成果報告書詳細
管理番号20130000000979
タイトル*平成22年度中間年報 最先端PG(Mega-ton Water System) 無薬注海水淡水化システム 無薬注および濃縮排水の拡散に関する研究
公開日2014/1/10
報告書年度2010 - 2010
委託先名東レ株式会社 鹿島建設株式会社
プロジェクト番号P09025
部署名環境部
和文要約和文要約等以下本編抜粋
研究開発の内容及び成果等
1 無薬注(または薬品低減)に関する研究(担当:東レ株式会社)
(1)深層海水を用いた海水淡水化に関する情報収集と試験サイトの選定
本研究では、深層海水と表層海水をそれぞれ取水して要素技術試験装置を運転し、一年を通じて(季節変動を考慮)、各工程(原海水、前処理水、RO 透過水、RO 濃縮水など)における水質や微生物のデータを取得して、深層海水と表層海水の違いを明らかにする。よってサイトの選定にあたっては、深層海水と表層海水を両方容易に取水できることが必要である。このような条件で試験サイトを選定し、高知県庁管轄の海洋深層水研究所(室戸)に決定した。テスト計画の立案にあたり、JDA フォーラム講師などにヒアリングを実施した。その結果、以下のことが分かった。
・薬品添加(特に塩素)がバイオファウリングに対し与える悪影響は、現象としては知られているものの、そのメカニズムは解明されていない。
・無薬注の海水淡水化システムは一部において実現されている(バイオフィルター前処理等)が、一般性に乏しく、バイオファウリングのメカニズムを解明することにより多様な原海水に適用可能な前処理技術を構築する必要がある。
2 濃縮排水の拡散シミュレーション(担当:鹿島建設株式会社)
最初に、海水淡水化施設の建設が想定される候補地点を選定し、各地点における地形、水質(塩分濃度、水温等)、流動等のデータ収集・整理を行って、工学的見地から深層水利用が期待できるアルジェ、マルセイユの2地点に絞り込んだ。その2地点を対象として、数値シミュレーションのための想定設定条件(濃縮排水の流量、塩分濃度、水温等)、解析モデル(メッシュ作成、海底地形データ、海域の塩分濃度、水温等、流れの境界条件)を設定し、濃縮排水の拡散シミュレーションを実施した。一連の数値シミュレーション結果から、温度差15℃の深層水を利用するRO プロセスで1,000,000m3/日規模を想定した場合でも、濃縮排水による塩分濃度、温度に関する周辺海域への影響は僅かであることが確認された。しかし、塩分濃度、温度の変化に敏感な海洋生物も存在するので、それらへの影響を詳細に調査するとともに、塩分濃度、温度の影響を低減する放水技術についても検討した。
英文要約1. No chemical added desalination system: (i) Information collection about the desalination system using the deep seawater and selection of the site for the test: We have investigated the sites for the test in view of the site in which both of the surface seawater and the deep seawater can be easily taken. As a result, we chose the deep seawater research center in Kochi prefecture as the site for the test. Additionally, we got the information about the bio-fouling from the speakers on JDA forum who have much experience on the operation of the desalination system. Based on that, we set the technical target at the following points: a) the clarification of the RO feed water quality can decrease the bio-fouling, b) the clarification of the effect of the chemicals on the water quality and the microorganisms and c) the development of the new pre-treatment technology to decrease the bio-fouling. (ii) Design and production of the pilot equipment: We designed and built the pilot equipments (UF+RO) based on the technical target. We produced three equipments in order to compare and evaluate simultaneously i) deep seawater no chemical system, ii) surface seawater no chemical system and iii) surface seawater chlorine added system. Next year, we will clear the reason why bio-fouling does not occur in case of deep seawater with no chemical and the effect of the chlorine on bio-fouling. 2. Simulation of the diffusion of the brine: First of all, several candidate sites for the construction of desalination plants were surveyed, and water quality data such as salinity, temperature and current at these sites were collected. Algiers and Marseille were chosen for the suitable sites to take deep sea water from the engineering point of view. For these two sites, the discharge conditions for numerical models were specified based on the water quality of the deep sea water and the conversion ratio of desalination processes. Delft3D-Flow, which is a three dimensional hydrodynamic model for coastal water, was utilized to simulate the diffusion of the discharged water. The series of numerical simulations revealed that the impact of the discharged water on the ambient water is small in terms of salinity and temperature under the condition that fresh water of 1,000,000 m3/day is produced through an RO process with intake of the deep sea water. However, since marine flora and fauna are very sensitive to the change in salinity and temperature of the ambient coastal water, the impact on them was also investigated. Furthermore, to enhance the diffusion of the discharged water, some practical technologies on the diffuser structures were discussed.
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