(57)【要約】【課題】地下水に含まれる炭酸水素ナトリウムを回収する。【解決手段】地下水を蒸発式濃縮装置４によって濃縮し、濃縮した濃縮地下水を、炭酸ガス吸収式晶析装置５によって、炭酸ガスと接触させて炭酸水素ナトリウムを結晶化させて析出させ、前記炭酸ガス吸収式晶析装置５の濃縮地下水に、前記蒸発式濃縮装置４で発生する炭酸ガスを導入し、炭酸水素ナトリウムの回収率を高めている。【選択図】図１
2014001085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する装置であって、
前記地下水を濃縮する蒸発式濃縮装置と、
前記蒸発式濃縮装置によって濃縮された濃縮地下水を炭酸ガスと接触させて、炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる炭酸ガス吸収式晶析装置とを備え、
前記蒸発式濃縮装置で発生する炭酸ガスを、前記炭酸ガス吸収式晶析装置内の前記濃縮地下水へ導入する、
ことを特徴とする炭酸水素ナトリウムの回収装置。
【請求項２】
前記蒸発式濃縮装置に供給される濃縮前の前記地下水を、透過水と膜濃縮水とに分離する逆浸透膜式濃縮装置を備え、
前記逆浸透膜式濃縮装置で分離された膜濃縮水を、前記蒸発式濃縮装置へ濃縮前の地下水として供給する、
請求項１に記載の炭酸水素ナトリウムの回収装置。
【請求項３】
少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する装置であって、
前記地下水を濃縮する蒸発式濃縮装置と、
前記蒸発式濃縮装置によって濃縮された濃縮地下水を炭酸ガスと接触させて、炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる炭酸ガス吸収式晶析装置と、
前記蒸発式濃縮装置に供給される濃縮前の前記地下水を、透過水と膜濃縮水とに分離する逆浸透膜式濃縮装置とを備え、
前記逆浸透膜式濃縮装置で分離された前記透過水に含まれる炭酸ガスを取り出して、前記炭酸ガス吸収式晶析装置内の前記濃縮地下水へ導入する一方、前記逆浸透膜式濃縮装置で分離された膜濃縮水を、前記蒸発式濃縮装置へ濃縮前の地下水として供給する、
ことを特徴とする炭酸水素ナトリウムの回収装置。
【請求項４】
前記蒸発式濃縮装置で濃縮された前記濃縮地下水の熱によって、前記蒸発式濃縮装置に供給される濃縮前の前記地下水を予熱する熱回収装置を備える、
請求項１ないし３のいずれかに記載の炭酸水素ナトリウムの回収装置。
【請求項５】
前記地下水が、石炭層から炭酸ガスと共に排出される随伴水である、
請求項１ないし４のいずれかに記載の炭酸水素ナトリウムの回収装置。
【請求項６】
少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する方法であって、
前記地下水を蒸発濃縮する工程と、
前記工程で蒸発濃縮された濃縮地下水を、炭酸ガスと接触させて炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる工程とを含み、
前記析出させる工程では、前記蒸発濃縮する工程で発生する炭酸ガスを、前記濃縮地下水に導入する、
ことを特徴とする炭酸水素ナトリウムの回収方法。
【請求項７】
少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する方法であって、
前記地下水を、逆浸透膜によって透過水と膜濃縮水とに分離する工程と、
分離された前記膜濃縮水を蒸発濃縮して濃縮地下水とする工程と、
蒸発濃縮された前記濃縮地下水を、炭酸ガスと接触させて炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる工程とを含み、
前記析出させる工程では、前記逆浸透膜によって分離された前記透過水に含まれる炭酸ガスを取り出して、前記濃縮地下水に導入する、
ことを特徴とする炭酸水素ナトリウムの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水に含まれる炭酸水素ナトリウムを回収する装置及び方法に関し、更に詳しくは、炭層メタンガスなどを採取する際に発生する随伴水等の地下水に含まれる炭酸水素ナトリウムの回収に好適な回収装置及び回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石炭層から採取可能な炭層メタンガスの利用が進んでいる。この炭層メタンガスを採取する際に多量に発生する随伴水は、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどを含んでいる。
【０００３】
このように随伴水は塩類を含んでいるので、灌漑用水としての利用や河川へ排水することはできず、このため、ため池に一時的に貯留して自然蒸発によって減容する等の処理が行なわれている。
【０００４】
しかしながら、ため池に貯留して自然蒸発させる蒸発池方式では、広大な敷地が必要となる。
【０００５】
そこで、蒸発池方式に比べて設備容量を大幅に低減するために、例えば、特許文献１には、逆浸透膜を用いた脱塩装置と蒸発法による濃縮装置とを組合せた濃縮装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ ２０１２／００８０１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の濃縮装置によれば、設備容量を大幅に低減して随伴水を減容化できるものの、減容化した後の濃縮水の処理は容易でない。そこで、この濃縮水に含まれる有効なソーダ成分を分別回収することが望まれるが、上記特許文献１には、かかるソーダ成分の分別回収については、開示されていない。
【０００８】
本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、随伴水等の地下水に含まれるソーダ成分である炭酸水素ナトリウムを回収することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。
【００１０】
（１）本発明の炭酸水素ナトリウムの回収装置は、少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する装置であって、前記地下水を濃縮する蒸発式濃縮装置と、前記蒸発式濃縮装置によって濃縮された濃縮地下水を炭酸ガスと接触させて、炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる炭酸ガス吸収式晶析装置とを備え、前記蒸発式濃縮装置で発生する炭酸ガスを、前記炭酸ガス吸収式晶析装置内の前記濃縮地下水へ導入するものである。
【００１１】
本発明によると、蒸発濃縮された濃縮地下水から、炭酸ガス吸収式晶析装置で炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる際に、蒸発式濃縮装置で発生した炭酸ガスを、炭酸ガス吸収式晶析装置の濃縮地下水に導入して接触させるので、濃縮地下水で炭酸水素イオンの生成が促進されて炭酸水素ナトリウムの回収率を高めることができる。
【００１２】
（２）本発明の好ましい実施態様では、前記蒸発式濃縮装置に供給される濃縮前の前記地下水を、透過水と膜濃縮水とに分離する逆浸透膜式濃縮装置を備え、前記逆浸透膜式濃縮装置で分離された膜濃縮水を、前記蒸発式濃縮装置へ濃縮前の地下水として供給する。
【００１３】
この実施態様によると、地下水を、逆浸透膜式濃縮装置によって膜濃縮し、更に、蒸発式濃縮装置によって蒸発濃縮するので、地下水を効率的に濃縮することができる。
【００１４】
（３）本発明の炭酸水素ナトリウムの回収装置は、少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する装置であって、前記地下水を濃縮する蒸発式濃縮装置と、前記蒸発式濃縮装置によって濃縮された濃縮地下水を炭酸ガスと接触させて、炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる炭酸ガス吸収式晶析装置と、前記蒸発式濃縮装置に供給される濃縮前の前記地下水を、透過水と膜濃縮水とに分離する逆浸透膜式濃縮装置とを備え、前記逆浸透膜式濃縮装置で分離された前記透過水に含まれる炭酸ガスを取り出して、前記炭酸ガス吸収式晶析装置内の前記濃縮地下水へ導入する一方、前記逆浸透膜式濃縮装置で分離された膜濃縮水を、前記蒸発式濃縮装置へ濃縮前の地下水として供給するものである。
【００１５】
原水としての地下水には、多量の炭酸イオンが含まれているので、蒸発式濃縮装置の前段の逆浸透膜式濃縮装置によって分離される透過水中には、同様に多量の炭酸ガスが含まれる。この炭酸ガスは、例えば真空脱気装置などによって透過水から取り出すことが可能である。
【００１６】
本発明によると、蒸発濃縮された濃縮地下水から、炭酸ガス吸収式晶析装置で炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる際に、逆浸透膜式濃縮装置で分離された透過水に含まれる炭酸ガスを取り出して、炭酸ガス吸収式晶析装置の濃縮地下水に導入して接触させるので、濃縮地下水で炭酸水素イオンの生成が促進されて炭酸水素ナトリウムの回収率を高めることができる。
【００１７】
また、地下水を、逆浸透膜式濃縮装置によって膜濃縮し、更に、蒸発式濃縮装置によって蒸発濃縮するので、地下水を効率的に濃縮することができる。
【００１８】
（４）本発明の好ましい実施態様では、前記蒸発式濃縮装置で濃縮された前記濃縮地下水の熱によって、前記蒸発式濃縮装置に供給される濃縮前の前記地下水を予熱する熱回収装置を備える。
【００１９】
この実施態様によると、蒸発式濃縮装置で、濃縮されて高温となった濃縮地下水の熱によって、前記蒸発式濃縮装置へ供給される濃縮前の地下水を予熱するので、濃縮地下水の熱を回収してエネルギー効率を高めることができる。濃縮地下水は温度が低下するので炭酸水素ナトリウムの溶解度を下げることができ、その結晶の回収率を上げることができる。さらに熱回収装置から排出される濃縮地下水はチラー水によって一層冷却するようにしてもよい。
【００２０】
（５）本発明の更に他の実施態様では、前記地下水が、石炭層から炭酸ガスと共に排出される随伴水である。
【００２１】
石炭層から炭酸ガスと共に排出される随伴水は、ｐＨが約８〜９程度であり、この実施態様によると、随伴水のｐＨを調整することなく、随伴水に含まれる炭酸水素ナトリウムを回収することができる。
【００２２】
（６）本発明の炭酸水素ナトリウムの回収方法は、少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する方法であって、前記地下水を蒸発濃縮する工程と、前記工程で蒸発濃縮された濃縮地下水を、炭酸ガスと接触させて炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる工程とを含み、前記析出させる工程では、前記蒸発濃縮する工程で発生する炭酸ガスを、前記濃縮地下水に導入するものである。
【００２３】
本発明によると、蒸発濃縮された濃縮地下水から、炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる際に、蒸発濃縮の際に発生した炭酸ガスを、濃縮地下水に導入するので、濃縮地下水で炭酸水素イオンの生成が促進されて炭酸水素ナトリウムの回収率を高めることができる。
【００２４】
（７）本発明の炭酸水素ナトリウムの回収方法は、少なくとも炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する地下水から前記炭酸水素ナトリウムを回収する方法であって、前記地下水を、逆浸透膜によって透過水と膜濃縮水とに分離する工程と、分離された前記膜濃縮水を蒸発濃縮して濃縮地下水とする工程と、蒸発濃縮された前記濃縮地下水を、炭酸ガスと接触させて炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる工程とを含み、前記析出させる工程では、前記逆浸透膜によって分離された前記透過水に含まれる炭酸ガスを取り出して、前記濃縮地下水に導入するものである。
【００２５】
本発明によると、蒸発濃縮された濃縮地下水から、炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる際に、逆浸透膜によって分離された透過水に含まれる炭酸ガスを取り出して、濃縮地下水に導入するので、濃縮地下水で炭酸水素イオンの生成が促進されて炭酸水素ナトリウムの回収率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２６】
このように本発明によれば、蒸発濃縮された濃縮地下水から、炭酸ガス吸収式晶析装置によって炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる際に、蒸発式濃縮装置で発生した炭酸ガス、または、逆浸透膜式濃縮装置で分離された透過水に含まれる炭酸ガスを、濃縮地下水に導入するので、濃縮地下水で炭酸水素イオンの生成が促進されて炭酸水素ナトリウムの回収率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の回収装置の全体構成図である。
【図２】図２は、図１の蒸発式濃縮装置の構成図である。
【図３】図３は、図１の熱回収装置の概略構成図である。
【図４】図４は、図１の炭酸ガス吸収式晶析装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係る炭酸水素ナトリウムの回収装置の全体構成図である。
【００３０】
この実施形態の回収装置１は、地下水、例えば、炭層メタンガス（Coal seam gas）を石炭層から採取する際に多量に発生する随伴水を原水とし、この原水に含まれる炭酸水素ナトリウムを回収するものである。
【００３１】
この原水は、塩化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムを主成分として含んでおり、回収装置１は、この原水に含まれる炭酸水素ナトリウムを回収する。この原水のｐＨは約８〜９程度であり、回収に際して、ｐＨを調整する必要がない。
【００３２】
この回収装置１は、地下水を、透過水（淡水）と非透過水とに分離する逆浸透膜式濃縮装置２と、この逆浸透膜式濃縮装置２で膜濃縮された非透過水である原水を、後述のようにして予熱する熱回収装置３と、この熱回収装置３で予熱された原水を飽和近くまで、または過飽和になるまで濃縮して上記熱回収装置３へ送る蒸発式濃縮装置４と、この蒸発式濃縮装置４で濃縮され、熱回収装置３で熱回収された濃縮原水を炭酸ガスと接触させて炭酸水素ナトリウムの結晶を析出させる炭酸ガス吸収式晶析装置５と、炭酸ガス吸収式晶析装置５で析出した炭酸水素ナトリウムの結晶を分離する固液分離装置６とを備えている。炭酸ガス吸収式晶析装置５には、後述のように、蒸発式濃縮装置４で生成する炭酸ガスが導入される。
【００３３】
逆浸透膜式蒸発装置２には、図示しない前処理装置によってカルシウムやマグネシウム、バリウム、ストロンチュームなどの難溶解性塩を作るイオンの除去等の前処理が施された原水（地下水）が供給され、透過水と非透過水とに分離される。透過水は、淡水として利用され、膜濃縮された非透過水が、熱回収装置３へ供給されて予熱され、蒸発式濃縮装置４へ供給される。
【００３４】
この実施形態の蒸発式濃縮装置４は、図２に示す２効用の水平管薄膜流下式の蒸発装置である。なお、蒸発式濃縮装置４は、２効用に限らず、単効用、或いは、３効用以上の多重効用の蒸発装置であっても、また蒸気を使用しない自己蒸発蒸気機械圧縮式蒸発装置でもよい。
【００３５】
この蒸発式濃縮装置４は、第１効用蒸発缶７と第２効用蒸発缶８とを備えている。各蒸発缶７，８には、その上部内に多数本の伝熱管７ａ，８ａが略水平にそれぞれ設けられると共に、その下部に供給される原水を汲み出して前記伝熱管７ａ，８ａの外表面に散布するように循環させる循環管路３１，３２が設けられ、各循環管路３１，３２には、第１，第２循環ポンプ９，１０がそれぞれ設置される。
【００３６】
熱回収装置３で予熱された原水は、供給管路１１を介して第１効用蒸発缶７の下部へ供給され、この第１効用蒸発缶７内の原水の一部が、上述のように循環される一方、残部が、管路１２を介して第２効用蒸発缶８の下部へ供給される。
【００３７】
また、前記各蒸発缶７，８の各伝熱管７ａ，８ａの一端は、入口側ヘッダー７ｂ，８ｂにそれぞれ連通し、他端は、出口側ヘッダー７ｃ，８ｃにそれぞれ連通する。
【００３８】
図示しないボイラ等の熱源から蒸気ダクト１３を介して供給される蒸気によって駆動される蒸気エゼクター１４によって、第２効用蒸発缶８からの蒸気の一部が吸引圧縮された後、蒸気ダクト１５を介して第１効用蒸発缶７の入口側ヘッダー７ｂに供給され、第１効用蒸発缶７における原水を蒸発させるための熱源となる。この第１効用蒸発缶７内で発生した蒸気が蒸気ダクト１６を介して第２効用蒸発缶８の入口側ヘッダー８ｂに供給され、第２効用蒸発缶２における原水を蒸発させるための熱源となる。
【００３９】
この第２効用蒸発缶８内で発生した蒸気の一部が、上述のように蒸気エゼクタ−１４に供給される一方、残部が、分岐ダクト２７を介して凝縮器１７に供給され、冷却されて凝縮される。凝縮水は、凝縮水ポンプ３０によって排出される。また、凝縮器１７は、各蒸発缶７，８等を減圧するための真空ポンプ２９に接続されている。
【００４０】
この蒸発式濃縮装置では、熱回収装置３から供給管路１１よって第１効用蒸発缶７内に供給された原水は、ここでの加熱、蒸発によって濃縮され、次いで、第２効用蒸発缶８に送られ、ここでの加熱、蒸発によって更に濃縮される。
【００４１】
通常、第１効用蒸発缶７の温度は、１００℃〜６０℃、第２効用蒸発缶８の温度は、それよりやや低い温度で運転される。この実施形態では、第１効用蒸発缶７内で濃縮される濃縮原水の温度は、６８℃程度であり、第２効用蒸発缶８内で濃縮される濃縮原水の温度は、６５℃程度である。
【００４２】
この第２効用蒸発缶８で濃縮された濃縮原水は、その一部が、上記循環管路３２を介して循環される一方、残部が、熱回収装置３へ供給され、熱回収装置３において、逆浸透膜式濃縮装置２からの原水と熱交換してその熱が回収される。
【００４３】
この蒸発式濃縮装置４では、蒸発濃縮の際に炭酸ガス（ＣＯ2）が発生するが、この炭酸ガスを回収して炭酸ガス吸収式晶析装置５へ供給するようにしている。具体的には、炭酸ガスと蒸気との混合ガスは、第２効用蒸発缶８の上部の蒸気ダクト２８から分岐した分岐ダクト２７を介して凝縮器１７に供給され、冷却されて同伴蒸気が取り除かれ、水封式の真空ポンプ２９を介して炭酸ガス吸収式晶析装置５へ供給される。
【００４４】
この実施形態の熱回収装置３は、図３の概略図に示すように、多段、例えば、７段のフラッシュ蒸発装置によって構成され、下部に濃縮された原水を流通させるための開口部３1ａ〜３7ａを有する減圧された蒸発室３1〜３7を備え、蒸発式濃縮装置４で濃縮された濃縮原水を順次導入してフラッシュ蒸発させる一方、蒸発した蒸気を、上部の予熱管路１８を流通する逆浸透膜式濃縮装置２からの低温の原水によって冷却する。これによって、高温の濃縮原水と低温の原水との熱交換が行われ、高温の濃縮原水の熱が回収され、予熱された原水が蒸発式濃縮装置４に供給される。
【００４５】
蒸発式濃縮装置４の第２効用蒸発缶８から熱回収装置３へ供給される濃縮原水の温度は、６５℃程度であり、熱回収装置３でフラシュ蒸発を繰り返して、逆浸透膜式濃縮装置２からの原水を予熱した後の濃縮原水の温度は、４０℃程度まで低下する。
【００４６】
このように蒸発式濃縮装置４で濃縮された濃縮原水の熱を回収するので、エネルギー効率を高めることができる。
【００４７】
なお、熱回収装置３としては、フラッシュ蒸発装置に代えて、熱交換器を用いてもよいが、濃縮地下水は炭酸塩が飽和または過飽和になっているので冷却に伴って結晶が伝熱面に析出する。さらには、原水にはシリカが含有されているので、蒸発式濃縮装置４によって濃縮された濃縮原水では、シリカの濃度が高く、熱交換器では、濃縮原水の温度が低下するのに伴ってシリカのスケールが熱交換面に付着して熱交換効率が低下する。このため、この実施形態では、フラッシュ蒸発装置を用いている。
【００４８】
この実施形態の炭酸ガス吸収式晶析装置５は、ジャケット冷却方式の晶析装置を用いている。
【００４９】
この炭酸ガス吸収式晶析装置５は、図４に示すように、晶析を行う結晶缶１９の周囲にジャケット１９ａを有し、当該ジャケット１９ａ内に図示しないチラーからの冷水を流通し、結晶缶１９の壁面を介して冷却する。結晶缶１９内の濃縮原水の温度は、１５℃〜２０℃まで冷却され、維持されるようになっている。
【００５０】
結晶缶１９は、上部が円筒状であって、下部が分級のためにコーン形状となっており、この下部には、供給管路２２を介して熱回収装置３で降温された濃縮原水が供給される。
【００５１】
また、結晶缶１９の底部から、析出した炭酸水素ナトリウムの結晶を含むスラリーが取り出され、その一部が、固液分離装置６へ供給される一方、残部が、蒸発式濃縮装置４で発生する炭酸ガスをエゼクター２５で吸引混合して、結晶缶１９の下部に導入される。
【００５２】
これによって、結晶缶１９内の濃縮原液が攪拌され、炭酸ガスは、結晶缶１９の全体に微小気泡となって溶解し、ｐＨはやや低下し、炭酸イオン（ＣＯ3-）成分の比率は低下する。このようにｐＨが低下して、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）の成分割合は小さくなるので、炭酸ナトリウムが結晶化するのを防ぐことができる。
【００５３】
また、蒸発式濃縮装置４で発生した炭酸ガスを回収して結晶缶１９内に導入し、濃縮原水に溶解した炭酸ガスは、新たな炭酸水素イオン（ＨＣＯ3-）を生成するので、炭酸水素ナトリウムの回収率を高めることができる。
【００５４】
結晶缶１９の底部から取り出された炭酸水素ナトリウムの結晶を含むスラリーは、図１の固液分離装置６へ供給される。
【００５５】
この固液分離装置６としては、例えば、遠心分離機、ロータリーバキュームフィルターなどが挙げられる。この固液体分離装置６によって、炭酸水素ナトリウムの結晶が分離されて回収され、ろ液は、図１に示すように、一部が系外へブローされ、残部が逆浸透膜式濃縮装置２からの非透過水（膜濃縮水）に戻されて混合され、熱回収装置３へ供給される。
【００５６】
この実施形態の回収装置１によって炭酸水素ナトリウムを回収した地下水の組成の一例を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2014001085.tif 000003
この表１には、逆浸透膜式濃縮装置２によって膜濃縮した原水（膜濃縮水）の組成も併せて示している。
【００５８】
逆浸透膜式濃縮装置２によって膜濃縮した表１に示される組成の原水を、蒸発式濃縮装置４によって蒸発濃縮した。
【００５９】
表１に示す成分の地下水の流量を２６ｍ3／ｈとし、固液分離装置６からの循環液の流量を、３ｍ3／ｈとした。この蒸発式濃縮装置４の蒸発能力は、２３ｔ／ｈであり、供給された原水は約６倍に濃縮された。蒸発濃縮装置の第二効用では炭酸水素ナトリウムの結晶が６４０ｋｇ（７．６ｋｍｏｌ／ｈ）生成され３．７ｔ／ｈの濃縮原水が取り出される。
【００６０】
この蒸発式濃縮装置４の内部では、濃縮される原水から炭酸ガスが発生し、上述の真空ポンプ２９の出口から排出されるが、この炭酸ガスの量は５６ｋｇ／ｈであった。
【００６１】
【表２】
2014001085.tif 000004
さらにこの結晶を分離した濃縮原水から乾燥重量が４０５ｋｇ／ｈ（４．８ｋｍｏｌ／ｈ）の炭酸水素ナトリウムの結晶物が得られた。
【００６２】
地下水には、上述の表１に示すように、以下のソーダ成分が含まれている。
【００６３】
ＨＣＯ3：６，３００ｍｇ／Ｌ，６．３／６１＝０．１ｍｏｌ／Ｌ
ＣＯ3：１３００ｍｇ／Ｌ，１．３／６０＝０．０２２ｍｏｌ／Ｌ
合計、０．１２２ｍｏｌ／Ｌ、すなわち、０．１２２ｋｍｏｌ／ｍ3
であり、原水の流量は、表１に示すように、１４０ｍ3／ｈであるので、
０．１２２ｋｍｏｌ*１４０ｍ3＝１７．１ｋｍｏｌであるから、その収率は、（７．６+４．８）／１７．１＝７３％となる。
【００６４】
この実施形態によれば、７０％以上の収率で炭酸水素ナトリウムを回収することができる。
【００６５】
上述の実施形態では、地下水として、炭層メタンガスを採取する際に発生する随伴水に適用して説明したけれども、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び塩化ナトリウムを含有する他の地下水にも同様に適用できるものである。
【００６６】
蒸発濃縮装置は第二効用で結晶が析出するようにしたが、別途蒸発濃縮式晶析装置を後段に設け、蒸発濃縮装置内部で結晶が生成しないようにしてもよい。
【００６７】
炭酸ガス吸収式晶析装置５は、チラーによるジャケット式冷却方式としたが、通常の冷却塔の場合に実現できる３５℃から４０℃でもよく、また冷却方式もジャケット方式に限らず、例えば、結晶缶の内部に冷却管を配置した構成やその他の晶析装置を用いてもよい。
【００６８】
上述の実施形態では、蒸発式濃縮装置で発生した炭酸ガスを、炭酸ガス吸収式晶析装置に導入して濃縮原水に接触させたけれども、本発明の他の実施形態として、逆浸透膜式濃縮装置によって分離された透過水に含まれる炭酸ガスを、真空脱気装置などによって取り出し、この炭酸ガスを炭酸ガス吸収式晶析装置に導入して濃縮原水に接触させるようにしてもよく、あるいは、蒸発式濃縮装置で発生した炭酸ガス及び透過水から取り出した炭酸ガスの両方を、炭酸ガス吸収式晶析装置に導入してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
２              逆浸透膜式濃縮装置
３              熱回収装置
４              蒸発式濃縮装置
５              炭酸ガス吸収式晶析装置
６              固液分離装置
７              第１効用蒸発缶
８              第２効用蒸発缶
１９            結晶缶
【図１】
2014001085.tif 000005
【図２】
2014001085.tif 000006
【図３】
2014001085.tif 000007
【図４】
2014001085.tif 000008