(57)【要約】【課題】被処理液の品質低下を防止することができる濃縮システム及び濃縮方法を提供する。【解決手段】濃縮システム１は、被処理液が供給される第一室２１、被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液が供給される第二室２２、及び第一室２１と第二室２２とに仕切る半透膜２０を備える正浸透膜装置２と、正浸透膜装置２の第一室２１で濃縮された被処理液が供給されかつ該被処理液を蒸発濃縮する蒸発濃縮装置３とを備える。正浸透膜装置２は、蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮された被処理液がドロー溶液として第二室３３に供給されるように構成されている。【選択図】図１
2020199431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液が供給される第一室、被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液が供給される第二室、及び前記第一室と前記第二室とに仕切る半透膜を備える正浸透膜装置と、
前記正浸透膜装置の第一室で濃縮された被処理液が供給されかつ該被処理液を蒸発濃縮する蒸発濃縮装置と、を備え、
前記正浸透膜装置は、前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液がドロー溶液として前記第二室に供給されるように構成されている、濃縮システム。
【請求項２】
前記蒸発濃縮装置は、前記正浸透膜装置の第二室で希釈されたドロー溶液が戻されかつ該ドロー溶液を蒸発濃縮するように構成されている、請求項１に記載の濃縮システム。
【請求項３】
前記正浸透膜装置の第二室で希釈されたドロー溶液を前記蒸発濃縮装置に戻すための流路に設けられかつ該ドロー溶液を濃縮する濃縮装置をさらに備え、
前記蒸発濃縮装置は、前記濃縮装置で濃縮された後のドロー溶液が戻されるように構成されている、請求項２に記載の濃縮システム。
【請求項４】
前記正浸透膜装置の第一室で濃縮された被処理液の一部を回収するための第１濃縮液回収路をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の濃縮システム。
【請求項５】
前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液の一部を回収するための第２濃縮液回収路をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の濃縮システム。
【請求項６】
前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液を固液分離する固液分離装置をさらに備え、
前記正浸透膜装置は、前記固液分離装置で得られたろ液がドロー溶液として前記第二室に供給されるように構成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の濃縮システム。
【請求項７】
前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮されかつ前記固液分離装置で固液分離される前の被処理液の一部を回収するための第３濃縮液回収路をさらに備え、
前記第２濃縮液回収路は、前記固液分離装置で得られたろ液の一部を回収する、請求項５を引用する請求項６に記載の濃縮システム。
【請求項８】
被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液を半透膜を介して被処理液に接触させることにより被処理液を濃縮しかつドロー溶液を希釈する正浸透膜処理工程と、
前記正浸透膜処理工程で濃縮された被処理液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程と、を含み、
前記蒸発濃縮工程で蒸発濃縮された被処理液を前記正浸透膜処理工程のドロー溶液として用いる、濃縮方法。
【請求項９】
前記蒸発濃縮工程では、前記正浸透膜処理工程で希釈されたドロー溶液を前記正浸透膜処理工程で濃縮された被処理液とともに蒸発濃縮する、請求項８に記載の濃縮方法。
【請求項１０】
前記正浸透膜処理工程で希釈されたドロー溶液を濃縮する濃縮工程をさらに含み、
前記蒸発濃縮工程では、前記濃縮工程で濃縮されたドロー溶液を前記正浸透膜処理工程で濃縮された被処理液とともに蒸発濃縮する、請求項８に記載の濃縮方法。
【請求項１１】
前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液を固液分離する固液分離工程をさらに含み、
前記固液分離装置で得られるろ液を前記正浸透膜処理工程のドロー溶液として用いる、請求項８〜１０のいずれかに記載の濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正浸透膜装置を用いた液体の濃縮システム及び濃縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む液体を濃縮する方法として従来から膜分離法が知られている。この膜分離法として、特許文献１には、正浸透膜装置を用いた液体の濃縮システムが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の濃縮システムの概略構成を図４に示す。図４に示す濃縮システム１００は、正浸透膜装置１０１と、被処理液（フィード溶液）を正浸透膜装置１０１の第一室１０２に供給する流路Ｌ１０１と、正浸透膜装置１０１の第一室１０２から濃縮された被処理液を排出する流路Ｌ１０２と、被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液を正浸透膜装置１０１の第二室１０３に供給する流路Ｌ１０３と、正浸透膜装置１０１の第二室１０３から希釈されたドロー溶液を排出する流路Ｌ１０４と、希釈されたドロー溶液を再生する再生装置１１０とを備えている。
【０００４】
正浸透膜装置１０１では、第一室１０２内を流れる被処理液と第二室１０３内を流れるドロー溶液との浸透圧の違いにより、被処理液中の水分の一部が、第一室１０２から半透膜１０４を透過して第二室１０３に移動する。これにより、第一室１０２内の被処理液は濃縮され、第二室１０３内のドロー溶液は希釈される。
【０００５】
再生装置１１０は、正浸透膜装置１０１の第二室１０３から排出された希釈後のドロー溶液を濃縮し、ドロー溶液の濃度を高めて再び第二室１０３に供給する。ドロー溶液としては、一般的に、塩化ナトリウム水溶液（食塩水）などの無機塩を溶質とする溶液の他、感温性物質を溶質とする溶液が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−５４２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、正浸透膜装置を用いた液体の濃縮システムでは、ドロー溶液に含まれる溶質が、半透膜を介して被処理液側に漏れ出す逆漏れ現象が起こる。この逆漏れ現象が生じると、図４に示す濃縮システム１００では、被処理液にドロー溶液に含まれる異質の溶質が混入するため、濃縮対象の被処理液が例えば飲料、液状の食べ物、液状化粧品などの場合には、濃縮後の被処理液の品質低下を招くという問題がある。また、図４に示す濃縮システム１００では、ドロー溶液を被処理液と別に用意する必要がある。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、被処理液の品質低下を防止することができる濃縮システム及び濃縮方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被処理液が供給される第一室、被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液が供給される第二室、及び前記第一室と前記第二室とに仕切る半透膜を備える正浸透膜装置と、前記正浸透膜装置の第一室で濃縮された被処理液が供給されかつ該被処理液を蒸発濃縮する蒸発濃縮装置と、を備え、前記正浸透膜装置は、前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液がドロー溶液として前記第二室に供給されるように構成されている濃縮システムを提供する。
【００１０】
本発明の濃縮システムにおいては、前記蒸発濃縮装置は、前記正浸透膜装置の第二室で希釈されたドロー溶液が戻されかつ該ドロー溶液を蒸発濃縮するように構成されていることが好ましい。
【００１１】
本発明の濃縮システムにおいては、前記正浸透膜装置の第二室で希釈されたドロー溶液を前記蒸発濃縮装置に戻すための流路に設けられかつ該ドロー溶液を濃縮する濃縮装置をさらに備え、前記蒸発濃縮装置は、前記濃縮装置で濃縮された後のドロー溶液が戻されるように構成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の濃縮システムにおいては、前記正浸透膜装置の第一室で濃縮された被処理液の一部を回収するための第１濃縮液回収路をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
本発明の濃縮システムにおいては、前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液の一部を回収するための第２濃縮液回収路をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
本発明の濃縮システムにおいては、前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液を固液分離する固液分離装置をさらに備え、前記正浸透膜装置は、前記固液分離装置で得られたろ液がドロー溶液として前記第二室に供給されるように構成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の濃縮システムにおいては、前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮されかつ前記固液分離装置で固液分離される前の被処理液の一部を回収するための第３濃縮液回収路をさらに備え、前記第２濃縮液回収路は、前記固液分離装置で得られたろ液の一部を回収することが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液を半透膜を介して被処理液に接触させることにより被処理液を濃縮しかつドロー溶液を希釈する正浸透膜処理工程と、前記正浸透膜処理工程で濃縮された被処理液を蒸発濃縮する蒸発濃縮工程と、を含み、前記蒸発濃縮工程で蒸発濃縮された被処理液を前記正浸透膜処理工程のドロー溶液として用いる、濃縮方法を提供する。
【００１７】
本発明の濃縮方法においては、前記蒸発濃縮工程では、前記正浸透膜処理工程で希釈されたドロー溶液を前記正浸透膜処理工程で濃縮された被処理液とともに蒸発濃縮することが好ましい。
【００１８】
本発明の濃縮方法においては、前記正浸透膜処理工程で希釈されたドロー溶液を濃縮する濃縮工程をさらに含み、前記蒸発濃縮工程では、前記濃縮工程で濃縮されたドロー溶液を前記正浸透膜処理工程で濃縮された被処理液とともに蒸発濃縮することが好ましい。
【００１９】
本発明の濃縮方法においては、前記蒸発濃縮装置で蒸発濃縮された被処理液を固液分離する固液分離工程をさらに含み、前記固液分離装置で得られるろ液を前記正浸透膜処理工程のドロー溶液として用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、正浸透膜装置（正浸透膜処理工程）で濃縮した被処理液を蒸発濃縮装置（蒸発濃縮工程）で蒸発濃縮し、濃度つまりは浸透圧を高めた被処理液をドロー溶液として正浸透膜装置に戻している。このように、正浸透膜装置（正浸透膜処理工程）で濃縮した被処理液の少なくとも一部をドロー溶液として用いているので、被処理液と別にドロー溶液を用意する必要がない。加えて、被処理液とドロー溶液とが同種（同じ成分）であるため、仮に正浸透膜装置のドロー溶液に含まれている成分が半透膜を漏洩して被処理液に混入しても、被処理液の品質（例えば味や風味）に悪影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】濃縮システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】濃縮システムの変形例の概略構成を示す模式図である。
【図３】濃縮システムの変形例の概略構成を示す模式図である。
【図４】従来例の濃縮システムの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。本発明の濃縮システム及び濃縮方法は、水分を含む液体（被処理液）から水分を分離して該液体を濃縮する際に用いられるものであり、正浸透膜装置を用いた液体の濃縮システム及び濃縮方法に関する。正浸透膜装置は、被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液を半透膜を介して被処理液に接触させることにより、被処理液を濃縮する装置である。
【００２３】
被処理液としては、例えば海水などの、無機塩類を含有する水溶液を挙げることができる。無機塩類としては、特に限定されるものではないが、例えば、塩酸、硫酸、フッ酸、リン酸などの強酸と、カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属との無機塩類を挙げることができる。
【００２４】
その他、被処理液としては、例えば経口液体や外用液体を挙げることができる。経口液体は、人又は動物が口にするものを意味しており、例えば、濃縮ジュースや清涼飲料などの飲料、麺つゆ・各種出汁・調味料・スープのような液状の食べ物、液状の健康補助食品、経口医薬品などが挙げられる。また、外用液体は、人又は動物の体に塗る液状のものを総称しており、例えば、化粧水やローション、液状ハンドクリームのような液状化粧料、皮膚や口中に塗布又は散布する液状医薬品などが挙げられる。さらに、経口液体にしても外用液体にしても、消費者又は患者が最終的に使用するものには限らず、原料になるものも含んでいる。
【００２５】
図１は、本実施形態の濃縮システム１の概略構成を示す模式図である。濃縮システム１は、正浸透膜装置２と、蒸発濃縮装置３と、被処理液供給路Ｌ１と、被処理液排出路Ｌ２と、ドロー溶液供給路Ｌ３と、ドロー溶液戻し流路Ｌ４と、第１濃縮液回収路Ｌ５及び／又は第２濃縮液回収路Ｌ６と、凝縮水回収路Ｌ７とを備えている。
【００２６】
本実施形態の濃縮システム１及び濃縮方法では、被処理液は、正浸透膜装置２において被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液が半透膜２０を介して接触することにより濃縮され、同時にドロー溶液は希釈される（正浸透膜処理工程）。被処理液は、正浸透膜装置２でその濃度が高められた後、蒸発濃縮装置３に供給され、蒸発濃縮装置３において蒸発濃縮され、その濃度がさらに高められる（蒸発濃縮工程）。本実施形態の濃縮システム１及び濃縮方法は、この蒸発濃縮後の被処理液を、正浸透膜装置２（正浸透膜処理工程）のドロー溶液として用いることに特徴を有している。また、蒸発濃縮装置３（蒸発濃縮工程）では、正浸透膜装置２（正浸透膜処理工程）で希釈された後のドロー溶液を、正浸透膜装置２（正浸透膜処理工程）で濃縮された被処理液とともに蒸発濃縮している。
【００２７】
正浸透膜装置２は、従来から公知の構造のものを用いることができ、その内部が半透膜２０により２つの室２１，２２に仕切られている。半透膜２０は、例えば酢酸セルロース、ポリアミド、ポリスルホン、アクアポリン（蛋白質）などの従来から公知の素材のものを用いることができ、一般に正浸透膜と呼ばれる半透膜を用いることが好ましい。また、半透膜２０は、例えば平膜、中空糸膜などの従来から公知の構造のものを用いることができる。半透膜２０が平膜である場合、半透膜２０を例えば網状の支持体によって姿勢を保持することができる。
【００２８】
正浸透膜装置２の第一室２１には、一端側（図示では左端側）に被処理液供給路Ｌ１が接続されており、被処理液が被処理液供給路Ｌ１を通って供給される。被処理液供給路Ｌ１は、正浸透膜装置２の第一室２１と被処理液を貯留するタンク５とを繋いでおり、被処理液はタンク５から供給される。一方、第二室２２には、他端側（図示では右端側）にドロー溶液供給路Ｌ３が接続されており、被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液がドロー溶液供給路Ｌ３を通って供給される。ドロー溶液供給路Ｌ３は、正浸透膜装置２の第二室２２と蒸発濃縮装置３とを繋いでおり、ドロー溶液は蒸発濃縮装置３から供給される。
【００２９】
正浸透膜装置２では、被処理液に対して被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液が半透膜２０を介して接触しているため（浸透圧ａ＜ｄ、ｂ＜ｃ）、両溶液の浸透圧の違いにより、被処理液中の水分の一部が、第一室２１から半透膜２０を透過して第二室２２に移動する。これにより、第一室２１内の被処理液は濃縮され、第二室２２内のドロー溶液は希釈される。なお、正浸透膜装置２は、図示では横置き方式になっており、第一室２１が上で第二室２２が下になっているが、第一室２１が下で第二室２２が上になっていてもよい。また、正浸透膜装置２は縦向きの姿勢で配置してもよい。
【００３０】
正浸透膜装置２の第一室２１には、他端側（図示では右端側）に被処理液排出路Ｌ２が接続されており、第一室２１で濃縮された被処理液が被処理液排出路Ｌ２を通って排出される。被処理液排出路Ｌ２は、正浸透膜装置２の第一室２１と蒸発濃縮装置３とを繋いでおり、正浸透膜装置２の第一室２１から排出される被処理液は、蒸発濃縮装置３に供給され、蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮されることで濃度がさらに高められる。本実施形態では、この蒸発濃縮後の被処理液が、ドロー溶液としてドロー溶液供給路Ｌ３を通って正浸透膜装置２の第二室２２に供給されることで、第二室２２に第一室２１内の被処理液よりも浸透圧の高いドロー溶液が供給されている。また、蒸発濃縮装置３で被処理液を蒸発濃縮すると、蒸発濃縮後の被処理液の温度は蒸発濃縮前よりも上がる。そのため、蒸発濃縮装置３から正浸透膜装置２の第二室２２に供給されるドロー溶液は、その浸透圧が温度の上昇に伴いさらに高くなっている。なお、蒸発濃縮後の被処理液の温度は、正浸透膜装置２の半透膜２０の耐熱温度を下回る温度にすることが好ましい。
【００３１】
蒸発濃縮装置３は、正浸透膜装置２の第一室２１より供給される被処理液を蒸発濃縮するものである。蒸発濃縮装置３は、被処理液を蒸発濃縮する、すなわち、被処理液を加熱して被処理液の水分の一部を蒸発させることにより濃縮するものであれば特に限定されず、例えば蒸発缶内に複数の伝熱管を備え、伝熱管内を流れる蒸気との熱交換により被処理液を蒸発させる多管式蒸発濃縮装置を用いることができる。多管式蒸発濃縮装置としては、例えば圧縮機を備えたヒートポンプ型、エゼクターを備えたエゼクター駆動型、低圧蒸気を利用するスチーム型などを用いることができる。また、蒸発濃縮装置３としては、伝熱管を備えない代わりに加熱器を備え、蒸発缶外のヒーターで加熱した被処理液を蒸発缶内でフラッシュ蒸発させるフラッシュ式蒸発濃縮装置を用いてもよい。蒸発濃縮装置３において被処理液の蒸発により発生する水蒸気は凝縮され、凝縮水が凝縮水回収路Ｌ７により回収されて、淡水として利用される。
【００３２】
正浸透膜装置２の第二室２２には、一端側（図示では左端側）にドロー溶液戻し流路Ｌ４が接続されている。ドロー溶液戻し流路Ｌ４は、正浸透膜装置２の第二室２２と蒸発濃縮装置３とを繋いでおり、第二室２２で希釈されたドロー溶液はドロー溶液戻し流路Ｌ４を通って第二室２２から排出され、蒸発濃縮装置３に供給される。蒸発濃縮装置３は、正浸透膜装置２の第二室２２から戻されるドロー溶液を、正浸透膜装置２の第一室２１より供給される被処理液とともに蒸発濃縮する。
【００３３】
被処理液排出路Ｌ２には、第１濃縮液回収路Ｌ５が分岐している。第１濃縮液回収路Ｌ５は、正浸透膜装置２の第一室２１で濃縮された被処理液の一部を回収するためのものである。第１濃縮液回収路Ｌ５が被処理液排出路Ｌ２から分かれていることにより、正浸透膜装置２の第一室２１で濃縮された後の被処理液は、一部を濃縮液（製品）として回収可能であり、一部をドロー溶液の原液として蒸発濃縮装置３に供給可能である。被処理液が蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮されると、被処理液の温度が高くなる。そのため、被処理液が経口液体や外用液体の場合であって、熱を加えることなく濃縮液を回収したい場合には、第１濃縮液回収路Ｌ５を用いることで正浸透膜装置２の第一室２１から排出される高濃度の被処理液を回収することができる。
【００３４】
ドロー溶液供給路Ｌ３には、第２濃縮液回収路Ｌ６が分岐している。第２濃縮液回収路Ｌ６は、蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮された被処理液の一部を回収するためのものである。第２濃縮液回収路Ｌ６がドロー溶液供給路Ｌ３から分かれていることにより、蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮された後の被処理液は、一部を濃縮液（製品）として回収可能であり、一部をドロー溶液として正浸透膜装置２の第二室２２に供給可能である。被処理液が蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮されると、被処理液はその濃度がさらに高くなる。そのため、被処理液が無機塩類を含有する水溶液である場合や、経口液体や外用液体の場合であっても濃縮液に熱が加えられていても問題ない場合には、第２濃縮液回収路Ｌ６を用いることで蒸発濃縮装置３から排出されるさらに高濃度の被処理液を回収することができる。
【００３５】
以上、上述した構成の本実施形態の濃縮システム１及び濃縮方法によれば、正浸透膜装置２の第一室２１から排出される被処理液を蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮し、濃度つまりは浸透圧を高めた被処理液をドロー溶液として正浸透膜装置２の第二室２２に戻している。このように、正浸透膜装置２の第一室２１で濃縮された被処理液の少なくとも一部をドロー溶液として用いているので、被処理液と別にドロー溶液を用意する必要がない。加えて、被処理液とドロー溶液とが同種（同じ成分）であるため、仮に第二室２２内のドロー溶液に含まれている成分が半透膜２０を漏洩して第一室２１内の被処理液に混入しても、被処理液の品質（例えば味や風味）に悪影響を与えることがない。
【００３６】
また、ドロー溶液となる蒸発濃縮後の被処理液は、その温度が蒸発濃縮前よりも高く、浸透圧がさらに高まっている。このように、ドロー溶液の性能が温度上昇によって上がっているので、正浸透膜装置２（正浸透処理工程）においては、第一室２１内の被処理液と第二室２２内のドロー溶液との浸透圧差が大きくなる。よって、第一室２１から半透膜２０を介して第二室２２に移動する透過水量を増やすことができるため、第一室２１内の被処理液の濃縮効率を高めることができる。
【００３７】
また、ドロー溶液となる蒸発濃縮後の被処理液の温度が濃縮前よりも上がっていることで、温度上昇によってドロー溶液の粘度が低下する。これにより、正浸透膜装置２の第二室２２内のドロー溶液の流動性が増すので、濃度分極を低減することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００３９】
例えば、濃縮システム１は、図２に示すように、さらに濃縮装置４を備えていてもよい。濃縮装置４は、正浸透膜装置２の第二室２２で希釈されたドロー溶液を蒸発濃縮装置３に戻すためのドロー溶液戻し流路Ｌ４に設けられ、該ドロー溶液を濃縮する濃縮工程を行う。蒸発濃縮装置３は、この濃縮装置４で濃縮された後のドロー溶液が戻され、濃縮装置４で濃縮されたドロー溶液を正浸透膜装置２の第一室２１で濃縮された被処理液とともに蒸発濃縮する。これにより、蒸発濃縮装置３で被処理液を蒸発濃縮する際に、被処理液の濃度がより高濃度になることから、蒸発濃縮装置３の蒸気量、処理量を低減することができ、蒸発濃縮装置３でのエネルギー消費を低減することができる。
【００４０】
濃縮装置４としては、例えば逆浸透膜装置を用いることができる。逆浸透膜装置は、従来から公知の構造のものを用いることができ、その内部が半透膜４０により２つの室４１，４２に仕切られている。半透膜４０は、例えば酢酸セルロース、ポリアミド、ポリスルホン、アクアポリン（蛋白質）などの従来から公知の素材のものを用いることができ、一般に逆浸透膜と呼ばれる半透膜を用いることが好ましい。また、半透膜４０は、例えば平膜、中空糸膜などの従来から公知の構造のものを用いることができる。半透膜４０が平膜である場合、半透膜４０を例えば網状の支持体によって姿勢を保持することができる。
【００４１】
逆浸透膜装置の第一室４１に正浸透膜装置２の第二室２２から排出された希釈後のドロー溶液が供給され、第一室４１内のドロー溶液に物理的圧力を加えられることで、ドロー溶液中の水分の一部が第一室４１から半透膜４０を透過して第二室４２に移動する。その結果、ドロー溶液は第一室４１を流れるに伴い水が分離することにより濃縮されて濃度が高くなる。ドロー溶液は、第一室４１から排出された後、蒸発濃縮装置３に供給される。なお、物理的圧力を第一室４１内のドロー溶液に加える方法としては、特に限定されるものではなく、逆浸透法において用いられている種々の方法を用いることができる。逆浸透膜装置の第二室４２には、半透膜４０を透過した透過水を排出する流路Ｌ８が接続されており、透過水は流路Ｌ８を通って回収され、淡水として利用される。
【００４２】
この濃縮装置４は、逆浸透膜装置に限定されるものではなく、その他の装置を用いることもできる。
【００４３】
また、濃縮システム１において、被処理液供給路Ｌ１にナノ濾過膜装置（図示せず）を配置してもよい。ナノ濾過膜装置は、被処理液に含まれる主に２価イオンを排除する不純物除去工程を行う。被処理液が海水などの無機塩類を含む水溶液である場合には、ナノ濾過膜装置は、特に硫酸イオンを高く排除するものが好ましい。これにより、タンク５から供給される被処理液中に含まれるスケール成分を高い割合で除去することができる。被処理液からスケール成分を事前に除去しておくことで、正浸透装置２で被処理液を高濃度に濃縮した際に、溶解度の小さい硫酸カルシウムなどのスケールが析出して、半透膜２０が懸濁物質や結晶などで閉塞することを抑制できる。加えて、蒸発濃縮装置３において、熱交換器の伝熱面にスケールが発生して付着することを抑制することができる。
【００４４】
また、濃縮システム１において、ドロー溶液供給路Ｌ３にフィルター（図示せず）を設けてもよい。被処理液が海水などの無機塩類を含む水溶液であり、蒸発濃縮後の被処理液（ドロー溶液）に無機塩類の析出により懸濁物質や結晶などが含まれる場合に、フィルターによりドロー溶液から懸濁物質や結晶などが取り除かれることで、正浸透膜装置２において半透膜２０が懸濁物質や結晶などにより閉塞することを抑制できる。フィルターはドロー溶液供給路Ｌ３において第２濃縮液回収路Ｌ６が分岐する箇所よりも上流側であってもよいし下流側であってもよい。
【００４５】
また、濃縮システム１において、被処理液が海水などの無機塩類を含む水溶液である場合に、蒸発濃縮装置３で被処理液中の無機塩類の溶解度を超える濃度まで被処理液を濃縮して無機塩類を晶析させてもよい。その場合には、図３に示すように、蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮後の被処理液を固液分離装置６に供給する。この蒸発濃縮後の被処理液には、析出した無機塩類の懸濁物質や結晶などが含まれる。固液分離装置６は、蒸発濃縮後の被処理液から懸濁物質や結晶などを取り除く固液分離工程を行い、ろ液をドロー溶液として正浸透膜装置２の第二室２２に供給する。これにより、正浸透膜装置２の第二室２２に供給されるドロー溶液に懸濁物質や結晶などが含まれないので、正浸透膜装置２において半透膜２０が懸濁物質や結晶などにより閉塞することを抑制できる。固液分離装置６としては、被処理液から懸濁物質や結晶などを取り除くことが可能であれば特に限定されるものではなく、遠心分離機、ＭＦ（精密ろ過）膜やＵＦ（限外ろ過）膜などのろ過膜などを用いることができる。
【００４６】
図３に示す実施形態においては、蒸発濃縮装置３で蒸発濃縮後の被処理液について、その一部を固液分離装置６に供給することなく濃縮液として第３濃縮液回収路Ｌ８により回収してもよい。これにより、懸濁物質や結晶などを取り除いた状態の濃縮液が必要な場合には、第２濃縮液回収路Ｌ６から濃縮液を回収することができ、懸濁物質や結晶などが混入した濃縮液やスラリー状の濃縮液が必要な場合には、第３濃縮液回収路Ｌ８から当該濃縮液を回収することができる。
【００４７】
また、濃縮システム１において、被処理液が熱に弱い性質である場合には、ドロー溶液供給路Ｌ３に蒸発濃縮後の被処理液を冷却するための冷却装置（図示せず）を設けてもよい。これにより、被処理液の温度を例えば常温あるいは常温よりやや高い温度に下げることで被処理液の熱変性を抑制することができる。冷却装置は、特に限定されるものではないが、エネルギー効率の観点からは、熱交換器を用いて、ドロー溶液供給路Ｌ３を流れる蒸発濃縮後の被処理液とドロー溶液戻し流路Ｌ４を流れる希釈後のドロー溶液との間で熱交換を行うことで、蒸発濃縮後の被処理液の温度を下げることが好ましい。また、冷却装置に変えてドロー溶液供給路Ｌ３にタンク（図示せず）を設け、蒸発濃縮後の被処理液を一旦、タンクに貯留するなどにより冷ますようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１    濃縮システム
２    正浸透膜装置
３    蒸発濃縮装置
４    濃縮装置
２０  半透膜
２１  第一室
２２  第二室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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