(57)【要約】      （修正有）【課題】新たな分離装置等を必要とすることなく、極めて簡単な沈降分離によって水を分離・回収でき、かつ再生可能なドロー溶液等を提供すること。【解決手段】水処理装置１は、被処理液と、ドロー溶液７とを、半透膜４を介して接触させる処理部３と、前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液３７を、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して、前記ドロー溶液から水を分離するとともに、前記ドロー溶液を前記処理部３に戻す温度制御部５とを備える。このドロー溶液３７は、水と、下限臨界溶解温度を有する温度応答性高分子と、微粒子とを含む。【選択図】図１
2018001125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、下限臨界溶解温度を有する温度応答性高分子と、微粒子とを含むことを特徴とする、ドロー溶液。
【請求項２】
前記温度応答性高分子は、その構造単位中に親水基及び疎水基を有するものであることを特徴とする、請求項１記載のドロー溶液。
【請求項３】
前記微粒子は、水中に分散するものであることを特徴とする、請求項１または２記載のドロー溶液。
【請求項４】
被処理液と、請求項１〜３いずれか記載のドロー溶液とを、半透膜を介して接触させる処理部を備えることを特徴とする、水処理装置。
【請求項５】
前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離するとともに、前記ドロー溶液を前記処理部に戻す温度制御部をさらに備えることを特徴とする、請求項４記載の水処理装置。
【請求項６】
前記温度制御部は、
前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離する第１温度制御部と、
前記第１の温度制御部から排出されるドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下に冷却し、それを前記処理部に戻す第２温度制御部と、
を備えることを特徴とする、請求項５記載の水処理装置。
【請求項７】
被処理液と、処理部に存在する請求項１〜３いずれか記載のドロー溶液とを、半透膜を介して接触させる第１の工程を備えることを特徴とする、水処理法。
【請求項８】
前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離するとともに、前記ドロー溶液を前記処理部に戻す第２の工程をさらに備えることを特徴とする、請求項７記載の水処理法。
【請求項９】
前記第２の工程は、
前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離する工程と、
水が分離された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下に冷却し、それを前記処理部に戻す工程とを備えることを特徴とする、請求項８記載の水処理法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規ドロー溶液、水処理装置、および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水処理分野においては、逆浸透工程による淡水化方法が広く知られている。たとえば、半透膜を介して水溶液と純水とを入れておくと、水溶液側の濃度を薄めようとして、純水側から水溶液側に水が移動する。このことにより、水溶液側と純水側とで水位差（浸透圧）が生じる。
【０００３】
ここで、水溶液側に前記浸透圧以上の圧力をかけると、今度は水溶液側から純水側に水が移動する。これが逆浸透現象である。逆浸透工程による水処理方法は、この逆浸透現象を水処理に応用したものである。しかしながら、逆浸透工程は、強い圧力をかけることを必要とするため、エネルギー消費量が多く、エネルギー効率が低い欠点がある。
【０００４】
これに対して、逆浸透工程よりも消費エネルギーの少ない正浸透工程を用いる水処理方法が注目されている。正浸透工程による水処理とは、被処理液よりも高い浸透圧を有するドロー溶液を、半透膜を介して接触させ、被処理液から水を分離・回収する方法である。
【０００５】
例えば、イオン性の無機塩を溶解させた水溶液や高分子溶液などが、ドロー溶液の候補として開発されている。ところで、前記正浸透により抜き取られた水は、何らかの方法でドロー溶液から分離・回収する必要がある。しかしながら、これらのドロー溶液から水を分離・回収するためには、新たな装置やプロセスが必要であり、また、水を回収後、ドロー溶液を再生、再利用することも難しいという問題があった。
【０００６】
このため、温度応答性高分子の水溶液をドロー溶液として用いることが提案されている（特許文献１、特許文献２）。かかる提案では、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）以下で、温度応答性高分子を水溶性にし、高い浸透圧を出すことで、水を抜き取り、その後下限臨界溶解温度以上に加温し、温度応答性高分子を疎水化し塊状とさせ、膜分離によって水を分離回収している。その後、再び下限臨界溶解温度以下にすることで、ドロー溶液を再生する。
【０００７】
しかしながら、これらの方法においても、疎水化した高分子を分離するためには、ナノオーダーの細孔を持つ膜による膜分離が必要で、簡単に水の分離・回収およびドロー溶液の再生、再利用ができるという状況にはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−４７５４１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７０９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、膜分離装置などの特別な装置を必要とすることなく、簡単に水の回収およびドロー溶液の再生ができるドロー溶液、水処理装置、および水処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、出願人は、鋭意検討の結果、ドロー溶液として、温度応答性高分子水溶液中に、比較的疎水性の強い微粒子を分散・懸濁させた刺激応答性スラリーを開発した。
【００１１】
すなわち本願発明は、水と、下限臨界溶解温度を有する温度応答性高分子と、微粒子とを含むことを特徴とする、ドロー溶液である。
【００１２】
前記温度応答性高分子は、その構造単位中に親水基及び疎水基を有するものが一例として挙げられる。
【００１３】
前記微粒子は、水中に分散するものであることが好ましい。
【００１４】
また、本願発明は、被処理液と、前記ドロー溶液とを、半透膜を介して接触させる処理部を備えることを特徴とする、水処理装置である。
【００１５】
また、前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離するとともに、前記ドロー溶液を前記処理部に戻す温度制御部をさらに備えてもよい。
【００１６】
前記温度制御部は、前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離する第１温度制御部と、前記第１の温度制御部から排出されるドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下に冷却し、それを前記処理部に戻す第２温度制御部とを備えてもよい。
【００１７】
本願発明は、被処理液と、処理部に存在する前記ドロー溶液とを、半透膜を介して接触させる第１の工程を備える。
【００１８】
前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離するとともに、前記ドロー溶液を前記処理部に戻す第２の工程をさらに備えてもよい。
【００１９】
前記第２の工程は、前記被処理液中の水で希釈された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して前記ドロー溶液から水を分離する工程と、水が分離された前記ドロー溶液を前記温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下に冷却し、それを前記処理部に戻す工程とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
このようなドロー溶液を用いることによって、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下では、温度応答性高分子、微粒子とともに水中に分散した状態となり、被処理液よりも高い浸透圧を発生させることが可能で、水を抜き取ることができる。さらに、その後、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温すると、疎水化した温度応答性高分子と微粒子とが複合する形で塊を形成するため、その状態で放置しても、塊は自重で自然沈降し、上部に清澄な層が形成される。この清澄層を回収するだけで、水を分離回収できる。さらに、その後、下限臨界溶解温度以下に戻せば、再び微粒子と温度応答性高分子は容易に分散させることが可能で、ドロー溶液の再生ができる。
【００２１】
本願発明により、特別な分離装置等を必要とせず、沈降分離のみで対応できる、高効率かつ低コストな正浸透技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明にかかるドロー溶液を使用した水処理装置１を示す図。
【図２】温度制御装置１５の動作を示す図。
【図３】本願発明にかかる第２の形態である、連続操作可能な水処理装置５１を示す図。
【図４】実施例に用いた装置を示す図。
【図５】食塩水を処理液として用いた実施例で得られた、温度応答性高分子と微粒子との塊を示す写真。
【図６】本願発明と、比較例とのドロー溶液の違いを示す写真。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本願発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
＜ドロー溶液＞
本願発明にかかるドロー溶液は、温度応答性高分子水溶液中に、比較的疎水性の強い微粒子を分散・懸濁させた刺激応答性スラリーである。具体的には、水と、温度応答性高分子と、微粒子とを混合することによって作成される。なお、水と、温度応答性高分子と、微粒子とが含まれていれば、被処理液よりも高い浸透圧を維持できる限り、他の構成要素を含んでいても問題はない。
【００２５】
（温度応答性高分子）
本願発明の温度応答性高分子は、下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）を境として、親水性が可逆的に変化する高分子である。すなわち、下限臨界溶解温度以下では、水中に分散した状態となり、被処理液よりも高い浸透圧を発生させることが可能で、被処理液から水を抜き取ることができる。そして、下限臨界溶解温度以上の温度になると、前記高分子の親水性が小さくなり、水と相分離するものである。
【００２６】
前記温度応答性高分子の構造としては、下限臨界溶解温度を有する構造であれば、特に制限はない。下限臨界溶解温度に関しては、多くは室温に近い温度で水処理を行う関係上、室温より高くする必要がある一方で、非常に高い温度であると、加熱の際に負担や時間を要するので、４０℃〜６０℃程度が好ましい。
【００２７】
このような温度応答性高分子としては、たとえばその構造単位中に親水基及び疎水基を有するポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（通称ＮＩＰＡＭ）などが代表的なものとして挙げられる。また、前記ＮＩＰＡＭと解離基を有する酸（アクリル酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸など）とを共重合したものなども、適宜用いることができる。
【００２８】
（微粒子）
被処理液から水を抜き取ったドロー溶液を、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加熱することにより、前記温度応答性高分子は、疎水性相互作用により前記微粒子を巻き込むような形で凝集し、塊を形成、自然沈降する。沈降後、上部には清澄層が形成されるので、この清澄層をポンプ等で吸引すれば、水がドロー溶液から容易に分離・回収できる。また、塊が大きいので、ざるやふるい等に通すことでも、水を容易に分離・回収できる。
【００２９】
その後、冷却、室温に放置などして温度応答性高分子の下限臨界溶解温度に戻せば、再び前記粒子と温度応答性高分子とは容易に分散させることができ、ドロー溶液の再生ができる。即ち、新たな分離装置を必要とすることなく、極めて簡単な沈降分離によって水を分離・回収でき、かつ再生可能なドロー溶液を得ることができる。
【００３０】
本願発明に用いられる微粒子としては、たとえばシリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、ゼオライトなどが挙げられるが、疎水性を有し、水中で分散し、温度応答性高分子と塊を形成することができるものであれば、特に制限はない。
【００３１】
また、数日間程度は微粒子単独で容易に沈降しないことが好ましい。そのような粒子径としては、５μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
なお、本願発明のドロー溶液を構成する水、温度応答性高分子、および微粒子の配合割合については、微粒子の配合割合が小さすぎる場合は、温度応答性高分子と十分に塊を形成することができない。一方で、微粒子の配合割合が大きすぎる場合は、混合時にスラリー状にならず、固体状になってしまう。通常は温度応答性高分子に対して微粒子が１０〜４０ｗｔ％程度の割合で配合されるが、温度応答性高分子や微粒子の材質等によっても適切な配合割合は異なり、上述のように温度応用性高分子と塊を形成することができ、かつ混合時にスラリー状になる範囲であれば、特に制限はない。
【００３３】
＜水処理装置＞
次に、本願発明の実施の形態にかかる水処理装置１について説明する。
【００３４】
水処理装置１は、処理部３、温度制御部１５等を有する。処理部３は、中央に半透膜４を有し、第１室５、第２室７を有する。第１室５には、第１管路９、第２管路１１が接続される。第２室７には、第３管路１３、第４管路２３が接続される。温度制御部１５は、流入口１７、第１流出口１９、および第２流出口２１を有し、流入口１７に第３管路１３が接続され、第２流出口２１に第４管路２３が接続される。
【００３５】
処理部３の第１室５には、第１管路から被処理液３０が流入する。被処理液３０は、水３１に被処理物３３が混入したものである。なお、図１において、水３１は水分子を模式したものであり、水３１の表示のないところにも水は存在している。半透膜４は、第１室５の水３１の一部を浸透させる。被処理物３３と水３１の一部は、第２管路１１に排出される。第２室７には、ドロー溶質３５が予め入れられており、半透膜４を介して水３１が浸透し、ドロー溶質３５が水３１によって薄められたドロー溶液３７が、第３管路を通じて温度制御部１５へと運搬される。
【００３６】
ここで、被処理液３０については、後の実施例でも示す通り、水３１の他に、各種イオンが含まれていても何ら差支えない。
【００３７】
また、半透膜４については、水３１を透過し、かつ、被処理物３３を透過しないものであれば、特に制限はない。
【００３８】
温度制御部１５は、図２に示すようにヒーター４１を備え、被処理液３０中の水３１で希釈された前記ドロー溶液３７を、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温して、前記ドロー溶液３７から水を分離する。
【００３９】
次に、水処理装置１の概略動作を説明する。処理部３の第１室５では、第１管路９から流入した被処理液中の水を、半透膜４を通じて抜き取り、濃縮された被処理液が第２管路１１を通じて効率的に排出される。第２室５では、半透膜４を介して浸透する水によりドロー溶液が希釈され、第３管路を通じて温度制御部１５に送られる。温度制御部１５では、前記ドロー溶液が温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加温され、水と分離し、ドロー溶液として過度な量の水のみが第１流出口１９から排出される。そして、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度に冷却され、再び水に分散したドロー溶液は、第２流出口２１から、第４管路２３を通して再び第２室７へと送られ、再利用される。
【００４０】
図２は、温度制御部１５による、ドロー溶液の再生の様子を示す。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、第３管路１３から、第１流入口１７を通して、水で希釈されたドロー溶液３７が流入する。
図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、ヒーター４１を用いてドロー溶液３７を温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上に加熱することにより、ドロー溶液３７中の微粒子と温度応答性高分子とが凝集塊を形成して自然沈降し、ドロー溶液３７から水が分離され、分離した水が第１流出口１９から排出（回収）される。
図２（ｅ）に示すように、ヒーター４１をオフにし、水と分離したドロー溶液が、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下に放冷され、微粒子と温度応答性高分子とは残りの水に再分散し、このようにして再生したドロー溶液が、第２流出口２１から第４管路２３を経て、処理部３の第２室７へ送られて、再利用される。
【００４２】
このような水処理装置１を用いることで、膜分離などの特別な分離装置を必要とすることなく、簡便かつ低コストでドロー溶液を回収・再生することが可能となる。
【００４３】
次に、本願発明の水処理装置の他の実施形態について説明する。図３は、第２の実施形態にかかる水処理装置５１を示す図である。第２の実施形態において、第１の実施の形態と同様の役割を果たす要素には、同一の番号を付して、その説明は省略する。
【００４４】
本実施の形態では、温度制御部１５に替えて第１温度制御部５３と、第２温度制御部５５を設けたことに特徴がある。
【００４５】
第１温度制御部５３は、第１流出口１９、第２流出口２１、および第２流入項２７を有し、第２流入口２１に第３管路１３が接続され、第２流出口２１に第５管路５３が接続される。
【００４６】
第１温度制御部５３は、常時温度応答性高分子の下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）以上に保たれており、第３管路１３を通じて第２流入口２７から流入される希釈されたドロー溶液は、直ちに微粒子と温度応答性高分子とが凝集することによって、第１流出口１９からは水が、第２流出口２１からは、第５管路を通じて、前記微粒子と温度応答性高分子との凝集物が、第２温度制御部５５へと回収される。
【００４７】
第２温度制御部５５は、第３流入口２９、および第３流出口２５を有し、第３流入口２９に第５管路５７が接続され、第３流出口２５に第６管路５９が接続される。
【００４８】
第２温度制御部５５は、常時温度応答性高分子の下限臨界溶解温度（ＬＣＳＴ）以下に保たれており、第５管路５７を通じて第３流入口２９から流入される微粒子と温度応答性高分子との凝集物は、再び水に分散し、ドロー溶液として再生される。前記再生されたドロー溶液は、適宜第３流出口２５から第６管路５９を通して処理部３の第２室７へと送られ、再び正浸透に使用される。
【００４９】
すなわち、水処理装置５１は、前記水処理装置１の温度制御部１５を、第１温度制御部５３と第２温度制御部５５とに分けたものである。第１温度制御部５３は、水と温度応答性高分子とを分離する分離タンク、第２温度制御部５５は、再生されたドロー溶液のリザーバータンクの役割を果たし、必要な時に必要な量のドロー溶液を処理部に送りこむことができるという利点がある。
【００５０】
このような水処理装置５１を用いることで、水処理装置１の利点に加え、再生するドロー溶液の量、処理部へ送り込む前記再生したドロー溶液の量を制御することも可能となる。
【００５１】
＜実施例＞
以下、実施例を用いて、本願発明について説明するが、本願発明は、この実施例の範囲に限定されるものではない。
【００５２】
（ドロー溶液の作成）
まず温度応答性高分子としては、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ）の重合体であるｐ−ＮＩＰＡＭ、ＮＩＰＡＭと２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）との共重合体であるｐ−（ＮＩＰＡＭ−ｃｏ−ＡＭＰＳ）を合成して用いた。他の構成要素も含め、これらが表１の比率になるように合成を行い、温度応答性高分子Ａ、Ｂ、およびＣの３種類を作製した。
【００５３】
【表１】
2018001125.tif 000003
【００５４】
ドロー溶液は以下のように調整した。イオン交換水を分散媒として、粒子濃度０．５ｗｔ％、上記のように作成した温度応答性高分子濃度２．５ｗｔ％となるように調整した。具体的には、前記イオン交換水９７ｍｌに、温度応答性高分子２．５ｇを溶解させ高分子溶液を調整した。調整した高分子溶液にシリカ粒子（新日鉄マテリアルズ  マイクロカンパニー社製、平均粒子径２．２μｍ）０．５ｇを混合、スターラー攪拌の後、超音波バスで氷冷しながら１０分間分散処理をした。その後、自転公転ミキサーを用いて２０００ｒｐｍ、５分間の条件で分散処理し、もう一度氷冷しながら超音波バスにかけ、自転公転ミキサーで同様の処理を行った。分散処理後、氷冷しながら超音波バスを１０分間かけた後、真空ポンプとデシケーターとを用いて真空脱泡した。このようにして調整したスラリーを、ドロー溶液として用いた。
【００５５】
＜非処理液からの吸水、水の分離及びドロー溶液の再生について＞
図４に示す装置を用いて実験した。図４に示すように、電子天秤６３の上にビーカー６６を載置し、ビーカー６６内にイオン交換水６５を入れた。筒状の容器６８の中央部に半透膜６２を設け、容器６８の上側に実験用ドロー溶液６７を入れた。ビーカー６６と容器６８の下側とを、供給配管６１で連結した。ビーカー６６中のイオン交換水６５は、供給配管６１、半透膜６２を通じてドロー溶液側に浸透する。なお、半透膜６２には逆浸透膜（（株）日東電工製）を使用した。実験開始時には、水面位置６９（点線）が同じ高さにあるよう調整した。
【００５６】
実験用ドロー溶液６７を投入した瞬間をスタートとして、７２時間室温（２０℃）で静置し、イオン交換水６５を被処理液側からドロー溶液側に吸水させ、その間の吸水量（質量）を電子天秤６３で計測した。同様の水槽にイオン交換水６５を入れただけの装置でも７２時間室温（２０℃）での質量変化を求め、これを実験時の水の蒸発量として差し引き、正浸透で吸水された水の質量のみを求めた。
【００５７】
７２時間の吸水の後、イオン交換水６５の供給配管６１を閉じ、リボンヒーターによりドロー溶液が温度応答性高分子Ａ−Ｃの下限臨界溶解温度以上となる５０℃になるまで加熱し、１時間その状態で静置し、微粒子と温度応答性高分子とが凝集した塊を沈降させた。形成された清澄層をピペットで採取した後、実験用ドロー溶液６７が室温に戻るまで放冷した。その後、実験用ドロー溶液６７が均一になるまで手攪拌し、イオン交換水６５の供給配管６１を再び解放して吸水を再開させた。吸水は全３回（ドロー溶液の再生は２回）行い、すべてについて吸水流束、吸水量を算出した。
【００５８】
表２に、３回の繰り返し実験における各ドロー溶液のそれぞれの実験回数における吸水流束と給水量を示す。なお、吸水量は、上述した通り、７２時間で被処理液側からドロー溶液側に浸透したイオン交換水６５の量から、ブランク（実験時の７２時間でのイオン交換水６５の蒸発量）を差し引いた量である。吸水流束は吸水量をフィルター面積で除した量である。
【００５９】
【表２】
2018001125.tif 000004
【００６０】
温度応答性高分子Ａ−Ｃが、３回とも有意の吸水量を示している結果から、異なる温度応答性高分子Ａ−Ｃを用いた本願発明の全てのドロー溶液において、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下でイオン交換水からの吸水が可能であることがわかる。また、温度応答性高分子Ａ−Ｃの下限臨界溶解温度以上に加熱すると、微粒子の存在により、温度応答性高分子が微粒子を巻き込む形で沈降した結果から、ドロー溶液から容易に水の分離ができることがわかる。さらに、３回とも吸水量があまり変わらない結果から、水を分離し再生したドロー溶液はもとのドロー溶液と同一のものであると判断できるため、再び温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以下に戻すことで、容易にドロー溶液が再生できることもわかる。
【００６１】
表３は、各ドロー溶液の平均吸水流束を示す。表３中、ｘは、温度応用性高分子Ａ−Ｃにおける、ＮＩＰＡＭに対するＡＭＰＳの共重合のモル比を千分率で表したものである。
【００６２】
【表３】
2018001125.tif 000005
【００６３】
この結果より、温度応答性高分子（ＮＩＰＡＭ）に共重合させるＡＭＰＳの量を増やすと高い流束が出ることが示された。すなわち高分子のチューニングにより、流束を制御することができる。
【００６４】
（食塩水を処理液とした実施例）
次に、モデル処理液を食塩水に替えて行った実験についても説明する。
すなわち、同じ実験装置を使用して、０．２ｗｔ％食塩水からの吸水・分離及びドロー溶液の再生を行った。
【００６５】
使用したドロー溶液の構成は、温度応答性高分子としてモル比  ＮＩＰＡＭ１０００：ＡＭＰＳ１５  の共重合体２．５ｇ、シリカ粒子０．５ｇ、およびイオン交換水９７ｍｌである。これをドロー溶液側に入れ、被処理液側に０．２ｗｔ％食塩水を入れた。
【００６６】
室温（２０℃）で１日静置した結果、１４．５９ｇの水をドロー溶液側に取り出すことができた。なお、吸水流束は４．４２６ｌ（ｍ２・ｈ）である。
【００６７】
さらに吸水後、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上の５０℃に加熱し静置した。図５（ａ）は、微粒子と温度応答性高分子とが水と分離して塊を形成している写真である。図５（ｂ）は、図５（ａ）から水をピペットで分離・回収し、残った前記塊を回収して吸水紙に置いたものである。図５（ａ）から明らかなように、微粒子と温度応答性高分子とが大きな塊を形成し、水をピペットで分離・回収できた。残った微粒子と温度応答性高分子との塊も、図５（ｂ）のように非常に大きな塊を形成しており、ふるいで容易に回収できた。
【００６８】
この実験結果から、被処理液よりも高い浸透圧を発生するようドロー溶液を調整すれば、イオン等を含む、どのような被処理液にも対応できることがわかる。
【００６９】
＜比較例＞
本願発明にかかる、温度応答性高分子と微粒子とを含むドロー溶液（参考実施例１、２に相当）と、従来技術にかかる、温度応答性高分子を含むが微粒子を含まないドロー溶液（比較例１に相当）とを作製し、６０℃で２時間放置することによる沈降分離実験を行った。ドロー溶液の組成は表４に、沈降分離実験の結果は図６に示す通りである。たとえば参考実施例１では、イオン交換水９７ｇと、温度応答性高分子２．５ｇと、シリカ粒子０．２３ｇとを含む、ｐＨ２．７０のドロー溶液である。なお、温度応答性高分子の組成としては、ＮＩＰＡＭ：ＡＭＰＳ＝１０００：５０である。
【００７０】
【表４】
2018001125.tif 000006
【００７１】
図６（ａ）は、透明プラスチック瓶に入っている、室温での比較例１、参考実施例１、および参考実施例２の３種類のドロー溶液の写真である。図６（ｂ）は、これら３種類のドロー溶液を、温度応答性高分子の下限臨界溶解温度以上である６０℃に昇温し、２時間放置した後の写真である。
【００７２】
上記図６（ｂ）で明らかなように、シリカ微粒子やアルミナ微粒子を分散させた参考実施例１、２は、微粒子が温度応答性高分子を巻き込んで塊となり凝集・沈降し、透明な上澄みが得られた。これに対して、微粒子を含まない従来技術にかかる比較例１のドロー溶液では、凝集・沈降が起きず上澄みは形成されない。即ちドロー溶液を水と分離するには、たとえば細孔を有する分離膜などのような別の装置が必要とされ、本願発明のように簡便な方法でドロー溶液を回収、再利用することは不可能である。
【００７３】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７４】
１…………水処理装置
３…………処理部
４…………半透膜
５…………第１室
７…………第２室
９…………第１管路
１１………第２管路
１３………第３管路
１５………温度制御部
１７………第１流入口
１９………第１流出口
２１………第２流出口
２３………第４管路
２５………第３流出口
２７………第２流入口
２９………第３流入口
３０………被処理液
３１………水
３３………被処理物
３５………ドロー溶質
３７………ドロー溶液
４１………ヒーター
５１………水処理装置
５３………第１温度制御部
５５………第２温度制御部
５７………第５管路
５９………第６管路
６１………供給配管
６２………半透膜
６３………電子天秤
６５………イオン交換水
６６………ビーカー
６７………実験用ドロー溶液
６８………容器
６９………水面位置
【図１】
2018001125.tif 000007
【図２】
2018001125.tif 000008
【図３】
2018001125.tif 000009
【図４】
2018001125.tif 000010
【図５】
2018001125.tif 000011
【図６】
2018001125.tif 000012