海水淡水化技術と水道供給の関係
さいたま市でトイレ詰まりを水道修理
水道専門用語収録リスト:海水の淡水化
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海水の淡水化
淡水が乏しい沿岸部や島しょ地域では海水を水源として活用する取り組みが進んでいます。そして塩分や微粒子などを取り除いて飲用水や産業用水に仕上げる工程を海水の淡水化と呼びます。
取水した海水は前処理で砂や有機物を抑えて装置の詰まりや腐食を防ぎます。また淡水化後はミネラル調整や消毒で水質を整え濃縮塩水は環境に配慮して放流や処理を行います。
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蒸発法
・多段式フラッシュ蒸発(MSF):
加熱した海水を低圧の段へ送ると急激に沸騰して蒸気が発生しその蒸気を冷却して凝結させることで淡水を得ます。そして段を重ねて熱を回収しやすいため大規模設備で安定運転に向きます。
・多効段蒸発(MED):
真空下で段階的に蒸発と凝結を繰り返して淡水を取り出します。また低温の排熱を活用しやすく運転温度を抑える設計によりスケール付着を抑えながら効率を高めます。
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逆浸透(RO)
・逆浸透膜:
海水を高圧ポンプで薄膜逆浸透膜に通して塩分や不純物を膜で遮断し透過水として淡水を得ます。そして膜保護のために精密ろ過や薬品注入などの前処理と回収率に応じた濃縮塩水管理が重要になります。
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蒸発-凝縮法
・蒸発-凝縮デシケーター:
海水を蒸発させて発生した水蒸気を別の冷却面で凝縮させることで淡水を得ます。また日射を利用する太陽蒸発-凝縮システムは小規模や離島の補助水源として使われる一方で天候による出力変動を見込んだ設計が必要です。
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電気透析
・電気透析セル:
イオン交換膜を挟んだセルに電圧をかけて陽イオンや陰イオンを選択的に移動させ塩分を分離して淡水を得ます。そして塩分濃度が比較的低い水に適性が高いため用途や原水条件に応じて他方式と組み合わせて検討します。
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太陽エネルギーを利用した淡水化
・太陽蒸発塩類分離法:
太陽エネルギーで海水を加熱して蒸発させ蒸気を再凝縮して淡水を得る方法です。また熱利用だけでなく発電でポンプを動かす構成もあり燃料搬入が難しい地域での選択肢になります。
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化学的処理法
・イオン交換法:
交換樹脂でイオンを吸着させて塩分成分を取り除きます。そして樹脂の再生や薬品管理が必要になるため主処理というより水質調整や仕上げ工程として位置付けて使い分けます。
海水の淡水化は水不足対策や飲料水確保に欠かせない一方で電力や設備費が大きく運転条件によってコストが変動します。そして省エネ型ポンプやエネルギー回収装置や再生可能エネルギーの活用が進み持続可能性を高める技術開発が続いています。
水道と海水の淡水化の関係
安定した水供給を維持するには河川水や地下水に加えて水源を多様化する視点が重要です。そして渇水や塩害の影響を受けやすい地域では逆浸透膜(RO)や蒸発法による海水淡水化が水道水の補完水源となり需要増加に合わせて水道システムの一部として活用が広がると考えられます。
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