コンテナ式淡水化: 米国の淡水ソリューション

米国では利用可能な水が急速に減少している資源です。保全はさておき、コンテナ化された工業用淡水化システムは、信頼性の高いきれいな水を生産するための理想的な方法を提供します。フロリダ、テキサス、カリフォルニアなどの州では、そもそも淡水が不足しているため、地域社会は代替の飲料水源を検討する必要に迫られています。保全はさておき、コンテナ化された工業用淡水化システムは、信頼性の高いきれいな水を生産するための理想的な方法を提供します。

エネルギー消費量

写真6 脱塩

淡水化は、特に工業環境において淡水を供給する場合、最も費用対効果の低いソリューションです。淡水化の種類によっては、コストが比較して非常に高くなり、場合によっては電気エネルギーだけで 100 倍も高価になることがあります。この点において、逆浸透 (RO) 淡水化は、地下水処理よりわずか 15 倍のコストで理想的です。これを実際的な観点から見ると、もし米国がすべての真水をRO淡水化から受け取った場合、それはエネルギーが10パーセント増加することを意味し、これは各家庭に冷蔵庫を1台追加するのにほぼ相当します（AMTAが発表した記事によると） 2009年）。

また、大規模な RO 淡水化システムでは、エネルギー回収システムを使用してポンプに必要な馬力を削減でき、理想的な状況ではエネルギー要件を半分以上削減できます。エネルギー消費量の増加には依然として高額な代償が伴いますが、エネルギー回収システムが整備されていることを考慮すると、工業用 RO 淡水化システムは、州境を越えてきれいな水を汲み上げるよりも安価です。降雨に依存せずに選択できる水源がほとんどないため、淡水化はより高価になる可能性がありますが、その代わりに一貫して信頼できる水源が提供されます。雨に依存しない工業用淡水化により、干ばつは問題になりません。

廃水処理

他の淡水化システムと比較して、RO 淡水化には多くの利点があります。しかし、難しいのは廃水の処理です。 RO によって生成される淡水 1 ガロンごとに、同量の塩水廃棄物が排出されます。この廃棄物は本質的には塩と鉱物のヘドロであり、これを海に投棄すると、地元の海水生息地に危険をもたらすだけでなく、米国では違法となる。

しかし、ほとんどの工業プロセスと同様に、RO 淡水化では、環境への影響を最小限に抑えながら責任を持って処分できる廃棄物が生成されます。また、淡水源と塩水源が出会う場所など、天然の場所でもこれが可能な場所が存在します。塩水と淡水がすでに混合している地域に超塩分濃度の高い水を投棄すると、環境への影響が軽減されます。同様に、海底の広い範囲に塩水廃棄物を放出すること（たとえば、パイプ網を介して）も、環境への影響を最小限に抑えます。これらのどちらも選択肢にない場合は、塩水廃棄物を自然に蒸発させて市販の塩にすることができます。これは、既存の淡水化プラントでは一般的な方法です。

コンテナ型逆浸透脱塩システム。

海水淡水化プラント (特に RO 施設) は、従来の製水プラントに存在するのと同じ問題の多くに悩まされています。これらの施設は計画に費用がかかり、建設が複雑で、製品環境の劇的な変化に対応できません。これらの問題は継続的に対処する必要があります。しかし、最近の技術の発展により、20 フィートまたは 40 フィートの貯蔵コンテナから構築された RO プラントであるコンテナ型淡水化システムが登場しました。このシステムは、大規模な淡水化に伴う環境上の課題だけでなく、プラントの建設に伴う物流上の問題にも対処します。

写真7 コンテナによる淡水化

植物の基礎を築くのは複雑で、費用がかかります。たとえば、カリフォルニアのオーシャンフロントの不動産は非常に高価です。従来の淡水化プラントと比較して、コンテナ化システムは設置面積が大幅に削減され、コンテナ用のコンクリート基礎のみが必要となります。コンテナ化されたシステムもモジュール式であるため、追加の容量が必要な場合に簡単にシリーズでセットアップできます。

コンテナ化された脱塩システムは、エネルギー回収システムと必要なすべての前処理を備えており、1 日あたり 50 万ガロンの水を生産できます。米国の従来の淡水化プラントは 1 日あたり数千万ガロンの水を生成しますが、これらの大規模施設のためのスペースは非常に貴重です。対照的に、保存容器はほぼどこにでも収まります。

大局的に考えると、カリフォルニアの 840 マイルの海岸線の 16 マイルごとにコンテナ化された淡水化プラントが 1 つある場合、1 日あたり 4,200 万ガロンの水を生産することになります。これは、年間 47,000 人に干ばつを防ぐ水を供給するのに十分な量です。

適応性

源泉水の水質は短期間で大きく変化することがあります。流出、藻類の発生、海洋移動などにより、水の生産が長期間停止する可能性があります。ただし、コンテナ化された淡水化システムは、新しい場所に移動して 1 日以内に再び水の処理を開始できるため、地域に回復する時間が与えられます。これらのポータブル システムは、必要な場所にできるだけ早く水を届けるため、災害救助にも最適です。要約すると、コンテナ化されたシステムは、所有者の必要に応じて一時的または永続的に使用できます。

カスタマイズ性

コンテナ化された淡水化システムは常にカスタム設計され、受注生産されます。これ自体は必ずしもユニークではありませんが、このシステムで利用できるオプションにより、このシステムは重要で多用途のリソースになります。たとえば、電気システムは完全に内蔵されているため、メンテナンスが大幅に簡素化されます。コンテナの平らな上部はソーラーパネルの取り付けに最適で、国の電力使用から完全に独立して産業用淡水化システムをオフグリッドで稼働させることができます。さらに、コンテナは完全に断熱され、環境を制御できるため、どのような種類の環境でも理想的な温度で動作することができます。

降雨に依存せず、利用可能な淡水源に影響を与えない、信頼性と予測可能な水源として、コンテナ化された淡水化システムは、水を浄化する方法に大きな革命をもたらす可能性のあるモジュール式アプローチを提供します。