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JP2004283636A - Sea water desalination apparatus - Google Patents

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JP2004283636A
JP2004283636A JP2003075359A JP2003075359A JP2004283636A JP 2004283636 A JP2004283636 A JP 2004283636A JP 2003075359 A JP2003075359 A JP 2003075359A JP 2003075359 A JP2003075359 A JP 2003075359A JP 2004283636 A JP2004283636 A JP 2004283636A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sea water desalination apparatus capable of satisfactorily eliminating turbid components in sea water and suppressing a decrease in the filtration efficiency with time in a filtration means even when simplifying a pretreatment means, and further, realizing the simplification and miniaturization of the apparatus and the prevention of deterioration of a reverse osmosis membrane by using a prescribed pressurizing means. <P>SOLUTION: This sea water desalination apparatus is provided with the filter means for filtering sea water which is taken in, a pressurizing means for pressurizing and feeding the sea water filtered by the filter means, and a reverse osmosis membrane treatment means for treating the sea water pressurized by the pressurizing means by means of reverse osmosis membrane method. A pretreatment means 13 having a strainer 1a to which a pulse-like application voltage is applied and a filter to which the pulse-like application voltage is applied for passing the sea water passing through the strainer 1a is disposed on the former step of the filter means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆浸透膜を用いた海水淡水化装置に関し、特に、家庭や井戸水、防火水槽、海水プール用や小型漁船や小型船舶等で用いられる小型移動可搬型の逆浸透膜海水淡水化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
海水淡水化方法としては、海水を蒸発させて精製した水蒸気を凝縮することによる蒸発法、海水を加圧下で逆浸透膜に通水させることにより淡水を得る逆浸透膜法、その他電気透析法、蒸気圧縮法、多段フラッシュ法および多重効用法等があり、特に逆浸透膜法は蒸発法などに比べ、操作が簡便である等の利点があるため、多くの海水淡水化装置に用いられている。
【0003】
一般に、逆浸透膜を用いた大型の海水淡水化装置では、逆浸透膜による処理工程の前段に、装置内部での微生物の繁殖を防止するため、取水した海水に塩素等を添加する殺菌処理工程や、膜汚染を防止するため海水中の濁質成分を除去する凝集沈殿処理工程、砂ろ過手段等を有する前処理工程を有する。しかし、小型船舶等に搭載される海水淡水化装置においては、淡水化装置全体を小型、軽量化する傾向があるため、前処理工程を簡略化し、逆浸透膜処理工程の前段にフィルターを設けたり、あるいは海水取水口にストレーナーを取り付ける等により取水した海水の除濁を行ない、逆浸透膜処理工程に供給している。
また、逆浸透膜法では被処理水を5.5〜6Mpa程度に加圧して逆浸透膜処理工程に供給されるが、大型の海水淡水化装置では海水の揚水用ポンプとは別に取水した海水を加圧するための加圧ポンプを設け、真空ポンプで海水を揚水するとともに、取水した海水をタンクに貯留して渦巻きポンプのような脈動の少ないポンプを用いて海水を逆浸透膜処理装置に加圧送水するよう構成されている。これに対し、小型の海水淡水化装置では、一般的に1つの真空ポンプにより海水を揚水するとともに逆浸透膜処理に供される被処理水の加圧を行なうように構成し、装置の小型化を図っている。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−230259号公報
【特許文献2】
特開平1−99612号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように前処理工程を簡略化した場合、海水に含まれる濁質の除去が不十分となり易く、装置内への微生物の進入・繁殖を完全には防止できず、そのため逆浸透膜が汚染され処理効率が低下し、膜寿命が短縮されるという問題が生じていた。海水取水口にストレーナーを設けた場合、ストレーナーに貝類等の海生生物が付着し、取水効率が低下するという問題も生じていた。
【0006】
また、真空ポンプを逆浸透膜処理装置の前段に設けた場合、例えば給水ポンプの運転中に急に停止したとき等、特に該ポンプと逆浸透膜処理装置との間において急激な過負荷状態となるいわゆる「ウォータハンマー」により、逆浸透膜の寿命が短縮するという問題があった。しかしそのために、蓄圧機能を有するアキュムレータを設置すると、装置構成が複雑化・大型化するおそれがあった。
【0007】
さらに、装置の小型化を図るための手段としては、加圧ポンプのトルクを増大させる方法も挙げられるが、大型プーリなどの倍力装置が必要となる。ところが大型プーリを装着するものは、作業者が指を挟む等の事故の危険性が大きく、またプーリベルトの磨耗による滑りに起因するエネルギーロスにより海水から淡水化への処理効率が低下するという問題があった。
【0008】
その上、海水淡水装置が漁師等の船上作業者等、一般ユーザーに使用される場合、装置使用後の真水による洗浄や殺菌剤封入等の維持管理の徹底が難しく、そのために系内に貯留した水やフィルター内で微生物や雑菌が繁殖し、再度、海水淡水化装置を稼動させても得られた透過水(淡水)をそのまま使用することができない場合もあった。
【0009】
そして、小型海水淡水化装置においては、低消費電力で加圧ポンプを運転させなければならないために、ポンプ内のピストン口径が小さく設計されており、海水中の濁質成分が流入した場合、ピストンの磨耗が著しく数時間程度しか正常に連続運転できないという問題もあった。
【0010】
そこで、本発明は逆浸透膜法による海水淡水化装置の小型化・簡略化を図り、また、特にアキュムレータを省略しても逆浸透膜の膜劣化を防止できる海水淡水化装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(5)の本発明により達成される。
(1) 取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記ろ過手段の前段にパルス状の印加電圧を印加したストレーナーと、前記ストレーナーを通過した海水を通水させるパルス状の印加電圧を印加したフィルターと、を有する前処理手段を設けたことを特徴とする海水淡水化装置。
(2) 取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記ろ過手段の前段に半波整流された直流電圧を印加したストレーナーと、半波整流された直流電圧を印加したフィルターと、を有する前処理手段を設けたことを特徴とする海水淡水化装置。
(3) 取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記ろ過手段の前段に交流静電圧を印加したストレーナーと、
交流静電圧を印加したフィルターと、を有する前処理手段を設けたことを特徴とする海水淡水化装置。
(4) 取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記加圧手段として、ポンプ用モータとして磁束ベクトル制御可能なインバーターを使用し回転速度を20分の1から1.5倍までモータの基本トルクを保持しながら圧力送水が可能なプランジャポンプを用いることを特徴とする海水淡水化装置。
(5) 取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記加圧手段としてポンプ用モータに減速ギアを設け回転速度を20分の1から5分の1までモータの基本トルクを倍増させながら低回転で圧力送水が可能なプランジャポンプを用いることを特徴とする海水淡水化装置。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の海水淡水化装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて説明する。
図1は本発明の海水淡水化装置の一実施形態を示したものである。この図に示されるように、本発明の海水淡水化装置は、取水した海水をろ過するろ過手段2と、前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段3と、前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段5と、を有し、前記ろ過手段2の前段にパルス状の印加電圧を印加させたストレーナーと、前記ストレーナーを通過した海水を通水させるパルス状の印加電圧を印加させたフィルターと、を有する前処理手段13を設けたことを特徴とする。
【0013】
このような構成とすることにより、海水中の濁質成分を予め前処理手段で除去するため、逆浸透膜の目詰まりなどがなく逆浸透膜寿命の低下を防止し、処理効率および処理能力の持続性を向上させることができる。
【0014】
図1に示すように、符号1は金属製ストレーナーとフィルターからなる一次ろ過手段、符号2はろ過手段、符号3は加圧手段、符号4は圧力計、符号5は逆浸透膜処理装置、符号8は逆止弁、符号9はニードル弁を表す。
【0015】
海水は、加圧手段3を構成する加圧ポンプの吸引力により揚水され、一次ろ過手段1からろ過手段2を経て濁質成分や微生物等の微粒子が除去され、逆浸透膜処理装置5に送水される。逆浸透膜処理装置5の後段には、淡水化された処理水を取り出す処理水管6と塩化ナトリウム等が濃縮された濃縮排水を排出する排出管7が接続され、処理水管6には逆止弁8、排出管7にはニードル弁9が備えられる。取水された海水は、加圧手段3および排出管7に設けられたニードル弁9を開閉することで所定の圧力に加圧され、逆浸透膜処理装置5に供給される。逆浸透膜処理装置5の前段には被処理水を供給する被処理水管10が接続され、被処理水管10には水圧を監視する圧力計4および逆浸透膜処理装置5への供給水量を監視する原水警報装置11が設けられている。また、必要に応じてニードル弁9の開閉により圧力調整を行うとともに、被処理水管10に原水が送液されない場合、原水警報装置11が作動するよう構成されている。
【0016】
本実施形態の前処理手段13は、図2および図3に示されるように、例えば円筒形状の金属製ストレーナー1aを外筒とし、内側にフィルタエレメント1bを組み合わせたカートリッジ式フィルターとして構成された一次ろ化手段1と、ストレーナー1aの上部に取付けられ、ろ過された水に海水が混入しないようシールするための蓋1eと、該蓋1eに設けられたフック1cに接続された導電線1dを介してストレーナ1aおよびフィルターエレメント1bに電圧または電流を印加する印加手段1fと、フック1cから延びた鎖1gによって固定された浮き子1hとを有する。また、蓋1eの中央部付近には一次ろ過された海水をろ過手段2に送水するための被処理水送水管10の一端が接続されている。
【0017】
ストレーナー1aは中空の円筒形状であって、その外表面が例えば孔径0.01〜3mm、好ましくは0.05〜0.3mmのメッシュ状に形成されていることが好ましい。このような形状とすることにより、過度の抵抗なく、効率よく海水から濁質成分を除去することができる。ストレーナーの構成材料としては、ステンレスもしくはチタン等の耐食性のある金属を用いることが好ましく、あるいはこれらの金属材料に白金、金等の貴金属材料を主とするコーティング層が形成されたされたものが好ましい。このような材料を使用することにより金属イオンの溶出を抑止することができる。
【0018】
フィルタエレメント1bとしては、孔径が0.1μm以上、好ましくは1μm〜100μmのフィルタを使用することが好ましい。この範囲の孔径とすることにより、フィルタエレメントに過剰な負荷をかけることなく良好に海水中の濁質成分を除去することができる。また、フィルタエレメントの構成材料としては、例えばセルロース、酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリカボネート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、フッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリベンゾキサジンジオン、ポリビニルアルコール、モダクリル、ポリベンズイミダゾロン、グラスファイバー、セラミック、活性炭等の任意のものを使用することができる。
【0019】
また、フィルタエレメント1bの形状も特に限定されず、中空糸、プリーツ、ワインド等の任意の形状を使用することができるが、なかでもポリプロピレン及びポリエステルからなる不織布を加圧成形したフィルターは孔径を0.1μm程度と小さくできるため、本発明のフィルタエレメントとして特に好ましく用いられる。
【0020】
海水はまず、金属製のストレーナー1aを通過することによって比較的大きな侠雑物が除去された後、フィルタエレメント1bを通過することにより微粒子が除去される。このような構成とすることで後段のろ過手段2と相俟って、逆浸透膜手段5を通過する被処理水中の濁質成分や微生物数を減らして逆浸透膜の目詰まりを防止し、逆浸透膜の負荷を低減させ、膜寿命の短縮を防止することができる。
なお、一次ろ化手段1と、ろ過手段2との間に別途カートリッジ式フィルター等を設ける構成としてもよい。
【0021】
上記の一次ろ化手段1は印加手段1fによってパルス状の印加電圧が印加される。金属製ストレーナー1aに負と正のパルス電圧が印加されることで負に帯電した微生物等がストレーナーに付着するのを防ぐことができる。また、ストレーナーが正に帯電したとき、正電荷同士の排斥力によって海水中の重金属イオンが付着しにくくなり、装置内部への微生物および重金属イオン等の侵入を抑制することができる。また、パルス状の印加電圧を印加することにより、ショート(短絡)の発生を抑止することも可能である。
【0022】
また、パルス状の印加電圧を印加した金属ストレーナー1aとフィルターエレメント1bとを組み合わせることで、海水中の濁質成分の除去能力を一層高めることができ、逆浸透膜寿命の短縮化を効果的に防止することができる。
【0023】
パルス状印加電圧は直流電圧で0.1〜5Vであることが好ましく、0.5〜2Vとすることがより好ましい。また、パルス周期は0.1〜10秒間隔で正と負が反転し0.1〜3秒間直流電圧を印加させることが好ましい。印加電圧が0.1V未満では十分な効果を得ることができない一方、5Vを超えると海水が電気分解されて塩素ガスが発生するおそれがある。さらに、ストレーナー1aに一定時間負電圧を印加後、電圧を反転させ正の電圧を一定時間印加させることで海水中のスケール成分等の付着成分を脱離させることができ、金属ストレーナー1aの目詰まりも防止できる。また、装置内への微生物の進入・繁殖を抑制することができ、この結果、逆浸透膜処理装置5へ供給される被処理水に含まれる微生物量を低減でき逆浸透膜の負担の軽減を図ることができる。
【0024】
この他、被処理水に負のパルス電圧を印加することで逆浸透膜処理装置の通水性を改善する効果も得られる。
【0025】
一次ろ過手段1の後段に設けられるろ過手段2としては、特に限定されないが交換容易な小型のカートリッジ式フィルターを使用することが好ましい。カートリッジ式フィルターとしては任意のものを使用することができ、例えばセルロース、酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリカボネート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、フッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリベンゾキサジンジオン、ポリビニルアルコール、モダクリル、ポリベンズイミダゾロン、グラスファイバー、セラミック、活性炭等の任意のものを使用することができる。例えばポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエステル、活性炭等を素材とする中空糸型、プリーツ型、ワインド型のフィルタエレメントが市販されているが、特に活性炭素材のものは高い脱臭効果が得られるため好ましい。
【0026】
後述する加圧手段3の後段に設けられる逆浸透膜処理装置5は、アセチルセルロース系、芳香族ポリアミド系、ポリエーテル系、脂肪族ポリアミド系など任意の逆浸透膜エレメントから構成することができ、膜モジュールの形状としては平膜、スパイラル、中空糸、管形の任意の形状を使用することができる。逆浸透膜処理装置5の後段には処理水管6と排水管7が接続され、逆浸透膜処理により塩化ナトリウムやマグネシウム等が除去され、淡水化された処理水は例えば飲料水として処理水管6から取り出される。一方、海水中の塩類が濃縮された濃縮排水は排出管7から装置外へ排出される。
【0027】
また、本発明の海水淡水化装置は、ろ過手段2の前段に半波整流された直流電圧を印加したストレーナーと、半波整流された直流電圧を印加したフィルターと、を有する前処理手段を設けることを特徴とする。
【0028】
金属製ストレーナー1aに、パルス電流の一種である半波整流の直流電圧が印加することで、負に帯電した微生物等がストレーナーに付着するのを防ぐとともに、正に帯電したとき海水中の重金属イオンが付着しにくくなり、装置内部への微生物の侵入を抑制することができる。また、半波整流された直流電圧を印加したストレーナーとフィルターとを組み合わせることで、海水中の濁質成分の除去能力を高めることができ、膜寿命の低下を効果的に防止することができる。さらに、半波整流された直流電圧を印加することにより、ショート(短絡)の発生を抑止することも可能である。
【0029】
印加電圧は半波整流された直流電圧で0.1〜5Vであることが好ましく、0.5〜2Vとすることがより好ましい。印加電圧が0.1V未満では充分な効果を得ることができない一方、5Vを超えると海水が電気分解されて塩素ガスが生じるおそれがある。微生物は通常負に帯電していることから、ストレーナー1aに負の電圧を印加することにより微生物や貝類、フジ壺等の海生生物の付着が抑制される。さらに、一定時間負の電圧を印加した後、電圧を反転させ正の電圧をストレーナー1aに印加させることにより、海水中のスケール成分等の付着成分を脱離させることができるので、目詰まりを防止しストレーナーの通水性を確保することができる。また、微生物の装置内への進入および繁殖を抑制することができるとともに、逆浸透膜処理装置5へ供給される被処理水に含まれる微生物量を低減できる。この他、被処理水に負の電圧を印加することで、逆浸透膜における通水性を改善する効果も得られる。
【0030】
本発明のさらに別の実施態様では、ろ過手段の前段に前記ろ過手段の前段に交流静電圧を印加したストレーナーと、交流静電圧を印加したフィルターと、を有する前処理手段を設けたこと特徴とする。
【0031】
金属製ストレーナー1aに交流静電圧を印加させることにより、微生物等がストレーナーに付着するのを防ぐとともに、海水中の重金属イオンが付着しにくくなり、装置内部への微生物および重金属イオン等の侵入を抑制することができる。また、このように交流静電圧を印加した金属ストレーナーと交流静電圧を印加したフィルターとを組み合わせることにより、海水中の濁質成分の除去能力を一層向上させることができ、これにより逆浸透膜寿命の短縮化を防止することができる。
【0032】
本実施態様において一次ろ過手段1は、印加手段1fにより交流回路で周波数5〜250Hz、電圧0.5〜5V、電流0.3〜3.6mAで静電圧が印加された金属ストレーナーと、交流回路で周波数が5〜250Hz、電圧0.5〜5V,電流0.3〜3.6mAに静電圧を印加されたフィルターからなるものが好ましい。より好ましくはそれぞれ周波数8〜200Hz、電圧1.0〜4V、電流0.3〜3mAの範囲で静電圧が印加されることが好ましい。印加電圧が0.5V未満では十分な効果を得ることができない一方、5Vを超えると海水が電気分解されて塩素ガスや水素ガスが生じるおそれがある。
【0033】
微生物は通常、負に帯電していることから、ストレーナー1aに交流の静電圧を印加することで微生物や貝類、フジ壺等の海生生物の付着を防止し、目詰まりを回避することができる。さらに、交流電圧のため海水中のスケール成分等の付着成分を脱離させることができるので、微生物の装置内への進入を阻止し、装置内での微生物繁殖を抑制することができ、逆浸透膜処理装置へ供給される被処理水に含まれる微生物量も低減できる。この他、逆浸透膜処理装置被処理水に静電圧を印加することで逆浸透膜処理装置の通水性を改善する効果も得られる。
【0034】
本発明の海水淡水化装置は、取水した海水をろ過するろ過手段と、前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、前記加圧手段として、ポンプ用モータとして磁束ベクトル制御可能なインバーターを使用し回転速度を20分の1から1.5倍までモータの基本トルクを保持しながら圧力送水が可能なプランジャポンプを用いることを特徴とする。
【0035】
このような加圧手段を用いることにより、原水(海水)を所望の圧力まで高めることができ、海水の自吸と加圧とを一つのポンプでまかなうことができる。さらに、3気筒のプランジャポンプ31を使用することにより、原水の圧力を円滑に可変制御することができ、脈動を吸収し逆浸透膜への急激な圧力変動を軽減することにより、膜劣化を効果的に抑制することができる。
【0036】
図4は本発明の加圧手段3の一例を示したものである。加圧手段3は、3気筒型のプランジャポンプからなる加圧ポンプ31と、磁束ベクトル制御型定トルクモータ32とを備え、モータ32は、磁束ベクトルインバーターを使用し回転速度を20分の1から1.5倍までを可変することが可能である。
【0037】
すなわちこれによって、モータの基本トルクを保持しながら低消費電力で6Mpa圧力での送水が可能なプランジャポンプを作ることが可能となり、従来のプランジャポンプではポンプまでの揚程能力が0.3mから1m程度であったが、海水を自吸する時点まではインバーターによりブランジャーポンプの回転速度を1.5倍に上げることができるため、ポンプ揚程能力が20m前後まで吸い上げ可能となった。
【0038】
さらに、従来の高圧ポンプの消費電力の10分の1の電力で加圧能力や自吸能力が5倍に向上した。そして、従来、回転トルクを保持するためにベルトプーリによる減速が必要であったが、本装置ではベルトプーリを必要としないのでベルトプーリの回転中の巻き込み事故の危険性もなく、装置の小型化、安全性の向上および低消費電力での運転が可能になる。
【0039】
なお、加圧手段として渦巻きポンプのような脈動を生じないポンプを備えるものに置き換えることも可能である。ただし、この場合、アキュムレータを必要としないが、加圧手段3の他に海水揚水用のポンプを設けることが好ましい。
【0040】
また、本発明の加圧手段の他の態様としては、ポンプ用モータに減速ギアを設け回転速度を20分の1から5分の1までモータの基本トルクを倍増させながら低回転で圧力送水が可能なプランジャポンプを用いることを特徴とする。
【0041】
図5は、本実施態様の加圧手段を示したものである。この加圧手段3は、3気筒型のプランジャポンプからなる加圧ポンプ31と、加圧ポンプ用モータとして減速ギア34とを備える。これにより回転速度を20分の1から5分の1までモータの基本トルクを倍増させながら低回転で、例えば6Mpaの圧力送水が可能となるが、モータの長期連続運転を想定した場合、60Hz、4ポール1750回転の10分の1、175回転程度とすることが望ましい。また、今までの小型海水淡水化装置の如く、回転トルクを保持するためにベルトプーリによる減速を必要しないため、ベルトプーリの回転中の巻き込み事故の危険性もなく装置の小型化、簡略化および低消費電力での運転が可能になった。
【0042】
図6は、加圧手段3のさらに別の態様を示したものである。容器36内に加圧ポンプを駆動する駆動装置である電動モータと、1気筒もしくは2気筒のオイルレス偏芯型プランジャー加圧ポンプが内臓されており、6.0Mpaの圧力で送水することも可能である。また、アキュムレータ37が設けられ、その蓄圧機能により脈動を吸収するよう構成されている。このような構成とすることにより、ポンプの脈動による逆浸透膜の劣化を防止することができる。また、モータの長期連続運転を想定した場合回転速度は、1740回転でアキュムレータを装着することが望ましい。1t/日の被処理水を6Mpaで逆浸透膜処理装置に加圧送水する場合、従来20kw/時間程度必要であったポンプの消費電力を200w/h程度に低減することができる。このように消費電力が少ないため、電動モータはソーラパネルにより駆動させることも可能である。
【0043】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の海水淡水化装置は前処理手段を簡略化しても海水中の濁質成分を十分に除去することができ、逆浸透膜等のろ化手段におけるろ化効率の経時的減少を抑制し、透過水量を飛躍的に増大させることができる。また、装置内での微生物の繁殖を抑制して膜の寿命低下を防ぐことができる。さらに、本発明の海水淡水化装置は所定の加圧手段を用いることにより低消費電力で所望の圧力での送水が可能となった。その上、本発明の装置では回転トルクを保持するためにベルトプーリによる減速が必要であったがかかるベルトプーリを必要としないので、ベルトプーリの回転中の巻き込み事故の危険性もなく、装置の小型化と低消費電力での運転が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の海水淡水化装置の一例を示す概略図である。
【図2】本発明の海水淡水化装置の一次ろ過手段を示す分解図である。
【図3】本発明の海水淡水化装置の前処理手段を示す全体斜視図である。
【図4】本発明の海水淡水化装置の加圧手段の一態様を示す側面図である。
【図5】本発明の海水淡水化装置の加圧手段の他の態様を示す側面図である。
【図6】本発明の海水淡水化装置の加圧手段のさらに別の態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 一次ろ過手段
1a ストレーナー
1b フィルタエレメント
1f 印加手段
2 ろ過手段
3 加圧手段
31 プランジャポンプ
32 モータ
34 減速ギア
36 容器
37 アキュムレータ
4 圧力計
5 逆浸透膜処理手段
13 前処理手段
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a seawater desalination apparatus using a reverse osmosis membrane, and in particular, a small mobile and portable reverse osmosis membrane desalination apparatus used for homes, well water, fire prevention tanks, seawater pools, small fishing boats, small boats, and the like. About.
[0002]
[Prior art]
As a seawater desalination method, an evaporation method by evaporating seawater and condensing purified water vapor, a reverse osmosis membrane method of obtaining freshwater by passing seawater through a reverse osmosis membrane under pressure, other electrodialysis methods, There are a vapor compression method, a multi-stage flash method, a multiple effect method, and the like. In particular, the reverse osmosis membrane method has advantages such as easy operation as compared with the evaporation method, and is used in many seawater desalination apparatuses. .
[0003]
Generally, in a large-sized seawater desalination apparatus using a reverse osmosis membrane, a sterilization process in which chlorine or the like is added to the seawater withdrawn before the treatment step using the reverse osmosis membrane in order to prevent the growth of microorganisms inside the apparatus. And a coagulation-sedimentation process for removing suspended components in seawater to prevent membrane contamination, and a pretreatment process having a sand filtration means. However, in the case of seawater desalination equipment mounted on small vessels, etc., since the whole desalination equipment tends to be smaller and lighter, the pretreatment process is simplified, and a filter may be provided before the reverse osmosis membrane treatment step. Alternatively, the seawater taken out is clarified by attaching a strainer to the seawater intake and supplied to the reverse osmosis membrane treatment step.
Further, in the reverse osmosis membrane method, the water to be treated is supplied to the reverse osmosis membrane treatment step by pressurizing the water to about 5.5 to 6 MPa, but in a large-sized seawater desalination apparatus, the seawater taken separately from the seawater pump is not used. A pressurizing pump for pressurizing the seawater is provided, the seawater is pumped up by a vacuum pump, the seawater is collected in a tank, and the seawater is added to the reverse osmosis membrane treatment device using a pump with little pulsation such as a spiral pump. It is configured to pump water. On the other hand, a small-sized seawater desalination apparatus is generally configured so that seawater is pumped by a single vacuum pump and pressurized water to be subjected to reverse osmosis membrane treatment is pressurized. I am planning.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-230259 [Patent Document 2]
JP-A-1-99612 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the pretreatment step is simplified as described above, the removal of turbidity contained in seawater tends to be insufficient, and it is not possible to completely prevent the invasion and propagation of microorganisms in the apparatus, and therefore, the reverse osmosis membrane Has been contaminated, the processing efficiency has been reduced, and the life of the film has been shortened. When a strainer is provided at the seawater intake, there has been a problem that marine organisms such as shellfish adhere to the strainer, and water intake efficiency is reduced.
[0006]
Further, when the vacuum pump is provided in the preceding stage of the reverse osmosis membrane processing apparatus, for example, when suddenly stopped during operation of the water supply pump, particularly when the pump and the reverse osmosis membrane processing apparatus suddenly overload state. There is a problem that the so-called "water hammer" shortens the life of the reverse osmosis membrane. However, if an accumulator having a pressure accumulating function is installed for that purpose, there is a fear that the device configuration becomes complicated and large.
[0007]
Further, as means for reducing the size of the apparatus, there is a method of increasing the torque of the pressurizing pump, but a booster such as a large pulley is required. However, the problem with large pulleys is that the risk of accidents such as pinching of fingers by workers is high, and the efficiency of processing from seawater to desalination is reduced due to energy loss due to slippage due to wear of the pulley belt. was there.
[0008]
In addition, when the seawater freshwater equipment is used by general users, such as fishermen and other shipboard workers, it is difficult to thoroughly maintain and manage the equipment, such as washing with fresh water and filling in sterilizing agents. In some cases, microorganisms and germs proliferate in the water or the filter, and even if the seawater desalination apparatus is operated again, the obtained permeated water (freshwater) cannot be used as it is.
[0009]
In a small-sized seawater desalination apparatus, the pressure of the piston must be reduced with low power consumption.Therefore, the diameter of the piston in the pump is designed to be small. There was also a problem that the wear of the steel could be continuously continued normally for only several hours.
[0010]
Therefore, the present invention aims to provide a seawater desalination apparatus that can reduce the size and simplify the seawater desalination apparatus using the reverse osmosis membrane method and that can prevent membrane deterioration of the reverse osmosis membrane even if the accumulator is omitted. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (5).
(1) filtration means for filtering the seawater withdrawn;
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
A pre-treatment unit having a strainer to which a pulse-like applied voltage is applied in a stage preceding the filtering unit, and a filter to which a pulse-like applied voltage is applied to pass seawater passing through the strainer, is provided. Seawater desalination equipment.
(2) filtering means for filtering the seawater withdrawn;
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
A seawater desalination apparatus comprising: a pretreatment unit having a strainer to which a half-wave rectified DC voltage is applied and a filter to which a half-wave rectified DC voltage is applied, in front of the filtering unit.
(3) filtration means for filtering the seawater withdrawn;
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
A strainer to which an AC static voltage is applied before the filtration means,
A seawater desalination apparatus, comprising: a pretreatment unit having a filter to which an AC static voltage is applied.
(4) filtration means for filtering the seawater withdrawn;
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
As the pressurizing means, a plunger pump capable of supplying water while maintaining a basic torque of the motor from 1/20 to 1.5 times the rotation speed using an inverter capable of controlling a magnetic flux vector as a pump motor is used. A seawater desalination apparatus characterized by the above-mentioned.
(5) filtering means for filtering the seawater withdrawn;
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
As the pressurizing means, a plunger pump capable of supplying pressure water at a low rotation speed while providing a reduction gear to a pump motor and doubling the basic torque of the motor from 1/20 to 1/5 is used. Seawater desalination equipment.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a seawater desalination apparatus of the present invention will be described based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the seawater desalination apparatus of the present invention. As shown in this figure, the seawater desalination apparatus of the present invention comprises a filtering means 2 for filtering the seawater withdrawn, a pressurizing means 3 for pressurizing and sending the seawater filtered by the filtering means, A reverse osmosis membrane treatment means 5 for treating seawater pressurized by a reverse osmosis membrane method, and a strainer in which a pulse-like applied voltage is applied to a stage preceding the filtration means 2 and which has passed through the strainer. And a filter to which a pulsed applied voltage for passing seawater is applied.
[0013]
With such a configuration, the turbid components in the seawater are removed by the pretreatment means in advance, so that the reverse osmosis membrane is not clogged and the life of the reverse osmosis membrane is prevented from being shortened. Sustainability can be improved.
[0014]
As shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a primary filtration unit including a metal strainer and a filter, reference numeral 2 denotes a filtration unit, reference numeral 3 denotes a pressurizing unit, reference numeral 4 denotes a pressure gauge, reference numeral 5 denotes a reverse osmosis membrane treatment device, and reference numeral. Reference numeral 8 denotes a check valve, and reference numeral 9 denotes a needle valve.
[0015]
The seawater is pumped up by the suction force of a pressurizing pump constituting the pressurizing unit 3, the fine particles such as turbid components and microorganisms are removed from the primary filtering unit 1 through the filtering unit 2, and sent to the reverse osmosis membrane treatment device 5. Is done. In the subsequent stage of the reverse osmosis membrane treatment device 5, a treated water pipe 6 for taking out desalinated treated water and a discharge pipe 7 for discharging concentrated waste water in which sodium chloride or the like is concentrated are connected. 8. The discharge pipe 7 is provided with a needle valve 9. The taken-in seawater is pressurized to a predetermined pressure by opening and closing the needle valve 9 provided on the pressurizing means 3 and the discharge pipe 7, and is supplied to the reverse osmosis membrane treatment device 5. A treated water pipe 10 for supplying treated water is connected to a stage preceding the reverse osmosis membrane treatment apparatus 5, and the pressure gauge 4 for monitoring the water pressure and the amount of water supplied to the reverse osmosis membrane treatment apparatus 5 are monitored on the treated water pipe 10. A raw water alarm device 11 is provided. In addition, the pressure is adjusted by opening and closing the needle valve 9 as necessary, and when the raw water is not sent to the water pipe 10 to be treated, the raw water alarm device 11 is operated.
[0016]
As shown in FIGS. 2 and 3, the pretreatment means 13 of the present embodiment is a primary filter configured as a cartridge type filter in which, for example, a cylindrical metal strainer 1a is used as an outer cylinder, and a filter element 1b is combined inside. Through a filter 1 and a lid 1e attached to the upper part of the strainer 1a to seal seawater from being mixed into the filtered water, and a conductive wire 1d connected to a hook 1c provided on the lid 1e. And means 1f for applying a voltage or current to the strainer 1a and the filter element 1b, and a float 1h fixed by a chain 1g extending from the hook 1c. In addition, one end of a treated water supply pipe 10 for supplying the primary filtered seawater to the filtration means 2 is connected near the center of the lid 1e.
[0017]
The strainer 1a has a hollow cylindrical shape, and its outer surface is preferably formed in a mesh shape having a hole diameter of, for example, 0.01 to 3 mm, preferably 0.05 to 0.3 mm. With such a shape, turbid components can be efficiently removed from seawater without excessive resistance. As the constituent material of the strainer, it is preferable to use a corrosion-resistant metal such as stainless steel or titanium, or it is preferable that a coating layer mainly composed of a precious metal material such as platinum or gold is formed on these metal materials. . By using such a material, elution of metal ions can be suppressed.
[0018]
It is preferable to use a filter having a pore diameter of 0.1 μm or more, preferably 1 μm to 100 μm, as the filter element 1b. By setting the pore diameter in this range, the turbid components in the seawater can be satisfactorily removed without applying an excessive load to the filter element. Further, as a constituent material of the filter element, for example, cellulose, cellulose acetate, cellulose diacetate, polycarbonate, polyamide, polysulfone, polyethersulfone, polyolefin, vinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, Any material such as polyacrylonitrile, polybenzoxazinedione, polyvinyl alcohol, modacrylic, polybenzimidazolone, glass fiber, ceramic, and activated carbon can be used.
[0019]
The shape of the filter element 1b is not particularly limited, and any shape such as a hollow fiber, a pleat, and a wind can be used. Among them, a filter obtained by press-molding a nonwoven fabric made of polypropylene and polyester has a pore size of 0%. Since it can be reduced to about 1 μm, it is particularly preferably used as the filter element of the present invention.
[0020]
The seawater first removes relatively large contaminants by passing through a metal strainer 1a, and then passes through a filter element 1b to remove fine particles. With such a configuration, the number of suspended components and microorganisms in the water to be treated passing through the reverse osmosis membrane means 5 is reduced, and the clogging of the reverse osmosis membrane is prevented, in cooperation with the filtration means 2 at the subsequent stage. The load on the reverse osmosis membrane can be reduced, and shortening of the membrane life can be prevented.
In addition, it is good also as a structure which separately provides a cartridge type filter etc. between the primary filtration means 1 and the filtration means 2.
[0021]
A pulse-like applied voltage is applied to the primary filtering means 1 by an applying means 1f. The application of negative and positive pulse voltages to the metal strainer 1a can prevent negatively charged microorganisms and the like from adhering to the strainer. Further, when the strainer is positively charged, heavy metal ions in seawater are less likely to adhere due to the repulsive force between the positive charges, so that intrusion of microorganisms, heavy metal ions, and the like into the inside of the device can be suppressed. Further, by applying a pulse-like applied voltage, the occurrence of a short circuit (short circuit) can be suppressed.
[0022]
In addition, by combining the metal strainer 1a to which the pulse-like applied voltage is applied and the filter element 1b, the ability to remove the turbid components in seawater can be further enhanced, and the life of the reverse osmosis membrane can be effectively shortened. Can be prevented.
[0023]
The pulse-like applied voltage is preferably 0.1 to 5 V as a DC voltage, and more preferably 0.5 to 2 V. Further, it is preferable that the pulse period is reversed between positive and negative at an interval of 0.1 to 10 seconds and a DC voltage is applied for 0.1 to 3 seconds. When the applied voltage is less than 0.1 V, a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, when the applied voltage exceeds 5 V, seawater may be electrolyzed to generate chlorine gas. Further, after applying a negative voltage to the strainer 1a for a certain period of time, by inverting the voltage and applying a positive voltage for a certain period of time, attached components such as scale components in seawater can be desorbed, and the metal strainer 1a is clogged. Can also be prevented. In addition, the invasion and propagation of microorganisms into the device can be suppressed, and as a result, the amount of microorganisms contained in the water to be treated supplied to the reverse osmosis membrane treatment device 5 can be reduced, and the load on the reverse osmosis membrane can be reduced. Can be planned.
[0024]
In addition, by applying a negative pulse voltage to the water to be treated, an effect of improving the water permeability of the reverse osmosis membrane treatment device can be obtained.
[0025]
As the filtration means 2 provided at the subsequent stage of the primary filtration means 1, it is preferable to use a small cartridge type filter which is not particularly limited but is easily replaced. Any cartridge type filter can be used, for example, cellulose, cellulose acetate, cellulose diacetate, polycarbonate, polyamide, polysulfone, polyethersulfone, polyolefin, vinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene Any one of polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polybenzoxazinedione, polyvinyl alcohol, modacrylic, polybenzimidazolone, glass fiber, ceramic, activated carbon and the like can be used. For example, hollow fiber type, pleated type, and wind type filter elements made of polypropylene, polysulfone, polyester, activated carbon and the like are commercially available, but those made of activated carbon are particularly preferred because of their high deodorizing effect.
[0026]
The reverse osmosis membrane treatment device 5 provided at the subsequent stage of the pressurizing means 3 described below can be composed of any reverse osmosis membrane element such as acetylcellulose, aromatic polyamide, polyether, and aliphatic polyamide, As the shape of the membrane module, any shape such as a flat membrane, a spiral, a hollow fiber, and a tube can be used. A treatment water pipe 6 and a drainage pipe 7 are connected to the subsequent stage of the reverse osmosis membrane treatment apparatus 5, and sodium chloride, magnesium, and the like are removed by the reverse osmosis membrane treatment. Taken out. On the other hand, the concentrated wastewater in which the salts in the seawater are concentrated is discharged from the discharge pipe 7 to the outside of the apparatus.
[0027]
Further, the seawater desalination apparatus of the present invention includes a pretreatment unit having a strainer to which a half-wave rectified DC voltage is applied and a filter to which a half-wave rectified DC voltage is applied, in a stage preceding the filtering unit 2. It is characterized by the following.
[0028]
By applying a half-wave rectification DC voltage, which is a kind of pulse current, to the metal strainer 1a, it is possible to prevent negatively charged microorganisms and the like from adhering to the strainer, and to prevent heavy metal ions in seawater from being positively charged. Are less likely to adhere, and the invasion of microorganisms into the device can be suppressed. In addition, by combining a strainer to which a half-wave rectified DC voltage is applied with a filter, the ability to remove suspended components in seawater can be increased, and a reduction in membrane life can be effectively prevented. Further, by applying a half-wave rectified DC voltage, occurrence of a short circuit (short circuit) can be suppressed.
[0029]
The applied voltage is preferably a half-wave rectified DC voltage of 0.1 to 5 V, and more preferably 0.5 to 2 V. When the applied voltage is less than 0.1 V, a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, when the applied voltage exceeds 5 V, seawater may be electrolyzed to generate chlorine gas. Since microorganisms are usually negatively charged, adhesion of microorganisms, marine organisms such as shellfish and wisteria jars is suppressed by applying a negative voltage to the strainer 1a. Further, after applying a negative voltage for a certain period of time, by inverting the voltage and applying a positive voltage to the strainer 1a, it is possible to remove attached components such as scale components in seawater, thereby preventing clogging. The water permeability of the strainer can be ensured. In addition, it is possible to suppress the invasion and propagation of microorganisms into the device, and to reduce the amount of microorganisms contained in the water to be treated supplied to the reverse osmosis membrane treatment device 5. In addition, by applying a negative voltage to the water to be treated, an effect of improving water permeability in the reverse osmosis membrane can be obtained.
[0030]
In still another embodiment of the present invention, a pre-processing means having a strainer applied with an AC static voltage at the preceding stage of the filtering means and a filter having an applied AC static voltage at the preceding stage of the filtering means, and I do.
[0031]
By applying an AC static voltage to the metal strainer 1a, microorganisms and the like are prevented from adhering to the strainer, and heavy metal ions in seawater are less likely to adhere, and the invasion of microorganisms and heavy metal ions into the apparatus is suppressed. can do. In addition, by combining the metal strainer to which the AC electrostatic voltage is applied and the filter to which the AC electrostatic voltage is applied, the ability to remove the turbid components in the seawater can be further improved, thereby improving the life of the reverse osmosis membrane. Can be prevented from being shortened.
[0032]
In the present embodiment, the primary filtration means 1 includes a metal strainer to which an electrostatic voltage is applied at a frequency of 5 to 250 Hz, a voltage of 0.5 to 5 V, and a current of 0.3 to 3.6 mA in an AC circuit by an applying means 1f; It is preferable to use a filter having a frequency of 5 to 250 Hz, a voltage of 0.5 to 5 V, and a current of 0.3 to 3.6 mA to which an electrostatic voltage is applied. More preferably, a static voltage is preferably applied within a range of a frequency of 8 to 200 Hz, a voltage of 1.0 to 4 V, and a current of 0.3 to 3 mA. When the applied voltage is less than 0.5 V, a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, when the applied voltage exceeds 5 V, seawater is electrolyzed, and chlorine gas or hydrogen gas may be generated.
[0033]
Since microorganisms are usually negatively charged, by applying an alternating static voltage to the strainer 1a, it is possible to prevent adhesion of microorganisms, marine organisms such as shellfish and wisteria jars, and to avoid clogging. . Furthermore, because of the AC voltage, attached components such as scale components in the seawater can be desorbed, so that the entry of microorganisms into the device can be prevented, the propagation of microorganisms in the device can be suppressed, and reverse osmosis can be achieved. The amount of microorganisms contained in the water to be treated supplied to the membrane treatment device can also be reduced. In addition, the effect of improving the water permeability of the reverse osmosis membrane treatment device can be obtained by applying an electrostatic voltage to the water to be treated.
[0034]
The seawater desalination apparatus of the present invention is a filtering means for filtering the seawater withdrawn, a pressurizing means for pressurizing and sending the seawater filtered by the filtering means, and a reverse osmosis membrane for the seawater pressurized by the pressurizing means. And a reverse osmosis membrane treatment means for treating by a method, wherein an inverter capable of controlling a magnetic flux vector is used as a pump motor as the pressurizing means, and a rotation speed is reduced from 1/20 to 1. It is characterized by using a plunger pump capable of supplying water under pressure while maintaining the basic torque of the motor up to five times.
[0035]
By using such a pressurizing means, the raw water (seawater) can be raised to a desired pressure, and the self-priming and pressurization of seawater can be covered by one pump. Further, by using the three-cylinder plunger pump 31, the pressure of the raw water can be smoothly and variably controlled, and the pulsation can be absorbed to reduce the rapid pressure fluctuation to the reverse osmosis membrane, thereby effecting the membrane deterioration. Can be suppressed.
[0036]
FIG. 4 shows an example of the pressing means 3 of the present invention. The pressurizing means 3 includes a pressurizing pump 31 composed of a three-cylinder plunger pump, and a magnetic flux vector control type constant torque motor 32. The motor 32 uses a magnetic flux vector inverter to reduce the rotation speed from 1/20. It is possible to vary up to 1.5 times.
[0037]
In other words, this makes it possible to produce a plunger pump capable of supplying water at a pressure of 6 Mpa with low power consumption while maintaining the basic torque of the motor. With a conventional plunger pump, the pumping capacity up to the pump is about 0.3 m to 1 m. However, since the rotation speed of the plunger pump can be increased by 1.5 times by the inverter until the self-priming of seawater, the pump lifting capacity can be pumped up to about 20 m.
[0038]
Further, the pressurizing ability and the self-priming ability are improved by a factor of five with the power consumption of one tenth of the power consumption of the conventional high-pressure pump. Conventionally, deceleration by a belt pulley was necessary to maintain the rotational torque. However, this device does not require a belt pulley, so there is no danger of a roll-in accident during rotation of the belt pulley, and the device can be downsized. Thus, safety can be improved and operation with low power consumption can be performed.
[0039]
In addition, it is also possible to replace the pressure means with a pump having no pulsation such as a spiral pump. However, in this case, although no accumulator is required, it is preferable to provide a pump for pumping seawater in addition to the pressurizing means 3.
[0040]
As another mode of the pressurizing means of the present invention, a pump motor is provided with a reduction gear, and the pressure water is supplied at a low rotation speed while doubling the basic torque of the motor from 1/20 to 1/5. It is characterized by using a possible plunger pump.
[0041]
FIG. 5 shows the pressurizing means of this embodiment. The pressurizing means 3 includes a pressurizing pump 31 composed of a three-cylinder plunger pump, and a reduction gear 34 as a motor for the pressurizing pump. This enables low-rotation, for example, 6 Mpa pressure water supply while doubling the basic torque of the motor from 1/20 to 1/5 the rotation speed, but assuming a long-term continuous operation of the motor, 60 Hz, It is desirable that the rotation speed is 1/10 of 1750 rotations of the four poles or about 175 rotations. Further, unlike the conventional small-sized seawater desalination apparatus, since the deceleration by the belt pulley is not required to maintain the rotating torque, the apparatus can be reduced in size, simplified and without danger of a roll-in accident during rotation of the belt pulley. Operation with low power consumption is now possible.
[0042]
FIG. 6 shows still another embodiment of the pressurizing means 3. An electric motor, which is a driving device for driving the pressurizing pump, and a one-cylinder or two-cylinder oilless eccentric type plunger pressurizing pump are built in the container 36, and water can be supplied at a pressure of 6.0 MPa. It is possible. Further, an accumulator 37 is provided, and is configured to absorb pulsation by its pressure accumulating function. With this configuration, it is possible to prevent the reverse osmosis membrane from deteriorating due to the pulsation of the pump. In addition, assuming a long-term continuous operation of the motor, it is preferable that the accumulator is mounted at a rotation speed of 1740 rotations. When water to be treated at 1 t / day is supplied under pressure to the reverse osmosis membrane treatment device at 6 Mpa, the power consumption of the pump, which was conventionally required at about 20 kW / hour, can be reduced to about 200 w / h. Since the power consumption is low as described above, the electric motor can be driven by a solar panel.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the seawater desalination apparatus of the present invention can sufficiently remove turbid components in seawater even if the pretreatment means is simplified, and the filtration efficiency in the filtration means such as a reverse osmosis membrane is improved. Can be suppressed, and the amount of permeated water can be dramatically increased. In addition, the propagation of microorganisms in the apparatus can be suppressed, and a decrease in the life of the membrane can be prevented. Further, the seawater desalination apparatus of the present invention can transmit water at a desired pressure with low power consumption by using a predetermined pressurizing means. In addition, the apparatus of the present invention required deceleration by a belt pulley to maintain the rotational torque.However, since such a belt pulley is not required, there is no danger of a roll-in accident during the rotation of the belt pulley, and the Small size and low power consumption operation became possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a seawater desalination apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view showing a primary filtration means of the seawater desalination apparatus of the present invention.
FIG. 3 is an overall perspective view showing a pretreatment means of the seawater desalination apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a side view showing one embodiment of a pressurizing means of the seawater desalination apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a side view showing another embodiment of the pressurizing means of the seawater desalination apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing still another embodiment of the pressurizing means of the seawater desalination apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary filtration means 1a Strainer 1b Filter element 1f Applying means 2 Filtration means 3 Pressurization means 31 Plunger pump 32 Motor 34 Reduction gear 36 Container 37 Accumulator 4 Pressure gauge 5 Reverse osmosis membrane processing means 13 Pretreatment means

Claims (5)

取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記ろ過手段の前段にパルス状の印加電圧を印加したストレーナーと、
前記ストレーナーを通過した海水を通水させるパルス状の印加電圧を印加したフィルターと、
を有する前処理手段を設けたことを特徴とする海水淡水化装置。
A filtering means for filtering the seawater withdrawn,
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
A strainer to which a pulsed applied voltage is applied in a stage preceding the filtering means,
A filter to which a pulsed applied voltage for passing seawater passing through the strainer is applied,
A seawater desalination apparatus provided with a pretreatment means having:
取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記ろ過手段の前段に半波整流された直流電圧を印加したストレーナーと、
半波整流された直流電圧を印加したフィルターと、
を有する前処理手段を設けたことを特徴とする海水淡水化装置。
A filtering means for filtering the seawater withdrawn,
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
A strainer to which a half-wave rectified DC voltage is applied in a stage preceding the filtering means,
A filter to which a half-wave rectified DC voltage is applied;
A seawater desalination apparatus provided with a pretreatment means having:
取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記ろ過手段の前段に交流静電圧を印加したストレーナーと、
交流静電圧を印加したフィルターと、
を有する前処理手段を設けたことを特徴とする海水淡水化装置。
A filtering means for filtering the seawater withdrawn,
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
A strainer to which an AC static voltage is applied before the filtration means,
A filter to which an AC static voltage is applied,
A seawater desalination apparatus provided with a pretreatment means having:
取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記加圧手段として、ポンプ用モータとして磁束ベクトル制御可能なインバーターを使用し回転速度を20分の1から1.5倍までモータの基本トルクを保持しながら圧力送水が可能なプランジャポンプを用いることを特徴とする海水淡水化装置。
A filtering means for filtering the seawater withdrawn,
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
As the pressurizing means, a plunger pump capable of supplying water while maintaining a basic torque of the motor from 1/20 to 1.5 times the rotation speed using an inverter capable of controlling a magnetic flux vector as a pump motor is used. A seawater desalination apparatus characterized by the above-mentioned.
取水した海水をろ過するろ過手段と、
前記ろ過手段でろ過した海水を加圧送水する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された海水を逆浸透膜法により処理する逆浸透膜処理手段と、を有する海水淡水化装置であって、
前記加圧手段としてポンプ用モータに減速ギアを設け回転速度を20分の1から5分の1までモータの基本トルクを倍増させながら低回転で圧力送水が可能なプランジャポンプを用いることを特徴とする海水淡水化装置。
A filtering means for filtering the seawater withdrawn,
Pressurizing means to pressurize and send the seawater filtered by the filtering means,
A reverse osmosis membrane treatment means for treating seawater pressurized by the pressurization means by a reverse osmosis membrane method, and a seawater desalination apparatus,
As the pressurizing means, a plunger pump capable of supplying pressure water at a low rotation speed while providing a reduction gear to a pump motor and doubling the basic torque of the motor from 1/20 to 1/5 is used. Seawater desalination equipment.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305559A (en) * 2005-03-29 2006-11-09 Himeji Ecotech Kk Strainer apparatus
GB2431154A (en) * 2005-10-15 2007-04-18 Daniel Stefanini Method and Apparatus for Purification of Water Containing Dissolved Matter.
JP2009226407A (en) * 2009-06-05 2009-10-08 Yoshitoshi Maeda Seawater desalination apparatus
WO2010116479A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Kawakami Yoichi Anti-backflow valve device for reverse osmosis membrane-treated water
JP7120367B1 (en) 2021-03-26 2022-08-17 横河電機株式会社 Filtration member, concentrator and concentration method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5167272A (en) * 1974-12-09 1976-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gyakushintosochino denkaiboohoho
JPS614510A (en) * 1984-06-18 1986-01-10 Yamaha Motor Co Ltd Fresh water generator
JPH07163814A (en) * 1993-12-10 1995-06-27 Yoshiaki Nagaura Method for electric filtration
JPH08108020A (en) * 1994-10-14 1996-04-30 Zeo Tec:Kk Ultrafiltration system and ultrafiltration method using same
JPH0988812A (en) * 1995-09-21 1997-03-31 Maruyama Mfg Co Ltd Reciprocating pump, reverse osmis membrane type water making device and filter
JP2001113136A (en) * 1999-10-20 2001-04-24 Toray Ind Inc Reverse osmosis treating device and water production method
JP2001137848A (en) * 1999-11-16 2001-05-22 Toray Ind Inc Water treatment device and water production method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5167272A (en) * 1974-12-09 1976-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gyakushintosochino denkaiboohoho
JPS614510A (en) * 1984-06-18 1986-01-10 Yamaha Motor Co Ltd Fresh water generator
JPH07163814A (en) * 1993-12-10 1995-06-27 Yoshiaki Nagaura Method for electric filtration
JPH08108020A (en) * 1994-10-14 1996-04-30 Zeo Tec:Kk Ultrafiltration system and ultrafiltration method using same
JPH0988812A (en) * 1995-09-21 1997-03-31 Maruyama Mfg Co Ltd Reciprocating pump, reverse osmis membrane type water making device and filter
JP2001113136A (en) * 1999-10-20 2001-04-24 Toray Ind Inc Reverse osmosis treating device and water production method
JP2001137848A (en) * 1999-11-16 2001-05-22 Toray Ind Inc Water treatment device and water production method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305559A (en) * 2005-03-29 2006-11-09 Himeji Ecotech Kk Strainer apparatus
JP4709042B2 (en) * 2005-03-29 2011-06-22 姫路エコテック株式会社 Strainer equipment
GB2431154A (en) * 2005-10-15 2007-04-18 Daniel Stefanini Method and Apparatus for Purification of Water Containing Dissolved Matter.
GB2431154B (en) * 2005-10-15 2011-05-18 Daniel Stefanini Purification treatment of water
US8231786B2 (en) 2005-10-15 2012-07-31 Hydropath Holdings Limited Water purification method and apparatus involving generation of bipolar layer
WO2010116479A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-14 Kawakami Yoichi Anti-backflow valve device for reverse osmosis membrane-treated water
JP2009226407A (en) * 2009-06-05 2009-10-08 Yoshitoshi Maeda Seawater desalination apparatus
JP7120367B1 (en) 2021-03-26 2022-08-17 横河電機株式会社 Filtration member, concentrator and concentration method
WO2022201869A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-29 横河電機株式会社 Filtration member, concentration apparatus, and concentration method
JP2022151222A (en) * 2021-03-26 2022-10-07 横河電機株式会社 Filtration member, concentrator and concentration method

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