先進技術と総合力による水環境ソリューション海外向け水処理・造水技術の実績と展望Tweetハイライト地球上に存在する水のうち,人が利用可能な水は全体のわずか0.01%にすぎないとされる。一方で水の需要は,人口増加,生活水準の向上,都市化,産業の発展などにより,年々増加する傾向にある。これに対し,日立グループは排水再生システム,海水淡水化システムを提案・納入してきた。本稿ではそれらの実績と,次世代型の淡水化システムを紹介する。はじめに地球上の水資源量は限られたものであるが,地球規模での水大循環によって海水,淡水のバランスがとられている。13.86億km3と試算される水資源量のうち,97.5%が海であり,淡水量は全体の2.5%である。その大半は氷河であり,われわれが容易に使用できる環境の水源は全体の0.01%とわずかな量となっている。賦活量は気候,地形などの状態に大きく影響を受けるうえ,その年の自然環境に依存しており,人的な対応には限界がある。そのため,賦活量の大きな変動,慢性的な水不足が社会的問題となっている。水の用途は飲料水,工業用水,農業用水など多岐にわたり,その必要量は人口の増加,生活水準の向上,都市化,産業の発展で年々増加の傾向を示している。2025年には,1950年と比べて75年間で約3.6倍に達すると予想されている(表1,図1参照)。これらを背景として,日立グループは限られた淡水資源の有効利用を可能とした排水再生利用システム,さらには水資源量の大半を占める海水を利用した淡水化システムなどを多くの分野,用途に提案・納入してきた。本稿では,その実施例とこれらの水問題を解決するための次世代技術について報告する。水の使用量は年々増加しており,2025年には1950年と比較して約3.6倍に達すると想定されている。2011年現在の人口1人当たりの利用可能水資源量から水需給に関する逼(ひっ)迫の程度(水ストレス)を表している。海外における実績ここでは,近年納入した産業分野における排水再生利用システムと,飲料水製造を目的とした海水淡水化システムの例を紹介する。産業用水処理システム近年,日立グループは,日系企業の多様なニーズに応える水処理ソリューション事業をアジア地域で展開している。インドでは,日立現地法人を通じ,日系電気企業,自動車関連企業などへ10件以上の納入実績がある。ここでは,インド北部の日系自動車工場に飲料用水設備,排水処理設備および再利用設備を2017年に納入し,水処理トータルソリューションシステムを提供した実績を紹介する。本案件は,車両生産台数増加に伴う給水能力の増強計画に対して,行政から地下水源の揚水制限など厳しい指導が行われている中,ゼロディスチャージに対応するトータルソリューションシステムを納入したものである。排水の特徴に合わせた有効な処理システムを構築し,排水再利用を実現することで地下水使用量の低減を図り,工場への給排水の最適化を実現した。この水処理ソリューションの概要を図2に示す。世界的な水需要の高まりに合わせて,日立は今後も,豊富な経験と実績を基に水不足改善や環境保全を考慮した社会インフラを整備し,水処理のトータルソリューションを提供することで,水不足改善に貢献していく。飲料用水設備,排水処理設備および再利用設備を含む水処理トータルソリューションシステムをインドの日系自動車工場に納入した。排水の再利用を行うことで揚水制限の厳しい地下水の使用量を削減でき,車両生産台数の増加に貢献した。淡水化システム世界では中東を代表とする降水量が少ない地域や,島嶼(しょ)国のように水源となる河川などがない国が深刻な水不足に直面している。これらの国々においては,生活用水を確保する水源として古くから海水などが利用されてきた。従来は蒸留によって真水を得る方式が採用されていたが,蒸留のための燃料などの費用,装置の設置スペースなどに大きな課題を抱えていた。Osmosis:RO)膜方式の採用が増加しており,日立グループも多くの国々にこれを納入してきた。本方式は,海水を代表とする塩分を含んだ原水を取水し,ゴミ,濁質を除去した後に水中の塩分をRO膜で除去するものである(図3,図4参照)。日立は,すでに100か所以上の国や地域で種々の用途に淡水化システムを納入しており,現在はイラク共和国に淡水製造量約20万m3/日の設備を建設中である。RO膜を用いた淡水化システムの一般的なフローを示す。現在,主流になりつつあるRO膜方式の淡水化システムでは,塩分を含む原水の浸透圧に対応したろ過圧が必要なため,高圧ポンプの使用が必須となっている。そのため,淡水の水源から造水するシステムに比べて電力量が大きく,造水コストが高いという課題の解決が強く望まれている。本章では,こうした顧客のニーズに合わせて開発した複数の淡水化システムについて述べる。Waterは,省エネルギーだけでなく,海水取水量の低減や前処理薬品の使用量低減で環境負荷低減に寄与する。水需要の増加に伴い,海水淡水化の分野においては設備の大型化,エネルギー削減,環境負荷低減などを目的に,蒸発法とRO膜法を組み合せたハイブリッド方式や,省エネルギー型RO膜,高効率エネルギー回収装置など,さまざまな技術開発が進められている。