日本においても地震や大雨災害後の「水」に苦しむ場合が
非常に多い。
今年は特に暑い、最高気温の更新もあったが、
まだ更新されるかもしれないほど「熱い」。
ただ、世界ではもっと「熱く」て困っている場所が多い。
アメリカやヨーロッパでは、熱波による乾燥でいたる所で
森林火災が起こっている。
オーストラリアでは異常干ばつで畑や、家畜にも多大な影響が
出ている。
かと思えば局地的には大雨で川が氾濫して洪水がおき、
雨の降る所と降らない所が極端に分かれている。
「異常気象」と一言で済まされない。
特に「水」。
飲料水と生活水、農業関係の水の確保が急務だ。
油化装置のメーカーは「海水などを真水化する装置」も
製作している。（国際特許申請済）
その資料を数回に分けて紹介します。・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（水に赤インキを入れた物と、それを装置にかけた後の水）
◆海水を真水化する方法
極度の水不足に苦しむ人達は、2025年までに世界で
18億人に達する。この予想を受け、海水を淡水化する
脱塩技術が注目を集めている。
しかし、水危機対策の切り札として強みを発揮するには、
当局や専門家が先頭に立ち、高コストと非効率性を改善する
必要がある。
そして脱塩ウランとの年間真水生産量は、2016年には
3800万立方メートルを超えると予想される。
現在主流の脱塩プラントが採用する逆浸透膜法は、海水に
圧力をかけて極薄の樹脂半透膜で濾過する。
大きめの分子やイオン（塩類など）はフィルターにかかり、
真水だけが濾し出される仕組みである。
この方法は、海水の蒸留など従来の脱塩技術と比べ大幅に
エネルギー効率が高い。しかし標準的なプラントでは、
システムを稼働する電力の生産に運転コストの40％が
割かれる場合もある。
◆細菌対策は？
逆浸透膜は1960年代の発明当初と比べて改良が進み、
塩類を除去する性能が高まっている。
細菌対策も進んでいるが「膜の目詰まり」問題が完全に
解消されたわけではない。
「細菌で膜が目詰まりし、次第に水の通りが悪くなる」と
アメリカ、イエール大学の環境エンジニアで論文共著者の
メナヘム・エリメレク氏は説明する。
細菌は塩素で除去できるが、現在の逆浸透膜は塩素に
とても弱く、性能が急激に劣化するという。
「塩素耐性の高い逆浸透膜の開発に注力すべきだ」と
エリメレク氏は訴えている。
◆濃塩水処分
脱塩プラントから排出される濃塩水の処分も頭の痛い問題である。
沿岸のプラントなら下水処理水を利用して濃度を薄めて
安全に海に放出できるが、内陸部の場合は問題が複雑化すると
コーエン氏は言う。
「地域の規制により、河川、ため池などの地表水や下水道に
排出できないケースもある。地下排水も考えられるが、
非常にコストが高く禁止地域もある」。
逆浸透技術への期待は大きいが、各国で水不足の”特効薬”と
認識される危険性をイエール大学のエリメレク氏は指摘する。
多くの場合、合理的な国土計画や従来型の水保全の方が
安上がりであり、革新性には欠けるが最も有効な対策に
なりうるという。
「別の方法も利用できるなら、脱塩プラントだけに
頼らない方が良い」。
◎淡水化技術
◆多段フラッシュ方式
海水を熱して蒸発（フラッシュ）させ、再び冷やして真水にする。
つまり海水を蒸留して淡水を作り出す方式である。
熱効率をよくするため減圧蒸留されている。実用プラントでは
多数の減圧室を組み合わせているので、多段フラッシュ方式と
呼ばれている。
生成清水の塩分濃度は低く5ppm未満程度である。
大量の淡水を作り出すことができ、海水の品質を問わないが、
熱効率が大変悪く、多量のエネルギーを投入する必要がある。
この方式はエネルギー資源に余裕のある中東の産油国に多く
採用されており、多くの国々では飲用水のほとんどを
これら造水プラントで生産している。
熱源としては発電所の復水や油井からあげってくる
随伴ガスや精製時に発生するオフガスが利用され、冷却には
やはり海水が使用される。このため海水淡水化プラントは
製油所や火力発電所に併設される場合が多い。
◆逆浸透法
海水に圧力をかけて逆浸透膜（ＲＯ膜）を呼ばれる濾過膜の
一種に通し、海水の塩分を濃縮して捨て、淡水を濾し出す
方式である。
フラッシュ法よりエネルギー効率に優れている反面、ＲＯ膜が
海水中の微生物や析出物で目詰まりしないよう入念に前処理
する必要があること、整備にコストがかかること等の難点がある。
生成清水の塩分濃度は蒸留を行うフラッシュ法に比較して
若干高く100ppm未満である。1990年代までは比較的小規模
なものが多かった。しかし最近の日量1万トンを超える大型
プラントは、世界的にみても大部分がこの方式で建設されてる。
ＲＯ膜は元の海水の塩分濃度が高いほど、また得ようとする
淡水の塩分濃度が低いほど高い圧力をかけて濾過する必要が
あるが、例えば平均的な塩分3.5％の海水から日本の
飲料水基準に適合する塩分0.01％の淡水を得る場合、
2005年時点で最低55気圧程度が必要である。
このためＲＯ膜は圧力に耐えるよう、以下のいずれかの方法で
作られる。
1.パスタ程度の太さで中が空洞の糸状に成型し、外側から
内側へ濾過する中空糸膜式
2.1枚の濾過膜を、強度を保つため丈夫なメッシュ状の
サポートと重ね合わせて袋状に閉じ、これをロールケーキ状
に巻いてその断面方向から加圧するスパイラル膜式。
加圧にはタービンポンプやフランジャーポンプなどの
高圧ポンプを使用。
ここで登場したのが「シーコラル方式」です。
”シーコラル方式”とは、海水や汚泥水などの水分子を
シーコラル触媒（上図）を使用して吸い上げ、水分子だけを
放出する触媒特性をより効率的に行うため、ファン送風
による気化熱を発生させ、水分子だけを別のシーコラル触媒に
吸着させて真水化を行う仕組みです。
抽出された真水は、ミネラル分（ヒ素なども含む）は
全く含まれない状態となります。
多段フラッシュ方式の多大な熱量は必要なく、逆浸透膜方式の
回収比率（海水約5％/汚泥水油水約10％）に比べ気化水分の
回収は100％に近い回収率をシーコラル方式は確保しています。
またＲＯ膜類のメンテナンス作業も解消され、高い維持費効率を
獲得することが出来ます。
次回につづきます。
ではでは・・・
スクラップマスター南
問い合わせ
yukimm425@gmail.com
posted by スクラップマスター at 05:45|
真水化技術
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