クルーズ船は海水淡水化を使用しますか?
クルーズ旅行は、人々が休暇を楽しみ、海を探索できる人気の選択肢です。しかし、クルーズ船では水はどのように供給されているのか、気になる人もいるかもしれません。海水淡水化技術は使われていますか？この記事では、このトピックについて詳しく説明します。まず、船内の主な淡水源と開発の歴史を見てみましょう。船上淡水化装置。
導入
外航船は広大な海を航行し、着岸までに 5 ～ 7 日から 30 ～ 40 日かかります。船に乗る人のための生活用水は、解決すべき大きな問題となっています。船舶用淡水化装置（通称淡水生成装置）は、船舶、ヨット、石油掘削プラットフォームなどの用途に合わせて設計された海水淡水化装置で、この問題を解決します。
船には主に 2 つの淡水源があります
1. 本土ショア供給
2.海水淡水化装置の整備
個人の生活習慣の違いにより、陸上から運ぶ方法を使用する場合、衛生的で安全な貯水設備の開発に投資するだけでなく、十分な水源を確保し、衛生的な安全性。この方法は明らかに信頼性がありません。したがって、船舶用淡水化装置は良い選択肢となっています。
船舶用淡水化装置の開発の歴史
19 世紀、つまり 1800 年以降、蒸気機関の出現、航海の発達と海洋植民地化の実際的なニーズにより、蒸留の開発が促進され、水中蒸発器の出現が促進されました。海水淡水化技術の開発が始まる。 1812 年から 1840 年にかけて、単効用蒸着と真空多重効用蒸着が開発され、フラッシュ蒸着の研究と設計作業が開始されました。 1852 年に、英国で特許を取得したスタンドパイプ海水蒸発器がすぐに船舶で使用され、その後、水平チューブスプレー膜蒸発が提案されました。 、蒸気圧縮およびその他の特許。 1872 年に世界初の太陽式淡水化装置がチリに登場し、1 日あたり 2 トンの脱塩水が生産されました。 1884 年、英国は海上輸送のための飲料水の問題を解決するために最初の海洋淡水化装置を建設しました。
海水の塩分濃度
●&注意;海水は80種類以上の塩類を含む水溶液で、そのうち11種類の塩分濃度が1mg/Lを超えています。最も多く含まれるのは 塩化ナトリウム と マグネシウム です。
●&注意;海の海水の平均塩分濃度は約35g/Lですが、海域によって海水の塩分濃度は異なります。海水の塩分濃度は、海域の地質、降水量、海への川の流れ、海水の蒸発などに関係します。
●&注意;一部の内海は河口に近く、蒸発量が少ない場合があります。例えば、バルト海の塩分濃度はわずか 2 ～ 6.7g/L ですが、黒海の塩分濃度は 17 ～ 18.5g/L です。紅海や地中海など、蒸発能力が大きい一部の内海では、塩分濃度が 40g/L 以上に達する場合があります。
船上での淡水の使用と要件
船内の淡水は主にディーゼルエンジンの冷却水、ボイラー給水、洗浄水、飲料水として使用されます。
●&注意;ディーゼルエンジンの冷却水は真水（310kg/1000kw）だけで済みます。
●&注意;洗浄水は一般に、塩化物イオン濃度が 200mg/L (塩素-) 以下、硬度が 7 ミリ当量/L 以下であることが必要です。
●&注意;飲料水は、健康に有害な不純物、細菌、臭気がなく、塩分濃度が 500 ～ 1000mg/L 以下、塩化物イオン濃度が 250 ～ 500mg/L (塩素⁻) 以下、pH が高くなければなりません。値は6.5〜8.5。 （造水器で生成した蒸留水はミネラル分が少なすぎて細菌を死滅させることができないため、飲料水として使用する場合はミネラル化・滅菌する必要があります。）
●&注意;ボイラー給水の水質要件は最も高くなります。一般に、海洋海水淡水化装置によって生成される淡水の塩分含有量の要件は、ボイラー給水基準に基づいています。中国の船舶ボイラー給水基準では、供給蒸留水の塩分含有量が 10mg/L 未満である必要があると規定されています。 (塩化ナトリウム)。
船の淡水需要
●&注意;1人当たりの生活用水の消費量は1日あたり約150～250Lです。
●&注意;発電所で使用される水は、主エンジンの出力によって測定されます。
&注意; ★ディーゼルエンジン船は1キロワット当たり約0.2～0.3L/日必要となります。
&注意; ★蒸気タービン船は1キロワット当たり約0.5～1.4L/日必要となります。
●&注意;給水量は補助ボイラーの場合は蒸発能力の1～5%、中・高圧ボイラーの場合は蒸発能力の1～3%と見積もることができます。
一般に、主エンジン出力が約 7500kW のディーゼルエンジン貨物船の輸送能力は 20 ～ 25m/日を超えません。
クルーズ船の海水淡水化装置
船上淡水化装置の開発の歴史と真水の需要について学んだ後、今度はクルーズ船における淡水化技術の応用について説明します。
1. クルーズ船における水資源の利用:
ほとんどのクルーズ船が使用しています淡水化海水彼らの主な水源として。このプロセスは通常、水蒸気の蒸発によって行われます。つまり、クルーズ船が海水を蒸留水に変換し、海水から塩分や不純物を除去します。その後、クルーズ船は蒸留水をミネラル化して味を高め、水の安全性を確保するために塩素処理します。&注意;現在、クルーズ船の淡水化技術は実用的に成熟しています。航海するクルーズ船には、海水淡水化を使用するのに便利な条件が揃っています。取水は便利かつ迅速であり、水源は十分です。船上の人々に安定した淡水を提供するには、専門的な技術機器のみが必要です。海を渡る超長距離航海でも、船上の飲料水には問題ありません。&注意;
2. クルーズ船におけるRO淡水化技術の応用：
蒸気蒸発に加えて、一部のクルーズ船には海水を濾過して脱塩する逆浸透システムが装備されています。これらのシステムは、高圧で海水を半透膜に強制的に通過させ、膜の片面に塩と不純物を残すことによって脱塩水を生成します。この技術は水質を確保しながら、より省エネで効率的であるため、一部の現代のクルーズ船に選ばれています。中でも小型クルーズ船用淡水化装置は、小型で集積度が高く、動作性能が安定しているため、海上クルーズ船での使用に非常に適しています。クルーズ船の淡水化装置は、主に取水システム、前処理システム、海水淡水化システム、化学洗浄システム、インテリジェント制御システムで構成されています。そのコア技術は内部充填型逆浸透膜技術にあります。逆浸透膜はナノスケールの物質の分離・濾過を実現し、海水中の溶存塩類、有機物、コロイド、微生物などを効果的に除去することができます。海上の複雑で変わりやすい気候の影響を受けず、安定して稼働します。出航するクルーズ船乗組員の水問題を効果的に解決できる、信頼・安全・高品質の淡水資源開発製品です。
3. クルーズ船の水管理の課題:
クルーズ船は淡水資源を得るために海水淡水化技術を使用していますが、水管理は依然としていくつかの課題に直面しています。クルーズ船は長期間の航海中に大量の水を必要とするため、水をいかに効果的に管理・節約するかが重要な課題となっています。さらに、海水淡水化技術の運用とメンテナンスにも専門の人員と機器のサポートが必要となり、水資源管理のコストと複雑さが増大します。
クルーズ船の淡水化装置の詳細な淡水化手順
1. 海水の前処理:
クルーズ船の淡水化プロセスでは、前処理が逆浸透システムの長期安定稼働の鍵となります。海水の前処理計画を立てる際には、海水中に多数の微生物、細菌、藻類が存在することに十分に配慮する必要があります。海水中の細菌、藻類、微生物の増殖は、取水施設に多大な支障をきたすだけでなく、海水淡水化装置やプロセスパイプラインの正常な稼働にも直接影響を与えます。同時に、海水は腐食性が高いため、システムで使用される機器、バルブ、配管継手の材質は、良好な耐食性を確保するために選別する必要があります。
2. 海水の殺菌と藻類の除去:
海水淡水化プロジェクトでは、藻類の殺菌と死滅のために液体塩素、塩化ナトリウム、硫酸銅 などの化学試薬がよく使用されます。輸送などのさまざまな要因を考慮すると、藻類を滅菌および死滅させるための化学試薬を添加することは困難です。一般的には海水次亜塩素酸ナトリウム生成装置が使用されます。加圧された海水の小さな流れが海水ポンプから分離され、次亜塩素酸ナトリウム発生器に入ります。 塩化ナトリウム は直流電場の作用下で生成され、位置差に基づいてビーチケーソンに直接注入され、海水中の細菌、藻類、微生物を殺します。
海水は硬度が高いため、海水を直接電気分解して 塩化ナトリウム を生成するには、電極のスケールの問題を解決する必要があります。開発プロセスでは、電気透析頻繁極反転 (電子データ) 技術が参考として使用されました。つまり、電極の極性が 5 ～ 10 分ごとに切り替わり、次亜塩素酸ナトリウム生成装置におけるスケールと沈殿の問題が効果的に解決されました。
3. 凝固と濾過:
凝集濾過は、海水中のコロイドや浮遊不純物を除去し、濁度を下げるように設計されています。逆浸透膜分離プロジェクトでは、通常、汚染指数 (FI) が測定に使用され、装置に入る給水の FI 値が測定されます。逆浸透装置は 4 未満である必要があります。海水は比重が大きく、pH値が高く、水温の季節変化が大きいため、このシステムは凝集剤としてFeCl3を使用しており、温度の影響を受けず、ミョウバンの花が大きくて強い、そして早いという利点があります。定着速度。
4. 浸透圧海水淡水化:
海水は塩分と硬度が高く、設備の腐食性が高く、水温の季節変化により、逆浸透海水淡水化システムは従来の汽水淡水化システムよりもはるかに複雑になり、エンジニアリング投資とエネルギー消費も多額になります。より高い。 。したがって、慎重なプロセス設計と合理的な機器構成を通じてエンジニアリング投資とエネルギー消費を削減し、それによって水製造単位コストを削減し、システムの安定した稼働を確保することが特に重要です。
5.化学的コンディショニング処理:
淡水化工程における海水の濃縮によるCaCO3やCaSO4などの不溶性無機塩の生成や、逆浸透膜やシステム配管継手の表面へのスケーリングや析出を防ぐために、スケール防止剤が使用されています。海水が逆浸透脱塩システムに入る前に追加する必要があります。
H2SO4を添加して海水のpH値を調整し、海水中のHCO-3を分解してCaCO3の沈殿を防ぐ方法は、海水淡水化において最も一般的に使用され経済的な方法です。 (リン酸ナトリウム) 6 (シュムプ) の添加は 硫酸カルシウム の沈殿を防ぐ効果的な方法ですが、(リン酸ナトリウム) 6 によってスケールを抑制しながら副生するリン酸塩が微生物、細菌、藻類の増殖を促進するため、その使用には一定の制限があります。
6. 海水から有機物と臭気を除去します。
島周辺の海水は周囲の環境に大きく影響されます。海水の化学的酸素要求量 (代金引換) は 1.7 ～ 2.5mg/L です。特に夏や秋は海水の臭いが強くなることがあります。したがって、酸化のためにNaClOを添加することに加えて、活性炭フィルターを追加します。機械的強度の高いフルーツ型の粒状活性炭は、有機物や臭気を効果的に吸収し、逆浸透水の水質を向上させると同時に、逆浸透膜表面の汚染を軽減します。 、膜の耐用年数を延ばします。
クルーズ船の海水淡水化装置の処理フローのご紹介
クルーズ船機関室海水ポンプ→滅菌システム→パイプライン加圧ポンプ→バグフィルター→精密フィルター→限外濾過システム→高圧ポンプ逆浸透システム→UV滅菌器→中圧ポンプ→一次濾過→二次濾過→高低圧スイッチ→高圧ポンプ→小型逆浸透システム→活性炭フィルター→UV滅菌器→直接飲料水。
●&注意;上記のプロセスは 3 つの部分に分かれています。
1. 前処理部分:機関室の海水ポンプ、滅菌システム、パイプライン加圧ポンプ、バグフィルターなどを船上のスペース位置に応じて合理的に配置できます。
2. メインパート:精密フィルター、限外濾過、高圧ポンプ、逆浸透システム、紫外線滅菌器。この部分は仮に一体構造としてみなされる。船内のスペースが限られている場合には、別構造として設置することも可能です。
3. 直接飲料水部分:一次濾過、二次濾過、高低圧スイッチ、高圧ポンプ、小型逆浸透システム、活性炭フィルター、紫外線滅菌器。直飲み水部分は約600mm×500mm×400mmで壁に掛けることができます。
クルーズ船の海水淡水化技術はどのくらい効率的ですか?
クルーズ船での海水淡水化技術の使用について理解したところで、これらの技術の効率について詳しく見ていきましょう。
1. 水蒸気蒸発技術の利点:
蒸気蒸発は、クルーズ船の海水淡水化に一般的に使用される技術の 1 つです。この方法は比較的伝統的な方法ですが、簡単で信頼性が高く、比較的短期間で海水を蒸留水に変えることができます。この技術の利点は簡単な操作と低コストであり、一部の中小型クルーズ船に適しています。
2. 逆浸透技術の効率:
比較において、逆浸透技術より高度で効率的です。この技術により、海水中の塩分や不純物をより完全に除去し、より高品質な淡水水を生成します。設備投資や運営費は高額ですが、淡水化効率や水質の信頼性が高いため、クルーズ船での採用が増えています。
3. 技術的な更新と改善:
科学技術の絶え間ない進歩と海水淡水化技術の継続的な革新により、クルーズ船の海水淡水化技術も常に更新され、改善されています。将来的には、新しい材料と技術の適用により、クルーズ船の海水淡水化効率とエネルギー節約がさらに改善され、観光客により良い水体験が提供されるでしょう。
クルーズ船の淡水化装置の淡水出力に影響を与える要因
クルーズ船の淡水化装置で生成される水の量（蒸発量）は、主に加熱された水から海水に伝達される熱量に依存します。
●&注意;熱交換面が汚れてスケールが付着すると、蒸発器の熱伝達率が低下します。
●&注意;あ"ガスロック"加熱側で発生し、内部のガスが熱媒体の流れに影響を与え、熱交換を阻害します。デフレコックから空気を抜くことができます。
●&注意;蒸発器内の水位が低すぎるため、加熱水と加熱された海水の間の実際の熱交換面積が減少します。蒸発器内の最も適切な水位は、上部管板の位置にちょうど達することです。
●&注意;真空が不十分だと海水の沸点が上昇します。
●&注意;加熱水の流量が不足したり、温度が低すぎたりして、加熱水の平均温度が低下します。
●&注意;給水量が増えたり（給水量が増えたり）、給水温度が低くなると、予熱で消費したり、塩水に奪われる熱が多くなります。
●&注意;凝縮液戻し電磁弁がしっかりと閉まっていないため、生成された淡水の一部が蒸留器に漏れてしまいます。
日常の管理においては、クルーズ船の淡水化装置が真水を生成するかどうか、および生成される水の量が、適切な真空を確立および維持できるかどうかに最も大きな影響を与えます。しかし、クルーズ船の淡水化装置は長期間使用すると、加熱面の汚れやスケールの付着などにより水の生産量が徐々に減少します。
クルーズ船の海水淡水化技術は環境に優しいのでしょうか？
クルーズ船の海水淡水化技術が環境に与える影響
クルーズ船に海水淡水化技術を適用すると、観光客にとって水の安全性と十分な量が確保されますが、環境への影響についての懸念も生じます。海水淡水化プロセス、特に蒸気蒸発法では多くのエネルギーが消費され、クルーズ船の二酸化炭素排出量が増加します。さらに、海水淡水化プラントから排出される廃水も海洋生態系に一定の影響を与える可能性があります。
海水淡水化による環境への影響を軽減する
海水淡水化技術が環境に及ぼす悪影響を軽減するために、一部のクルーズ会社は、太陽熱海水淡水化システムやより効率的な逆浸透技術など、より環境に優しい海水淡水化技術を研究し、採用しています。さらに、クルーズ会社は海洋生態系への影響を軽減し、持続可能な開発を促進するために、廃水の処理とリサイクルを強化しています。
クルーズ船の水管理の将来の傾向は何ですか?
クルーズ船の海水淡水化技術の効率性を理解したところで、クルーズ船の水管理の将来の開発トレンドを探ってみましょう。
1. インテリジェントな水資源管理システムの適用:
将来、インテリジェント技術の発展により、クルーズ船は水管理システムより賢くなるでしょう。高度なセンサーとデータ分析技術を導入することにより、クルーズ船は水資源のリアルタイム監視と正確な制御を実現し、それによって水資源をより効率的に管理および利用することができます。
2. 持続可能な開発の概念の導入:
クルーズ船の水管理は持続可能な発展に向けて徐々に発展していきます。将来的には、クルーズ船は水の保全と水資源の再利用にもっと注意を払い、より環境に優しい海水淡水化技術を採用し、天然水源への依存を減らし、水資源の持続可能な利用とリサイクルを達成するでしょう。
3. 国際協力と経験交流：
最後に、クルーズ業界は、水資源管理が直面する課題に共同で対処するため、国際協力と経験交流を強化する。他国や地域との協力を通じて、クルーズ業界は他地域の先進的な水資源管理の経験や技術から学び、世界規模の水資源管理の共通発展を促進することができます。