(57)【要約】【課題】  その時々において最適な水質の原海水を取水可能とし、前処理負荷の低減を可能とし得る海水取水設備及びそれを備える海水淡水化プラントを提供する。【解決手段】  海水取水設備２は、取水された原海水から高濃度の塩水である濃縮水とろ過水とに分離する海水淡水化プラント１に用いられる海水取水設備であって、海水中に相互に異なる位置に配される複数の取水口（２５ａ〜２５ｃ）を備え、複数の取水口のうち、少なくとも一つの取水口から取水される原海水を、海水淡水化プラント１の前処理装置へ送水する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水された原海水から高濃度の塩水である濃縮水とろ過水とに分離する海水淡水化プラントに用いられる海水取水設備であって、
海水中に相互に異なる位置に配される複数の取水口を備え、
前記複数の取水口のうち、少なくとも一つの取水口から取水される原海水を、海水淡水化プラントの前処理装置へ送水することを特徴とする海水取水設備。
【請求項２】
請求項１に記載の海水取水設備において、
前記複数の取水口は、海水中において、三次元的に相互に離間し配されることを特徴とする海水取水設備。
【請求項３】
請求項２に記載の海水取水設備において、
前記複数の取水口は、相互に水深の異なる位置に配されることを特徴とする海水取水設備。
【請求項４】
請求項２に記載の海水取水設備において、
前記複数の取水口は、水深がほぼ同様であって、相互に海面と平行な方向に離間し配されることを特徴とする海水取水設備。
【請求項５】
請求項３に記載の海水取水設備において、
取水ポンプを備え、
一端が前記取水ポンプに接続され海水中へ延設される取水配管と、
前記取水配管より相互に深さ方向に異なる位置にて分岐し前記取水口と連通する複数の分岐配管と、
前記複数の分岐配管に設置される開閉弁と、を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項６】
請求項４に記載の海水取水設備において、
取水ポンプを備え、
一端が前記取水ポンプに接続され海水中へ延設される取水配管と、
前記取水配管より相互に海面と平行な方向に離間し異なる位置にて分岐し前記取水口と連通する複数の分岐配管と、
前記複数の分岐配管に設置される開閉弁と、を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項７】
請求項３に記載の海水取水設備において、
取水ポンプを備え、
第１取水口と、一端が前記第１取水口に接続される第１取水配管と、
前記第１取水口よりも深さ方向下方に位置する第２取水口と、一端が前記第２取水口に接続される第２取水配管と、
前記第２取水口よりも深さ方向下方に位置する第３取水口と、一端が前記第３取水口に接続される第３取水配管と、
前記第１取水配管及び第２取水配管並びに第３取水配管の他端に接続され、前記第１取水口乃至第３取水口から流入する原海水を選択的に前記取水ポンプへ送水する四方切換弁と、を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項８】
請求項４に記載の海水取水設備において、
取水ポンプを備え、
第１取水口と、一端が前記第１取水口に接続される第１取水配管と、
前記第１取水口から海面と平行な方向に離間する位置に配される第２取水口と、一端が前記第２取水口に接続される第２取水配管と、
前記第２取水口から海面と平行な方向に離間する位置に配される第３取水口と、一端が前記第３取水口に接続される第３取水配管と、
前記第１取水配管及び第２取水配管並びに第３取水配管の他端に接続され、前記第１取水口乃至第３取水口から流入する原海水を選択的に前記取水ポンプへ送水する四方切換弁と、を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項９】
請求項５又は請求項６に記載の海水取水設備において、
前記各取水口の先端部又は前記取水口付近の海水中に配される水質計を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項１０】
請求項７又は請求項８に記載の海水取水設備において、
前記第１取水口乃至第３取水口の先端部又は前記取水口付近の海水中に配される水質計を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項１１】
請求項５又は請求項６に記載の海水取水設備において、
前記複数の分岐配管に設置される水質計を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項１２】
請求項７又は請求項８に記載の海水取水設備において、
前記第１取水配管及び第２取水配管並びに第３取水配管にそれぞれ設置される水質計を有することを特徴とする海水取水設備。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のうちいずれか１項に記載の海水取水設備において、
前記水質計は、少なくとも、原海水中の微生物濃度及び有機物濃度並びに濁度を計測することを特徴とする海水取水設備。
【請求項１４】
海水を取水する海水取水設備と、
取水された海水から懸濁物質を除去する少なくとも１つの前処理装置と、
前記前処理装置により処理された海水を加圧する加圧ポンプと、
加圧された海水を導入し高濃度の塩水である濃縮水とろ過水とに分離する逆浸透膜モジュールを備え、
前記海水取水設備は、海水中に相互に異なる位置に配される複数の取水口を有し、前記複数の取水口のうち、少なくとも一つの取水口から取水される原海水を前記前処理装置へ送水することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項１５】
請求項１４に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記複数の取水口は、海水中において、三次元的に相互に離間し配されることを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項１６】
請求項１５に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記複数の取水口は、相互に水深の異なる位置に配されることを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項１７】
請求項１５に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記複数の取水口は、水深がほぼ同様であって、相互に海面と平行な方向に離間し配されることを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項１８】
請求項１６に記載の海水淡水化プラントにおいて、
取水ポンプを備え、
一端が前記取水ポンプに接続され海水中へ延設される取水配管と、
前記取水配管より相互に深さ方向に異なる位置にて分岐し前記取水口と連通する複数の分岐配管と、
前記複数の分岐配管に設置される開閉弁と、を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項１９】
請求項１７に記載の海水淡水化プラントにおいて、
取水ポンプを備え、
一端が前記取水ポンプに接続され海水中へ延設される取水配管と、
前記取水配管より相互に海面と平行な方向に離間し異なる位置にて分岐し前記取水口と連通する複数の分岐配管と、
前記複数の分岐配管に設置される開閉弁と、を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２０】
請求項１６に記載の海水淡水化プラントにおいて、
取水ポンプを備え、
第１取水口と、一端が前記第１取水口に接続される第１取水配管と、
前記第１取水口よりも深さ方向下方に位置する第２取水口と、一端が前記第２取水口に接続される第２取水配管と、
前記第２取水口よりも深さ方向下方に位置する第３取水口と、一端が前記第３取水口に接続される第３取水配管と、
前記第１取水配管及び第２取水配管並びに第３取水配管の他端に接続され、前記第１取水口乃至第３取水口から流入する原海水を選択的に前記取水ポンプへ送水する四方切換弁と、を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２１】
請求項１７に記載の海水淡水化プラントにおいて、
取水ポンプを備え、
第１取水口と、一端が前記第１取水口に接続される第１取水配管と、
前記第１取水口から海面と平行な方向に離間する位置に配される第２取水口と、一端が前記第２取水口に接続される第２取水配管と、
前記第２取水口から海面と平行な方向に離間する位置に配される第３取水口と、一端が前記第３取水口に接続される第３取水配管と、
前記第１取水配管及び第２取水配管並びに第３取水配管の他端に接続され、前記第１取水口乃至第３取水口から流入する原海水を選択的に前記取水ポンプへ送水する四方切換弁と、を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２２】
請求項１８又は請求項１９に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記各取水口の先端部又は前記取水口付近の海水中に配される水質計を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２３】
請求項２０又は請求項２１に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記第１取水口乃至第３取水口の先端部又は前記取水口付近の海水中に配される水質計を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２４】
請求項１８又は請求項１９に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記複数の分岐配管に設置される水質計を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２５】
請求項２０又は請求項２１に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記第１取水配管及び第２取水配管並びに第３取水配管にそれぞれ設置される水質計を有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２６】
請求項２２乃至請求項２５のうちいずれか１項に記載の海水淡水化プラントにおいて、
前記水質計は、少なくとも、原海水中の微生物濃度及び有機物濃度並びに濁度を計測することを特徴とする海水淡水化プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取水された原海水から高濃度の塩水である濃縮水とろ過水（淡水）とに分離する海水淡水化プラントに係り、特に、複数の取水口を有する海水取水設備及びそれを備える海水淡水化プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
海水淡水化プラントでは、原海水の取水は、海中における地層での巻上げによる影響の少ない表層で行われることが多い。しかし、その場合、赤潮（主に海表層におけるプランクトンの大量発生）などで取水が困難（最悪、プラント停止）になることが懸念されている。  
そこで、例えば、特許文献１に記載される技術が提案されている。特許文献１では、海底の砂層内に導水管を埋設し、この導水管の先端部に、導水管に対し直交し相互に平行に配される複数の横取水管と、これら横取水管の間に相互に離間し平行に配される複数の縦取水管より構成される取水部を備えるものが開示されている。これにより、砂層内に形成された硝化菌等の微生物からなる生物膜の破壊を防止し、生物膜による浄化後の海水を取水可能とするものである。  
また、海水淡水化プラントに関するものではないものの、水源から取水される淡水（原水）の水質を管理するものとして特許文献２に記載される技術が知られている。特許文献２には、河川や湖沼等の水源から取水される原水の水質（ｐＨ、導電率、色度、濁度、溶存酸素（ＤＯ））を測定し、測定される水質が閾値を超える場合、貯水池へ送水することなく排水し、計測される水質が閾値以下の場合、流路切換器により貯水池へ送水するものが開示されている。また、取水槽内に深さ方向に異なる位置に取水口を配する構成も記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５２７９８号公報
【特許文献２】特開平８−９４６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、海底の砂層内に、導水管、横取水管と縦取水管からなる取水部を埋設しなければならず、設置工事等のコスト及びメンテナンス費用の増加を招く恐れがある。  
また、特許文献２の構成では、水質に応じて、取水原水（淡水）の排水又は貯水池への送水を切り換えるものの、海水中に赤潮が発生した場合、濁度が上昇することにより、取水される原海水は排水されることとなり、海水淡水化プラントの運転に支障をきたす恐れがある。また、取水槽内に深さ方向に異なる位置に取水口を配する構成が開示されるものの、対象が淡水であり、モニタリングする水質は、濁度又は色度などの一般的な水質のみである。従って、特許文献２では、赤潮（プランクトンの大量発生）などにより、微生物が原海水中において、爆発的に増殖する点については何ら考慮されていない。  
そこで、本発明は、その時々において最適な水質の原海水を取水可能とし、前処理負荷の低減を可能とし得る海水取水設備及びそれを備える海水淡水化プラントを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の海水取水設備は、取水された原海水から高濃度の塩水である濃縮水とろ過水とに分離する海水淡水化プラントに用いられる海水取水設備であって、海水中に相互に異なる位置に配される複数の取水口を備え、前記複数の取水口のうち、少なくとも一つの取水口から取水される原海水を、海水淡水化プラントの前処理装置へ送水することを特徴とする。  
また、本発明の海水淡水化プラントは、海水を取水する海水取水設備と、取水された海水から懸濁物質を除去する少なくとも１つの前処理装置と、前記前処理装置により処理された海水を加圧する加圧ポンプと、加圧された海水を導入し高濃度の塩水である濃縮水とろ過水とに分離する逆浸透膜モジュールを備え、前記海水取水設備は、海水中に相互に異なる位置に配される複数の取水口を有し、前記複数の取水口のうち、少なくとも一つの取水口から取水される原海水を前記前処理装置へ送水することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、その時々において最適な水質の原海水を取水可能とし、前処理負荷の低減を可能とし得る海水取水設備及びそれを備える海水淡水化プラントを提供することができる。  
また、前処理負荷の低減により、海水淡水化プラント全体としての運転コストの低減を図ることができる。  
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例に係る実施例１の海水取水設備の側面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る実施例１の海水淡水化プラントの全体構成図である。
【図３】図１に示す取水制御部の機能ブロック図である。
【図４】模擬海水の水質と選択された取水口との関係図である。
【図５】図３に示すデータベースのデータ構造を示す図である。
【図６】図３に示す取水制御部の処理フロー図である。
【図７】図３に示す取水制御部の他の処理フロー図である。
【図８】図３に示す取水制御部の他の処理フロー図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る実施例２の海水取水設備の側面図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る実施例３の海水取水設備の上面図及び側面図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る実施例４の海水取水設備の上面図及び側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００９】
図２は、本発明の一実施例に係る実施例１の海水淡水化プラントの全体構成図である。図２において、実線矢印は水の流れを示し、点線矢印は信号線を示している。本実施例の海水淡水化プラント１は、被処理水である原海水の取水から下流に向かい順に、海水取水設備２、取水された原海水を貯留する原水貯留槽３、砂ろ過部６、限外ろ過膜（ＵＦ膜：Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）７、中間槽８、内部に逆浸透膜エレメント（ＲＯ膜エレメント）を収容する圧力容器からなるＲＯ膜モジュール１２、エネルギー回収装置１３、淡水貯留槽１４及び濃縮水貯留槽１５を備える。
【００１０】
原水貯留槽３には、海水取水設備２より取水された原海水が貯留されている。無機系凝集剤及び／又は高分子凝集剤を貯留する凝集剤槽４より凝集剤注入ポンプ５を介して適宜凝集剤が原水貯留槽３に注入される。そして、原水貯留槽３内において、原海水中に含まれる有機物等の不純物は、注入された凝集剤に捕捉されフロックを形成する。フロックを含む原海水は、ポンプにより砂ろ過部６にて砂層によりろ過され、更に限外ろ過膜７にてフロック及び原海水中に含まれる不純物をその孔径サイズに応じて膜分離し、膜分離された後の原海水(被処理水)は、一旦中間槽８に蓄えられる。凝集剤注入から限外ろ過膜７による膜分離までが前処理装置を構成する。なお、ここで無機系凝集剤としては、例えば塩化第二鉄が用いられ、高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド系凝集剤が用いられる。また、前処理装置に図示しないｐＨ調整剤を注入する機構を備えても良い。
【００１１】
中間槽８に蓄えられた原海水(被処理水)は加圧ポンプ９により供給水１７としてＲＯ膜モジュール１２へ供給される。ＲＯ膜モジュール１２により供給水１７は高濃度の塩水である濃縮水１９とろ過水（淡水）１８に膜分離される。ろ過水１８は、ＲＯ膜モジュール１２の一端より淡水貯留槽１４へ供給され、また、濃縮水１９はエネルギー回収装置１３を介して濃縮水貯留槽１５へ供給される。エネルギー回収装置１３にて回収されたエネルギーは加圧ポンプ９の駆動源として使用される。ＲＯ膜モジュール１２内に収容されたＲＯ膜エレメントは、洗浄薬品注入ポンプ１１を介して洗浄薬品貯留槽１０から供給される洗浄薬品により所望の時期に洗浄される。  
全体制御部１６は、ＲＯ膜モジュール１２の状態を監視し、凝集剤注入ポンプ５、洗浄薬品注入ポンプ１１、及び加圧ポンプ９を制御する。ここで、全体制御部１６は、例えば、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程或は各種プログラムの実行過程のデータなどを一時的に格納するＲＡＭ、ＲＯＭに格納されたプログラムを読み出し実行するＣＰＵなどのプロセッサにより実現される。また、全体制御部１６は、マウス或はキーボードなどの入力部及び各種情報を画面上に表示する表示部を含んでも良い。
【００１２】
なお、前処理装置の構成は上述の構成に限られず、例えば、限外ろ過膜（ＵＦ膜：Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）７に代えて、ＭＭＦ（Ｍｕｌｔｉ  Ｍｅｄｉａ  Ｆｉｌｔｅｒ）或はＭＦ膜（Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）を用いても良い。また、凝集剤槽４より凝集剤注入ポンプ５を介して適宜凝集剤が注入される原水貯留槽３、砂ろ過部６及び限外ろ過膜７のうちいずれか一つのみを有する構成としても良く、また、これらのうち、二つの組み合わせとしても良い。更には、凝集剤槽４より凝集剤注入ポンプ５を介して適宜凝集剤が注入される原水貯留槽３（凝集沈殿処理）に代えて、マイクロバブルを用いた加圧浮上分離を用いても良い。この場合、原海水中に含まれる微生物が浮遊生物であり、多数を占める場合、凝集沈殿処理に比べ、より効果的に前処理を施すことが可能となる。  
以下では、説明の便宜上、前処理装置として、凝集剤槽４より凝集剤注入ポンプ５を介して適宜凝集剤が注入される原水貯留槽３（凝集沈殿処理）及び限外ろ過膜７を用いる場合を一例として説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例に係る実施例１の海水取水設備の側面図である。図１において、実線は内部を原海水が通流する配管を示し、実線矢印は水の流れを、また、点線矢印は信号線を示している。図１に示すように、海水取水設備２は、原水貯留槽３へ原海水を供給するための取水ポンプ２２、一端が取水ポンプに接続され海水中へ延設される取水配管２１、取水配管２１より相互に深さ方向に異なる位置にて分岐する第１分岐配管２４ａ、第２分岐配管２４ｂ、及び第３分岐配管２４ｃを備える。図１に示すように、第１分岐配管２４ａは、水深が最も浅い位置に配され、取水配管２１からの分岐部と反対側の端部に原海水を取り込む第１取水口２５ａを有する。第１取水口２５ａから取り込まれた原海水は、第１分岐配管２４ａ及び取水配管２１を介して取水ポンプ２２へ通流する。すなわち、第１取水口２５ａは、第１分岐配管２４ａ及び取水配管２１に連通する。また、第１取水口２５ａの先端部付近に第１水質計２６ａが取り付けられており、第１分岐配管２４ａには、第１開閉弁２７ａが設置されている。
【００１４】
第２分岐配管２４ｂは、水深が中間となる位置に配され、取水配管２１からの分岐部と反対側の端部に原海水を取り込む第２取水口２５ｂを有する。第２取水口２５ｂから取り込まれた原海水は、第２分岐配管２４ｂ及び取水配管２１を介して取水ポンプ２２へ通流する。すなわち、第２取水口２５ｂは、第２分岐配管２４ｂ及び取水配管２１に連通する。また、第２取水口２５ｂの先端部付近に第２水質計２６ｂが取り付けられており、第２分岐配管２４ｂには、第２開閉弁２７ｂが設置されている。  
第３分岐配管２４ｃは、水深が最も深い位置に配され、取水配管２１からの分岐部と反対側の端部に原海水を取り込む第３取水口２５ｃを有する。第３取水口２５ｃから取り込まれた原海水は、第３分岐配管２４ｃ及び取水配管２１を介して取水ポンプ２２へ通流する。すなわち、第３取水口２５ｃは、第３分岐配管２４ｃ及び取水配管２１に連通する。また、第３取水口２５ｃの先端部付近に第３水質計２６ｃが取り付けられており、第３分岐配管２４ｃには、第３開閉弁２７ｃが設置されている。
【００１５】
なお、本実施例では、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを、それぞれ、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃの先端部付近に設置する構成としたが、必ずしもこれに限られず、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを、それぞれ、第１分岐配管２４ａ〜第３分岐配管２４ｃの途中に設置する構成としても良い。また、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを、それぞれ、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃの先端部よりも前方であって海水中に浮遊するよう設置しても良い。このように、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃの先端部よりも前方に配することで、取水前に原海水の水質を計測でき、原海水の水質変化をより早く把握することが可能となる。
【００１６】
ここで、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃとしては、原海水中の微生物濃度と有機物濃度、及び原海水の濁度を計測する水質計が用いられる。原海水中の微生物濃度を計測する水質計として、例えば、原海水を通流するフローセル、フローセルを挟んで対向配置される照射光を発する照射部、及びフローセル中の微生物により照射光が吸収された後の透過光を検出（吸光度検出）する検出部からなるフローサイトメータが用いられる。フローサイトメータにより微生物数がカウントされ、原海水中の微生物濃度が計測されると共に、微生物の種別に応じて異なる吸光度を用いて赤潮形成種を選択的にカウントすることが可能となり、赤潮発生によるプランクトンの増殖を直ちに検出することが可能となる。
なお、上述の水質計に加え、例えば、水温、ｐＨ、電気伝導度なども合わせて計測するよう構成しても良い。
【００１７】
また、第１開閉弁２７ａ〜第３開閉弁２７ｃは、例えば、電磁弁により構成される。海水取水設備２は、詳細後述する取水制御部２３を備え、取水制御部２３は、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃからの水質計測値を取得し、取得された水質計測値に基づき、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃのうちいずれの取水口を選択すべきか決定し、決定された取水口が設けられた分岐配管に設置される開閉弁に対し開放指令（“開状態”）を出力すると共に、取水ポンプ２２が稼働するよう制御する。
【００１８】
次に、海水取水設備２を構成する取水制御部２３について説明する。図３は、図１に示す取水制御部２３の機能ブロック図である。図３に示すように、取水制御部２３は、取水口選択部３１、計測値取得部３２、データベース３３、取水ポンプ制御部３４、入力Ｉ／Ｆ３５、出力Ｉ／Ｆ３６、及びこれらを相互に電気的に接続する内部バス３７を備える。ここで、取水口選択部３１、計測値取得部３２、及び取水ポンプ制御部３４は、例えば、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程或は各種プログラムの実行過程のデータなどを一時的に格納するＲＡＭ、ＲＯＭに格納されたプログラムを読み出し実行するＣＰＵなどのプロセッサにより実現される。
【００１９】
第１水質計２６ａ、第２水質計２６ｂ、及び第３水質計２６ｃにより計測された原海水の水質計測値は、信号線を介して入力Ｉ／Ｆ３５に出力される。入力Ｉ／Ｆ３５は、内部バス３７を介して計測値取得部３２へ、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃからの水質計測値を転送する。計測値取得部３２は、転送された水質計測値である、上述の微生物濃度、有機物濃度、及び濁度の計測値を、例えば、５段階の数値に変換する。すなわち、低濃度に“１”を、高濃度に“５”を割り付け、中間の濃度に“２”〜“４”を割り付ける。計測値取得部３２は、５段階の数値に変換後の水質計測値を、内部バス３７を介して取水口選択部３１へ転送する。
【００２０】
取水口選択部３１は、転送された５段階の数値に変換後の水質計測値に基づき、詳細後述する処理を実行し、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃのうち少なくとも１つの取水口を選択する。ここで、仮に、第１取水口２５ａが選択されると、取水口選択部３１は、第１取水口２５ａを有する第１分岐配管２４ａに設置される第１開閉弁２７ａへ開放指令を、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して出力する。これにより、第１開閉弁２７ａは、“開状態”となる。なお、仮に、第１取水口２５ａ及び第２取水口２５ｂが選択された場合は、取水口選択部３１は、第１開閉弁２７ａ及び第２開閉弁２７ｂへ開放指令を、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して出力し、第１開閉弁２７ａ及び第２開閉弁２７ｂは、共に“開状態”となる。  
また、取水口選択部３１は、内部バス３７を介して、詳細後述するデータベース３３へアクセスし、データベース３３内に格納される取水口毎の微生物濃度に対応する凝集剤添加率を抽出し、当該抽出した凝集剤添加率を、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して全体制御部１６へ出力する。
【００２１】
取水ポンプ制御部３４は、取水口選択部３１により選択された取水口に対応する開閉弁への開放指令の出力に同期して、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して取水ポンプ２２へ起動指令を出力し、取水ポンプ２２を稼働させる。上述のように、仮に、取水口選択部３１により第１取水口２５ａが選択されると、原海水は、取水ポンプ２２により第１分岐配管２４ａ及び取水配管２１を介して汲み上げられ、原水貯留槽３へと送水される。
【００２２】
次に、水質の異なる模擬海水（人工海水とも称される）を予め用意し、海浜を模擬する水槽中へ貯留し、海水取水設備２（取水装置）及び前処理装置を含む実験プラントにて取水した場合の実験結果について説明する。  
先ず、模擬海水（人工海水）として、高微生物濃度、高濁度、低汚染な模擬海水を使用した。ここで低汚染な模擬海水とは、低微生物濃度及び低濁度の模擬海水のことである。
実験プラントにおける、海水取水設備２は上述の図１に示した海水取水設備２であり、前処理装置として、図２に示した凝集剤槽４より凝集剤注入ポンプ５を介して適宜凝集剤が注入される原水貯留槽３（凝集沈殿処理）及び限外ろ過膜７を用いた。使用した模擬海水は、高濃度微生物を有する模擬海水１、高濁度の模擬海水２、及び低汚染の模擬海水３である。図４に、模擬海水１〜３の水の水質と選択された取水口との関係図を示す。図４における微生物濃度、有機物濃度、及び濁度の数値は、上述したように５段階の数値に変換後の水質計測値であり、低濃度“１”〜高濃度に“５”までを示している。
【００２３】
高濃度微生物を有する模擬海水１では、水深が最も浅い位置に配される第１取水口２５ａの「微生物濃度」は“５”、「有機物濃度」は“５”、及び「濁度」は“２”であった。水深が中間となる位置に配される第２取水口２５ｂの「微生物濃度」は“３”、「有機物濃度」は“３”、及び「濁度」は“３”であった。また、水深が最も深い位置に配される第３取水口２５ｃの「微生物濃度」は“１”、「有機物濃度」は“１”、及び「濁度」は“３”であった。そして、取水制御部２３を構成する取水口選択部３１により選択された取水口は、第３取水口２５ｃであった。
【００２４】
高濁度の模擬海水２では、水深が最も浅い位置に配される第１取水口２５ａの「微生物濃度」は“２”、「有機物濃度」は“２”、及び「濁度」は“３”であった。水深が中間となる位置に配される第２取水口２５ｂの「微生物濃度」は“２”、「有機物濃度」は“２”、及び「濁度」は“３”であった。また、水深が最も深い位置に配される第３取水口２５ｃの「微生物濃度」は“１”、「有機物濃度」は“１”、及び「濁度」は“５”であった。そして、取水制御部２３を構成する取水口選択部３１により選択された取水口は、第１取水口２５ａであった。
【００２５】
低汚染の模擬海水３では、水深が最も浅い位置に配される第１取水口２５ａの「微生物濃度」は“２”、「有機物濃度」は“２”、及び「濁度」は“１”であった。水深が中間となる位置に配される第２取水口２５ｂの「微生物濃度」は“１”、「有機物濃度」は“１”、及び「濁度」は“１”であった。また、水深が最も深い位置に配される第３取水口２５ｃの「微生物濃度」は“１”、「有機物濃度」は“１”、及び「濁度」は“２”であった。そして、取水制御部２３を構成する取水口選択部３１により選択された取水口は、第２取水口２５ｂであった。  
図４に示す結果から、水深が増加するに伴い、微生物濃度と有機物濃度は減少し、濁度は増加する傾向だった。
【００２６】
図５は、図３に示すデータベース３３のデータ構造を示す図である。図５に示すように、「取水口」毎に、「水質」、「取水量」、「凝集剤添加率」、及び「運転コスト」が予め対応付けて格納されている。なお、図５に示す例では、「取水量」は、第１取水口２５ａ、第２取水口２５ｂ、及び第３取水口２５ｃのそれぞれから同量の取水量（ＱｉｎＸ）が得られる場合を想定している。また、「運転コスト」は、凝集剤添加率、限外ろ過膜７の洗浄頻度、ＲＯ膜モジュール１２内に収容されたＲＯ膜エレメントの交換頻度などから予め算出される。
【００２７】
例えば、「取水口」が“第１取水口（水深：浅）”では、「水質」が“微生物濃度Ａ１”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＡ１”、「運転コスト」は“ＯＡ１”である。また、「水質」が“有機物濃度Ｂ１”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＢ１”、「運転コスト」は“ＯＢ１”であり、「水質」が“濁度Ｃ１”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＣ１”、「運転コスト」は“ＯＣ１”である。  
また、「取水口」が“第２取水口（水深：中間）”では、「水質」が“微生物濃度Ａ２”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＡ２”、「運転コスト」は“ＯＡ２”である。また、「水質」が“有機物濃度Ｂ２”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＢ２”、「運転コスト」は“ＯＢ２”であり、「水質」が“濁度Ｃ２”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＣ２”、「運転コスト」は“ＯＣ２”である。
【００２８】
「取水口」が“第３取水口（水深：深）”では、「水質」が“微生物濃度Ａ３”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＡ３”、「運転コスト」は“ＯＡ３”である。また、「水質」が“有機物濃度Ｂ３”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＢ３”、「運転コスト」は“ＯＢ３”であり、「水質」が“濁度Ｃ３”、「取水量」は“ＱｉｎＸ”、「凝集剤添加率」は“ＣＣ３”、「運転コスト」は“ＯＣ３”である。このように、取水口」毎、更には、「水質」毎に、それぞれ、「取水量」、「凝集剤添加率」、及び「運転コスト」が紐付けられている。
【００２９】
次に、海水取水設備２を構成する取水制御部２３の動作について説明する。図６は、図３に示す取水制御部の処理フロー図である。なお、水質中の優先度が、微生物濃度＞濁度の関係にある場合を想定している。また、図６は、赤潮回避の処理フローである。  
図６に示すように、ステップＳ１１では、第ｉ取水口に流入する原海水の水質計測値を取得する（ｉ＝１〜３）。具体的には、第１水質計２６ａ、第２水質計２６ｂ、及び第３水質計２６ｃにより計測された原海水の水質計測値が、信号線を介して入力Ｉ／Ｆ３５に入力される。続いて、入力Ｉ／Ｆ３５は、内部バス３７を介して計測値取得部３２へ、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃからの水質計測値を転送する。計測値取得部３２は、転送された水質計測値である、微生物濃度、有機物濃度、及び濁度の計測値を、例えば、５段階の数値に変換し、５段階の数値に変換後の水質計測値を、内部バス３７を介して取水口選択部３１へ転送する。
【００３０】
ステップＳ１２では、微生物濃度の優先度が水質中で最も高いことから、微生物濃度Ａｉが最小となる第ｉ取水口を選択し、データベースを参照する。具体的には、取水口選択部３１は、計測値取得部３２より転送された５段階の数値に変換後の水質計測値のうち、微生物濃度が最小となる取水口を選択する。例えば、図４に示したように、第２取水口２５ｂの微生物濃度Ａ２が“１”、第３取水口２５ｃの微生物濃度Ａ３が“１”と、共に最小となる場合、水深がより浅い第２取水口２５ｂが選択される。これは、取水配管長に圧損が比例するとから、圧損低減の観点から、分岐配管の長さと取水配管２１の長さの和である取水配管長がより短い取水口を選択することが望ましいことに依る。続いて、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスする。これにより、赤潮などの浮遊物質の取水を避けられる。また海底の砂の巻上げなどの影響も避けられる。
【００３１】
ステップＳ１３では、第ｉ取水口の取水量ＱｉｎＸが、淡水の需要量（造水目標値）に応じた取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ未満か否かを判定し、判定の結果が取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ未満の場合には、ステップＳ１４へ進む。他方、判定の結果が取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ以上の場合には、ステップＳ１６へ進む。具体的には、取水口選択部３１が、データベース３３を参照し、上述のステップＳ１２にて選択された第２取水口２５ｂの取水量ＱｉｎＸを読み出し、予め全体制御部１６（図２）により設定された淡水の需要量（造水目標値）に応じた取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇと比較し、取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ未満か否か判定する。
【００３２】
ステップＳ１４では、微生物濃度Ａｉが次に最小となる第ｉ＋１取水口を選択し、データベースを参照する。具体的には、上述のステップＳ１２にて説明したように、第３取水口２５ｃの微生物濃度Ａ３が“１”であることから、ここでは取水口選択部３１が、第ｉ＋１取水口として第３取水口２５ｃを選択し、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスする。  
ステップＳ１５では、第ｉ取水口の取水量ＱｉｎＸと第ｉ＋１取水口の取水量ＱｉｎＸを加算し、ステップＳ１３へ戻る。具体的には、取水口選択部３１は、ステップＳ１４にて選択された第３取水口２５ｃの取水量ＱｉｎＸを読み出し、先にステップＳ１３にて読み出された第２取水口２５ｂの取水量ＱｉｎＸに加算し、ステップＳ１３へ戻る。
【００３３】
ステップＳ１６では、データベースを参照し第ｉ取水口に対応する凝集剤添加率ＣＡｉ又は凝集剤添加率ＣＡｉ＋ＣＡ（ｉ＋１）を抽出する。具体的には、取水口選択部３１は、上述のステップＳ１３にて第２取水口２５ｂの取水量ＱｉｎＸが取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ以上の場合には、内部バス３７を介してデータベース３３（図５）へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「凝集剤添加率」である“ＣＡ２”を抽出する。一方、上述のステップＳ１３にて第２取水口２５ｂの取水量ＱｉｎＸが取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ未満の場合には、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３（図５）へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「凝集剤添加率」である“ＣＡ２”を抽出すると共に、第３取水口２５ｃの「水質」が“微生物濃度Ａ３”に対応する「凝集剤添加率」である“ＣＡ３”を抽出し、これらを加算し、凝集剤添加率としてＣＡ２＋ＣＡ３を得る。
【００３４】
ステップＳ１７では、データベースを参照し、第ｉ取水口に対応する運転コストＯＡｉ又は運転コストＯＡｉ＋ＯＡ（ｉ＋１）を抽出する。具体的には、取水口選択部３１は、上述のステップＳ１３にて第２取水口２５ｂの取水量ＱｉｎＸが取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ以上の場合には、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「運転コスト」である“ＯＡ２”を抽出する。一方、上述のステップＳ１３にて第２取水口２５ｂの取水量ＱｉｎＸが取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇ未満の場合には、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「運転コスト」である“ＯＡ２”を抽出すると共に、第３取水口２５ｃの「水質」が“微生物濃度Ａ３”に対応する「運転コスト」である“ＯＡ３”を抽出し、これらを加算し、運転コストとしてＯＡ２＋ＯＡ３を得る。
【００３５】
ステップＳ１８では、凝集剤添加率ＣＡｉ又は凝集剤添加率ＣＡｉ＋ＣＡ（ｉ＋１）、及び、運転コストＯＡｉ又は運転コストＯＡｉ＋ＯＡ（ｉ＋１）を全体制御部１６へ出力する。具体的には、取水口選択部３１は、「凝集剤添加率」である“ＣＡ２”又は凝集剤添加率としてＣＡ２＋ＣＡ３、及び、「運転コスト」である“ＯＡ２”又は運転コストとしてＯＡ２＋ＯＡ３を、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して全体制御部１６へ出力する。これにより、その時々において最適な水質の原海水を取水でき前処理負荷を低減できる。また、海水淡水化プラント全体としての運転コストの低減を図ることができる。
【００３６】
なお、上述のステップＳ１４において、微生物濃度Ａｉが次に最小となる第ｉ＋１取水口を選択することに代えて、濁度Ｃｉが最小となる取水口を選択するよう構成しても良い。これは、何らかの理由により、淡水の需要量（造水目標値）が急激に増大した場合、当然、対応する取水量目標値Ｑｉｎ＿ｔｇが高くなる。このような場合、原海水中の微生物が少なければ、多少の濁度が含まれる原海水を取水することで、淡水の需要量（造水目標値）の急激な増大に対応することが可能となる。
【００３７】
図７は、図３に示す取水制御部の他の処理フロー図である。図７では、微生物濃度を含む水質の最適化処理フローを示している。  
図７に示すように、ステップＳ２１では、第ｉ取水口に流入する原海水の水質計測値を取得する（ｉ＝１〜３）。具体的には、第１水質計２６ａ、第２水質計２６ｂ、及び第３水質計２６ｃにより計測された原海水の水質計測値が、信号線を介して入力Ｉ／Ｆ３５に入力される。続いて、入力Ｉ／Ｆ３５は、内部バス３７を介して計測値取得部３２へ、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃからの水質計測値を転送する。計測値取得部３２は、転送された水質計測値である、微生物濃度、有機物濃度、及び濁度の計測値を、例えば、５段階の数値に変換し、５段階の数値に変換後の水質計測値を、内部バス３７を介して取水口選択部３１へ転送する。
【００３８】
ステップＳ２２では、微生物濃度の優先度が水質中で最も高いことから、微生物濃度Ａｉが最小となる第ｉ取水口を選択し、データベースを参照する。具体的には、取水口選択部３１は、計測値取得部３２より転送された５段階の数値に変換後の水質計測値のうち、微生物濃度が最小となる取水口を選択する。例えば、図４に示したように、第２取水口２５ｂの微生物濃度Ａ２が“１”、第３取水口２５ｃの微生物濃度Ａ３が“１”と、共に最小となる場合、水深がより浅い第２取水口２５ｂが選択される。これは、取水配管長に圧損が比例するとから、圧損低減の観点から、分岐配管の長さと取水配管２１の長さの和である取水配管長がより短い取水口を選択することが望ましいことに依る。続いて、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスする。これにより、赤潮などの浮遊物質の取水を避けられる。また海底の砂の巻上げなどの影響も避けられる。
【００３９】
ステップＳ２３では、微生物濃度以外の水質（少なくとも濁度と有機物濃度のうち何れか一方）が取水水質の基準値以上であるか否かを判定し、判定の結果が取水水質基準値以上である場合には、ステップＳ２４へ進む。他方、判定の結果が取水水質基準値未満である場合には、ステップＳ２６へ進む。具体的には、取水口選択部３１が、上述のステップＳ２１にて得られた他の水質（少なくとも濁度と有機物濃度のうち何れか一方）を、データベース３３に格納された各水質の取水水質基準値と比較し、微生物濃度以外の水質（少なくとも濁度と有機物濃度のうち何れか一方）が取水水質の基準値以上であるか否か判定する。
【００４０】
ステップＳ２４では、他の水質が取水水質基準値未満である第ｉ＋１取水口を選択し、データベースを参照する。具体的には、第３取水口２５ｃの微生物濃度Ａ３が“１”であるが、濁度が“２”であり、設定した濁度に関する基準を超える場合には、第２取水口２５ｂの濁度が“１”であることから、ここでは取水口選択部３１が、第ｉ＋１取水口として第２取水口２５ｂを選択し、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスする。
【００４１】
ステップＳ２５では、第ｉ取水口と第ｉ＋１取水口から、濁度が取水水質基準未満になるような原海水を取水できる割合を抽出し、ステップＳ２３へ戻る。具体的には、取水口選択部３１は、第ｉ取水口から取水する量と水質、および第ｉ＋１取水口から取水する量と水質に基づき、両者の混合水の濁度が取水水質基準値を満たすような割合を算出し、ステップＳ２３へ戻る。
【００４２】
ステップＳ２６では、データベースを参照し第ｉ取水口に対応する凝集剤添加率ＣＡｉ又は凝集剤添加率ＣＡｉ＋ＣＡ（ｉ＋１）を抽出する。具体的には、取水口選択部３１は、上述のステップＳ２３にて第２取水口２５ｂの他の水質（少なくとも濁度と有機物濃度のうち何れか一方）が取水水質基準値未満の場合には、内部バス３７を介してデータベース３３（図５）へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「凝集剤添加率」である“ＣＡ２”を抽出する。一方、上述のステップＳ２３にて第２取水口２５ｂの他の水質（少なくとも濁度と有機物濃度のうち何れか一方）が取水水質基準値以上の場合には、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３（図５）へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「凝集剤添加率」である“ＣＡ２”を抽出すると共に、第３取水口２５ｃの「水質」が“微生物濃度Ａ３”に対応する「凝集剤添加率」である“ＣＡ３”を抽出し、これらを加算し、凝集剤添加率としてＣＡ２＋ＣＡ３を得る。
【００４３】
ステップＳ２７では、データベースを参照し、第ｉ取水口に対応する運転コストＯＡｉ又は運転コストＯＡｉ＋ＯＡ（ｉ＋１）を抽出する。具体的には、取水口選択部３１は、上述のステップＳ２３にて第２取水口２５ｂの他の水質（少なくとも濁度と有機物濃度のうち何れか一方）が取水水質基準値未満の場合には、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「運転コスト」である“ＯＡ２”を抽出する。一方、上述のステップＳ２３にて第２取水口２５ｂの他の水質（少なくとも濁度と有機物濃度のうち何れか一方）が取水水質基準値以上の場合には、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３へアクセスし、第２取水口２５ｂの「水質」が“微生物濃度Ａ２”に対応する「運転コスト」である“ＯＡ２”を抽出すると共に、第３取水口２５ｃの「水質」が“微生物濃度Ａ３”に対応する「運転コスト」である“ＯＡ３”を抽出し、これらを加算し、運転コストとしてＯＡ２＋ＯＡ３を得る。
【００４４】
ステップＳ２８では、凝集剤添加率ＣＡｉ又は凝集剤添加率ＣＡｉ＋ＣＡ（ｉ＋１）、及び、運転コストＯＡｉ又は運転コストＯＡｉ＋ＯＡ（ｉ＋１）を全体制御部１６へ出力する。具体的には、取水口選択部３１は、「凝集剤添加率」である“ＣＡ２”又は凝集剤添加率としてＣＡ２＋ＣＡ３、及び、「運転コスト」である“ＯＡ２”又は運転コストとしてＯＡ２＋ＯＡ３を、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して全体制御部１６へ出力する。これにより、その時々において最適な水質の原海水を取水でき前処理負荷を低減できる。また、海水淡水化プラント全体としての運転コストの低減を図ることができる。
【００４５】
また、図８は、図３に示す取水制御部の他の処理フロー図である。図８では、運転コストの最適化処理フローを示している。  
ステップＳ３１では、第ｉ取水口に流入する原海水の水質計測値を取得する（ｉ＝１〜３）。具体的には、第１水質計２６ａ、第２水質計２６ｂ、及び第３水質計２６ｃにより計測された原海水の水質計測値が、信号線を介して入力Ｉ／Ｆ３５に入力される。続いて、入力Ｉ／Ｆ３５は、内部バス３７を介して計測値取得部３２へ、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃからの水質計測値を転送する。計測値取得部３２は、転送された水質計測値である、微生物濃度、有機物濃度、及び濁度の計測値を、例えば、５段階の数値に変換し、５段階の数値に変換後の水質計測値を、内部バス３７を介して取水口選択部３１へ転送する。
【００４６】
ステップＳ３２では、取水口選択部３１は、ステップＳ３１にて得られた、微生物濃度Ａｉ、有機物濃度Ｂｉ、及び濁度Ｃｉである第ｉ取水口に関して、内部バス３７を介してデータベース３３を参照する。  
ステップＳ３３では、取水口選択部３１は、ステップＳ３２にて参照したデータベース３３から第ｉ取水口に対応する凝集剤添加率ＣＡｉを抽出する。  
ステップＳ３４では、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３を参照し、第ｉ取水口に対応する運転コストＯＡｉを抽出する。
【００４７】
一方、上述のステップＳ３２〜ステップＳ３４と並行して、取水口選択部３１は、以下のステップＳ３５〜ステップ３７までを実行する。  
ステップＳ３５では、取水口選択部３１は、ステップＳ３１にて得られた、微生物濃度Ａｉ、有機物濃度Ｂｉ、及び濁度Ｃｉである第ｉ取水口と第ｉ＋１取水口から任意の割合で取水した場合の水質を算出し、内部バス３７を介してデータベース３３を参照する。  
ステップＳ３６では、取水口選択部３１は、ステップＳ３５で算出した第ｉ取水口と第ｉ＋１取水口から任意の割合で取水する場合に必要な凝集剤添加率ＣＡｉ＋ＣＡ（ｉ＋１）を、データベース３３から抽出する。  
ステップＳ３７では、取水口選択部３１は、内部バス３７を介してデータベース３３を参照し、ステップ３６にて抽出した凝集剤添加率ＣＡｉ＋ＣＡ（ｉ＋１）に基づき、データベース３３から運転コストＯＡｉ＋ＯＡ（ｉ＋１）を抽出する。
【００４８】
ステップＳ３８では、取水口選択部３１は、ステップＳ３４及びステップＳ３７にて抽出した運転コストＯＡｉとＯＡｉ＋ＯＡ（ｉ＋１）を比較し、運転コストが最小となる取水口、すなわち、第ｉ取水口、又は、第ｉ取水口と第ｉ＋１取水口の何れか一方を選択する。  
ステップＳ３９では、凝集剤添加率ＣＡｉ又は凝集剤添加率ＣＡｉ＋ＣＡ（ｉ＋１）、及び、運転コストＯＡｉ又は運転コストＯＡｉ＋ＯＡ（ｉ＋１）を全体制御部１６へ出力する。これにより、その時々において最適な水質の原海水を取水でき前処理負荷を低減できる。また、海水淡水化プラント全体としての運転コストの最適化を図ることができる。
【００４９】
なお、本実施例では、水質中の優先度が、微生物濃度＞濁度の関係にある場合を想定したが、これに限られず、例えば、１年間を通して赤潮の発生が極めて低く、或は、微生物の活動が低下する夜間の取水のみで淡水の需要量に対応できるような海域又は地域であれば、計測される濁度のみに基づき、取水口を選択する構成としても良い。この場合、巻き上げられる海底からの砂の影響を受けない、第３取水口２５ｃを除く、第１取水口２５ａ、第２取水口２５ｂの何れか一方又は双方が、計測される濁度に応じて選択されることになる。  
また、本実施例では、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃの３つの取水口を相互に水深の異なる位置に配する構成としたが、取水口の数はこれに限られるものではない。  
また、海水取水設備２を構成する取水制御部２３の機能を、全体制御部１６内に組み込む構成としても良い。
【００５０】
本実施例によれば、その時々において最適な水質の原海水を取水可能とし、前処理負荷の低減を可能とし得る海水取水設備及びそれを備える海水淡水化プラントを実現できる。
また、前処理負荷の低減により、海水淡水化プラント全体としての運転コストの低減（運転コストの最適化）を図ることができる。  
更には、赤潮などの浮遊物質の取水を避けられると共に、また海底の砂の巻上げなどの影響も避けられることから、種々の環境条件を有する海域或は地域に海水淡水化プラントを建設することが可能となる。
【実施例２】
【００５１】
図９は、本発明の他の実施例に係る実施例２の海水取水設備の側面図である。本実施例では、海水取水設備２が、深さ方向に異なる位置に配される第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃを、その先端部に有する第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃを備え、これら第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃに接続される四方切換弁２８を有する点が実施例１と異なる。その他の構成は、実施例１と同様であり、以下では実施例１と重複する説明を省略する。
【００５２】
図９は、実線は内部を原海水が通流する配管を示し、実線矢印は水の流れを、また、点線矢印は信号線を示している。図９に示すように、海水取水設備２は、原水貯留槽３へ原海水を供給するための取水ポンプ２２、相互に深さ方向に異なる位置に配される第１取水口２５ａ、第２取水口２５ｂ、第３取水口２５ｃ、一端が第１取水口２５ａに接続される第１取水配管２１ａ、一端が第２取水口２５ｂに接続される第２取水配管２１ｂ、一端が第３取水口２５ｃに接続される第３取水配管２１ｃ、及び、これら第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃの他端に接続され何れか一つ或は２つの取水配管内を通流する原海水を取水ポンプ２２へ選択的に送水可能とする四方切換弁２８を備える。図９に示すように、第１取水配管２１ａは水深が最も浅い位置に配され、第１取水口２５ａは、第１取水配管２１ａ及び四方切換弁２８を介して取水ポンプ２２に連通する。また、第１取水口２５ａの先端部付近に第１水質計２６ａが取り付けられている。第２取水配管２１ｂは水深が中間となる位置に配され、第２取水口２５ｂは、第２取水配管２１ｂ及び四方切換弁２８を介して取水ポンプ２２に連通する。また、第２取水口２５ｂの先端部付近に第２水質計２６ｂが取り付けられている。第３取水配管２１ｃは水深が最も深い位置に配され、第３取水口２５ｃは、第３取水配管２１ｃ及び四方切換弁２８を介して取水ポンプ２２に連通する。また、第３取水口２５ｃの先端部付近に第３水質計２６ｃが取り付けられている。
【００５３】
なお、本実施例では、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを、それぞれ、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃの先端部付近に設置する構成としたが、必ずしもこれに限られず、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを、それぞれ、第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃの途中に設置する構成としても良い。また、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを、それぞれ、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃの先端部よりも前方であって海水中に浮遊するよう設置しても良い。このように、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃを第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃの先端部よりも前方に配することで、取水前に原海水の水質を計測でき、原海水の水質変化をより早く把握することが可能となる。
【００５４】
ここで、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃとしては、原海水中の微生物濃度と有機物濃度、及び原海水の濁度を計測する水質計が用いられる。原海水中の微生物濃度を計測する水質計として、例えば、原海水を通流するフローセル、フローセルを挟んで対向配置される照射光を発する照射部、及びフローセル中の微生物により照射光が吸収された後の透過光を検出（吸光度検出）する検出部からなるフローサイトメータが用いられる。フローサイトメータにより微生物数がカウントされ、原海水中の微生物濃度が計測されると共に、微生物の種別に応じて異なる吸光度を用いて赤潮形成種を選択的にカウントすることが可能となり、赤潮発生によるプランクトンの増殖を直ちに検出することが可能となる。
なお、上述の水質計に加え、例えば、水温、ｐＨ、電気伝導度なども合わせて計測するよう構成しても良い。また、四方切換弁２８は、例えば、電磁弁により構成される。
【００５５】
海水取水設備２は、取水制御部２３を備え、取水制御部２３は、第１水質計２６ａ〜第３水質計２６ｃからの水質計測値を取得し、取得された水質計測値に基づき、第１取水口２５ａ〜第３取水口２５ｃのうちいずれの取水口を選択すべきか決定し、決定された取水口が設けられた取水配管を選択的に取水ポンプ２２に連通するよう、切り換え指令を四方切換弁２８へ出力すると共に、取水ポンプ２２が稼働するよう制御する。
【００５６】
取水制御部２３の構成は、上述の実施例１における図３の構成と同様であり、取水口選択部３１が、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して四方切換弁２８へ切り換え指令を出力する点が異なる。また、取水制御部２３の動作は、上述の実施例１における図６〜図８に示した処理フローと同様であり、また、本実施例の海水取水設備２が適用される海水淡水化プラント１の構成は上述の図２に示す構成と同様であるため、説明を省略する。
【００５７】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、実施例１では各分岐配管にそれぞれ開閉弁を設ける構成であることに対し、本実施例では各取水配管を１つの四方切換弁のみで所望の取水口を選択できることから、部品点数の低減が可能となると共に、実施例１に比較しメンテナンスの容易化を図ることが可能となる。
【実施例３】
【００５８】
図１０は、本発明の他の実施例に係る実施例３の海水取水設備の上面図及び側面図である。本実施例では、海水取水設備２が、水深がほぼ同様で、水平方向（海面と平行な方向）に相互に離間するよう配される第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’を、その先端部に有する第１分岐配管２４ａ’〜第３分岐配管２４ｃ’を備える点が実施例１と異なる。その他の構成は、実施例１と同様であり、以下では実施例１と重複する説明を省略する。
【００５９】
図１０の上図は本実施例の海水取水設備２の上面図であり、図１０の下図は、上図においてＡ方向から見た側面図であり、実線は内部を原海水が通流する配管を示し、実線矢印は水の流れを、また、点線矢印は信号線を示している。図１０の上図及び下図に示すように、海水取水設備２は、原水貯留槽３へ原海水を供給するための取水ポンプ２２、一端が取水ポンプ２２に接続され海水中へ延設される取水配管２１、取水配管２１より相互に水平方向（海面と平行な方向）に離間し異なる位置にて分岐する第１分岐配管２４ａ’、第２分岐配管２４ｂ’、及び第３分岐配管２４ｃ’を備える。図１０の上図に示すように、第１分岐配管２４ａ’は、海域Ａに配され、取水配管２１からの分岐部と反対側の端部に原海水を取り込む第１取水口２５ａ’を有する。第１取水口２５ａ’から取り込まれた原海水は、第１分岐配管２４ａ’及び取水配管２１を介して取水ポンプ２２へ通流する。すなわち、第１取水口２５ａ’は、第１分岐配管２４ａ’及び取水配管２１に連通する。また、第１取水口２５ａ’の先端部付近に第１水質計２６ａ’が取り付けられており、第１分岐配管２４ａ’には、第１開閉弁２７ａ’が設置されている。
【００６０】
第２分岐配管２４ｂ’は、海域Ｂに配され、取水配管２１からの分岐部と反対側の端部に原海水を取り込む第２取水口２５ｂ’を有する。第２取水口２５ｂ’から取り込まれた原海水は、第２分岐配管２４ｂ’及び取水配管２１を介して取水ポンプ２２へ通流する。すなわち、第２取水口２５ｂ’は、第２分岐配管２４ｂ’及び取水配管２１に連通する。また、第２取水口２５ｂ’の先端部付近に第２水質計２６ｂ’が取り付けられており、第２分岐配管２４ｂ’には、第２開閉弁２７ｂ’が設置されている。  
第３分岐配管２４ｃ’は、海域Ｃに配され、取水配管２１からの分岐部と反対側の端部に原海水を取り込む第３取水口２５ｃ’を有する。第３取水口２５ｃ’から取り込まれた原海水は、第３分岐配管２４ｃ’及び取水配管２１を介して取水ポンプ２２へ通流する。すなわち、第３取水口２５ｃ’は、第３分岐配管２４ｃ’及び取水配管２１に連通する。また、第３取水口２５ｃ’の先端部付近に第３水質計２６ｃ’が取り付けられており、第３分岐配管２４ｃ’には、第３開閉弁２７ｃ’が設置されている。
【００６１】
なお、本実施例では、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を、それぞれ、第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’の先端部付近に設置する構成としたが、必ずしもこれに限られず、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を、それぞれ、第１分岐配管２４ａ’〜第３分岐配管２４ｃ’の途中に設置する構成としても良い。また、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を、それぞれ、第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’の先端部よりも前方であって海水中に浮遊するよう設置しても良い。このように、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’の先端部よりも前方に配することで、取水前に原海水の水質を計測でき、原海水の水質変化をより早く把握することが可能となる。
【００６２】
ここで、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’としては、原海水中の微生物濃度と有機物濃度、及び原海水の濁度を計測する水質計が用いられる。原海水中の微生物濃度を計測する水質計として、例えば、原海水を通流するフローセル、フローセルを挟んで対向配置される照射光を発する照射部、及びフローセル中の微生物により照射光が吸収された後の透過光を検出（吸光度検出）する検出部からなるフローサイトメータが用いられる。フローサイトメータにより微生物数がカウントされ、原海水中の微生物濃度が計測されると共に、微生物の種別に応じて異なる吸光度を用いて赤潮形成種を選択的にカウントすることが可能となり、赤潮発生によるプランクトンの増殖を直ちに検出することが可能となる。  
なお、上述の水質計に加え、例えば、水温、ｐＨ、電気伝導度なども合わせて計測するよう構成しても良い。
【００６３】
また、第１開閉弁２７ａ’〜第３開閉弁２７ｃ’は、例えば、電磁弁により構成される。海水取水設備２は、取水制御部２３を備え、取水制御部２３は、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’からの水質計測値を取得し、取得された水質計測値に基づき、第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’のうちいずれの取水口を選択すべきか決定し、決定された取水口が設けられた分岐配管に設置される開閉弁に対し開放指令（“開状態”）を出力すると共に、取水ポンプ２２が稼働するよう制御する。
【００６４】
図１０の上図では、図面の都合上、海域Ａ、海域Ｂ、及び海域Ｃが接近しているように狭く記されているが、実際には、海域Ａ、海域Ｂ、及び海域Ｃは広く、それぞれの海域毎に生態系が異なり、これに伴い海域毎で水質が異なる場合があり得る。本実施例の海水取水設備２では、各海域に第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’が配されることから、水質の良好な海域から原海水を取水することができる。
【００６５】
取水制御部２３の構成は、上述の実施例１における図３の構成と同様であり、また、取水制御部２３の動作は、上述の実施例１における図６〜図８に示した処理フローと同様であり、また、本実施例の海水取水設備２が適用される海水淡水化プラント１の構成は上述の図２に示す構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
本実施例によれば、その時々において最適な水質の原海水を取水可能とし、前処理負荷の低減を可能とし得る海水取水設備及びそれを備える海水淡水化プラントを実現できる。
また、前処理負荷の低減により、海水淡水化プラント全体としての運転コストの低減を図ることができる。  
更にまた、本実施例によれば、水質の良好な海域から原海水を取水することができ、特に水深が浅い場合には、海底の巻上げなどの影響から水深を深くしてもあまり効果が無い場合に有効となる。
【実施例４】
【００６７】
図１１は、本発明の他の実施例に係る実施例４の海水取水設備の上面図及び側面図である。本実施例では、海水取水設備２が、水深がほぼ同様で、水平方向（海面と平行な方向）に相互に離間するよう配される第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’を、その先端部に有する第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃを備え、これら第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃに接続される四方切換弁２８を有する点が実施例１と異なる。その他の構成は、実施例１と同様であり、以下では実施例１と重複する説明を省略する。
【００６８】
図１１の上図は本実施例の海水取水設備２の上面図であり、図１１の下図は、上図においてＡ方向から見た側面図であり、実線は内部を原海水が通流する配管を示し、実線矢印は水の流れを、また、点線矢印は信号線を示している。図１１の上図及び下図に示すように、海水取水設備２は、原水貯留槽３へ原海水を供給するための取水ポンプ２２、相互に水平方向（海面と平行な方向）に離間し異なる位置に配される第１取水口２５ａ’、第２取水口２５ｂ’、第３取水口２５ｃ’、一端が第１取水口２５ａ’に接続される第１取水配管２１ａ、一端が第２取水口２５ｂ’に接続される第２取水配管２１ｂ、一端が第３取水口２５ｃ’に接続される第３取水配管２１ｃ、及び、これら第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃの他端に接続され何れか一つ或は２つの取水配管内を通流する原海水を取水ポンプへ選択的に送水可能とする四方切換弁２８を備える。
【００６９】
図１１の上図に示すように、第１取水配管２１ａは海域Ａに配され、第１取水口２５ａ’は、第１取水配管２１ａ及び四方切換弁２８を介して取水ポンプ２２に連通する。また、第１取水口２５ａ’の先端部付近に第１水質計２６ａ’が取り付けられている。第２取水配管２１ｂは海域Ｂに配され、第２取水口２５ｂ’は、第２取水配管２１ｂ及び四方切換弁２８を介して取水ポンプ２２に連通する。また、第２取水口２５ｂ’の先端部付近に第２水質計２６ｂ’が取り付けられている。第３取水配管２１ｃは海域Ｃに配され、第３取水口２５ｃ’は、第３取水配管２１ｃ及び四方切換弁２８を介して取水ポンプ２２に連通する。また、第３取水口２５ｃ’の先端部付近に第３水質計２６ｃ’が取り付けられている。
【００７０】
なお、本実施例では、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を、それぞれ、第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’の先端部付近に設置する構成としたが、必ずしもこれに限られず、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を、それぞれ、第１取水配管２１ａ〜第３取水配管２１ｃの途中に設置する構成としても良い。また、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を、それぞれ、第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’の先端部よりも前方であって海水中に浮遊するよう設置しても良い。このように、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’を第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’の先端部よりも前方に配することで、取水前に原海水の水質を計測でき、原海水の水質変化をより早く把握することが可能となる。
【００７１】
ここで、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’としては、原海水中の微生物濃度と有機物濃度、及び原海水の濁度を計測する水質計が用いられる。原海水中の微生物濃度を計測する水質計として、例えば、原海水を通流するフローセル、フローセルを挟んで対向配置される照射光を発する照射部、及びフローセル中の微生物により照射光が吸収された後の透過光を検出（吸光度検出）する検出部からなるフローサイトメータが用いられる。フローサイトメータにより微生物数がカウントされ、原海水中の微生物濃度が計測されると共に、微生物の種別に応じて異なる吸光度を用いて赤潮形成種を選択的にカウントすることが可能となり、赤潮発生によるプランクトンの増殖を直ちに検出することが可能となる。  
なお、上述の水質計に加え、例えば、水温、ｐＨ、電気伝導度なども合わせて計測するよう構成しても良い。また、四方切換弁２８は、例えば、電磁弁により構成される。
【００７２】
海水取水設備２は、取水制御部２３を備え、取水制御部２３は、第１水質計２６ａ’〜第３水質計２６ｃ’からの水質計測値を取得し、取得された水質計測値に基づき、第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’のうちいずれの取水口を選択すべきか決定し、決定された取水口が設けられた取水配管を選択的に取水ポンプ２２に連通するよう、切り換え指令を四方切換弁２８へ出力すると共に、取水ポンプ２２が稼働するよう制御する。
【００７３】
図１１の上図では、図面の都合上、海域Ａ、海域Ｂ、及び海域Ｃが接近しているように狭く記されているが、実際には、海域Ａ、海域Ｂ、及び海域Ｃは広く、それぞれの海域毎に生態系が異なり、これに伴い海域毎で水質が異なる場合があり得る。本実施例の海水取水設備２では、各海域に第１取水口２５ａ’〜第３取水口２５ｃ’が配されることから、水質の良好な海域から原海水を取水することができる。
【００７４】
取水制御部２３の構成は、上述の実施例１における図３の構成と同様であり、取水口選択部３１が、内部バス３７及び出力Ｉ／Ｆ３６を介して四方切換弁２８へ切り換え指令を出力する点が異なる。また、取水制御部２３の動作は、上述の実施例１における図６〜図８に示した処理フローと同様であり、また、本実施例の海水取水設備２が適用される海水淡水化プラント１の構成は上述の図２に示す構成と同様であるため、説明を省略する。
【００７５】
本実施例によれば、実施例３の効果に加え、実施例３では各分岐配管にそれぞれ開閉弁を設ける構成であることに対し、本実施例では各取水配管を１つの四方切換弁のみで所望の取水口を選択できることから、部品点数の低減が可能となると共に、実施例３に比較しメンテナンスの容易化を図ることが可能となる。
【００７６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・海水淡水化プラント
２・・・海水取水設備
３・・・原水貯留槽
４・・・凝集剤槽
５・・・凝集剤注入ポンプ
６・・・砂ろ過部
７・・・限外ろ過膜
８・・・中間槽
９・・・加圧ポンプ
１０・・・洗浄薬品貯留槽
１１・・・洗浄薬品注入ポンプ
１２・・・ＲＯ膜モジュール
１３・・・エネルギー回収装置
１４・・・淡水貯留槽
１５・・・濃縮水貯留槽
１６・・・全体制御部
１７・・・供給水
１８・・・ろ過水（淡水）
１９・・・濃縮水
２１・・・取水配管
２１ａ・・・第１取水配管
２１ｂ・・・第２取水配管
２１ｃ・・・第３取水配管
２２・・・取水ポンプ
２３・・・取水制御部
２４ａ，２４ａ’・・・第１分岐配管
２４ｂ，２４ｂ’・・・第２分岐配管
２４ｃ，２４ｃ’・・・第３分岐配管
２５ａ，２５ａ’・・・第１取水口
２５ｂ，２５ｂ’・・・第２取水口
２５ｃ，２５ｃ’・・・第３取水口
２６ａ，２６ａ’・・・第１水質計
２６ｂ，２６ｂ’・・・第２水質計
２６ｃ，２６ｃ’・・・第３水質計
２７ａ，２７ａ’・・・第１開閉弁
２７ｂ，２７ｂ’・・・第２開閉弁
２７ｃ，２７ｃ’・・・第３開閉弁
２８・・・四方切換弁
３１・・・取水口選択部
３２・・・計測値取得部
３３・・・データベース
３４・・・取水ポンプ制御部
３５・・・入力Ｉ／Ｆ
３６・・・出力Ｉ／Ｆ
３７・・・内部バス
【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】
2017179701.tif 000010
【図９】
2017179701.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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