(57)【要約】  分離装置１０は、水と有機化合物とを含み液相水濃度がＣinの混合溶液を処理対象液として供給する供給部３０と、水を選択的に透過する浸透気化膜４５を備え処理対象液を浸透気化膜４５を透過した透過物と透過しなかった液相水濃度がＣinより小さいＣoutの非透過物とに、液相水濃度がＣinのときの飽和水蒸気圧をＰin（Ｐａ）とし液相水濃度がＣoutのときの飽和水蒸気圧をＰout（Ｐａ）とし水の飽和水蒸気圧をＰ100（Ｐａ）とした場合にα＝｛（Ｐin−Ｐout）／Ｐ100｝／｛（Ｃin−Ｃout）／１００｝で表されるαが２以下を満たしβ＝Ｐout／Ｐ100で表されるβが０．２５以上を満たすＣin及びＣoutを用いて分離する膜分離部５０と、非透過物の一部を再び膜分離部５０に供給する再供給部７０と、非透過物の残部を外部へ送出する送出部９０と、を備えている。
2016024580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と有機化合物とを含み液相水濃度がＣin（質量％）の混合溶液を処理対象液として供給し、水を選択的に透過する浸透気化膜を用い、前記浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった液相水濃度がＣinより小さいＣout（質量％）の非透過物とに、液相水濃度がＣinのときの飽和水蒸気圧をＰin（Ｐａ）とし液相水濃度がＣoutのときの飽和水蒸気圧をＰout（Ｐａ）とし水の飽和水蒸気圧をＰ100（Ｐａ）とした場合にα＝｛（Ｐin−Ｐout）／Ｐ100｝／｛（Ｃin−Ｃout）／１００｝で表されるαが２以下を満たしβ＝Ｐout／Ｐ100で表されるβが０．２５以上を満たすＣin及びＣoutを用いて、フィードアンドブリードプロセスによって分離する分離工程、
を含む、分離方法。
【請求項２】
γ＝Ｃin−Ｃoutで表されるγが１０以上である、請求項１に記載の分離方法。
【請求項３】
前記αは０．１以下である、請求項１又は２に記載の分離方法。
【請求項４】
前記βは０．５以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項５】
前記混合溶液は、液相水濃度が前記Ｃoutを含むＣout側濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共にＣout側の勾配で上昇し、液相水濃度が前記Ｃinを含むＣin側濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共にＣout側の勾配より小さいＣin側の勾配で上昇し又は一定となる性質を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項６】
前記混合溶液は、前記Ｃin側濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有する、請求項５に記載の分離方法。
【請求項７】
前記混合溶液は、液相水濃度が所定濃度以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し液相水濃度が前記所定濃度以上の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有し、前記Ｃin及び前記Ｃoutが前記第２濃度範囲に含まれる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項８】
水と有機化合物とを含み液相水濃度が所定濃度以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し液相水濃度が前記所定濃度以上の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有する混合溶液を処理対象液として供給し、水を選択的に透過する浸透気化膜を用い、前記浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった非透過物とに、前記非透過物の液相水濃度が前記所定濃度未満とならない範囲で、フィードアンドブリードプロセスによって分離する分離工程、
を含む、分離方法。
【請求項９】
前記混合溶液は、前記第２濃度範囲では、液相水濃度（質量％）の増加量を１００で除した値に対する飽和水蒸気圧（Ｐａ）の増加量を水の飽和水蒸気圧で除した値の比率が２以下となる性質を有する、請求項７又は８に記載の分離方法。
【請求項１０】
前記混合溶液は、前記第１濃度範囲では、液相水濃度（質量％）の増加量を１００で除した値に対する飽和水蒸気圧（Ｐａ）の増加量を水の飽和水蒸気圧で除した値の比率が５以上となる性質を有する、請求項７〜９のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１１】
前記混合溶液において、前記所定濃度は、５０質量％以下の濃度である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１２】
前記有機化合物は、フェノールである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１３】
前記処理対象液は、前記有機化合物を１質量％以上８質量％未満の範囲で含み、前記非透過物は、前記有機化合物濃度を８質量％以上９９．９質量％以下の範囲で含む、請求項１２に記載の分離方法。
【請求項１４】
前記浸透気化膜はゼオライト膜である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１５】
前記浸透気化膜はＤＤＲ型ゼオライト膜である、請求項１４に記載の分離方法。
【請求項１６】
前記処理対象液の水濃度は、７０質量％以上である、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１７】
前記処理対象液の飽和水蒸気圧に対する前記非透過物の飽和水蒸気圧の比が０．９以上となるように前記分離を行う、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の分離方法。
【請求項１８】
水と有機化合物とを含み液相水濃度がＣin（質量％）の混合溶液を処理対象液として供給する供給部と、
水を選択的に透過する浸透気化膜を備え、前記処理対象液を前記浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった液相水濃度がＣinより小さいＣout（質量％）の非透過物とに、液相水濃度がＣinのときの飽和水蒸気圧をＰin（Ｐａ）とし液相水濃度がＣoutのときの飽和水蒸気圧をＰout（Ｐａ）とし水の飽和水蒸気圧をＰ100（Ｐａ）とした場合にα＝｛（Ｐin−Ｐout）／Ｐ100｝／｛（Ｃin−Ｃout）／１００｝で表されるαが２以下を満たしβ＝Ｐout／Ｐ100で表されるβが０．２５以上を満たすＣin及びＣoutを用いて分離する膜分離部と、
前記非透過物の一部を、再び前記膜分離部に供給する再供給部と、
前記非透過物の残部を外部へ送出する送出部と、
を備えた、分離装置。
【請求項１９】
水と有機化合物とを含み液相水濃度が所定濃度以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し液相水濃度が前記所定濃度以上の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有する混合溶液を処理対象液として供給する供給部と、
水を選択的に透過する浸透気化膜を備え、前記供給部から供給された前記処理対象液を前記浸透気化膜を透過した透過物と前記浸透気化膜を透過しなかった非透過物とに、前記非透過物の液相水濃度が前記所定濃度未満とならない範囲で分離する膜分離部と、
前記非透過物の一部を、再び前記膜分離部に供給する再供給部と、
前記非透過物の残部を外部へ送出する送出部と、
を備えた、分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離方法及び分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、限外濾過や精密濾過による膜分離のプロセスとして、回分プロセス、連続プロセス、フィードアンドブリードプロセスなどが知られている（図１１参照）。回分プロセスは、原液タンクに貯留された原液をポンプによって膜モジュールに供給し、分離膜を透過した透過液を系外に取り出すとともに分離膜を透過しなかった非透過液を原液タンクに戻し、非透過液を系内で循環させる形式である（図１１（ａ））。連続プロセスは、原液をポンプにより連続的に膜モジュールに供給し、連続的に透過液と非透過液とを得る形式である（図１１（ｂ））。フィードアンドブリードプロセスは、回分プロセスと連続プロセスとを組み合わせたものであり、連続プロセスにおいて非透過液の循環を伴う形式である（図１１（ｃ））。【０００３】
また、膜分離技術としては、上述した限外濾過や精密濾過などのように液体から固体粒子やコロイド粒子を分離するもののほか、液体混合物から特定の液体を気化させて分離する浸透気化法などが知られている。浸透気化法は、蒸留に代わる含水有機化合物の水と有機化合物との分離方法として注目されており、浸透気化法に用いる分離膜などについて、種々の検討がなされている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２１０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した回分プロセスでは、必要な膜面積が小さいが、系内での液の滞留時間が長いため液や分離膜が劣化しやすい。また、液の滞留時間が長いのに加えてバッチ毎にタンク交換などが必要でありプロセス全体として効率がよくない。連続プロセスでは、回分プロセスに比べて、液の滞留時間が短いし液が連続的に流れていくためプロセス全体の効率はよいが、必要な膜面積が大きくなる。フィードアンドブリードプロセスは、回分プロセスに比べて、液の滞留時間が短いし液が連続的に流れていくためプロセス全体の効率がよい。さらに、非透過液の循環によって膜モジュール内での液線速が高められているため、膜面積が十分な場合には、膜分離の効率が非常によい。しかしながら、フィードアンドブリードプロセスでは、膜モジュール内の溶質濃度が目的濃度と同じであり高濃度であるため、透過流束が低下し、回分プロセスや連続プロセスに比して必要な膜面積が大きくなると言われている。浸透気化法による膜分離を上述の各プロセスで行った場合も基本的に同様のことがいえる。このため、できるだけ少ない膜面積で効率良く膜分離を行うことが望まれていた。【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、少ない膜面積で効率良く膜分離を行うことのできる分離方法及び分離装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した主目的を達成するために、本発明者らは、鋭意研究を行った。そして、水とフェノールとを含む液を、水を選択的に透過する浸透気化膜を用いて分離すると、水の濃度が所定の濃度範囲内にあるとき、水の濃度が減少（フェノールの濃度が増加）しても透過流束がほとんど低下しないことを見いだした。さらに、この濃度範囲で膜分離を行えば、フィードアンドブリードプロセスにおける透過流束の低下の問題が生じず、必要な膜面積を大きくする必要がないため、少ない膜面積で効率良く膜分離できることを見いだした。こうして、本発明を完成するに至った。【０００８】
すなわち、本発明の分離方法は、
水と有機化合物とを含み液相水濃度がＣin（質量％）の混合溶液を処理対象液として供給し、水を選択的に透過する浸透気化膜を用い、前記浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった液相水濃度がＣinより小さいＣout（質量％）の非透過物とに、液相水濃度がＣinのときの飽和水蒸気圧をＰin（Ｐａ）とし液相水濃度がＣoutのときの飽和水蒸気圧をＰout（Ｐａ）とし水の飽和水蒸気圧をＰ100（Ｐａ）とした場合にα＝｛（Ｐin−Ｐout）／Ｐ100｝／｛（Ｃin−Ｃout）／１００｝で表されるαが２以下を満たしβ＝Ｐout／Ｐ100で表されるβが０．２５以上を満たすＣin及びＣoutを用いて、フィードアンドブリードプロセスによって分離する分離工程、
を含むものである。【０００９】
あるいは、本発明の分離方法は、
水と有機化合物とを含み液相水濃度が所定濃度以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し液相水濃度が前記所定濃度以上の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有する混合溶液を処理対象液として供給し、水を選択的に透過する浸透気化膜を用い、前記浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった非透過物とに、前記非透過物の液相水濃度が前記所定濃度未満とならない範囲で、フィードアンドブリードプロセスによって分離する分離工程、
を含むものである。【００１０】
本発明の分離装置は、
水と有機化合物とを含み液相水濃度がＣin（質量％）の混合溶液を処理対象液として供給する供給部と、
水を選択的に透過する浸透気化膜を備え、前記処理対象液を前記浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった液相水濃度がＣinより小さいＣout（質量％）の非透過物とに、液相水濃度がＣinのときの飽和水蒸気圧をＰin（Ｐａ）とし液相水濃度がＣoutのときの飽和水蒸気圧をＰout（Ｐａ）とし水の飽和水蒸気圧をＰ100（Ｐａ）とした場合にα＝｛（Ｐin−Ｐout）／Ｐ100｝／｛（Ｃin−Ｃout）／１００｝で表されるαが２以下を満たしβ＝Ｐout／Ｐ100で表されるβが０．２５以上を満たすＣin及びＣoutを用いて分離する膜分離部と、
前記非透過物の一部を、再び前記膜分離部に供給する再供給部と、
前記非透過物の残部を外部へ送出する送出部と、
を備えたものである。【００１１】
あるいは、本発明の分離装置は、
水と有機化合物とを含み液相水濃度が所定濃度以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し液相水濃度が前記所定濃度以上の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有する混合溶液を処理対象液として供給する供給部と、
水を選択的に透過する浸透気化膜を備え、前記供給部から供給された前記処理対象液を前記浸透気化膜を透過した透過物と前記浸透気化膜を透過しなかった非透過物とに、前記非透過物の液相水濃度が前記所定濃度未満とならない範囲で分離する膜分離部と、
前記非透過物の一部を、再び前記膜分離部に供給する再供給部と、
前記非透過物の残部を外部へ送出する送出部と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の分離方法及び分離装置では、少ない膜面積で効率良く膜分離を行うことができる。こうした効果が得られる理由は、以下のように推察される。水を選択的に透過する浸透気化膜を用いた浸透気化法では、膜における液体を供給する側（以下供給側）と透過物が透過してくる側（透過側）との水蒸気圧差が、水を透過する駆動力となる。ここで、供給側の水蒸気圧は、膜に接する供給液の飽和水蒸気圧に相当する。また、透過側の水蒸気圧は、任意の減圧状態である。本発明では、水と有機化合物とを含む所定の混合流体を所定の濃度範囲で分離することにより、供給側が比較的高い飽和水蒸気圧に維持されるため、供給側と透過側の水蒸気圧差の低下が抑制され、水を透過する駆動力の低下が抑制される。このため、フィードアンドブリードプロセスにおける透過流束の低下の問題が生じにくく、必要な膜面積があまり大きくならないため、少ない膜面積で効率良く膜分離できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】混合溶液の液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係の一例を示すグラフ。
【図２】混合溶液の液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係の一例を示すグラフ。
【図３】混合溶液の液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係の一例を示すグラフ。
【図４】分離装置１０の構成の概略を示す説明図。
【図５】膜フィルタ４１の構成の概略を示す説明図。
【図６】フェノール水溶液の９０℃での水濃度と水蒸気圧との関係を示すグラフ。
【図７】フェノール水溶液の１１０℃での水濃度と水蒸気圧との関係を示すグラフ。
【図８】酢酸水溶液の１４０℃での水濃度と水蒸気圧との関係を示すグラフ。
【図９】２−プロパノール水溶液の１４０℃での水濃度と水蒸気圧との関係を示すグラフ。
【図１０】ＭＥＫ水溶液の１４０℃での水濃度と水蒸気圧との関係を示すグラフ。
【図１１】膜分離プロセスの種類を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の分離方法及び分離装置では、水と有機化合物とを含む処理対象液を、浸透気化膜を用いて、浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった非透過物とに分離する。
【００１５】
処理対象液は、水と有機化合物とを含む混合溶液である。この混合溶液は、所定温度における液相水濃度がＣin（質量％）のときの飽和水蒸気圧がＰin（Ｐａ）であり、液相水濃度がＣinより小さいＣout（質量％）のときの飽和水蒸気圧がＰout（Ｐａ）である。また、この混合溶液は、水の飽和水蒸気圧をＰ100（Ｐａ）としたときにα＝｛（Ｐin−Ｐout）／Ｐ100｝／｛（Ｃin−Ｃout）／１００｝で表されるαが２以下でありβ＝Ｐout／Ｐ100で表されるβが０．２５以上であるという条件を満たすＣin及びＣoutを有している。混合溶液の液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係をグラフにすると、例えば、図１のようになる。図１に示すように、（Ｐin−Ｐout）／（Ｃin−Ｃout）で表される傾きをα'とすると、上記αは、α＝α'×１００／Ｐ100となる。ここで、αにおいて、α'をＰ100で除算する意味は、温度によって飽和水蒸気圧（ＰinやＰoutなど）が変化するので、これを規格化するためである。こうした、αは１以下であることが好ましく０．１以下であることがより好ましい。供給側の飽和水蒸気圧の低下をより抑制できるからである。また、βは０．５以上であることが好ましく、０．７以上であることがより好ましい。供給側の飽和水蒸気圧をより高い値とすることができるからである。この混合溶液では、γ＝Ｃin−Ｃoutで表されるγが１０以上であることが好ましく、２０以上であることがより好ましく、３０以上であることがさらに好ましい。水濃度をより多く低減できるからである。混合溶液は、液相水濃度がＣoutを含むＣout側濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共にＣout側の勾配で上昇し、液相水濃度が前記Ｃinを含むＣin側濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共にＣout側の勾配より小さいＣin側の勾配で上昇し又は一定となる性質を有するものとしてもよく、Ｃin側濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有するものであることが好ましい。液相水濃度が高い範囲において、供給側の飽和水蒸気圧の低下をより抑制できるからである。また、混合溶液は、液相水濃度が所定濃度以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し液相水濃度が前記所定濃度以上の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有し（図２，３参照）、Ｃin及びＣoutが第２濃度範囲に含まれるものであることが好ましい。供給側の飽和水蒸気圧の低下をより抑制できるからである。こうした混合溶液は、液相水濃度がＣinの混合溶液が処理対象液として供給され、液相水濃度がＣoutの混合溶液が非透過物として分離される。なお、「飽和水蒸気圧が一定」とは、厳密に一定であることを要するものではない（以下同じ）。また、上述したような混合流体の各性質は、膜分離時の温度と同温の混合溶液に備わっていればよい（以下同じ）。また、勾配は、同種の混合溶液でも温度によって飽和水蒸気圧が大きく異なることを考慮し、上述したαの求め方に準じて求めた値としてもよい。すなわち、液相水濃度（質量％）がＣminからＣmaxの間の範囲（Ｃmax＞Ｃmin）での勾配は、Ｃmaxのときの飽和水蒸気圧（Ｐａ）をＰmax、Ｃminのときの飽和水蒸気圧をＰminとすると、｛（Ｐmax−Ｐmin）／Ｐ100｝／｛（Ｃmax−Ｃmin）／１００｝で表されるものとしてもよい（以下同じ）。
【００１６】
あるいは、処理対象液は、水と有機化合物とを含み液相水濃度が所定濃度（以下Ｘ質量％とする）以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し液相水濃度がＸ質量％以上の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質を有する混合溶液である。換言すると、この混合溶液では、第１濃度範囲では第１の勾配で飽和水蒸気圧が上昇し、第２濃度範囲では第１の勾配に比してゆるやかな第２の勾配で飽和水蒸気圧が上昇する（あるいは飽和水蒸気圧が上昇しない）。こうした混合溶液の液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係をグラフにすると、例えば、図２や図３のようになる。図２では、液相水濃度が０質量％以上Ｘ質量％以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し、液相水濃度がＸ質量％以上１００質量％以下の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となっている。図３では、気相水濃度が０質量％以上Ｘ質量％以下の第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し、液相水濃度がＸ質量％以上Ｙ質量％以下の第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となっている。さらに、液相水濃度がＹ質量％以上１００質量％以下の第３濃度範囲では再び飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇している。なお、第１濃度範囲では飽和水蒸気圧が液相水濃度の上昇と共に上昇し第２濃度範囲では飽和水蒸気圧が一定となる性質は、膜分離時の温度と同温の混合溶液に備わっていればよい。
【００１７】
混合溶液は、第１濃度範囲では、液相水濃度（質量％）の増加量を１００で除した値に対する飽和水蒸気圧（Ｐａ）の増加量を水の飽和水蒸気圧で除した値の比率（第１の勾配）が５以上となる性質を有するものとしてもよい。このうち、７以上が好ましく、１０以上がより好ましい。この比率が大きいほど、上述した所定濃度（Ｘ質量％）が低くても、膜分離時の液相水濃度の範囲（非透過物の液相水濃度がＸ質量％未満とならない範囲）における飽和水蒸気圧が高くなる。このため、液相水濃度がより低い範囲まで膜分離が可能となったり、膜分離の際の透過流束が大きくなったりする効果が得られる。
【００１８】
混合溶液は、第２濃度範囲では、液相水濃度（質量％）の増加量を１００で除した値に対する飽和水蒸気圧（Ｐａ）の増加量を水の飽和水蒸気圧で除した値の比率（第２の勾配）が２以下となる性質を有するものとしてもよい。このうち、１以下が好ましく、０．１以下がより好ましい。この比率が小さいほど、膜分離時の液相水濃度の範囲（非透過物の液相水濃度がＸ質量％未満とならない範囲）における飽和水蒸気圧の変化が小さいため、膜分離時の透過流束の低下をより抑制できる。
【００１９】
混合溶液において、上述した所定濃度（Ｘ質量％）は５０質量％以下としてもよい。このうち、３０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましい。所定濃度が低いほど、膜分離可能な液相水濃度の範囲（非透過物の液相水濃度がＸ質量％未満とならない範囲）が広くなるからである。この所定濃度は、１０質量％以上としてもよい。
【００２０】
混合溶液に含まれる有機化合物としては、フェノールや、酢酸、２−プロパノール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）などが挙げられる。このうち、フェノール、２−プロパノール、ＭＥＫ等が好ましく、フェノールがより好ましい。例えば水とフェノールとを含む混合溶液では、膜分離に適した温度（ここでは９０℃）において、液相水濃度が０質量％から３０質量％まで増加するとき、飽和水蒸気圧が０Ｐａから６５０００Ｐａ以上まで上昇する。そして、液相水濃度が３０質量％以上となると、液相水濃度が１００質量％となるまで飽和水蒸気圧が７００００Ｐａ付近の高い値で一定となる。このため、液相水濃度が３０質量％未満とならない範囲で膜分離を行うと、供給側と透過側の水蒸気圧差が７００００Ｐａ付近の高い値で維持され、水を透過する駆動力の低下とそれに伴う透過流束の低下が抑制され、少ない膜面積で効率良く膜分離を行うことができる。なお、水と共沸混合物を形成するフェノールや、２−プロパノール、ＭＥＫと、水との混合流体は、一般的な分離方法である通常の蒸留法では共沸組成を超える濃度まで分離を行うことができないが、本発明では、共沸組成を超える濃度まで分離を行うことができる。このため、共沸組成を含む濃度範囲で膜分離を行うことが好ましい。特に、フェノールと水との混合流体では、水の濃度が高い範囲で共沸組成となるため、共沸組成を含む濃度範囲での分離を、より効率よく行うことができる。
【００２１】
処理対象液は、有機化合物を１質量％以上含むものとしてもよい。上限は、３０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。また、処理対象液は、水を７０質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましい。上限は、９９質量％以下としてもよい。このうち、有機化合物がフェノールである場合には、フェノールの濃度が８質量％未満であることが好ましい。８質量％未満のフェノールの濃度範囲においては、フェノールと水の相対揮発度が約１となり、あるいは、共沸混合物となるため、通常の蒸留法などではフェノールと水の分離は一般的に困難である。一方、本発明においては、蒸留法などでは分離できないフェノール濃度の処理対象液でも分離することができる。
【００２２】
以下では、上述した処理対象液を分離する、本発明の分離装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。図４は、分離装置１０の構成の概略を示す説明図である。図５は、浸透気化膜４５を備えた膜フィルタ４１の構成の概略を示す説明図である。
【００２３】
分離装置１０は、処理対象液を供給する供給部３０と、処理対象液を透過物と非透過物とに分離する膜分離部５０と、非透過物の一部を、再び膜分離部に供給する再供給部７０と、非透過物の残部を外部へ送出する送出部９０と、を備えている。
【００２４】
供給部３０は、処理対象液を連続的に供給する原液供給経路２０と、処理対象液を貯留するタンク２２と、タンク２２内の処理対象液を膜分離部５０へ供給する供給経路２４とを備えている。この供給部３０では、例えば、上述した条件を満たすＣinを用い、液相水濃度がＣinの混合溶液を処理対象液として供給してもよい。供給経路２４は、処理対象液を膜分離部５０側へ送液する送液ポンプ２６と、供給経路２４を流通する処理対象液の温度を膜分離に適した温度となるように加熱する加熱器２８とを備えている。膜分離に適した温度としては、６０℃以上１００℃以下が好ましく、７０℃以上９０℃以下がより好ましい。こうした温度では、膜分離の効率が良いからである。なお、分離温度は、加熱器２８で加熱した直後の処理対象液の温度としてもよいし、分離部４０に設けられた図示しない温度センサで測定した温度としてもよい。分離部４０への供給流量速度は、送液ポンプ２６などにより、後述するセル４２内でのレイノルズ数が４０００以上１００００以下となるように調整することが好ましい。
【００２５】
膜分離部５０は、浸透気化膜４５を備えた分離部４０と、分離部４０に接続され浸透気化膜４５を透過した透過物を外部へ送出する送出経路５２とを備えている。分離部４０には、図示しない圧力センサが接続されており、この圧力センサによって容器内の圧力が検出される。送出経路５２は、冷却器５４と、送出経路５２を減圧する真空ポンプ５６とを備えている。
【００２６】
分離部４０は、水を選択的に透過させる浸透気化膜４５（図５参照）が形成された膜フィルタ４１を備えている。膜フィルタ４１は、図５に示すように、処理対象液の流路となる複数のセル４２を形成する基材としての多孔質基材４４と、多孔質基材４４の内表面に設けられ処理対象液の分離機能を有する浸透気化膜４５とを備えている。このように、浸透気化膜４５が多孔質基材４４の表面に形成されることにより、浸透気化膜４５を薄膜としても、多孔質基材４４に支えられてその形状を維持し破損等を防止することができる。この膜フィルタ４１では、入口側からセル４２へ入った処理対象液のうち、浸透気化膜４５を透過可能な分子サイズを有する透過物（例えば水）が、浸透気化膜４５及び多孔質基材４４を透過し、膜フィルタ４１の側面から送出される。一方、浸透気化膜４５を透過できない非透過物（例えば有機化合物）は、セル４２の流路に沿って流通し、セル４２の出口側から送出される。この分離部４０では、例えば、上述した条件を満たすＣin及びＣoutを用い、液相水濃度がＣoutの非透過物が送出されるように分離条件（温度や圧力、流速など）を調整してもよい。分離部４０は、こうした分離条件を調整する調整部を備えていてもよい。多孔質基材４４は、複数のセル４２を備えたモノリス構造を有しているものとしてもよいし、１つのセルを備えたチューブラー構造を有しているものとしてもよい。その外形は、特に限定されないが、円柱状、楕円柱状、四角柱状、六角柱状などの形状とすることができる。あるいは、多孔質基材４４は、断面多角形の管状としてもよい。この多孔質基材４４は、気孔径の大きな粗粒部４４ａの表面に気孔径の小さな細粒部４４ｂが形成された二層以上の多層構造を有しているものとしてもよい。粗粒部４４ａの気孔径は、例えば、０．１μｍ〜数１００μｍ程度とすることができる。細粒部４４ｂの気孔径は、粗粒部４４ａの気孔径に比して小さければよく、例えば、気孔径が０．００１〜１μｍ程度のものとすることができる。こうすれば、多孔質基材４４の透過抵抗を低減することができる。多孔質基材４４を構成する材料としては、アルミナ（α−アルミナ、γ−アルミナ、陽極酸化アルミナ等）、ジルコニア等のセラミックスやステンレスなどの金属等を挙げることができ、基材の作製、入手の容易さの点から、アルミナが好ましい。アルミナとしては、平均粒径０．００１〜３０μｍのアルミナ粒子を原料として成形、焼結させたものが好ましい。
【００２７】
浸透気化膜４５は、水及び有機化合物を含む処理対象液から、水を選択的に透過するものである。ここで、「水を選択的に分離する」とは、処理対象液から純度１００％の水を分離して取り出すだけでなく、処理対象液の組成と比較して水の含有率が高くなった溶液または気体を分離して取り出すことも含む。例えば、純度９０％以上の水や純度９５％以上の水を分離して取り出すものとしてもよい。また、「脱水」というときは、水を選択的に分離することをいう。
【００２８】
浸透気化膜４５の種類は特に限定されないが、セラミック膜や炭素膜などの無機膜とすることができる。セラミック膜としては、ゼオライト膜などが挙げられる。ゼオライト膜や炭素膜は、分子篩作用を有するものとして知られており、浸透気化膜として好ましい。ゼオライトは、その結晶構造により、ＬＴＡ（Ａ型）、ＭＦＩ（ＺＳＭ−５、シリカライト）、ＭＯＲ（モルデナイト）、ＡＦＩ（ＳＳＺ−２４）、ＦＥＲ（フェリエライト）、ＦＡＵ（Ｘ型、Ｔ型）、ＤＤＲ（デカ−ドデカシル−３Ｒ）といった数多くの種類が存在する。ゼオライトは、酸素８員環であり、かつ、組成（モル比）がＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3≧５を満たすことが好ましく、ＤＤＲがより好ましい。ＤＤＲは、主成分がシリカからなる結晶であり、その細孔は酸素８員環を含む多面体によって形成されているとともに、酸素８員環の細孔径は４．４×３．６Åであることが知られている。ＤＤＲ型ゼオライト膜は、主成分がシリカであり、ＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3のモル比率（以下シリカアルミナ比とも称する）が大きい（例えば２００以上、好ましくは無限大）ため、耐酸性に優れている。耐酸性に関しては、例えばＡ型ゼオライトは、シリカアルミナ比が約２であり、アルミナの含有率が高いため、ＤＤＲ型ゼオライトより耐酸性が低い。Ｔ型ゼオライトは、Ａ型と比較するとシリカの含有率が若干高いものの、シリカアルミナ比が６〜８と低いためＤＤＲ型ゼオライトより耐酸性が低い。また、ＭＯＲ型ゼオライトは、シリカ含有率が更に高いが、シリカ／アルミナ比が４０以下程度であるためＤＤＲ型ゼオライトより耐酸性が低い。このように、ＤＤＲ型ゼオライト膜は、耐酸性が高いため、水及びフェノールを含む混合溶液など酸性の液体の処理にも適している。また、ＤＤＲ型ゼオライト膜は、強い親水性により水を選択的に透過させるＡ型ゼオライト膜などと異なり、分子篩効果によって混合物中の水を透過させるため、Ａ型ゼオライト膜などに比して耐水性が高い。ＤＤＲ型ゼオライト膜の製造方法は、特に限定されるものではなく、緻密なＤＤＲ型ゼオライト膜を形成できればよい。例えば、特開２００３−１５９５１８号公報に記載のＤＤＲ型ゼオライト膜の製造方法のように、１−アダマンタンアミンとシリカとの含有割合（１−アダマンタンアミン／ＳｉＯ2）がモル比で０．０３〜０．４、水とシリカとの含有割合（水／ＳｉＯ2）がモル比で２０〜５００、さらにエチレンジアミンと１−アダマンタンアミンとの含有割合（エチレンジアミン／１−アダマンタンアミン）がモル比で５〜３２である原料溶液と、種結晶となるＤＤＲ型ゼオライト粉末とを用いて、水熱合成することにより形成したものとしてもよい。
【００２９】
浸透気化膜４５の厚さは、０．０５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。厚さが０．０５μｍ以上では、選択性の低下が抑制され、機械的強度が向上する。一方、厚さが１５μｍ以下では、水の透過性の低下を抑制することができる。厚さは、例えば、走査型電子顕微鏡により測定することができる。
【００３０】
分離部４０では、処理対象液が流通する供給側空間と、膜フィルタ４１から送出経路５２へ分離された透過物が流通する透過側空間とに浸透気化膜４５及び多孔質基材４４により隔てられている。膜分離部５０では、真空ポンプ５６で送出経路５２（透過側空間）を減圧することにより、セル４２から浸透気化膜４５を経て送出経路５２側へ透過物（水）を透過し、透過物を冷却器５４で冷却して外部に送液する。このとき、透過側空間の真空度（２次圧）は、１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以上１３ｋＰａ（１００Ｔｏｒｒ）以下が好ましく、４．０ｋＰａ（３０Ｔｏｒｒ）以上９．３ｋＰａ（７０Ｔｏｒｒ）以下がより好ましい。この分離物に含まれる有機化合物の濃度は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、５００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。一方、分離部４０で浸透気化膜４５を透過しなかった非透過物は、再供給部７０へ送液される。
【００３１】
再供給部７０は、供給部３０と共通の、タンク２２、供給経路２４、送液ポンプ２６及び加熱器２８を備えており、さらに、分離部４０とタンク２２との間を結ぶ再供給経路６０を備えている。再供給部７０へ送液された非透過物は、再供給経路６０を通ってタンク２２へ供給され、タンク２２で原液供給経路２０から供給された処理対象液の原液と混合されて、再び膜分離部５０へ供給される。膜分離部５０において、分離部４０で浸透気化膜４５を透過しなかった非透過物は、必要に応じて、再び、再供給部７０へ送液される。こうして、液相水濃度が、上述した条件を満たすＣoutを用いて、あるいは、所定濃度未満とならない範囲で、非透過物が目標組成となるまで膜分離部５０での膜分離が必要に応じて繰り返される。非透過物が目標組成となると、再供給経路６０から分岐した送出経路８０に設けられた送液ポンプ８４を稼働しバルブ８２を開いて、非透過物の一部をこれまで通り再供給部７０へ連続的に送液するとともに、非透過物の残部を冷却器８６で冷却して送出部９０から外部へ連続的に送出する。再供給部７０へ送液された非透過物は、膜分離部５０へ供給される流体の流量を増やし、分離部４０（膜モジュール）内での液線速を高めて、膜分離の効率を高める役割を果たす。
【００３２】
送出部９０から外部へ送出される非透過物は、有機化合物を、処理対象液より高濃度で含んでいる。非透過物は、有機化合物を４０質量％以上含むことが好ましく、５０質量％以上がより好ましく、６０質量％以上がさらに好ましい。上限は、９９質量％以下としてもよく、９９．９質量％以下が好ましい。また、非透過物は、水を６０質量％以下含むことが好ましく、５０質量％以下含むことがより好ましく、４０質量％以下含むことがさらに好ましい。なお、分離装置１０において、非透過物に含まれる有機化合物の濃度は、分離部４０や分離部４０の出口で非透過物の組成分析を行うことにより求めるものとしてもよい。
【００３３】
この分離装置１０では、処理対象液の飽和水蒸気圧に対する非透過物の飽和水蒸気圧の比が０．９以上となるように分離を行うことが好ましい。こうすれば、膜分離時の透過流束の変化が小さく、安定して膜分離を行うことができる。
【００３４】
次に、上述した処理対象液を分離する、本発明の分離方法について説明する。この分離方法は、分離工程を含んでいる。この分離方法では、分離装置１０を用いてもよいし、他の分離装置を用いてもよい。
【００３５】
分離工程では、水を選択的に透過させる浸透気化膜を用い、上述した処理対象液を、浸透気化膜を透過した透過物と透過しなかった非透過物とに分離する。浸透気化膜の種類は特に限定されないが、セラミック膜や炭素膜などの無機膜とすることができる。セラミック膜としては、ゼオライト膜などが挙げられる。ゼオライトは、酸素８員環であり、かつ、組成（モル比）がＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3≧５を満たすことが好ましく、ＤＤＲがより好ましい。ＤＤＲは、主成分がシリカからなる結晶であり、その細孔は酸素８員環を含む多面体によって形成されているとともに、酸素８員環の細孔径は４．４×３．６Åであることが知られている。ＤＤＲ型ゼオライト膜は、主成分がシリカであり、シリカアルミナ比が大きいため、耐酸性に優れている。このように、ＤＤＲ型ゼオライト膜は、耐酸性が高いため、水及びフェノールを含む酸性の液体の処理に適している。また、ＤＤＲ型ゼオライト膜は、強い親水性により水を選択的に透過させるＡ型ゼオライト膜などと異なり、分子篩効果によって混合物中の水を透過させるため、Ａ型ゼオライト膜などに比して耐水性が高い。浸透気化膜の厚さは、０．０５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましい。厚さが０．０５μｍ以上では、選択性の低下が抑制され、機械的強度が向上する。一方、厚さが１５μｍ以下では、水の透過性の低下を抑制することができる。厚さは、例えば、走査型電子顕微鏡により測定することができる。
【００３６】
浸透気化膜は、多孔質基材の表面に形成されたものとしてもよい。このように、多孔質支持基材の表面に形成されることにより、浸透気化膜を薄膜としても、基材に支えられてその形状を維持し破損等を防止することが可能となる。多孔質基材は、多孔質であり、浸透気化膜を形成することができれば特に限定されるものではなく、その材質、形状及び大きさは用途等に合わせて適宜決定することができる。基材を構成する材料としては、アルミナ（α−アルミナ、γ−アルミナ、陽極酸化アルミナなど）、ジルコニアなどのセラミックスあるいはステンレスなどの金属等を挙げることができ、基材作製、入手の容易さの点から、アルミナが好ましい。アルミナとしては、平均粒径０．００１〜３０μｍのアルミナ粒子を原料として成形、焼結されたものが好ましい。多孔質基材の形状としては、板状、円筒状、多面多角形の管状、モノリス形状などいずれの形状でもよい。
【００３７】
この分離工程では、処理対象液を、浸透気化膜の一方の面（供給側）に接触させ、浸透気化膜の他方の面側（透過側）と供給側とに圧力差を生じさせる浸透気化法を用い、処理対象液を液体で供給し、透過側を減圧し、水を浸透気化膜透過させる。分離工程では、浸透気化膜を用いるため、処理対象液を高温に加熱することなく処理対象液から水を減じることができるが、６０℃以上１００℃以下で膜分離を行うことが好ましく、７０℃以上９０℃以下がより好ましい。こうした温度では、膜分離の効率がよい。透過側空間の真空度（２次圧）は、１．３ｋＰａ以上１３ｋＰａ以下が好ましく、４．０ｋＰａ以上９．３ｋＰａ以下がより好ましい。透過側から送出される透過物（水）に含まれる有機化合物の濃度は１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
この分離工程では、フィードアンドブリードプロセスにより、分離を行う。その際、処理対象液及び非透過物の液相水濃度が上述した条件を満たすＣin及びＣoutを用い、あるいは、非透過物の液相水濃度が上述した所定濃度（Ｘ質量％）未満とならない範囲で分離を行う。このうち、非透過物の液相水濃度が３０質量％未満とならない範囲で分離を行うことがより好ましい。最終的に得られる非透過物は、有機化合物を、処理対象液より高濃度で含んでいる。非透過物は、有機化合物を４０質量％以上含むことが好ましく、５０質量％以上がより好ましく、６０質量％以上がさらに好ましい。上限は、９９質量％以下としてもよく、９９．９質量％以下が好ましい。また、非透過物は、水を６０質量％以下含むことが好ましく、５０質量％以下含むことがより好ましく、４０質量％以下含むことがさらに好ましい。なお、分離装置１０において、非透過物に含まれる有機化合物の濃度は、分離部４０や分離部４０の出口で非透過物の組成分析を行うことにより求めるものとしてもよい。また、この分離工程では、処理対象液の飽和水蒸気圧に対する非透過物の飽和水蒸気圧の比が０．９以上となるように分離を行うことが好ましい。
【００３９】
以上説明した分離方法及び分離装置によれば、少ない膜面積で効率良く膜分離を行うことができる。こうした効果が得られる理由は、以下のように推察される。水を選択的に透過する浸透気化膜を用いた浸透気化法では、膜における液体を供給する側（以下供給側）と透過物が透過してくる側（透過側）との水蒸気圧差が、水を透過する駆動力となる。ここで、供給側の水蒸気圧は、膜に接する供給液の飽和水蒸気圧に相当する。また、透過側の水蒸気圧は、ほぼ真空圧である。本発明では、水と有機化合物とを含む所定の混合流体を所定の濃度範囲で分離することにより、供給側が比較的高い飽和水蒸気圧に維持されるため、供給側と透過側の水蒸気圧差の低下が抑制され、水を透過する駆動力の低下が抑制される。このため、フィードアンドブリードプロセスにおける透過流束の低下の問題が生じにくく、必要な膜面積があまり大きくならないため、少ない膜面積で効率良く膜分離できる。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４１】
例えば、上述した実施形態では、分離方法及び分離装置は、一段のフィードアンドブリードプロセスを行うものとしたが、こうしたものを複数組み合わせて、多段のフィードアンドブリードプロセスを行うものとしてもよい。
【００４２】
例えば、上述した実施形態では、分離装置１０は、タンク２２を備えるものとしたが、タンク２２を備えていなくてもよい。なお、タンク２２を備えるものとすれば、より多くの非透過液を膜分離部５０へ再供給できるため、分離部４０内での液線速をより高めて、膜分離の効率をより高めることができるため好ましい。
【実施例】
【００４３】
以下では、本発明の分離方法により、水と有機化合物とを分離した具体例について、実施例として説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。【００４４】
［液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係］
有機溶媒として、フェノール、酢酸、２−プロパノール、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）をそれぞれ含む混合流体について、液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係をシミュレーションした。シミュレーションにはＥｘｃｅｌによる気液平衡データ集（データブック出版社）を用いた。図６には、フェノール水溶液の９０℃での液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係を示す。図７には、フェノール水溶液の１１０℃での液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係を示す。図８には、水と酢酸とを含む混合流体の１４０℃での液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係を示す。図９には、水と２−プロパノールとを含む混合流体の１４０℃での液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係を示す。図１０には、水とＭＥＫとを含む混合流体の１４０℃での液相水濃度と飽和水蒸気圧との関係を示す。フェノール水溶液や２−プロパノール水溶液、ＭＥＫ水溶液では、液相水濃度が低い範囲で飽和水蒸気圧が急上昇し、その後ほぼ一定となることがわかった。なかでも、フェノール水溶液やＭＥＫ水溶液では、液相水濃度が低い範囲での飽和水蒸気圧の上昇率が高いことがわかった。こうしたシミュレーション結果に基づいて、処理対象液や非透過物の液相水濃度を定めることができる。図６〜１０には、任意に選択したＣin及びＣoutにおける、Ｐin、Ｐout、Ｐ100、α、β、γの値を示した。【００４５】
［処理対象液の準備］
水を７質量％、フェノールを９３質量％含む混合溶液を調整し、これを処理対象液とした。【００４６】
［膜フィルタの作製］
多孔質基材として、直径３０ｍｍ長さ１６０ｍｍのモノリス形状でアルミナ製の多孔質基材を用意した。この多孔質基材の表面に以下のようにＤＤＲ型ゼオライト膜（水を選択的に透過させる浸透気化膜）を形成し、膜フィルタを作製した。【００４７】
まず、フッ素樹脂製の１００ｍｌ広口瓶に６．２１ｇのエチレンジアミン（和光純薬工業製）を入れた後、０．９８ｇの１−アダマンタンアミン（アルドリッチ社製）を加え、１−アダマンタンアミンの沈殿が残らないように溶解した。別のビーカーに５３．８７ｇの水を入れ、２２．００ｇの３０質量％シリカゾル（スノーテックスＳ、日産化学社製）を加えて軽く撹拌した後、これをエチレンジアミンと１−アダマンタンアミンを混ぜておいた広口瓶に加えて強く振り混ぜた。その後、その広口瓶をシェーカーにセットし、５００ｒｐｍでさらに１時間振り混ぜ、成膜ゾルを作製した。成膜ゾルの、１−アダマンタンアミン／シリカ比は０．０５８９、水／シリカ比は３５、エチレンジアミン／１−アダマンタンアミン比は１６であった（いずれもモル比）。当該成膜ゾルを３つ用意した。【００４８】
次に、多孔質基材にＤＤＲ型ゼオライト微粉末を塗布し、フッ素樹脂製内筒付きステンレス製耐圧容器内に配置した。その後、成膜ゾルを耐圧容器に注ぎ、１５０℃で１６時間、加熱処理（水熱合成）を行った。加熱処理後、この基材表面にＤＤＲ型ゼオライト膜が形成されていた。水洗、乾燥した後、大気中、電気炉で０．１℃／ｍｉｎの速度で７５０℃まで昇温して４時間保持後、１℃／ｍｉｎの速度で室温まで冷却した。【００４９】
［膜試験］
上記作製した膜フィルタを用いて、図４の分離装置１０を作製し、以下のように膜試験を行った。まず、バルブ８２を閉じた状態で、膜フィルタ４１のセル４２内に処理対象液を１ｍ／ｓの流速で流通させた。処理対象液から水を分離する分離温度は、分離部４０の入り口で測定した。膜フィルタ４１の側面から５０Ｔｏｒｒの真空度で減圧し、膜フィルタ４１の側面からの透過蒸気を冷却器５４で冷却して捕集した。非透過液の水濃度が所定濃度以下となったら、バルブ８２を開き、非透過液の水濃度及びセル４２内での流速が維持される条件で、原料供給経路２０から処理対象液を連続的に供給するとともに送出部９０から非透過液を連続的に外部へ送出した。膜フィルタ４１を通過した非透過液をサンプリングして組成分析を行い、また、捕集した透過蒸気について液体物の質量から単位時間あたりに単位面積の膜を透過した流体の量である透過量（ｋｇ／ｍ2・ｈ）を算出した。組成分析はガスクロマトグラフィーによって行った。【００５０】
［実験結果］
表１に、非透過液の液相水濃度と透過液の透過量とを示す。また、図６に、膜分離温度（９０℃）での、フェノール水溶液における水濃度と水蒸気圧との関係を表すグラフを示す。図６からわかるように、フェノール水溶液では、液相水濃度が３０％以上では、飽和水蒸気圧がほぼ一定となるし、αが２以下を満たし、βが０．２５以上を満たす。そして、本実施例では、表１に示すように、水濃度が３０％未満とならない範囲で分離を行ったため、フィードアンドブリードプロセスにおいて、透過流束が低下せずほぼ一定であった。【００５１】
【表１】
2016024580.tif 000003
【００５２】
本出願は、２０１４年８月１４日に出願された日本国特許出願第２０１４−１６５２９８号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、水処理や有機化合物の濃縮の分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  処理装置、２０  原料供給経路、２２  タンク、２４  供給経路、２６  送液ポンプ、２８  加熱器、３０  供給部、４０  分離部、４１  膜フィルタ、４２  セル、４４  多孔質基材、４４ａ  粗粒部、４４ｂ  細粒部、４５  浸透気化膜、５０  膜分離部、５２  送出経路、５４  冷却器、５６  真空ポンプ、６０  再供給経路、７０  再供給部、８０  送出経路、８２  バルブ、８４  送液ポンプ、８６  冷却器、９０  送出部。
【図１】
2016024580.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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