(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｊｓ（Ｊｓは溶質のリバースフラックス；水の透過流速）／Ｊｗの小さい正浸透膜の提供。【解決手段】水処理システムに使用される、被処理水と有機酸塩または糖アルコールを溶質として含む作業媒体とを隔てるアミノ基４０４を含む正浸透膜４０１であって、三酢酸セルロース膜４０３を備え、作業媒体側の三酢酸セルロース膜表面をシランカップリング剤で処理して導入された、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである正浸透膜４０１。【選択図】図１
2018118186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理システムに使用される、被処理水と作業媒体とを隔てる正浸透膜であって、前記作業媒体側の表面に導入されたアミノ基を含む正浸透膜。 
【請求項２】
前記正浸透膜は、三酢酸セルロース膜を備え、前記アミノ基は前記作業媒体側の前記三酢酸セルロース膜表面をシランカップリング剤で処理して導入された、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである請求項１記載の正浸透膜。
【請求項３】
前記正浸透膜は、三酢酸セルロース膜と当該三酢酸セルロース膜の表面に密着された基材とを備え、前記アミノ基は三酢酸セルロース膜との密着面と反対側で前記作業媒体側の前記基材表面をシランカップリング剤で処理して導入された、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである請求項１記載の正浸透膜。
【請求項４】
被処理水を収容する第１のチャンバと、
正浸透圧を誘起する作業媒体を収容する第２のチャンバと、
前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとを隔てる正浸透膜と
を備え、
前記正浸透膜は、前記作業媒体側の表面に導入されたアミノ基を含む水処理システム。
【請求項５】
水を収容する第１のチャンバと、
正浸透圧を誘起する作業媒体を収容する第２のチャンバと、
前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとを隔てる正浸透膜と、
前記第２のチャンバに接続された圧力交換器と、
前記圧力交換器に接続された回転体と
を備え、
前記正浸透膜は、前記作業媒体側の表面に導入されたアミノ基を含む水処理システム。
【請求項６】
前記正浸透膜は、三酢酸セルロース膜を備え、前記アミノ基は前記作業媒体側の前記三酢酸セルロース膜表面をシランカップリング剤で処理して導入された、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである請求項４または５記載の水処理システム。
【請求項７】
前記正浸透膜は、三酢酸セルロース膜と当該三酢酸セルロース膜の表面に密着された基材とを備え、前記アミノ基は三酢酸セルロース膜との密着面と反対側で前記作業媒体側の前記基材表面をシランカップリング剤で処理して導入された、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである請求項４または５記載の水処理システム。
【請求項８】
前記基材は、濾紙である請求項７記載の水処理システム。
【請求項９】
前記第２のチャンバに収容される前記作業媒体は、有機酸塩または糖アルコールを溶質として含む請求項４ないし８いずれか１項記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、正浸透膜（ＦＯ膜）および水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
低い濃度の溶液と高い濃度の溶液とを浸透膜で隔離すると、低い濃度の溶液の溶媒は、浸透膜を透過して高い濃度の溶液側に移動する。この溶媒が移動する現象を利用することにより、海水淡水化などの脱塩に使用したり、タービンを回して発電する浸透圧発電装置に使用したりするシステムが知られている。その他、この水の移動過程を用いて食品や汚泥の濃縮に使われている。このとき濃度の高い側に使用される溶液が作業媒体（ドロー液： Draw solution）である。作業媒体は、従来より種々のものが提案されている。
【０００３】
作業媒体は、水の吸収速度（透過流束：Ｊｗ）が大きいことが要求される。加えて、作業媒体中の溶質が正浸透膜の反対側に流出するリバースフラックス（Reverse flux［Ｊｓ］)の量が少ないことも要求される。リバースフラックスが大きいと、長時間の運転に伴って、作業媒体中の溶質濃度が減少する。水の透過流束は、作業媒体中の溶質濃度に依存するため、作業媒体中の溶質濃度が減少すると、水の透過流束が低下する。このため、作業媒体は溶質を一定の期間で補充することが必要になる。これは、運転コストを増大させる。また、食品や飲料水の濃縮に適用する水処理システムの場合、濃縮する食品や飲料水に溶質が混入しては品質を低下する虞がある。このため、リバースフラックスの小さい作業媒体が求められている。
【０００４】
作業媒体の性能は、透過流束に合わせてＪｓ／Ｊｗが指標として用いられる。Ｊｓ／Ｊｗは、小さいほど水処理システムの性能が高くなる。作業媒体の溶質は、小さなＪｓ／Ｊｗを示し、コストも低い無機物である塩化マグネシウムが注目されている。
【０００５】
一方、作業媒体中の溶質の漏れが少ない正浸透膜を使用することも重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１０−５０９５４０号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０１７３５２号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１０／００２４４２３号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M. Elimelech, W. A. Philip, The future of seawater desalination: Energy, technology, and the environment, Science, 333 (2011) 712-717.  （脱塩、濃縮、発電）
【非特許文献２】R.L.McGinnis et al. "A novel ammonia-carbon dioxide osmotic heat engine for power generation" Science 305 (2007) 13-19  (発電)
【非特許文献３】Achilli, T. Y. Cath, A. E. Childress, Selection of inorganic-based draw solutions for forward osmosis applications, J.Membr.Sci.,364(2010)233-241.(無機Draw液)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
実施形態は、Ｊｓ／Ｊｗの小さい正浸透膜および低コストで運転可能な浸透圧を利用した水処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によると、水処理システムに使用される、被処理水と作業媒体とを隔てる正浸透膜であって、前記作業媒体側の表面に導入されたアミノ基を含む正浸透膜が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る正浸透膜を示す概略図。
【図２】第１の実施形態に係る別の正浸透膜を示す概略図。
【図３】第１の実施形態に係る脱塩システムを示す概略図。
【図４】第１の実施形態に係る濃縮システムを示す概略図。
【図５】第２の実施形態に係る循環型浸透圧発電システムを示す概略図。
【図６】実施例に使用する試験装置の断面図。
【図７】図６の試験装置の分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る正浸透膜および当該正浸透膜を備えた水処理システムを説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る正浸透膜は、水処理システムに使用される、被処理水と作業媒体（ドロー液）とを区画する正浸透膜であって、前記作業媒体に接する表面に結合したアミノ基を含む。
【００１３】
具体的には、被処理水と作業媒体とを区画する正浸透膜において、図１に示すように正浸透膜４０１は三酢酸セルロース膜（正浸透膜本体）４０３と、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜４０３表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基４０４とを備える。三酢酸セルロース膜４０３は、アミノ基４０４が結合された表面と反対側の表面が被処理水に接する。三酢酸セルロース膜４０３は、被処理水と接する表面に活性面４０２を有する。ここで、「活性面」とは実質的に溶質の通過を阻止する性質を有し、ある程度の厚みを持つ構造を意味する。
【００１４】
また、別の実施形態に係る被処理水と作業媒体とを区画する正浸透膜において、図２に示すように正浸透膜４０１は、三酢酸セルロース膜（正浸透膜本体）４０３と、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜４０３表面に密着された基材４０５とを備える。基材４０５は、三酢酸セルロース膜４０３との密着面と反対側の表面をシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基４０４を含む。三酢酸セルロース膜４０３は、作業媒体と接する表面と反対側の表面が被処理水に接する。三酢酸セルロース膜４０３は、被処理水と接する表面に活性面４０２を有する。
【００１５】
このような図１に示す構成の正浸透膜４０１によれば、作業媒体に接する表面にアミノ基４０４が結合されているため、作業媒体中の溶質（例えば有機酸塩）が正浸透膜４０１を通して被処理水に移動する際、当該溶質をアミノ基４０４でトラップする。その結果、作業媒体中の溶質が正浸透膜４０１を透過して被処理水に漏れるリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減できる。従って、長時間の水処理運転において作業媒体中の溶質濃度の低下を抑えることができるため、作業媒体への溶質の補充量を下げて、運転コストを低減できる。特に、作業媒体中の溶質が高コストである場合、運転コストを顕著に低減できる。
【００１６】
また、被処理水として食品や飲料水を用い、その濃縮に適用する場合、濃縮する食品や飲料水への溶質の混入を最小限に抑えることができる。それ故、品質の良好な濃縮食品や濃縮飲料水を得ることができる。
【００１７】
また、図２に示す構成の正浸透膜４０１によれば、作業媒体に接する表面にアミノ基４０４を結合した基材４０５を密着しているため、作業媒体中の溶質（例えば有機酸）が正浸透膜４０１を通して被処理水に移動する際、当該溶質をアミノ基４０４を結合した基材４０５でトラップする。その結果、作業媒体中の溶質が正浸透膜４０１を透過して被処理水に漏れるリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減できる。従って、図１の正浸透膜と同様な効果を達成できる。
【００１８】
三酢酸セルロース膜は、４５〜２５０μｍの厚さを有することが好ましい。
【００１９】
シランカップリング剤は、例えばＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン，３−アミノプロピルトリメトキシシラン，３−アミノプロピルトリエトキシシラン，３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル-ブチリデン）プロピルアミン,Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン,Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランを挙げることができる。これらのシランカップリング剤の中で、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランで三酢酸セルロース膜または基材の表面を処理して結合したアミノ基はＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである。このようなアミノシランは、作業媒体中の溶質（例えば有機酸塩）を優位にトラップする。その結果、作業媒体中の溶質が正浸透膜４０１を透過して被処理水に漏れるリバースフラックス（Ｊｓ）の量をより一層低減できる。
【００２０】
図２に示す基材４０５は、例えば濾紙、濾布、その他の高分子膜などを用いることができる。
【００２１】
図１に示す正浸透膜４０１は、例えば次のような方法により作製できる。
【００２２】
まず、マグネティックスターラーを用意し、その基台にシャーレを設置する。シャーレ内に撹拌子（スタラ−バー）を入れ、さらに水とシランカップリング剤からなる水溶液を入れる。撹拌子を回転させて水溶液を撹拌しながら、室温でシャーレ内の水溶液に三酢酸セルロース膜を作業媒体と接する表面が水溶液側に位置するように載せる。このとき、三酢酸セルロース膜は水溶液の水面に浮かぶ。この状態で、撹拌子を回転させて水溶液の撹拌を続行しながら、三酢酸セルロース膜表面にシランカップリング剤を所望の時間反応させて三酢酸セルロース膜表面（作業媒体と接する表面）にアミノ基を導入して結合する。その後、正浸透膜をシャーレから取り出し、流水で所望時間洗浄し、水中に保管する。
【００２３】
図２に示す正浸透膜４０１は、例えば次のような方法により作製できる。
【００２４】
まず、マグネティックスターラーを用意し、その基台にシャーレを設置する。シャーレ内に撹拌子（スタラ−バー）を入れ、さらに水とシランカップリング剤からなる水溶液を入れる。撹拌子を回転させて水溶液を撹拌しながら、室温でシャーレ内の水溶液に基材（例えば、濾紙）を載せる。このとき、濾紙は水溶液の水面から少し沈んだ状態になる。この状態で、撹拌子を回転させて水溶液の撹拌を続行しながら、濾紙表面（作業媒体と接する表面）にシランカップリング剤を所望の時間反応させ、アミノ基を導入して結合する。つづいて、アミノ基が表面に結合された濾紙をシャーレから取り出し、流水で所望時間洗浄し、水中に保管する。その後、当該濾紙は使用時にアミノ基の結合表面と反対側の表面を三酢酸セルロース膜の表面に密着して正浸透膜を作製する。当該正浸透膜は、使用時に当該濾紙のアミノ基の結合表面が作動媒体に接するように配置される。
【００２５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る水処理システムは、被処理水を収容する第１のチャンバと、浸透圧を誘起する作業媒体（ドロー液）を収容する第２のチャンバと、第１のチャンバと第２のチャンバとを区画する正浸透膜とを備える。このような水処理システムによれば、第１のチャンバ内の被処理水と第２のチャンバ内の作業媒体との間で生じる浸透圧差により第１のチャンバ内の被処理水中の水が正浸透膜を透過して第２のチャンバ内の作業媒体に移動する。
【００２６】
第２の実施形態において、正浸透膜は第２のチャンバ側の作業媒体と接する表面に結合したアミノ基を含む。具体的には、第１の実施形態で図１を参照して説明したように正浸透膜４０１は、三酢酸セルロース膜（正浸透膜本体）４０３と、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜４０３の表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基４０４とを備える。三酢酸セルロース膜４０３は、アミノ基４０４が結合された表面と反対側の表面が第１のチャンバ側の被処理水に接する。三酢酸セルロース膜４０３は、被処理水と接する表面に活性面４０２を有する。
【００２７】
また、別の正浸透膜４０１は、第１の実施形態で図２を参照して説明したように三酢酸セルロース膜（正浸透膜本体）４０３と、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜４０３表面に密着された基材４０５とを備える。基材４０５は、三酢酸セルロース膜４０３との密着面と反対側の表面をシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基４０４を含む。三酢酸セルロース膜４０３は、作業媒体と接する表面と反対側の表面が第１のチャンバ側の被処理水に接する。三酢酸セルロース膜４０３は、被処理水と接する表面に活性面４０２を有する。
【００２８】
このような図１、図２に示す構成の正浸透膜４０１によれば、作業媒体に接する表面にアミノ基４０４が結合されているため、作業媒体中の溶質（例えば有機酸塩）が正浸透膜４０１を通して被処理水に移動する際、当該溶質をアミノ基４０４でトラップする。その結果、作業媒体中の溶質が正浸透膜４０１を透過して被処理水に漏れるリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減できる。
【００２９】
特に、正浸透膜４０１において、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面または同表面に密着された基材の表面をＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランのようなシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基は、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである。このため、正浸透膜４０１のアミノシランにより作業媒体中の溶質（例えば有機酸塩）を優位にトラップする。その結果、作業媒体中の溶質が正浸透膜４０１を透過して被処理水に漏れるリバースフラックス（Ｊｓ）の量をより一層低減できる。
【００３０】
従って、長時間の水処理運転において作業媒体中の溶質濃度の低下を抑えることができるため、作業媒体への溶質の補充量を激減でき、水処理システムの運転コストを低減できる。また、被処理水として食品や飲料水を用い、その濃縮に適用する場合、濃縮する食品や飲料水への溶質の混入を最小限に抑えることができる。
【００３１】
被処理水は、例えば塩水（海水等）、湖水、河川水、沼水、生活排水、産業廃水またはそれらの混合物、或いは食品、飲料水を挙げることができる。食品、飲料水の例は、お茶、コーヒなどの清涼飲料水、果汁、乳製品、豆乳、糖液を含む。被処理水が塩水の場合、塩水の塩濃度は例えば、０．０５％〜４％であればよい。
【００３２】
作業媒体は、例えば有機酸塩または糖アルコールを溶質として含む。有機酸塩の例は、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、コハク酸ナトリウム、コハク酸カリウム、酒石酸カリウムナトリウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（ＥＤＴＡ２Ｎａ）を含む。糖アルコールの例は、キシリトール、エリスリトール、グリセリン、マルチトール、マンリトール、ソルビトールを含む。無機塩も作業媒体の溶質として使用できる。無機塩の例は、塩化ナトリウム、塩化カリウムを含む。ただし、無機塩の中でＪｓ／Ｊｗが小さく、低コストの塩化カリウム（ＭｇＣｌ2）は例えば三酢酸セルロース膜の表面にアミノ基を導入した正浸透膜を用いても、作業媒体中の溶質としてのＭｇＣｌ2のリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減することが難しい。すなわち、実施形態に用いる正浸透膜は作業媒体中の溶質である有機酸塩または糖アルコールに優位にリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減する、つまり溶質に対する選択的なリバースフラックス（Ｊｓ）の量の低減効果を奏する。
【００３３】
次に、第２の実施形態に係る水処理システムの１つの例である脱塩システムを図３に示す概略図を参照して説明する。
【００３４】
脱塩システム１００は、浸透圧発生器１と、希釈作業媒体タンク２と、逆浸透膜分離部３と、濃縮作業媒体タンク４とを備える。浸透圧発生器１、希釈作業媒体タンク２、逆浸透膜分離部３および濃縮作業媒体タンク４は、この順序で接続されてループを形成している。浸透圧を誘起する作業媒体（ドロー溶液）はこのループを循環する。すなわち、作業媒体は浸透圧発生器１、希釈作業媒体タンク２、逆浸透膜分離部３および濃縮作業媒体タンク４をこの順番で循環する。作業媒体は、有機酸塩または糖アルコールを溶質として含む。
【００３５】
浸透圧発生器１は、例えば気密な第１の処理容器１１を備えている。第１の処理容器１１は、正浸透膜（ＦＯ膜）１２により例えば水平方向に区画され、左側に第１のチャンバ１３が、右側に第２のチャンバ１４がそれぞれ形成されている。正浸透膜１２は、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基を含む。当該アミノ基は、例えばＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである。正浸透膜１２において、三酢酸セルロース膜のアミノ基が結合された表面は作業媒体が流通する第２のチャンバ１４側に配置され、三酢酸セルロース膜のアミノ基が結合された表面と反対側の表面は被処理水が流通する第１のチャンバ１３側に配置されている。
【００３６】
塩水タンク１５は、第１のチャンバ１３が位置する第１の処理容器１１の上部にパイプライン１０１ａを通して接続されている。第１のポンプ１６は、パイプライン１０１ａに設けられている。濃縮された塩水を排出するためのパイプライン１０１ｂは、第１のチャンバ１３が位置する第１の処理容器１１の下部に接続されている。
【００３７】
濃縮作業媒体タンク４は、第２のチャンバ１４が位置する第１の処理容器１１の上部にパイプライン１０１ｃを通して接続されている。第２のポンプ１７は、パイプライン１０１ｃに設けられている。第２のチャンバ１４が位置する第１の処理容器１１の下部は、希釈作業媒体タンク２にパイプライン１０１ｄを通して接続されている。
【００３８】
逆浸透膜分離部３は、例えば気密な第２の処理容器２１を備えている。第２の処理容器２１は、例えば逆浸透膜（ＲＯ膜）２２により例えば水平方向に区画され、左側に第３のチャンバ２３が、右側に第４のチャンバ２４がそれぞれ形成されている。
【００３９】
前記希釈作業媒体タンク２は、第３のチャンバ２３が位置する第２の処理容器３１の下部にパイプライン１０１ｅを通して接続されている。第３のポンプ２５は、パイプライン１０１ｅに設けられている。第３のチャンバ２３が位置する第２の処理容器２１の上部は、濃縮作業媒体タンク４にパイプライン１０１ｆを通して接続されている。第４のチャンバ２４が位置する第２の処理容器２１の下部は、純水タンク２６にパイプライン１０１ｇを通して接続されている。純水タンク２６には、当該純水タンク２６内の純水を外部に送出して回収するためのパイプライン１０１ｈが接続されている。開閉弁２７は、パイプライン１０１ｈに設けられ、純水タンク２６内の純水が一定量を超えると開かれる。
【００４０】
次に、図３に示す脱塩システムによる脱塩操作を説明する。
【００４１】
第１のポンプ１６を駆動して塩水（例えば海水）を塩水タンク１５から浸透圧発生器１の第１のチャンバ１３内にパイプライン１０１ａを通して供給する。海水の供給と前後して第２のポンプ１７を駆動して濃縮作業媒体を濃縮作業媒体タンク４から浸透圧発生器１の第２のチャンバ１４内にパイプライン１０１ｃを通して供給する。このとき、第２のチャンバ１４に供給された濃縮作業媒体は、第１のチャンバ１３に供給された海水の塩濃度に比べて高濃度である。このため、第１のチャンバ１３内の海水と第２のチャンバ１４内の濃縮作業媒体との間で浸透圧差が生じ、海水中の水が正浸透膜１２を透過して第２のチャンバ１４内に移動する。すなわち、第１のチャンバ１３内の海水中の多くの水を第２のチャンバ１４の濃縮作業媒体に移動でき、塩水から水（純水）を取り出す高効率の脱塩処理がなされる。また、正浸透膜１２は作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基を含む。このため、三酢酸セルロース膜の当該アミノ基が結合された表面と接触する作業媒体中の溶質が正浸透膜１２を透過して被処理水である海水に漏れ出すリバースフラックス（Ｊｓ）の量を効果的に低減できる。
【００４２】
浸透圧発生器１において、海水中の水が第１のチャンバ１３から第２のチャンバ１４内の濃縮作業媒体に移動することにより、海水は濃縮海水として第１のチャンバ１３からパイプライン１０１ｂを通して排出され、濃縮作業媒体は移動した水で希釈される。
【００４３】
第２のチャンバ１４の希釈作業媒体は、希釈作業媒体タンク２にパイプライン１０１ｄを通して送出され、貯留される。希釈作業媒体が希釈作業媒体タンク２内に所定の水位まで貯まると、第３のポンプ２５を駆動してタンク２内の希釈作業媒体を逆浸透膜分離部３の第２の処理容器２１の第３のチャンバ２３にパイプライン１０１ｅを通して所望の圧力で供給する。所望の圧力で第３のチャンバ２３に供給された希釈作業媒体中の水は、逆浸透膜（ＲＯ膜）２２を強制的に透過して第４のチャンバ２４に移動する。第３のチャンバ２３内の希釈作業媒体は、水が第４のチャンバ２４に移動することにより濃縮される。濃縮作業媒体は、第３のチャンバ２３から濃縮作業媒体タンク４に送出される。濃縮作業媒体タンク４内の濃縮作業媒体は、第２のポンプ１７を駆動することにより浸透圧発生器１の第２のチャンバ１４内に供給され、前述したように塩水から水（純水）を取り出す脱塩処理に利用される。
【００４４】
他方、第４のチャンバ２４に移動した水（純水）は、パイプライン１０１ｇを通して純水タンク２６に送出される。純水タンク２６内の水が一定量を超えると、開閉弁２７を開き、パイプライン１０１ｈを通して外部に送出して水を回収する。
【００４５】
従って、第２の実施形態によればリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減して、長期間の運転に伴う作業媒体への溶質の補充を激減できるため、脱塩処理（純水の回収）を低コストで実行し得る脱塩システムを提供できる。
【００４６】
なお、図３に示す脱塩システムにおいて、浸透圧発生器は第１の処理容器を正浸透膜により水平方向に区画して第１、第２のチャンバを形成したが、第１の処理容器を正浸透膜により上下に区画して第１、第２のチャンバを形成してもよい。
【００４７】
図３に示す脱塩システムにおいて、希釈作業媒体の濃縮は逆浸透膜（ＲＯ膜）を備える逆浸透膜分離部で行なう場合に限らず、希釈作業媒体の水を除去するものであれば如何なる装置で行なってもよい。
【００４８】
次に、第２の実施形態に係る水処理システムの別の例である濃縮システムを図４を参照して説明する。
【００４９】
濃縮システム２００は、浸透圧発生器３１と、希釈作業媒体タンク３２と、膜蒸留分離部３３と、濃縮作業媒体タンク３４とを備える。浸透圧発生器３１、希釈作業媒体タンク３２、膜蒸留分離部３３および濃縮作業媒体タンク３４は、この順序で接続されてループを形成している。作業媒体（ドロー溶液）は、このループを循環する。すなわち、作業媒体は浸透圧発生器３１、希釈作業媒体タンク３２、膜蒸留分離部３３および濃縮作業媒体タンク３４をこの順番で循環する。作業媒体は、有機酸塩または糖アルコールを溶質として含む。
【００５０】
浸透圧発生器３１は、例えば気密な第１の処理容器４１を備えている。第１の処理容器４１は、正浸透膜４２（例えば正浸透膜：ＦＯ膜）により例えば水平方向に区画され、左側に第１のチャンバ４３が、右側に第２のチャンバ４４がそれぞれ形成されている。正浸透膜４２は、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基を含む。当該アミノ基は、例えばＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである。正浸透膜４２において、三酢酸セルロース膜のアミノ基が結合された表面は作業媒体が流通する第２のチャンバ４４側に配置され、三酢酸セルロース膜のアミノ基が結合された表面と反対側の表面は被処理水が流通する第１のチャンバ４３側に配置されている。
【００５１】
被処理水、例えば果汁等の原液を収容した原液タンク４５は、第１のチャンバ４３が位置する第１の処理容器４１の上部にパイプライン２０１ａを通して接続されている。第１のポンプ４６は、パイプライン２０１ａに設けられている。第１のチャンバ４３が位置する第１の処理容器４１の下部には、当該第１のチャンバ４３内の濃縮した原液を外部に排出して回収するためのパイプライン２０１ｂが接続されている。
【００５２】
濃縮作業媒体タンク３４は、第２のチャンバ４４が位置する第１の処理容器４１の上部にパイプライン２０１ｃを通して接続されている。第２のポンプ４７は、パイプライン２０１ｃに設けられている。第２のチャンバ４４が位置する第１の処理容器１１の下部は、希釈作業媒体タンク３２にパイプライン２０１ｄを通して接続されている。
【００５３】
膜蒸留分離部３３は、例えば気密な第２の処理容器５１を備えている。第２の処理容器５１は、例えばゴアテックス（登録商標）からなる脱水膜５２により例えば水平方向に区画され、左側に第３のチャンバ５３が、右側に第４のチャンバ５４がそれぞれ形成されている。
【００５４】
前記希釈作業媒体タンク３２は、第３のチャンバ５３が位置する第２の処理容器５１の下部にパイプライン２０１ｅを通して接続されている。第１の開閉弁６１、熱交換器６２および第３のポンプ６３は、パイプライン２０１ｅに作業媒体の流れ方向に沿ってこの順序で設けられている。熱交換器６２には、例えば排熱ガスのパイプライン２０１ｆが交差され、パイプライン２０１ｅを流れる作業媒体が排熱ガスと熱交換して当該作業媒体を加熱する。第３のチャンバ５３が位置する第２の処理容器５１の上部は、循環タンク６４の上部にパイプライン２０１ｇを通して接続されている。循環タンク６４は、第１の開閉弁６１と熱交換器６２の間に位置するパイプライン２０１ｅの部位にパイプライン２０１ｈを通して接続されている。第２の開閉弁６５は、パイプライン２０１ｈに設けられている。
【００５５】
このような構成により膜蒸留分離部３３の第３のチャンバ５３、循環タンク６４およびこれらの部材を接続するパイプライン２０１ｅ，２０１ｇ，２０１ｈによるループが形成される。すなわち、後述する第３のチャンバ５３で脱水処理され、循環タンク６４に貯留された希釈作業媒体は第２の開閉弁６５を開き、第３のポンプ６３を駆動することにより、パイプライン２０１ｈ、パイプライン２０１ｅ、第３のチャンバ５３およびパイプライン２０１ｇを循環する、希釈作業媒体循環系を形成している。なお、希釈作業媒体の循環において、第１の開閉弁６１を閉じることにより希釈作業媒体循環系は希釈作業媒体タンク３２と隔絶される。
【００５６】
循環タンク６４は、濃縮作業媒体タンク３４にパイプライン２０１ｉを通して接続されている。第４のポンプ６６は、パイプライン２０１ｉに設けられている。
【００５７】
第１の純水タンク７１は、第４のチャンバ５４が位置する第２の処理容器５１の上部にパイプライン２０１ｊを通して接続されている。第４のチャンバ５４が位置する第２の処理容器５１の下部は、第２の純水タンク７２にパイプライン２０１ｋを通して接続されている。第３の開閉弁７３は、パイプライン２０１ｋに設けられ、純水の非循環時に閉じて純水を第４のチャンバ５４内に滞留する。第２の純水タンク７２は、第１の純水タンク７１にパイプライン２０１ｍを通して接続されている。第５のポンプ７４は、パイプライン２０１ｍに設けられている。このような構成により第１の純水タンク７１、膜蒸留分離部３３の第４のチャンバ５４、第２の純水タンク７２およびこれらの部材を接続するパイプライン２０１ｊ，２０１ｋ，２０１ｍによるループが形成される。すなわち、第２の純水タンク７２内の純水は第３の開閉弁７３を開き、第５のポンプ７４を駆動することにより、パイプライン２０１ｍ、第１の純水タンク７１、パイプライン２０１ｊ、第４のチャンバ５４およびパイプライン２０１ｋを循環する、純水循環冷却系を形成している。
【００５８】
第２の純水タンク７２には、当該第２の純水タンク７２内の純水を外部に送出して回収するためのパイプライン２０１ｎが接続されている。第４の開閉弁７５は、パイプライン２０１ｎに設けられている。第４の開閉弁７５は、前述した純水の循環時に閉じられ、第２の純水タンク７５内の純水が一定量を超えると開かれる。
【００５９】
次に、図２に示す濃縮システムによる濃縮操作を説明する。
【００６０】
第１のポンプ４６を駆動して被処理水である原液（例えば果汁）を原液タンク４５から浸透圧発生器３１の第１のチャンバ４３内にパイプライン２０１ａを通して供給する。原液の供給と前後して第２のポンプ４７を駆動して濃縮作業媒体を濃縮作業媒体タンク３４から浸透圧発生器３１の第２のチャンバ４４内にパイプライン２０１ｃを通して供給する。第２のチャンバ４４に供給された濃縮作業媒体は第１のチャンバ４３に供給された原液の濃度に比べて高濃度である。このため、第１のチャンバ４３内の原液と第２のチャンバ４４内の濃縮作業媒体との間で浸透圧差が生じ、原液中の水が正浸透膜４２を透過して第２のチャンバ４４内に移動する。すなわち、第１のチャンバ４３内の原液中の多くの水を第２のチャンバ４４の作業媒体に移動でき、果汁のような原液の濃縮処理が高効率でなされる。また、正浸透膜４２は作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基を含む。このため、三酢酸セルロース膜の当該アミノ基が結合された表面と接触する作業媒体中の溶質が正浸透膜４２を透過して被処理水である果汁のような原液に漏れ出すリバースフラックス（Ｊｓ）の量を効果的に低減できる。
【００６１】
浸透圧発生器３１において、原液中の水が第１のチャンバ４３から第２のチャンバ４４内の濃縮作業媒体に移動することにより、原液は濃縮原液として第１のチャンバ４３からパイプライン２０１ｂを通して排出され、回収される。濃縮作業媒体は、移動した水により希釈される。
【００６２】
第２のチャンバ４４の希釈作業媒体は、希釈作業媒体タンク３２にパイプライン２０１ｄを通して送出され、貯留される。希釈作業媒体が希釈作業媒体タンク３２内に所定量まで貯留されると、パイプライン２０１ｅに設けた第１の開閉弁６１を開き、パイプライン２０１ｈに設けた第２の開閉弁６５を閉じ、第３のポンプ６３を駆動する。これにより希釈作業媒体タンク３２内の希釈作業媒体を膜蒸留分離部３３の第２の処理容器５１の第３のチャンバ５３にパイプライン２０１ｅを通して供給する。希釈作業媒体が第３のチャンバ５３に供給される間、パイプライン２０１ｅを流通する希釈作業媒体はパイプライン２０１ｆが交差する熱交換機６２で当該パイプライン２０１ｆを流通する排熱ガスと熱交換されて加熱される。また、第３の開閉弁７３を開き、第５のポンプ７４を駆動することにより、第２の純水タンク７２内の純水をパイプライン２０１ｍ、第１の純水タンク７１、パイプライン２０１ｊ、第４のチャンバ５４およびパイプライン２０１ｋに循環させて、膜蒸留分離部３３のゴアテックス（登録商標）からなる脱水膜５２を第４のチャンバ５４側から純水で冷却する。すなわち、純水循環冷却系により第４のチャンバ５４側の脱水膜５２を冷却する。
【００６３】
このように加熱した希釈作業媒体を通して膜蒸留分離部３３の第３のチャンバ５３にパイプライン２０１ｅを供給しながら、膜蒸留分離部３３の脱水膜５２を第４のチャンバ５４内の循環する純水で冷却することによって、第３のチャンバ５３内で希釈作業媒体中の水が蒸発し、その蒸気はゴアテックス（登録商標）からなる脱水膜５２を透過して第４のチャンバ５４に移動し、循環する純水により冷却、凝縮してその中に取込まれる。すなわち、希釈作業媒体は第３のチャンバ５３内で脱水処理される。第３のチャンバ５３内の脱水処理された希釈作業媒体は、パイプライン２０１ｇを通して循環タンク６４に送出され、貯留される。循環タンク６４に貯留された希釈作業媒体は、前記脱水処理により、ある濃度まで濃縮される。
【００６４】
しかしながら、この程度の濃縮では濃度が低く、前述した濃縮作業媒体として使用するには適切ではない。このため、脱水処理された希釈作業媒体が循環タンク６４に一定量貯留された時点で、第２の開閉弁６５を開き、当該タンク６４内の脱水処理された希釈作業媒体をパイプライン２０１ｈに流出する。同時に、第１の開閉弁６１を閉じ、循環タンク６４、パイプライン２０１ｈ、パイプライン２０１ｅ、第３のチャンバ５３およびパイプライン２０１ｇからなる希釈作業媒体循環系を希釈作業媒体タンク３２と隔絶する。
【００６５】
このような希釈作業媒体循環系および純水循環冷却系において、前述した第３のチャンバ５３内での希釈作業媒体の水の蒸発、蒸気の脱水膜５２の透過、第４のチャンバ５４への移動、および第４のチャンバ５４側での循環する純水による冷却、凝縮、をなす脱水処理を複数回繰り返すことによって、希釈作業媒体を濃縮作業媒体として使用し得る濃度に高める。このような希釈作業媒体の循環、脱水処理後に第２の開閉弁６５を閉じて、濃縮作業媒体を循環タンク６４に貯留する。第４のチャンバ５４に移動した水（純水）は、パイプライン２０１ｋを通して第２の純水タンク７２に循環する純水と共に送出される。
【００６６】
濃縮作業媒体として使用し得る濃度の濃縮作業媒体を循環タンク６４に貯留した後は、第５のポンプ７４の駆動を停止し、第４のチャンバ５４への純水の循環を停止した後、第３の開閉弁７３を閉じる。なお、第２の純水タンク７２内の純水が一定量を超えると、第４の開閉弁７５を開き、パイプライン２０１ｎを通して外部に送出して回収される。
【００６７】
第４のポンプ６４を駆動して循環タンク６４内の濃縮作業媒体を濃縮作業媒体タンク３４にパイプライン２０１ｉを通して送出する。濃縮作業媒体タンク３４内の濃縮作業媒体は、前述したように原液の濃縮処理に利用するために第２のポンプ４７を駆動して浸透圧発生器３１の第２のチャンバ４４内に供給される。
【００６８】
従って、浸透圧発生器３１において、第１のチャンバ４３に原液を供給し、第２のチャンバ４４に濃縮作業媒体を供給し、原液中の水を第１のチャンバ４３から第２のチャンバ４４内の濃縮作業媒体に移動させて、原液を濃縮することにより、第１のチャンバ４３からパイプライン２０１ｂを通して排出し、回収する。濃縮作業媒体は、移動した水により希釈され、その希釈作業媒体は希釈作業媒体タンク３２に送出され、貯留される。
【００６９】
浸透圧発生器３１による原液の濃縮操作の間、希釈作業媒体タンク３２に貯留された希釈作業媒体は膜蒸留分離部３３の第３のチャンバ５３を含む希釈作業媒体循環系および膜蒸留分離部３３の第４のチャンバ５４を含む純水循環冷却系により濃縮操作がなされ、濃縮作業媒体タンク３４に送出され、第４のチャンバ５４に移動した水（純水）は第２の純水タンク７２から送出、回収される。すなわち、浸透圧発生器３１による原液の濃縮操作および膜蒸留分離部３３による希釈作業媒体の濃縮を連続的に実行できる。
【００７０】
それ故、第２の実施形態によれば、リバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減して、長期間の運転に伴う作業媒体への溶質の補充を激減できるため、例えば果汁のような原液（被処理水）の濃縮処理および水の回収を低コストで実行し得る濃縮システムを提供できる。また、濃縮した果汁のような原液への溶質の混入を最小限に抑えることができる。その結果、品質の良好な果汁を得ることができる。
【００７１】
なお、図４に示す濃縮システムにおいて、浸透圧発生器は第１の処理容器を正浸透膜により水平方向に区画して第１、第２のチャンバを形成したが、第１の処理容器を正浸透膜により上下に区画して第１、第２のチャンバを形成してもよい。
【００７２】
図４に示す濃縮システムにおいて、浸透圧発生器３１の第１のチャンバ４３内の濃縮された被処理水（例えば原液）をパイプライン２０１ｂを通して外部に送出、回収したが、より高濃度に濃縮された原液を得る場合には、パイプライン２０１ｂを原液タンク４５に接続して原液タンク４５、パイプライン２０１ａ、浸透圧発生器３１の第１のチャンバ４３およびパイプライン２０１ｂのループを作ってもよい。この場合、浸透圧発生器３１における濃縮された原液と濃縮作業媒体の間の浸透圧差を考慮して原液の濃縮度合を決定することが望ましい。
【００７３】
図４に示す濃縮システムにおいて、膜蒸留分離部の脱水膜はゴアテックス（登録商標）に限らず、蒸気を透過する機能を有するものであれば如何なるものでもよい。
【００７４】
図４に示す濃縮システムにおいて、希釈作業媒体の濃縮は脱水膜を備える膜蒸留分離部で行なう場合に限らず、希釈作業媒体の水を除去するものであれば如何なる装置で行なってもよい。
【００７５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る水処理システムは、水を収容する第１のチャンバと、浸透圧を誘起する作業媒体（ドロー溶液）を収容する第２のチャンバと、第１のチャンバと第２のチャンバとを区画する正浸透膜と、第２のチャンバに接続された圧力交換器と、圧力交換器に接続された回転体とを備える。このような水処理システムによれば、第１のチャンバ内の水と第２のチャンバ内の作業媒体との間で生じる浸透圧差により第１のチャンバ内の水が正浸透膜を透過して第２のチャンバ内の作業媒体に移動する。すなわち、水が移動された作業媒体は高い圧力を持つ水流になるため、回転体をより高い速度で回して発電することができる。
【００７６】
第３の実施形態において、正浸透膜は第２のチャンバ側の作業媒体と接する表面に結合したアミノ基を含む。具体的には、第１の実施形態で図１を参照して説明したように正浸透膜４０１は、三酢酸セルロース膜（正浸透膜本体）４０３と、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜４０３表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基４０４とを備える。三酢酸セルロース膜４０３は、アミノ基４０４が結合された表面と反対側の表面が第１のチャンバ側の被処理水に接する。三酢酸セルロース膜４０３は、被処理水と接する表面に活性面４０２を有する。
【００７７】
また、別の正浸透膜４０１は、第１の実施形態で図２を参照して説明したように三酢酸セルロース膜（正浸透膜本体）４０３と、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜４０３表面に密着された基材４０５とを備える。基材４０５は、三酢酸セルロース膜４０３との密着面と反対側の表面をシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基４０４を含む。三酢酸セルロース膜４０３は、作業媒体と接する表面と反対側の表面が第１のチャンバ側の被処理水に接する。三酢酸セルロース膜４０３は、被処理水と接する表面に活性面４０２を有する。
【００７８】
このような図１、図２に示す構成の正浸透膜４０１によれば、作業媒体に接する表面にアミノ基４０４が結合されているため、作業媒体中の溶質（例えば有機酸塩）が正浸透膜４０１を通して被処理水に移動する際、当該溶質をアミノ基４０４でトラップする。その結果、作業媒体中の溶質が正浸透膜４０１を透過して被処理水に漏れるリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減できる。
【００７９】
特に、正浸透膜４０１において、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面または同表面に密着された基材の表面をＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランのようなシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基は、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである。このため、正浸透膜４０１のアミノシランにより作業媒体中の溶質（例えば有機酸塩）を優位にトラップする。その結果、作業媒体中の溶質が正浸透膜４０１を透過して被処理水に漏れるリバースフラックス（Ｊｓ）の量をより一層低減できる。
【００８０】
従って、回転体を効率的に回転して発電できるとともに、長時間の発電運転において作業媒体中の溶質濃度の低下を抑えることができるため、作業媒体への溶質の補充量を激減でき、低コストにて運転可能な水処理システムを提供できる。
【００８１】
被処理水は、例えば水を用いることができる。
【００８２】
作業媒体は、第１の実施形態で説明したのと同様、有機酸塩または糖アルコールを溶質として含む。
【００８３】
前記回転体は、例えばタービン、水車を用いることができる。
【００８４】
次に、第３の実施形態に係る水処理システムの１つの例である循環型浸透圧発電システムを図５に示す概略図を参照して説明する。なお、図５において図４と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００８５】
循環型浸透圧発電システム３００は、浸透圧発生器３１の第２のチャンバ４４が位置する第１の処理容器４１の下部（作業媒体出口側）に接続したパイプライン２０１ｂにおいて、圧力交換機８１およびタービン８２が作業媒体の流れ方向に沿ってこの順序で設けられている。また、第２のチャンバ４４が位置する第１の処理容器４１の上部と濃縮作業媒体タンク３４とを接続するパイプライン２０１ｃにおいて、第２のポンプ４７より作業媒体の流れ方向の下流側のパイプライン２０１ｃ部分が圧力交換機８１を経由して第２のチャンバ４４が位置する第１の処理容器４１の上部に接続されている。すなわち、浸透圧発生器３１において水が第１のチャンバ４３から正浸透膜４２を透過して第２のチャンバ４４に移動したときに発生した流束を有する希釈作業媒体は、第２のチャンバ４４が位置する第１の処理容器４１の下部から圧力交換機８１が設けられたパイプライン２０１ｂを通して流出される。この間、濃縮作業媒体タンク３４から流出した濃縮作業媒体が流通するパイプライン２０１ｃは圧力交換機８１を経由する。このため、当該濃縮作業媒体は、圧力交換機８１で第２のチャンバ４４から流出する希釈作業媒体と圧力交換され、希釈作業媒体は圧力を下げ、濃縮作業媒体は圧力を上昇する。
【００８６】
ここで、作業媒体は有機酸塩または糖アルコールを溶質として含む。
【００８７】
正浸透膜４２は、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基を含む。当該アミノ基は、例えばＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランである。正浸透膜４２において、三酢酸セルロース膜のアミノ基が結合された表面は作業媒体が流通する第２のチャンバ４４側に配置され、三酢酸セルロース膜のアミノ基が結合された表面と反対側の表面は被処理水が流通する第１のチャンバ４３側に配置されている。
【００８８】
循環型浸透圧発電システム３００において、原液タンク４５内には水が収容される。
【００８９】
次に、図５に示す循環型浸透圧発電システムによる発電操作を説明する。
【００９０】
第１のポンプ４６を駆動して水を原液タンク４５から浸透圧発生器３１の第１のチャンバ４３内にパイプライン２０１ａを通して供給する。水の供給と前後して第２のポンプ４７を駆動して濃縮作業媒体を濃縮作業媒体タンク３４から浸透圧発生器３１の第２のチャンバ４４内にパイプライン２０１ｃを通して供給する。第２のチャンバ４４に供給された濃縮作業媒体は、第１のチャンバ４３に供給された溶媒のみの水に対して十分に高濃度である。このため、第１のチャンバ４３内の水と第２のチャンバ４４内の濃縮作業媒体との間で浸透圧差が生じ、水が正浸透膜４２を透過して第２のチャンバ４４内に移動する。すなわち、第１のチャンバ４３内の多くの水を第２のチャンバ４４の濃縮作業媒体に移動でき、水により希釈された高い圧力を持つ希釈作業媒体が生成される。また、正浸透膜４２は作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にシランカップリング剤で処理して結合したアミノ基を含む。このため、三酢酸セルロース膜の当該アミノ基が結合された表面と接触する作業媒体中の溶質が正浸透膜４２を透過して被処理水である水に漏れ出すリバースフラックス（Ｊｓ）の量を効果的に低減できる。なお、第１のチャンバ４３内の水はパイプライン２０１ｂを通して排出される。
【００９１】
第２のチャンバ４４の高い圧力を持つ希釈作業媒体は、希釈作業媒体タンク３２にパイプライン２０１ｄを通して送出され、貯留される。圧力交換機８１およびタービン８２はパイプライン２０１ｄに作業媒体の流れ方向に沿ってこの順序で設けられている。
【００９２】
このため、前述したように圧力交換機８１では濃縮作業媒体タンク３４からパイプライン２０１ｃを通して流れる濃縮作業媒体と第２のチャンバ４４から（タービン８２を通って）パイプライン２０１ｄを通して流れる高い圧力を持つ希釈作業媒体との間で圧力交換がなされ、希釈作業媒体の圧力を下げ、濃縮作業媒体の圧力を上昇させる。圧力交換により適正な圧力を持つ希釈作業媒体はタービン８２に流れ、それを効率的に回転させて発電する。また、圧力交換により適正な圧力を持つ濃縮作業媒体は第２のチャンバ４４に供給される。
【００９３】
希釈作業媒体タンク３２に貯留された希釈作業媒体は、前述した図４に示す濃縮システムと同様に膜蒸留分離部３３の第３のチャンバ５３を含む希釈作業媒体循環系および膜蒸留分離部３３の第４のチャンバ５４を含む純水循環冷却系によって濃縮される。すなわち、第３のチャンバ５３内で希釈作業媒体の水の蒸発、蒸気の脱水膜５２の透過、第４のチャンバ５４への移動、および第４のチャンバ５４側での循環する純水による冷却、凝縮、をなす脱水処理を複数回繰り返すことによって、希釈作業媒体を濃縮作業媒体として使用し得る濃度の作業媒体（濃縮作業媒体）として循環タンク６４に貯留し、当該濃縮作業媒体を濃縮作業媒体タンク３４に戻す。濃縮作業媒体タンク３４内の濃縮作業媒体は、前述したようにタービン８２を回転して発電するために第２のポンプ４７を駆動して浸透圧発生器３１の第２のチャンバ４４内に供給される。
【００９４】
従って、第３の実施形態によれば浸透圧発生器３１によるタービン８２の回転、発電操作および膜蒸留分離部３３による希釈作業媒体の濃縮を連続的に実行できる。それ故、タービンを効率的に回転して発電できる。また、リバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減して、長期間の運転に伴う作業媒体への溶質の補充量を激減できるため、発電を低コストで運転可能な循環型浸透圧発電システムを提供できる。
【００９５】
なお、図５に示す循環型浸透圧発電システムにおいて、浸透圧発生器は第１の処理容器を正浸透膜により水平方向に区画して第１、第２のチャンバを形成したが、第１の処理容器を正浸透膜により上下に区画して第１、第２のチャンバを形成してもよい。
【００９６】
図５に示す循環型浸透圧発電システムにおいて、浸透圧発生器３１の第１のチャンバ４３内の水をパイプライン２０１ｂを通して外部に送出したが、パイプライン２０１ｂを原液タンク４５に接続して原液タンク４５、パイプライン２０１ａ、浸透圧発生器３１の第１のチャンバ４３、パイプライン２０１ｂのループを作ってもよい。
【００９７】
図５に示す循環型浸透圧発電システムにおいて、膜蒸留分離部の脱水膜はゴアテックス（登録商標）に限らず、蒸気を透過する機能を有するものであれば如何なるものでもよい。
【００９８】
図５に示す循環型浸透圧発電システムにおいて、希釈作業媒体の濃縮は脱水膜を備える膜蒸留分離部で行なう場合に限らず、希釈作業媒体の水を除去するものであれば如何なる装置で行なってもよい。
【実施例】
【００９９】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【０１００】
＜試験装置の構造＞
リバースフラクッス（Ｊｓ）を測定するための試験装置を図６および図７を参照して説明する。図６は、試験装置の断面図、図７は図６の試験装置の分解斜視図である。
【０１０１】
試験装置５００は、例えば石英ガラスまたはアクリル樹脂から作られる透明な矩形状の支持板５０１を備えている。支持板５０１は、その左側面に正浸透膜を嵌め込むための円形凹部５０２が設けられている。円形凹部５０２が位置する支持板５０１には、複数、例えば７つの小円形状の貫通穴５０３が開口されている。支持板５０１は、左右の側面近傍にボルトを挿通するための複数、例えば４つの貫通した穴５０４がそれぞれ設けられている。円形状の正浸透膜５０５は、支持板５０１に円形凹部５０２に嵌め込まれている。
【０１０２】
例えば、透明な石英ガラスまたはアクリル樹脂から作られる第１の支持ブロック５１０ａおよび第２の支持ブロック５１０ｂは、支持板５０１を挟んで左側および右側にそれぞれ配置され、互いに反転した同構造を有する。第１の支持ブロック５１０ａは、支持板５０１と対向して当該支持板５０１と同形、同面積をもつ矩形状の第１のフランジ部５１１ａを有する。第１のフランジ部５１１ａには、支持板５０１の円形凹部５０２と対向し、Ｏリングを嵌め込むための第１の円形凹部５１２ａが設けられている。円形凹部５０２、５１２ａは、互いに同形状で、同面積である。第１のフランジ部５１１ａは、左右の側面近傍にボルトを挿通するための複数、例えば４つの貫通した穴５１３がそれぞれ支持板５０１の穴５０４と対向するように設けられている。第１の円形凹部５１２ａが位置する第１の支持ブロック５１０ａには、一端を第１の円形凹部５１２ａに開口し、他端をめくらとする第１の細長状穴５１４ａが当該支持ブロック５１０ａの長さ方向に設けられている。なお、第１の細長状穴５１４ａは、第１のチャンバとして機能する。第１の支持ブロック５１０ａには、その上面から第１の細長状穴５１４ａに連通する第１の縦ねじ穴５１５ａが設けられている。
【０１０３】
第２の支持ブロック５１０ｂは、第１の支持ブロック５１０ａと同様、支持板５０１と対向して当該支持板５０１と同形、同面積をもつ矩形状の第２のフランジ部５１１ｂと、Ｏリングを嵌め込むための第２の円形凹部５１２ｂと、ボルトを挿通するための複数の貫通した穴５１３ｂと、第２の細長状穴５１４ｂと、第２の縦ねじ穴５１５ｂとを備えている。第２の細長状穴５１４ｂは、第２のチャンバとして機能する。
【０１０４】
前記第１，第２の支持ブロック５１０ａ、５１０ｂは、正浸透膜５０５が嵌め込まれた支持板５０１の左右の面に第１、第２のＯリング５２１ａ，５２１ｂを介在して対向し、第１の支持ブロック５１０ａの第１のフランジ部５１１ａの貫通した穴５１４，支持板５０１の貫通した穴５１４ａ，第２の支持ブロック５１０ｂの第２のフランジ部５１１ｂに挿通したボルトおよびナット（いずれも図示せず）で締め付けることにより、支持板５０１、正浸透膜５０５および第１、第２のＯリング５２１ａ，５２１ｂが第１、第２の支持ブロック５１０ａ、５１０ｂ間に挟持され、固定されている。なお、第１、第２のＯリング５２１ａ，５２１ｂは第１、第２のフランジ部５１１ａ、５１１ｂの第１、第２の円形凹部５１３ａ、５１３ｂに嵌め込まれ、第１、第２の支持ブロック５１０ａ、５１０ｂの第１、第２の細長状穴５１５ａ、５１５ｂおよびこれらと連通する正浸透膜５０５を液密に保持している。
【０１０５】
第１の導管５３１ａは、その下端部のねじ部５３２ａを第１の支持ブロック５１０ａの縦ねじ穴５１５ａに螺着することにより、第１の細長状穴５１４ａに連通して第１の支持ブロック５１０ａに固定されている。第２の導管５３１ｂは、その下端部のねじ部５３２ｂを第２の支持ブロック５１０ｂの縦ねじ穴５１５ｂに螺着することにより、第２の細長状穴５１４ｂに連通して第２の支持ブロック５１０ｂに固定されている。
【０１０６】
なお、支持板５０１の円形凹部５０２は、７５ｍｍ径であるため、当該円形凹部５０２に嵌め込まれた正浸透膜５０５の膜面積は０．００４４ｍ2を有する。しかしながら、支持板５０１の円形凹部５０２にはそれぞれ２０ｍｍ径の７つの貫通穴５０３が開口されているため、円形凹部５０２に嵌め込まれた正浸透膜５０５の膜面積は支持板５０１の回り込みを無視して、実質的には０．００２２ｍ2になる。
【０１０７】
＜正浸透膜Ａの作製＞
まず、マグネティックスターラーを用意し、その基台にシャーレを設置した。シャーレ内に撹拌子（スタラ−バー）を入れた。また、シランカップリング剤であるＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン（東京化成社製）２６ｍｇを水５０ｍＬで溶解したシランカップリング剤水溶液を調製し、当該シランカップリング剤水溶液をシャーレに入れた。撹拌子を回転させて水溶液を撹拌しながら、正浸透膜である７５ｍｍ径の三酢酸セルロース膜（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を室温でシャーレ内のシランカップリング剤水溶液に作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面が水溶液側に位置するように載せた。このとき、三酢酸セルロース膜は水溶液の水面に浮かんだ。この状態で、撹拌子による水溶液の撹拌を続行し、三酢酸セルロース膜表面（作業媒体と接する表面）にシランカップリング剤を３時間反応させてアミノ基を導入して結合した。なお、アミノ基はＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランであった。その後、アミノ基を結合した正浸透膜（以下、正浸透膜Ａと称す）をシャーレから取り出し、流水で３時間洗浄し、水中に保管した。
【０１０８】
＜正浸透膜Ｂの作製＞
まず、マグネティックスターラーを用意し、その基台にシャーレを設置した。シャーレ内に撹拌子（スタラ−バー）を入れた。また、シランカップリング剤であるＮ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン（東京化成社製）２６ｍｇを水５０ｍＬで溶解したシランカップリング剤水溶液を調製し、当該シランカップリング剤水溶液をシャーレに入れた。撹拌子を回転させて水溶液を撹拌しながら、濾紙（７５ｍｍ径、７μｍ厚さの桐山濾紙）を室温でシャーレ内のシランカップリング剤水溶液に載せた。このとき、濾紙は水溶液に少し沈んだ。この状態で、撹拌子による水溶液の撹拌を続行し、濾紙表面にシランカップリング剤を３時間反応させて濾紙表面にアミノ基を導入して結合した。なお、アミノ基はＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉをその構造の一部として有するアミノシランであった。その後、濾紙をシャーレから取出し、流水で３時間洗浄し、水中に保管した。当該濾紙は、試験時にアミノ基の結合表面と反対側の表面を三酢酸セルロース膜（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）の表面に密着させ、正浸透膜Ｂとして用いた。当該正浸透膜は、試験時に当該濾紙のアミノ基の結合表面が作動媒体に接するように配置される。
【０１０９】
（実施例１）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜５０５として既に作製した７５ｍｍ径の正浸透膜Ａを用いた。正浸透膜Ａは、アミノ基を結合した表面が第２のチャンバとして機能する、作動媒体を収容する第２の細長状穴５１４ｂ側に位置し、アミノ基を結合した表面と反対側の表面が第１のチャンバとして機能する第１の細長状穴５１４ａ側に位置するように支持板５０１の円形凹部５０２内に嵌め込んだ。５１ｍＬの真水を第１の導管５３１ａを通して第１の細長状穴５１５ａ内に収容した。また、５０ｍＬのロッシェル塩（酒石酸ナトリウム・カリウムの４水塩）の飽和水溶液（濃度：３８．６重量％）を第２の導管５３１ｂを通して第２の細長状穴５１５ｂ内に収容した。ロッシェル塩水溶液は、作動媒体としての働きを有する。
【０１１０】
第１の細長状穴５１５ａ（第１のチャンバ）内に真水、第２の細長状穴５１５ｂ（第２のチャンバ）内にロッシェル塩水溶液を収容したとき、真水が正浸透膜Ａを通過して第２のチャンバ内の作動媒体に移動する透過水量を測定した。
【０１１１】
また、第１のチャンバ内に真水、第２のチャンバ内にロッシェル塩水溶液を収容し、２０分間維持した後、第１の導管を通して第１のチャンバ内の真水を取出した。採取した真水を総有機炭素量（Total Organic Carbon: TOC）分析および高速液体クロマトグラフィー（High Performance Liquid Chromatography: HPLC）を行って、第２のチャンバ内のロッシェル塩水溶液のロッシェル塩が正浸透膜Ａを透過して第１のチャンバ内の真水に移動するリバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定した。測定した透過水量およびＪｓからＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１１２】
リバースフラックスの量（Ｊｓ）の測定において、ＴＯＣ分析で不純物などが含まれると推定される場合はＨＰＬＣにより単品のピークとして分析した。
【０１１３】
なお、ＴＯＣ分析、ＨＰＬＣでは以下の装置を用いた。
【０１１４】
ＴＯＣ装置：島津製作所製のＴＯＣ−Ｊ。
【０１１５】
ＨＰＬＣ装置：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製のＨＰＬＣ（型式：ＨＰ１１００）、カラム；ＴＯＳＯＨ製のＴＳＫｇｅｌ  ＯＤＳ−１００Ｖ  ３μｍ、注入量：２０μＬ、移動相；６５％アセトニトリル／３５％Ｈ2Ｏ、流量；０．４ｍＬ、カラム温度：４０℃、検出器：ＲＩ。
【０１１６】
（比較例１）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜として７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を用い、当該正浸透膜の活性面を第１の細長状穴５１５ａ（第１のチャンバ）側に配置し、当該正浸透膜の活性面と反対側の表面を第２の細長状穴５１５ｂ（第２のチャンバ）側に配置した以外、実施例１と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１１７】
その結果、７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を正浸透膜として用いた比較例１では、透過水量が０．００５８ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．０１４７モル／ｍ2・ｈで、Ｊｓ／Ｊｗが０．００１１モル／Ｌであった。
【０１１８】
これに対し、作動媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にアミノ基を結合した正浸透膜Ａを用いた実施例１では、透過水量が０．０１０８ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．００１モル／ｍ2・ｈ、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００１モル／Ｌであり、Ｊｓが比較例１に比べて１桁小さくなった。このことから、シランカップリング剤で処理した正浸透膜Ａは絶大な効果があることが分かった。
【０１１９】
（実施例２）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜５０５として既に作製した７５ｍｍ径の正浸透膜Ａを用いた。正浸透膜Ａは、アミノ基を結合した表面が第２のチャンバとして機能する、作動媒体を収容する第２の細長状穴５１４ｂ側に位置し、アミノ基を結合した表面と反対側の表面が第１のチャンバとして機能する第１の細長状穴５１４ａ側に位置するように支持板５０１の円形凹部５０２内に嵌め込んだ。５１ｍＬの真水を第１の導管５３１ａを通して第１のチャンバに収容した。また、４２ｍＬのＥＤＴＡ２Ｎａ（ジソジウムエチレンジアミンテトラアセテイトの２水塩）の飽和水溶液（濃度：９．９重量％）を第２の導管５３１ｂを通して第２のチャンバ内に収容した。ＥＤＴＡ２Ｎａ水溶液は、作動媒体としての働きを有する。
【０１２０】
このような試験装置を用いて実施例１と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１２１】
（比較例２）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜として７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を用い、当該正浸透膜の活性面を第１の細長状穴５１５ａ（第１のチャンバ）側に配置し、当該正浸透膜の活性面と反対側の表面を第２の細長状穴５１５ｂ（第２のチャンバ）側に配置した以外、実施例２と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１２２】
その結果、７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を正浸透膜として用いた比較例２では、透過水量が０．００１５ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．００１３モル／ｍ2・ｈで、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００３モル／Ｌであった。
【０１２３】
これに対し、作動媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にアミノ基を結合した正浸透膜Ａを用いた実施例２では、透過水量が０．００５０ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．０００４モル／ｍ2・ｈ、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００１モル／Ｌであり、Ｊｓが比較例２に比べて１／４小さくなった。このことから、シランカップリング剤で処理した正浸透膜Ａは絶大な効果があることが分かった。
【０１２４】
（実施例３）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜５０５として既に作製した７５ｍｍ径の正浸透膜Ａを用いた。正浸透膜Ａは、アミノ基を結合した表面が第２のチャンバとして機能する、作動媒体を収容する第２の細長状穴５１４ｂ側に位置し、アミノ基を結合した表面と反対側の表面が第１のチャンバとして機能する第１の細長状穴５１４ａ側に位置するように支持板５０１の円形凹部５０２内に嵌め込んだ。５０ｍＬの真水を第１の導管５３１ａを通して第１のチャンバに収容した。また、４５ｍＬのキシリトール水溶液（濃度：１．２モル／Ｌ）を第２の導管５３１ｂを通して第２のチャンバ内に収容した。キシリトール水溶液は、作動媒体としての働きを有する。
【０１２５】
このような試験装置を用いて実施例１と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１２６】
（比較例３）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜として７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を用い、当該正浸透膜の活性面を第１の細長状穴５１５ａ（第１のチャンバ）側に配置し、当該正浸透膜の活性面と反対側の表面を第２の細長状穴５１５ｂ（第２のチャンバ）側に配置した以外、実施例２と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１２７】
その結果、７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を正浸透膜として用いた比較例３では、透過水量が０．００６７ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．０１４８モル／ｍ2・ｈで、Ｊｓ／Ｊｗが０．００２２モル／Ｌであった。
【０１２８】
これに対し、作動媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にアミノ基を結合した正浸透膜Ａを用いた実施例３では、透過水量が０．００６９ｍ／ｈであり、比較例３と殆ど変らず、Ｊｓが０．００４モル／ｍ2・ｈ、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００６モル／Ｌであり、Ｊｓが比較例３に比べて約１／４小さくなった。このことから、シランカップリング剤で処理した正浸透膜Ａは絶大な効果があることが分かった。
【０１２９】
（実施例４）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜５０５として既に作製した７５ｍｍ径の正浸透膜Ａを用いた。正浸透膜Ａは、アミノ基を結合した表面が第２のチャンバとして機能する、作動媒体を収容する第２の細長状穴５１４ｂ側に位置し、アミノ基を結合した表面と反対側の表面が第１のチャンバとして機能する第１の細長状穴５１４ａ側に位置するように支持板５０１の円形凹部５０２内に嵌め込んだ。５０ｍＬの真水を第１の導管５３１ａを通して第１のチャンバに収容した。また、４５ｍＬのコハク酸２Ｎａ（ジソジウムコハク酸の６水塩）の飽和水溶液（濃度：１７重量％）を第２の導管５３１ｂを通して第２のチャンバ内に収容した。コハク酸２Ｎａ水溶液は、作動媒体としての働きを有する。
【０１３０】
このような試験装置を用いて実施例１と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１３１】
（実施例５）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜５０５として既に作製した７５ｍｍ径の正浸透膜Ｂを用いた以外、実施例４と同様なコハク酸２Ｎａ飽和水溶液を用い、かつ実施例１と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定するとともにＪｓ／Ｊｗを求めた。なお、正浸透膜Ｂはアミノ基を結合した濾紙表面が第２のチャンバとして機能する、作動媒体を収容する第２の細長状穴５１４ｂ側に位置し、濾紙表面と反対側の表面が第１のチャンバとして機能する第１の細長状穴５１４ａ側に位置するように支持板５０１の円形凹部５０２内に嵌め込んだ。
【０１３２】
（比較例４）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜として７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を用い、当該正浸透膜の活性面を第１の細長状穴５１５ａ（第１のチャンバ）側に配置し、当該正浸透膜の活性面と反対側の表面を第２の細長状穴５１５ｂ（第２のチャンバ）側に配置した以外、実施例４と同様なコハク酸２Ｎａ飽和水溶液を用い、かつ実施例１と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１３３】
その結果、７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を正浸透膜として用いた比較例４では、透過水量が０．０１０４ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．００６モル／ｍ2・ｈで、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００８モル／Ｌであった。
【０１３４】
これに対し、作動媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にアミノ基を結合した正浸透膜Ａを用いた実施例４では、透過水量が０．００９ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．００２７モル／ｍ2・ｈ、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００３モル／Ｌであり、Ｊｓが比較例４に比べて約１／３小さくなった。このことから、シランカップリング剤で処理した正浸透膜Ａは絶大な効果があることが分かった。
【０１３５】
また、三酢酸セルロース膜表面にアミノ基が結合された濾紙を密着させ、当該濾紙表面を作動媒体と接触させた、正浸透膜Ｂを用いた実施例５では、透過水量が０．００４８ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．００１モル／ｍ2・ｈ、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００２モル／Ｌであり、Ｊｓが比較例４に比べて約１桁小さくなった。このことから、シランカップリング剤で処理した濾紙を密着した正浸透膜Ｂは絶大な効果があることが分かった。
【０１３６】
（実施例６）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜５０５として既に作製した７５ｍｍ径の正浸透膜Ａを用いた。正浸透膜Ａは、アミノ基を結合した表面が第２のチャンバとして機能する、作動媒体を収容する第２の細長状穴５１４ｂ側に位置し、アミノ基を結合した表面と反対側の表面が第１のチャンバとして機能する第１の細長状穴５１４ａ側に位置するように支持板５０１の円形凹部５０２内に嵌め込んだ。５０ｍＬの真水を第１の導管５３１ａを通して第１のチャンバに収容した。また、４９ｍＬの塩化マグネシウム６水塩の水溶液（濃度が０．４モル／Ｌ）を第２の導管５３１ｂを通して第２のチャンバ内に収容した。塩化マグネシウム６水塩の水溶液は、作動媒体としての働きを有する。
【０１３７】
第１の細長状穴５１５ａ（第１のチャンバ）内に真水、第２の細長状穴５１５ｂ（第２のチャンバ）内に塩化マグネシウム６水塩の水溶液を収容したとき、真水が正浸透膜Ａを通過して第２のチャンバ内の作動媒体に移動する透過水量を測定した。
【０１３８】
また、第１のチャンバ内に真水、第２のチャンバ内に塩化マグネシウム６水塩の水溶液を収容し、２０分間維持した後、第１の導管を通して第１のチャンバ内の真水を取出した。採取した真水をイオンクロマトグラフィ（Ion Chromatography:IC）分析および電気伝導度分析を行って、第２のチャンバ内の塩化マグネシウム６水塩の水溶液の塩化マグネシウム６水塩が正浸透膜Ａを透過して第１のチャンバ内の真水に移動するリバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定した。測定した透過水量およびＪｓからＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１３９】
リバースフラックスの量（Ｊｓ）の測定において、ＩＣ分析の結果から検量線を引き、電気伝導度分析の結果から補正した。
【０１４０】
なお、ＩＣ分析、電気伝導度分析は以下の装置を用いた。
【０１４１】
ＩＣ装置：Ｗａｔｅｒｓ製Ａｌｌｉａｎｃｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓ  Ｍｏｄｕｌｅ  ２６９５、カラム；Ｃ  ＹＳ−５０，Ｓｈｏｄｅｘ製、ガードカラム；ＩＣ  ＹＳ−Ｇ，  Ｓｈｏｄｅｘ製，注入量；１０μＬ、移動相；４ｍＭメタンスルホン酸、流量；１．０ｍＬ、カラム温度；４０℃、検出器；電気伝導度計（Ｗａｔｅｒｓ４３２）。
【０１４２】
コンパクト電気伝導率計：ＬＡＱＵＡｔｗｉｎ製Ｂ−７７１。
【０１４３】
（比較例５）
前述した図６および図７に示す試験装置の円形状の正浸透膜として７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を用い、当該正浸透膜の活性面を第１の細長状穴５１５ａ（第１のチャンバ）側に配置し、当該正浸透膜の活性面と反対側の表面を第２の細長状穴５１５ｂ（第２のチャンバ）側に配置した以外、実施例６と同様な方法により透過水量、リバースフラックスの量（Ｊｓ）を測定し、かつＪｓ／Ｊｗを求めた。
【０１４４】
その結果、７５ｍｍ径の三酢酸セルロース（ＨＴＩ社製、ＣＴＡ−ＥＳ）を正浸透膜として用いた比較例５では、透過水量が０．００６６ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．００２２モル／ｍ2・ｈで、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００３モル／Ｌであった。
【０１４５】
これに対し、作業媒体と接する三酢酸セルロース膜表面にアミノ基を結合した正浸透膜Ａを用いた実施例６では、透過水量が０．０１７ｍ／ｈであり、Ｊｓが０．００４１モル／ｍ2・ｈ、Ｊｓ／Ｊｗが０．０００２モル／Ｌであり、Ｊｓが比較例５と大差のない値であった。このことから、シランカップリング剤で処理した正浸透膜Ａは塩化マグネシウムには殆ど効果がないことを確認した。すなわち、シランカップリング剤で処理した正浸透膜Ａは作動媒体中の溶質に対する選択的な効果を示し、有機酸塩または糖アルコールに優位にリバースフラックス（Ｊｓ）の量を低減する効果を奏することが分かった。
【０１４６】
本発明のいつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の種々の形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４７】
１，３１…浸透圧発生器、２，３２…希釈作業媒体タンク、３…逆浸透膜分離部、４，３４…濃縮作業媒体タンク、１１，４１…第１の処理容器、１２，４２，４０１…正浸透膜、１３，４３…第１のチャンバ、１４，４４…第２のチャンバ、２１，５１…第２の処理容器、２２…逆浸透膜（ＲＯ膜）、２３，５３…第３のチャンバ、２４，５４…第４のチャンバ、２６…純水タンク、５２…脱水膜、６４…循環タンク、７１…第１の純水タンク、７２…第２の純水タンク、８１…圧力交換機、８２…タービン、１００…脱塩システム、２００…濃縮システム、３００…循環型浸透圧発電システム、４０３…三酢酸セルロース膜、４０４…アミノ基、４０５…基材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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