フリーズドライ浄水

浄水の一ジャンルに沸騰浄水があるのだが、沸騰がありならフリーズドライだってありではないか、と少し考えてみたら、意外とイケそうに思えてきた。

沸騰浄水の原理は、混じり物のある水は100℃近辺で沸騰するが、その近辺に似たような沸点の不純物がなければ分離できる、という原理による。一方で、フリーズドライは昇華が基本原理になるのだが、つまりその作業温度・作業圧において昇華し得るのが水だけなら、昇華したものは水だけになるはずだ、ということになる。

固形物は勿論、昇華点が違う化学物質は、ここで原理的に分離できることになる。残渣はカラカラに乾燥しているはずで、廃棄を容易にする。細菌やウィルスの類は、昇華と共に混じってしまう可能性があるので、フィルタを併用する必要はあるだろう。

もう一つの大きな利点はエネルギーだ。通常の水は15~25℃程度だろう。これが氷になる0℃と沸騰の100℃、どちらにより近いかを考えてもらえばわかる。だからエネルギー効率は高いのではないか。また0℃は人間にとって特に危険な温度ではないので、安全性という意味でも有利だ。

凍らせるには普通に冷凍庫の原理を使えばよいので、技術的には問題ない。まず汚水を凍らせて適当に砕き(あるいは始めからキューブ状や柱状などにして凍らせ)、気圧を摂動させながら換気し、換気を室温に晒せば結露して水が溜まる。残渣は取り出して廃棄する。また、連続的に取り出す機械も考えられるだろう。

原理的にはポンプを使う動力だけで良いので、下水処理として素直に使っても有用かもしれない。小型にして人力で動かす非常用浄水器も作れるかもしれない。問題はコストで、(冷)熱回収と再利用をいかに効率よく行うかがポイントになる。