(57)【要約】【課題】海水または塩分を含む溶液に対して、安定した処理能力を維持し、しかも設備費が安く、スペースを取らず、かつ、維持管理費の少ない、省エネルギー型、詳しくは温暖化対策型の脱塩浄化処理装置を提供する。【解決手段】バクテリアが棲息する微生物担体チップの木細片またはセラミックスを主成分とし、微生物的処理を行う液体浄化処理装置内にはバクテリアの活動を補助するための螺旋状の電熱ヒーターと空気供給機と繋がっている空気供給口を設け、化学的処理を行う液体浄化処理装置内では薬注機からの薬剤とセラミックまたは炭素材を用いて化学的処理を行う。これらの微生物的処理と化学的処理を複合させた一連の処理行程を制御する自動制御盤を持つことを特徴とする脱塩浄化処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バクテリアが棲息する微生物担体チップまたはセラミックスを用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段と薬剤とセラミックスまたは炭素材を用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段とを有することを特徴とする脱塩浄化処理装置。
【請求項２】
前記バクテリアが棲息する微生物担体チップまたはセラミックスを用いる液体浄化処理手段は、微生物的処理を行う液体浄化処理装置を配置し、前記薬剤とセラミックスまたは炭素材を用いる液体浄化処理手段は化学的処理を行う液体浄化処理装置を配置することを特徴とする請求項１記載の脱塩浄化処理装置。
【請求項３】
前記バクテリアが棲息する微生物担体チップが、木細片またはセラミックスを主成分とし、微生物的処理を行う液体浄化処理装置内にはバクテリアの活動を補助するための螺旋状の電熱ヒーターと空気供給機と繋がっている空気供給口を設け、それらの一連の行程を制御する自動制御盤を持つことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の脱塩浄化処理装置。
【請求項４】
前記薬剤に次亜塩素酸ソーダとセラミックスにシリカ（ＳｉＯ２）材または炭素材を主成分とし、化学的処理を行う液体浄化処理装置を配置し、それら一連の行程を制御する自動制御盤を用いていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の脱塩浄化処理装置。
【請求項５】
前記バクテリアが棲息する微生物担体チップの木細片が０．２〜５ｍｍまたはセラミックスが２〜５ｍｍのサイズを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の脱塩浄化処理装置。
【請求項６】
前記セラミックスまたは炭素材のサイズが２〜２５ｍｍの超多孔質のシリカ（ＳｉＯ２）材または炭素材を加工調整し、１３００〜１３５０℃で焼成した加工石を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の脱塩浄化処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水または塩分を含む溶液を脱塩することができる脱塩浄化処理装置及び脱塩浄化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水または塩分を含む溶液から淡水を得るには、塩分を含む溶液中に含まれるイオン類、微粒子、微小な有機物物質等を除去する処理（以下、省略して脱塩浄化処理という）を行う。脱塩浄化処理の具体例としては、逆浸透膜（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ、以下、ＲＯ膜という）を用いた方法、イオン交換樹脂を用いた方法及び中空糸膜フィルターを用いた方法等がある。これらの方法のなかでも、ＲＯ膜を用いる方法では海水または塩分を含む溶液の供給側に圧力をかけ、水分子が強制的に浸透膜を通過するようにして脱塩浄化処理を行う。ＲＯ膜を用いると、ＲＯ膜を透過したろ過液の塩濃度を飲料水レベルや工業用水（中水）レベルとなるまで下げることは既に知られている。
【０００３】
また、ろ過液の回収率を高くするため、供給する海水または塩分を含む溶液を熱交換器により加熱し、浸透膜を透過する水分子の量を多くする、すなわち回収率を高くする脱塩浄化処理技術が一般的である。
【特許文献１】特開平８−２９５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このＲＯ膜を用いた脱塩浄化処理方法では、供給される海水または塩分を含む溶液の一部がろ過されてろ過液として淡水が得られる一方、水分子が奪われることにより塩濃度が高くなった排液が排出される欠点があり、供給する海水に対して得られるろ過液の割合は回収率として表される。例えば海水の供給側にある一定の圧力をかけて脱塩処理すると、３０〜６０％の回収率で淡水を得ることができる。すなわち、７０〜４０％が排液として排出されてしまう。
【０００５】
それが為に上記、ＲＯ膜を用いた脱塩浄化処理方法においては膜ろ装置、加熱器、熱交換機等の複雑な工程を踏まえている。従って、上記脱塩浄化処理装置（プラント）が多大な面積を有し、プラント全体のイニシャルコスト、ランニングコストを押し上げる結果となっている。
また、イオン交換樹脂を用いた方法及び中空糸膜フィルターを用いた方法でも、定期的にイオン交換樹脂及び中空糸膜フィルター等の交換におけるメンテナンスをしなければならず、維持管理費に膨大な費用を余儀なくされている。
【０００６】
従って、海水または塩分を含む溶液の脱塩浄化処理装置（プラント）においてはイニシャルコスト、ランニングコストの低減化を可能とする省エネルギー型、詳しくは温暖化対策型の脱塩浄化処理装置を得る為の方法が要求されている。
【０００７】
発明は上述した事情により成されたものであり、本発明の目的は海水または塩分を含む溶液に対して、安定した処理能力を維持し、しかも設備費が安く、スペースを取らず、かつ、維持管理費の少ない、省エネルギー型、詳しくは温暖化対策型の脱塩浄化処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の目的は海水または塩分を含む溶液に生息する好気性的バクテリアの一種である中温性好塩菌及び高温性好塩菌の特性を生かした好気性的環境の基で海水または塩分を含む溶液を消化分解（醗酵）することを主体とした微生物的処理と化学的処理を複合させた脱塩浄化処理装置である。
【０００９】
詳しくは、バクテリアが棲息する微生物担体チップの木細片またはセラミックスを主成分とし、微生物的処理を行う液体浄化処理装置内にはバクテリアの活動を補助するための螺旋状の電熱ヒーターと空気供給機と繋がっている空気供給口を設け、化学的処理を行う液体浄化処理装置内では薬注機からの薬剤とセラミックまたは炭素材を用いて化学的処理を行う。これらの微生物的処理と化学的処理を複合させた一連の処理行程を制御する自動制御盤を持つことを特徴とする脱塩浄化処理装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
以上に述べた通り、本発明の脱塩浄化処理装置によれば、第１処理ユニットＡによって好気性的環境の基で行う微生物的処理、詳しくは、海水または塩分を含む溶液を吸着濾過並び消化分解する微生物的処理と第２処理ユニットＢによる薬剤と化学吸着の機能を持たせた加工石における化学吸着反応（イオン交換機能）のもとで行われる化学的処理とを効率よく複合させた脱塩浄化処理を行うことで顕著な効果を上げることができた。このために、従来のＲＯ膜を持つ膜ろ装置、加熱器、熱交換機等の複雑な工程を用いた既存の脱塩浄化処理装置（プラント）と比較し、第１処理ユニットＡと第２処理ユニットＢの相乗効果により、投資コストの抑制、ランニングコストの格段な激減と設置スペースを削減化した省エネルギー型、詳しくは温暖化対策型の設置が簡単な当該脱塩浄化処理装置を組み合わせることにより、従来の脱塩浄化処理装置（プラント）の設計・製作並びに運転維持は極めて容易に且つ安価となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の脱塩浄化処理装置は大きく分ければ第１処理ユニットＡと第２処理ユニットＢに分けられ、第１処理ユニットＡのバクテリアが棲息する微生物担体チップまたはセラミックスを用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段では海水または塩分を含んだ溶液を投入後、微生物的処理を行う液体浄化処理装置内では微生物担体チップまたはセラミックスである木細片やセラミックスの吸着濾過作用により、投入された海水または溶液の９０〜９５％は吸着濾過処理され、残りの５〜１０％の海水または塩分を含んだイオン類、微粒子、微細な有機物物質等は第１処理ユニットＡである液体浄化処理装置内の微生物担体チップまたはセラミックスである木細片やセラミックス内において吸着され目詰を生じさせ、即ち吸着濾過作用で微生物担体チップまたはセラミックスである木細片やセラミックス内において、塩分を含んだイオン類、微粒子、微細な有機物質等は液体浄化処理装置内に設けられている、螺旋状の電熱ヒーターから熱エネルギーと空気供給機と繋がっている空気供給口から好気性的バクテリアの一種である中温性好塩菌及び高温性好塩菌が必要とする空気（酸素）を受けながら最適な好気性の条件を維持確保する事ができ、好気性のエネルギー（発酵熱）を急速に発生させて好気性処理（微生物的処理）を第１処理ユニットＡ内で行い塩分を含んだイオン類、微粒子、微細な有機物物質等を消化分解する際、下記の過程で反応する。
ＣＨ４→ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ
【００１２】
また、第２処理ユニットＢにおいては薬剤とセラミックスまたは炭素材を用いて、浄化処理を行う液体浄化処理装手段では、薬剤の次亜塩素酸ソーダを所定の比率で超多孔質のシリカ（ＳｉＯ２）材または炭素材を２〜２５ｍｍのサイズに加工調整し、１３００〜１３５０℃で焼成し化学吸着の機能を持たせた加工石を充填した液体浄化処理装置内に薬注機で注入点滴し、第２処理ユニットＢで行う液体浄化処理手段を化学的処理と称し、第１処理ユニットＡである液体浄化処理装置内で吸着濾過処理と微生物的処理された、詳しくは消化分解された処理水に薬剤の次亜塩素酸ソーダが注入された際、下記の過程で反応する。                  ＮａＣｌＯ→Ｎａ＋＋ＣｌＯ−であり、
【００１３】
また、アルカリの溶液で安定しているため、第１処理ユニットＡの微生物的処理行程で完全に消化分解ができない海水または溶液に含まれる微粒子、微細な有機物質に対しては、中和剤として機能する。
【００１４】
このように、第１処理ユニットＡと第２処理ユニットＢの液体浄化処理装置で微生物的処理と化学的処理ができ、これらの複合型の脱塩浄化処理方法により、海水または塩分を含んだイオン類、微粒子、微細な有機物物質等を消化分解させる脱塩浄化処理装置によって達成される。
【実施例】
【００１５】
図１は本発明の原理を実証するための装置の概要構成を示す図である。全体の脱塩浄化処理装置１５は海水１を吸着濾過処理と微生物的処理により消化分解する第１処理ユニットＡ内の液体浄化処理装置４と化学的処理をする第２処理ユニットＢ内の薬注機８と液体浄化処理装置１０から構成され、自動制御盤１２をもって一連の行程を制御する。
【００１６】
第１処理ユニットＡのバクテリアが棲息する微生物担体チップまたはセラミックスを用いて、浄化処理を行う液体浄化処理手段では海水１を送水ポンプ２と送水管３をかえして投入し微生物的処理を行う液体浄化処理装置内４では微生物担体チップまたはセラミックスである木細片やセラミックス７の吸着濾過作用により、投入された海水または溶液１の９０〜９５％は吸着濾過処理され、残りの５〜１０％の塩分を含んだイオン類、微粒子、微細な有機物物質等は第１処理ユニットＡである液体浄化処理装置内４の微生物担体チップまたはセラミックスである木細片やセラミックス内７で吸着濾過されると共に、微生物担体チップまたはセラミックスである木細片やセラミックス７を目詰りさせ、その塩分を含んだイオン類、微粒子、微細な有機物物質等は液体浄化処理装置内４に設けられている、螺旋状の電熱ヒーター５から熱エネルギーと空気供給機６と繋がっている空気供給口から好気性バクテリアの必要とする空気（酸素）を受けながら最適な嫌気性・好気性の条件を維持確保する事ができ、好気性のエネルギー（発酵熱）を急速に発生させ好気性的処理（微生物的処理）を促進し、海水中の塩分及び微粒子、微細な有機物物質等を１〜２時間で消化分解する。このような好気性的環境の基で微生物的処理をする。
【００１７】
また、第２処理ユニットＢでは第１処理ユニットＡで微生物的処理された処理水に対し５〜５０ｍｇ／リットルの範囲で薬注機８を用いて薬剤である次亜塩素酸ソーダを液体浄化処理装置内１０に注入点滴する。液体浄化処理装置内１０では超多孔質のシリカ（ＳｉＯ２）材または炭素材１１を主成分とするサイズ２〜２５ｍｍに加工調整し１３００℃〜１３５０℃で焼成された加工石の化学吸着作用と添加された次亜塩素酸ソーダが還元・酸化剤となりイオン交換機能を行うことにより、一種の増幅作用がなされ酸化、還元、中和等の化学的処理が行われ第１処理ユニットＡで微生物的処理された処理水に含まれるイオン類等を化学処理し、配水管１３をかえして放流される。
【００１８】
また、脱塩浄化処理装置１５の底部には移動をより可能としたキャスター１４が設けられ、既存の脱塩浄化処理装置等（プラント）の海水または塩分を含む溶液を貯める原水槽若しくは貯留槽に汎用的に設置が可能である。また、既存の脱塩浄化処理装置等（プラント）の改造をしないまま設置が可能である。                                              
【００１９】
以上の条件により、脱塩浄化処理装置１５によって処理した最終処理水１６と、その海水１の水質とを試験項目別に比較して表１に示す。何れの項目も満足すべき結果を示している。
【００２０】
【表１】
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※但し、原水は海水とする。
ＢＯＤ：生物化学的酸素要求量
ＣＯＤ：化学的酸素要求量
ＳＳ  ：浮遊物質量
ＮＯ３：硝酸イオン
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態例の脱塩浄化処理装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ａ  第１処理ユニット
１．海水または塩分を含んだ溶液
３．送水管
５．ヒーター
７．木細片やセラミックス
９．薬タンク
１１．セラミックス材または炭素材
１３．配水管
１５．脱塩浄化処理装置
Ｂ  第２処理ユニット
２．送水ポンプ  
４．液体浄化処理装置      
６．空気供給機   
８．薬注機   
１０．液体浄化処理装置
１２．自動制御盤  
１４．キャスター   
１６．最終処理水
【図１】
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