(57)【要約】【課題】異物とともに凝集剤を簡便な方法で十分に除去可能な海水淡水化システムを提供する。【解決手段】海水に対し、海水中の異物を凝集させて除去可能にする凝集剤を添加する無機凝集剤及び有機凝集剤の添加装置（図示せず）と、前記添加装置によって凝集剤が添加された海水を撹拌混合するスタティックミキサ２，３と、スタティックミキサ２，３において凝集剤と撹拌混合された海水からインラインで凝集物を成長させるとともに、所定の長さを有する直管１０ａと所定の角度で屈曲している曲管１０ｂとが接続されることで構成されたう流配管を備えてなる凝集物成長装置４と、凝集物成長装置４において生成した凝集物を除去する砂濾過装置５と、砂濾過装置５において凝集物が除去された海水を透過させて淡水を得る逆浸透膜７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を逆浸透膜に透過させることで淡水を得る海水淡水化システムにおいて、
海水に対し、海水中の異物を凝集させて除去可能にする凝集剤を添加する凝集剤添加装置と、
前記凝集剤添加装置によって凝集剤が添加された海水を撹拌混合する撹拌混合装置と、
前記撹拌混合装置において凝集剤と撹拌混合された海水からインラインで凝集物を成長させるとともに、所定の長さを有する直管と所定の角度で屈曲している曲管とが接続されることで構成されたう流配管を備えてなる凝集物成長装置と、
前記凝集物成長装置において生成した凝集物を除去する凝集物除去装置と、
前記凝集物除去装置において凝集物が除去された海水を透過させて淡水を得る逆浸透膜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】
前記凝集物成長装置からの海水の流出口は、前記凝集物成長装置への海水の流入口よりも鉛直方向に高い位置にあ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３】
前記凝集物成長装置に備えられる配管のうち、海水の流出口近傍には、鉛直方向に延在する直管が配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の海水淡水化システム。
【請求項４】
前記凝集物成長装置は、少なくとも二本の曲管を備え、
前記凝集物成長装置内の最初の曲管から、前記凝集物成長装置内の最後の曲管までの、単位時間あたりの圧力損失が、１×１０−２ｍＡｑ／ｓ以上９×１０−１ｍＡｑ／ｓ以下であることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の海水淡水化システム。
【請求項５】
前記凝集物成長装置は、少なくとも二本の曲管を備え、
前記凝集物成長装置内の最初の曲管から、前記凝集物成長装置内の最後の曲管までの配管における海水の滞留時間は、１３秒以上２６０秒以下であることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の海水淡水化システム。
【請求項６】
前記凝集物成長装置は、少なくとも二本の直管と、少なくとも二本の曲管とを備え、
前記凝集物成長装置において海水が水平方向に往復して流れるように、前記少なくとも二本の直管と前記少なくとも二本の曲管とが接続されて前記う流配管を構成していることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の海水淡水化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水淡水化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
海洋に囲まれ、淡水が不足する島等において、海水を淡水化する技術が利用されている。この技術においては、海水は、例えば逆浸透膜（ＲＯ膜）等を用いて脱塩化される。これにより、淡水が得られる。ここで、海水には、通常、塵やゴミ等の異物が含まれている。そこで、逆浸透膜でのファウリングによる閉塞防止の観点から、逆浸透膜に海水が供給される前に、海水中の異物が除去されることが多い。
【０００３】
海水から異物を除去する技術として、海水に凝集剤を添加して、凝集剤とともに異物を凝集させて除去する技術が知られている。このような技術に関連して、特許文献１には、原水中の懸濁物質等の不純物を除去する不純物の凝集方法が記載されている。具体的には、特許文献１には、二種の凝集剤Ａ及び凝集剤Ｂを用いることが記載され、凝集剤Ａは、原水の懸濁物質の濃度指標に応じて凝集条件を制御し、凝集剤Ｂは、前記懸濁物質の濃度指標とは異なる水質指標に応じて凝集条件を制御することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２６４７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
凝集剤は、例えば無機凝集剤や有機凝集剤である。しかし、これらの凝集剤が逆浸透膜に接触すると、逆浸透膜の劣化が促進されることがある。そこで、添加した凝集剤は、異物とともに十分に凝集されて、逆浸透膜処理される前に十分に除去されることが好ましい。従って、凝集剤を添加した後には、凝集剤を凝集させるための十分な時間が確保されることが好ましい。
【０００６】
ここで、海水に凝集剤を添加する形態として、タンクに貯留された海水に凝集剤を添加し、タンク内で凝集を行うバッチ方式や、配管を通流する海水に凝集剤を添加し、配管内で凝集を行うインライン方式がある。これらのうち、設置面積の省スペース化や設備コスト削減の観点から、インライン法式が採用されることがある。
【０００７】
しかし、インライン方式では、配管の長さや太さ、海水の流速等の各種条件によっては、凝集剤が添加された後の滞留時間を十分に確保することができないことがある。その結果、凝集剤が十分に凝集せず、過剰量の凝集剤が海水に残存することになる。そして、未凝集の凝集剤が逆浸透膜に接触し、逆浸透膜の劣化が促進されることがある。
【０００８】
また、特許文献１に記載の技術では、原水の懸濁物質の濃度指標に応じて、添加する凝集剤の濃度や撹拌速度等の凝集条件が制御されている。しかし、凝集条件の制御は煩雑である。従って、簡便な方法で、凝集剤を十分に除去可能なシステムが求められている。
【０００９】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、異物とともに凝集剤を簡便な方法で十分に除去可能な海水淡水化システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、凝集剤が添加された海水が通流する配管の形状を、直管と曲管とを組み合わせた「う流配管」とすることで、前記課題を解決できることが見出された。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、異物とともに凝集剤を簡便な方法で十分に除去可能な海水淡水化システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の海水淡水化システムの系統図である。
【図２】本実施形態の海水淡水化システムに備えられる凝集物成長装置の配管形状を示す図である。
【図３】本実施形態の海水淡水化システムに備えられる凝集物成長装置の配管を構成する単位配管の形状であり、（ａ）は直管の形状、（ｂ）は曲管の形状である。
【図４】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第１変形例である。
【図５】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第２変形例である。
【図６】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第３変形例である。
【図７】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第４変形例である。
【図８】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第５変形例である。
【図９】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第６変形例である。
【図１０】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第７変形例である。
【図１１】凝集物成長装置を構成する配管の形状についての第８変形例である。
【図１２】比較例１で用いた、凝集物成長装置を構成する配管の形状である。
【図１３】比較例２で用いた、凝集物成長装置を構成する配管の形状である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態の海水淡水化システム１００の系統図である。海水淡水化システム１００では、海水中の異物が、海水に添加された無機凝集剤及び有機凝集剤によって凝集され、除去される。そして、異物が除去された後の海水が、逆浸透膜（ＲＯ膜）によって脱塩化され、淡水が得られる。
【００１５】
海水淡水化システム１００は、ポンプ１と、スタティックミキサ２と、スタティックミキサ３と、凝集物成長装置４と、砂濾過装置５と、ポンプ６と、ＲＯ膜７とを備えている。また、海水淡水化システム１００は、いずれも図示しないが、配管内の海水に無機凝集剤を供給するための無機凝集剤タンク及び供給ポンプ（無機凝集剤の添加装置）を備えている。さらに、海水淡水化システム１００は、いずれも図示しないが、配管内の海水に有機凝集剤を供給するための有機凝集剤タンク及び供給ポンプ（有機凝集剤の添加装置）を備えている。
【００１６】
ポンプ１は、海水を配管内に通流させるためのものである。ポンプ１は、インバータ制御される。海水淡水化システム１００では、当該インバータの周波数は一定に維持されており、これにより、配管内を一定流量で、海水が通流している。
【００１７】
スタティックミキサ２は、駆動部を備えないラインミキサである。スタティックミキサ２の上流において、海水に無機凝集剤が添加される。そして、スタティックミキサ２では、海水と無機凝集剤とが十分に撹拌混合される。なお、用いられる無機凝集剤は、例えば塩化鉄（III）である。
【００１８】
スタティックミキサ３は、スタティックミキサ２と同様に、駆動部を備えないラインミキサである。前記のスタティックミキサ２において撹拌混合された海水（前記の無機凝集剤を含む）には、スタティックミキサ３の上流において、有機凝集剤が添加される。そして、スタティックミキサ３において、前記の無機凝集剤と、海水と、有機凝集剤とが十分に撹拌混合される。これにより、海水に含まれる異物等の凝集物が生じ始める。なお、用いられる有機系凝集剤は、例えばポリカルボン酸系高分子である。
【００１９】
凝集物成長装置４は、スタティックミキサ３において生成し始めた凝集物の成長を促進させるものである。即ち、海水淡水化システム１００では、凝集物はインラインで成長することになる。スタティックミキサ３により処理された海水（凝集物を含む）は、図１中の流入口Ａから凝集物成長装置４に流入する。そして、成長した凝集物を含む海水は、図１中の流出口Ｂから排出される。
【００２０】
凝集物成長装置４は、所定の長さを有し、曲がり部が無い直管と、所定角度で屈曲している曲管とが接続されて構成される。そして、これらの配管内を、凝集剤を含む海水が通流することで、異物を包含した凝集物が生成することになる。なお、生成した凝集物は、後段の砂濾過装置５（後記する）において除去される。凝集物成長装置４のより具体的な構成等については、図２及び図３等を参照しながら後記する。
【００２１】
砂濾過装置５は、凝集物成長装置４において生成した凝集物を、海水中から除去するものである。固形分である凝集物を含む海水が砂濾過されることで、凝集物は砂上に残るとともに、清澄な海水が得られる。
【００２２】
ポンプ６は、砂濾過装置５によって得られた清澄な海水を、後段のＲＯ膜７を透過させるためのポンプである。また、ＲＯ膜７は、海水を脱塩化して淡水を得るためのものである。得られた淡水は、上水道や中水道等の用途に用いられる。また、ＲＯ膜７を透過しなかった塩等は、濃縮水として海洋等に排出される。
【００２３】
図２は、本実施形態の海水淡水化システム１００に備えられる凝集物成長装置４の配管形状を示す図である。図２において、「Ａ」及び「Ｂ」は、図１における「Ａ」及び「Ｂ」に相当する。図２に示すように、凝集物成長機構４は、直管１０ａ（単位配管）と、曲管１０ｂ（単位配管）と、直管１０ａとは配置の方向が異なる以外は直管１０ａと同様の直管１０ｃ（１０ａ）とが接続されて構成される。即ち、本実施形態では、水平方向に配置される直管のことを「直管１０ａ」と呼称するものとする。一方で、鉛直方向に配置される直管は、形状は直管１０ａと同様であるもの、説明の便宜上、この直管のことを「直管１０ｃ」と呼称するものとする。
【００２４】
まず、直管１０ａ及び曲管１０ｂについて説明する。
図３は、本実施形態の海水淡水化システム１００に備えられる凝集物成長装置４の配管を構成する単位配管の形状であり、（ａ）は直管１０ａの形状、（ｂ）は曲管１０ｂの形状である。図３に示すように、直管１０ａは、所定の長さを有する円筒形状の配管である。また、曲管１０ｂは、所定角度（本実施形態では９０°）に屈曲している配管（エルボ）である。曲管１０ｂが用いられることで、海水の流れ方向が変化するようになっている。
【００２５】
図２に戻って、凝集物成長装置４の説明を行う。
凝集物成長装置４は、本実施形態では、水平方向に配置される８本の直管１０ａと、鉛直方向に配置される１本の直管１０ｃと、これらを接続する１４本の曲管１０ｂと、が、接続されている。具体的には、凝集物成長装置４では、海水の水平方向の流れが、所定距離ごとに変化するように、直管１０ａ（直管１０ｃを含む）及び曲管１０ｂが接続されている。このような、所定距離ごとに流れ方向が変化するように接続された配管は、「う流配管」と呼称されることがある。
【００２６】
凝集物成長装置４における海水の流れについて説明する。図２において流入口Ａから流入した海水は、まず、所定距離（１本目の直管１０ａの水平方向長さ）だけ、水平に紙面右方向に流れることになる。そして、流れてきた海水は、２本の曲管１０ｂにより流れ方向が変わり、次に、水平に紙面左方向に流れることになる。これらを繰り返して、鉛直方向で最も下部の直管１０ａを流れた海水は、鉛直方向に配置された直管１０ｃにより、鉛直方向（上向き）に流れる。そして、流れてきた海水は、最後に、水平方向に配置された直管１０ａを通って、凝集物成長機構４の流出口Ｂから排出される。
【００２７】
このように、凝集物成長装置４では、水平方向の異なる向きへの流れ（紙面右方向及び紙面左方向）が所定距離ごとに繰り返されている。即ち、海水の流れが水平方向に往復するように、直管１０ａが接続されている。流れ方向を変化させるため、所定距離ごとに、曲管１０ｂが接続されている。
【００２８】
なお、図２では、流れが左右方向（水平方向）に往復するようにう流配管が構成されているから、この配管は左右う流配管である。即ち、図２では、流入口Ａからの海水は、はじめに、直管１０ａ内を紙面右方向（往方向）に通流する。次いで、２本の曲管１０ｂによって通流方向が変化し、２本目の直管１０ａ内を紙面左方向（復方向）に海水が通流する。このように、図２では、海水が左右方向に往復するようになっている。
【００２９】
ここで、直管１０ａの内壁近傍では乱流が生じやすく、少なからず圧力損失が発生する。また、曲管１０ｂの内部では、流れ方向が変わって渦が発生するため、大きな圧力損失が発生する。そのため、凝集物成長装置４では、直管１０ａのみで凝集物成長装置４を構成した場合や、曲管１０ｂのみで凝集物成長装置４を構成した場合と比べて、大きな圧力損失が生じることになる。
【００３０】
ポンプ１（図１参照）等の駆動エネルギの観点からは、配管内の圧力損失はできるだけ小さいことが好ましい。しかし、本実施形態では、凝集物成長装置４を構成する配管内の圧力損失が敢えて大きくなるように、凝集物成長装置４が設計されている。配管内で失われた圧力エネルギは、凝集剤による凝集物の成長に用いられる。そのため、圧力損失を大きくすることで、海水からの凝集物の生成が促進される。これにより、インラインでも大きな凝集物が生成し易くなり、凝集剤を十分に除去し易くなる。また、凝集剤を十分に除去することで、未凝集の凝集剤がＲＯ膜７に到達することを抑制することができ、ＲＯ膜７の劣化促進を抑制することができる。なお、凝集のために用いられるエネルギは大きければ大きいほどよいというわけではない。この点は後記する。
【００３１】
凝集物成長装置４における圧力損失の大きさは、特に制限されるものではない。ただし、凝集物成長装置４内の最初の曲管１０ｂから、凝集物成長装置４内の最後の曲管１０ｂまでの、単位時間（単位滞留時間）あたりの圧力損失の大きさ（Ｈｆ／Ｔ）は、１×１０−２ｍＡｑ／ｓ以上であることが好ましく、４×１０−１ｍＡｑ／ｓ以上であることが好ましく、その上限は、９×１０−１ｍＡｑ／ｓ以下が好ましく、７×１０−１ｍＡｑ／ｓ以下がより好ましい。単位時間あたりの圧力損失の大きさがこの範囲にあることで、凝集物の除去効率をより高めることができる。また、ＲＯ膜７へのファウリングを十分に抑制することができる。
なお、単位時間あたりの圧力損失の大きさ（Ｈｆ／Ｔ）［ｍＡｑ／ｓ］は、以下の式（１）により算出することができる。
【００３２】
Ｈｆ／Ｔ＝Ｐ／（ρ×ｇ）  ・・・式（１）
ただし、Ｐは、単位体積あたりの海水による、単位時間あたりの仕事量（Ｊ）、ρは、海水の密度（ｋｇ／ｍ３）、ｇは、重力加速度（ｍ／ｓ２）を表す。また、１ｍＡｑ＝０．１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００３３】
また、凝集物成長装置４内の最初の曲管１０ｂから、凝集物成長装置４内の最後の曲管１０ｂまでの配管における海水の滞留時間も、特に制限されるものではない。ただし、これらの間の海水の滞留時間としては、１３秒以上が好ましく、１４秒以上がより好ましく、また、その上限は、２６０秒以下が好ましく、２５秒以下がより好ましい。滞留時間がこの範囲にあることで、凝集を特に十分に促進でき、凝集物の除去効率をより高めることができる。
なお、ここでいう「滞留時間」とは、配管を流れる海水のうち、任意の微小な一部分に着目したときに、その一部分が、凝集物成長装置４内の最初の曲管１０ｂから、凝集物成長装置４内の最後の曲管１０ｂまで流れるのに要する時間である。
【００３４】
さらに、凝集物成長装置４では、図２に示すように、海水の流出口Ｂの鉛直方向の位置は、流入口Ａの位置よりも高くなっている。このようにすることで、流出口Ｂの位置エネルギが、流入口Ａの位置エネルギよりも大きくなることになる。従って、流入口Ａから流出口Ｂまでの過程で位置エネルギが増大するため、流出口Ｂに至るまでの凝集に用いられるエネルギ量が小さくなる。そのため、凝集に用いられるエネルギが過剰量のために生じ得る凝集物の分解を十分に抑制し、より大きな凝集物を形成させることができる。
【００３５】
特に、本実施形態の凝集物成長装置４では、流出口Ｂの位置を高くするために、流出口Ｂの近傍（本実施形態では直前）において、鉛直方向の流れを生じさせる配管１０ｃが配置されている。そのため、凝集物成長の最終段階で鉛直方向の流れがあり、海水面が配管内で上昇するため滞留時間を確保することができ、凝集物の成長がよりいっそう促進される。
【００３６】
さらに、スタティックミキサ２，３及び凝集物成長装置４では、前記のように、インラインでの凝集処理が行われている。そのため、凝集タンクを設置しないことによる設備の簡略化や設置面積の削減、動力低減が可能になる。また、駆動部が無いため、設備の簡略化や、運転コストの削減、信頼性を高めることができる。
【００３７】
以上、図１〜図３を参照しながら、海水淡水化システム１００を説明したが、本実施形態の海水淡水化システムは、前記の例になんら限定されるものではない。特に、凝集物成長装置４の配管構成は、図２の例に限定されるものではない。例えば、凝集物成長装置４の配管構成は、図４〜図１１に示す各構成とすることができる。
【００３８】
図４は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第１変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、海水は３往復するように配管が構成されていたが、図４に示す凝集剤成長装置４では、海水が２往復するように配管が構成されている。図２と同様に、圧力損失をできるだけ大きくする観点からは、より多くの往復を行うことが好ましいが、図４に示すような２往復の配管であっても、十分に良好な効果が得られる。
【００３９】
図５は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第２変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、流出口Ｂの鉛直方向の高さが、流入口Ａの鉛直方向の高さよりも高くなっていたが、図５に示す凝集物成長装置４では、これらは同じ高さになっている。前記のように、鉛直方向に配置される配管１０ｃの長さは、できるだけ位置エネルギを大きくする観点からは長いことが好ましいものの、流入口Ａと流出口Ｂとが同じ高さになるような長さの直管１０ｃであっても、十分に良好な効果が得られる。
【００４０】
図６は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第３変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、鉛直方向に配置される直管１０ｃにより、流出口Ｂの鉛直方向の高さが流入口Ａの鉛直方向の高さよりも高くしていたが、図６に示す凝集物成長装置４では、同一の鉛直面内に配置される複数の直管１０ａが曲管１０ｂによって接続されている。このような接続の形態としても、十分に良好な効果が得られる。
【００４１】
図７は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第４変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、直管１０ａが水平方向に配置され、水平方向の往復流れとしていたが、図７に示す凝集剤成長装置４では、複数の直管１０ｃが鉛直方向に配置されている。即ち、海水が上下方向に往復するように、上下う流配管が構成されている。このような接続の形態としても、十分に良好な効果が得られる。
【００４２】
図８は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第５変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、鉛直方向の同一面内（Ｘ軸及びＹ軸を含む面）で直管１０ａ及び曲管１０ｂが接続されていたが、図８に示す凝集剤成長装置４では、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の３方向に立体的に、直管１０ａ及び曲管１０ｂが接続されている。即ち、海水が渦を巻くように上下左右方向を往復するように、渦巻様う流配管が構成されている。このような接続の形態としても、十分に良好な効果が得られる。
【００４３】
図９は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第６変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、鉛直方向の同一面内で海水の往復流れが生じるように直管１０ａ及び曲管１０ｂが接続されていたが、図９に示す凝集剤成長装置４では、水平方向の同一面内（Ｘ軸及びＺ軸を含む面内）で海水の往復流れが生じるように、直管１０ａ及び曲管１０ｂが接続されている。即ち、海水が地面（図示しない）に対して並行になるように、地面並行う流配管が構成されている。このような接続の形態としても、十分に良好な効果が得られる。
【００４４】
図１０は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第７変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、鉛直方向の同一面内での海水の往復流れは、全て同じ長さの配管１０ａが接続されることで行われた。しかし、図１０に示す凝集剤成長装置４では、鉛直方向の同一面内に配置される直管１０ａの長さが異なっている。具体的には、鉛直方向に下側に向かうにつれて、直管１０ａの長さが長くなっている。即ち、この接続形態では、直管１０ａの長さが不均一になっており、不均一う流配管が構成されている。このような接続の形態としても、十分に良好な効果が得られる。特に、最も下側に配置された直管１０ａの長さが最も長いため、より十分な圧力損失を発生させて、微小な凝集物を除去可能な大きさの凝集物にまで成長させることができる。
【００４５】
図１１は、凝集物成長装置４を構成する配管の形状についての第８変形例である。図２に示した凝集剤成長装置４では、海水は３往復するように配管が構成されていたが、図１１に示す凝集剤成長装置４では、海水が４往復するように配管が構成されている。このような接続の形態としても、十分に良好な効果が得られる。
【００４６】
以上、図４〜図１１を参照しながら凝集物成長装置４の変形例を説明したが、これ以外にも、様々な変形が可能である。
【００４７】
例えば、凝集物成長装置４を構成する配管は、前記の例では同一の内径としたが、異なる内径の配管を組み合わせて凝集物成長装置４を構成してもよい。即ち、凝集物成長装置４を構成する配管は、全ての部分で同じ内径である必要はなく、適宜異なる内径の部分を含んでいてもよい。
【００４８】
さらに、例えば、本実施形態では、凝集剤は２種類使用されているが、１種類でもよく、３種類以上であってもよい。また、撹拌混合装置としてのスタティックミキサ２，３を２つ設けているが、凝集剤の種類によって、適宜増減してもよい。
【００４９】
また、撹拌混合装置としては、静的な撹拌混合装置（スタティックミキサ等）が好ましいが、これに限られるものではない。また、静的な撹拌混合装置としても、スタティックミキサに限られず、どのようなものであってもよい。
【００５０】
さらに、例えば、凝集物成長装置４と砂濾過装置５との間に、緩やかな撹拌を行う撹拌装置を設けてもよい。これにより、凝集物成長機構４において成長した凝集物のさらなる成長を図ることができる。
【００５１】
また、凝集物濾過装置として砂濾過装置５を設けたが、例えば、安価な精密濾過膜や限外濾過膜等の膜濾過装置等であってもよい。
【実施例】
【００５２】
以下、具体的な実施例を挙げて、本実施形態を説明する。
【００５３】
＜実施例１＞
図１に示す海水淡水化システム１００と、図２に示す凝集物成長装置４とを用いて、海水中の異物を凝集物として除去させることを行った。無機凝集剤として、塩化鉄（III）の４質量％水溶液を用いた。有機凝集剤として、０．２質量％のポリカルボン酸系高分子水溶液を用いた。海水淡水化システム１００内を通流する海水の線速度は、４００ｍ／１日とした。また、海水淡水化システム１００を構成する配管（凝集物成長装置４を構成する配管を含む）の内径は、１５ｍｍとした。
【００５４】
これらの条件で海水淡水化システム１００の運転を行った。その結果、図２において、凝集物成長装置４内の最初の曲管１０ｂから、凝集物成長装置４内の最後の曲管１０ｂまでの、単位時間あたりの圧力損失の大きさ（Ｈｆ／Ｔ）は、前記式（１）に基づいて算出したところ、７×１０−１ｍＡｑ／ｓであった。さらに、集物成長装置４内の最初の曲管１０ｂから、凝集物成長装置４内の最後の曲管１０ｂまでの滞留時間は１４秒であった。
【００５５】
＜実施例２＞
内径を２０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは４×１０−１ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は２５秒であった。
【００５６】
＜実施例３＞
凝集物成長装置４として図４に示す装置を用い、内径を２５ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは７×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１４秒であった。
【００５７】
＜実施例４＞
内径を４０ｍｍに変更したこと以外は実施例３と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは５×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１８秒であった。
【００５８】
＜実施例５＞
内径を５０ｍｍに変更したこと以外は実施例３と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは４×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は２８秒であった。
【００５９】
＜実施例６＞
内径を６０ｍｍに変更したこと以外は実施例３と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは２×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は４０秒であった。
【００６０】
＜実施例７＞
凝集物成長装置４として図５に示す装置を用い、内径を４０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは５×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１７秒であった。
【００６１】
＜実施例８＞
凝集物成長装置４として図６に示す装置を用い、内径を４０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは４×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１６秒であった。
【００６２】
＜実施例９＞
凝集物成長装置４として図７に示す装置を用い、内径を２０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは４×１０−１ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は２５秒であった。
【００６３】
＜実施例１０＞
凝集物成長装置４として図８に示す装置を用い、内径を３０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは１×１０−１ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は３２秒であった。
【００６４】
＜実施例１１＞
凝集物成長装置４として図９に示す装置を用い、内径を４０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは５×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１８秒であった。
【００６５】
＜実施例１２＞
凝集物成長装置４として図１０に示す装置を用い、内径を４０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは５×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１６秒であった。
【００６６】
＜実施例１３＞
内径を９０ｍｍに変更したこと以外は実施例３と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは１×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は２６０秒であった。
【００６７】
＜実施例１４＞
凝集物成長装置４として図１１に示す装置を用い、内径を１５ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは９×１０−１ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は２０秒であった。
【００６８】
＜実施例１５＞
内径を２０ｍｍに変更したこと以外は実施例３と同様にして、海水淡水化システム１００を構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは５×１０−２ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１３秒であった。
【００６９】
＜比較例１＞
凝集物成長装置４として図１２に示す装置（直管１０ａのみからなる）を用い、内径を３０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システムを構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは５×１０−３ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は６０秒であった。
【００７０】
＜比較例２＞
内径を２０ｍｍに変更したこと以外は比較例１と同様にして、海水淡水化システムを構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは９×１０−３ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は３００秒であった。
【００７１】
＜比較例３＞
凝集物成長装置４として図１３に示す装置（曲管１０ｂのみからなる）を用い、内径を４０ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、海水淡水化システムを構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは１ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は２５秒であった。
【００７２】
＜比較例４＞
内径を２０ｍｍに変更したこと以外は比較例３と同様にして、海水淡水化システムを構成した。その結果、単位時間あたりの圧力損失の大きさは３ｍＡｑ／ｓ、滞留時間は１８秒であった。
【００７３】
＜性能評価方法＞
実施例１〜１５及び比較例１〜４の各海水淡水化システムにおいて、性能評価を行った。性能評価は、未凝集の凝集剤の残存の有無と、ファウラント除去性能との二点について行った。
【００７４】
未凝集の凝集剤の残存の有無は、無機凝集剤及び有機凝集剤のそれぞれについて行った。具体的には、まず、海水淡水化システムにより処理する前の海水中の、金属含有量とＴＯＣ（Total Organic Compound）とを測定した。さらに、得られた淡水中の、金属含有量とＴＯＣとを測定した。そして、金属含有量及びＴＯＣのそれぞれについて、海水と淡水とで測定された値同士を比較して、金属含有量及びＴＯＣがそれぞれどの程度増減したかで評価した。
【００７５】
また、ファウラント除去性能は、ＲＯｓ膜等へのファウラントの主要因とされる酸性糖の除去率を算出することで評価した。具体的には、まず、海水淡水化システムにより処理する前の海水中の酸性糖の量を測定した。さらに、得られた淡水中の酸性糖の量を測定した。そして、海水と淡水とで測定された値同士を比較して、酸性糖がどの程度減少したかを算出した。そして、算出された除去率（減少率）が９０％以上のものを◎、除去率が７０％以上９０％未満のものを○、除去率が５０％以上７０％未満のものを△、除去率が５０％未満のものを×として評価した。
【００７６】
＜評価結果＞
評価した二つの項目の結果について、各海水淡水化システムの条件とともに、以下の表１（実施例１〜１５）及び表２（比較例１〜４）に示す。
【００７７】
【表１】
2016055270.tif 000003
【表２】
2016055270.tif 000004
【００７８】
表１に示すように、う流配管を備える実施例１〜１５（表１）では、凝集性能はいずれも良好であった。これらの実施例１〜１５においては、Ｈｆ／Ｔは、１×１０−２ｍＡｑ／ｓ〜９０×１０−２ｍＡｑ／ｓの範囲であった。一方で、表２に示すように、う流配管を備えない、即ち直管１０ａのみ（比較例１及び２）や曲管１０ｂのみ（比較例３及び４）では、凝集剤が残存しており、凝集性能が不十分であった。これらのことから、う流配管を備える凝集物成長装置４とすることで、凝集剤を十分に凝集させて除去でき、水質の向上を図ることができた。これにより、凝集剤がＲＯ膜に接触することを抑制できることがわかった。
【００７９】
また、ファウラント除去性能についても、う流配管を備える実施例１〜１５（表１）では、いずれも良好な結果が得られた。中でも、水平方向への往復運動が行われるう流配管を用いるとともに、単位時間当たりの圧力損失（Ｈｆ／Ｔ）が４０×１０−２ｍＡｑ／ｓ〜７０×１０−２ｍＡｑ／ｓのときに、特に良好な性能が示された（実施例１及び２）。一方で、う流配管を備えない比較例１〜４（表２）では、単位時間あたりの圧力損失が過度に小さくなったり、過度に大きくなったりして、ファウラント除去性能は不良であった。これらのことより、凝集物成長装置４がう流配管によって構成することで圧力損失を適度なものとすることができ、良好なファウラント除去性能が得られる。
【００８０】
さらに、これらの結果は、配管の内径に依存しないこともわかった。即ち、例えば実施例２と比較例２を比較した場合、配管の内径は同じものの（２０ｍｍ）、凝集性能及びファウラント除去性能のいずれも全く異なる結果になった。従って、大流量で海水を処理したい場合は長径にし、小流量で足りる場合には短径にしたりする等、任意の内径が設定可能となる。
【符号の説明】
【００８１】
２，３  スタティックミキサ（撹拌混合装置）
４  凝集物成長装置
５  砂濾過装置（凝集物除去装置）
７  ＲＯ膜（逆浸透膜）
１０ａ  水平方向の直管
１０ｂ  曲管
１０ｃ  鉛直方向の直管
１０ｄ  斜め方向の直管
１００  海水淡水化システム
Ａ  流入口
Ｂ  流出口
【図１】
2016055270.tif 000005
【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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