海水淡水化施設

　海水淡水化センターの必要性

　

沖縄本島においては、近年、人口の増加、経済の発展、観光客の増加等に伴って水需要が年々増加しており、昭和４７年に一日当たり約20万m3であったのが、平成11年には約42万m3（県庁舎[約27万6千m3]の約1.5倍）となり、28年間で約２倍に増大しています。この需要の伸びは今後ともつづくものと予想されます。 　国と県では、増え続ける水需要に対処するため、これまでダム群の新規開発や西系列河川からの取水などによって水源の確保に努めてきましたが、供給が追いつかないのが現状です。
	そのため、沖縄ではひんぱんに渇水が生じており、本土復帰以降、平成11年までの28年間のうち給水制限のなかった年度は、約半分の14年となっています。特に昭和56年〜57年の渇水時には、実に326日間にわたる制限給水を実施しており、最近では平成3年に空梅雨と長期かんばつにより６月〜９月にかけて24時間断水を含む64日間にわたる制限給水を実施してきました。 　このような水需要の厳しい現実から、陸水の水資源開発だけでは需要のバランスを維持することが困難であると予想されるため、企業局では海水淡水化施設を建設しました。 　沖縄の清らかな海を水源として利用し天気に左右されることなく、いつでも必要な水を生産するということは、沖縄県民の長い間の夢でした。

　 海水淡水化施設の概要

〇 事 業 の 経 緯

〇 海水淡水化技術のメリット

◯ 海水淡水化施設の海域への影響

　本県の海水淡水化施設は、逆浸透法により４万m³／日の淡水を生産しますが、それに必要な海水量は約１０万m³／日で、そのうち約６万m³／日は海へ排出されます。

　海水には約３.５％の塩分が含まれていますが、排出される海水の塩分濃度は約５.８％になります。

　海水の排出方式は、水中拡散放流で、放流塔の放水ノズルより拡散効果を高めて水中放流するため、５.８％の塩分濃度は放水口先端より８ｍの地点で３.６％となり、さらに１２ｍの地点では３.５４％となってほぼ普通の海水になることがシュミレーションの結果判明しています。

　さらに、当海域では黒潮海流が沿岸にほぼ平行に流れており、放流海水による海生生物への影響はほとんどないものと思われます。

濃縮海水の放流		放 流 塔

◯ 海水淡水化施設の造水コスト

　平成９年度の全面供用開始〜平成18年度においての日平均生産量は約10,300m³となっており、平均造水コストは1m³ あたり約282円となっております。

〇 海淡水のブレンド

　海水淡水化施設で生産された水は、ｐＨが低いため低いため苛性ソーダを注入し、ｐＨ調整を行っています。
　また、硬度も低いため通常はカルシウム等硬度成分の添加を行う後処理が必要になります。

　しかし、当海淡施設の場合、隣接している北谷浄水場の陸水系の処理水が硬水となっており、この浄水場の処理水とブレンドすることにより、適切な硬度及びアルカリ度をもったおいしい水になり、特別な後処理は必要ないと考えています。

〇 水質比較

◯ 海水淡水化技術の種類

　海水は、約９６.５％の水と約３.５％の塩分からなっていますが、この海水に含まれている塩分を除去して真水を得ることが海水淡水化技術です。これまで実用化され普及している海水淡水化の方式には蒸発法、逆浸透法、電気透析法などがあります。

　今回、沖縄県が採用した方式は、省エネルギー技術として脚光を浴び近年、国内外で普及しつつある逆浸透法です。

　この原理は、水は通すが塩分は通しにくいという特殊な性質を持った「半透膜」と呼ばれる膜を使って真水を得る方式です。膜を利用して槽の中を仕切って一方に真水を、他方に海水を入れると、同じ濃度になろうとして真水が半透膜を透過して海水の方に移動します。これが「浸透現象」で、ある一定の圧力差が生じた時、真水の移動が止まります。この差圧を浸透圧と呼びます。

　逆浸透法は、海水側に浸透圧より大きい圧力を加えると海水中の水が真水側に押しだされるという原理「逆浸透現象」を利用したものです。

〇 浸透圧のはなし

■　浸　透　■ 半透膜(例えばセロファン)で仕切られた容器の一方に真水を、他方に海水を入れたとき、双方の塩分濃度が均一になろうとして、真水が半透膜を通って海水側に吸込まれていきます。この現象を「浸透」と呼びます。そして、真水の浸透により、海水側の水面が上がり、ある値に達してバランスします。このとき双方の水面差を「浸透圧」と呼びます。３.５％の塩分を含む海水の浸透圧は約２５kg／cm2です。	■ 逆 浸 透 ■ 反対に、海水側に浸透圧より大きい圧力を加えると、海水側から半透膜を通して、真水が押し出されてきます。この現象を「逆浸透」と呼びます。逆浸透モジュール内部では、上記の原理で海水淡水化が行われます。

◯ 逆浸透膜ユニット

海水淡水化施設の心臓部に当たり、海水から淡水を得る装置である逆浸透ユニットは、逆浸透膜エレメントを６本装填した逆浸透膜モジュールによって構成されています。 　６３本の逆浸透膜モジュールで１ユニットを構成し１ユニット当たり約５,０００m3／日の淡水を生産します。

〇 逆浸透膜エレメントの構造

逆浸透膜エレメントは、図のように逆浸透膜、流路材、スペーサー等を組合せ、のり巻き状に成形したスパイラル型のものです。

〇 逆浸透膜の構造

逆浸透膜は断面図のように、基材の上に支持材、半透膜の各層を重ねて製膜したポリアミド系の合成複合膜です。 　この膜は９９％以上の高い塩分除去率を有しており、海水から一回の脱塩で真水を取り出すことができます。

　 海水淡水化施設設備概要

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