(57)【要約】【課題】  原水が高濃度、高温であっても、半透膜を用いてホウ素を効率的に除去し、高い水質の淡水を得ることができる実用的な淡水製造方法および淡水製造装置を提供する。【解決手段】  海水または海水を前処理した塩水を第一の半透膜で処理し、その第一の半透膜による透過水を第二の半透膜で処理して淡水を得るに際し、第一の半透膜への供給水のｐＨを前記海水または海水を前処理した塩水のｐＨよりも高くするとともに、第一の半透膜の透過水のｐＨを第一の半透膜への供給水のｐＨよりも高くして処理した後、第二の半透膜の透過水のｐＨを下げて淡水を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水または海水を前処理した塩水を第一の半透膜で処理し、その第一の半透膜による透過水を第二の半透膜で処理して淡水を得るに際し、第一の半透膜への供給水のｐＨを前記海水または海水を前処理した塩水のｐＨよりも高くするとともに、第一の半透膜の透過水のｐＨを第一の半透膜への供給水のｐＨよりも高くして第二の半透膜へ供給して処理した後、第二の半透膜の透過水のｐＨを下げて淡水を得ることを特徴とする淡水製造方法。
【請求項２】
第一の半透膜への供給水のｐＨを８〜９の範囲内とし、第一の半透膜の透過水のｐＨを９．５〜１０の範囲内とし、第二の半透膜の透過水のｐＨを６．５〜７．５の範囲内とする、請求項１に記載の淡水製造方法。
【請求項３】
第二の半透膜による濃縮水を第一の半透膜への供給水に混入させることによって第一の半透膜への供給水のｐＨを高める、請求項１または２に記載の淡水製造方法。
【請求項４】
第一の半透膜における回収率を３５〜４０％の範囲内とし、かつ第二の半透膜における回収率を８０〜９０％以下とする、請求項１〜３のいずれかに記載の淡水製造方法。
【請求項５】
前記海水または海水を前処理した塩水の温度が３０℃以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の淡水製造方法。
【請求項６】
前記海水または海水を前処理した塩水のＴＤＳ濃度が４重量％以上で、かつ、ホウ素濃度が５．０ｐｐｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の淡水製造方法。
【請求項７】
前記海水または海水を前処理した塩水の量に対する第二の半透膜の透過水の量が３０〜４０％の範囲内である、請求項１〜６のいずれかに記載の淡水製造方法。
【請求項８】
前記第二の半透膜の透過水のホウ素濃度が０．５ｐｐｍ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の淡水製造方法。
【請求項９】
海水を少なくとも凝集沈殿で前処理して得たｐＨ８．０未満の塩水を、ｐＨを高めて第一の半透膜へ供給する、請求項１〜８のいずれかに記載の淡水製造方法。
【請求項１０】
海水または海水を前処理した塩水を処理する第一の半透膜と、その第一の半透膜による透過水を処理する第二の半透膜とを有し、かつ、第一の半透膜への供給水のｐＨを前記海水または海水を前処理した塩水のｐＨよりも高くする第一のｐＨ調整手段と、第一の半透膜の透過水のｐＨを第一の半透膜への供給水のｐＨよりも高くして第二の半透膜へ供給する第二のｐＨ調整手段と、第二の半透膜の透過水のｐＨを下げる第三のｐＨ調整手段とを有することを特徴とする淡水製造装置。
【請求項１１】
第一の半透膜は、総塩濃度３．５重量％、ｐＨ７．０、温度２５℃の模擬海水を圧力５．５ＭＰａで透過させた場合の純水透過係数が３．０×１０-12ｍ3／ｍ2・Ｐａ・ｓ以上で、かつホウ素透過係数が４００×１０-9ｍ／ｓ以下である、請求項１０に記載の淡水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水から高い水質の淡水を効率的に得ることができる淡水製造方法および淡水製造装置、詳しくは海水中に含有され除去が容易でないホウ素を除去するにあたり好適な淡水製造方法および淡水製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、水資源の枯渇が深刻になりつつあり、これまで利用されてこなかった水資源の活用が検討されつつある。とくに、もっとも身近でそのままでは利用できなかった海水から飲料水を製造する技術、いわゆる"海水淡水化"が注目されてきている。海水淡水化は、従来、水資源が極端に少なく、かつ、石油による熱資源が非常に豊富である中東地域で蒸発法を中心に実用化されてきているが、中東のように熱源が豊富でないその他の地域ではエネルギー効率の高い逆浸透法が採用され、カリブ諸島や地中海エリアなどで多数のプラントが建設され実用運転されている。最近では、逆浸透法の技術進歩による信頼性の向上やコストダウンが進み、中東においても多くの逆浸透法海水淡水化プラントが建設され始めている。
【０００３】
しかしながら、蒸発法が水分の蒸発と凝縮から構成されるため理論的には得られる水に固形成分が含有されない一方で、逆浸透法は膜の分子間隙によるふるいによる分離であるため、１００％の溶質阻止は困難である。すなわち、逆浸透法は、本質的に、蒸発法に対して水質で優位に立つことは困難であり、最近の改良された逆浸透膜の脱塩性能をもってしても、運転条件や水質基準によってはすべての成分に対して十分な除去性能を満足しているわけではない。
【０００４】
とくに、海水中に約４．５ｍｇ含有されるホウ素については、植物の生育へ悪影響を及ぼしたり、不妊症などの問題が指摘されており、ＷＨＯが０．５ｍｇ／ｌ以下の飲料水ガイドラインを設けているのをはじめ、日本国内でも平成１５年に１．０ｍｇ／ｌ以下の水質基準値が設定されているが、通常の海水中では、非解離状態ホウ酸として存在するために膜表面の電気的反発力がなく、ほかの塩類に比べて阻止性能が低く、ホウ素の除去は、現在の逆浸透膜による海水淡水化で最大の問題とされている。
【０００５】
そこで、ホウ素除去率を高めるために、透過水を再度低圧逆浸透膜で処理する透過水二段法（特許文献１）や、ホウ素吸着剤を通過させるという後処理を複合させたと多段プロセス（特許文献２）が採用されている。しかしながら、ホウ素吸着剤は高い除去率は得られるもののコストに問題があり、また、低圧逆浸透膜による二段処理では温度が高いときなど除去性能が低下した場合には十分な処理水質を得ることができなかった。
【０００６】
そこで、一段目の逆浸透膜の透過水を、ｐＨ９．５以上に上げることによってホウ素をホウ酸イオンに解離させた上で低圧逆浸透膜で処理するアルカリ添加透過水二段法が提唱され（特許文献３）、実用化されている。ところが、このアルカリ添加透過水二段法においても、使用される半透膜の耐アルカリ性、薬品量の増加による運転コストの増大の問題からそのｐＨ調整運転には制約がある。たとえば、ポリアミド系半透膜の場合は、最近では高ｐＨ耐久性に優れたものも開発されてきているが、一般にはｐＨ１０以上での連続運転に難がある。さらに、ｐＨが高くなりすぎると急激に総塩濃度の除去性能が低下し、水質低下を招くことも問題である。また、中東のように溶質を高濃度に含み（総塩濃度４〜５重量％、ホウ素濃度５〜７ｍｇ／ｌ）かつ夏期の高温期（３０〜４０℃）のような過酷な環境ではｐＨ１０としても十分にホウ素を除去することができない。
【０００７】
そのため、特殊な４段法（特許文献４）のようなホウ素の高度除去プロセスが提案されているが、プロセスが複雑という問題があり、季節変動などの運転条件の変動に対する制御も容易ではないという問題がある。
【０００８】
また、一段目でアルカリ添加逆浸透法でホウ素濃度を多めに除去した上でイオン交換樹脂に通し、樹脂への負担を減らしコスト低減を図る方法も提案されている（特許文献５）。ただし、この方法も前述の特許文献２に比べればコストは下がるものの、それでもなおコストや樹脂再生の問題などに問題がある。
【特許文献１】特開２００１−２６９５４３号公報
【特許文献２】特公平３−１０３７８号公報
【特許文献３】特許第３３１９３２１号公報
【特許文献４】国際公開第０２／０６８３３８号パンフレット
【特許文献５】特開平１０−８５７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、原水が高濃度、高温であっても、半透膜を用いてホウ素を効率的に除去し、高い水質の淡水を得ることができる実用的な淡水製造方法および淡水製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための本発明は、次の（１）〜（１１）を特徴とするものである。
（１）海水または海水を前処理した塩水を第一の半透膜で処理し、その第一の半透膜による透過水を第二の半透膜で処理して淡水を得るに際し、第一の半透膜への供給水のｐＨを前記海水または海水を前処理した塩水のｐＨよりも高くするとともに、第一の半透膜の透過水のｐＨを第一の半透膜への供給水のｐＨよりも高くして第二の半透膜へ供給して処理した後、第二の半透膜の透過水のｐＨを下げて淡水を得ることを特徴とする淡水製造方法。
（２）第一の半透膜への供給水のｐＨを８〜９の範囲内とし、第一の半透膜の透過水のｐＨを９．５〜１０の範囲内とし、第二の半透膜の透過水のｐＨを６．５〜７．５の範囲内とする、上記（１）に記載の淡水製造方法。
（３）第二の半透膜による濃縮水を第一の半透膜への供給水に混入させることによって第一の半透膜への供給水のｐＨを高める、上記（１）または（２）に記載の淡水製造方法。
（４）第一の半透膜における回収率を３５〜４０％の範囲内とし、かつ第二の半透膜における回収率を８０〜９０％以下とする、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の淡水製造方法。
（５）前記海水または海水を前処理した塩水の温度が３０℃以上である、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の淡水製造方法。
（６）前記海水または海水を前処理した塩水のＴＤＳ濃度が４重量％以上で、かつ、ホウ素濃度が５．０ｐｐｍ以上である、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の淡水製造方法。
（７）前記海水または海水を前処理した塩水の量に対する第二の半透膜の透過水の量が３０〜４０％の範囲内である、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の淡水製造方法。
（８）前記第二の半透膜の透過水のホウ素濃度が０．５ｐｐｍ以下である、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の淡水製造方法。
（９）海水を少なくとも凝集沈殿で前処理して得たｐＨ８．０未満の塩水を、ｐＨを高めて第一の半透膜へ供給する、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の淡水製造方法。
（１０）海水または海水を前処理した塩水を処理する第一の半透膜と、その第一の半透膜による透過水を処理する第二の半透膜とを有し、かつ、第一の半透膜への供給水のｐＨを前記海水または海水を前処理した塩水のｐＨよりも高くする第一のｐＨ調整手段と、第一の半透膜の透過水のｐＨを第一の半透膜への供給水のｐＨよりも高くして第二の半透膜へ供給する第二のｐＨ調整手段と、第二の半透膜の透過水のｐＨを下げる第三のｐＨ調整手段とを有することを特徴とする淡水製造装置。
（１１）第一の半透膜は、総塩濃度３．５重量％、ｐＨ７．０、温度２５℃の模擬海水を圧力５．５ＭＰａで透過させた場合の純水透過係数が３．０×１０-12ｍ3／ｍ2・Ｐａ・ｓ以上で、かつホウ素透過係数が４００×１０-9ｍ／ｓ以下である、上記（１０）に記載の淡水製造装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、高濃度、高温の海水から高い水質、とくにホウ素濃度を低減させた飲用に適した淡水を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の淡水製造装置の一実施形態を図１に示す。図１に示す淡水製造装置は、海水１に前処理を施すフィルターなどの前処理手段２と、前処理水を処理する第一の半透膜ユニット５と、第一の半透膜ユニット５の透過水（一次透過水６）を一旦貯留する中間水タンク７と、中間水タンク７に貯留されていた一次透過水６を処理する第二の半透膜ユニット１２とを有している。第一の半透膜ユニット５および第二の半透膜ユニット１２の前段には、それぞれの供給水の圧力を高めるための高圧ポンプ４、昇圧ポンプ１１が設けられている。また、第一の半透膜ユニット５の前段には、その第一の半透膜ユニット５への供給水のｐＨを高くするための第一のアルカリ添加手段３が設けられており、第二の半透膜ユニット１２の前段には、一次透過水６について、第二の半透膜ユニット１２へ供給する前にさらにｐＨを高くする第二のアルカリ添加手段１０が、さらに、第二の半透膜ユニット１２の後段には、第二の半透膜ユニット１２の透過水（二次透過水１３）のｐＨを下げるための酸添加手段１４が設けられている。また、第一の半透膜ユニット５の濃縮水（一次濃縮水８）側には、一次濃縮水８が保有するエネルギーを回収するためのエネルギー回収手段９が設けられている。
【００１３】
第一の半透膜ユニット５および第二の半透膜ユニット１２は、取扱いを容易にするため中空糸膜や平膜を筐体に納めて流体分離素子（エレメント）としたものを用いる。この流体分離素子は、平膜で形成する場合、例えば図６に示すように、多数の孔を穿設した筒状の中心パイプ３０の周りに、半透膜３１と、トリコットなどの透過水流路材３３と、プラスチックネットなどの供給水流路材３３とを含む膜ユニットを巻回し、これらを円筒状の筐体に納めた構造とするのが好ましい。複数の流体分離素子を直列あるいは並列に接続して分離膜モジュールとすることも好ましい。この流体分離素子において、供給水２６は、一方の端部からユニット内に供給され、他方の端部に到達するまでの間に半透膜３１を透過した透過水２８が、中心パイプ３０へと流れ、他方の端部において中心パイプ３０から取り出される。一方、半透膜３１を透過しなかった供給水２６は、他方の端部において濃縮水２７として取り出される。
【００１４】
半透膜３１の素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材を使用することができる。またその膜構造は、膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜や、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い機能層を有する複合膜のどちらでもよい。
【００１５】
しかしながら、中でも高耐圧性と高透水性、高溶質除去性能を兼ね備え、優れたポテンシャルを有する、ポリアミドを機能層とした複合膜が好ましい。特に、第一の半透膜ユニットの場合、海水から淡水を得るために、浸透圧以上の圧力をかける必要があり、実質的には少なくとも５ＭＰａの操作圧力が必要となる。この圧力に対して、高い透水性と阻止性能を維持できるためにはポリアミドを機能層とし、それを多孔質膜や不織布からなる支持体で保持する構造のものが適している。また、ポリアミド半透膜としては、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合反応により得られる架橋ポリアミドの機能層を支持体に有してなる複合半透膜が適している。
【００１６】
このような半透膜を得るための多官能アミンとしては、一分子中に２個以上のアミノ基を有するアミンを主成分とすることが好ましく、さらに芳香族アミンとしてはメタ位（ｍ−）に２個のアミノ基を有するｍ−芳香族ジアミン、パラ位（ｐ−）に２個のアミノ基を有するｐ−芳香族ジアミンならびに脂肪族系アミンおよびその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいることも好ましい。ｍ−芳香族ジアミンとしては、ｍ−フェニレンジアミンが好ましいが、３，５−ジアミノ安息香酸や２，６−ジアミノピリジン等を用いることもできる。ｐ−芳香族ジアミンとしてはｐ−フェニレンジアミンが好ましいが、２，５−ジアミノベンゼンスルホン酸やｐ−キシリレンジアミン等を用いることもできる。脂肪族アミンとしては、ピペラジン系アミン及びその誘導体が好ましく、ピペラジン、２，５−ジメチルピペラジン、２−メチルピペラジン、２，６−ジメチルピペラジン、２，３，５−トリメチルピペラジン、２，５−ジエチルピペラジン、２，３，５−トリエチルピペラジン、２−ｎ−プロピルピペラジン、２,５−ジ−ｎ−ブチルピペラジンなどが例示される。
【００１７】
一方、多官能酸ハロゲン化物としては、一分子中に２個以上のハロゲン化カルボニル基を有する酸ハロゲン化物や多官能酸無水物ハロゲン化物で、上記多官能アミンとの反応により架橋ポリアミドの分離機能層を形成するものであれば特に限定されるものではない。例えば1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、1,２,4-ベンゼントリカルボン酸、1,3-ベンゼンジカルボン酸、1,4-ベンゼンジカルボン酸の酸ハロゲン化物の混合物などである。中でも、製膜性が良好で、全溶質阻止性能が均質で欠陥やばらつきの少ない膜を得やすい、ジカルボン酸やトリカルボン酸が好ましく、とくに、経済性、取り扱い易さ、反応の容易さ等の点から、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸の酸ハロゲン化物であるトリメシン酸クロライドが好ましい。
【００１８】
また、半透膜に使用される支持体としては、布帛により強化されたポリスルホン微多孔性支持膜を例示することができる。微多孔性支持膜は、実質的には分離性能を有さない層で、実質的に分離性能を有する機能層に機械的強度を与えるために用いられるものであり、均一で微細な孔あるいは片面からもう一方の面まで徐々に大きな微細な孔をもっていて、その微細孔の大きさはその片面の表面が１００ｎｍ以下であるような構造の支持膜が好ましい。上記の微多孔性支持膜は、ミリポア社製”ミリポアフィルターＶＳＷＰ”（商品名）や、東洋濾紙社製”ウルトラフィルターＵＫ１０”（商品名）のような各種市販材料から選択することもできるが、通常は、”オフィス・オブ・セイリーン・ウォーター・リサーチ・アンド・ディベロップメント・プログレス・レポート”Ｎｏ．３５９（１９６８）に記載された方法に従って製造できる。その素材にはポリスルホン、ポリアミド、ポリエステル、酢酸セルロース、硝酸セルロースやポリ塩化ビニル等のホモポリマーあるいはブレンドしたものが通常使用されるが、化学的、機械的、熱的に安定性の高い、ポリスルホンを使用するのが好ましい。例えば、上記ポリスルホンのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を密に織ったポリエステル布あるいは不織布の上に一定の厚さに注型し、それをドデシル硫酸ソーダ０．５重量％およびＤＭＦ２重量％を含む水溶液中で湿式凝固させることによって、表面の大部分が直径数１０ｎｍ以下の微細な孔を有した微多孔性支持膜が得られる。微多孔性支持膜の素材としては、ポリスルホン以外にポリアミドやポリエステルも好ましく用いられる。
【００１９】
前処理手段２は、第一の半透膜ユニット５に供給される海水の水質によって必要に応じて設置すればよく、砂濾過や精密濾過膜、限外濾過膜、また、活性炭吸着塔、キレート剤添加手段、イオン交換樹脂塔などを用いることができる。
【００２０】
高圧ポンプ４は、特に限定されるものではなく、必要とする出力に応じて適宜、選定、使用することができるが、本発明においては、浸透圧以上の圧力を供給水に与える必要があるので、最低でも３ＭＰａの圧力が必須であり、実質的には、５ＭＰａ以上の圧力を必要流量において出力する必要がある。昇圧ポンプ１１についても、とくに限定されるものではないが、第一の半透膜ユニットの透過水を供給するためのものであり、浸透圧もほとんど考慮する必要がないため、高圧ポンプ４に対して、低圧かつ低流量のものでよい。具体的圧力としては、最大２ＭＰａの圧力がかけられるものが好ましい。
【００２１】
第一のアルカリ添加手段３、第二のアルカリ添加手段１０としては、特に限定されるものではなく、一般的な薬注ポンプを使用することができる。添加するアルカリも水酸化ナトリウムが一般的に用いられるが、水酸化カリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化アンモニウムなどを使用することもできる。なお、図示しないが、アルカリ添加手段３の直後にインラインミキサーを設けたり、アルカリ添加口を海水の流れに直接接触するようにするなどして添加口へのスケール析出を防止することも好ましい。もちろん、アルカリ添加前に、海水にスケール防止剤を添加しておくことも好ましい。
【００２２】
スケール防止剤とは、溶液中の金属、金属イオンなどと錯体を形成し、金属あるいは金属塩を可溶化させるもので、有機や無機のイオン性ポリマーあるいはモノマーが使用できる。有機系のポリマーとしてはポリアクリル酸、スルホン化ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリアリルアミンなどの合成ポリマーやカルボキシメチルセルロース、キトサン、アルギン酸などの天然高分子が、モノマーとしてはエチレンジアミン四酢酸などが使用できる。また、無機系のスケール防止剤としてはポリリン酸塩などが使用できる。
【００２３】
これらのスケール防止剤の中では入手のしやすさ、溶解性など操作のしやすさ、価格の点から特にポリリン酸塩、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）が好適に用いられる。ポリリン酸塩とはヘキサメタリン酸ナトリウムを代表とする分子内に２個以上のリン原子を有し、アルカリ金属、アルカリ土類金属とリン酸原子などにより結合した重合無機リン酸系物質をいう。代表的なポリリン酸塩としては、ピロリン酸４ナトリウム、ピロリン酸２ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸ナトリウム、ヘプタポリリン酸ナトリウム、デカポリリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、およびこれらのカリウム塩などがあげられる。
【００２４】
また、酸添加手段１４としても、特に限定されるものではなく、一般的な薬注ポンプを使用することができる。添加する酸としては、炭酸ガスや塩酸が簡便である。
【００２５】
エネルギー回収手段９は、とくに限定されるものではなく、タービン、水車などによって、機械的、電気的に代表されるエネルギー回収を行うものであればよく、これによってシステムにおけるエネルギー負荷低減を行う。
【００２６】
このような淡水製造装置において、海水１は、その濁度などに応じて、そのまま、もしくは前処理手段２により前処理が施された後、アルカリ添加手段３によってｐＨが高められて、高圧ポンプ４を通して第一の半透膜ユニット５に供給される。第一の半透膜ユニット５では、海水中のほとんどの溶質を除去することができ、溶質が除去された一次透過水６は、中間水タンク７に一旦溜められる。一方、第一の半透膜ユニット５の濃縮水（一次濃縮水８）は、エネルギー回収手段９によって圧力エネルギーを回収した後に海に放流される。
【００２７】
続いて、中間タンク７に溜められた一次透過水６は、第二のアルカリ添加手段１０によって再度ｐＨをが高められ、第一の半透膜ユニット５への供給水のｐＨよりも高くされた後に昇圧ポンプ１１で昇圧され、第二の半透膜ユニット１２へ供給される。第二の半透膜ユニット１２では、さらに溶質が除去されて高度に水質が高い二次透過水１３を得ることができる。この二次透過水１３は酸添加手段１４によって、ｐＨを下げられた後に生産水１５として得られる。
【００２８】
一方、第二の半透膜ユニット１２の濃縮水（二次濃縮水１６）は、そのまま海に放流することができるが、一次透過水の濃縮水であるために濁質などは十分に除去されており、かつ、海水よりも総溶質濃度が十分に低く、十分にｐＨが高いため、第一の半透膜ユニット５への供給水としてアルカリ添加手段３の前に還流させることが好ましい。これによって、第一の半透膜ユニット５への供給水の総溶質濃度を低減させ、かつ、ｐＨを上げることができるため、第一の半透膜ユニット５における浸透圧の負荷を低減させることができるとともに、アルカリ添加手段３におけるアルカリ添加量を低減させることができる。
【００２９】
ここで、アルカリ添加手段３、１０におけるｐＨ調整については、高濃度かつ高温度というホウ素除去が困難な環境でもできるだけ効率的にホウ素を除去するため、半透膜ユニットへの供給水中に含まれるホウ酸をできるだけ解離させつつも、ｐＨを上げすぎてスケールを発生させることがないようにすることが必要である。定性的には溶質を高濃度に含むほどホウ酸の解離度が低ｐＨ側にシフトし、また高温になるほどホウ酸解離度が高ｐＨ側にシフトする。そこで、本発明者らが鋭意検討を実施した結果、中性領域では半透膜自体のホウ素を含むすべての溶質除去性能は高温になるほど低下するが、一方で、溶質を高濃度に含む供給水ではアルカリ性領域においてホウ素の除去率が他の溶質に比べて低下しにくいことが判明した。これらに結果に基づき、本発明者らが定量的に検討を実施した結果、現在中東で想定される総塩濃度４〜５重量％、ホウ素濃度５〜７ｍｇ／ｌの海水を処理する場合に、想定される４０℃以下の温度領域においては、第一のアルカリ添加手段３におけるｐＨ調整によって第一の半透膜ユニット５への供給水のｐＨを８以上にすることが好ましいことが判明した。これによって、本発明の目的とする生産水中のホウ素濃度低減、具体的には０．５ｍｇ／ｌ以下を常に達成することが可能である。一方、スケール発生を抑制するためにはｐＨは９以下にすることが好ましいことも判明した。また、第二の半透膜ユニット１２では、供給水の総塩濃度が低くかつ温度が高いためにホウ酸の解離が高ｐＨ側にシフトしてホウ素除去率が低下するが、本発明においては、第一の半透膜ユニット５のホウ素除去性能を向上させているため、その供給水、すなわち、一次透過水６のｐＨを９．５以上にすることで十分にホウ素を除去することが可能となる。なお、この第二の半透膜ユニット１２の透過水（二次透過水１３）は、ｐＨがアルカリ側にシフトしているため、酸成分を添加し、ｐＨを調整することによって飲用に適した淡水（生産水１５）とすることができる。
【００３０】
ところで、本発明においては、前述のように第一の半透膜ユニットに供給される海水の水質によって必要に応じて、濁質成分の除去や殺菌などの前処理を施しておくことが好ましい。これらの処理により半透膜ユニット５、１２や後段プロセスの性能低下を防ぐことができ、処理装置の長期に渡る安定運転を可能にする。具体的な処理は、海水の性状により適宜選択すればよい。
【００３１】
濁質を除去する必要がある場合は、砂濾過や精密濾過膜、限外濾過膜の適用が効果的である。このときバクテリアや藻類などの微生物が多い場合は、殺菌剤を添加することが好ましい。殺菌には塩素を用いることが好ましく、たとえば塩素ガスや次亜塩素酸ナトリウムを遊離塩素として１〜５ｍｇ／ｌの範囲内となるように原水に添加するとよい。この場合、なるべく供給水の流れる方向に関して上流側で添加することが好ましく、塩素濃度が高いと半透膜を劣化させるため、第一の半透膜ユニット５の原水入口側近傍にて残留塩素濃度を測定し、この測定値に基づいて塩素ガスや次亜塩素酸ナトリウムの添加量を制御したり、亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤を添加したりするとよい。また、濁質以外にバクテリアやタンパク質、天然有機成分などを含有する場合は、ポリ塩化アルミニウム、硫酸バンド、塩化鉄（III）などの凝集剤を加えることも効果的である。凝集させた供給水は、その後に斜向板などで沈降させた上で砂ろ過を行ったり、複数本の中空糸膜を束ねた精密ろ過膜や限外ろ過膜によるろ過を行うことによって後段の半透膜を通過させるのに適した供給水とすることができる。とくに、凝集剤の添加にあたっては、凝集しやすいようにｐＨを調整することが好ましく、一般的にはｐＨ５以上８未満、好ましくは、ｐＨ７以下である。なお、本発明においては、凝集剤添加においてｐＨを下げた場合は、第一の半透膜の前にｐＨを上げないとホウ素除去率が低下するため、第一の半透膜ユニット５の前でアルカリを添加し、ｐＨを確実に８以上にすることが非常に重要となる。
【００３２】
一方、海水に溶解性の有機物が多く含まれている場合は、塩素ガスや次亜塩素酸ナトリウムの添加によってもそれら有機物を分解することはできるが活性炭ろ過を行うことによっても除去が可能である。また、溶解性の無機物が多く含まれている場合は、有機系高分子電解質やヘキサメタ燐酸ソーダなどのキレート剤を添加したり、イオン交換樹脂などを用いて溶解性イオンと交換したりするとよい。また、鉄やマンガンが可溶な状態で存在しているときは、ばっ気酸化ろ過法や接触酸化ろ過法などを用いることが好ましい。
【００３３】
つづいて、高圧ポンプ４は、供給された海水もしくは前処理済みの海水に対して加圧し、膜面浸透圧以上の圧力を与えることによって第一の半透膜ユニットから透過水を得ることを目的とする。したがってその圧力は供給海水の浸透圧（厳密には供給海水の浸透圧と透過水の浸透圧との「浸透圧差」であるが、簡単のために「浸透圧」で表現する。）より大きいことが必須条件であり、さらには第一の半透膜ユニット５でもっとも浸透圧が高くなる濃縮水８の浸透圧よりも２．０ＭＰａ程度高い圧力に設定することが好ましい。しかし、供給される海水１の浸透圧よりも著しく高い圧力を付与すると、第一の半透膜の入口部分での透過流束が大きすぎ、海水中に微量に存在する有機物などが膜面に堆積、吸着し、膜性能を低下させることになるため好ましくない。したがって、具体的には第一の半透膜ユニット５の入口部分の局所透過流束が１．０ｍ3／ｍ2・日以下、好ましくは０．５ｍ3／ｍ2・日以下となるように圧力を付与することが好ましい。
【００３４】
なお、局所透過流束Ｊｖの算出は次のようにして行う。
Ｊｖ＝Ｌｐ（ΔＰ−Δπ）                                       （１）
ここで、
Δπ＝π（Ｃｍ）−π（Ｃｐ）                                   （２）
濃度分極理論から
（Ｃｍ−Ｃｐ）／（Ｃｆ−Ｃｐ）＝ｅｘｐ（Ｊｖ／ｋ）             （３）
Ｊｖ  ：純水透過流束（局所透過流束）[ｍ3／ｍ2・ｓ]
Ｌｐ  ：純水透過係数［ｍ3／ｍ2・Ｐａ・ｓ］
π（）：浸透圧［Ｐａ］
Δπ  ：浸透圧差［Ｐａ］
ΔＰ  ：操作圧力差［Ｐａ］
Ｃｍ  ：原水膜面総濃度［ｋｇ／ｍ3］
Ｃｆ  ：原水バルク総濃度［ｋｇ／ｍ3］
Ｃｐ  ：透過水総濃度「ｋｇ／ｍ3］
ｋ    ：ＴＤＳ物質移動係数［ｍ／ｓ］
すなわち、（１）式と（３）式の連立方程式からＪｖを算出することができる。なお、ｋは供給水流路に固有の値で、物質移動係数と呼ばれる値であり、半透膜を組み込んだ膜エレメントによって様々であるが、具体的にはM Taniguchiらによる「AIChE Journal」（2000、46、p1967-1973）に示される方法によって算出することができる。参考値としては、濃度４．５重量％、温度２５℃の海水においてｋ＝３×１０-5ｍ／ｓの場合、Ｊｖが前述の１．０ｍ3／ｍ2・日以下になるようにするためには、（３）式に基づくと、原水膜面総濃度Ｃｍ＝６．６重量％となる（このとき、Ｃｐ＜＜Ｃｆ＜Ｃｍとする）。ここで、半透膜の純水透過係数Ｌｐ＝３×１０-12ｍ3／ｍ2・Ｐａ・ｓ、浸透圧の算出を同文献に示される三宅の式に基づいて（１）式によって計算すると、操作圧力ΔＰを７．４ＭＰａ以下にする必要があるということになる。
【００３５】
また、本発明では、それぞれの半透膜ユニットにおける回収率（供給水量に対する透過水量の割合）をできるだけ高めることが望ましい。しかしながら、一方で、回収率を高くするほど供給水は高度に濃縮され、膜面浸透圧が高くなるため、エネルギーロスが大きくなるとともに、濃縮限界による溶質の析出が生じてしまう。したがって、総塩濃度４〜５重量％の海水の場合、回収率の限界は５０％程度であり、エネルギー効率などを考えると、４０％以上にすることは好ましくないが、回収率を低くすると濃縮水の排水がふえるため、これも好ましくない。そこで、本発明においては、第一の半透膜ユニット５における回収率は、３５％以上４５％以下にすることが好ましい。中でも海水温度が２５℃以上の場合は４５％の回収率でも問題ないが、温度が低い場合は、膜の経時劣化やファウリングによる膜透水性の変化に応じて回収率を３５％近傍まで下げることが好ましい場合があり、状況に応じて変化させることができる。つづいて、第二の半透膜ユニット１２においては、総塩濃度はかなり低下しているので濃縮による浸透圧の問題は第一の半透膜ユニット５に比べて小さいが、第一の半透膜ユニット５で処理されている、すなわち、コストがかかっているため、できるだけ多く回収することが好ましい。したがって、結局、高度に濃縮されることによるスケールの析出が問題となる。これは、第一の半透膜ユニットの透過水の水質と第二の半透膜ユニットの前でのアルカリ添加によるｐＨに大きく影響されるが、回収率を上げると供給水流量が減少し、濃度分極も増大するためスケールが析出しやすくなり好ましくない。よって、これらを鑑みるに、第二の半透膜ユニットでは、８０〜９０％にすることが好ましい。
【００３６】
なお、回収率は、基本的には濃縮水バルブやポンプ圧力の制御により調整することが一般的である。しかしながら、特開２０００−０９３７５１号公報で提示されているように、透過水側にバルブを設けて背圧をかけることで半透膜にかかる圧力を制御し、回収率を調整することも可能である。
【００３７】
そして、本発明において、第一の半透膜ユニット５、第二の半透膜ユニット１２に用いる半透膜は、海水中のイオンなどをはじめとする溶質を高度に除去することができることが望ましい。具体的には、第一の半透膜ユニット５の半透膜として、総塩濃度３．５重量％、ｐＨ７．０、温度２５℃の模擬海水を操作圧力５．５ＭＰａで供給したときの純水透過係数が３×１０-12ｍ3／ｍ2・Ｐａ・ｓ以上で、ホウ素の透過係数が４００×１０-9ｍ／ｓ以下という性能を発現することができるものを適用することによって本発明の目的である高い水質の淡水を得ることができる。
【００３８】
なお、本発明における総塩濃度３．５重量％の模擬海水とは、特に記載がない限り、NaCl=23.926g/l, Na2SO4=4.006g/l, KCl=0.738g/l, NaHCO3=0.196g/l, MgCl2=5.072g/l, CaCl2=1.147g/l，H3BO3=0.0286g/lの組成で調合し、ｐＨを７．０に調整したものをいう。
【００３９】
また、純水透過係数Ｌｐとホウ素透過係数Ｐｂは、膜面で生じる濃度分極現象を考慮した上述の（１）〜（３）式に加え以下の（４）〜（６）式から得ることができる。この透過係数を、たとえば、平膜で測定する場合は、M Taniguchiらによる「Journal of Membrane Science」（2000、183、p259-267）などに示される平膜セルによって模擬海水の透過流束と阻止性能を測定し、以下の式によってＬｐ，Ｐｂを算出する。
Ｊｓ＝Ｐ（Ｃｍ−Ｃｐ）                                        （４）
Ｊｓｂ＝Ｐｂ（Ｃｍｂ−Ｃｐｂ）                                （５）
（Ｃｍｂ−Ｃｐ）／（Ｃｆｂ−Ｃｐｂ）＝ｅｘｐ（Ｊｖ／ｋｂ）    （６）
Ｊｓ  ：ＴＤＳ透過流束［ｋｇ／ｍ2・ｓ］
Ｊｓｂ：ホウ素透過流束［ｋｇ／ｍ2・ｓ］
Ｐ    ：ＴＤＳ透過係数［ｍ／ｓ］
Ｐｂ  ：ホウ素透過係数［ｍ／ｓ］
Ｃｍｂ：ホウ素原水膜面濃度［ｋｇ／ｍ3］
Ｃｆｂ：ホウ素原水バルク濃度［ｋｇ／ｍ3］
Ｃｐｂ：ホウ素透過水濃度「ｋｇ／ｍ3］
ｋ    ：ＴＤＳ物質移動係数［ｍ／ｓ］
ｋｂ  ：ホウ素物質移動係数［ｍ／ｓ］
総塩の物質移動係数ｋは、評価セルによって決められる値であるが、M Taniguchiらによる「AIChE Journal」（2000、46、p1967-1973）に示されている浸透圧法もしくは流速変化法によって膜面流量Ｑ［ｍ3／ｓ］もしくは膜面流速ｕ［ｍ／ｓ］の関数として得ることができる。
【００４０】
M Taniguchiらによる「Journal of Membrane Science」（2000、183、p259-267）に示されている平膜セルの場合、
ｋ＝１．６３×１０-3・Ｑ0.4053                  （７）
である。つづいて、ホウ素の物質移動係数ｋｂであるが、これも同文献に示されるように、
ｋ／ｋｂ＝（Ｄ／Ｄｂ）0.75                            （８）
Ｄ  ：ＴＤＳ拡散係数［ｍ2／ｓ］
Ｄｂ：ホウ素拡散係数［ｍ2／ｓ］
から算出することができる。したがって、上記の式から未知数Ｌｐ，Ｐ，Ｐｂ，Ｃｍ，Ｃｍｂを算出することができる。膜エレメントの場合は、M Taniguchiらによる「AIChE Journal」（2000、46、p1967-1973）に示されているように、膜エレメントの長さ方向に積分しながらＬｐ，Ｐをフィッティングによって算出することができる。
【００４１】
本発明はさらに図２〜図５に示すように変更実施することができる。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
図２は、エネルギー回収手段９によって回収されるエネルギーを供給水の昇圧ポンプのエネルギーに活用した装置の例を示すもので、図１におけるエネルギー回収手段９と昇圧ポンプ１１とが一体化している。この構成により、第一の半透膜ユニット５の透過水を無動力で昇圧して第二の半透膜ユニット１２に供給することが可能となり、回収エネルギーを余らせることなく活用できる。なお、その他のフローについては、図１の装置と同じである。また、図示していないが、本発明においては最終段の半透膜ユニットの濃縮水の圧力エネルギーが最も大きいため、このエネルギーも回収して再使用することが好ましい。
【００４３】
図３は、第一のアルカリ添加手段３で強アルカリを添加する場合、添加量を減らせるメリットがある反面、アルカリ注入部分に炭酸カルシウムや硫酸マグネシウムなどの局所的なスケール生成が生じやすくなるため、前処理手段２の後段にアルカリ添加用貯槽２１を設け、拡販しながら添加する態様を示す図である。このような構成により、アルカリ添加量を低減しつつ、局所的なスケール生成も防ぐことができる。なお、図３のその他のフローについては、図２の装置と同じである。また、上述したように、アルカリ添加直後にインラインミキサーを設けたり、アルカリ添加口を海水の流れに直接接触するようにするなどして添加口へのスケール析出を防止することも好ましい。
【００４４】
図４は、第二の半透膜ユニット１２の後段にその濃縮水（二次濃縮水１６）を処理する第三の半透膜ユニット２２を設けたもので、第二の半透膜ユニット１２自体の回収率は抑えてスケール生成を防ぎつつも生産水１５の流量を確保するができるものである。しかし、このような構成であっても、第二の半透膜ユニットへの供給水のｐＨが９．５以上で回収率９０％（すなわち、濃縮倍率は約１０倍）以上であると、局所的なスケール析出が生じやすくなるため、第二の半透膜ユニット１２では回収率を９０％以下にすることが好ましい。さらに確実にスケール析出を防止する観点からは、第二の半透膜ユニット１２の回収率を８５％以下にすることが好ましい。これによって、本装置の全体の回収率は、３０〜４０％とすることができる。なお、図４のその他のフローについては、図１の装置と同じである。
【００４５】
図５は、第一の半透膜ユニット５の透過水６に背圧バルブ２５を設けたものである。回収率は、基本的には濃縮水バルブやポンプ圧力の制御により調整することが一般的であるが、このように構成することで、高圧ポンプ４の出力を変えずに第一の半透膜５に作用する圧力を調節することができる。さらに、第二半透膜ユニットや第三の半透膜ユニットの透過水に背圧をかけることも好ましい。なお、図５のその他のフローについては、図１の装置と同じである。
【実施例】
【００４６】
＜実施例１＞
透過水及び供給水中の総塩濃度は、各液の電気伝導度を測定し、あらかじめ模擬海水で測定した模擬海水濃度と電気伝導度との関係式から求めた。また、供給水や透過水中のホウ素濃度および陽イオン（Ｎａ+，Ｋ+，Ｃａ2+，Ｍｇ2+）濃度の測定はＩＣＰ発光分析装置で行い、陰イオン（Ｃｌ-，ＳＯ42-）の濃度はイオンクロマトグラフで測定した。
【００４７】
実施例において使用した繊維補強ポリスルホン支持体（限外濾過膜）は、以下の手法により製造した。
【００４８】
タテ３０ｃｍヨコ２０ｃｍの大きさのポリエステル繊維からなる湿式不織布（単繊維度０．５および１．５デシテックスの混繊、通気度０．７ｃｍ3／ｃｍ2・ｓ、平均孔径７μｍ以下）をガラス板上に固定し、その上にポリスルホン（ユニオン・カーバイト社製のＵｄｅｌ（登録商標）−Ｐ３５００）の１５重量％ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を２００μｍの厚みで室温（２０℃）でキャストし、ただちに純水中に室温で浸漬して５分間放置することによって繊維補強ポリスルホン支持体（以下ＦＲ−ＰＳ支持体と略す）を作製した。得られたＦＲ−ＰＳ支持体（厚さ２１０〜２１５μｍ）の透過流束は、圧力０．１ＭＰａ、温度２５℃で測定して１．７ｍ3／ｍ2・日であった。
【００４９】
このようにして得られたＦＲ−ＰＳ支持体を、ｍ−フェニレンジアミン３．４重量％水溶液中に２分間浸漬し、該支持体を垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた。その後、トリメシン酸クロリド０．１５重量％とオキサリルクロリド０．０３０重量％の組成で調製した多官能芳香族酸ハロゲン化物および脂肪族酸ハロゲン化物のｎ−デカン混合溶液を、表面が完全に濡れるように塗布して１分間静置してから、膜を垂直に１分間保持して液切りした。続いて風乾にてデカン溶媒を蒸発させ、水道水で膜中の残存薬液を流水洗浄した。その後、９０℃の熱水で２分間洗浄し、ｐＨ７に調整した２００ｍｇ／ｌ次亜塩素酸ナトリウム水溶液中に２分間浸漬してから、１，０００ｍｇ／ｌ亜硫酸水素ナトリウム水溶液中に浸漬した。さらに、この膜を９５℃の熱水で２分間再洗浄した。
【００５０】
この複合半透膜を、M Taniguchiらによる「Journal of Membrane Science」（2000、183、p259-267）に示される平膜セルを用いて、供給圧力５．５ＭＰａ、２５℃、ｐＨ７．０、全溶質濃度３．５重量％の模擬海水（ホウ素濃度４．５ｍｇ／ｌ）を用いて流量３．５ｌ／分で評価したところ、膜透過流束は０．６７ｍ3／ｍ2・日、透過水ＴＤＳ濃度は６３ｐｐｍ、透過水ホウ素濃度は０．２８ｍｇ／ｌであった。この複合半透膜の純水透過係数Ｌｐ＝３．６９×１０-12ｍ3／ｍ2・Ｐａ・ｓ、ホウ素透過係数Ｐｂ＝３６８×１０-9ｍ／ｓであり、純水透過係数が大きく、ホウ素透過係数が小さい海水淡水化に適した半透膜となった。
【００５１】
続いて、得られた半透膜を用いて図６に示す膜エレメント（直径１０ｃｍ、全長１ｍ）を作製し、これを７本直列に接続し、図７に示すフローの装置を構成した。この評価装置（以下、装置Ａという）は、供給水タンク３４、高圧ポンプ４、半透膜ユニット３９などから構成され、高圧ポンプの供給力を供給水バイパスバルブ３５によって調節することができ、透過水３６の流量を濃縮水バルブ４０と透過水背圧バルブ４１によって調節することができるものである。
【００５２】
そして、装置Ａを用いて全溶質濃度４．５重量％の模擬海水（ホウ素濃度５．８ｍｇ／ｌ）を４０℃、ｐＨ８．２に調整し、供給水流量５０ｍ3／日、回収率４０％で全循環運転させた。そして、３時間運転後に透過水濃度を測定した。その結果、透過水の総塩濃度は４８１ｐｐｍ、ホウ素濃度は０．８７ｍｇ／ｌであった。また、イオン分析した結果、
［Ｎａ+］＝１４２ｍｇ／ｌ  ［Ｋ+］    ＝２１．２ｍｇ／ｌ
［Ｃａ2+］＝４．６ｍｇ／ｌ ［Ｍｇ2+］ ＝１１．２ｍｇ／ｌ
［Ｃｌ-］＝２５３ｍｇ／ｌ  ［ＳＯ42-］＝１．１０ｍｇ／ｌ
となった。そこで、この透過水とできるだけ同じとなるようにNaCl=318mg/l, Na2SO4=1.63mg/l, KCl=40.4mg/l, NaHCO3=59.7mg/l, MgCl2=43.9mg/l, CaCl2=12.7mg/l，H3BO3=5.0mg/lの組成の模擬透過水を調合し、これを仮想的に本発明における第一の半透膜ユニットの透過水とした（以下、模擬透過水という）。
【００５３】
次に、この模擬透過水を温度４０℃、ｐＨ９．７に調整し、先に説明した図７の評価装置で処理した。但し、半透膜エレメント３９には東レ（株）製ＳＵ−７１０を７本直列に接続したものを用い、回収率は８５％とした（このときの装置を、以下、装置Ｂという）。３時間後の透過水濃度を測定した結果、透過水の総塩濃度は５０ｐｐｍ、ホウ素濃度は０．４５ｍｇ／ｌとなった。これを、仮想的に本発明における第二の半透膜ユニットの透過水の濃度とする。
【００５４】
これから、本発明によれば、４．５重量％、温度４０℃という過酷な条件においても目標とするホウ素濃度０．５ｍｇ／ｌ以下を達成することができ、また、総塩濃度も５０ｐｐｍと低い値とすることができることがわかる。また、第一の半透膜ユニットとして７本直列×５並列、第二の半透膜ユニットとして７本直列×２並列という構成の装置とすることが好ましいことがわかる。
＜比較例１＞
装置Ａへの供給水をｐＨ８．２に調整しない、すなわち、ｐＨ７．０とした以外は実施例１と同じ条件で評価した結果、３時間運転後に装置Ａから得られた透過水の総塩濃度は４７９ｐｐｍ、ホウ素濃度は１．１４ｍｇ／ｌであり、総塩濃度は実施例１とほとんど変化なかったが、ホウ素濃度が高かった。
【００５５】
次に、H3BO3=6.5mg/lとする他は実施例と同じ組成で模擬透過水を調合し、その模擬透過水を用いて実施例１と同じ条件で装置Ｂで評価した結果、透過水の総塩濃度は５０ｐｐｍ、ホウ素濃度は０．７３ｍｇ／ｌとなり、目標とするホウ素濃度０．５ｍｇ／ｌ以下を達成することができなかった。
＜比較例２＞
模擬透過水のｐＨを１０．３に上げて装置Ｂに供給した以外は比較例１と同じ条件で評価した。その結果、装置Ｂから得られた透過水の総塩濃度は６８ｐｐｍ、ホウ素濃度は０．４４ｍｇ／ｌとなり、目標とするホウ素濃度０．５ｍｇ／ｌ以下を達成することはできたが、総塩濃度は増大した。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る淡水製造装置の一実施態様を示す概略フロー図である。
【図２】本発明に係る淡水製造装置の他の実施態様を示す概略フロー図である。
【図３】本発明に係る淡水製造装置の他の実施態様を示す概略フロー図である。
【図４】本発明に係る淡水製造装置の他の実施態様を示す概略フロー図である。
【図５】本発明に係る淡水製造装置の他の実施態様を示す概略フロー図である。。
【図６】本発明に係る淡水製造装置に用いる半透膜エレメントの一例である。
【図７】実施例で使用した半透膜ユニット評価装置のフロー図である。
【符号の説明】
【００５７】
１：海水
２：前処理
３：第一のアルカリ添加手段
４：高圧ポンプ
５：第一の半透膜ユニット
６：第一の半透膜ユニット透過水
７：中間水タンク
８：第一の半透膜ユニット濃縮水
９：エネルギー回収手段
１０：第二のアルカリ添加手段
１１：昇圧ポンプ
１２：第二の半透膜ユニット
１３：第二の半透膜ユニット透過水
１４：酸添加手段
１５：生産水タンク
１６：第二の半透膜ユニット濃縮水
１７：第二の半透膜ユニット濃縮水還流バルブ
１８：第二の半透膜ユニット濃縮水排水バルブ
１９：第一の半透膜ユニット濃縮水バルブ
２０：第一の半透膜ユニット透過水バイパスバルブ
２１：アルカリ添加用貯槽
２２：第三の半透膜ユニット
２３：第三の半透膜ユニット透過水
２４：第三の半透膜ユニット濃縮水
２５：背圧バルブ
２６：供給水
２７：濃縮水
２８：透過水
２９：シール材
３０：中心パイプ
３１：半透膜
３２：供給水流路材
３３：透過水流路材
３４：供給水タンク
３５：供給水バイパスバルブ
３６：透過水
３７：供給水圧力計
３８：濃縮水
３９：半透膜ユニット
４０：濃縮水バルブ
４１：透過水背圧バルブ
４２：濃縮水圧力計
４３：透過水圧力計
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の淡水製造方法は、高濃度の海水から、季節変動に対しても高い水質、とくに高度にホウ素を除去した淡水の製造を可能にする。
【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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