真水化の現状と市場動向、解決法

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風の力と特殊触媒による画期的な新方式

 

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 海水真水・淡水化の現状

フラッシュ方式

水を蒸発させるため多大な熱エネルギーを要するため、発電所や製油所など廃熱利用が可能な場所に立地が限定されています。

 

逆浸透膜(RO膜)方式;

フラッシュ方式に比べエネルギー効率は良いが、ろ過に高圧がかかることから加圧に相応のエネルギーを必要とします。

 

逆浸透膜方式のプラントは、近年の膜技術の進歩により造水コストが低下してきましたが、それでも地上淡水(ダム・河川等)を浄化して利用するコストに比べはるかに割高です。

 

報道記事によると、福岡地区水道企業団海水淡水化センターの造水コストは、210円~220円/m3で,筑後川の河川水を浄化して利用した場合の120円~130円/m3より70%ほど高くなります。

 

世界に於ける海水淡水化コストは、原水の成分、気候条件、エネルギー価格、建設コスト、各国の税制や補助制度など、条件が多岐に渡り複雑なため試算は難しいが、最も効率の良いプラントで、0,5米ドル/m3程度とされています。

 

前述の福岡の場合が、約2米ドルなので、世界で稼動する大半のプラントがこの0,5~2米ドル/m3の範囲に収まるものと推定されます。

 

プラントの建設費用も莫大である。世界各地に建設されたっ海水淡水化プラントの事業と造水能力から試算すると、1m3/日の処理能力当り50~100万円が投じられています。

 

米カリフォルニア州カールスパッドに建設されたプラントの総工費は約10億ドル(1,200億円)で、1日当りの処理能力は約19万m3です。(約63万円/m3の投資額)。

 

福岡地区水道企業団海水淡水化センターの総工費は408億円で、1日当り最大5万m3の処理能力を持つ。(約82万円/m3/日の投資額)

 

この様に海水淡水化技術は、実用化から半世紀の技術進歩により効率化、省コスト化が図られてきたが、更なる省エネルギー・省コスト化が待ち望まれています。

 

本技術による解決方法

「最小限のエネルギーで効率よく大量の水を処理する」事が最大の課題であったが、本技術により、従来方式の最大の課題であった省エネルギー性能及び省コスト性能を大幅に改善することが出来るようになりました。

 

本方式を使用すると、逆浸透膜方式のように高圧をかける必要がなく、フラッシュ方式のように過熱による蒸気生成の必要もないので、大幅な使用エネルギーの削減が可能になります。

 

使用するエネルギーは、送風ファンに使う動力費1m2当り1,5KW程度で、逆浸透膜方式の海水淡水化プラントの動力費は、1m2当り3~4KWとされており、大幅削減が実現します。 

 

本装置の市場

1・必要量の水の確保が難しい地域や国の海水淡水化プラントや水処理プラント

2・公共の下水処理施設や廃棄物処理施設の汚水処理プラント

3・河川や湖沼の淡水化プラント・水処理プラント

4・鉄工所・電子部品工場・クーリングタワー等工場使用水の真水化プラント

5・ホテル・旅館、スーパー銭湯等の使用水の真水化プラント

6・めっき工場等工場使用水の真水化プラント

7・飲料工場・製紙工場等の使用水の真水化プラント

 

本装置の市場ルート

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①水処理会社

②各国・地域の行政機関

③各種製造業者や廃棄物処理業者

④水処理プラントメーカー

⑤各商社・問屋

市場動向

経済産業省の委託事業により株式会社富士経済が実施した、「平成16年度インフラシステム輸出促進調査事業(水ビジネス市場に関する動向調査)報告書によると、世界に水ビジネスの市場規模は、57兆3,786億円(2013年)で、その半分以上を浄水分野が占めます。

 

市場は3~4%のペースで拡大し、2018年には70兆円を超えると予想されています。

 

もっとも市場規模の大きい東アジア・大洋州の18張623億円で、シェアは、31,5%、次いで西欧の11兆6,633億円で20,3%、北米の10兆8,919億円、19%となっています。

 

成長率を見ると、中東北アフリカが9,1%と最も大きい伸びが見込まれており、次いで南アジアが8,9%、サハラ・アフリカが5,9%などとなっています。

 

水源に乏しい地域や、上下水道インフラ整備比較的遅れている地域などで、高い伸びが見込まれています。

 

グローバルウォータージャパンの「世界の海水淡水化市場の現状」によると、2013年の時点で世界150カ国以上の約15,000箇所の脱塩プラントが稼動しており、約3億人に淡水が供給されています。

 

過去5年間の脱塩プラントの処理能力は57%増加し、世界の脱塩能力は784m3/日です。

 

年間の平均伸び率は9,6%と予想され、2020年には2013年度比2,5倍になると予測しています。市場規模に関しては試算条件により多少のばらつきはありますが、2025年時点で4,4兆円~7兆円と推計されています。

 

このように水ビジネス市場は、人口の増加と新興国の経済発展によりますます拡大を続けると予想されています。

 

海水の真水・淡水化方式従来方式と耐久性など諸項目の比較

項 目逆浸透膜方式フラッシュ方式シーコラル方式
イニシャルコスト
ランニングコスト
処理水品質
収 率
操作や維持管理の容易性
耐久性
必要な熱エネルギー

 

*本装置の導入によるメリット;

6・イニシャルコスト;廉価

・ランニングコスト;送風ファンの動力費のみ。

・造水コスト;廉価

・処理水品質;逆浸透膜方式と同程度。

・収 率;本方式では、少なくても90%以上が真水に。

・操作や維持管理の容易性;メンテナンス不要。

・耐久性;故障する箇所がない。

 

*操作や維持管理の容易性;逆浸透膜方式は、定期的に膜の清掃や交換の必要性があり、オペレーションに労力とコストが掛かります。フラッっシュ方式は、高熱蒸気や減圧を用い危険を伴うため、オペレーションや維持管理の項目が複雑になり、これも労力とコストが掛かります。

 

*コストの主な例;各種膜の交換、各種部品の交換、各腐食対策、付属ポンプ類、自動弁設備、配管類の交換、それに関わる人件費、交換手間など

 

*脱塩方式(100t/日)の本体価装置イニシャルコストは、平均的に3,5億円~5億円位以上、前処理装置は、3000万円位以上から色々、ランニングコストは、平均的に1000~4000万円/年位、前処理装置の場合は、500~1000万円/年位でかなり高額です。

またイオン交換方式の場合、ダイオキシン除去装置が別途必要になります。

 

*本方式は、シンプルな構造で特殊セラミック触媒の目詰りなども発生しないので、オペレーションと維持管理に手間がかからず、各種コストも驚くほど低く抑えられます。

 

*必要な熱エネルギー費水分気化用の送風ファンの動力費のみです。

 

本装置には、以上のような計り知れないメリットがあります。

 

 

関連する知的財産;

・特願2014-265431「水槽冷却装置」 2014/12/26出願

・特願2015-047132「真水生成装置」 2015/3/10出願

・PCT/JP2016/57553「「真水生成装置」

・世界特許出願2017-12

 

 
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