(57)【要約】【課題】造水機能に優れ、十分な造水量を提供することができる膜蒸留用多孔質膜を提供することにより、コンパクトな膜蒸留用モジュールを提供し、さらにこの膜蒸留用モジュールを用いて、インフラ未整備地域においても十分に使用可能な膜蒸留式造水システムを提供する。【解決手段】膜蒸留用多孔質膜１として、表面１ａ側は疎水性が高く、表面１ｂ側は疎水性が低い多孔質膜を用いることにより、所定の温度に加熱されて原水流路内を矢印の方向に流れ、膜蒸留用多孔質膜１の原水側の表面１ａに接した原水から膜蒸留用多孔質膜１に吸収される原水の量が増加（流束が向上）し、より多くの水蒸気が発生する。そして、膜蒸留用多孔質膜１を通過した水蒸気は、表面１ｂから速やかに蒸留水流路に蒸発していく。これにより、単位面積当たりの造水量を増加させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面側の疎水性が、他面側の疎水性に比べて高いことを特徴とする膜蒸留用多孔質膜。
【請求項２】
少なくとも片面が、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜であることを特徴とする請求項１に記載の膜蒸留用多孔質膜。
【請求項３】
疎水性の高い多孔質膜と、前記疎水性の高い多孔質膜より疎水性の低い多孔質膜との連続的もしくは非連続的な積層体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の膜蒸留用多孔質膜。
【請求項４】
中空糸膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜蒸留用多孔質膜。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の膜蒸留用多孔質膜が用いられていることを特徴とする膜蒸留用モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の膜蒸留用モジュールが用いられていることを特徴とする膜蒸留式造水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜蒸留用多孔質膜と前記膜蒸留用多孔質膜を用いた膜蒸留用モジュール、および前記膜蒸留用モジュールを用いた膜蒸留式造水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や家庭からの排水、海水、地下水などから飲用可能なレベルにまで浄化された水を得る方法として、一般的にＲＯ法（逆浸透法）が用いられている。
【０００３】
ＲＯ法は、排水、海水、地下水などの原水に圧力をかけることにより、ＲＯ膜（逆浸透膜）で濾過して浄化水を得る方法であり、この圧力としては、数十気圧、例えば２０気圧（約２ＭＰａ）もの高い圧力を必要とし、巨大で高価なポンプを設置する必要がある。
【０００４】
また、ＲＯ法においては、濁質によるＲＯ膜の汚染を防ぐために精密な前処理を行う必要がある。例えば、排水からの再生の場合であれば、メンブレンバイオリアクター（ＭＢＲ、膜分離活性汚泥処理装置）を用いて汚泥などを除去する処理、生物曝気処理、吸引濾過処理などが前処理として行われる。そして、海水の淡水化の場合であれば、油分除去処理、砂濾過処理、精密濾過膜（ＭＦ膜）や限外濾過膜（ＵＦ膜）に用いた濾過処理などが前処理として行われる。これらの前処理を行うためには、広大な土地に巨大な設備を設ける必要があり、大量のエネルギー消費とも相俟って、大きな資本投下が必要となる。
【０００５】
さらに、ＲＯ膜は、孔径が数十オングストロームと目が細かいため、生物の蛋白質や糖分（ＴＥＰ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｅｘｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）などによってバイオファウリングと呼ばれる目詰まりが発生し易い。発生したファウリングは、ＲＯ膜をアルカリや次亜塩素酸等の薬剤を用いて処理することにより解消されるが、ＲＯ膜として一般的に用いられるポリアミドやセルロース製のＲＯ膜は、このような薬剤処理に対する耐性が乏しいため、破れ易くなり、頻繁に交換する必要がある。また、処理後の薬剤は、そのまま海や川に流した場合、環境破壊を招く恐れがあるため、そのための処理設備を設ける必要もあり、さらに大きな資本投下が必要となる。
【０００６】
このように、ＲＯ法を用いた浄水化システムは、大きな資本投下が必要となるため、アジアやアフリカの発展途上地域、中国内陸部、モンゴルなど、インフラ整備が進んでいない場所には設置することができなかった。
【０００７】
そこで、ＲＯ処理に替わる処理方法として、近年、膜蒸留法が有望視され検討されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００８】
この膜蒸留法は、水蒸気のみを透過する多孔質膜を用いて、加温された原水（温原水）から多孔質膜を通過して発生する水蒸気を凝縮して浄化水を得るものであり、ＲＯ処理のように高圧や超微細孔径を必要としないためコンパクトなシステムとすることができる。
【０００９】
また、６０〜８０℃程度の低温で蒸留を行うことができるためエネルギー消費が小さい。また、ファウリング対策もＲＯ法に比べて容易である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公平６−２２１７号公報
【特許文献２】特開平７−２５１０３６号公報
【特許文献３】特公平８−１７９１９号公報
【特許文献４】特許第３４５０９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来の膜蒸留法においては、原料水の利用効率（原料水に対して造水された浄化水の割合）が十分とは言えないため、十分な造水量を得ようとするとシステムを十分にコンパクト化することができなかった。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑み、造水機能に優れ、十分な造水量を提供することができる膜蒸留用多孔質膜を提供することにより、コンパクトな膜蒸留用モジュールを提供し、さらにはこの膜蒸留用モジュールを用いて、インフラ未整備地域においても十分に使用可能なエネルギー消費量が少なく、設備費用も少ないコンパクトな膜蒸留式造水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】
【００１３】
本発明者は、以下の各請求項に記載の発明により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求項毎に説明する。
【００１４】
請求項１に記載の発明は、
片面側の疎水性が、他面側の疎水性に比べて高いことを特徴とする膜蒸留用多孔質膜である。
【００１５】
本発明者は、上記課題を解決するために、種々の疎水性多孔質膜を用い、さらには、疎水性多孔質膜に種々の処理を施して、造水実験を行った。その結果、従来のような両面が等しい疎水性の疎水性多孔質膜に替えて、両面で互いに疎水性の異なる疎水性多孔質膜を用いて、疎水性の高い面側を原水に接するようにして膜蒸留式造水システムを構成した場合、従来に比べてコンパクトな膜蒸留式造水システムでありながら、十分な造水量を確保できることを見出した。
【００１６】
このように十分な造水量を確保できる理由は、以下のように考えられる。即ち、原水が接する面側では疎水性が高い（親水性が低い）ため、膜の細孔内へ原水が侵入、滞留して目詰まりを発生するということがない。その結果、蒸発の有効面積を大きく取ることができ、多くの水蒸気を発生させることができる（流束が向上する）。発生した水蒸気はそのまま他面側に移動し、冷却されて蒸留水となるが、他面側の表面では疎水性が低いため、凝縮した水は速やかに流下し、水蒸気の透過を妨げることがない。
【００１７】
本請求項の発明において、疎水性多孔質膜の両面の疎水性の程度を制御する手法としては、種々の手法を採用することができる。
【００１８】
その一例として、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂等のフッ素樹脂、あるいはポリプロピレン(ＰＰ)やポリエチレン(ＰＥ)等のポリオレフィン樹脂等、高疎水性樹脂膜の片面を処理して、疎水性を高めたり、低下させたりすることが挙げられる。
【００１９】
前記の高疎水性樹脂膜の片面を処理する具体的な方法としては、例えば、ビニルアルコールを用いて表面架橋させること（ＰＶＡ処理）により、処理面の疎水性を低下させることが挙げられる。また、プラズマＣＶＤ蒸着や薬剤処理等を用いて、水酸基（−ＯＨ）やスルフォン基（−ＳＯ３Ｈ）等の親水性基が付与された面を形成すること（親水化処理）により、処理面の疎水性を低下させることもできる。なお、イソプロパノール等の親水性のアルコールと接触させることによっても疎水性を低下させることができるが、アルコールが蒸発してしまうと元の疎水性に戻るため、効果が一時的であるという問題がある。
【００２０】
また他の方法として、前記した高疎水性樹脂膜と、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）や親水化ポリサルフォン（ＰＳ）等の親水性樹脂膜とを積層して複合化することにより、各面における疎水性を相違させることも挙げられる。
【００２１】
疎水性の程度を示す指標としては、従来、接触角が用いられており、接触角９０°以上であれば、高い疎水性と判断されている。接触角は、図１に示すように、水滴の接線方向の角度θで示され、接触角θが大きいほど疎水性が高い。なお、図１では疎水性の高いＰＴＦＥメンブレンと疎水性の低い表面改質ＰＴＦＥメンブレンにおける接触角を示している。表１に、各種膜素材の例を挙げ、水に対する接触角を示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
しかし、多孔質膜の接触角では正確な疎水性を特定することが困難であるため、膜素材のケミカルシフトを求めて、疎水性の程度を判断することが好ましい。このケミカルシフトは、ＸＰＳ（Ｘ線電子分光法）を用いて、Ｏ１ＳやＣ１Ｓの化学シフトよりハイドロフェリックグループの存在を計測して、疎水性の指標とするものである。
【００２４】
本請求項の発明の膜蒸留用多孔質膜が適用される膜蒸留法に、特に制限はなく、図２に示すいずれの膜蒸留法についても適用することができる。なお、図２は主な膜蒸留法の原理を説明する図であり、１は膜蒸留用多孔質膜であり、２は冷却壁である。
【００２５】
図２において、（ａ）は、生成水を膜蒸留用多孔質膜から直接冷却水に取り込むＤＣＭＤ法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）を、（ｂ）は、膜蒸留用多孔質膜と冷却壁との間にエアギャップを設け、冷却壁面上に生成水を得るＡＧＭＤ法（Ａｉｒ  Ｇａｐ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）を、（ｃ）は、膜蒸留用多孔質膜の蒸留側にスイーピングガスを流して、水蒸気を外部まで移動させて生成水を得るＳＧＭＤ法（Ｓｗｅｅｐｉｎｇ  Ｇａｓ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）を、（ｄ）は、膜蒸留用多孔質膜の蒸留側に真空ギャップを設け、水蒸気を外部まで移動させて生成水を得るＶＭＤ法（Ｖａｃｕｕｍ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）を示している。
【００２６】
請求項２に記載の発明は、
少なくとも片面が、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜であることを特徴とする請求項１に記載の膜蒸留用多孔質膜である。
【００２７】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、疎水性が高い多孔質膜であるため、前記した原水が接する面側に好ましく使用することができる。そして、強度、耐熱性や耐薬品性にも優れているため、ＰＴＦＥ多孔質膜の１面に前記したＰＶＡ処理や親水化処理を行って、疎水性が低い面とする加工を施しても、劣化することがない。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、
疎水性の高い多孔質膜と、前記疎水性の高い多孔質膜より疎水性の低い多孔質膜との連続的もしくは非連続的な積層体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の膜蒸留用多孔質膜である。
【００２９】
前記したように、疎水性多孔質膜の両面の疎水性の程度を制御する手法としては、ＰＶＡ処理や親水化処理により高疎水性樹脂膜の片面を処理する方法や、高疎水性樹脂膜と親水性樹脂膜とを積層して複合化する方法などが挙げられる。
【００３０】
この内、貼り合わせなどの複合化により積層体を作製する方法は、ＰＶＡ処理や親水化処理の方法に比べて、極めて簡便であり、生産性の向上とコストの抑制を図ることができる。また、ＰＶＡ処理や親水化処理の場合には、処理ムラが発生する恐れがあるが、積層体を作製する場合にはその恐れがない。
【００３１】
この積層体を作製するにあたっては、必要に応じて、疎水性の高低順に複数の多孔質膜を積層してもよい。このように、疎水性を傾斜させた膜蒸留用多孔質膜を用いた場合、よりスムーズに水蒸気の発生を促すことができる。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、
中空糸膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の膜蒸留用多孔質膜である。
【００３３】
中空糸膜は、平膜に比べ、コンパクトで造水能力が高い膜蒸留用モジュールを構成することができるため、造水量を低下させることなく、よりコンパクトな造水システムを構築することができる。
【００３４】
なお、中空糸膜においては、内側面を原水に接する面として使用する場合は、外側が疎水性の低い面となる。このとき、前記した積層体を作製する場合は、疎水性が低い多孔質膜を外側に貼り合わせるのではなく、巻き付けて積層することが好ましい。
【００３５】
請求項５に記載の発明は、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の膜蒸留用多孔質膜が用いられていることを特徴とする膜蒸留用モジュールである。
【００３６】
造水量が大きい膜蒸留用多孔質膜を用いることにより、コンパクトでありながら、造水量が大きな膜蒸留用モジュールを提供することができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明は、
請求項５に記載の膜蒸留用モジュールが用いられていることを特徴とする膜蒸留式造水システムである。
【００３８】
前記の特徴を有する膜蒸留用モジュールを用いて構成される膜蒸留式造水システムは、コンパクトでありながら、造水量が大きい。そして、前記したように、膜蒸留式造水システムは、もともとＲＯ処理のような前処理設備を必要とせず、設備コストもエネルギーコストも小さく、このような膜蒸留式造水システムに、本発明の造水量が大きい膜蒸留用モジュールを適用することにより、インフラ未整備地域においても容易に導入可能な造水システムを提供することができる。なお、前記の通り、本請求項の発明における膜蒸留式造水システムとしては、図２に示した（ａ）〜（ｄ）のいずれの方法に基づく膜蒸留式造水システムも採用することができ、設置場所のインフラ状況、立地状況などにより適宜選択することが可能である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、造水機能に優れ、十分な造水量を提供することができる膜蒸留用多孔質膜を提供することができ、コンパクトな膜蒸留用モジュールを提供することができる。さらには、この膜蒸留用モジュールを用いて、インフラ未整備地域においても十分に使用可能なコンパクトな膜蒸留式造水システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】膜蒸留用多孔質膜の接触角を説明する図である。
【図２】主な膜蒸留法の原理を説明する図である。
【図３】本発明に係る膜蒸留用多孔質膜の構成の一例を説明する断面図である。
【図４】本発明に係る膜蒸留用多孔質膜（中空糸タイプ）の一例を示す図である。
【図５】膜蒸留法の概要を説明する図である。
【図６】平膜タイプの膜蒸留用モジュールを説明する斜視図である。
【図７】中空糸膜タイプの膜蒸留用モジュールを説明する斜視図である。
【図８】本発明に係る造水システムの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照しながら説明する。
【００４２】
１．膜蒸留用多孔質膜
はじめに、本発明に係る膜蒸留用多孔質膜について説明する。
【００４３】
本発明に係る膜蒸留用多孔質膜は、片面側は疎水性が高く、他面側は疎水性が低い多孔質膜であることに特徴がある。その一例を図３に示す。
【００４４】
図３において、膜蒸留用多孔質膜４は、ＰＴＦＥ製の膜素材４ａおよび改質ＰＴＦＥ製の膜素材４ｃを積層して、膜素材４ａから膜素材４ｃに向けて疎水性を低下させている。膜蒸留用多孔質膜４は、このような積層体の作製以外に、前記の通り、高い疎水性の多孔質膜の片面にＰＶＡ処理や親水化処理等を施すことにより片面の疎水性を低下させることによっても作製することができる
【００４５】
なお、図３では、膜蒸留用多孔質膜を平膜状に表して説明しているが、図４に示すように、管状の中空糸膜タイプ（内圧タイプ）の多孔質膜であってもよい。なお、中空糸膜タイプの膜蒸留用多孔質膜５の場合、原水を通す内周側の面５ａの疎水性が、外周側の面５ｂの疎水性よりも高くなるように形成する。外圧タイプの場合には、もちろん、上記とは逆に、外周側の面５ｂの疎水性が内周側の面５ａより高くなる。
【００４６】
２．膜蒸留用多孔質膜を用いた膜蒸留法
次に、膜蒸留用多孔質膜を用いた膜蒸留法の概要を、図５を用いて説明する。図５において、１は膜蒸留用多孔質膜、２は冷却壁、３は冷却壁２により水蒸気が凝縮して生成された水滴である。また、１ａおよび１ｂは膜蒸留用多孔質膜の各面である。なお、ここでは、図２（ｂ）に示したＡＧＭＤ法に基づいて説明するが、膜蒸留用多孔質膜１による作用は、他のＤＣＭＤ法、ＳＧＭＤ法、ＶＭＤ法においても同様である。
【００４７】
図５に示すように、水蒸気が凝縮した水滴３が集められる蒸留水流路の両側には、それぞれ、膜蒸留用多孔質膜１と冷却壁２が配置されている。そして、冷却壁２を挟んで冷却水流路が配置され、膜蒸留用多孔質膜１を挟んで原水流路が配置されている。
【００４８】
所定の温度に加熱されて原水流路内を矢印の方向に流れ、膜蒸留用多孔質膜１の原水側の面１ａに接した原水は、蒸留水流路との温度差により、水蒸気となって膜蒸留用多孔質膜１内を蒸留水流路側の面１ｂへと移動する。面１ｂに到達した水蒸気は、蒸留水流路から冷却壁２に至り、冷却水により冷却されて水滴３となる。水滴３は、集められて蒸留水流路を移動し、回収される。
【００４９】
以上、膜蒸留用多孔質膜を用いた膜蒸留法の概要を説明したが、本発明においては、前記した通り、膜蒸留用多孔質膜１として、片面側は疎水性が高く、他面側は疎水性が低い多孔質膜を用いる。そして、疎水性が高い面が原水側に位置するように配置する。
【００５０】
原水側の面１ａの疎水性が高くなると、膜蒸留用多孔質膜１に吸収される原水の量が増加（流束が向上）し、より多くの水蒸気が発生する。そして、膜蒸留用多孔質膜１を通過した水蒸気は、面１ｂの疎水性が低い（親水性が高い）ために、速やかに蒸留水流路に蒸発していく。
【００５１】
このように、本発明の膜蒸留用多孔質膜１を用いて膜蒸留を行うに際して、疎水性が高い面が１ａに、疎水性が低い面が１ｂに位置するように配置した場合、両面の疎水性が均等な従来の膜蒸留用多孔質膜を用いた膜蒸留に比べ、原水の蒸発量を多くすると共に、蒸発速度を速くすることができる。この結果、単位面積当たりの造水量を増加させることができ、造水システムをコンパクト化した場合であっても、十分な造水量を得ることができる。
【００５２】
３．膜蒸留用モジュール
次に、膜蒸留用多孔質膜を用いた膜蒸留用モジュールについて説明する。
【００５３】
膜蒸留用モジュールとしては、膜蒸留用多孔質膜のタイプに合わせた膜蒸留用モジュールが作製される。具体的には、図６に示す平膜タイプの膜蒸留用モジュールや図７に示す中空糸膜タイプの膜蒸留用モジュールである。
【００５４】
（１）平膜タイプの膜蒸留用モジュール
先ず、平膜タイプの膜蒸留用モジュールにつき、図６を用いて説明する。図６の膜蒸留用モジュール５１には、原水流路５３、平膜タイプの膜蒸留用多孔質膜５２、蒸気発生・凝縮層５４、冷却壁５５が順番に配置されている。
【００５５】
図６は平膜タイプの基本構成を示すものであり、具体的には、所望する造水量に応じて、所定枚数の膜蒸留用多孔質膜５２と冷却壁５５等を組合せてモジュール容器に収納して膜蒸留用モジュールとされる。
【００５６】
このような膜蒸留用モジュール５１を用いて膜蒸留を行うに際して、膜蒸留用多孔質膜５２として、疎水性が低い面が蒸気発生・凝縮層５４側、疎水性が高い面が原水流路５３側となるように配置して本発明の膜蒸留用多孔質膜を用いた場合、前記したように、原水の蒸発量を多くすると共に、蒸発速度を速くすることができるため、単位面積当たりの造水量を増加させることができる。
【００５７】
（２）中空糸膜タイプの膜蒸留用モジュール
次に、中空糸膜タイプの膜蒸留用モジュールにつき、図７を用いて説明する。図７においては、複数の中空糸膜タイプの膜蒸留用多孔質膜６１を密着させることなく所定間隔を設けて束ねた膜蒸留用多孔質膜束６３、モジュール容器６４およびモジュール容器６４の外側に配置された冷却水流路（図示せず）により、膜蒸留用モジュール６０が構成されている。膜蒸留用多孔質膜６１中心部の空間に原水を通過させることにより、膜外部に発生した水蒸気は、膜蒸留用多孔質膜束６３相互の間隙部６２および膜蒸留用多孔質膜束６３とモジュール容器６４の間隙部６５を通った後、冷却水流路により凝縮されて蒸留水となって取り出される。
【００５８】
このような構造とすることにより、平膜に比べ、コンパクトで造水能力が高い膜蒸留用モジュールを構成することができる。
【００５９】
そして、このような膜蒸留用モジュール６０を用いて膜蒸留を行うに際して、膜蒸留用多孔質膜６１として、内周面側の疎水性が外周面側の疎水性よりも高く設定された本発明の膜蒸留用多孔質膜を用いた場合、前記したように、原水の蒸発量を多くすると共に、蒸発速度を速くすることができるため、さらに、単位面積当たりの造水量を増加させることができる。
【００６０】
４．膜蒸留式造水システム
次に、上記した本発明の膜蒸留用モジュールを用いて構築された造水システムについて、図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る膜蒸留式造水システムを模式的に説明する図であり、膜蒸留式造水システム７は、前処理装置７１、本発明の膜蒸留用多孔質膜７２ａが用いられた膜蒸留用モジュール７２、熱交換器７３、熱源７４およびエネルギー貯蔵器７５が組み込まれて構築されている。
【００６１】
最初に、ポンプＰ１により、取水源から原水が前処理装置７１に供給される。前処理装置７１では、原水が膜濾過されて濁質が除去される。この際使用される濾過膜は、ＲＯ法において用いられる濾過膜のような精密な濾過が不要であるため、より大きな孔径の濾過膜で十分であり、コストの低減を図ることができる。
【００６２】
濁質が除去された原水は、一部を膜蒸留用モジュール７２の冷却水流路に分離すると共に、膜蒸留用モジュール７２において冷却水として使用された原水と合わさって、ポンプＰ２により熱交換器７３に送られる。
【００６３】
このように、ポンプＰ１、Ｐ２は、原水を通常圧力で搬送するためのものであり、ＲＯ法のように巨大で高価なポンプを必要とせず、安価なポンプで十分であるためコストの低減を図ることができる。
【００６４】
熱交換器７３に送られた原水は、熱源７４からの熱と熱交換されて所定の温度に加温された後、膜蒸留用モジュール７２の原水流路に供給される。熱交換器７３における加温は、６０〜８０℃程度の低温で良いため、少ない熱量で十分である。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、前記した熱源７４の熱は、太陽光等の再生エネルギー、生物の運動エネルギー、ボイラーや発電所等の廃熱から回収されたエネルギーなどが、エネルギー貯蔵器７５に貯蔵されて利用されている。このため、前記した加熱エネルギーの少なさとも相俟って、エネルギーコストの低減を図ることができる。
【００６６】
膜蒸留用モジュール７２の原水流路に供給された原水は、膜蒸留用多孔質膜７２ａと接することにより、前記した膜蒸留が行われ蒸留水が生成される。生成された蒸留水は、飲料水タンク７６に回収される。
【００６７】
そして、本実施の形態の膜蒸留式造水システムにおいては、本発明の膜蒸留用多孔質膜が用いられているため、前記したように、原水からの水蒸気の発生量や蒸発速度を向上させることができる。この結果、単位面積当たりの造水量が増加し、造水システムをコンパクト化した場合であっても、十分な造水量を得ることができる。
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、設備コストも消費エネルギーも小さく、さらにコンパクトでありながら十分な造水量を確保することができる膜蒸留式造水システムを提供することができるため、インフラ未整備地域においても容易に導入が可能となる。
【００６９】
（実施例）
本実施例は、疎水性が高いＰＴＦＥ膜素材の表面に親水化処理を施した中空糸膜タイプの膜蒸留用多孔質膜を用いた膜蒸留式造水システムの例である。
【００７０】
膜蒸留用多孔質膜として、ＰＶＡ処理により外側に親水化処理を施して、外側の疎水性を低下させた孔径２μｍのＰＴＦＥ製の中空糸膜（住友電工ファインポリマー社製、登録商標名：ポアフロン）の複数本を用いて膜蒸留用多孔質膜束を作製し、モジュール容器に収納して膜蒸留用モジュールとした。
【００７１】
濁度８度の河川水を取水し、太陽エネルギーを利用して加温した後、膜蒸留式造水モジュールに供給した。温度差６０〜８５℃で約３０分の濾過を行ったところ、充分な量の生成水を得ることができた。
【００７２】
得られた水の濁度は０．０２度であり、ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄ：水に溶けていない濁質成分）濃度は０．１ｍｇ／Ｌ（リットル）未満で計測不能であり、ＳＳ成分も確認されなかったため、飲料水として問題なく使用できることが分かった。
【００７３】
（比較例）
疎水性が高いままで親水化処理を施していないＰＴＦＥ膜素材を膜蒸留用多孔質膜を用いた以外は、実施例と同様にして造水を行った。このとき生成された水の量は、前記の本実施例に比べてはるかに少なかった。
【００７４】
以上、本発明の実施の態様を示したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１、４、５、５２、６１、７２ａ    膜蒸留用多孔質膜
１ａ、１ｂ、５ａ、５ｂ            膜蒸留用多孔質膜の面
２、５５                          冷却壁
３                                水滴
４ａ、４ｃ                        膜素材
５１、６０、７２                  膜蒸留用モジュール
５３                              原水流路
５４                              蒸気発生・凝縮層
６２、６５                        間隙部
６３                              膜蒸留用多孔質膜束
６４                              モジュール容器
７１                              前処理装置
７３                              熱交換器
７４                              熱源
７５                              エネルギー貯蔵器
７６                              飲料水タンク
θ                                接触角
Ｐ１、Ｐ２                        ポンプ
【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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【図８】
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