成果報告書詳細
管理番号20130000000836
タイトル平成22年度成果報告書 最先端PG(Mega-ton Water System) 無薬注海水淡水化システム 濃縮海水処理に関する調査研究
公開日2014/1/10
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人東京農業大学 学校法人千葉工業大学 学校法人幾徳学園神奈川工科大学 学校法人慶應義塾大学
プロジェクト番号P09025
部署名環境部
和文要約海水淡水化の副生成物である高濃度の濃縮海水を、海に戻すことは海水環境に影響を与える可能性もあることから、濃縮海水処理に関する検討は急務であり必須である。しかし、現在その対策についての研究はほとんど行われていない。また、濃縮海水から有用な溶存資源を回収できる可能性があるが、未だ実用化には至っていない。そこで、本事業では海水淡水化で排出される濃縮海水の処理を、環境負荷低減の観点から整理しながら、技術動向を明らかにし、濃縮海水処理のための基礎技術動向を調査することを目的とした。具体的には次の4項目の調査研究を行った。
(1) 国内外での濃縮海水処理の現状調査: 現在全世界では約14,000基の淡水化プラントが稼働しており、その造水能力は約5千万m3/d 規模である。そのうち、約6割のプラントが、海水を原料にして淡水を製造している。淡水回収率は高いところでも60%で、濃縮海水は多量に環境に排出されている。海水処理技術に関わる特許の内訳を調査すると、蒸発や太陽光利用に関する出願数が2002年度から増加し、低エネルギーで濃縮海水を処理する技術が国際的に注目されていることが分かった。
(2) 国内外での濃縮海水処理技術の動向調査:  最近10年間の海水淡水化研究の論文数推移を基に、濃縮海水処理技術の動向を調査した。結果、逆浸透膜に関する技術開発と共に、固相析出に関する技術論文の増加が顕著であった。これは、濃縮海水を単に廃棄するのではなく、そこから有価物質を固体として回収しようとする国際的な動向があると判断できた。     
(3) 海水溶存資源採取の経済性の再評価: Driscoll (1982年)によって提出された元素基準での海水溶存資源の経済性を、物質データを補足しながら化合物で再評価した。結果、海水溶存資源中、国内では既に熟成された生産技術であるNaClの他に、I2、Br2やLiおよびMg化合物に関して資源採取の経済性があることが分かった。
(4) 濃縮海水中の有価物回収に関する方策検討:  逆浸透膜に電気透析膜を組み合わせたシステムが欧州米国で提案されている。このシステムは濃縮海水から売却可能な塩類を製造し、かつ濃縮海水の塩濃度を下げる方式である。しかし、この方式に関しては、日本国内で熟成されているNaClおよび苦汁製造の技術を融合すれば、さらなる高効率化が実現可能と考えられ、この分野に日本が貢献できる可能性は極めて大きい。  以上、濃縮海水処理の技術動向が明らかになり、濃縮海水処理のための基礎技術動向を調査することができた。
英文要約The concentrated seawater which is a subproduct of seawater desalination may affect sea water environment. Therefore, the investigation about concentrated seawater treatment is urgent requirement, and indispensable. However, the concentrated seawater treatment problem has not discussed until now. Moreover, although useful dissolved resources may be recoverable from concentrated seawater, the technology is not yet put in practical use. So, in this investigation research, the treatment method of the concentrated seawater discharged by seawater desalination is surveyed from a viewpoint of environmental impact reduction. And technology trends are clarified, and the trend of the basic technology for concentrated seawater treatment is surveyed. Specifically, the following four surveillance studies were carried out.
(1) Current survey of concentrated seawater treatment
In the present, about 14,000 desalination plants are operating. The total desalination capacity is an about 50 million-m3/day. Those 60% plants use sea water as a feed material, and are manufacturing freshwater. Since a freshwater recovery is a maximum of 60%, a huge amount of concentrated seawater is discharged to environment. The detail of the patent about sea water treatment technology was surveyed. The number of applications about evaporation or sunlight is increasing from 2002. It became clear that the technology of concentrated seawater treatment with low energy attracts attention.
(2) The investigation researches for concentrated seawater treatment technology
The trend of concentrated seawater treatment technology was surveyed based on transition of the number of papers about the seawater desalination research for ten years. As a result, the increase in the technical paper about the development about a reverse osmosis membrane and solid phase precipitation was remarkable. These tendencies show not disposal of concentrated seawater but the trend of recovery of valuable material from concentrated seawater as a solid.
(3) Revaluation of the economical efficiency of resources dissolved in seawater
The economical efficiency of the resources dissolved in seawater of the element basis proposed by Driscoll (1982) was reappraised with the chemical compound. As the result, it became clear that there is economical efficiency of resource recovery about I2, Br2, Li, and Mg compound in addition to NaCl.
(4) Strategy investigation about the resources dissolved in seawater recovery method in concentrated seawater
The system which was integrated the electrodialysis membrane with the reverse osmosis membrane is proposed in the Europe and U.S. This system produces the salts which can be sold from concentrated seawater. And salt concentration of concentrated seawater is decreased. However, if the production technologies of NaCl and bittern currently used in Japan are integrated, this system can expect the further high-efficiency performance. A possibility that the existing technology of Japan can contribute to this field is very high.
As mentioned above, the technology trends of concentrated seawater treatment became clear, and the basic technology trend for concentrated seawater treatment was able to be investigated.
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