海中の静圧頭を利用する逆浸透法海水淡水化装置の開発研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555239
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 宮武 修 九州大学, 工学部, 教授 (70038579)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中岡 勉 水産大学校, 助教授 ; 野田 英彦 九州大学, 工学部, 助手 (00112409) ; 深井 潤 九州大学, 工学部, 助教授 (20189905)
• Keywords: 逆浸透法 / 海水淡水化 / 深海静圧頭 / 自然対流 / 物質移動 / 数値解析 / 管型逆浸透膜膜 / 膜透過係数

Research Abstract

逆浸透膜テスト機およびハンディークーラーを購入し,深海中の海水温度,塩分濃度,圧力を模擬した海水を作製し,逆浸透膜を通して模擬海水から淡水を得る淡水透過実験を行った.その結果,淡水透過流量が作動圧力から海水濃度に対応する浸透圧を除いた淡水透過駆動圧力に比例して増加するとして算出される膜透過係数は,作動温度の上昇と共に増大し,海水濃度の上昇と共に減少することが分かった.
実験結果から,淡水透過流量に及ぼす動作温度,圧力,海水濃度等の影響を整理し,各膜の淡水透過係数を表す実験式を導出した.このことにより,海水温度,圧力および膜面の海水濃度から,膜を透過する淡水透過流量を推算することが可能となった.
次に,管型逆浸透膜の中心軸上に丸棒を挿入し,狭い環状の海水流路を形成した場合の,海面下600mに懸垂した際に,海水流路内に発生する濃度差基づく自然対流による流路内海水の挙動および装置昇降時の流路内海水の挙動を数値解析した.その結果,同じ流路長さの場合,流路幅を狭くすると流動抵抗が増大するにもかかわらず,自然対流に基づく海水の循環量が増大する流路幅の領域が存在することが分かった.このことは,流路形状に最適形状が存在することを示している.
また,洋上での淡水取得実証実験に用いる海水淡水化モジュールを設計製作した.実証実験は水産大学校の練習船“耕洋丸"の学生訓練航海に便乗して行う予定であり,実験時間に制約が有るので,短時間に効率よく実験を行うため,同様のモジュールを3本製作した.