(57)【要約】【課題】海水等から少ないエネルギーで安価で容易に淡水を製造することのできる水処理方法を提供する。【解決手段】上記課題は、被処理水と、相転移温度を有し、前記相転移温度以上に加温すると親水性化し、前記相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る順浸透工程と、前記希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却する冷却工程と、前記冷却工程で冷却され、疎水性化した感温性物質を希釈誘導溶液から固液分離し、淡水と感温性物質濃縮液を得る固液分離工程と、前記固液分離工程で分離された感温性物質濃縮液を前記相転移温度以上に加温し、誘導溶液を再生する加温工程とを有することを特徴とする水処理方法とその装置によって解決される。【選択図】図１
2015037771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水と、相転移温度を有し、前記相転移温度以上に加温すると親水性化し、前記相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る順浸透工程と、前記希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却する冷却工程と、前記冷却工程で冷却され、疎水性化した感温性物質を希釈誘導溶液から固液分離し、淡水と感温性物質濃縮液を得る固液分離工程と、前記固液分離工程で分離された感温性物質濃縮液を前記相転移温度以上に加温し、誘導溶液を再生する加温工程とを有することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記固液分離工程における固液分離手段が、粒径１００ｎｍ以上の粒子を分離可能なろ過膜、遠心分離、比重分離のいずれかによる手段であることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
前記感温性物質が、アルコールおよび脂肪酸グリセリンエステルの混合物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水処理方法。
【請求項４】
感温性物質の相転移温度が、３０℃〜８０℃の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項５】
固液分離工程において分離された感温性物質濃縮液を冷却工程における冷熱源として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項６】
順浸透工程において得られた希釈誘導溶液を加温工程における熱源として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項７】
被処理水と、相転移温度を有し、前記相転移温度以上に加温すると親水性化し、前記相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る順浸透膜処理装置と、前記希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却され、疎水性化した感温性物質を希釈誘導溶液から固液分離し、淡水と感温性物質濃縮液を得る固液分離装置と、前記固液分離装置で分離された感温性物質濃縮液を前記相転移温度以上に加温し、誘導溶液を再生する加温手段とを有することを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
前記固液分離装置が、粒径１００ｎｍ以上の粒子を分離可能なろ過膜、遠心分離、比重分離のいずれかによる装置であることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項９】
前記感温性物質が、アルコールおよび脂肪酸グリセリンエステルの混合物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水処理装置。
【請求項１０】
感温性物質の相転移温度が、３０℃〜８０℃の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水、かん水などの被処理水から淡水を製造する水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海水から半透膜を用いて淡水を製造する方法は種々知られているが、海水に浸透圧以上の圧力を加えて水を強制的に透過させる逆浸透法が主に開発されてきた。しかし、この方法は高圧に加圧する必要があるため、設備費および運転費にコストがかかるという問題点がある。そこで、半透膜を介して海水と海水より高濃度の塩溶液を接触させ、加圧せずとも浸透圧により海水中の水をこの塩溶液に移動させ、分離、回収することにより淡水を製造する方法が開発されている（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１の方法は、被処理水を第１半透膜の一方の面に接触させるとともに、溶解度が温度に依存する仲介溶液を相対的に高温の状態で第１半透膜の他方の面に接触させ、被処理水の水分を第１半透膜を介して仲介溶液に吸収させる水分吸収工程と、水分吸収工程後の仲介溶液を相対的に低温にし、前記仲介溶液の溶質（仲介物質）を析出させる析出工程と、析出工程後の仲介溶液を第２半透膜に、仲介溶液の水分が第２半透膜を介して放出可能な液圧にて接触させる水分放出工程とを備えた淡水製造方法である。
【０００４】
特許文献２の方法は、半透膜を介して海水と反対側にアンモニアと二酸化炭素を溶解して得られる塩溶液を流して、海水中の水を半透膜を通過させて該塩溶液に移動させ、得られた希釈塩溶液をイオン交換膜や蒸留塔等を用いてアンモニウムイオンと炭酸イオンを個別に分離して淡水を得るとともに、分離したアンモニウムイオンと炭酸イオンを該塩溶液に溶解して半透膜の元の部屋に戻す方法である。
【０００５】
この方法を図示すると図４のようになり、半透膜であるＦＯ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）膜を介して海水と反対側にアンモニアと二酸化炭素を溶解して得られた塩溶液を流して、浸透圧の差で海水中の水をＦＯ膜を通過させて該塩溶液に移動させ、その水によって希釈された希釈塩溶液を蒸留塔に送り込んで、６０℃に加温してアンモニアと二酸化炭素を蒸発分離して淡水を取り出すとともに、分離されたアンモニアと二酸化炭素は３０℃に冷却して塩溶液に再生し、ＦＯ膜モジュールに返送する。この方法で必要な再生エネルギーは３６０ＭＪ／ｍ３であり、送水コストは１，３００円／ｍ３になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６２５２７号公報
【特許文献２】特開２０１１−８３６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の方法では、仲介物質、すなわち高浸透圧溶液としてミョウバン水溶液が用いられるが、ミョウバンは温度上昇に対する溶解度の上昇が緩いため、ミョウバン水溶液を水分吸収工程では６０℃に加温し、析出工程では３０℃に冷却するというように、液温の調整幅が大きく、設備運転コストが高いという問題がある。また、例えば、カリミョウバンの場合、ｐＨが３に近く、装置の腐食が生じやすいという問題もある。
【０００８】
また、特許文献２の方法では、誘導物質（例えば炭酸アンモニウム）の分離、回収を蒸発法で行うが、その際、アンモニアおよび同伴する水分の蒸発潜熱が多大で、膨大なエネルギーを要しコストも高い。さらに、蒸発設備サイズが極めて大きく、大量（例えば１０万ｍ３／日）の飲料水製造には不向きである。また、投入エネルギーが大きいため熱交換器のサイズも大きくなり、大量処理には不向きである。さらに、炭酸アンモニウムを用いる場合にはＦＯ膜からのバックフローによって膜濃縮水を介して環境中に漏洩する誘導物質が窒素を含むため、富栄養化の原因となる。
【０００９】
本発明は、これらの問題点を解決するべくなされたものであり、海水等から少ないエネルギーで安価で容易に淡水を製造することのできる水処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するべくなされたものであり、相転移温度を有し、この相転移温度以上に加温すると親水性化し、相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解して調製した高浸透圧の誘導溶液を用いて順浸透膜処理を行い、得られた希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却して感温性物質を疎水性化して析出させ、これを分離することで、海水等から少ないエネルギーで安価で容易に淡水を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は被処理水と、相転移温度を有し、前記相転移温度以上に加温すると親水性化し、前記相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る順浸透工程と、前記希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却する冷却工程と、前記冷却工程で冷却され、疎水性化した感温性物質を希釈誘導溶液から固液分離し、淡水と感温性物質濃縮液を得る固液分離工程と、前記固液分離工程で分離された感温性物質濃縮液を前記相転移温度以上に加温し、誘導溶液を再生する加温工程とを有することを特徴とする水処理方法を提供するものである。
【００１２】
本発明の方法は以下の態様を含んでいる。
（１）前記固液分離工程における固液分離手段が、粒径１００ｎｍ以上の粒子を分離可能なろ過膜、遠心分離、比重分離のいずれかによる手段であることを特徴とする上記の水処理方法。
（２）感温性物質の相転移温度が、３０℃〜８０℃の範囲にあることを特徴とする上記の水処理方法。
（３）固液分離工程において分離された感温性物質濃縮液を冷却工程における冷熱源として使用することを特徴とする上記の水処理方法。
（４）順浸透工程において得られた希釈誘導溶液を加温工程における熱源として使用することを特徴とする上記の水処理方法。
（５）前記感温性物質が、アルコールおよび脂肪酸グリセリンエステルの混合物であることを特徴とする上記の水処理方法。
【００１３】
本発明は、また、被処理水と、相転移温度を有し、前記相転移温度以上に加温すると親水性化し、前記相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る順浸透膜処理装置と、前記希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却され、疎水性化した感温性物質を希釈誘導溶液から固液分離し、淡水と感温性物質濃縮液を得る固液分離装置と、前記固液分離装置で分離された感温性物質濃縮液を前記相転移温度以上に加温し、誘導溶液を再生する加温手段とを有することを特徴とする水処理装置を提供するものである。
【００１４】
本発明の装置は以下の態様を含んでいる。
（１）前記固液分離装置が、粒径１００ｎｍ以上の粒子を分離可能なろ過膜、遠心分離、比重分離のいずれかによる装置であることを特徴とする上記の水処理装置。
（２）前記感温性物質が、アルコールおよび脂肪酸グリセリンエステルの混合物であることを特徴とする上記の水処理装置。
（３）感温性物質の相転移温度が、３０℃〜８０℃の範囲にあることを特徴とする上記の水処理装置。
【００１５】
例えば、本発明の感温性物質であるアルコールと脂肪酸グリセリンエステルの混合物（ドロー）は高温で溶解し、冷却すると析出して白濁する。この白濁状態では分子が互いに集まり見かけ上の分子数が大幅に減少するため、浸透圧が劇的に低下する。凝集状態でＵＦ膜ろ過すると、ドローは膜で排除され、ろ液として純水が得られる。濃縮液は凝集したドローである。これを加温すると再溶解して再生ドローが得られる。再溶解した再生ドローにおいてはドローが分散しているため、所定の高い浸透圧が得られる。再生ドローを半透膜装置に導入し、フィード溶液を膜を介して接触することにより、フィード溶液から純水を得る。この方式では蒸発法と異なり相変化のための潜熱を用いる必要が無いため、投入熱量はきわめて小さい。また、固液分離膜においては凝集してドローが粗大化するため、ＵＦやＭＦのようなＲＯ・ＮＦに比べて目の粗い膜を用いても高い透過流速でろ過することができる。この際の浸透圧が低いため、ろ過動力は極めて小さい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、感温性物質を溶解した誘導溶液を用いることにより、順浸透膜処理における淡水分離と誘導溶液の再生の際の温度調整幅を小さくし、海水などから安価な設備、少ないエネルギーで効率よく淡水を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様を模式的に示した図である。
【図２】ｔ−ブタノールと脂肪酸グリセリンエステルの混合物濃度と相転移温度の関係を示すグラフである。
【図３】誘導溶液の液温と光透過率の関係を示すグラフである。
【図４】従来の順浸透法により脱塩する方法を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に本発明の一実施態様を模式的に示す。
【００１９】
本発明の方法で処理される被処理水は水を溶媒とする溶液であり、海水、かん水などである。かん水は、
シェールガス、オイルサンド、ＣＢＭ（炭層メタン）、石油等を採掘する坑井からの随伴水も含まれる。
【００２０】
随伴水は、坑井からの採掘目的物に同伴して排出される水であり、塩分、有機物、懸濁物などを含んでいる。汚濁物質の濃度としては、例えば蒸発残留物（主にＮａ＋、Ｋ＋、Ｃａ２＋、Ｃｌ−、ＳＯ４２−など）が１，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌ、有機物（油分や添加した薬剤など）がＴＯＣとして１０〜１，０００ｍｇ／Ｌ、懸濁物質が１００〜１０，０００ｍｇ／Ｌといった範囲で含有される。
【００２１】
油分と随伴水の分離手段は問わないが、例えば沈降などで油水分離が行われている。
【００２２】
ろ過工程
図１に示していないが、被処理水を通常はまずろ過処理する。このろ過処理は精密膜ろ過膜を用いた濾過器で行い、ろ過膜は、精密ろ過膜として使用されている通常の膜を使用することができる。例えば、酢酸セルロース、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニルなどの外、セラミック製の膜や多孔質ガラス製の膜なども利用できる。精密膜ろ過処理では、精密ろ過膜を通過した膜ろ過水と、膜を通過しないで残った膜濃縮水が得られる。
精密膜ろ過のほか、限外膜ろ過、砂ろ過等のろ過処理が用いられる。限外膜ろ過の材質は精密膜ろ過と同様のものが用いられる。
【００２３】
順浸透工程
順浸透工程は、ろ過処理した被処理水と、相転移温度を有し、この相転移温度以上に加温すると親水性化し、相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した高浸透圧の誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る工程である。
【００２４】
感温性物質は、加温すると親水性化して水によく溶けるが、冷却すると疎水性化し溶解度が低下する物質であり、水溶性〜水不溶性に変化する温度が相転移温度と呼ばれる。この温度に達すると疎水性化した感温性物質が析出して白濁が起こる。
【００２５】
この感温性物質の例として、脂肪酸グリセリンエステルとアルコールの混合物がある。
【００２６】
脂肪酸グリセリンエステルは、単独では、曇点が常温（１０℃）以下の疎水性のものであり、脂肪酸は炭素数が８〜１８程度のものが天然由来の組成と同じであるため好ましい。例示すれば、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸などである。そして、脂肪酸グリセリンエステルは、これらの脂肪酸のモノ、ジ、トリのいずれのエステルでもよい。具体例としてはモノグリセリンカプリル酸エステルや脂肪酸の鎖長の長いジグリセリンラウリル酸エステル、モノグリセリンステアリン酸エステル、ジグリセリンオレイン酸エステルなどがある。また、グリセリン数は脂肪酸グリセリンエステルの疎水性が保たれれば特に制約はないが、工業生産されているのはデカグリセリンまでの物質が多い。
【００２７】
アルコールは、ポリエチレングリコールを用いる場合に冷却時の相転移反応が生じる。ポリエチレングリコールの分子量としては、２００〜１００００の範囲であれば良いが、あまり分子量が大きいと粘度が高くなり流動性が減少するため、低圧損で装置を運転するためには分子量６０００以下、更に好ましくは３０００以下が適当である。
【００２８】
脂肪酸グリセリンエステルとアルコールの混合割合は、この混合物のＨＬＢ加重平均値が１２〜１５程度になるように定められ、これは用いる脂肪酸グリセリンエステルのＨＬＢ値が公知のものについてはアルコールのＨＬＢ値を２０として計算で求めることができる。
【００２９】
感温性物質の他の例として、ソルビタン脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物とソルビタン脂肪酸エステルの混合物の例が挙げられる。ソルビタン脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物のエチレンオキサイド付加モル数は５〜２００であれば良く、過大であれば粘度が高くなるため１００以下、更に好ましくは５〜３０が適当である。脂肪酸は炭素数が８〜１８程度のものが天然由来の組成と同じであるため好ましい。例示すれば、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸などである。
【００３０】
ソルビタン脂肪酸エステルにおける脂肪酸はソルビタン脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物と同様である。
【００３１】
ソルビタン脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物とソルビタン脂肪酸エステルの混合割合は、この混合物のＨＬＢ加重平均値が１２〜１５程度になるように定められ、
感温性物質は、相転移温度が３０℃〜８０℃、好ましくは３５℃〜４５℃の範囲のものが好ましい。
【００３２】
感温性物質濃度は被処理水より浸透圧が高くなるように定められているが、高浸透圧が得られるようなるべく高濃度にするのがよく、１〜１００％程度、特に１０〜９５％程度が好ましい。
【００３３】
本発明においては、相転移温度は、感温性物質の種類や濃度等によって変わるが、次の冷却工程において３０〜８０℃、好ましくは３５〜４５℃になるように調製するのがよい。この温度領域であれば、常温の環境水によって容易に冷却可能であり、再溶解させる際の加温についても冷却排水等の温排水を利用可能である。
【００３４】
ポリエチレングリコール(分子量４００)とモノグリセリンカプリル酸エステルを重量比で５０：５０で混合した混合物（感温性物質）を水に加え、その混合物濃度を変えて相転移温度の変化を測定した結果を図２に示す。同図に示すように相転移は感温性物質の濃度が２０〜５０重量％の範囲で起っており、その間で相転移温度は１００℃から０℃まで直線的に変化している。
【００３５】
半透膜は水を選択的に透過できるものがよく、順浸透（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）膜が好ましいが、逆浸透膜も使用できる。材質は特に制限されないが、例示すれば、酢酸セルロース系、ポリアミド系、ポリエチレンイミン系、ポリスルホン系、ポリベンゾイミダゾール系のものなどを挙げることができる。半透膜の形態も特に制限されず、平膜、管状膜、中空糸などいずれであってもよい。
【００３６】
この半透膜を装着する装置は通常は円筒形の容器内に袋状の半透膜をのり巻き状に設置したもので（スパイラルタイプ）、この半透膜で仕切られた一方の室に膜ろ過水を流し、他方の室に誘導溶液を流せるものであり、公知の半透膜装置を用いることができ、市販品を用いることができる。またもう一つの形状は、ストロー状の膜を円筒形の容器内に設置したもので（中空糸タイプ）、同様に公知の半透膜装置を用いることができ、市販品を用いることができる。
【００３７】
順浸透工程で被処理水を半透膜を介して誘導溶液と接触させると浸透圧の差によって被処理水中の水が半透膜を通って誘導溶液に移動する。
【００３８】
冷却工程
順浸透工程で被処理水から水が移動して希釈された希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却して、感温性物質の少なくとも一部を疎水性化して析出させる。この析出物は、感温性物質の濃厚溶液が相分離したものである。冷却する温度は、前記相転移温度以下であるが、相転移温度未満、好ましくは相転移温度より１℃〜２０℃低い、より好ましくは２℃〜５℃低い温度まで冷却するのがよい。冷却によって、アルコールと脂肪酸グリセリンエステルの混合物が析出して凝集する。凝集物の粒径は２，０００〜２０，０００ｎｍ程度である。
【００３９】
この冷却工程の冷熱源には、常温の被処理液を使用することが好ましい。
【００４０】
固液分離工程
冷却工程で冷却されて感温性物質が析出している希釈誘導溶液を固液分離して析出した感温性物質を分離する。この固液分離手段は、粒径２，０００ｎｍ以上の粒径を分離できる逆浸透ろ過膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜、砂ろ過、ろ布ろ過、遠心分離、沈降分離などを利用することができる。好ましいものは、限外ろ過膜、精密ろ過膜および遠心分離が比較的低動力で良好な分離効率が得られるため好ましい。また、未凝集物を含めて高度に分離する場合は、逆浸透ろ過膜が最も高い分離効率が得られるため好ましい。
【００４１】
固液分離手段で分離された水は、通常はそのまま淡水として利用できるが、必要によりさらに精製して使用する。
【００４２】
加温工程
一方、分離された感温性物質の濃縮液は前記相転移温度以上、具体的には白濁が消える温度まで加温して誘導溶液に再生する。この熱源としては、順浸透工程において得られた希釈誘導溶液を用いることがエネルギーの効率利用の点で好ましい。また、発電後の低温蒸気や冷却後の温排水なども、５０〜１００℃の未利用低温排熱の適用が可能なため、エネルギーの効率利用の点で好ましい。
【００４３】
再生した誘導溶液はそのまま循環使用できる。
【００４４】
一方、順浸透工程で得られた膜濃縮水は塩分を高濃度で含んでいるので、これを濃縮して塩分を析出させて分離し、有効利用することができる。
【００４５】
この本発明の方法を図１に模式化して示す。処理はバッチ方式でもよいが、原則として連続方式、すなわち、被処理水と誘導溶液は連続して流し、淡水は連続的にとり出す。この方法で使用される熱量は６０ＭＪ／ｍ３であり、造水コストは１，０００円／ｍ３になる。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
順浸透膜として酢酸セルロース製FO膜のモジュールを使用し、誘導溶液には、モノグリセリンカプリル酸エステルとポリエチレングリコール(分子量４００)の重量比５０：５０の混合物を４００ｇ／Ｌの濃度で水に溶解したものを用いた。誘導溶液の浸透圧は、所定濃度の塩水からFO膜で淡水を吸引できるかどうかで測定することが可能であり、本溶液では約３．０ＭＰａであった。また、相転移温度は吸光度を測定し、透過率が１０％以下になる温度によって特定することが可能で、誘導溶液の相転移温度は３９℃であった。この際の透過率は、図３に示すように温度によって鋭敏に変化した。
【００４７】
順浸透膜装置の誘導溶液温度は４５℃に調整し、入口の流入量は８．０Ｌ／ｍｉｎとした。被処理液には、濃度温度を３０℃に調整した２．５％の塩化ナトリウム水溶液を用い３．３Ｌ／ｍｉｎの流量で順浸透膜装置に流入させた。膜ろ過装置を通過して誘導溶液に移動した水の量は０．９Ｌ／ｍｉｎであり、出口から流出する希釈誘導溶液の量は８．９Ｌ／ｍｉｎであり、温度は４３℃であった。
【００４８】
装置を定常状態で１０分間運転して得られた希釈誘導溶液を３５℃に冷却し、１分間静置すると、溶解していたモノグリセリンカプリル酸エステルとポリエチレングリコールの混合物が凝集して重力により固液分離され上部の水層２０Ｌと下部の油層６９Ｌが得られた。水層の浸透圧は０．２ＭＰａまで低下した。
【００４９】
この水層を限外膜ろ過して得られた膜濃縮水と上述の重力分離で得られた油層を合わせて、モノグリセリンカプリル酸エステルとポリエチレングリコールの混合物を４００ｇ／Ｌの濃度で含む再生誘導溶液を８０Ｌを得た。また、限外ろ過膜透過液として淡水９Ｌを得た。
【００５０】
この淡水に含まれるモノグリセリンカプリル酸エステルとポリエチレングリコールの混合物の濃度は１００ｍｇ／Ｌ以下であった。
【００５１】
モノグリセリンカプリル酸エステルとポリエチレングリコールの混合物を４００ｇ／Ｌの濃度で含む膜濃縮水は、４５℃まで加温することにより、元の透明な誘導溶液に戻すことができた。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の方法は、海水から淡水の製造や、坑井からの随伴水の処理などに広く利用できる。
【図１】
2015037771.tif 000003
【図２】
2015037771.tif 000004
【図３】
2015037771.tif 000005
【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年8月21日(2013.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水と、相転移温度を有し、前記相転移温度以上に加温すると親水性化し、前記相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る順浸透工程と、前記希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却する冷却工程と、前記冷却工程で冷却され、疎水性化した感温性物質を希釈誘導溶液から固液分離し、淡水と感温性物質濃縮液を得る固液分離工程と、前記固液分離工程で分離された感温性物質濃縮液を前記相転移温度以上に加温し、誘導溶液を再生する加温工程とを有することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
前記固液分離工程における固液分離手段が、粒径１００ｎｍ以上の粒子を分離可能なろ過膜、遠心分離、比重分離のいずれかによる手段であることを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
前記感温性物質が、アルコールおよび脂肪酸グリセリンエステルの混合物であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水処理方法。
【請求項４】
感温性物質の相転移温度が、３０℃〜８０℃の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項５】
固液分離工程において分離された感温性物質濃縮液を冷却工程における冷熱源として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項６】
順浸透工程において得られた希釈誘導溶液を加温工程における熱源として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項７】
被処理水と、相転移温度を有し、前記相転移温度以上に加温すると親水性化し、前記相転移温度以下に冷却すると疎水性化する感温性物質を水に溶解した誘導溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘導溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘導溶液と膜濃縮水を得る順浸透膜処理装置と、前記希釈誘導溶液を前記相転移温度以下に冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却され、疎水性化した感温性物質を希釈誘導溶液から固液分離し、淡水と感温性物質濃縮液を得る固液分離装置と、前記固液分離装置で分離された感温性物質濃縮液を前記相転移温度以上に加温し、誘導溶液を再生する加温手段とを有することを特徴とする水処理装置。
【請求項８】
前記固液分離装置が、粒径１００ｎｍ以上の粒子を分離可能なろ過膜、遠心分離、比重分離のいずれかによる装置であることを特徴とする請求項７に記載の水処理装置。
【請求項９】
前記感温性物質が、アルコールおよび脂肪酸グリセリンエステルの混合物であることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の水処理装置。
【請求項１０】
感温性物質の相転移温度が、３０℃〜８０℃の範囲にあることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の水処理装置。