(57)【要約】      （修正有）【課題】揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができる水浄化装置及び水浄化方法を提供する。【解決手段】揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜１を介して接触させ、該半透過膜１により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液を希釈する希釈手段１１と、前記希釈手段１１により希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水を得る分離手段３，５と、前記分離手段３，５により分離された前記揮発性の溶質を、前記ポリマーを含有する水溶液に戻し、溶解させる溶解手段１４と、を有する水浄化装置である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液を希釈する希釈手段と、
前記希釈手段により希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水を得る分離手段と、
前記分離手段により分離された前記揮発性の溶質を、前記ポリマーを含有する水溶液に戻し、溶解させる溶解手段と、
を有することを特徴とする水浄化装置。
【請求項２】
分離手段が、
希釈された水溶液を、揮発性の溶質を含有する水溶液と、ポリマーを含有する水溶液とに分離する第１の分離手段と、
前記揮発性の溶質を含有する水溶液から、前記揮発性の溶質を分離する第２の分離手段と、
を有する請求項１に記載の水浄化装置。
【請求項３】
第１の分離手段が、限外ろ過膜である請求項２に記載の水浄化装置。
【請求項４】
揮発性の溶質が、二酸化炭素、及び炭酸のいずれか、並びに、アンモニアのいずれかである請求項１から３のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項５】
ポリマーの重量平均分子量が、５，０００以上２５０，０００以下である請求項１から４のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項６】
ポリマーの重量平均分子量が、５，０００以上１３０，０００以下である請求項１から５のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項７】
ポリマーの｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝が、５８〜１，０００である請求項１から６のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項８】
溶解手段が、ガス吸収器である請求項１から７のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項９】
半透過膜が、水を選択的に透過する順浸透半透過膜である請求項１から８のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項１０】
浄化対象水が、海水である請求項１から９のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項１１】
揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液を希釈する希釈工程と、
前記希釈工程により希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水を得る分離工程と、
前記分離工程により分離された前記揮発性の溶質を、前記ポリマーを含有する水溶液に戻し、溶解させる溶解工程と、
を有することを特徴とする水浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液を用いる順浸透法を適用した水浄化装置及び水浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浸透圧差のある２種の水溶液間で水を選択的に分離し移動させる方法として、外部圧力を用いた逆浸透（ＲＯ）法と、浸透圧を利用して低エネルギーで分離を行う順浸透（ＦＯ）法が知られている。
前記順浸透法の一つとして、揮発性の溶質である揮発性アニオン及び揮発性カチオンを含む揮発性イオン含有水溶液を用いる方法がある。例えば、図１に示すように、浄化対象水を、揮発性アニオン及び揮発性カチオンを含む揮発性イオン含有水溶液と半透過膜１を介して接触させ、該半透過膜１により前記浄化対象水から分離された水で前記揮発性イオン含有水溶液を希釈する希釈手段１１と、
希釈された揮発性イオン含有水溶液から、前記揮発性アニオン及び前記揮発性カチオンを揮発させて、浄化水を得る蒸留塔７を含む分離手段１５と、
気化分離したアニオンガス及びカチオンガスを、前記希釈された揮発性イオン含有水溶液に戻し、溶解するガス吸収器６を含む溶解手段１４と、を有する水浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、前記提案の図１に示す水浄化装置では、浄化対象水を、揮発性アニオン及び揮発性カチオンを含む揮発性イオン含有水溶液と半透過膜１を介して接触させた際に電荷を持たない気体成分（例えば、二酸化炭素及びその水和成分である炭酸、アンモニア）が、半透過膜１を介して非選択的に浄化対象水に漏れてしまうという問題がある。前記半透過膜１のような水を選択的に透過する膜において、二酸化炭素及びその水和成分である炭酸、アンモニアは、分子サイズなどの物性が水と非常に近いため、その透過を抑制することが非常に困難である。例えば、前記提案の水浄化装置において、半透過膜１として、市販品であるＨｙｄｒａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ社の順浸透膜を用いた場合、１時間当たり、数モル／ｍ２の速度で二酸化炭素及びその水和成分である炭酸、アンモニアが漏れていくことが実験的に分かっている。
このような速度で漏れが生じると、廃棄する浄化対象水に大量の二酸化炭素及びその水和成分である炭酸、アンモニアが含有されることとなる。そのため、水浄化装置のサイクル阻害、即ち、揮発性イオン含有水溶液に、浸透圧源である二酸化炭素やアンモニアを大量に補充しなければサイクルさせることができなくなり、効率的に浄水化処理を行うことができないという問題がある。更に、廃棄する浄化対象水に大量の二酸化炭素及びその水和成分である炭酸、アンモニアが含有されることとなるため、環境への負荷の大きさの点でも問題がある。
そのため、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができる水浄化装置及び水浄化方法の提供が強く求められているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開２００５／０１４５５６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができる水浄化装置及び水浄化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】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、以下のような知見を得た。即ち、同量では分子数が少なく、浸透圧源としては不利であるポリマーを揮発性の溶質と共に含有させた水溶液を用いることにより、予想外にも、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図ることができるという知見である。
【０００７】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液を希釈する希釈手段と、
前記希釈手段により希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水を得る分離手段と、
前記分離手段により分離された前記揮発性の溶質を、前記ポリマーを含有する水溶液に戻し、溶解させる溶解手段と、
を有することを特徴とする水浄化装置である。
該＜１＞に記載の水浄化装置は、希釈手段と、分離手段と、溶解手段とを有する。
前記希釈手段により、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液が希釈される。
次に、前記分離手段により、希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水が得られる。
次に、前記溶解手段により、分離された前記揮発性の溶質が、前記ポリマーを含有する水溶液に戻され、溶解される。
その結果、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができる。
＜２＞  分離手段が、
希釈された水溶液を、揮発性の溶質を含有する水溶液と、ポリマーを含有する水溶液とに分離する第１の分離手段と、
前記揮発性の溶質を含有する水溶液から、前記揮発性の溶質を分離する第２の分離手段と、
を有する前記＜１＞に記載の水浄化装置である。
＜３＞  第１の分離手段が、限外ろ過膜である前記＜２＞に記載の水浄化装置である。
＜４＞  揮発性の溶質が、二酸化炭素、及び炭酸のいずれか、並びに、アンモニアのいずれかである前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の水浄化装置である。
＜５＞  ポリマーの重量平均分子量が、５，０００以上２５０，０００以下である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の水浄化装置である。
＜６＞  ポリマーの重量平均分子量が、５，０００以上１３０，０００以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の水浄化装置である。
＜７＞  ポリマーの｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝が、５８〜１，０００である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の水浄化装置である。
＜８＞  溶解手段が、ガス吸収器である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の水浄化装置である。
＜９＞  半透過膜が、水を選択的に透過する順浸透半透過膜である前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の水浄化装置である。
＜１０＞  浄化対象水が、海水である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の水浄化装置である。
＜１１＞  揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液を希釈する希釈工程と、
前記希釈工程により希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水を得る分離工程と、
前記分離工程により分離された前記揮発性の溶質を、前記ポリマーを含有する水溶液に戻し、溶解させる溶解工程と、
を有することを特徴とする水浄化方法である。
該＜１１＞に記載の水浄化方法は、希釈工程と、分離工程と、溶解工程とを含む。
前記希釈工程により、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液が希釈される。
次に、前記分離工程により、希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水が得られる。
次に、前記溶解工程により、分離された前記揮発性の溶質が、前記ポリマーを含有する水溶液に戻され、溶解される。
その結果、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来の前記諸問題を解決することができ、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができる水浄化装置及び水浄化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、従来の水浄化装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の水浄化装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、分離手段としての限外ろ過膜を用いた分離を示す概略図である。
【図４】図４は、分離手段としての限外ろ過膜を用いた分離を示す概略図である。
【図５】図５は、分離手段としてのイオン交換膜を用いた電気透析を示す概略図である。
【図６】図６は、分離手段としてのイオン交換膜を用いた拡散透析を示す概略図である。
【図７】図７は、分離手段としてのイオン選択的膜蒸留を示す概略図である。
【図８】図８は、分離手段としての磁気分離を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（水浄化装置及び水浄化方法）
本発明の水浄化装置は、希釈手段と、分離手段と、溶解手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
本発明の水浄化方法は、希釈工程と、分離工程と、溶解工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
【００１１】
本発明の水浄化方法は、本発明の水浄化装置により好適に実施することができ、前記希釈工程は前記希釈手段により行うことができ、前記分離工程は前記分離手段により行うことができ、前記溶解工程は前記溶解手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
【００１２】
＜希釈手段及び希釈工程＞
前記希釈工程は、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記水溶液を希釈する工程であり、希釈手段により実施することができる。
【００１３】
−浄化対象水−
前記浄化対象水としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば海水、ブラキッシュウォーター、河川、湖、沼、池等の自然界から得られる水、工場や各種工業施設から排出される工業廃水、家庭や一般施設から排出される一般廃水などが挙げられる。これらの中でも、安定かつ大量に得られる入手容易性と、浄化の必要性の点で海水が特に好ましい。
本発明において、前記浄化水とは、塩等の不純物含有量が少ない水溶液を意味する。不純物含有量はその浄化水の使用する目的と不純物の種類によって適宜調整することができる。
【００１４】
−揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液−
前記揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液は、揮発性の溶質と、ポリマーとを少なくとも含み、必要に応じて更にその他の成分を含んでなる。
【００１５】
−−揮発性の溶質−−
前記揮発性の溶質としては、少なくとも特定の温度で水よりも揮発性が高い物質であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記揮発性の指標としては、物質の各温度におけるヘンリー定数や飽和蒸気圧が水の飽和蒸気圧より大きいことが挙げられる。
前記ヘンリー定数とは、物質が大量の溶媒に溶けている溶液における、物質のモル分率と飽和蒸気分圧の関係を示す物性値であり、これが大きいほどその溶液中において揮発性が高いことを示し、書籍「化学便覧（丸善株式会社発行）」、書籍「増補  ガス吸収（化学工業株式会社発行）」などに記載されている。
【００１６】
前記揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液に含まれる揮発性の溶質は、揮発性アニオン、及び揮発性カチオンのいずれかである。
【００１７】
前記揮発性アニオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）、二酸化硫黄（ＳＯ２）などが挙げられる。これらの中でも、揮発性の高さ、安定性、低反応性、入手容易性の点で二酸化炭素（ＣＯ２）が特に好ましい。前記揮発性アニオンは、水に溶解することによって水和（炭酸）し、引き続き、脱プロトン化することによって、アニオン（ＨＣＯ３−、ＣＯ３２−、ＨＳＯ３−、ＳＯ３２−）となる。したがって、前記揮発性の溶質には、気体、該気体が水和したもの、アニオンが含まれる。
【００１８】
前記揮発性カチオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アンモニアが好適に挙げられる。前記揮発性カチオンは、水に溶解することによってプロトン化し、カチオン（ＮＨ４＋）となる。したがって、前記揮発性の溶質には、気体、カチオンが含まれる。
【００１９】
前記揮発性アニオン、及び前記揮発性カチオンのいずれかは、前記ポリマーの種類に応じて適宜選択することができる。前記ポリマーがアニオン性ポリマーの場合、前記揮発性の溶質は、前記揮発性カチオンが好ましく、前記ポリマーがカチオン性ポリマーの場合、前記揮発性の溶質は、前記揮発性アニオンが好ましい。
【００２０】
前記揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液における揮発性アニオンの含有量（濃度）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記浄化対象水から水を分離する速度を高める観点から高濃度であることが好ましい。ただし、ポリマーの濃度が高すぎると、粘度が高くなるため、水を分離する速度は低下する。揮発性アニオンの浄化対象水中への漏れを抑制する観点から、揮発性アニオンがアニオン化した状態で用いることが好ましく、例えば揮発性アニオンが二酸化炭素ならば、ポリマーと二酸化炭素を混合したときのｐＨが８以上となる混合比が好ましい。
前記揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液における揮発性カチオンの含有量（濃度）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記浄化対象水から水を分離する速度を高める観点から高濃度であることが好ましい。ただし、ポリマーの濃度が高すぎると、粘度が高くなるため、水を分離する速度は低下する。揮発性カチオンの浄化対象水中への漏れを抑制する観点から、揮発性カチオンがカチオン化した状態で用いることが好ましく、例えば揮発性カチオンがアンモニアならば、ポリマーとアンモニアを混合したときのｐＨが８以下となる混合比が好ましい。
【００２１】
−−ポリマー−−
前記ポリマーは、不揮発性のポリマーである。
ここで、不揮発性とは、少なくとも特定の温度で水よりも揮発性が低い物質をいう。
前記不揮発性の指標としては、物質の各温度におけるヘンリー定数や飽和蒸気圧が水の飽和蒸気圧より小さいことが挙げられる。
前記ヘンリー定数とは、物質が大量の溶媒に溶けている溶液における、物質のモル分率と飽和蒸気分圧の関係を示す物性値であり、これが小さいほどその溶液中において揮発性が低いことを示し、書籍「化学便覧（丸善株式会社発行）」、書籍「増補  ガス吸収（化学工業株式会社発行）」などに記載されている。
【００２２】
前記ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、親水性のポリマーが好ましく、イオン性ポリマーがより好ましい。前記イオン性ポリマーであると、前記揮発性の溶質を電気的な吸引力によりトラップすることができ、浄化対象水中に揮発性の溶質が漏れることを防止することができる点で、好ましい。
【００２３】
前記イオン性ポリマーは、前記揮発性の溶質の種類に応じて適宜選択することができる。前記揮発性の溶質が揮発性カチオンの場合、アニオン性ポリマーが好ましく、前記揮発性の溶質が揮発性アニオンの場合、カチオン性ポリマーが好ましい。
【００２４】
前記アニオン性ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、カルボン酸、及びスルホン酸の少なくともいずれかを含有するポリマーが好ましい。
前記カルボン酸、及びスルホン酸の少なくともいずれかを含有するポリマーは、単一のポリマーであってもよいし、複数のポリマーを混合したポリマーであってもよいし、共重合体であってもよい。
前記単一のポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリマレイン酸、などが挙げられる。
前記複数のポリマーを混合する場合、ポリマーの総電荷がアニオンであれば、カチオンポリマー、ノニオンポリマーを含んでいてもよい。
前記共重合体としては、特に制限はなく、例えば、前記単一ポリマーを組み合わせた共重合体が挙げられる。
前記共重合体は、ポリマー内の電荷の総和がアニオンリッチな状態であれば、共重合体の中にカチオン成分、ノニオン成分を含んでいてもよい。
前記カルボン酸、及びスルホン酸の少なくともいずれかを含有するポリマーの中でも、共重合体、単一ポリマーを複数混合したポリマー、単一ポリマーからなるポリマーが好ましく、単一ポリマーを複数混合したポリマー、単一ポリマーからなるポリマーがより好ましく、単一ポリマーからなるポリマーが特に好ましい。
また、前記揮発性の溶質の気体をイオン化しやすい点で、強酸性のポリマーであるポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、スルホン酸を含んだ共重合体が、好ましい。
【００２５】
前記カチオン性ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２級アンモニウム含有ポリマー、３級アンモニウム含有ポリマー、４級アンモニウム含有ポリマーが好ましく、４級アンモニウム含有ポリマーがより好ましい。
前記カチオン性ポリマーは、単一のポリマーであってもよいし、複数のポリマーを混合したものであってもよいし、共重合体であってもよい。
前記２級アンモニウム含有ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリジアリルアミン、などが挙げられる。
前記３級アンモニウム含有ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリジアリルメチルアミン、ポリエチレンイミン、などが挙げられる。
前記４級アンモニウム含有ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリジアリルジメチルアンモニウム、ポリジアリルメチルエチルアンモニウム、などが挙げられる。
前記複数のポリマーを混合する場合、ポリマーの総電荷がカチオンであれば、アニオンポリマー、ノニオンポリマーを含んでいてもよい。
前記共重合体としては、特に制限はなく、例えば、前記単一のポリマーを組み合わせた共重合体が挙げられる。
前記共重合体は、ポリマー内の電荷の総和がカチオンリッチな状態であれば、共重合体の中にアニオン成分、ノニオン成分を含んでいてもよい。
前記４級アンモニウム含有ポリマーの中でも、共重合体、単一ポリマーを複数混合したポリマー、単一ポリマーからなるポリマーが好ましく、単一ポリマーを複数混合したポリマー、単一ポリマーからなるポリマーがより好ましく、単一ポリマーからなるポリマーが特に好ましい。
また、前記揮発性の溶質の気体をイオン化しやすい点で、強塩基性のポリマーであるポリジアリルジメチルアンモニウム、ポリジアリルメチルエチルアンモニウム、４級アンモニウムを含んだ共重合体が、好ましい。
【００２６】
また、前記ポリマーは、浄化水の用途に応じて選択することもできる。例えば、飲料用の用途に浄化水を用いる場合、前記ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、などが、食品添加物である点で、好ましい。
【００２７】
前記ポリマーの重量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１，０００以上５，０００，０００以下が好ましく、３，０００以上１，０００，０００以下がより好ましく、５，０００以上２５０，０００以下が更に好ましく、２０，０００以上２３０，０００以下が特に好ましい。また、前記ポリマーの重量平均分子量としては、５，０００以上１３０，０００以下とすることも好ましい。前記ポリマーの重量平均分子量が、１，０００未満であると、浄化対象水中に漏れることがあり、５，０００，０００を超えると、粘度が高く、溶解性が低くなり、水溶液の浸透圧が低くなり、希釈の際の透過流速が落ちることがある。一方、前記ポリマーの重量平均分子量が前記特に好ましい範囲内であると、前記半透過膜を介して浄化対象水にポリマーが漏れることがなく、また、低圧力で揮発性の溶質と、前記ポリマーとを分離することができる点で、有利である。
前記ポリマーではなく、モノマーを用いると、前記モノマーが浄化対象水に漏れることがあり、その際に、電気的中和のために揮発性の溶質である揮発性アニオン、又は揮発性カチオンが同時に浄化対象水へ漏れてしまう。また、モノマーの場合、前記分離手段において、前記揮発性の溶質と、前記モノマーとを低エネルギーで容易に分離することができない。
【００２８】
前記ポリマーの繰り返し単位の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５〜１０，０００が好ましく、１０〜５，０００がより好ましく、７０〜１，０００が特に好ましい。前記ポリマーの繰り返し単位の数が、５未満であると、ポリマー自身の体積が小さくなりやすいため、モノマーと同様に振舞って浄化対象水に漏れることがあり、１０，０００を超えると、水への溶解性が悪くなることがある。一方、前記ポリマーの繰り返し単位の数が前記特に好ましい範囲内であると、自身の体積による漏れ防止と水への溶解性を両立するという点で、有利である。
【００２９】
前記ポリマーの｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５８〜１，０００が好ましく、５８〜５００がより好ましく、５８〜２００が更に好ましく、５８〜１８４が特に好ましい。前記ポリマーの｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝が、５８未満であると、アニオン又は、カチオンポリマーとして存在せず、１，０００を超えると、電気的吸引力でトラップ可能な揮発性溶質量が少なくなることがある。一方、前記ポリマーの｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝が前記特に好ましい範囲内であると、揮発性溶質を電気的吸引力で多量にトラップできる点で、有利である。
【００３０】
−−その他の成分−−
前記その他の成分としては、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、飲料水用途であれば、糖類や、塩類、金属イオン、などが挙げられる。
また、分離方法によっても、適宜選択することができ、例えば、磁気による分離であれば、磁気ビーズ等が修飾された粒子などが挙げられ、限外ろ過膜による分離であれば、膜分離可能なポリマーなどが挙げられ、電気透析であれば、少量のモノマーなどが挙げられる。
【００３１】
−半透過膜−
前記半透過膜としては、その素材、形状、大きさ、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、水を選択的に透過する順浸透半透過膜であることが好ましい。
前記順浸透半透過膜としては、半透過膜性を有すれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記素材として、例えば酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、芳香族ポリスルホン、ポリベンゾイミダゾール、などが挙げられる。前記形状として、例えば、平膜、平膜を用いたスパイラル型モジュール、中空糸型モジュール、チューブラー型モジュール、などが挙げられる。
【００３２】
＜分離手段及び分離工程＞
前記分離工程は、前記希釈手段により希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水を得る工程であり、分離手段により実施することができる。
【００３３】
前記分離手段としては、第１の分離手段と、第２の分離手段とを有することが好ましい。なお、第１の分離手段と第２の分離手段は一体であっても別体であってもよく、別体の場合は、第１の分離手段と第２の分離手段が接続されている。前記第１の分離手段と、前記第２の分離手段は、第１の分離手段を先に行ってもよく、第２の分離手段を先に行ってもよい。また、第１と第２の分離手段を繰り返し行ってもよい。
【００３４】
−第１及び第２の分離手段−
前記第１の分離手段は、前記希釈手段により希釈された水溶液を、揮発性の溶質を含有する水溶液と、ポリマーを含有する水溶液とに分離する手段である。
前記第２の分離手段は、前記揮発性の溶質を含有する水溶液から、前記揮発性の溶質を分離する手段である。
【００３５】
前記第１及び第２の分離手段としては、前記希釈手段により希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを少なくとも部分的に分離できれば原理や構成などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、限外ろ過膜（ＵＦ膜）を用いた分離、イオン交換膜を用いた電気透析、磁気分離、イオン交換膜を用いた拡散透析、イオン選択的膜蒸留、揮発部材、などが挙げられる。
【００３６】
前記限外ろ過膜を用いた分離は、前記第１の分離手段として好適に用いることができる。図３、及び図４に示すように希釈された揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液を限外ろ過膜に接触させることによって、前記揮発性の溶質と、前記ポリマーの分子の大きさの違いにより分離する方法である。
前記限外ろ過膜を用いた分離では、圧力をかけることが、分離速度の点で、好ましい。前記圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、低エネルギーで分離する観点から、１ａｔｍ〜２０ａｔｍが好ましく、１ａｔｍ〜１０ａｔｍがより好ましく、１ａｔｍ〜５ａｔｍが更に好ましい。
前記限外ろ過膜を用いた分離は、ポリマーの種類が複数あっても、ポリマーだけを除去できる点で、有利である。
【００３７】
前記イオン交換膜を用いた電気透析は、図５に示すように、希釈された揮発性の溶質と、ポリマーとを含有する水溶液を陰イオン交換膜と陽イオン交換膜で挟み、陰イオン交換膜の外側に陽極、陽イオン交換膜の外側に陰極を配置し、両電極間に電圧をかける方法である。より好ましくは、陰イオン交換膜と陽極の間、陽イオン交換膜と陰極の間に、陰イオン交換膜と陽イオン交換膜の二層膜（以下、単に「二層膜」と称する）をそれぞれ配置する。
前記電気透析では、両電極間に電圧を印加することによって、陽極側（陰イオン交換膜側）に揮発性アニオンが引き寄せられることにより、膜を選択的に透過させ分離することができる。この時、揮発性アニオンの対イオンとしては、プロトンが二層膜の膜間界面から生じて引き寄せられ、カチオン性ポリマーの対イオンとしては、ヒドロキシイオンが同じく二層膜の膜間界面から生じて引き寄せられる。
前記電気透析は、拡散透析に比べるとエネルギー的な負荷は大きくなるが、拡散透析に比べると、求められる選択性は小さく、またその分離速度も充分に高めることができるので有利である。
【００３８】
前記磁気分離は、例えば、図８に示すように、アニオン性ポリマーに磁気ビーズ（符号８２）等を担持させ、磁力を外場としてかける（例えば、磁石（符号８１））ことにより、アニオン性ポリマーが引き寄せられ、分離することができる。
前記磁気分離は、磁気ビーズ等を担持させて行う必要があるが、磁気をかけるだけで簡単に分離・回収可能であり、また、限外ろ過膜による分離と組み合わせることができる点で有利である。
【００３９】
前記イオン交換膜を用いた拡散透析とは、図６に示すように、希釈された揮発性イオン含有水溶液を陰イオン交換膜に接触させ、裏側に純水を接触させることによって、揮発性アニオンの濃度勾配に従ってそれを選択的に膜透過させる方法である。この時、揮発性アニオンの対イオンとしては、プロトン（Ｈ＋）がそのサイズの小ささから選択的に膜を透過する。
このイオン交換膜を用いた拡散透析は、揮発性アニオンの透過が外力を必要とせずに達成されるため、エネルギー的に有利である。また、前記拡散透析は、その陰イオン交換膜に対して、プロトンと揮発性カチオンにおける高い選択性が求められる。
【００４０】
前記イオン選択的膜蒸留は、図７に示すように、前記拡散透析と同様に希釈された揮発性イオン含有水溶液を陰イオン交換膜に接触させる。この時、裏側には純水ではなく空気を接触させることによって、膜界面において揮発性アニオンを揮発させる。
なお、前記イオン選択的膜蒸留は、同様に陽イオン交換膜でも可能であるし、陰イオン交換膜と陽イオン交換膜の両方を用いることも可能である。
【００４１】
前記揮発部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば一般的な蒸留に用いられる蒸留塔、蒸留装置、膜プロセスユニット、マイクロリアクター等の微小流体の制御機構、などが挙げられる。これらの中でも、蒸留塔が特に好ましい。前記揮発部材は、前記第２の分離手段として好適に用いることができる。
前記蒸留塔としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば棚段塔、充填塔、などが挙げられる。
前記棚段塔としては、例えば、書籍「蒸留技術（化学工学協会編）」のｐ１３９〜ｐ１４３、書籍「解説化学工学（培風館発行）」のｐ１４１〜ｐ１４２に記載の構造体、具体的には泡鐘（バブルキャップ）トレイ、バルブトレイ、多孔板（シーブ）トレイ、などが挙げられる。
前記充填塔に詰める充填物としては、規則充填物でも不規則充填物でもよく、例えば書籍「解説化学工学（培風館発行）」のｐ１５５〜ｐ１５７、書籍「増補  ガス吸収（化学工業株式会社発行）」のｐ２２１〜ｐ２４２に記載されている充填物を任意に選択することができる。
前記膜プロセスユニットとしては、例えば学術論文「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．１２４，Ｉｓｓｕｅ１，ｐ１〜ｐ２５」などに記載の膜蒸留ユニットを用いることができる。
前記マイクロリアクターとしては、例えば書籍「マイクロ化学チップの技術と応用（丸善株式会社発行）」に記載のリアクターを用いることができる。
前記分離手段としては、これらの手段を単独で用いてもよく、複数組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
＜溶解手段及び溶解工程＞
前記溶解工程は、前記分離手段により分離された前記揮発性の溶質を、前記ポリマーを含有する水溶液に戻し、溶解する工程であり、溶解手段により実施される。
【００４３】
前記溶解手段としては、特に制限はなく、一般的なガス吸収に用いられている装置の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、書籍「増補  ガス吸収（化学工業株式会社発行）」のｐ４９〜ｐ５４、ｐ８３〜ｐ１４４に記載されている装置、部品、条件などを任意に選択することができ、具体的には、吸収器、充填塔、棚段塔、スプレー塔、流動充填塔を用いた方式、液膜十字流接触方式、高速旋回流方式、機械力利用方式、などが挙げられる。また、マイクロリアクター、メンブレンリアクター等の微小流体の制御機構を利用して薄層気液層を構築して吸収させてもよい。
前記充填塔に詰める充填物としては、規則充填物でも不規則充填物でもよく、例えば書籍「増補  ガス吸収（化学工業株式会社発行）」のｐ２２１〜ｐ２４２に記載されている充填物を任意に選択することができる。
【００４４】
前記充填物、塔、ディストリビューター、サポート等の構成部品材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばステンレス鋼、アルミキルド鋼等の鋼鉄系材料；チタン、アルミニウム等の非鉄材料；ガラス、アルミナ等のセラミックス；カーボン、合成ポリマー、ゴム等の素材、などが挙げられる。また、吸収器としては、前記揮発性アニオン用と前記揮発性カチオン用でそれぞれに適切なものを選択することができる。更には、複数種類のガス吸収器を利用してもよい。
【００４５】
−その他の工程及びその他の手段−
前記その他の工程としては、例えば制御工程、駆動工程などが挙げられ、これらは制御手段、駆動手段により実施される。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【００４６】
＜第１実施形態＞
図２は、本発明の水浄化装置の第１実施形態を示す概略図である。この図２の水浄化装置は、順浸透半透過膜１を含む希釈手段１１と、第１の分離手段５及び第２の分離手段３を含む分離手段と、溶解手段２と、を有している。
この図２の水浄化装置においては、揮発性の溶質としては、二酸化炭素、及びアンモニアのいずれかを用いることができる。また、ポリマーとしては、二酸化炭素、及びアンモニアに応じたポリマーを用いることができる。
また、順浸透半透過膜１として、Ｈｙｄｒａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ社製Ｅｘｐｅｄｉｔｉｏｎ内蔵膜（以下、「ＨＴ膜」と称する）を用いている。
第１の分離手段５として、図３、又は図４に示す限外ろ過膜を用い、第２の分離手段３として、前記第１の分離手段５に接続された蒸留塔を用いている。
図２の水浄化装置においては、溶解手段２として、ガス吸収器（アブソーバー）を用いている。
【００４７】
図２に示す水浄化装置においては、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液と、浄化対象水とを半透過膜を介して接触させ、該半透過膜により前記浄化対象水から分離された水で前記揮発性イオン含有水溶液を希釈する。
次に、希釈された水溶液から、前記揮発性の溶質、及び前記ポリマーを分離して、浄化水が得られる。
次に、分離された前記揮発性の溶質を、前記ポリマーを含有する水溶液に戻し、溶解させて、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液が再生される。
その結果、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１−１）
以下に示す部材を使用して、図２に示す本発明の水浄化装置を組み立てた。
浄化対象水として、純水を用いた。
ポリマーとして、ポリアクリル酸５，０００（重量平均分子量：５，０００、繰り返し単位の数：７０、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２、和光純薬工業社製）を用いた。
揮発性の溶質として、２５％アンモニア水（和光純薬工業社製）を用いた。
揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液として、アンモニアを０．５ｍｏｌ／Ｌ含有し、ポリマーを３６ｇ／Ｌ含有するものを用いた。
順浸透半透過膜１として、ＨＴ膜を使用した。
分離手段として、第１の分離手段、及び前記第１の分離手段に接続される第２の分離手段を使用した。
前記第１の分離手段には、ＵＦ膜  ＧＨ２５４０Ｆ（ＧＥ  Ｗ＆  ＰＴ  ＤＥＳＡＬ社製）を用い、次の条件で、分離を行った。
ＵＦ膜による分離条件：
希釈液をＵＦ膜を介して、圧力（１０ａｔｍ）をかけて、分離した。
前記第２の分離手段には、規則充填物（Ｓｕｌｚｅｒ  Ｃｈｅｍｔｅｃｋ社製、Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐａｃｋｉｎｇ  ＥＸ；以下「ラボパック」と称する）を内蔵した蒸留塔にて、８０℃で使用した。
溶解手段２として、ラボパックを内蔵した吸収塔を使用した。
また、熱源には、２００Ｖのマントルヒーターを用いた。
【００５０】
（実施例１−２）
実施例１−１において、ポリマーとして、ポリアクリル酸５，０００を用いていた点をジュリマー  ＡＣ−１０Ｌ（日本純薬社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量：２０，０００、繰り返し単位の数：２８０、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２）に代え、第１の分離手段に用いるＵＦ膜をＧＨ２５４０Ｆ（ＧＥ  Ｗ＆  ＰＴ  ＤＥＳＡＬ社製）から、ＵＣ００５（ダイセンメンブレン社製）に代え、ＵＦ膜分離時の圧力を１０ａｔｍから５ａｔｍに変えた以外は、実施例１−１と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００５１】
（実施例１−３）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを用いていた点をポリアクリル酸２５，０００（和光純薬社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量：２５，０００、繰り返し単位の数：３５０、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２）に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００５２】
（実施例１−４）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを用いていた点をポリアクリル酸２５０，０００（和光純薬社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量：２５０，０００、繰り返し単位の数：３，５００、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２）に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
なお、ポリマーの濃度が、１４４ｇ／Ｌ以上は溶解不可であった。つまり、２Ｍ以上のアンモニアは、浄化対象水中にどんどん漏れてしまい海水等の高濃度の液体は採水不可であることがわかった。
【００５３】
（実施例１−５）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを用いていた点をポリアクリル酸１，０００，０００（和光純薬社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量：１，０００，０００、繰り返し単位の数：１４，０００、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２）に代え、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液におけるポリマーの濃度を３６ｇ／Ｌから７．２ｇ／Ｌに変えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
なお、本実施例のポリマーは、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液において３６ｇ／Ｌでは、溶解不可であり、７．２ｇ／Ｌであれば溶解可能であった。つまり、０．５Ｍ以上のアンモニアは浄化対象水中に漏れてしまい、海水等の高濃度の液体は採水不可であることがわかった。
【００５４】
（実施例１−６）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを用いていた点を製品番号３２３６６７（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量：１８００以下、繰り返し単位の数：２５、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２）に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００５５】
（実施例１−７）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを用いていた点を製品番号１８１２９３（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量：１３０，０００、繰り返し単位の数：１，８００、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２）に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００５６】
（実施例２）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを３６ｇ／Ｌ用いていた点を、ポリスチレンスルホン酸（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社製、ポリスチレンスルホン酸、重量平均分子量：７０，０００、繰り返し単位の数：３８０、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：１８４）を９２ｇ／Ｌに変えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００５７】
（実施例３）
実施例１−１において、ポリマーとして、ポリアクリル酸５，０００を３６ｇ／Ｌ用いていた点を、ポリマレイン酸（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社製、ポリマレイン酸、重量平均分子量：１，０００、繰り返し単位の数：８、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：５８）を２９．５ｇ／Ｌに変え、第１の分離手段に用いるＵＦ膜をＧＨ２５４０Ｆ（ＧＥ  Ｗ＆  ＰＴ  ＤＥＳＡＬ社製）から、ＧＥ２５４０Ｆ（ＧＥ  Ｗ＆  ＰＴ  ＤＥＳＡＬ社製）に代え、ＵＦ膜分離時の圧力を１０ａｔｍから２０ａｔｍに変えた以外は、実施例１−１と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００５８】
（実施例４）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを用い、揮発性の溶質として、２５％アンモニア水を用いていた点を、以下の方法で調製した４級アンモニウムポリマーと二酸化炭素に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００５９】
−４級アンモニウムポリマーと二酸化炭素−
前記４級アンモニウムポリマーとして、下記構造式（１）の繰り返し単位を有するポリ塩化ジアリルジメチルアンモニウム（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社製）を用い、前記４級アンモニウムポリマーを透析膜（ＰＩＥＲＣＥ社製）により透析し、塩化物を除去しつつ、二酸化炭素ボンベ（巴商会）をバブリング混合することにより、塩化物を炭酸イオンと置換し、実施例４のポリマー６３．５ｇ／Ｌと、揮発性の溶質０．５Ｍとを調製した。
前記実施例４のポリマーの重量平均分子量は４０，０００であり、繰り返し単位の数は２７０であり、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝は１１３である。なお、前記繰り返し単位は、下記構造式（１）のＣｌ−イオンを除いたものとした。
【化１】
2011115783.tif 000003
【００６０】
（実施例５）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを３６ｇ／Ｌ用いていた点を、ポリアクリル酸２５，０００（和光純薬社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量：２５，０００、繰り返し単位の数：３５０、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：７２）を１８ｇ／Ｌ、及びポリスチレンスルホン酸（Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社製、ポリスチレンスルホン酸、重量平均分子量：７０，０００、繰り返し単位の数：３８０、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：１８４）を４６ｇ／Ｌの混合物に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００６１】
（実施例６）
実施例１−２において、ポリマーとして、ジュリマー  ＡＣ−１０Ｌを３６ｇ／Ｌ用いていた点を、ＣＭＤ−Ｄ４０(名糖産業株式会社製、カルボキシメチルデキストラン、重量平均分子量：４０,０００、繰り返し単位の数：１９５、｛（繰り返し単位の分子量）／電荷｝：２０６）を１０３ｇ／Ｌ、に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００６２】
（比較例１）
実施例１−２において、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液を用いていた点を、アンモニア水（２５％アンモニアを純水で希釈）に二酸化炭素（巴商会）をバブリング混合し、二酸化炭素  ０．３５Ｍに対し、アンモニア  ０．５Ｍに調製した水溶液に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００６３】
（比較例２）
実施例１−２において、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液を用いていた点を、０．５Ｍの炭酸水素アンモニウム（和光純薬工業社製）に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００６４】
（比較例３）
実施例１−２において、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液を用いていた点を、トリスヒドロキシエチルメチルアンモニウム（東京化成工業社製）に二酸化炭素をバブリングして、０．５Ｍ  トリスヒドロキシエチルメチルアンモニウムと０．５Ｍの二酸化炭素に調製した水溶液に代えた以外は、実施例１−２と同様にして、水の浄化装置を用意した。
【００６５】
＜評価＞
前記実施例１−１〜実施例６、及び比較例１〜比較例３の水浄化装置を用い、以下のようにして、浄化対象水中への揮発性溶質の漏れ、及び揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液の浸透圧について評価した。
【００６６】
−浄化対象水中への揮発性溶質の漏れ−
循環後の浄化対象水（純水）中の、アンモニア量をアンモニア電極（東亞ディーケーケー製）により、二酸化炭素量を炭酸ガス電極（東亞ディーケーケー製）により、測定し、「揮発性溶質の漏れ」を算出した。
【００６７】
−浄化対象水の透過流速−
浄化対象水の透過流速を以下のようにして評価した。
循環後の揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液（Ｄｒａｗ  ｓｏｌｕｔｉｏｎの溶液）の重量を量り、順浸透半透過膜の面積を用いて、浄化対象水の透過流速を算出した。
前記透過流速を測定することにより、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液の浸透圧を評価することができる。
【００６８】
前記比較例１の｛（透過流速）／（揮発性溶質の漏れ）｝を１としたときの結果を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2011115783.tif 000004
【００７０】
表１の結果から、揮発性の溶質、及びポリマーを含有する水溶液を用いた実施例１−１〜実施例６は、比較例１〜比較例３に比べて、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができることがわかった。また、揮発性の溶質としてアンモニアを用い、ポリマーとしてポリアクリル酸を用いた実施例１−１〜１−７の結果からわかるように、ポリマーの重量平均分子量が、５，０００以上２５０，０００以下である、実施例１−１〜１−４、及び１−７では、特に揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制することができることがわかった。
【００７１】
以上、本発明の水浄化装置及び水浄化方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差支えない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の水浄化装置及び水浄化方法は、揮発性の溶質を含有する水溶液から、揮発性の溶質が浄化対象水中に漏れることを抑制しつつ、浸透圧による採水との両立を図り、効率よく浄水化処理を行うことができるので、各種水の浄化に用いることができ、特に海水の浄水化に好適である。
【符号の説明】
【００７３】
１      半透過膜
２      溶解手段
３      第２の分離手段
５      第１の分離手段
６      ガス吸収器
７      蒸留塔
１１      希釈手段
１４      溶解手段
１５      分離手段
８１      磁石
８２      磁気ビーズ
【図１】
2011115783.tif 000005
【図２】
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【図３】
2011115783.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011115783.tif 000010
【図７】
2011115783.tif 000011
【図８】
2011115783.tif 000012