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公開番号2025114879
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-05
出願番号2025090539,2024562256
出願日2025-05-30,2024-09-03
発明の名称海水淡水化システム及び海水淡水化方法
出願人三菱化工機株式会社
代理人個人
主分類C02F 1/469 20230101AFI20250729BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】海水淡水化システム及び海水淡水化方法を提供する。
【解決手段】海水淡水化システム1000は、第1前処理装置1001と、第1前処理装置1001の後流に設けられる第2前処理装置1002と、海水中の陽イオンを透過して陰イオンが阻止される第1のイオン分離装置10Aと、前記第1のイオン分離装置10Aの後段側に設けられ、陽イオンが透過した透過液中の陰イオンを透過して陽イオンを阻止する第2のイオン分離装置10Bと、を一つのユニットとしてなる海水淡水化装置70を備えており、塩分濃度が例えば、3.5%の海水を0.05%塩分濃度とすることで飲料水として用いることができる。
【選択図】図23
特許請求の範囲【請求項１】
海水中の陽イオンを透過して陰イオンが阻止される第１のイオン分離装置と、
前記第１のイオン分離装置の後段側に設けられ、陽イオンが透過した透過液中の陰イオンを透過して陽イオンを阻止する第２のイオン分離装置と、
を一つのユニットとしてなる海水淡水化装置を備えることを特徴とする海水淡水化システム。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記海水淡水化装置は、
陽イオン及び陰イオンを含む海水を供給する供給室と、
前記供給室の両側に配置され、陽イオンを分離する細孔を有する隔膜を備えたカソードろ板電極と、陰イオンを分離する細孔を有する隔膜を備えた平板のアノードろ板電極と、
分離した陽イオンが水と共に陽イオン液として流入する陽イオン室と、を備え、
前記カソードろ板電極は、
供給室側のカソード第１電極と、
前記隔膜を挟んで陽イオン室側に設置されるカソード第２電極と、
前記平板のアノード電極及びカソード第１電極に電気的に接続された第１電源と、
前記カソード第１電極と前記カソード電極第２電極とに電気的に接続される第２電源と、を備え、
前記アノードろ板電極は、
前記供給室側のアノード第１電極と、
前記隔膜を挟んで陰イオン室側に設置されるアノード第２電極と、
前記平板のカソード電極及びアノード第１電極に電気的に接続された第３電源と、
前記アノード第１電極と前記アノード電極第２電極とに電気的に接続される第４電源と、を備えることを特徴とする請求項１記載の海水淡水化システム。
【請求項３】
前記海水淡水化装置の前処理装置として、
海水中の混入物を除去するろ過材を配した第１前処理装置と、
前記第１前処理装置からの海水中のバイオポリマーを吸着する親水性高分子吸着材を配置した第２前処理装置と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の海水淡水化システム。
【請求項４】
海水中の陽イオンを透過して陰イオンが阻止される第１のイオン分離装置と、
第１のイオン分離装置の後段側に設けられ、陽イオンが透過した透過液中の陰イオンを透過して陽イオンを阻止する第２のイオン分離装置と、
を一つのユニットとしてなる海水淡水化装置を備えた、請求項１の海水淡水化システムを用い、
前記海水中の塩分濃度を低下させることを特徴とする海水淡水化方法。
【請求項５】
前記海水淡水化装置は、
陽イオン及び陰イオンを含む電解質溶液である供給液を供給する供給室と、
前記供給室の両側に配置され、陽イオンを分離する細孔を有する隔膜を備えたカソードろ板電極と、陰イオンを分離する細孔を有する隔膜を備えたアノードろ板電極と、
分離した陽イオンが水と共に陽イオン液として流入する陽イオン室と、
分離した陰イオンが水と共に陰イオン液として流入する陰イオン室と、を備え、
前記カソードろ板電極は、
前記供給室側のカソード第１電極と、
前記隔膜を挟んで陽イオン室側に設置されるカソード第２電極と、
前記平板のアノード電極及びカソード第１電極に電気的に接続された第１電源と、
前記カソード第１電極と前記カソード電極第２電極とに電気的に接続される第２電源と、を備え、
前記アノードろ板電極は、
前記供給室側のアノード第１電極と、
前記隔膜を挟んで陰イオン室側に設置されるアノード第２電極と、
前記平板のカソード電極及びアノード第１電極に電気的に接続された第３電源と、
前記アノード第１電極と前記アノード電極第２電極とに電気的に接続される第４電源と、を備えてなり、
前記カソード第２電極を第１電位（Ｖ１）とし、
前記カソード第１電極を第２電位（Ｖ２）とし、
前記平板のアノード電極を第３電位（Ｖ３）とし、
前記第１電源、第２電源から供給される電位はＶ３＞Ｖ２＞Ｖ１とし、
前記供給室から離隔するに従ってカソード電極の電位の絶対値が大きい関係（｜Ｖ１｜＞｜Ｖ２｜）とすると共に、
前記アノード第２電極をアノード第１電位（Ｖ１１）とし、
前記アノード第１電極をアノード第２電位（Ｖ１２）とし、
前記平板のカソード電極をカソード第４電位（Ｖ４）とし、
前記第３電源、第４電源から供給される電位はＶ４＜Ｖ１２＜Ｖ１１とし、
前記供給室から離隔するに従ってアノード電極の電位の絶対値が大きい関係（｜Ｖ１１｜＞｜Ｖ１２｜）として、陽イオン及び陰イオンを分離させることを特徴とする請求項４記載の海水淡水化方法。
【請求項６】
前記海水淡水化装置の前処理装置として、
海水中の混入物を除去するろ過材を配した第１前処理装置と、
前記第１前処理装置からの海水中のバイオポリマーを吸着する親水性高分子吸着材を配置した第２前処理装置と、
を含むことを特徴とする請求項４又は５記載の海水淡水化方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水淡水化システム及び海水淡水化方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、溶液（電解液）中の陽イオン及び陰イオンを分離するイオン分離装置としては特許文献１に開示する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図１６は、従来技術の電解水生成装置の概略図である。
特許文献１の技術においては、図１６に示すような３室型の電解水生成装置を利用して、電解水を構成する酸化水、還元水が生成される。この電解水生成装置は、純水や水道水等の種々の原料水及び、この原料水に溶け込んだ塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）あるいは塩化カリウム（ＫＣｌ）等の支持電解質が循環して流出入する中間室１と、この中間室１との間に陽イオン交換膜４及び陰極５が仕切りとして配設され、支持電解質のうちの陽イオン（図１６において、ナトリウムイオン（Ｎａ
＋
））が溶け込むカソード室２と、中間室１との間に陰イオン交換膜６及び陽極７が仕切りとして配設され、支持電解質のうちの陰イオン（図１６において、塩素イオン）が溶け込むアノード室３と、から構成されている。
【０００４】
この電解水生成装置を用い、中間室１で支持電解質が溶け込んだ原料水を循環させ、電気分解を行うとともに、カソード室２、アノード室３に原料水をそれぞれ流し入れることにより、カソード室２から還元水８を、アノード室３から塩素イオンを含む酸化水９を、それぞれ生成する。その際、物性を制御して還元水８及び酸化水９を生成し、これら還元水８と酸化水９を適量混合することで電解水は得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１７４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１で開示する電解水生成装置では、イオンを分離するのに、イオン交換膜を用いているが、イオン交換膜(４，６)は、陽イオン又は陰イオンをそれぞれ透過することができる専用の膜であり、水をほとんど透過させることはできない、という問題がある。
そこで、透過した各イオンを受ける流体として、カソード室２、アノード室３内に別途精製水である水（Ｈ
２
Ｏ）をそれぞれ供給する必要がある。この水（精製水）を供給することで、カソード室２から還元水８を、アノード室３から塩素イオンを含む酸化水９を、排出することができる。
【０００７】
このように、従来技術のイオン交換膜を用いる電解水生成装置では電解水を得るために、カソード室２、アノード室３内に各々キャリア水として精製水を別途供給する必要がある、という問題がある。
【０００８】
そこで例えば、電解水生成装置のような水を別途供給することなく、原料水からの水を透過させて、イオン分離する技術の出現が切望されている。
【０００９】
以上の問題に鑑み、本発明は、例えば、従来技術の電解水生成装置のような水を別途供給することなく、原料水（供給液）からの水をそのまま透過させて、イオン分離することができるイオン分離装置及びイオン分離濃縮システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る第１の態様の海水淡水化システムは、
海水中の陽イオンを透過して陰イオンが阻止される第１のイオン分離装置と、
前記第１のイオン分離装置の後段側に設けられ、陽イオンが透過した透過液中の陰イオンを透過して陽イオンを阻止する第２のイオン分離装置と、
を一つのユニットとしてなる海水淡水化装置を備えることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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