成果報告書詳細
管理番号20140000000523
タイトル平成22年度-平成25年度成果報告書 最先端PG (Mega-ton Water System) 高効率・大型分離膜エレメント・モジュール 高効率・大型RO膜中空糸型モジュール
公開日2015/3/10
報告書年度2010 - 2013
委託先名東洋紡株式会社
プロジェクト番号P09025
部署名環境部
和文要約本研究では大型海水淡水化プラントに適用できる高効率の大型逆浸透膜モジュールの開発を目的として、高性能の大型中空糸型逆浸透膜エレメントの開発を行った。
まず、はじめに、逆浸透膜モジュールの大型化とそのメリットについて文献情報、学会情報等から調査を実施した。海水淡水化用逆浸透膜モジュールの大きさの造水コストへの影響に関しては、大口径化により造水コストの低減効果があるとの試算がされている。 ただし、16インチ径までは低減効果が大きいものの、それ以上では、それほど大きな効果が認められておらず、中空糸型でも同様と推察された。これらの結果からは、16インチ径が効率的であるとの結果を確認し、本研究では、16インチ径の大型中空糸型逆浸透膜エレメントの開発、試作、およびモジュールの性能発現を目標として研究を進めた。そのモジュール内の部材の強度解析やモジュール内流れのシミュレーション解析を行い、大型中空糸膜モジュールの基本構造を検討し、16インチ径のモジュールを実際に設計すると共に、シミュレーション技術を活用した設計技術を獲得した。そのモジュールに用いられる大型中空糸型逆浸透膜エレメントの試作を実現するために、モジュール構造の検討結果を反映しながら、世界最大径の大型中空糸型逆浸透膜エレメントの試作用の試験設備を鋭意検討することで、試験設備を開発、設計、製作し、大型中空糸型逆浸透膜逆浸透膜エレメントの試作、検討を可能とした。この開発した試験設備を活用することで、大型中空糸型エレメントの製造技術を研究開発し、世界最大径(16インチ径)の中空糸型逆浸透膜エレメントの製造技術を確立した。世界で初めて試作に成功した世界最大径の大型中空糸逆浸透膜エレメントを、実際に性能評価しその高性能を確認した。さらに、この大型中空糸型逆浸透膜エレメントを実プラントへ適用するための、専用のハンドリング装置を開発し、ハンドリング方式を確立した。それにより、中空糸型逆浸透膜モジュールが広く用いられている地域などで、実際の大型海水淡水化逆浸透膜プラントへこの世界最大の中空糸型逆浸透膜モジュールの適用の見込みを得た。
英文要約In this project, to develop a large-scale reverse osmosis membrane module with high efficiency which can be applied in large-scale seawater desalination plants, we developed a large-scale hollow fiber type reserve osmosis membrane element with high performance. First, we looked into the documents and academic articles on increasing the size of module and its advantages. Regarding the effect of diameter size on cost reduction, it has been estimated that the larger diameter reduces the cost of desalination. There was a significant cost reduction when the size of diameter was increased to 16 inch in spiral-wound type module; however, there was no big cost benefit when the size of diameter was increased to more than 16 inch. And the same was true in the case of hollow fiber type module. Based on these findings, we set our target to developing and manufacturing a large-scale hollow fiber type reverse osmosis membrane element of 16 inch in diameter. First, we analyzed the strength of module parts and simulated the flow in the module, and based on this analysis and simulation, we reviewed the basic structure of hollow fiber type membrane module, and designed the module of 16 inch in diameter. Through this process, we also acquired the designing technique utilizing our own simulation technology. Reflecting the reviewed module structure, we made a prototype of large-scale hollow fiber type reverse osmosis membrane element by constantly reviewing the test facility for the membrane element largest in diameter (16 inch). With this test facility, we studied and developed the manufacturing technology of hollow fiber type reverse osmosis membrane element, the world’s largest element in diameter. We tested this largest element for its performance and it showed a very high level of performance. Moreover, to apply this largest element in actual plants, we developed a handling device and established a handling method. Now in the region where hollow fiber type reverse osmosis membrane modules are widely used, this world’s largest element in diameter shows great promise in being used in large-scale seawater desalination plants.
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