(57)【要約】      （修正有）【課題】水源に存在する浮遊生物の量に関わらず安定的に淡水を造水することが可能な海水淡水化システム及び海水淡水化方法を提供する。【解決手段】取水された海水から浮遊生物を分離除去する第一分離手段（例；加圧浮上分離、沈殿分離、遠心分離）と、浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去する第二分離手段（例；砂濾過、精密濾過膜、限外濾過膜等の膜濾過）と、有機物が分離除去された海水を脱塩して淡水化する半透膜濾過装置とを備える海水淡水化システム。取水された海水から加圧浮上分離、沈殿分離又は遠心分離によって浮遊生物を分離除去する第一分離工程と、浮遊生物が分離された海水から砂濾過、精密濾過膜、限外濾過膜等による膜濾過によって有機物を分離除去する第二分離工程と、有機物が分離除去された海水を半透膜によって脱塩して淡水化する脱塩工程とを含む海水淡水化方法。【選択図】図１
2016131937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水された海水から浮遊生物を分離除去する第一分離手段と、
浮遊生物が分離された前記海水から有機物を分離除去する第二分離手段と、
有機物が分離除去された前記海水を脱塩して淡水化する半透膜濾過装置とを備えることを特徴とする海水淡水化システム。
【請求項２】
前記第一分離手段が、加圧浮上分離、沈殿分離又は遠心分離によって分離除去を行うことを特徴とする請求項１に記載の海水淡水化システム。
【請求項３】
前記第二分離手段が、砂濾過、又は、精密濾過膜、限外濾過膜若しくはマルチメディアフィルタによる膜濾過によって分離除去を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海水淡水化システム。
【請求項４】
取水された海水に含まれている浮遊生物の量を計測する第一計測手段と、
浮遊生物が分離された前記海水に含まれている有機物の濃度を計測する第二計測手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の海水淡水化システム。
【請求項５】
取水された海水に凝集剤を添加する第一凝集剤添加手段をさらに備え、
前記第一凝集剤添加手段による前記凝集剤の添加量が、前記第一計測手段によって計測された浮遊生物の量に基いて制御されることを特徴とする請求項４に記載の海水淡水化システム。
【請求項６】
浮遊生物が分離された前記海水に凝集剤を添加する第二凝集剤添加手段をさらに備え、
前記第二凝集剤添加手段による前記凝集剤の添加量が、前記第二計測手段によって計測された有機物の濃度に基いて制御されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の海水淡水化システム。
【請求項７】
取水された海水に含まれている浮遊生物の量を計測する第一計測手段をさらに備え、
前記第一分離手段が、遠心分離によって分離除去を行う遠心分離装置であり、
前記遠心分離における回転速度と分離処理時間とが、前記第一計測手段によって計測された浮遊生物の量に基いて制御されることを特徴とする請求項１に記載の海水淡水化システム。
【請求項８】
前記第二凝集剤添加手段が、有機系凝集剤を添加することを特徴とする請求項６に記載の海水淡水化システム。
【請求項９】
前記有機系凝集剤が、ポリアクリル酸であることを特徴とする請求項８に記載の海水淡水化システム。
【請求項１０】
前記有機物が、多糖類であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の海水淡水化システム。
【請求項１１】
取水された海水から加圧浮上分離、沈殿分離又は遠心分離によって浮遊生物を分離除去する第一分離工程と、
浮遊生物が分離された前記海水から砂濾過、又は、精密濾過膜、限外濾過膜若しくはマルチメディアフィルタによる膜濾過によって有機物を分離除去する第二分離工程と、
有機物が分離除去された前記海水を半透膜によって脱塩して淡水化する脱塩工程とを含むことを特徴とする海水淡水化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水を淡水化する海水淡水化システム及び海水淡水化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半透膜を利用した膜濾過処理によって鹹水（海水）を淡水化する海水淡水化システムが知られている。この種の海水淡水化システムでは、一般に、海等の水源から取水された海水を半透膜を利用した逆浸透処理に供することによって淡水を造水している。
【０００３】
海水淡水化システムの性能は、被処理水の流路や半透膜の健全性に大きく左右される実情がある。例えば、海水中に存在する固着性の海生生物、微小固形物等は、半透膜に付着、堆積して半透膜の細孔を閉塞することがあるし、海水中に存在する浮遊生物（プランクトン）、細菌等は、半透膜に付着し、バイオフィルムを形成して半透膜の細孔の目詰まり（バイオファウリング（bio-fouling））を生じることがある。このようにして半透膜の細孔が閉塞すると、透過流束や除去率が低下し、海水淡水化システムによる淡水の造水量や脱塩率を維持することができなくなることが問題となっている。
【０００４】
そこで、海水淡水化システムにおいては、半透膜を利用した膜濾過処理に先立って、取水された海水から、生物類や固形物類を除去する前処理が実施されている。一般に、海水中に存在する比較的サイズが大きい海生生物や固形物等については、砂濾過等の濾過処理による前処理で分離除去がなされている。一方で、バイオフィルムは、濾過処理による分離除去が難しい低分子有機物を利用した微生物の繁殖や、透明細胞外粒子（Transparent Exopolymer Particles；ＴＥＰ）をはじめとする微生物由来の有機物の堆積等によっても成長してしまうため、バイオファウリングに対しては一層適切な前処理が求められている。
【０００５】
取水される海水の前処理に関わる技術として、例えば、特許文献１には、砂ろ過層の深層を形成するための砂利層に取水配管を埋め込み、砂ろ過層の中間層及び表層を形成するための砂層に逆洗浄管を埋め込んだ浸透取水ユニットをあらかじめ形成しておき、海底の設置場所で所要の数の前記浸透取水ユニットを組み合わせて前記砂ろ過層を形成し、海中から前記砂ろ過層内を自然浸透してきた海水を前記取水配管内に導入して海水を取水する海水の浸透ろ過方法が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、海水中の懸濁物除去用の砂濾過器と、砂濾過器を通過した海水中の微生物を殺菌するための紫外線殺菌装置とを具備している逆浸透による海水淡水化装置が記載されている。また、砂濾過器と紫外線殺菌装置とを通過した海水中の有機物を低減するための生物活性炭塔を具備している海水淡水化装置について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−０７５２６８号公報
【特許文献２】特開２００４−０２５０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
海水淡水化システムが設置される水源では、赤潮に代表される浮遊生物の異常発生が生じる場合がある。浮遊生物の異常発生が生じた場合に取水を継続すると、海水淡水化システムにおける被処理水の流路や半透膜の健全性が急速に悪化し、造水量が大きく低下したり、半透膜への加圧動力が増大したりする恐れがある。また、半透膜や被処理水の流路についての洗浄や保守修繕の頻度が増大したり、浮遊生物の発生量が過大である場合には、システム全体が稼働停止に追い込まれたりする恐れもある。そのため、水源における浮遊生物の異常発生への対処は、海水淡水化システムの稼働率や信頼性等を維持する観点から極めて重要な課題となっている。
【０００９】
特許文献１に記載されている技術によれば、浸透取水ユニットを海底に設置する際の工事規模が小さくなり、メンテナンスが容易に行える海水の浸透ろ過方法が提供できるとされている。このような浸透型の間接取水方式によれば、水源で浮遊生物の異常発生が生じた場合にも、それによる影響を受け難い海水淡水化システムを実現することが可能であるといえる。しかしながら、このような浸透型の間接取水方式は、直接取水方式と比較して、取水設備を設置する初期コストが依然として高水準であるし、取水設備の設置地点が制約され易い等の難点を抱えている。
【００１０】
他方、特許文献２に記載されている技術によれば、紫外線殺菌を施すことによって、逆浸透膜でのバイオファウリング防止や薬品洗浄頻度の低減が可能になるとされている。しかしながら、紫外線殺菌によっては、浮遊生物を死滅させることはできたとしても、浮遊生物が産生する代謝物、分泌物等や、死滅した浮遊生物の残渣等のような浮遊生物に由来する有機物を適切に分離除去することができない。そのため、水源で浮遊生物の異常発生が生じた場合には、このような有機物による後段への負荷は無視し難いものとなる。
【００１１】
従来、取水された海水から浮遊生物等を排除する方法としては、次亜塩素酸ナトリウム等の薬品処理を施す方法も知られている。しかしながら、薬品処理を施す方法では、紫外線殺菌と同様に、浮遊生物に由来する有機物を適切に分離除去することは難しいし、処理後の海水に残留する塩化水素等によって半透膜が劣化したり処理水質が悪化したりするため、残留薬品の後処理の工程等が増加してしまうという課題がある。そのため、直接取水方式において利用可能であり、水源で浮遊生物の異常発生が生じたとしても安定的に淡水を造水することができる技術が求められている。
【００１２】
そこで、本発明は、水源に存在する浮遊生物の量に関わらず安定的に淡水を造水することが可能な海水淡水化システム及び海水淡水化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために本発明に係る海水淡水化システムは、取水された海水から浮遊生物を分離除去する第一分離手段と、浮遊生物が分離された前記海水から有機物を分離除去する第二分離手段と、有機物が分離除去された前記海水を脱塩して淡水化する半透膜濾過装置とを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る海水淡水化方法は、取水された海水から加圧浮上分離、沈殿分離又は遠心分離によって浮遊生物を分離除去する第一分離工程と、浮遊生物が分離された前記海水から砂濾過、又は、精密濾過膜、限外濾過膜若しくはマルチメディアフィルタによる膜濾過によって有機物を分離除去する第二分離工程と、有機物が分離除去された前記海水を半透膜によって脱塩して淡水化する脱塩工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水源に存在する浮遊生物の量に関わらず安定的に淡水を造水することが可能な海水淡水化システム及び海水淡水化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の変形例に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る海水淡水化システム及び海水淡水化方法について説明する。なお、各図において共通する構成については、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
はじめに、本発明の第１実施形態に係る海水淡水化システムについて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、第１実施形態に係る海水淡水化システム１は、主に、取水ポンプ５と、取水槽１０と、第一凝集槽（凝集部）２０と、加圧浮上分離装置３０（第一分離手段）と、第二凝集槽（凝集部）４０と、第三凝集槽（凝集部）５０と、圧送ポンプ５５と、限外濾過膜による膜濾過によって分離除去処理を行う膜濾過装置６０（第二分離手段）と、圧送ポンプ６５と、半透膜濾過装置７０と、制御装置１００とを備えている。
【００２１】
海水淡水化システム１は、取水された海水を半透膜を利用した半透膜濾過装置７０によって淡水化処理して淡水を造水するシステムであって、半透膜濾過装置７０による膜濾過処理に先立って、加圧浮上分離装置３０による浮遊生物の分離除去処理と膜濾過装置６０による浮遊生物に由来する有機物の分離除去処理とを前処理として行うシステム構成を有している。
【００２２】
海水淡水化システム１において、取水槽１０、第一凝集槽２０、加圧浮上分離装置３０、第二凝集槽４０、第三凝集槽５０、膜濾過装置６０及び半透膜濾過装置７０は、この順に直列の関係となるように設置されている。これらの各処理槽や各装置は、被処理水の流路を形成する配管等によって接続されており、水源から取水された被処理水としての海水は、順次、各処理槽や各装置を通され、淡水化された後に回収されるようになっている。
【００２３】
取水ポンプ５は、海等の水源から海水を取水するために備えられている。海水の取水は、取水管先端の取水口が水中に配置される直接取水方式によるものである。直接取水方式としては、より具体的には、取水口が水源底部若しくは壁部から離間して設けられる表層取水の形態であってよいし、或いは、取水口が水源底部若しくは壁部に設けられる形態であってもよい。なお、本明細書においては、海水には、陸地に存在する鹹水が含まれ、水源を湖沼等とする場合が含まれるものとする。取水ポンプ５によって取水された海水は、通常、不図示の濾過器等によって遊泳生物、粗大固形物等が分離除去された後に取水槽１０に導入される。
【００２４】
取水槽１０は、取水された海水が一時的に滞留する槽となっている。取水槽１０には、開閉弁を備えた放流管を設けることができ、一旦取水された海水を計画的に水源に返流し得るように構成することができる。海水淡水化システム１では、このように取水槽１０に接続される取水管と放流管とによって海水の流量制御ないし水位制御を行うことで定量運転が可能である。なお、取水槽１０は、単槽構成としても、直列状に区画された複数槽構成としてもよい。
【００２５】
取水槽１０には、図１に示すように、第一計測手段１１０が設置される。第一計測手段１１０は、取水された海水に含まれている浮遊生物の量を計測する計測器等である。第一計測手段１１０は、光学式、画像判定式、コールター式等のような浮遊生物の個体数を計数可能な適宜の計数器としてよいし、浮遊生物の分布状態を把握可能な音響探知機等としてもよい。また、計測対象の浮遊生物を含む海水の採水を伴うものであっても、染色等の化学的処理を伴うものであってもよい。なお、第一計測手段１１０は、取水槽１０に代えて、水源に配置される取水口の近傍に設けてもよい。
【００２６】
第一計測手段１１０は、図１に破線で示すように、信号線を介して制御装置１００に電気的に接続されており、第一計測手段１１０によって計測された海水の浮遊生物量に関する計測信号は、制御装置１００に入力されるようになっている。この海水淡水化システム１では、取水された海水の浮遊生物量を第一計測手段１１０によって計測することで、後段で行われる浮遊生物の分離除去処理において添加される凝集剤の添加量が調節されるようになっている。取水槽１０に滞留している海水は、続いて、第一凝集槽２０に移送される。
【００２７】
第一凝集槽２０は、加圧浮上分離装置３０における浮遊生物の分離除去処理に先立って、海水に含まれている浮遊生物を凝集処理する処理槽となっている。第一凝集槽２０には、攪拌装置２２と、凝集剤添加手段（２４，２６）とが設置されている。凝集剤添加手段（２４，２６）は、例えば、図１に示すように、凝集剤貯留槽２４と、凝集剤添加ポンプ２６とによって構成される。
【００２８】
凝集剤貯留槽２４には、例えば、塩化鉄、硫酸鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、カチオン系高分子等の凝集剤、好ましくは塩化鉄が貯留されており、凝集剤添加ポンプ２６によって、凝集剤が適時に被処理水（海水）に添加されるようになっている。ここで用いられる凝集剤は、主として、浮遊生物の表面電荷を中和して凝結させるためのものである。また、攪拌装置２２は、被処理水中の浮遊生物が確実に凝集塊（フロック）を形成するように、被処理水を撹拌する機能を有している。
【００２９】
凝集剤添加ポンプ２６は、図１に破線で示すように、信号線を介して制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００からの制御信号に基いて凝集剤の添加量が制御されるようになっている。凝集剤添加ポンプ２６は、例えば、電動機がインバータ制御、オンオフ制御等によって凝集剤の添加量を調節することができる定量ポンプ等である。第一凝集槽２０に滞留する被処理水は、続いて、加圧浮上分離装置３０に移送される。
【００３０】
加圧浮上分離装置３０は、加圧浮上分離の原理によって取水された海水から浮遊生物を分離除去する装置となっている。加圧浮上分離装置３０は導入される海水（被処理水）を保持する槽体（加圧浮上槽）を有し、気泡発生器３４を通って循環されるようになっている。気泡発生器３４は、加圧溶解方式、空気せん断方式、細孔方式、超音波方式等、循環される被処理水に微細な気泡を発生させる機能を有していれば良く、気泡の発生形式は特に限定されない。
【００３１】
加圧浮上分離装置３０では、被処理水に含まれる浮遊生物は、気泡が付着することによって浮力が高められ、被処理水の表層側に浮上して、不図示の掻寄装置等によって分離除去される。一方で、浮遊生物が分離除去された被処理水は、続いて、第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とに順に移送される。
【００３２】
加圧浮上分離装置３０と第二凝集槽４０とを接続する流路には、図１に示すように、第二計測手段１２０が設置されている。第二計測手段１２０は、海水に含まれている有機物の濃度を計測する計測器等である。第二計測手段１２０は、定量対象の有機物を含む海水の採水を伴うものであってもよい。有機物としては、具体的には、糖類、多糖類、アミノ酸、ペプチド、タンパク等が挙げられ、水源に遊離の状態で存在している有機物と浮遊生物に由来する有機物の双方が含まれる。これらの中でも好ましい定量対象は、バイオファウリングの主因となり易い多糖類である。なお、第二計測手段１２０は、加圧浮上分離装置３０と第二凝集槽４０との間に調整槽を配置し、その調整槽に設置してもよい。
【００３３】
第二計測手段１２０は、図１に破線で示すように、信号線を介して制御装置１００に電気的に接続されており、第二計測手段１２０によって計測された海水の有機物濃度に関する計測信号は、制御装置１００に入力されるようになっている。この海水淡水化システム１では、浮遊生物が分離除去処理された後の被処理水中の有機物濃度を第二計測手段１２０によって計測することで、後段で行われる有機物の分離除去処理において添加される凝集剤の添加量が調節されるようになっている。
【００３４】
第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とは、膜濾過装置６０における分離除去処理に先立って、海水に含まれている有機物を凝集処理する処理槽となっている。第二凝集槽４０には、攪拌装置４２と、凝集剤貯留槽４４及び凝集剤添加ポンプ４６によって構成される凝集剤添加手段（４４，４６）とが設置されている。また、第三凝集槽５０には、攪拌装置５２と、凝集剤貯留槽５４及び凝集剤添加ポンプ５６によって構成される凝集剤添加手段（５４，５６）とが設置されている。これらの凝集剤添加手段は、前記の凝集剤添加手段（２４，２６）と同様の機能を有するものである。
【００３５】
第二凝集槽４０に設置される凝集剤貯留槽４４には、例えば、塩化鉄、硫酸鉄、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等の凝集剤、好ましくは塩化鉄が貯留されており、このような凝集剤は、凝集剤添加ポンプ４６によって被処理水に添加されるようになっている。ここで用いられる凝集剤は、主として、有機物の表面電荷を中和して凝結させるためのものである。また、攪拌装置４２は、被処理水中の有機物の大半が確実に凝集塊を形成するように、被処理水を急速撹拌する機能を有している。
【００３６】
一方で、第三凝集槽５０に設置される凝集剤貯留槽５４には、例えば、アニオン性高分子凝集剤、カチオン性高分子凝集剤、両性高分子凝集剤等の凝集剤、好ましくはアニオン性高分子凝集剤、特に好ましくはポリアクリル酸が貯留されており、このような凝集剤は、凝集剤添加ポンプ５６によって被処理水に添加されるようになっている。ここで用いられる凝集剤は、主として、有機物や有機物の凝集塊をさらに凝集させて凝集塊を大型化させるためのものである。また、攪拌装置５２は、被処理水中の有機物の凝集塊のサイズが良好に成長するように、被処理水を緩速撹拌する機能を有している。
【００３７】
凝集剤添加ポンプ４６及び凝集剤添加ポンプ５６は、図１に破線で示すように、信号線を介して制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００からの制御信号に基いて凝集剤の添加量がそれぞれ制御されるようになっている。凝集剤添加ポンプ４６及び凝集剤添加ポンプ５６は、例えば、電動機がインバータ制御、オンオフ制御等されることによって添加量を調節することができる定量ポンプ等である。第二凝集槽４０に滞留する被処理水は、第三凝集槽５０に移送され、第三凝集槽５０に滞留する被処理水は、続いて、膜濾過装置６０に移送される。
【００３８】
膜濾過装置６０は、平膜型、中空糸型等の適宜の形態とすることができるし、適宜の膜保持材を併用して分離膜を積層させた形態とすることもできる。膜濾過装置６０には、圧送ポンプ５５によって分離除去処理に必要な膜圧力に昇圧された被処理水が導入され、被処理水に含まれる有機物は、凝集塊として膜濾過装置６０によって被処理水から濾別される。
【００３９】
膜濾過装置６０は、逆浸透膜（ＲＯ膜）と比較して孔径が大きい限外濾過膜を備えている。限外濾過膜によると、浮遊生物に由来する有機物を高い除去率で濾別することが可能でありながら、逆浸透膜（ＲＯ膜）と比較して透過流束を高くすることが可能である。そのため、このような膜濾過装置６０における分離除去処理によって、後段でバイオファウリングを引き起こす恐れがある有機物の大半を除去することができる。膜濾過装置６０における二次側で集水された被処理水（透過水）は、続いて、半透膜濾過装置７０に移送される。
【００４０】
半透膜濾過装置７０は、海水を脱塩して淡水化する装置となっている。半透膜濾過装置７０は、被処理水が流入する流入口と透過水が流出する透過水流出口と濃縮水が流出する濃縮水流出口とが設けられた圧力容器と、半透膜（逆浸透膜（ＲＯ膜））とを有している。容器の内部は、逆浸透膜によって流入口に連通する一次側と透過水流出口に連通する二次側とに区画されている。なお、逆浸透膜は、平膜型、中空糸型、スパイラル型等の適宜の形態とすることができるし、適宜の膜保持材を併用して積層させた形態とすることもできる。
【００４１】
半透膜濾過装置７０には、圧送ポンプ６５によって脱塩処理に必要な浸透圧以上に昇圧された被処理水が導入され、被処理水に含まれるナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン等の塩分は、逆浸透膜によって被処理水から脱塩される。半透膜濾過装置７０における一次側で濃縮された被処理水（濃縮水）は、半透膜濾過装置７０から排出されて所定の後処理等に供される一方で、二次側で集水された透過水は、海水淡水化システム１の系外に移送され、淡水として各種の用途に用いられる。
【００４２】
制御装置１００は、第一計測手段１１０が計測した取水された海水の浮遊生物量に基いて、凝集剤添加ポンプ２６による凝集剤の添加量を制御する機能を有している。また、第二計測手段１２０が計測した海水の有機物濃度に基いて、凝集剤添加ポンプ４６，５６による凝集剤の添加量を制御する機能を有している。制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を搭載しており、不図示の入力手段を介した管理者の指示に従ってＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ上で所定の制御プログラムを実行することで、第一計測手段１１０や第二計測手段１２０から送られる計測値に基いて、各凝集剤添加ポンプ２６，４６，５６等のコントローラを制御することができる。
【００４３】
ここで、本発明の一実施形態に係る海水淡水化方法について、第１実施形態に係る海水淡水化システム１の運転方法に沿って説明する。
【００４４】
本実施形態に係る海水淡水化方法は、取水された海水から加圧浮上分離によって浮遊生物を分離除去する第一分離工程と、浮遊生物が分離された海水から限外濾過膜による膜濾過によって有機物を分離除去する第二分離工程と、有機物が分離除去された海水を半透膜によって脱塩して淡水化する脱塩工程とを含む方法である。半透膜によって海水を淡水化する脱塩処理に先立って、海水（被処理水）に含まれる浮遊生物と有機物とを各別の分離除去処理に供することで、バイオファウリングの発生を低減させ、水源において浮遊生物の異常発生が生じた場合にも、安定的に淡水を造水することができる方法となっている。
【００４５】
海水淡水化システム１は、通常、取水された海水を半透膜濾過装置７０における透過速度を一定する定量稼働によって淡水化する運転方法を採る。このような運転では、水源から取水された海水は、取水槽１０から、膜濾過装置６０に至るまで一定流量で通水されて、半透膜濾過装置７０で淡水化されることになる。その一方で、水源で浮遊生物の異常発生が生じた場合には、浮遊生物量と共に浮遊生物に由来する有機物濃度も増加するため、半透膜や被処理水の流路への負荷が増大し、脱塩処理の継続が困難となる場合がある。そこで、この海水淡水化方法では、加圧浮上分離によって浮遊生物を略死滅させることなく分離除去すると共に、限外濾過膜による膜濾過によって有機物に特化した分離除去を行うことで、各分離除去対象について効率的な対処を採り、海水の流量の大幅な変更を伴うことなく安定的な稼働を実現するものとしている。
【００４６】
海水淡水化システム１では、加圧浮上分離装置３０による浮遊生物の分離除去処理に先立って、第一凝集槽２０において浮遊生物の凝集処理を行うことができる。水源において浮遊生物の異常発生が生じた場合には、取水された海水に含まれている浮遊生物を加圧浮上分離装置３０によって十分な除去率で分離除去することが難しくなるため、あらかじめ凝集処理を行っておくことで、加圧浮上分離装置３０における浮遊生物の分離除去処理を効率的に行うことができるようになる。
【００４７】
第一凝集槽２０に設置される第一凝集剤添加手段（凝集剤添加ポンプ２６）による凝集剤の添加量は、第一計測手段１１０によって計測された浮遊生物の量に基いて制御される。第一計測手段１１０は、水源から取水された海水に含まれている浮遊生物の量を計測し、計測された海水の浮遊生物量に関する計測信号を制御装置１００に出力する。このとき、制御装置１００は、海水淡水化システム１に通水される海水の流量を取得する。すなわち、海水中の浮遊生物量は、海水淡水化システム１に対する負荷量として、海水の流量あたりについて求めることができる。
【００４８】
続いて、制御装置１００は、海水の浮遊生物量に基いて、凝集剤添加ポンプ２６による凝集剤の添加量を決定する。凝集剤添加ポンプ２６は、添加する凝集剤の種類に応じて、浮遊生物の略全量を凝集させることができる量の凝集剤を添加するように制御される。このような添加量は、あらかじめ行う予備試験において、凝集剤の種類や海水の流量や浮遊生物量毎に応じて事前に求めておくことができる。すなわち、制御装置１００は、事前に記憶させておいた浮遊生物量と添加量との相関関係を参照して、計測された浮遊生物量に対応する凝集剤の添加目標量を取得する。なお、添加目標量は、浮遊生物量と添加量との相関関係に関するテーブルから取得してよいし、相関関係を示す回帰線に外挿して取得してもよい。また、浮遊生物量については、予測される浮遊生物の叢構成に応じて浮遊生物の密度を推定して求めてもよい。
【００４９】
続いて、制御装置１００は、取得した凝集剤の添加目標量に基いて、凝集剤添加ポンプ２６の制御入力量を演算し、凝集剤添加ポンプ２６に制御信号を出力する。また、凝集剤の添加と併せて、撹拌手段２２を駆動する。そして、第一凝集槽２０では、取水された海水に含まれる浮遊生物の量に応じた凝集剤の添加の下で凝集処理が行われる。第一凝集槽２０における凝集処理では、浮遊生物量に対して過不足無く凝集剤を添加することが可能であり、凝集剤量の適正化と浮遊生物の除去率の向上との両立を図ることができるため、凝集剤による半透膜や被処理水の流路への負荷、凝集剤費を可能な限り低減することができる。また、適切な添加量の凝集剤によって被処理水中の浮遊生物を確実に凝集塊化させることができるため、水源で浮遊生物の異常発生が生じている場合においても、単独で浮遊する浮遊生物や浮力を失った浮遊生物等が後段に流入するのを防止することが可能である。
【００５０】
第一凝集槽２０で凝集処理された被処理水は、加圧浮上分離装置３０に移送され、加圧浮上分離装置３０において浮遊生物が分離除去処理される。浮遊生物の多くは、浮き袋、液泡、油滴等の浮力を生じる器官を有し、さらに、凝集塊化されることによって気泡発生器３４による気泡が付着し易くなっているため、加圧浮上の原理によって確実に分離除去処理されるようになっている。また、この分離除去処理では、浮遊生物の細胞が損傷し難いため、浮遊生物の細胞中に内在する有機物が被処理水中に放出されるのを抑制することができ、被処理水中の有機物濃度を増加させることなく浮遊生物の処理が可能である。なお、海水中の浮遊生物量が少ない場合には、浮遊生物の分離除去処理を実施することなく海水淡水化システム１を運転してもよい。
【００５１】
膜濾過装置６０による有機物の分離除去処理に先立っては、第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とにおいて有機物の凝集処理が行われる。第二凝集槽４０に設置されている第二凝集剤添加手段（凝集剤添加ポンプ４６）による凝集剤の添加量と、第三凝集槽５０に設置されている第三凝集剤添加手段（凝集剤添加ポンプ５６）による凝集剤の添加量とは、第二計測手段１２０によって計測された有機物の濃度に基いて制御される。
【００５２】
第二計測手段１２０は、浮遊生物が分離された海水に含まれている有機物の濃度を計測し、計測された海水の有機物濃度に関する計測信号を制御装置１００に出力する。浮遊生物が分離された海水には、水源に存在していた有機物及び浮遊生物に由来する有機物の双方が含まれている。すなわち、第二計測手段１２０は、浮遊生物が水源で放出し、取水に伴って被処理水に混和した有機物と、取水された海水中に存在する浮遊生物が分離除去処理されるまでの間に放出した内在性の有機物とを合せた濃度を計測するものとなっている。
【００５３】
続いて、制御装置１００は、海水の有機物濃度に基いて、凝集剤添加ポンプ４６による凝集剤の添加量と凝集剤添加ポンプ５６による凝集剤の添加量とを決定する。凝集剤添加ポンプ４６は、添加する凝集剤の種類に応じて、有機物の略全量を凝集させることができる量の凝集剤を添加するように制御される。その一方で、凝集剤添加ポンプ５６は、有機物の凝集塊が、膜濾過装置６０における分離除去処理に適切なサイズの凝集塊に成長するような量の凝集剤を添加するように制御される。このような添加量は、あらかじめ行う予備試験において、凝集剤の種類や海水の流量や有機物濃度毎に応じて事前に求めておくことができる。すなわち、制御装置１００は、事前に記憶させておいた、適切に凝集処理を行えるような有機物濃度と添加量との相関関係を参照して、計測された有機物濃度に対応する凝集剤の添加目標量を取得する。添加目標量は、有機物濃度と添加量との相関関係に関するテーブルから取得してよいし、相関関係を示す回帰線に外挿して取得してもよい。また、有機物濃度は、所定の有機物種についての濃度であってよいし、例えば、ＴＯＣ等のように有機物の全体の濃度であってもよい。
【００５４】
続いて、制御装置１００は、取得した凝集剤の添加目標量に基いて、凝集剤添加ポンプ４６及び凝集剤添加ポンプ５６の制御入力量を演算し、凝集剤添加ポンプ４６と凝集剤添加ポンプ５６とに制御信号を出力する。また、凝集剤の添加と併せて、撹拌手段４２と攪拌手段５２とを駆動する。そして、第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とでは、取水された海水に含まれる有機物の量に応じた凝集剤の添加の下に凝集処理が行われる。第二凝集槽４０及び第三凝集槽５０における凝集処理では、有機物濃度に対して過不足無く凝集剤を添加することが可能であり、凝集剤量の適正化と有機物の除去率の向上との両立を図ることができるため、凝集剤による半透膜や被処理水の流路への負荷、凝集剤費を可能な限り低減することができる。また、適切な添加量の凝集剤によって被処理水中の浮遊生物に由来する有機物を確実に一定サイズ以上に凝集塊化させることができる。そのため、水源で浮遊生物の異常発生が生じている場合においても、大量の浮遊生物によって放出された有機物が未凝集の状態で後段に流入するのを防止することが可能である。
【００５５】
第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とで凝集処理された被処理水は、膜濾過装置６０に移送され、膜濾過装置６０において有機物が分離除去処理される。海水に含まれている有機物は、凝集塊化されて分離除去処理に供されるため、膜濾過装置６０に備えられる限外濾過膜を透過し難く、確実に分離除去処理が行われるようになる。そして、半透膜濾過装置７０における脱塩処理には、浮遊生物や有機物が分離除去処理された被処理水が供されるため、バイオファウリングが生じ難くなり、水源で浮遊生物の異常発生が生じている場合にも、半透膜を介した透過速度を維持して海水淡水化システム１を運転することが可能になる。
【００５６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る海水淡水化システムについて説明する。
【００５７】
図２は、本発明の第２実施形態に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【００５８】
図２に示すように、第２実施形態に係る海水淡水化システム２は、前記の海水淡水化システム１における加圧浮上分離装置３０に代えて、取水された海水中の浮遊生物の分離除去を行う沈殿分離装置３０Ａ（第一分離手段）を備えるシステム構成を有している。また、沈殿分離装置３０Ａの前段側には、粒子添加手段２８がさらに備えられている。なお、海水淡水化システム２におけるその他の構成は、前記の海水淡水化システム１と同様である。
【００５９】
粒子添加手段２８は、被処理水よりも比重が大きい粒子を添加する装置となっている。粒子添加手段２８は、第一凝集槽２０に設置されており、被処理水に粒子が添加されることによって、凝集核の形成と凝集塊の高重量化が図られるようになっている。添加する粒子としては、例えば、直径が０．１ｍｍ程度の珪砂等からなるマイクロサンドや、磁性粒子等が挙げられる。粒子添加手段２８は、粒子を添加する機能に加えて、沈殿分離装置３０Ａにおいて回収される沈降物から粒子を分離する機能も有している。なお、粒子添加手段２８は、制御装置１００からの制御信号に基いて粒子の添加量が制御されるようにしてもよい。
【００６０】
沈殿分離装置３０Ａは、沈殿分離の原理によって取水された海水から浮遊生物を分離除去する装置となっている。沈殿分離装置３０Ａは、導入される海水（被処理水）を保持する槽体（沈殿槽）を有し、例えば、図２に示すように、掻寄機３２を付随して備える。掻寄機３２は、槽体の底部に沈降した浮遊生物を含む沈降物を排出管側に掻き寄せる機能を有している。この排出管は、沈殿分離装置３０Ａの槽体の底部側と粒子添加手段２８とを接続している。
【００６１】
沈殿分離装置３０Ａでは、被処理水に含まれる浮遊生物は、凝集することによって沈降性が高められて槽体の底部側に沈降し、被処理水から分離除去されるようになっている。沈殿分離装置３０Ａの底部側から排出された沈降物は、図２に示すように粒子添加手段２８に移送され、粒子添加手段２８において比重や磁性を利用した分離処理に供される。そして、分離回収された粒子は被処理水への再添加に用いられ、浮遊生物は海水淡水化システム２の系外に排出される。一方で、浮遊生物が分離除去された被処理水は、続いて、第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とに順に移送される。
【００６２】
海水淡水化システム２では、取水された海水から沈殿分離によって浮遊生物を分離除去する第一分離工程と、浮遊生物が分離された海水から限外濾過膜による膜濾過によって有機物を分離除去する第二分離工程と、有機物が分離除去された海水を半透膜によって脱塩して淡水化する脱塩工程とを含む海水淡水化方法が実施される。
【００６３】
海水淡水化システム２では、沈殿分離装置３０Ａによる浮遊生物の分離除去処理に先立って、第一凝集槽２０において浮遊生物の凝集処理を行うことができる。第一凝集槽２０に設置される第一凝集剤添加手段（凝集剤添加ポンプ２６）による凝集剤の添加量は、前記の淡水化システム１と同様にして、第一計測手段１１０によって計測された浮遊生物の量に基いて制御することができる。また、粒子添加手段２８による粒子の添加量は、あらかじめ行う予備試験において、凝集剤の種類や凝集剤量や浮遊生物量毎に応じて事前に求めておくことができ、第一計測手段１１０によって計測された浮遊生物の量又は凝集剤添加ポンプ２６に設定される凝集剤の添加量に基いて制御することができる。そして、第一凝集槽２０で凝集処理された被処理水は、沈殿分離装置３０Ａに移送され、沈殿分離装置３０Ａにおいて浮遊生物が分離除去処理される。なお、海水中の浮遊生物量が少ない場合には、浮遊生物の分離除去処理を実施することなく海水淡水化システム２を運転してもよい。
【００６４】
海水淡水化システム２によれば、取水された海水に含まれている浮遊生物は、比重や浮力に関わらず、凝集剤と比重が大きい粒子とによって沈降性が高められるため、浮遊生物の分離除去処理を確実に行うことができる。また、この分離除去処理では、浮遊生物の細胞が損傷し難いため、浮遊生物の細胞中に内在する有機物が被処理水中に放出されるのを防止することができる。さらに、代謝により放出された有機物及び一部損傷した細胞から放出された有機物を浮遊生物と共に沈殿分離させることで有機物量の減量化を図ることも可能である。その結果、通常時のみならず、水源で浮遊生物の異常発生が生じている場合にも、半透膜を介した透過速度を維持して安定的に淡水を造水することができる。また、加圧浮上分離のように動力を要さず、沈殿分離装置３０Ａにおける滞留時間や、凝集剤ないし比重が大きい粒子の添加量によって除去率を調整することができる点で有利である。
【００６５】
［変形例］
次に、本発明の変形例に係る海水淡水化システムについて説明する。
【００６６】
図３は、本発明の変形例に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【００６７】
前記の第２実施形態に係る海水淡水化システム２は、図３に示すように、第一凝集槽２０、第二凝集槽４０及び第三凝集槽５０に代えて、第一混合器（凝集部）２０Ａ、第二混合器（凝集部）４０Ａ及び第三混合器（凝集部）５０Ａをそれぞれ備える海水淡水化システム２Ａとすることもできる。
【００６８】
第一混合器２０Ａ、第二混合器４０Ａ及び第三混合器５０Ａは、静的又は動的なインライン型の混合器によってそれぞれ構成される。第一混合器２０Ａの入口側には、凝集剤添加手段（２４，２６）と粒子添加手段２８とが接続されており、第一混合器２０Ａでは、第一分離手段（沈殿分離装置３０Ａ）における分離処理に先立って、海水に含まれている浮遊生物の凝集処理が行われる。また、第二混合器４０Ａの入口側には、凝集剤添加手段（４４，４６）が、第三混合器５０Ａの入口側には、凝集剤添加手段（５４，５６）がそれぞれ接続されており、第二混合器４０Ａ及び第三混合器５０Ａでは、第二分離手段（膜濾過装置６０）における分離処理に先立って、海水に含まれている有機物の凝集処理が行われる。
【００６９】
海水淡水化システム２Ａによれば、凝集処理がインライン型の混合器で行われる構成とされているため、凝集槽を備える形態と比較して、システムや設備機器の省スペース化を図ることができる。また、凝集剤が添加された海水がインライン型の混合器で即時に混合されるため、凝集反応の均一性を確保し易い。また、凝集槽に代えて第二混合器４０Ａや第三混合器５０Ａを採用することによって、浮遊生物に由来する未凝集の有機物の局所的な滞留を生じるのを避けることができる。
【００７０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る海水淡水化システムについて説明する。
【００７１】
図４は、本発明の第３実施形態に係る海水淡水化システムの概略構成を示す図である。
【００７２】
図４に示すように、第３実施形態に係る海水淡水化システム３は、前記の海水淡水化システム１における第一凝集槽２０と加圧浮上分離装置３０とに代えて、取水された海水中の浮遊生物の分離除去を行う遠心分離装置３０Ｂ（第一分離手段）を備えるシステム構成を有している。また、第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とに代えて、第一混合器（凝集部）４０Ｂと第二混合器（凝集部）５０Ｂとを備えている。なお、海水淡水化システム３におけるその他の構成は、前記の海水淡水化システム１と同様である。
【００７３】
遠心分離装置３０Ｂは、遠心分離の原理によって取水された海水から浮遊生物を分離除去する装置となっている。遠心分離装置３０Ｂは、例えば、図４に示すように、テーパ状の内面を有する筒状体３８と、筒状体３８に収容されたスクリューコンベア３９とを備える構成とすることができる。スクリューコンベア３９は、海水が通流可能な管状の軸芯を有し、軸芯には、内空を通流する海水が筒状体３８内に流出できるように開口が設けられている。
【００７４】
遠心分離装置３０Ｂは、図４に破線で示すように、信号線を介して制御装置１００に電気的に接続されており、制御装置１００からの制御信号に基いて、電動機によって駆動される回動の回転速度が制御されるようになっている。筒状体３８とスクリューコンベア３９とは、電動機による駆動によって相対速度をもって差動的に回動し、遠心分離装置３０Ｂに導入された海水に旋回流を生じさせる。海水中に含まれる浮遊生物は、遠心力により筒状体３８の内面に沿ってテーパ状の先端側に向けて移動し、筒状体３８から海水淡水化システム３の系外に排出されるようになっている。一方で、浮遊生物が分離除去された海水は、続いて、第一混合器（凝集部）４０Ｂと第二混合器（凝集部）５０Ｂとに順に移送される。
【００７５】
海水淡水化システム３では、取水された海水から遠心分離によって浮遊生物を分離除去する第一分離工程と、浮遊生物が分離された海水から限外濾過膜による膜濾過によって有機物を分離除去する第二分離工程と、有機物が分離除去された海水を半透膜によって脱塩して淡水化する脱塩工程とを含む海水淡水化方法が実施される。
【００７６】
海水淡水化システム３では、遠心分離装置３０Ｂにおける回転速度や分離処理時間を、第一計測手段１１０によって計測された浮遊生物の量に基いて制御することができる。例えば、制御装置１００は、海水の浮遊生物量に基いて浮遊生物の嵩比重を推定し、浮遊生物を分離可能な範囲で遠心分離の回転速度を選択する。このとき、浮遊生物の密度を、予測される浮遊生物の叢構成に応じて推定することにより回転速度を選択してもよい。そして、制御装置１００は、その回転速度において浮遊生物の略全量を分離することができる分離処理時間を求め、遠心分離装置３０Ｂに制御信号を出力する。分離処理時間は、浮遊生物の大きさや密度の推定値に基いて沈降時間を演算して求めてよいし、予備試験において浮遊生物量毎に求めておいた結果を参照させて求めるようにしてもよい。
【００７７】
海水淡水化システム３によれば、遠心分離の回転速度や分離処理時間が浮遊生物量に応じて適切に確保されるため、浮遊生物の分離除去処理を確実に行うことができる。また、この分離除去処理では、浮遊生物の細胞が損傷し難いため、浮遊生物の細胞中に内在する有機物が被処理水中に放出されるのを防止することができる。その結果、通常時のみならず、水源で浮遊生物の異常発生が生じている場合にも、半透膜を介した透過速度を維持して安定的に淡水を造水することが可能である。また、浮遊生物の分離除去処理に先立って凝集処理を行う必要が無い点、回転速度の調節によって分離除去処理時間を調整できる点でも有利である。
【００７８】
［その他の変形例］
次に、本発明に係る海水淡水化システムの他の変形例について説明する。
【００７９】
前記の海水淡水化システム１，２，２Ａは、第一分離手段の前段に、第一凝集槽２０によって構成される単一槽構成を有し、第二分離手段の前段に、第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とによって構成される二槽構成を有しているが、このような単一槽構成の第一凝集槽２０に代えて、複数の凝集槽を設置してもよい。また、このような二槽構成の第二凝集槽４０と第三凝集槽５０とに代えて、単一の凝集槽を設置したり、３以上の複数の凝集槽を設置したりしてもよい。このような複数の凝集槽については、添加する凝集剤の種類や攪拌条件等を適宜の組み合わせで構成してよい。また、海水淡水化システム１の各凝集槽をインライン型の混合器で構成してよいし、海水淡水化システム３の各混合器を凝集槽で構成してもよい。
【００８０】
また、前記の海水淡水化システム１，２，２Ａ，３は、第二分離手段が、限外濾過膜による膜濾過によって分離除去を行う膜濾過装置６０によって構成されているが、このような膜濾過装置６０に代えて、砂濾過によって分離除去を行う砂濾過装置、精密濾過膜による膜濾過によって分離除去を行う膜濾過装置、又は、マルチメディアフィルタによる膜濾過によって分離除去を行う膜濾過装置を設置してもよい。すなわち、浮遊生物が分離された海水から限外濾過膜による膜濾過によって有機物を分離除去する第二分離工程を、砂濾過、又は、精密濾過膜若しくはマルチメディアフィルタによる膜濾過によって行ってもよい。砂濾過によると、設備費や保守修繕を低廉に行うことができる一方で、膜濾過によると、有機物の除去率を高くすることができる傾向がある。
【００８１】
また、前記の海水淡水化システム２，２Ａは、沈殿分離装置３０Ａよりも前段側に、被処理水中に存在する浮遊生物を加圧処理する加圧手段をさらに備える構成としてもよい。このような加圧手段としては、例えば、取水槽１０と沈殿分離装置３０Ａとの間に設けられる配管ないし第一混合器２０Ａを、管径が大きい大径部と管径が小さい小径部とが交互に連結した加圧配管によって構成する形態が利用可能である。また、沈殿分離装置３０Ａの前段側に加圧壁を設置し、その加圧壁に浮遊生物を衝突させる形態が利用可能である。加圧配管による水圧変動や加圧壁への衝突によって浮遊生物が有する浮力を生じる器官を破壊することで、浮遊生物の沈降性を増大することができる。
【００８２】
また、前記の海水淡水化システム３は、第一分離手段がデカンタ式の遠心分離装置３０Ｂによって構成されているが、これに代えて、サイクロン式の遠心分離装置を設置してもよい。サイクロン式とすることによって、旋回流を形成する手段の保守修繕を不要とすることができる。
【００８３】
また、前記の海水淡水化システム１，２，２Ａ，３は、半透膜濾過装置７０が、並列状の関係となるように複数機備えることができるし、直列状の関係となるように複数機備えることもできる。また、半透膜濾過装置７０や、膜分離を行う膜濾過装置６０等は、不図示の逆洗機構を備えることができる。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明の実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８５】
本発明の実施例として、半透膜を利用した膜濾過による脱塩処理の前処理を模擬的に実施した。前処理としては、浮遊生物を分離除去する処理と、浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去する処理とを試験し、脱塩処理の前処理としての適合性を確認した。海水としては、具体的には、浮遊生物の異常発生が生じた場合を想定して、プランクトン量が４．７×１０６個／ｍＬの模擬海水を使用した。なお、この模擬海水のＴＯＣは２４ｐｐｍ、有機物濃度は４５ｍｇ−glucose／Ｌである。
【００８６】
［処理試験１］
処理試験１では、前処理を、浮遊生物を分離除去する処理と、浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去する処理の二段処理とした。
【００８７】
はじめに、海水から浮遊生物を分離除去した。浮遊生物を分離除去する処理に先立っては凝集処理を実施した。凝集処理は、凝集剤として塩化鉄を３０ｐｐｍとなるように海水に添加し、Ｇ値１１０（１／ｓｅｃ）の急速撹拌を２分間行った後、Ｇ値１８．５（１／ｓｅｃ）の緩速撹拌を１０分間行った。その結果、浮遊生物の除去率は９５％以上に達することが確認された。なお、ＴＯＣは２０ｐｐｍ、有機物濃度は４２ｍｇ−glucose／Ｌとなった。
【００８８】
続いて、浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去した。有機物を分離除去する処理に先立っては凝集処理を実施した。凝集処理としては、凝集剤として塩化鉄を３ｐｐｍとなるように海水に添加し、Ｇ値１１０（１／ｓｅｃ）の急速撹拌を２分間行った後、Ｇ値１５（１／ｓｅｃ）の緩速撹拌を１０分間行った。そして、凝集塊を砂濾過によって分離除去処理した。その結果、有機物の除去率は８５％に達することが確認された。
【００８９】
［処理試験２］
処理試験２１では、前処理を、浮遊生物を分離除去する処理と、浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去する処理の二段処理ではなく、凝集剤を添加した一段処理によって実施した。
【００９０】
浮遊生物と有機物とを分離除去する処理に先立っては凝集処理を実施した。凝集処理としては、凝集剤として塩化鉄を３ｐｐｍ、ポリアクリル酸を１．２ｐｐｍとなるようにそれぞれ海水に添加し、Ｇ値１１０（１／ｓｅｃ）の急速撹拌を２分間行った後、Ｇ値１５（１／ｓｅｃ）の緩速撹拌を１０分間行った。そして、浮遊生物と有機物とを砂濾過によって分離除去処理した。その結果、浮遊生物の除去率は６０％、有機物の除去率は３０％になることが確認された。
【００９１】
［処理試験３］
処理試験３では、前処理を、浮遊生物を分離除去する処理と浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去する処理との二段処理ではなく、凝集剤を添加した一段処理によって実施した。
【００９２】
浮遊生物と有機物とを分離除去する処理に先立っては凝集処理を実施した。凝集処理としては、凝集剤として塩化鉄を１５ｐｐｍ、ポリアクリル酸を６ｐｐｍとなるようにそれぞれ海水に添加し、Ｇ値１１０（１／ｓｅｃ）の急速撹拌を２分間行った後、Ｇ値１５（１／ｓｅｃ）の緩速撹拌を１０分間行った。そして、浮遊生物と有機物とを砂濾過によって分離除去処理した。その結果、浮遊生物の除去率は７０％、有機物の除去率は５０％になることが確認された。
【００９３】
［処理試験４］
処理試験４では、前処理を、浮遊生物を分離除去する処理と浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去する処理との二段処理ではなく、凝集剤を添加しない一段処理によって実施した。
【００９４】
浮遊生物と有機物とを分離除去する処理に先立っては凝集処理を実施した。凝集処理としては、凝集剤を添加すること無く、Ｇ値１１０（１／ｓｅｃ）の急速撹拌を２分間行った後、Ｇ値１８．５（１／ｓｅｃ）の緩速撹拌を１０分間行った。そして、浮遊生物と有機物とを沈殿分離によって分離除去処理した。その結果、浮遊生物の除去率は９５％以上に達することが確認された。なお、ＴＯＣは２０ｐｐｍ、有機物濃度は４２ｍｇ−glucose／Ｌとなった。
【００９５】
［処理試験５］
処理試験５では、前処理を、凝集剤を添加しないで浮遊生物を分離除去する処理と浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去する処理との二段処理とした。
【００９６】
はじめに、海水から浮遊生物を分離除去した。浮遊生物を分離除去する処理に先立っては凝集処理を実施した。凝集処理としては、凝集剤を添加すること無く、Ｇ値１１０（１／ｓｅｃ）の急速撹拌を２分間行った後、Ｇ値１８．５（１／ｓｅｃ）の緩速撹拌を１０分間行った。その結果、浮遊生物の除去率は９５％以上に達することが確認された。なお、ＴＯＣは２０ｐｐｍ、有機物濃度は４２ｍｇ−glucose／Ｌとなった。
【００９７】
続いて、浮遊生物が分離された海水から有機物を分離除去した。有機物を分離除去する処理に先立っては凝集処理を実施した。凝集処理としては、凝集剤として塩化鉄を３ｐｐｍ、ポリアクリル酸を１．２ｐｐｍとなるようにそれぞれ海水に添加し、Ｇ値１１０（１／ｓｅｃ）の急速撹拌を２分間行った後、Ｇ値１５（１／ｓｅｃ）の緩速撹拌を１０分間行った。そして、凝集塊を砂濾過によって分離除去処理した。その結果、有機物の除去率は６０％となることが確認された。
【００９８】
以上の処理試験１〜処理試験５の結果から、海水中に存在する有機物を確実に除去するためには、浮遊生物を分離除去した状態で、有機物に特化した分離除去処理を行うことが好ましいことが分かる。また、そのようにすることによって、添加した凝集剤が有効に作用し、砂濾過においても除去率を高めることができることが確認できる。また、凝集処理における凝集剤の添加量を削減することが可能であることも推察される。
【符号の説明】
【００９９】
１  海水淡水化システム
２  海水淡水化システム
３  海水淡水化システム
５  取水ポンプ
１０  取水槽
２０  第一凝集手段
２２  撹拌装置
２４  凝集剤貯留槽
２６  凝集剤添加ポンプ
２８  粒子添加手段
３０  第一分離手段
３２  掻寄装置
３４  気泡発生器
３８  筒状体
３９  スクリューコンベア
４０  第二凝集手段
４２  撹拌装置
４４  凝集剤貯留槽
４６  凝集剤添加ポンプ
５０  第三凝集手段
５２  撹拌装置
５４  凝集剤貯留槽
５５  圧送ポンプ
５６  凝集剤添加ポンプ
６０  第二分離手段
６５  圧送ポンプ
７０  半透膜濾過装置
【図１】
2016131937.tif 000003
【図２】
2016131937.tif 000004
【図３】
2016131937.tif 000005
【図４】
2016131937.tif 000006