洗浄水加熱器にて加熱できることを特徴とした海水淡水化装置。
【請求項６】
海水を淡水化させる海水淡水化装置であって、
太陽熱により熱媒体を加熱する集熱器と、
淡水化させる前記海水から固体物を取り除く前処理膜と、
前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器と、
前記集熱器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入することなく前記集熱器に戻る第１の循環流路と、
前記第１の循環流路に設けられた、蓄熱材を収容するタンクと、
前記集熱器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器と前記蓄熱材を収容するタンクとに並列に流入し、前記集熱器に戻る第２の循環流路であって、前記蓄熱材を収容するタンクの上流側に設けられる開閉弁を備える第２の循環流路と、
前記集熱器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記集熱器に戻る第３の循環流路と、
前記蓄熱材を収容するタンクに貯蔵した前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記蓄熱材を収容するタンクに戻る第４の循環流路と、
を具備し、
流路切替えにより、前記熱媒体が流れる循環流路を、前記第１，２，３，４の循環流路のいずれかに切り替えることができ、
前記洗浄水の全部、又は一部を、前記集熱器で加熱された前記熱媒体で前記洗浄水加熱器にて加熱できることを特徴とした海水淡水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、海水を淡水化する海水淡水化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜を用いた海水淡水化装置が知られている。この海水淡水化装置は、海水を海水ポンプにて搬送し、前処理膜に流入させる。前処理膜は例えば中空糸膜であり、海水は濾過により固体物が取り除かれた前処理後海水になる。前処理後海水は、例えば６ＭＰａ超の浸透圧ポンプにより昇圧され高圧海水になり、逆浸透膜に流入する。逆浸透膜により高圧海水は、膜を通過する淡水と通過しない濃縮海水に分離される。このように飲料水に利用するための淡水を得ている。
【０００３】
前処理膜に詰りが生じた場合、濾過の方向とは逆の方向から洗浄水を流して前処理膜に捕集された固体物を除去（以下、「逆洗」という）している。このような逆洗浄では、洗浄水を温水とした方が、堆積した固体物を効率よく前処理膜から除去できることが知られている。又、更に前処理膜の詰まりが増大したら、薬品を用いた洗浄も実施されるが、前処理膜を温水で逆洗浄すると、薬品を用いた洗浄を実施する時間間隔を長くできるという事象が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５２−２７０６７号公報
【特許文献２】特許第４４７５９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、温水程度の排熱は多量に存在するが、それらは特に使途がなく大気等に捨てられているのが現状である。例えば、分散電源として使用されている発電機付きガスエンジンや発電機付きガスタービンや燃料電池は、冷却が必要であるため温水を多量に発生させている。しかし、冷却塔で大気に放熱させて循環させたり、温水になった工業用水や水道水を排水したりしている。
【０００６】
海水淡水化装置では、これらを有効に利用する使途があると考えられる。海水淡水化装置において、自然エネルギや排熱を海水淡水化に利用することができれば、海水淡水化装置の消費エネルギを低減させたり、薬品注入量を低減させることができると考えられる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、自然エネルギや排熱を利用することが可能で、エネルギ消費量を低減させたり、薬品注入量を低減させることができる海水淡水化装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するため、一実施形態の海水淡水化装置は、次のように構成されている。海水淡水化装置は、海水を淡水化させる海水淡水化装置であって、分散電源、ガスエンジン、ガスタービン、燃料電池、計算機、冷凍機、又は冷房空調機のいずれかからの排熱により熱媒体を加熱する熱交換器と、淡水化させる前記海水から固体物を取り除く前処理膜と、前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器に流入することなく前記熱交換器に戻る第１の循環流路と、前記第１の循環流路に設けられた、前記熱媒体を収容するタンクと、前記前処理膜の逆洗に使用する洗浄水を加熱する洗浄水加熱器と、前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器と前記熱媒体を収容するタンクとに並列に流入し、前記熱交換器に戻る第２の循環流路であって、前記熱媒体を収容するタンクの上流側に設けられる開閉弁を備える第２の循環流路と、前記熱交換器にて加熱された前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱交換器に戻る第３の循環流路と、前記熱媒体を収容するタンクに貯蔵した前記熱媒体が、前記洗浄水加熱器に流入し、前記熱媒体のタンクに戻る第４の循環流路と、を備え、流路切替えにより、前記第１，２，３，４の循環流路のいずれかに切り替えることができ、前記第４の循環流路に切替えることにより、前記タンクに貯蔵した前記熱媒体を前記洗浄水加熱器に流入させることができ、前記洗浄水の全部、又は一部を、前記熱交換器で加熱された前記熱媒体で加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図２】第２実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図３】第３実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図４】第４実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図５】第５実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図６】第６実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図７】第７実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図８】第８実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図９】第９実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図１０】第１０実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図１１】第１１実施形態にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図１２】第１の技術にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【図１３】第２の技術にかかる海水淡水化装置の全体を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の技術＞
実施形態の海水淡水化装置を説明するに先立ち、各実施形態の前提となる第１の技術、及び第２の技術を、図１２、図１３を用いて説明する。第１の技術にかかる海水淡水化装置は、まず、海水１を海水ポンプ２にて搬送し、前処理膜３に流入させる。前処理膜３は、例えば中空糸膜であり、海水１は濾過により固体物が取り除かれた前処理後海水４になる。前処理後海水４は、例えば６ＭＰａ超の浸透圧ポンプ５により昇圧され高圧海水６になり、逆浸透膜７に流入する。逆浸透膜７により高圧海水６は、膜を通過する淡水８と通過しない濃縮海水９に分離される。このように飲料水に利用するための淡水８を得る。
【００１１】
第１の技術にかかる海水淡水化装置は、通常運転では、開閉弁１０、１１を開き、開閉弁１７、１８、１９を閉じる。逆洗ポンプ１５は停止し、他のポンプは全て運転する。前処理後海水４は前処理後海水槽６２に一旦入り、そこから浸透圧ポンプ５で昇圧されながら搬送される。
【００１２】
前処理膜３には取り除いた固体物が堆積するため、膜が詰まっていき海水１が流れにくくなっていく。そこで膜差圧がある程度大きくなるか、ある程度時間経過したら、逆洗運転を以下のように実施する。
【００１３】
海水ポンプ２を停止し、開閉弁１０、１１を閉止する。そして開閉弁１７、１８、１９を開き、逆洗ポンプ１５を運転し、前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を前処理膜３に流す。洗浄水１６は海水１と逆方向に流れるため、膜に堆積した固体物は洗浄水１６に乗って、図示していない洗浄排水槽に排出される。このように前処理膜３を水流によって逆洗することができる。
【００１４】
なお、逆洗を繰り返しても前処理膜３の差圧はある程度の割合で上昇していくので、充分に差圧が上昇したら、薬品を用いた洗浄も実施する。浸透圧ポンプ５は、逆洗運転中も運転し、前処理後海水槽６２に貯蔵されている前処理後海水４を昇圧しながら搬送し、淡水化処理を継続する。
【００１５】
＜第２の技術＞
第２の技術である海水淡水化装置を、図１３を用いて説明する。第１の技術と異なる部分のみ説明する。通常運転では、開閉弁１０、１１を開き、開閉弁１７、１８、１９、６４、６５を閉じる。逆洗ポンプ１５、第２の逆洗ポンプ６７は停止し他のポンプは全て運転する。ヒータ６６は、例えば電気ヒータであり、通常は作動させない。
【００１６】
前処理後海水４は、前処理後海水槽６２に一旦入り、そこから浸透圧ポンプ５で昇圧されながら搬送される。淡水８は淡水水槽１２に流入し、そこから淡水ポンプ１３により第２の淡水１４として適当量が取り出される。前処理膜３には取り除いた固体物が堆積するため、膜が詰まっていき海水１が流れにくくなっていく。そこで膜差圧がある程度大きくなるかある程度時間経過したら、逆洗運転を以下のように実施する。
【００１７】
海水ポンプ２を停止し、開閉弁１０、１１を閉止する。そして開閉弁１７、１８、１９を開き、逆洗ポンプ１５を運転し、前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を前処理膜３に流す。洗浄水１６は海水１と逆方向に流れるため、膜に堆積した固体物は洗浄水１６に乗って、図示していない洗浄排水槽に排出される。さて、逆洗運転の実施の内、幾つか例えば数回に１回においては、以下のように実施する。
【００１８】
海水ポンプ２を停止し、開閉弁１０、１１、１８、１９を閉止する。そして開閉弁１７、６４、６５を開き、第２の逆洗ポンプ６７を運転し、ヒータ６６を作動させ第２の洗浄水６３を加熱する。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分によるヒータ６６の腐食を防止するためであり、ヒータ６６を開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００１９】
淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を前処理膜３に流すが、前処理膜３に流入する時点では温水である。第２の洗浄水６３は海水１と逆方向に流れるため、膜に堆積した固体物は第２の洗浄水６３に乗って、図示していない洗浄排水槽に排出される。
【００２０】
このように前処理膜３を水流によって逆洗する事ができる。逆洗を繰り返しても前処理膜３の差圧はある程度の割合で上昇していくので、充分に差圧が上昇したら、薬品を用いた洗浄も実施する。前処理膜３は温水で逆洗すると洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。
【００２１】
よって、薬品を用いた洗浄を実施する時間間隔は第１の技術よりも長くなり、１日当たりの薬品注入量が低減される。なお、温水によるか否かに関わらず逆洗運転中も浸透圧ポンプ５は運転し、前処理後海水槽６２に貯蔵されている前処理後海水４を昇圧しながら搬送し、淡水化処理を継続する。このように、第２の技術では、前処理膜３を温水で逆洗するため、１日当たりの薬品注入量が低減される。
【００２２】
＜第１実施形態＞
第１実施形態にかかる海水淡水化装置を、図１を用いて説明する。第１実施形態は、請求項１に対応する。第１実施形態にかかる海水淡水化装置について、第１、２の技術と異なる部分のみ説明し、同一の部分は説明を省略する。
【００２３】
第１実施形態にかかる海水淡水化装置では、太陽光線２１が充分に存在し太陽熱が充分に得られ、かつ前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施する時、以下のように運転する。開閉弁１０、１１、１８、１９を閉じ、開閉弁１７、６４、６５を開き、海水ポンプ２、逆洗ポンプ１５を停止し、水ポンプ２４、第２の逆洗ポンプ６７を運転し、ヒータ６６を作動させない。集熱器２６にて、太陽光線２１の輻射熱により水２５は加熱された後、洗浄水加熱器４０に流入する。第２の洗浄水６３は水２５にて加熱される。水２５は洗浄水加熱器４０にて温度低下した後、循環する。
【００２４】
前処理膜３は温水で逆洗すると、洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。海水淡水化装置は第２の技術と比較し、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、太陽熱が充分に得られる時の薬品注入量の総量が減る。
【００２５】
第２の技術と比較するならば、ヒータ６６の消費エネルギ、例えば電気ヒータの消費電力がなくなる。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による洗浄水加熱器４０の腐食を防止するためであり、洗浄水加熱器４０を開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００２６】
前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施するが、太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時は、太陽光線２１が充分に存在し太陽熱が充分に得られ、かつ前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施する状態から、水ポンプ２４を停止し、ヒータ６６を作動させる。第２の洗浄水６３は洗浄水加熱器４０を通過するだけで問題は生じない。
【００２７】
前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施しない時は、逆洗運転として温水洗浄を実施するが太陽熱が充分には、あるいは全く得られない状態から、開閉弁６４、６５を閉じ、開閉弁１８、１９を開き、第２の逆洗ポンプ６７を停止し、逆洗ポンプ１５を運転し、ヒータ６６を作動させない。太陽熱を利用している観点では、全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。
【００２８】
海水淡水化装置は、通常の逆洗運転を実施し問題は生じない。なお、温水によるか否かや、太陽熱の状況に関わらず、逆洗運転中も浸透圧ポンプ５は運転し、前処理後海水槽６２に貯蔵されている前処理後海水４を昇圧しながら搬送し、淡水化処理を継続する。
【００２９】
前処理膜３の逆洗運転を実施しない時は、以下のように運転する。開閉弁１０、１１を開き、開閉弁１７、１８、１９、６４、６５を閉じ、水ポンプ２４、逆洗ポンプ１５、第２の逆洗ポンプ６７を停止し、海水ポンプ２を運転し、ヒータ６６を作動させない。海水淡水化装置は、通常の運転を実施し問題は生じない。
【００３０】
第１実施形態では、太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時に温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しないで温水を用いた逆洗運転ができない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。自然エネルギを利用する事で、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、薬品注入量の総量が低減したり、消費エネルギが低減する。
【００３１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に掛かる海水淡水化装置を、図２を用いて説明する。第２実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項１、４に対応する。第２実施形態については、第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００３２】
太陽光線２１が充分に存在し太陽熱が充分に得られ、かつ前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施しない時、以下のように運転する。開閉弁１０、１１、１８、１９を閉じ、開閉弁１７、６４、６５を開き、海水ポンプ２、逆洗ポンプ１５を停止し、水ポンプ２４、第２の逆洗ポンプ６７を運転し、ヒータ６６を作動させない。集熱器２６にて、太陽光線２１の輻射熱により水２５は加熱された後、温水タンク式洗浄水加熱器４１を通過する。保温されている温水タンク式洗浄水加熱器４１の内部温度が充分に上昇したら、水ポンプ２４を停止する。
【００３３】
太陽熱が充分に得られる時で、かつ前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施する時は、水ポンプ２４を運転し、そのまま温水洗浄による逆洗運転を実施する。太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時で、かつ逆洗運転として温水洗浄を実施する場合は、水ポンプ２４を停止し、ヒータ６６を作動させず、他は同じとする。
【００３４】
第２の洗浄水６３は、温水タンク式洗浄水加熱器４１を通過する際、加熱され、温水タンク式洗浄水加熱器４１内部の温度は低下する。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。
【００３５】
通常運転時、あるいは温水洗浄でない逆洗運転を実施する時は、得られる太陽熱の状況に限らず、水ポンプ２４を停止し、それぞれ海水淡水化装置を通常運転させるか温水洗浄でない逆洗運転を実施する。太陽熱を利用している観点では、全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。
【００３６】
尚、前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による温水タンク式洗浄水加熱器４１の腐食を防止するためであり、温水タンク式洗浄水加熱器４１を開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。第２実施形態に掛かる海水淡水化装置では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は、逆浸透膜を用いる方法である必要はない。第１実施形態と比較し、温水タンク式洗浄水加熱器４１の存在により、太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時でも、効果が発生する時がある。
【００３７】
＜第３実施形態＞
第３実施形態にかかる海水淡水化装置を、図３を用いて説明する。第３実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項１、４に対応する。第３実施形態について、第２実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００３８】
太陽熱が充分に得られる時、水２５は蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を流通し、第２の蓄熱材４３を加熱する。第２の蓄熱材４３は、液体と固体の相変化を利用する物質を用いるのがよい。第２の蓄熱材４３が充分に温度上昇したら、水ポンプ２４を停止する。
【００３９】
太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時は、水ポンプ２４を停止し、そのまま逆洗運転を実施する。太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時で、かつ逆洗運転として温水洗浄を実施する場合は、水ポンプ２４を停止しヒータ６６を作動させず、他は同じとする。第２の洗浄水６３は蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を通過する際、加熱される。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。
【００４０】
通常運転時、あるいは温水洗浄でない逆洗運転を実施する時は、得られる太陽熱の状況に限らず、水ポンプ２４を停止し、それぞれ海水淡水化装置を通常運転させるか温水洗浄でない逆洗運転を実施する。太陽熱を利用している観点では全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。
【００４１】
尚、前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による蓄熱槽式洗浄水加熱器４２の腐食を防止するためである。蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を、開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００４２】
第３実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は、逆浸透膜を用いる方法である必要はない。第２実施形態の効果に加えて、第２実施形態と比較し蓄熱槽式洗浄水加熱器４２の存在により、太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時に、より長時間、第２の洗浄水６３が充分な温度に保たれる効果がある。
【００４３】
＜第４実施形態＞
第４実施形態にかかる海水淡水化装置を、図４を用いて説明する。第４実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項１、５に対応する。第４実施形態について、第２実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００４４】
太陽熱が充分に得られる時、かつ前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施しない時、開閉弁４４、２７、２９、４５を開き、開閉弁２２、２３を閉じ、水ポンプ２４を運転し、第２の水ポンプ３２を停止する。この時、第３の水３１は流れない。
【００４５】
集熱器２６により加熱された水２５は第２の水３０となり、温水タンク２８を流通する。保温されている温水タンク２８の内部温度が充分に上昇したら、開閉弁４４、２７、２９、４５を閉じる。
【００４６】
太陽熱の状況に関わらず、前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施する時は、開閉弁２７、２９、２２、２３を開き、第２の水ポンプ３２を運転する。温水タンク２８から充分な温度である第２の水３０が取り出され、第３の水３１として洗浄水加熱器４０に流入し、第２の洗浄水６３を加熱し循環する。第２の洗浄水６３は蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を通過する際、加熱される。
【００４７】
第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。尚、太陽熱が充分に得られる時で、かつ前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施する時は、開閉弁４４、４５、２２、２３を開き、開閉弁２７、２９を閉じるか、中間開度にし、水ポンプ２４を運転する事で、水２５の全量、あるいは一部を第３の水３１として洗浄水加熱器４０に流通させる事で、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００４８】
この時、第２の水ポンプ３２は運転してもしなくてもよい。通常運転時あるいは温水洗浄でない逆洗運転を実施する時は、得られる太陽熱の状況に限らず、水ポンプ２４を停止し、それぞれ海水淡水化装置を通常運転させるか、温水洗浄でない逆洗運転を実施する。
【００４９】
太陽熱を利用している観点では、全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。
【００５０】
前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による洗浄水加熱器４０の腐食を防止するためであり、洗浄水加熱器４０を開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００５１】
第４実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。第４実施形態にかかる海水淡水化装置は、第２、３実施形態と同様の効果がある。
【００５２】
＜第５実施形態＞
第５実施形態にかかる海水淡水化装置を、図５を用いて説明する。第５実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項１、６に対応する。第５実施形態について、第３、４実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００５３】
太陽熱が充分に得られ、かつ前処理膜３の逆洗運転を実施しない時、開閉弁４４、２７、２９、４５を開き、開閉弁２２、２３を閉じ、水ポンプ２４を運転し、第２の水ポンプ３２を停止する。この時、第３の水３１は流れない。
【００５４】
集熱器２６により加熱された水２５は、第２の水３０となり、第２の蓄熱タンク５２を流通し、蓄熱材５０を加熱する。蓄熱材５０は、液体と固体の相変化を利用する物質を用いるのがよい。蓄熱材５０が充分に温度上昇したら、開閉弁４４、２７、２９、４５を閉じる。
【００５５】
太陽熱の状況に関わらず、前処理膜３の逆洗運転を実施する時は、開閉弁２７、２９、２２、２３を開き、第２の水ポンプ３２を運転する。第２の水３０は、第２の蓄熱タンク５２を流通しながら取り出されるので充分な温度であり、第３の水３１として洗浄水加熱器４０に流入し、第２の洗浄水６３を加熱し循環する。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。
【００５６】
尚、太陽熱が充分に得られる時でかつ前処理膜３の逆洗運転を実施する時は、開閉弁４４、４５、２２、２３を開き、開閉弁２７、２９を閉じるか、中間開度にし、水ポンプ２４を運転する事で、水２５の全量、あるいは一部を第３の水３１として洗浄水加熱器４０に流通させる事で、洗浄水１６を加熱してもよい。この時、第２の水ポンプ３２は運転してもしなくてもよい。
【００５７】
通常運転時、あるいは温水洗浄でない逆洗運転を実施する時は、得られる太陽熱の状況に限らず、水ポンプ２４を停止し、それぞれ海水淡水化装置を通常運転させるか温水洗浄でない逆洗運転を実施する。
【００５８】
太陽熱を利用している観点では全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による洗浄水加熱器４０の腐食を防止するためであり、洗浄水加熱器４０を、開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００５９】
第５実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。
【００６０】
第５実施形態では、第２、３、４実施形態と同様の効果がある。また、第４実施形態と比較し、第２の蓄熱タンク５２の存在により、太陽熱が充分には、あるいは全く得られない時に、より長時間、第２の洗浄水６３が充分な温度に保たれる効果がある。
【００６１】
＜第６実施形態＞
第６実施形態にかかる海水淡水化装置を、図６を用いて説明する。第６実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項２に対応する。第６実施形態について、第１の技術や第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００６２】
分散電源３６は例えば発電機付きガスエンジン、発電機付きガスタービン、燃料電池、等であり、排熱は充分に大きく、排熱熱交換器３５から水２５に放熱される。第６実施形態にて排熱を海水淡水化に利用する時は、海水淡水化装置は、前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施し、利用しない時は海水淡水化装置は通常運転、あるいは温水によらない逆洗運転を実施する。
【００６３】
排熱を海水淡水化に利用しない時は、開閉弁２７、２９を開き、開閉弁２２、２３を閉じ、第３の水３１は流さず、水ポンプ２４を運転する。第２の水３０は冷却塔３３に流入し、大気３４により冷却され、循環する。大気３４は、強制送風してもしなくてもよい。
【００６４】
排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２７、２９を閉じ、第２の水３０は流さず、開閉弁２２、２３を開く。第３の水３１は洗浄水加熱器４０に流入し、第２の洗浄水６３を加熱する。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。前処理膜３は温水で逆洗すると、洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。
【００６５】
第６実施形態にかかる海水淡水化装置は、第１の技術と比較し、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、排熱が得られる時の薬品注入量の総量が減る。第２の技術と比較するならば、ヒータ６６の消費エネルギ、例えば電気ヒータの消費電力がなくなる。ただし、水温上昇により膜阻止率が低下し処理水質が悪化することもあるので、水温上昇は大きいほど良いという事ではなく、水温上昇を適当量とする。
【００６６】
よって、洗浄水加熱器４０による第３の水３１の温度低下が充分でない場合は、開閉弁２７、２９を全開あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させ、排熱熱交換器３５に戻る水２５を充分に温度低下させる。
【００６７】
通常運転時、あるいは温水洗浄でない逆洗運転を実施する時は、水ポンプ２４を停止し、それぞれ海水淡水化装置を通常運転させるか、温水洗浄でない逆洗運転を実施する。排熱を利用している観点では全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。
【００６８】
尚、前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による洗浄水加熱器４０の腐食を防止するためであり、洗浄水加熱器４０を開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００６９】
第６実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。
【００７０】
第６実施形態にかかる海水淡水化装置では、分散電源３６の排熱を利用する事で、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、薬品注入量の総量が低減したり、消費エネルギが低減する。なお、分散電源３６が大気に排出する燃焼排ガスは冷却後でも、前処理後海水４を２５℃まで加熱するほどの温度である場合があり、この場合は当該燃焼排ガスから熱回収し、水２５を加熱してもよい。
【００７１】
ガスエンジン、ガスタービンは発電機を接続して分散電源３６として使用される事が多いが、軸動力を取出すが発電は実施しない形態もあり、この場合でもガスエンジン、ガスタービンの排熱は充分に大きく、同様の構成を施す事により効果がある。
【００７２】
＜第７実施形態＞
第７実施形態にかかる海水淡水化装置を、図７を用いて説明する。第７実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項２、４に対応する。第７実施形態について、第６実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００７３】
分散電源３６の排熱は、排熱熱交換器３５から水２５に放熱される。第７実施形態にて排熱を海水淡水化に利用する時は、海水淡水化装置は前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施し、利用しない時は海水淡水化装置は、通常運転あるいは温水によらない逆洗運転を実施する。
【００７４】
排熱を海水淡水化に利用しない時は、開閉弁２７、２９、２２、２３を開き、水ポンプ２４を運転し、第２の水３０と第３の水３１を流す。第２の水３０は冷却塔３３に流入し、大気３４により冷却され、循環する。大気３４は強制送風してもしなくてもよい。
【００７５】
排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁２２、２３を全閉、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させる流量割合を増やし、充分に温度低下させる。保温されている温水タンク式洗浄水加熱器４１の内部温度が第３の水３１により充分に上昇したら、開閉弁２２、２３を閉じる。
【００７６】
分散電源３６が稼動しておらず、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２２、２３を閉じたままで、海水淡水化装置は逆洗運転を実施する。温水タンク式洗浄水加熱器４１の内部に保温しながら保管されている第３の水３１により、第２の洗浄水６３は加熱される。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。温水タンク式洗浄水加熱器４１の内部温度は低下する。
【００７７】
前処理膜３は、温水で逆洗すると洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。海水淡水化装置は、第１の技術と比較し、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、排熱が得られる時の薬品注入量の総量が減る。第２の技術と比較するならば、ヒータ６６の消費エネルギ、例えば電気ヒータの消費電力がなくなる。ただし、水温上昇により膜阻止率が低下し処理水質が悪化することもあるので、水温上昇は大きいほど良いという事ではなく、水温上昇は適当量とする。
【００７８】
分散電源３６が稼動していて、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２２、２３を全開にし、水ポンプ２４を運転し、海水淡水化装置は温水による逆洗運転を実施する。排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁２７、２９を全開、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させて充分に温度低下させる。
【００７９】
排熱を利用している観点では全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による温水タンク式洗浄水加熱器４１の腐食を防止するためであり、温水タンク式洗浄水加熱器４１を開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００８０】
第７実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。
【００８１】
第７実施形態にかかる海水淡水化装置は、第６実施形態の効果があり、さらに第６実施形態と比較し、排熱が充分には、あるいは全く得られない時でも効果が発生する時がある。ガスエンジン、ガスタービンは、発電機を接続して分散電源３６として使用される事が多いが、軸動力を取出すが発電は実施しない形態もあり、この場合でもガスエンジン、ガスタービンの排熱は充分に大きく、同様の構成を施す事により効果がある。
【００８２】
＜第８実施形態＞
第８実施形態にかかる海水淡水化装置を、図８を用いて説明する。第８実施形態にかかる海水淡水化装置は、第７実施形態と同様、請求項２、４に対応する。第８実施形態について、第７実施形態と異なる部分のみ説明する。
【００８３】
分散電源３６の排熱は、排熱熱交換器３５から水２５に放熱される。第８実施形態にて排熱を海水淡水化に利用する時は、海水淡水化装置は前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施し、利用しない時は海水淡水化装置は、通常運転あるいは温水によらない逆洗運転を実施する。排熱を海水淡水化に利用しない時は、開閉弁２７、２９、２２、２３を開き水ポンプ２４を運転し、第２の水３０と第３の水３１を流す。
【００８４】
第２の水３０は冷却塔３３に流入し、大気３４により冷却され、循環する。大気３４は強制送風してもしなくてもよい。排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁２２、２３を全閉、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させる流量割合を増やし充分に温度低下させる。
【００８５】
第３の水３１は、蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を流通し、第２の蓄熱材４３を加熱する。第２の蓄熱材４３は液体と固体の相変化を利用する物質を用いるのがよい。第２の蓄熱材４３が充分に温度上昇したら、開閉弁２２、２３を閉じる。
【００８６】
分散電源３６が稼動しておらず、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２２、２３を閉じたままで、海水淡水化装置は、逆洗運転を実施する。第２の洗浄水６３は蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を通過する際、加熱される。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。温水タンク式洗浄水加熱器４１内部温度は低下する。
【００８７】
前処理膜３は、温水で逆洗すると洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。海水淡水化装置は、第１の技術と比較し、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、排熱が得られる時の薬品注入量の総量が減る。第２の技術と比較するならば、ヒータ６６の消費エネルギ、例えば電気ヒータの消費電力がなくなる。ただし、水温上昇により膜阻止率が低下し処理水質が悪化することもあるので、水温上昇は大きいほど良いという事ではなく、水温上昇は適当量とする。
【００８８】
分散電源３６が稼動していて、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２２、２３を全開し水ポンプ２４を運転し、海水淡水化装置は温水を用いた逆洗運転を実施する。排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁２７、２９を全開、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させて充分に温度低下させる。
【００８９】
排熱を利用している観点では全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による蓄熱槽式洗浄水加熱器４２の腐食を防止するためであり、蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を、開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。第８実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。
【００９０】
第８実施形態にかかる海水淡水化装置は、排熱が充分には、あるいは全く得られない時に、第７実施形態と比較し、より長時間、第２の洗浄水６３が充分な温度に保たれる効果がある。ガスエンジン、ガスタービンは、発電機を接続して分散電源３６として使用される事が多いが、軸動力を取出すが発電は実施しない形態もあり、この場合でもガスエンジン、ガスタービンの排熱は充分に大きく、同様の構成を施す事により効果がある。
【００９１】
＜第９実施形態＞
第９実施形態にかかる海水淡水化装置を、図９を用いて説明する。第９実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項２、７に対応する。第９実施形態について、第８実施形態 と異なる部分のみ説明する。
【００９２】
分散電源３６の排熱は、排熱熱交換器３５から水２５に放熱される。第９実施形態にて排熱を海水淡水化に利用する時は、海水淡水化装置は前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施し、利用しない時は、海水淡水化装置は通常運転、あるいは温水によらない逆洗運転を実施する。
【００９３】
排熱を海水淡水化に利用しない時は、開閉弁２７、２９、４６、４７、６０、６１を開き、開閉弁２２、２３を閉じ、水ポンプ２４を運転し第２の水ポンプ３２は停止し、第２の水３０と第３の水３１を流す。第２の水３０は冷却塔３３に流入し、大気３４により冷却され、循環する。大気３４は強制送風してもしなくてもよい。
【００９４】
排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁４６、４７を全閉、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させる流量割合を増やし充分に温度低下させる。第３の水３１は、温水タンク２８を流通する。保温されている温水タンク２８の内部温度が充分に上昇したら、開閉弁２２、２３を閉じる。
【００９５】
分散電源３６が稼動しておらず、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁６０、６１を閉じ、開閉弁２２、２３、４６、４７を開き、第２の水ポンプ３２を運転し、海水淡水化装置は温水を用いた逆洗運転を実施する。温水タンク２８から充分な温度である第２の水３０が取り出され、第４の水４８となる。第４の水４８は洗浄水加熱器４０にて第２の洗浄水６３を加熱する。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。温水タンク式洗浄水加熱器４１の内部温度は低下する。
【００９６】
前処理膜３は、温水で逆洗すると洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。第９実施形態にかかる海水淡水化装置は、第１の技術と比較し、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、排熱が得られる時の薬品注入量の総量が減る。第２の技術と比較するならば、ヒータ６６の消費エネルギ、例えば電気ヒータの消費電力がなくなる。ただし、水温上昇により膜阻止率が低下し、処理水質が悪化することもあるので、水温上昇は大きいほど良いという事ではなく、開閉弁２３の開度を調節する等して適当量、水温を上昇させる。
【００９７】
分散電源３６が稼動していて、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２２、２３を全開し、水ポンプ２４を運転し、海水淡水化装置は温水を用いた逆洗運転を実施する。第２の水ポンプ３２は、運転してもしなくてもよい。ただし、第２の水ポンプ３２が、第２の水ポンプ３２を停止させた状態で、第２の水ポンプ３２の上流から下流へ流体が通過できる構造でなければ、第２の水ポンプ３２は運転を行わせることとする。排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁４６、４７を全開、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させる流量割合を増やし充分に温度低下させる。
【００９８】
排熱を利用している観点では全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による洗浄水加熱器４０の腐食を防止するためである。洗浄水加熱器４０を、開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【００９９】
第９実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。
【０１００】
第９実施形態にかかる海水淡水化装置は、第７実施形態と同様の効果がある。ガスエンジン、ガスタービンは発電機を接続して分散電源３６として使用される事が多いが、軸動力を取出すが発電は実施しない形態もあり、この場合でもガスエンジン、ガスタービンの排熱は充分に大きく、同様の構成を施す事により効果がある。
【０１０１】
＜第１０実施形態＞
第１０実施形態にかかる海水淡水化装置を、図１０を用いて説明する。第１０実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項２、８に対応する。第１０実施形態について、第８、９実施形態と異なる部分のみ説明する。
【０１０２】
分散電源３６の排熱は、排熱熱交換器３５から水２５に放熱される。第１０実施形態にて排熱を海水淡水化に利用する時は、海水淡水化装置は前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施し、利用しない時は海水淡水化装置は、通常運転、あるいは温水によらない逆洗運転を実施する。
【０１０３】
排熱を海水淡水化に利用しない時は、開閉弁２７、２９、４６、４７、６０、６１を開き、開閉弁２２、２３を閉じ、水ポンプ２４を運転し、第２の水ポンプ３２は停止し、第２の水３０と第３の水３１を流す。第２の水３０は冷却塔３３に流入し、大気３４により冷却され、循環する。大気３４は強制送風してもしなくてもよい。排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁４６、４７を全閉、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させる流量割合を増やし充分に温度低下させる。
【０１０４】
第３の水３１は蓄熱槽式洗浄水加熱器４２を流通し、第２の蓄熱材４３を加熱する。第２の蓄熱材４３は、液体と固体の相変化を利用する物質を用いるのがよい。第２の蓄熱材４３が充分に温度上昇したら、開閉弁２２、２３を閉じる。
【０１０５】
分散電源３６が稼動しておらず、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁６０、６１を閉じ、開閉弁２２、２３、４６、４７を開き、第２の水ポンプ３２を運転し、海水淡水化装置は、温水を用いた逆洗運転を実施する。第３の水３１は、第２の蓄熱タンク５２を通過する際、蓄熱材５０により加熱され、第４の水４８となる。第４の水４８は洗浄水加熱器４０にて第２の洗浄水６３を加熱する。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。温水タンク式洗浄水加熱器４１内部温度は低下する。
【０１０６】
前処理膜３は温水で逆洗すると洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。第１０実施形態にかかる海水淡水化装置は、第１の技術と比較し、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、排熱が得られる時の薬品注入量の総量が減る。第２の技術と比較するならば、ヒータ６６の消費エネルギ、例えば電気ヒータの消費電力がなくなる。ただし、水温上昇により膜阻止率が低下し、処理水質が悪化することもあるので、水温上昇は大きいほど良いという事ではなく、開閉弁２３の開度を調節する等して適当量、水温を上昇させる。
【０１０７】
分散電源３６が稼動していて、かつ排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２２、２３を全開し、水ポンプ２４を運転し、海水淡水化装置は温水を用いた逆洗運転を実施する。第２の水ポンプ３２は、運転してもしなくてもよい。ただし、第２の水ポンプ３２が、第２の水ポンプ３２を停止させた状態で、第２の水ポンプ３２の上流から下流へ流体が通過できる構造でなければ、第２の水ポンプ３２は運転を行わせることとする。排熱熱交換器３５に流入する水２５の温度低下が充分でない場合は、開閉弁４６、４７を全開、あるいは中間開度にし、第２の水３０を冷却塔３３に流通させる流量割合を増やし充分に温度低下させる。
【０１０８】
排熱を利用している観点では、全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による洗浄水加熱器４０の腐食を防止するためであり、洗浄水加熱器４０を、開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【０１０９】
第１０実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。
【０１１０】
第１０実施形態にかかる海水淡水化装置は、第９実施形態と同様の効果がある上、排熱が充分には、あるいは全く得られない時に、第９実施形態と比較し、より長時間、第２の洗浄水６３が充分な温度に保たれる効果がある。ガスエンジン、ガスタービンは発電機を接続して分散電源３６として使用される事が多いが、軸動力を取出すが発電は実施しない形態もあり、この場合でもガスエンジン、ガスタービンの排熱は充分に大きく、同様の構成を施す事により効果がある。
【０１１１】
＜第１１実施形態＞
第１１実施形態にかかる海水淡水化装置について説明する。第１１実施形態にかかる海水淡水化装置は、第６〜１０実施形態と同様、請求項２に対応する。第６〜１０実施形態では分散電源３６の排熱を排熱熱交換器３５から回収していたが、これに対して、第１１実施形態にかかる海水淡水化装置は、ビル等の空調機５４（図６〜１０参照）が冷房運転する際、室外機に相当する凝縮器５５から、直接、あるいは水を介して最終的には大気に捨てている排熱を回収する。
【０１１２】
海水淡水化装置の管理のために人間や機械のために冷房が必要な建物が存在するので、空調機５４が海水淡水化装置の近くに設置される事がある。第１１実施形態にかかる海水淡水化装置では、第６〜１０実施形態における分散電源３６、排熱熱交換器３５がそれぞれ空調機５４、凝縮器５５に置き換えられる。
【０１１３】
空調機５４の排熱を利用する事で、消費電力を低減できる。ビル等の空調機５４の冷房運転と同様に、冷水チラーやコールドチェーンといった冷凍機の凝縮器も、排熱を直接、あるいは水を介して最終的には大気に捨てており、これを回収して利用するように同様の構成を施すと同様の効果がある。
【０１１４】
＜第１２実施形態＞
第１２実施形態にかかる海水淡水化装置を、説明する。第１２実施形態にかかる海水淡水化装置は、第６〜１１実施形態と同様、請求項２に対応する。第６〜１０実施形態では、分散電源３６の排熱を排熱熱交換器３５から回収していたが、これに対して、水冷計算機５７（図６〜１０参照）からの排熱を回収する。海水淡水化装置の監視制御のために大規模な計算機が使用されるので、水冷計算機５７が海水淡水化装置の近くに設置される事があり、その排熱を直接、あるいは水を介して最終的には大気に捨てている。第１２実施形態にかかる海水淡水化装置では、第６〜１０実施形態における分散電源３６が、水冷計算機５７に置き換えられる。水冷計算機５７の排熱を利用する事で、消費電力を低減できることがある。
【０１１５】
＜第１３実施形態＞
第１３実施形態にかかる海水淡水化装置を、図１１を用いて説明する。第１３実施形態にかかる海水淡水化装置は、請求項３に対応する。第１３実施形態について、第２の技術と異なる部分のみ説明する。蒸気タービンプラントは、復水器に海水を使用する事が多く、海水淡水化装置と同様に海近くに設置される事が多い。蒸気タービンプラントにてボイラ排ガスから二酸化炭素を分離回収するシステムがあるが、そのプロセスにて必要な加熱源として蒸気タービンからの抽気蒸気が使われることがある。
【０１１６】
その抽気蒸気による加熱後、抽気蒸気は温度低下し、復水器に廃棄される。この時、抽気蒸気は、一部、あるいは全部が凝縮している場合もある。この温度低下後の抽気蒸気の熱により、水２５を加熱する。更に、温度低下した抽気蒸気は復水器に廃棄する。図１１では、二酸化炭素分離回収システム３９にて熱回収し終わった熱媒体３７が流出し、熱回収器３８に流入する。熱媒体３７は、抽気蒸気、またはそれにより加熱された液体である。
【０１１７】
第１３実施形態にて排熱を海水淡水化に利用する時は、海水淡水化装置は前処理膜３の逆洗運転として温水洗浄を実施し、利用しない時は海水淡水化装置は通常運転あるいは温水によらない逆洗運転を実施する。排熱を海水淡水化に利用する時は、開閉弁２２、２３、５９を開き、開閉弁５８を閉じ、水ポンプ２４を運転し、海水淡水化装置は温水を用いた逆洗運転を実施する。
【０１１８】
熱媒体３７は、熱回収器３８を流通し、水２５を加熱する。熱媒体３７は、熱回収器３８にて温度低下した後、二酸化炭素分離回収システム３９に戻る。水２５は、洗浄水加熱器４０にて第２の洗浄水６３を加熱する。第２の洗浄水６３の温度が充分でない場合は、ヒータ６６を作動させて加熱する。
【０１１９】
前処理膜３は、温水で逆洗すると洗浄効果が大きいため、加熱された第２の洗浄水６３を用いる事で、薬品を用いた洗浄が必要になる値まで膜差圧が上昇する時間が延びる。第１３実施形態にかかる海水淡水化装置は、第１の技術と比較し、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、排熱が得られる時の薬品注入量の総量が減る。第２の技術と比較するならば、ヒータ６６の消費エネルギ、例えば電気ヒータの消費電力がなくなる。ただし、水温上昇により膜阻止率が低下し、処理水質が悪化することもあるので、水温上昇は大きいほど良いという事ではなく、開閉弁２２の開度を調節する等して適当量、水温を上昇させる。
【０１２０】
第１３実施形態にかかる海水淡水化装置では、二酸化炭素分離回収システム３９の排熱を利用する事で、薬品を用いた洗浄の時間間隔が延び、夜間の薬品注入量の総量が減る。排熱を海水淡水化に利用しない時は、開閉弁５８を開き、開閉弁２２、２３、５９を閉じ、水ポンプ２４を停止する。熱媒体３７は、熱回収器３８を流通しないで二酸化炭素分離回収システム３９に戻り、問題はない。
【０１２１】
排熱を利用している観点では、全ての逆洗運転を温水洗浄にしてもよいが、第２の淡水１４の総量の淡水８の総量からの低減量を小さくするために、一部の逆洗運転のみとする。前処理後海水槽６２からの洗浄水１６を加熱せず、淡水水槽１２からの第２の洗浄水６３を加熱するのは、海水成分による洗浄水加熱器４０の腐食を防止するためであり、洗浄水加熱器４０を、開閉弁１８と開閉弁１９の間に配置し、洗浄水１６を加熱してもよい。
【０１２２】
第１３実施形態では、ヒータ６６により加熱された温水を用いた逆洗運転が可能な構成としているが、ヒータ６６を設置しない構成にしてもよい。また、海水淡水化の方法は逆浸透膜を用いる方法である必要はない。
【０１２３】
尚、開閉弁５８、５９や熱媒体３７が熱回収器３８をバイパスする配管はなくてもよい。バイパス配管のない構成の場合は、排熱を海水淡水化装置に利用しない時も、熱媒体３７は熱回収器３８を流通するが、水２５による温度低下のないまま二酸化炭素分離回収システム３９に戻るので、バイパス配管がある場合と同様となり、問題はない。
【０１２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、自然エネルギや排熱を利用することが可能で、これによりエネルギ消費を低減させたり、薬品注入量を低減させることができる海水淡水化装置を提供できる。尚、実施形態では、前処理膜３、逆浸透膜７としたが、これらは、内部に前処理膜、あるいは逆浸透膜を備え、これらで内部を区画し、これら膜による濾過性能や浸透圧の作用を利用した機器を指している。又、本実施形態は制御装置を備え、制御装置からの指示で作動するものとしてもよい。
【０１２５】
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２６】
１…海水、２…海水ポンプ、３…前処理膜、４…前処理後海水、５…浸透圧ポンプ、６…高圧海水、７…逆浸透膜、８…淡水、９…濃縮海水、１０、１１…開閉弁、１２…淡水水槽、１３…淡水ポンプ、１４…第２の淡水、１５…逆洗ポンプ、１６…洗浄水、１７、１８、１９…開閉弁、２１…太陽光線、２２、２３…開閉弁、２４…水ポンプ、２５…水、２６…集熱器、２７、２９…開閉弁、２８…温水タンク、３０…第２の水、３１…第３の水、３２…第２の水ポンプ、３３…冷却塔、３４…大気、３５…排熱熱交換器、３６…分散電源、３７…熱媒体、３８…熱回収器、３９…二酸化炭素分離回収システム、４０…洗浄水加熱器、４１…温水タンク式洗浄水加熱器、４２…蓄熱槽式洗浄水加熱器、４３…第２の蓄熱材、４４、４５、４６、４７…開閉弁、４８…第４の水、５０…蓄熱材、５２…第２の蓄熱タンク、５４…空調機、５５…凝縮器、５７…水冷計算機、５８、６０、６１…開閉弁、６２…前処理後海水槽、６３…第２の洗浄水、６４、６５…開閉弁、６６…ヒータ、６７…第２の逆洗ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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