(57)【要約】【課題】  排水中の塩を低エネルギーかつ低コストにて充分に除去し、安全な処理水を確実に得るための浄化方法、及びそれに用いる簡素な浄化システムを提供すること。【解決手段】  排水に対して、少なくとも生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理、活性炭吸着処理及び透析処理を行う方法で、該生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理よりも後に活性炭吸着処理を行い、次いで透析処理をモザイク荷電膜にて行うことを特徴とする排水の浄化方法、並びに少なくとも生物処理設備、凝集沈殿処理設備、砂ろ過処理設備、活性炭吸着処理設備及び透析処理設備を備えたシステムで、該生物処理設備、凝集沈殿処理設備及び砂ろ過処理設備よりも後段に活性炭吸着処理設備が備えられ、該活性炭吸着処理設備の後段の透析処理設備にモザイク荷電膜が備えられたことを特徴とする、前記浄化方法に用いる浄化システム。【選択図】  図１
2006314886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水に対して、少なくとも生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理、活性炭吸着処理及び透析処理を行う浄化方法であって、
前記生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理よりも後に活性炭吸着処理を行い、
次いで前記透析処理をモザイク荷電膜にて行うことを特徴とする排水の浄化方法。
【請求項２】
透析処理を複数回行う、請求項１に記載の浄化方法。
【請求項３】
２ＭＰａ以下の操作圧力で透析処理を行う、請求項１又は２に記載の浄化方法。
【請求項４】
モザイク荷電膜が、粒状の陽イオン交換樹脂及び粒状の陰イオン交換樹脂がランダムに分布したものである、請求項１〜３いずれかに記載の浄化方法。
【請求項５】
陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂が、いずれも平均粒子径が５００μｍ以下のイオン交換樹脂である、請求項４に記載の浄化方法。
【請求項６】
モザイク荷電膜の塩透過率が５０％以上である、請求項１〜５いずれかに記載の浄化方法。
【請求項７】
活性炭吸着処理よりも前にカルシウム除去処理を行う、請求項１〜６いずれかに記載の浄化方法。
【請求項８】
少なくとも生物処理設備、凝集沈殿処理設備、砂ろ過処理設備、活性炭吸着処理設備及び透析処理設備を備えた浄化システムであって、
前記生物処理設備、凝集沈殿処理設備及び砂ろ過処理設備よりも後段に活性炭吸着処理設備が備えられ、
前記活性炭吸着処理設備の後段の透析処理設備にモザイク荷電膜が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の浄化方法に用いる浄化システム。
【請求項９】
透析処理設備が複数備えられた、請求項８に記載の浄化システム。
【請求項１０】
活性炭吸着処理設備よりも前段にカルシウム除去処理設備が備えられた、請求項８又は９に記載の浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水の浄化方法及び浄化システムに関する。さらに詳しくは、排水中の塩を低エネルギーかつ低コストにて充分に除去し、安全な処理水を確実に得るための浄化方法、及びそれに用いる簡素な浄化システムに関する。
【０００２】
なお、本発明において「浄化」とは、例えば排水中でＮａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ａｌ3+、Ｃｌ-、Ｆ-、Ｂｒ-、ＮＯ3-、ＳＯ42-、ＰＯ43-、Ｈｇ2+、Ｐｂ2+、Ｃｄ2+などのイオンに電解されている低分子量電解質（重金属を含む塩）の除去（脱塩）を行う操作をいう。
【背景技術】
【０００３】
廃棄物の最終処分地における浸出排水やゴミ焼却地の洗煙排水から、ＮａＣｌなどの塩や水銀などの重金属を除去して安全な処理水を得るために、従来より種々の浄化方法及びそのシステムが提案されてきている。
【０００４】
一般的には、例えば図７のフローチャートに示すように、原水調整を行った排水は、カルシウム除去処理、生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理及び活性炭吸着処理に順次供され、該活性炭吸着処理に次いで脱塩処理に供される。かかる脱塩処理としては、通常電気透析処理や逆浸透膜処理が行われている。
【０００５】
前記電気透析処理にて脱塩処理を行う場合の一例を、図８のフローチャートに示す。前記したように、原水調整を行った排水は、カルシウム除去処理、生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理及び活性炭吸着処理に順次供され、該活性炭吸着処理に次いで電気透析処理に供されて処理水となる。かかる電気透析処理では、対になった陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜の両側に直流電流を流し、電荷を駆動源としてイオンを移動させる。この際、陽イオン交換膜で陽イオンが、一方陰イオン交換膜で陰イオンが選択的に透過されるので、例えばＮａＣｌなどの塩を排水から除去することができる。そして除去した塩を含む塩水は濃縮され、水分を蒸発した後に固体塩として回収される。
【０００６】
しかしながら、電気透析処理にて脱塩処理を行った場合、例えば８０％程度の塩透過率での脱塩が可能であるものの、処理に供することが可能な排水中の塩濃度にはある程度の規制がある。さらには前記のごとく電気透析処理にて電荷を駆動源としてイオンを移動させるには、高額な電荷装置が必要であることに加え、かかる電荷装置を作動させる際の電気コストも高く、非常に高い維持費が必要であるといった問題がある。
【０００７】
また逆浸透膜処理にて脱塩処理を行う場合の一例を、図９のフローチャートに示す。前記したように、原水調整を行った排水は、カルシウム除去処理、生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理及び活性炭吸着処理に順次供され、該活性炭吸着処理に次いで逆浸透膜処理に供されて処理水となる。かかる逆浸透膜処理は、例えば純水製造の際に使用される方法であるが、この逆浸透膜処理では、イオンを移動させるのではなく、逆浸透膜を境にして処理される排水側に高圧をかけて水のみを移動させ、塩の濃縮と脱塩した処理水の分離とを行う。そして濃縮した塩水から水分を蒸発した後、固体塩として回収する。
【０００８】
しかしながら、逆浸透膜処理を行う場合には、排水の脱塩は可能であるものの、条件によっては塩透過率が３０％程度と低く、例えば処理温度を上げて塩透過率を向上させようとすると、不純物が増加してしまう。さらには透析装置を作動させる際の作動圧力が通常３〜１０ＭＰａとかなり高く、専用の高価な高圧ポンプが必要であることに加え、かかる高圧ポンプの動力コストも高く、非常に高い維持費が必要であるといった問題がある。
【０００９】
そこで、前記従来の電気透析処理や逆浸透膜処理のかわりに、近年、バイポーラ膜を利用したバイポーラ電気透析処理が提案されてきている（例えば特許文献１及び２）。バイポーラ電気透析処理にて脱塩処理を行う場合の一例を、図１０のフローチャートに示す。前記したように、原水調整を行った排水は、カルシウム除去処理、生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理及び活性炭吸着処理に順次供され、該活性炭吸着処理に次いでバイポーラ電気透析処理に供されて処理水となる。かかるバイポーラ電気透析処理では、陽極と陰極との間に、陰イオン交換膜と陽イオン交換膜とを貼合した構造のバイポーラ膜（両性膜）が設けられ、水を電気分解することによってＨＣｌなどの酸とＮａＯＨなどのアルカリとが製造される。得られる酸やアルカリは中和剤として有効利用することもできる。
【００１０】
しかしながら、バイポーラ電気透析処理もやはり、そもそも電気透析処理の一種であるため、例えば水を電気分解する際に電気コストがかかり、高い維持費が必要である。また電気分解して製造されるＨＣｌなどの酸やＮａＯＨなどのアルカリは、一般に通常価格が低いものであるため、バイポーラ電気透析処理に要する電気コストの方が、これら酸やアルカリの価格よりも高くなり、処理後に製造される酸やアルカリの利用価値は低くなってしまう。しかも例えばＨＣｌとＮａＯＨとが製造されるバイポーラ電気透析処理の場合、ＮａＯＨについてはシステム内にて生産量に応じた再利用が可能であるが、ＨＣｌについては再利用価値が小さく、システム内で過剰となるなど、酸及びアルカリの生産量と再利用量とのバランスが悪いといった問題が生じる。したがって、高コストであることも併せると、かかるバイポーラ電気透析処理を採用するメリットはほとんどないのが現状である。
【特許文献１】特開平１１−７６９７０号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前記背景技術に鑑みてなされたものであり、排水中の塩を低エネルギーかつ低コストにて充分に除去し、安全な処理水を確実に得るための浄化方法、及びそれに用いる簡素な浄化システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち本発明は、
（１）排水に対して、少なくとも生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理、活性炭吸着処理及び透析処理を行う浄化方法であって、
前記生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理よりも後に活性炭吸着処理を行い、
次いで前記透析処理をモザイク荷電膜にて行うことを特徴とする排水の浄化方法、並びに
（２）少なくとも生物処理設備、凝集沈殿処理設備、砂ろ過処理設備、活性炭吸着処理設備及び透析処理設備を備えた浄化システムであって、
前記生物処理設備、凝集沈殿処理設備及び砂ろ過処理設備よりも後段に活性炭吸着処理設備が備えられ、
前記活性炭吸着処理設備の後段の透析処理設備にモザイク荷電膜が備えられたことを特徴とする、前記浄化方法に用いる浄化システム
に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の浄化方法及びそれに用いる浄化システムによれば、排水中の塩が低エネルギーかつ低コストで充分に除去され、安全な処理水を確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の排水の浄化方法は、排水に対して、少なくとも生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理、活性炭吸着処理及び透析処理を行うものであり、該生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理よりも後に活性炭吸着処理を行い、次いで透析処理をモザイク荷電膜にて行うことを特徴とするものである。なお本発明の対象となる「排水」とは、例えば最終処分地浸出水、ゴミ焼却排水、下水処理水、し尿処理水、半導体工場排水、電子工場排水、めっき工場排水、水産加工場排水、食品飲料製造工場排水などの工場排水、鉱業排水、農業排水、畜産排水、浄水処理排水といった、処理の際に浄化を要するものをいい、本発明の浄化方法及び浄化システムは、浄化の必要性がより高い最終処分地浸出水やゴミ焼却排水の浄化に特に好適に用いられる。
【００１５】
以下に本発明の浄化方法及びこれに用いる浄化システムの実施態様を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る排水の浄化方法及びこれに用いる浄化システムの一例を示す概略構成図である。図１に示されるように、本実施形態の浄化システムには、少なくとも生物処理設備１、凝集沈殿処理設備２、砂ろ過処理設備３、活性炭吸着処理設備４及び透析処理設備５が備えられ、該透析処理設備５にはモザイク荷電膜１０が備えられている。
【００１７】
なお本実施形態において、生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理を行う順序（生物処理設備、凝集沈殿処理設備及び砂ろ過処理設備を備える順序）に特に限定はなく、場合に応じて適宜処理順序を変更することができる。図１には、例えば生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理の順に排水の処理を行う場合の浄化システムの一例をあげている。以下、代表して、この順に処理を行った場合の浄化方法及び浄化システムについて図面に基づいて説明する。
【００１８】
まず排水を原水調整設備７へ移送してその流量を調整した後、生物処理設備１へと移送する。該生物処理設備１では、主に微生物による排水中の有機物の分解が行われるほか、チッ素成分の除去も行われる。
【００１９】
生物処理の方法には特に限定がないが、例えば生物活性炭処理法、好気性ろ床法、活性汚泥処理法、メタン発酵、水素発酵などの嫌気性処理法、好気・嫌気性処理法などを採用することができる。
【００２０】
生物活性炭処理法は、生物活性炭粒子と排水とを接触させる方法であり、活性炭の吸着作用とともに、活性炭層内に増殖した微生物により有機物を分解するものである。生物活性炭粒子と排水とを接触させる方式として、固定層方式と流動層方式とがある。該生物活性炭処理法では、活性炭層周囲の浮遊微生物によって排水中の溶存有機物が直接的に生分解されるとともに、付着微生物によって活性炭に吸着した有機物の生分解が行われ、活性炭が再生される。なお活性炭のかわりに、骨炭などの吸着性能や微生物増殖に適した充填材を使用することも可能である。
【００２１】
好気性ろ床法は、内部にろ材を充填した生物膜ろ過方式の好気性ろ床を用いる方法であり、移動床式方法と固定床式方法とがある。ろ材としては、例えば多孔質セラミックなどがあげられ、該ろ材表面の好気性微生物により有機物を分解するものである。
【００２２】
活性汚泥処理法は、多種の微生物を含んだ活性汚泥を利用する方法であり、生物処理設備内の排水を活性汚泥と撹拌、ばっ気して排水中の有機物を酸化分解させるものである。処理物を分離、沈殿させて上澄水を得た後の生成汚泥の一部は、返送汚泥として生物処理設備に送られ、設備内汚泥の微生物濃度の調整に用いられる。
【００２３】
嫌気性処理法は、密閉されたタンク内に高濃度有機物を含む排水を導入し、嫌気性微生物の働きにより、メタンや二酸化炭素、水素に分解させる処理法である。嫌気性微生物の働きの違いを利用してメタン及び水素を選択的に回収し、回収したこれらのガスを発電などに再利用することができる。
【００２４】
好気・嫌気性処理法は、好気性処理と嫌気性処理とを適宜組み合わせた方法で、主に、好気性条件下でアンモニア性チッ素を硝化細菌によって亜硝酸又は硝酸性チッ素まで酸化する硝化工程と、この硝化工程での処理水を嫌気性条件下で脱窒細菌によってチッ素に還元除去する脱窒工程とからなる。硝化工程では、硝化細菌が炭酸ガスを炭水化物に変換する際にアンモニア性チッ素や亜硝酸性チッ素を酸化し、このエネルギーが用いられる。脱窒工程では、分子状酸素Ｏ2が存在しない嫌気性条件下で、細菌がやむを得ずにＮＯx−Ｎ中の酸素を有機性物質の酸化のために使用する原理が利用される。
【００２５】
なお生物処理に用いることができる微生物には特に限定がなく、例えば従属栄養細菌、硝化菌、大腸菌、原生動物、ワムシ類、貧毛類、線虫類などがあげられるが、通常排水の水質や処理方法に適したものが自然に順養されていくことが多い。
【００２６】
生物処理設備１における排水の生物処理条件は、充分な処理効果が得られる限り特に限定がなく、排水の水質や目的とする処理水の水質、微生物の活性適用温度などに応じて適宜変更することができるが、例えば処理時間（滞留時間）は数時間〜２４時間程度、さらには８〜１２時間程度、処理温度（排水温度）は１５〜２５℃程度であることが好ましい。
【００２７】
かくして生物処理設備１にて生物処理が施された排水は、凝集沈殿処理設備２へと移送され、凝集沈殿処理が施される。該凝集沈殿処理設備２では、主に前記生物処理が施された排水中の汚濁物質を凝集沈殿させる。
【００２８】
前記汚濁物質の凝集沈殿には、特に限定がないが、例えば硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムなどのアルミニウム系凝集剤、硫酸鉄、塩化鉄などの鉄系凝集剤などの無機系凝集剤やポリアクリルアミド系高分子凝集剤などの有機系凝集剤のなかから適宜選択した凝集剤を用いることができる。なおかかる凝集剤は、その効果の発現を考慮して通常０．１〜５ｍＬ／Ｌ程度を排水に添加することが好ましい。
【００２９】
凝集沈殿処理設備２における排水の凝集沈殿処理条件は、充分な処理効果が得られる限り特に限定がなく、排水の水質や目的とする処理水の水質などに応じて適宜変更することができるが、例えば処理時間（滞留時間）は１５〜９０分間程度、処理温度（排水温度）は１５〜２５℃程度であることが好ましい。
【００３０】
次に、凝集沈殿処理設備２にて凝集沈殿処理が施された排水は、砂ろ過処理設備３へと移送され、砂ろ過処理が施される。該砂ろ過処理設備３では、主に前記凝集沈殿処理が施された排水中に残存する浮遊物質などが除去される。
【００３１】
砂ろ過処理設備３として用いられる砂ろ過器には特に限定がないが、例えば上向流移床型砂ろ過器などが例示され、ろ床上にろ過砂利層及びろ過砂層が順次積層されたものが通常用いられる。かかるろ過砂としては、不純物や扁平、脆弱な砂を多く含まず、石英質が多く、堅い均等なものが好ましい。また例えば有効径が０．８〜２．５ｍｍ程度、均等係数が１．５程度以下のろ過砂を好適に用いることができる。
【００３２】
砂ろ過処理設備３における排水の砂ろ過処理条件は、充分な処理効果が得られる限り特に限定がなく、排水の水質や目的とする処理水の水質などに応じて適宜変更することができるが、例えば処理速度（ろ過速度）は１００〜１５０ｍ／日程度、処理温度（排水温度）は１５〜２５℃程度であることが好ましい。
【００３３】
次に、砂ろ過処理設備３にて砂ろ過処理が施された排水は、活性炭吸着処理設備４へと移送され、活性炭吸着処理が施される。該活性炭吸着処理設備４では、主に前記砂ろ過処理が施された排水中に残存する水銀、鉛、カドミウムなどの重金属が除去されるほか、臭気成分や色度成分が除去されたり、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）も低減される。
【００３４】
活性炭吸着処理設備４には特に限定がないが、例えば集水ろ過器を備えた活性炭吸着器や、固定床式活性炭吸着装置、多段流動床式活性炭吸着装置などが例示される。活性炭の種類にも特に限定がなく、例えば石炭系粒状活性炭などの、有効径が０．５〜２ｍｍ程度のものを好適に用いることができる。
【００３５】
活性炭吸着処理設備４における排水の活性炭吸着処理条件は、充分な処理効果が得られる限り特に限定がなく、排水の水質や目的とする処理水の水質などに応じて適宜変更することができるが、例えば処理時間（滞留時間）は１５〜６０分間程度、処理温度（排水温度）は１５〜２５℃程度であることが好ましい。
【００３６】
かくして、生物処理、凝集沈殿処理、砂ろ過処理及び活性炭吸着処理が順次施された排水は、次に、攪拌設備８を経て透析処理設備５へと移送され、透析処理が施される。かかる透析処理として、前記したように、従来は電気透析処理、逆浸透膜処理や電気透析処理の一種であるバイポーラ電気透析処理などが適宜組み合わせて行われているが、本実施形態においては、透析処理設備５内に備えられたモザイク荷電膜１０にて透析処理を行う。このようにモザイク荷電膜１０にて透析処理を行うことが本実施形態の大きな特徴の１つである。
【００３７】
透析処理に用いられるモザイク荷電膜は、カチオン性重合体成分とアニオン性重合体成分とからなり、膜の表裏を貫通しかつ互いに隣接して存在しているイオンチャンネルを有する膜である。該モザイク荷電膜は、このイオンチャンネルを介してイオンを透過させることはできるが、低分子量有機物質や非イオンは、透過させることができないか、ほんの僅かしか透過させないといった優れた機能性膜である。
【００３８】
このようにモザイク荷電膜はそれ１枚で、Ｎａ+、Ｋ+、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ａｌ3+などの陽イオン及びＣｌ-、Ｆ-、Ｂｒ-、ＮＯ3-、ＳＯ42-、ＰＯ43-などの陰イオン両方を透過させることができるので、透過速度が非常に速くなり、外部から電気を流したり大きな圧力をかける必要がない。したがって、かかるモザイク荷電膜にて透析処理を行った場合には、排水中に含まれる陽イオン及び陰イオン（塩）が同時に確実に除去され、ランニングコストを抑えることが可能であり、しかも有機物質が変質する恐れも少ない。
【００３９】
図１に示すように、透析処理設備５内の液槽５１、５２はモザイク荷電膜１０で仕切られており、液槽５１に排水を移送し、もう一方の液槽５２には例えば純水などの透析水を流入する。モザイク荷電膜１０内の個々のイオンチャンネルでは、陽イオン又は陰イオンいずれかが優先的に透過するが、膜全体としてはどちらのイオンも透過し、これらイオン（塩）は液槽５２内の透析水側に浸透する。その結果、液槽５１内の排水から塩が除去される。
【００４０】
本実施形態に用いられるモザイク荷電膜には特に限定がなく、カチオン性重合体成分及びアニオン性重合体成分からなるものであればよいが、例えば陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂からなるものが好適に用いられる。
【００４１】
モザイク荷電膜を構成する各イオン交換樹脂の形状及びその分布状態にも特に限定がないが、例えば図４の模式図に示すような、粒状の陽イオン交換樹脂及び粒状の陰イオン交換樹脂がランダムに分布したモザイク荷電膜や、図６の模式図に示すような、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂が層状に交互に並んだモザイク荷電膜などが例示される。
【００４２】
図４に示されるモザイク荷電膜１０ａは、陽イオン交換樹脂粒子１１及び陰イオン交換樹脂粒子１２が、膜形成ポリマー１３中にランダムに分散しているものである。かかるモザイク荷電膜１０ａは、例えば、膜形成ポリマー、溶媒、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合し、ポリマー溶液に陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を分散させて均一なポリマー分散液を調製した後、該ポリマー分散液を基材上に塗布、延伸し、乾燥して凝固させ、得られた膜から溶媒を除去して洗浄するなどの方法にて製造することができる。なおかかるポリマー分散液を調製する際には、膜形成ポリマーを溶媒に溶解させた均一なポリマー溶液に、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を分散させる方法や、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を溶媒に分散させて分散液を調製した後、膜形成ポリマーを該分散液に溶解させ、ポリマー溶液に陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂が分散した状態とする方法などを採用することができる。
【００４３】
前記膜形成ポリマーとしては、モザイク荷電膜を形成する際に、加熱乾燥などにより皮膜を形成することができる、例えばポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホンなどのポリスルホン系樹脂；例えば二価フェノールと芳香族ジカルボン酸とのポリエステルなどのポリアリレート系樹脂；例えばジアミンと二塩基酸との重縮合、ラクタム開環重合、アミノカルボン酸の重縮合などによって得られる重合体などのポリアミド系樹脂；例えばビフェニルテトラカルボン酸二無水物とジアミンとの縮重合などによって得られる重合体やポリエーテルイミドなどのポリイミド系樹脂；例えば無水トリメリット酸とジイソシアネートとの反応や無水トリメリット酸クロライドとジアミンとの反応によって得られる重合体や無水トリメリット酸とジフェニルアルキルジイソシアネートなどとの反応による芳香族ポリアミドイミドなどのポリアミドイミド系樹脂；例えば脂肪族ポリイソシアネートなどのポリイソシアネートとテトラメチレングリコールなどのポリオールとの反応によって得られる重合体やポリウレタン尿素樹脂などのポリウレタン系樹脂；ポリテトラフルオロエチレンなどのアルキレン主鎖の水素原子がフッ素原子にて置換された重合体やそのスルホン化物などのフッ素系樹脂；ポリメチルシロキサンなどのポリアルキルシロキサンなどのシリコーン系樹脂が例示される。なおかかる膜形成ポリマーの数平均分子量には特に限定がない。
【００４４】
溶媒は、前記膜形成ポリマーを溶解し得るものである限り特に限定がなく、膜形成ポリマーの種類に応じて適宜選択することができ、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミドなどの含チッ素系有機溶剤；ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル系有機溶剤；メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系有機溶剤などがあげられる。
【００４５】
ポリマー溶液に分散させる陽イオン交換樹脂としては、分子中に例えばスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、ホスホン酸基（−ＰＯ3Ｈ2、−ＰＯ4Ｈ）、フェノール基（−Ｃ6Ｈ4ＯＨ）、スルホエチル基（−（ＣＨ2）2ＳＯ2ＯＨ）、ホスホメチル基（−ＣＨ2ＰＯ（ＯＨ）2）、カルボキシメチル基（−ＯＣＨ2ＣＯＯＨ）、イミノ二酢酸基（−Ｎ＝Ｃ（ＣＨ2ＣＯＯＨ）2）、イミノ二酢酸エステル基（−Ｎ＝Ｃ（ＣＨ2ＣＯＯＲ）2）などを有する、例えばイオン交換容量が１〜２．５ｍｅｑ／ｍＬ程度の酸性樹脂を好適に用いることができる。
【００４６】
ポリマー溶液に分散させる陰イオン交換樹脂としては、分子中に例えば第４級アンモニウム塩基（−ＮＲ3）、第３級アミノ基（−ＮＲ2）、第２級アミノ基（−ＮＨＲ）、第１級アミノ基（−ＮＨ2）、２−ヒドロキシプロピルアミノ基（−ＯＣ2Ｈ4Ｎ（Ｃ2Ｈ5）ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ3）、トリエチルアミノ基（−（ＣＨ2）2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）3）、ポリエチレンイミノ基（−（ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ）xＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2）、ジエチルアミノエチル基（−（ＣＨ2）2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）、ｐ−アミノベンジル基（−ＣＨ2−Ｃ6Ｈ4−ＮＨ2）、Ｎ−メチルグルカミン基（−ＣＨ2−Ｎ（ＣＨ3）−ＣＨ2−（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）4−ＣＨ2ＯＨ）などを有する、例えばイオン交換容量が１〜２．５ｍｅｑ／ｍＬ程度の塩基性樹脂を好適に用いることができる。
【００４７】
なお、ポリマー溶液における陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂の分散性が向上し、得られるモザイク荷電膜の特性がさらに向上するといった点から、これら陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂がいずれも、例えば粉砕イオン交換樹脂、超微粒イオン交換樹脂などの粒子径が比較的小さいイオン交換樹脂であることが好ましい。一般的なイオン交換樹脂としては、その種類によっても異なるものの、通常７００〜９００μｍ程度の平均粒子径を有する樹脂が多い。イオン交換樹脂のポリマー溶液における分散性及びモザイク荷電膜の特性を考慮すると、その平均粒子径は小さいほど好ましく、例えば５００μｍ以下、さらには４００μｍ以下、特に３００μｍ以下であることが好ましい。また例えば粉砕イオン交換樹脂を用いる場合に、イオン交換樹脂を粉砕する際の作業性や、イオン交換樹脂からポリマー分散液を調製する際の作業性を考慮すると、該イオン交換樹脂の平均粒子径は０．１μｍ以上、さらには１μｍ以上、特に２０μｍ以上であることが好ましい。なおこれらイオン交換樹脂の粒子径によって、得られるモザイク荷電膜の塩透過性を変化させることが可能であるので、モザイク荷電膜の使用目的、すなわち該モザイク荷電膜にて処理しようとする対象排水中のイオンの種類に応じて、適した粒子径を有する粉砕イオン交換樹脂、超微粒イオン交換樹脂などのイオン交換樹脂を適宜選択して用いることが好ましい。なおイオン交換樹脂として粉砕イオン交換樹脂を用いようとする場合、イオン交換樹脂の粉砕方法には特に限定がなく、イオン交換樹脂の種類に応じて適宜粉砕方法を選択することが好ましい。
【００４８】
陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂の種類（組み合わせ）及び使用割合は、排水における透過させようとするイオン（除去しようとする塩）の種類に応じて適宜変更することが好ましい。またこれらイオン交換樹脂の種類及び合計量を考慮して、前記膜形成ポリマー及び溶媒の種類や使用割合を適宜変更することが好ましい。
【００４９】
得られたポリマー分散液を例えば静置するか、遠心分離機などを用いて脱泡処理した後、表面が平滑な基材上に、例えばバーコート法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法などによって塗布、延伸し、０．０５〜１ｍｍ程度の厚さの膜を形成させる。これを所望の温度及び時間にて乾燥して凝固させた後、得られた膜から溶媒を除去し、洗浄処理を行って０．０５〜１ｍｍ程度の厚さの、図４に示されるようなモザイク荷電膜が得られる。
【００５０】
さらに前記のごとき粒状の各イオン交換樹脂がランダムに分布したモザイク荷電膜として、例えば図５の模式図に示されるような、その片面にイオン選択性表面層が設けられた、より優れたイオン選択性（イオン価数の差異に基づく選択性）を有するモザイク荷電膜も用いることができる。図５に示すように、モザイク荷電膜１０ｂは、陽イオン交換樹脂粒子１１及び陰イオン交換樹脂粒子１２が膜形成ポリマー１３中にランダムに分散している膜１４の片面に、イオン選択性表面層１５が設けられたものである。
【００５１】
図５に示されるモザイク荷電膜１０ｂは、例えば前記図４に示されるモザイク荷電膜１０ａと同様にして製造し、洗浄処理を施した膜の片面に、後述する荷電性ポリマー及び必要に応じて支持体となるポリマー、溶媒を混合した荷電性ポリマーの溶液を、例えばバーコート法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法などによって塗布及び延伸し、乾燥させて凝固させ、１０〜２００μｍ程度の厚さのイオン選択性表面層を設けるなどして製造することができる。
【００５２】
イオン選択性表面層には、排水中の、選択性を付与しようとするイオンの種類に応じて任意の荷電性ポリマーが含有されていることが好ましい。
【００５３】
Ｎａ+、Ｋ+、Ｃａ2+、Ｍｇ2+、Ａｌ3+といった陽イオンに対する選択性が付与されたモザイク荷電膜としては、例えばポリエチレンイミンや、任意の高分子主鎖上に例えば第４級アンモニウム塩基（−ＮＲ3）、第３級アミノ基（−ＮＲ2）、第２級アミノ基（−ＮＨＲ）、第１級アミノ基（−ＮＨ2）、２−ヒドロキシプロピルアミノ基（−ＯＣ2Ｈ4Ｎ（Ｃ2Ｈ5）ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ3）、トリエチルアミノ基（−（ＣＨ2）2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）3）、ポリエチレンイミノ基（−（ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ）xＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2）、ジエチルアミノエチル基（−（ＣＨ2）2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）、ｐ−アミノベンジル基（−ＣＨ2−Ｃ6Ｈ4−ＮＨ2）、Ｎ−メチルグルカミン基（−ＣＨ2−Ｎ（ＣＨ3）−ＣＨ2−（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）4−ＣＨ2ＯＨ）などを有するポリマーなどの、正の荷電性ポリマーを含有したイオン選択性表面層が設けられたものが好ましい。
【００５４】
また逆にＣｌ-、Ｆ-、Ｂｒ-、ＮＯ3-、ＳＯ42-、ＰＯ43-といった陰イオンに対する選択性が付与されたモザイク荷電膜としては、例えばポリアクリル酸、ポリメタクリル酸や、任意の高分子主鎖上に例えば例えばスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、ホスホン酸基（−ＰＯ3Ｈ2、−ＰＯ4Ｈ）、フェノール基（−Ｃ6Ｈ4ＯＨ）、スルホエチル基（−（ＣＨ2）2ＳＯ2ＯＨ）、ホスホメチル基（−ＣＨ2ＰＯ（ＯＨ）2）、カルボキシメチル基（−ＯＣＨ2ＣＯＯＨ）、イミノ二酢酸基（−Ｎ＝Ｃ（ＣＨ2ＣＯＯＨ）2）、イミノ二酢酸エステル基（−Ｎ＝Ｃ（ＣＨ2ＣＯＯＲ）2）などを有するポリマーなどの、負の荷電性ポリマーを含有したイオン選択性表面層が設けられたものが好ましい。
【００５５】
なおこれら荷電性ポリマーの多くは水溶性を呈するものであることから、通常、例えばポリビニルアルコール、ポリスルホン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂などの、例えば前記膜形成ポリマーとして例示したポリマーのなかから適宜選択し、支持体として用いることが好ましい。
【００５６】
なお、これら図４及び図５に示されるような粒状の陽イオン交換樹脂及び粒状の陰イオン交換樹脂がランダムに分布したモザイク荷電膜は、透析処理での適用温度範囲が例えば１０〜８０℃程度と非常に広いので、排水の水質や目的とする処理水の水質などに応じて、処理温度を適宜変更して用いることができるといった利点を有する。
【００５７】
また透析処理の際の操作圧力は、例えば従来の逆浸透膜処理のように高圧に設定する必要はなく、後述するように、例えば２ＭＰａ以下の低圧でよいが、図４及び図５に示されるような粒状の陽イオン交換樹脂及び粒状の陰イオン交換樹脂がランダムに分布したモザイク荷電膜は、優れた耐圧性を有するものであることから、かかるモザイク荷電膜を用いた場合には、透析処理の際の操作圧力を高圧に設定することも可能である。
【００５８】
図６に示されるモザイク荷電膜１０ｃは、陽イオン交換樹脂１６及び陰イオン交換樹脂１７が層状に交互に並んでいるものである。かかるモザイク荷電膜１０ｃは、例えば、陽イオン交換基を導入可能なポリマーと陰イオン交換基を導入可能なポリマーとからブロックコポリマーを調製し、製膜前又は製膜後に陽イオン交換基及び陰イオン交換基をそれぞれ導入して、必要に応じて各ブロックを架橋させ、該ブロックコポリマーを溶媒に溶解させたポリマー溶液を用い、溶媒を蒸発させて製膜するなどの方法にて製造することができる。
【００５９】
陽イオン交換基を導入可能なポリマーとしては、例えばスルホン酸基（−ＳＯ3Ｈ）、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、ホスホン酸基（−ＰＯ3Ｈ2、−ＰＯ4Ｈ）、フェノール基（−Ｃ6Ｈ4ＯＨ）、スルホエチル基（−（ＣＨ2）2ＳＯ2ＯＨ）、ホスホメチル基（−ＣＨ2ＰＯ（ＯＨ）2）、カルボキシメチル基（−ＯＣＨ2ＣＯＯＨ）、イミノ二酢酸基（−Ｎ＝Ｃ（ＣＨ2ＣＯＯＨ）2）、イミノ二酢酸エステル基（−Ｎ＝Ｃ（ＣＨ2ＣＯＯＲ）2）などの陽イオン交換基を導入することができるポリマーを適宜用いることができる。
【００６０】
陰イオン交換基を導入可能なポリマーとしては、例えば第４級アンモニウム塩基（−ＮＲ3）、第３級アミノ基（−ＮＲ2）、第２級アミノ基（−ＮＨＲ）、第１級アミノ基（−ＮＨ2）、２−ヒドロキシプロピルアミノ基（−ＯＣ2Ｈ4Ｎ（Ｃ2Ｈ5）ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ3）、トリエチルアミノ基（−（ＣＨ2）2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）3）、ポリエチレンイミノ基（−（ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ）xＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2）、ジエチルアミノエチル基（−（ＣＨ2）2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）、ｐ−アミノベンジル基（−ＣＨ2−Ｃ6Ｈ4−ＮＨ2）、Ｎ−メチルグルカミン基（−ＣＨ2−Ｎ（ＣＨ3）−ＣＨ2−（Ｃ（ＯＨ）Ｈ）4−ＣＨ2ＯＨ）などの陰イオン交換基を導入することができるポリマーを適宜用いることができる。
【００６１】
前記陽イオン交換基を導入可能なポリマー及び陰イオン交換基を導入可能なポリマーの種類（組み合わせ）及び使用割合は、排水における透過させようとするイオン（除去しようとする塩）の種類に応じて適宜変更することが好ましい。またブロックコポリマーを調製する際の条件もこれらポリマーの種類などに応じて適宜変更することが好ましい。
【００６２】
ブロックコポリマーからポリマー溶液を調製する際の溶媒には特に限定がなく、ブロックコポリマーを充分に溶解し得る、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、ジオキサン、テトラヒドロフランなどを用いることができる。かかる溶媒の種類は、ブロックコポリマーを構成するポリマーの種類に応じて決定すればよい。
【００６３】
前記ポリマー溶液を用い、例えば水銀上で溶媒を蒸発させて製膜させるが、得られるモザイク荷電膜の強度を向上させるために、例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなる薄膜などを支持部材として製膜させてもよい。
【００６４】
前記のごとき製膜の前又は後に、陽イオン交換基及び陰イオン交換基を、ブロックコポリマー中のそれぞれのポリマー部位に導入させ、必要に応じて架橋構造を形成させる。これらイオン交換基の導入及び架橋は、イオン交換基の種類及びポリマー部位の構造などに応じて適宜条件を選択して行うことができる。
【００６５】
本実施形態における透析処理では、例えば図４や図５に示される粒状の陽イオン交換樹脂及び粒状の陰イオン交換樹脂がランダムに分布したモザイク荷電膜や、図６に示される陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂が層状に交互に並んだモザイク荷電膜などを特に限定なく用いることができるが、これらのモザイク荷電膜の中でも、耐圧性、耐久性、塩透過性、イオン選択性などを具備し、適用温度範囲が広く、排水中の塩濃度に係らず処理することが可能であるという点から、例えば図４や図５に示される粒状の陽イオン交換樹脂及び粒状の陰イオン交換樹脂がランダムに分布したモザイク荷電膜、なかでも陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂が、いずれも平均粒子径が５００μｍ以下のイオン交換樹脂であるモザイク荷電膜を用いることが特に好ましい。
【００６６】
また透析処理を行うことによる脱塩効果を考慮すると、モザイク荷電膜の塩透過率は、透析処理に供する排水中のイオンの種類や後述する透析処理条件などによっても多少異なるが、５０％以上、さらには７０％以上であることが好ましく、特に９０〜９９％の塩透過率を達成し得ることが好ましい。
【００６７】
透析処理設備５における透析処理の際の操作圧力は、モザイク荷電膜を用いたことによって低く設定することが可能であり、低コストで充分に作動し、満足な透析処理結果が得られるという点から、例えば２ＭＰａ以下、さらには１．８ＭＰａ以下であることが好ましい。またあまりにも操作圧力が低い場合には、透析処理に時間を要してしまう恐れがあるので、０．１ＭＰａ以上、さらには０．３ＭＰａ以上とすることが好ましい。
【００６８】
さらに他の透析処理条件は、充分な処理効果が得られる限り、すなわち排水から充分に塩が除去される限り特に限定がなく、排水の水質や目的とする処理水の水質などに応じて適宜変更することができ、例えば処理温度（排水温度）は１０〜８０℃程度、さらには１５〜６０℃程度であることが好ましい。なおかかる処理温度を上昇させた場合には、処理時間を短縮することが可能であり、しかも不純物などが溶出したり、有機物質が変質する恐れも少ない。
【００６９】
図１の概略構成図に示す浄化方法及び浄化システムでは、透析処理設備５が１つのみ備えられているが、本実施形態の別の一例として、透析処理設備が複数備えられた浄化システムで、透析処理を複数回行うことも可能である。
【００７０】
図２Ａに、２つの透析処理設備５、５が並列して備えられた場合の排水の浄化方法及び浄化システムの一例を、図２Ｂに、２つの透析処理設備５、５が直列して備えられた場合の排水の浄化方法及び浄化システムの一例を、それぞれ攪拌設備８以降の部分概略構成図として示す。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、２つの透析処理設備５、５内にはいずれもモザイク荷電膜１０が備えられており、攪拌設備８を経た排水は、２つの透析処理設備５、５にて同時に（図２Ａ）又は１段目の透析処理設備５及び２段目の透析処理設備５にて順次（図２Ｂ）透析処理が施される。
【００７１】
なお図２Ａ、図２Ｂでは２つの透析処理設備にて透析処理を２回行う場合を示したが、透析処理の回数には限定がなく、排水中の塩濃度、目的とする処理水の塩濃度、処理に供する排水量などに応じて適宜変更することが好ましい。また並列での処理及び直列での処理を適宜組み合わせることも可能である。
【００７２】
かくして透析処理が施されたあとの液槽５１内の排水（脱塩水）は循環水として透析処理設備５から排出され、その一部は攪拌設備８へと循環し、残りは処理水（放流水）として処理される。一方液槽５２内の透析水は濃縮水として透析処理設備５から排出され、蒸発設備９へと移送されて塩（固体）となり、保管・再利用される。
【００７３】
このように本実施形態の浄化方法及び浄化システムによれば、排水中の塩を低エネルギーかつ低コストで充分に除去し、確実に安全な処理水とすることができるが、排水中のＣａ2+は特に、ＣＯ32-と結合してＣａＣＯ3となり、水温の上昇によって析出してスケールが生じる恐れがあるので、より確実にＣａ2+を除去する目的で、本実施形態の別の一例として、活性炭吸着処理よりも前にカルシウム除去処理を行うことが好ましい。
【００７４】
図３は、生物処理設備１の前段にカルシウム除去処理設備６が備えられた排水の浄化方法及び浄化システムの一例を示す概略構成図であり、それ以外は図１に示す浄化方法及び浄化システムと同様である。
【００７５】
なお本実施形態においては、前記したように、生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理を行う順序に特に限定はなく、場合に応じて適宜処理順序を変更することができ、カルシウム除去処理は活性炭吸着処理よりも前である限り（カルシウム除去処理設備は活性炭吸着処理設備よりも前段に備えられる限り）、生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理との順序には特に限定がない。したがって、図３には、例えばカルシウム除去処理、生物処理、凝集沈殿処理及び砂ろ過処理の順に排水の処理を行う場合の浄化システムの一例をあげている。以下、代表して、この順に処理を行った場合の浄化方法及び浄化システムについて図面に基づいて説明する。
【００７６】
まず原水調整設備７にてその流量が調整された排水はカルシウム除去処理設備６へと移送され、カルシウム除去処理が施される。
【００７７】
カルシウム除去処理の際には、ｐＨを９〜１０に調整しながら、通常カルシウムイオン１当量に対して例えばソーダ灰（炭酸ナトリウム）などの除去剤１〜１．５当量程度を排水に添加して炭酸カルシウムの凝固物を生成させ、さらに例えば硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムなどのアルミニウム系凝集剤、硫酸鉄、塩化鉄などの鉄系凝集剤などの無機系凝集剤やポリアクリルアミド系高分子凝集剤のなかから適宜選択した凝集剤にて凝集沈殿させることが好ましい。
【００７８】
カルシウム除去処理設備６における排水のカルシウム除去処理条件は、充分な処理効果が得られる限り特に限定がなく、排水の水質や目的とする処理水の水質などに応じて適宜変更することができるが、例えば処理時間（滞留時間）は１５〜６０分間程度、処理温度（排水温度）は１５〜２５℃程度であることが好ましい。
【００７９】
かくしてカルシウム除去処理が施された排水を生物処理設備１へと移送し、以降図１に示す浄化方法及び浄化システムと同様にして各設備にて処理を施して安全な処理水とすることができる。
【００８０】
なお図３の浄化方法及び浄化システムでは、１つの透析処理設備５による透析処理のみの場合を示したが、カルシウム除去処理と、図２Ａ、図２Ｂに示すような、複数の透析処理設備による複数回の透析処理とを併用することも勿論可能である。
【００８１】
なお本実施形態の浄化システムにおいて、図１〜３の概略構成図には示していないが、システム全体が効率的かつ安全正確に連続操業されるように、生物処理設備１、凝集沈殿処理設備２、砂ろ過処理設備３、活性炭吸着処理設備４、透析処理設備５、カルシウム除去処理設備６などの各設備は、それぞれが運転制御されている。
【００８２】
以下に、本発明の排水の浄化方法及び浄化システムに用いるモザイク荷電膜を製造例に基づいてさらに詳細に説明する。
【００８３】
製造例１〜６（モザイク荷電膜の製造）
以下に示す原料１〜４を準備した。原料３及び原料４は、各々表１に示す平均粒子径となるように粉砕し、粉砕イオン交換樹脂として用いた。
原料１（膜形成ポリマー）：
ポリスルホン（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）社製、数平均分子量：約２２０００）
原料２（溶媒）：
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（和光純薬工業（株）製）
原料３（陽イオン交換樹脂）：
スルホン酸基含有イオン交換樹脂
（商品名：Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ  ＩＲ−１２０Ｂ、オルガノ（株）製、
イオン交換容量：１．９ｍｅｑ／ｍＬ）
原料４（陰イオン交換樹脂）：
第４級アンモニウム塩基含有イオン交換樹脂
（商品名：Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ  ＩＲＡ−４１０Ｊ、オルガノ（株）製、
イオン交換容量：１．４ｍｅｑ／ｍＬ）
【００８４】
表１に原料１〜４の使用量、並びに原料３及び原料４の平均粒子径を併せて示す。
【００８５】
まず原料１及び原料２を、ヒーター付きスターラーを用いて約６０℃で均一なポリマー溶液となるまで充分に加熱攪拌した。得られたポリマー溶液を６０℃に保持したまま、これに粉砕して粒子径を調整した原料３及び原料４を添加し、これら原料３及び原料４がポリマー溶液中に分散するまで充分に加熱攪拌して均一なポリマー分散液を得た。
【００８６】
得られたポリマー分散液を液中に気泡がなくなるまで静置して脱泡した後、ガラスプレート上にキャストし、バーコート法にて約０．５ｍｍの均一な厚さとなるように延伸した。これを３０℃で２４時間乾燥させて凝固させた後、得られた膜から原料２である溶媒を除去し、蒸留水にて洗浄してモザイク荷電膜を得た。
【００８７】
得られたモザイク荷電膜はひび割れ、欠け、キズなどがなく、良好な外観を有するものであった。その厚さを表１に示す。
【００８８】
製造例７（イオン選択性表面層を有するモザイク荷電膜の製造）
正の荷電性ポリマーとしてポリエチレンイミン（商品名：ポリエチレンイミンＰ−７０、和光純薬工業（株）製、３０％ポリエチレンイミン溶液、数平均分子量：約７００００）を用い、またポリエチレンイミンの支持体としてポリビニルアルコール（和光純薬工業（株）製、重合度：１０００）を用いてイオン選択性表面層を形成した。
【００８９】
ポリビニルアルコールをジメチルスルホキシド（和光純薬工業（株）製）の７０％水溶液に溶解させ、この溶液に、ポリビニルアルコールとポリエチレンイミンとの割合が２０：１（重量比）となるようにポリエチレンイミンを添加してポリマー溶液を調製した。
【００９０】
得られたポリマー溶液を、製造例４で得られた洗浄後の膜の片面にバーコート法にて塗布及び延伸し、これを室温で約１時間乾燥して凝固させた後、得られた膜から溶媒を除去し、蒸留水にて洗浄して厚さ約１５０μｍのイオン選択性表面層が設けられたモザイク荷電膜を得た。
【００９１】
得られたモザイク荷電膜はひび割れ、欠け、キズなどがなく、良好な外観を有するものであった。その厚さを表１に示す。
【００９２】
【表１】
2006314886.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の排水の浄化方法及び浄化システムは、例えば最終処分地浸出水、ゴミ焼却排水、下水処理水、し尿処理水、各種工場排水、鉱業排水、農業排水、畜産排水、浄水処理排水といった排水の浄化に有効利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、排水の浄化方法及びこれに用いる浄化システムの一例を示す概略構成図
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に係る、排水の浄化方法及びこれに用いる浄化システムの一例を示す部分概略構成図
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る、排水の浄化方法及びこれに用いる浄化システムの一例を示す部分概略構成図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る、排水の浄化方法及びこれに用いる浄化システムの一例を示す概略構成図
【図４】本発明に用いられるモザイク荷電膜の一例を示す模式図
【図５】本発明に用いられるモザイク荷電膜の一例を示す模式図
【図６】本発明に用いられるモザイク荷電膜の一例を示す模式図
【図７】排水の一般的な浄化方法の一例を示すフローチャート
【図８】電気透析処理にて脱塩処理を行う場合の、排水の一般的な浄化方法の一例を示すフローチャート
【図９】逆浸透膜処理にて脱塩処理を行う場合の、排水の一般的な浄化方法の一例を示すフローチャート
【図１０】バイポーラ電気透析処理にて脱塩処理を行う場合の、排水の一般的な浄化方法の一例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９５】
１  生物処理設備
２  凝集沈殿処理設備
３  砂ろ過処理設備
４  活性炭吸着処理設備
５  透析処理設備
５１、５２  液槽
６  カルシウム除去処理設備
７  原水調整設備
８  攪拌設備
９  蒸発設備
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  モザイク荷電膜
１１  陽イオン交換樹脂粒子
１２  陰イオン交換樹脂粒子
１３  膜形成ポリマー
１４  膜
１５  イオン選択性表面層
１６  陽イオン交換樹脂
１７  陰イオン交換樹脂
【図１】
2006314886.tif 000004
【図２Ａ】
2006314886.tif 000005
【図２Ｂ】
2006314886.tif 000006
【図３】
2006314886.tif 000007
【図４】
2006314886.tif 000008
【図５】
2006314886.tif 000009
【図６】
2006314886.tif 000010
【図７】
2006314886.tif 000011
【図８】
2006314886.tif 000012
【図９】
2006314886.tif 000013
【図１０】
2006314886.tif 000014