(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素を含む水溶液の尿素濃度を低減させる透析液再生方法であって、
逆浸透膜エレメントを用いて、０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の運転圧力により、前記尿素を含む水溶液から、より高い尿素濃度を有する濃縮液とより低い尿素濃度を有する透過液とを得る逆浸透工程を有し、
前記尿素を含む水溶液は、０．５ｇ／Ｌ以上の尿素濃度を有し、
前記逆浸透膜エレメントは、逆浸透膜を有し、
前記逆浸透膜は、陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径が７．０Å以下である
透析液再生方法。
【請求項２】
前記逆浸透工程による透過液の回収率が７０％以上である
請求項１に記載の透析液再生方法。
【請求項３】
前記逆浸透膜エレメントとして、第１の逆浸透膜エレメントおよび第２の逆浸透膜エレメントを用い、
前記逆浸透工程は、
前記尿素を含む水溶液から、前記尿素を含む水溶液より高い尿素濃度を有する第１の濃縮液と、前記尿素を含む水溶液より低い尿素濃度を有する第１の透過液とを、前記第１の逆浸透膜エレメントにより得る第１ステップと、
前記第１の濃縮液より高い尿素濃度を有する第２の濃縮液と、前記尿素を含む水溶液より低い尿素濃度を有する第２の透過液とを、前記第２の逆浸透膜エレメントにより得る第２ステップと
を含む請求項１または２に記載の透析液再生方法。
【請求項４】
前記逆浸透膜エレメントとして、第１の逆浸透膜エレメントおよび第２の逆浸透膜エレメントを用い、
前記逆浸透工程は、
前記尿素を含む水溶液から、前記尿素を含む水溶液より高い尿素濃度を有する第１の濃縮液と、前記尿素を含む水溶液より低い尿素濃度を有する第１の透過液とを、前記第１の逆浸透膜エレメントにより得る第１ステップと、
前記第２の逆浸透膜エレメントに前記第１の透過液を供給することで、前記第１の透過液より高い尿素濃度を有する第２の濃縮液と、前記第１の透過液よりも低い尿素濃度を有する第２の透過液とを得る第２ステップと
を含む請求項１または２に記載の透析液再生方法。
【請求項５】
前記逆浸透工程の前に、前記尿素を含む水溶液の塩濃度をイオン交換により低減させる前処理工程を含む
請求項１〜４のいずれか１項に記載の透析液再生方法。
【請求項６】
前記逆浸透膜が、基材と、前記基材上の支持層と、前記支持層上に設けられ、ポリアミドおよび酢酸セルロースのうちの少なくとも一方を含有する分離機能層を有する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の透析液再生方法。
【請求項７】
前記逆浸透膜エレメントが有する全ての逆浸透膜が、基材と、前記基材上の支持層と、前記支持層上に設けられ、ポリアミドを含有する分離機能層を有する逆浸透膜である
請求項１〜６のいずれか１項に記載の透析液再生方法。
【請求項８】
前記逆浸透工程で用いられる前記逆浸透膜エレメントのうちの少なくとも１つにおいて、前記逆浸透膜の前記分離機能層が有するアミノ基、カルボキシ基、及びアミド基の量から下記により計算されるｘとｙの和が０．７以下である
請求項７に記載の透析液再生方法。
ｘ：１３Ｃ固体ＮＭＲにより測定した、アミド基に対するカルボキシ基のモル比
ｙ：１３Ｃ固体ＮＭＲにより測定した、アミド基に対するアミノ基のモル比
【請求項９】
前記逆浸透膜の前記分離機能層は、ひだとしての突起を有し、電子顕微鏡を用いて膜面方向における長さが２．０μｍである前記逆浸透膜の任意の断面１０箇所を観察したときに、各断面において、前記分離機能層の１０点平均面粗さの５分の１以上の高さを有する前記突起の平均数密度が１０．０個／μｍ以上であり、かつ前記突起の平均高さが１００ｎｍ以上である
請求項７または８に記載の透析液再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透析液再生方法に関し、さらに詳しくは、透析液に含まれる尿毒素などの不要物を分離回収して再び透析液として再生する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界的に透析患者が増えてきており、透析患者のクオリティオブライフの観点から在宅透析の需要拡大が著しい。【０００３】
一般的な人工透析では、体重などにもよるが、一回の処置において約９０Ｌから約１５０Ｌの大量の透析液を使用する必要がある。一方で、人工透析に用いられた透析液には、血液から移動した尿素などの老廃物が含まれるため、透析液は一度の使用によって廃棄されることが一般的である。水道水を処理して透析液に変える装置もあるが、水道水の水質が悪い地域においては水道水から透析水に精製するのが困難である。また水道水の供給が断続的な地域においても、在宅透析に必要な量の水道水の処理が難しいことから、在宅透析のために大量の透析液の備蓄が必要である。さらに、災害時において断水が続くと透析液を水道水から作ることができなくなる。そのため、使用済透析液の再利用の要望はますます高まってきており、使用済透析液の再生技術の提案がいくつかなされている。【０００４】
たとえば、使用済みの透析液から、吸着材によって不純物、老廃物、及び電解質を取り除くことが提案されている。【０００５】
一方、実施される透析治療に応じて透析液の再生には数キログラムの吸着材が必要とされ、重量やコストをできるだけ抑えるシステムが望まれている。【０００６】
吸着材量を低減する手法として、特許文献１には二段階で吸着剤カートリッジを用いるシステムが提案されている。【０００７】
特許文献２にはウレアーゼおよびイオン交換樹脂または無機吸着材による尿素除去システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本国特開２０１４−２０４９５８号公報
【特許文献２】日本国特表２０１４−５３０６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１、２に記載の技術は、ウレアーゼで尿素をアンモニアに分解し、アンモニアをさらに捕捉することで、使用済み透析液から尿素を除去する技術である。したがって、尿素及び分解物であるアンモニアを完全に捕捉するためには複数の吸着材が必要となる。吸着材量が少ないと捕捉されなかったアンモニアが残存する懸念があるため、吸着材量が多く必要であり、それによりコストが高くなったり透析液再生装置の重量が大きくなったりするため、在宅で使用するシステムとしては問題があった。【００１０】
本発明の目的は、低圧運転下でも高い尿素除去性能を有し、在宅でも簡便に使用できる透析液再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径が７．０Å以下である逆浸透膜を有する逆浸透膜エレメントを用いることで、低運転圧力下においても尿素の分離が高効率で達成されることを見出し本発明に至った。【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の透析液再生方法は、以下の（１）〜（９）のいずれかの構成を備える。
（１）尿素を含む水溶液の尿素濃度を低減させる透析液再生方法であって、逆浸透膜エレメントを用いて、０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の運転圧力により、前記尿素を含む水溶液から、より高い尿素濃度を有する濃縮液とより低い尿素濃度を有する透過液とを得る逆浸透工程を有し、前記尿素を含む水溶液は、０．５ｇ／Ｌ以上の尿素濃度を有し、前記逆浸透膜エレメントは、逆浸透膜を有し、前記逆浸透膜は、陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径が７．０Å以下である透析液再生方法。
（２）前記逆浸透工程による透過液の回収率が７０％以上である、前記（１）に記載の透析液再生方法。
（３）前記逆浸透膜エレメントとして、第１の逆浸透膜エレメントおよび第２の逆浸透膜エレメントを用い、前記逆浸透工程は、前記尿素を含む水溶液から、前記尿素を含む水溶液より高い尿素濃度を有する第１の濃縮液と、前記尿素を含む水溶液より低い尿素濃度を有する第１の透過液とを、前記第１の逆浸透膜エレメントにより得る第１ステップと、前記第１の濃縮液より高い尿素濃度を有する第２の濃縮液と、前記尿素を含む水溶液より低い尿素濃度を有する第２の透過液とを、前記第２の逆浸透膜エレメントにより得る第２ステップとを含む、前記（１）または（２）に記載の透析液再生方法。
（４）前記逆浸透膜エレメントとして、第１の逆浸透膜エレメントおよび第２の逆浸透膜エレメントを用い、前記逆浸透工程は、前記尿素を含む水溶液から、前記尿素を含む水溶液より高い尿素濃度を有する第１の濃縮液と、前記尿素を含む水溶液より低い尿素濃度を有する第１の透過液とを、前記第１の逆浸透膜エレメントにより得る第１ステップと、前記第２の逆浸透膜エレメントに前記第１の透過液を供給することで、前記第１の透過液より高い尿素濃度を有する第２の濃縮液と、前記第１の透過液よりも低い尿素濃度を有する第２の透過液とを得る第２ステップとを含む、前記（１）または（２）に記載の透析液再生方法。
（５）前記逆浸透工程の前に、前記尿素を含む水溶液の塩濃度をイオン交換により低減させる前処理工程を含む、前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の透析液再生方法。
（６）前記逆浸透膜が、基材と、前記基材上の支持層と、前記支持層上に設けられ、ポリアミドおよび酢酸セルロースのうちの少なくとも一方を含有する分離機能層を有する、前記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の透析液再生方法。
（７）前記逆浸透膜エレメントが有する全ての逆浸透膜が、基材と、前記基材上の支持層と、前記支持層上に設けられ、ポリアミドを含有する分離機能層を有する逆浸透膜である、前記（１）〜（６）のいずれか１つに記載の透析液再生方法。
（８）前記逆浸透工程で用いられる前記逆浸透膜エレメントのうちの少なくとも１つにおいて、前記逆浸透膜の前記分離機能層が有するアミノ基、カルボキシ基、及びアミド基の量から下記により計算されるｘとｙの和が０．７以下である、前記（７）に記載の透析液再生方法。
ｘ：１３Ｃ固体ＮＭＲにより測定した、アミド基に対するカルボキシ基のモル比
ｙ：１３Ｃ固体ＮＭＲにより測定した、アミド基に対するアミノ基のモル比
（９）前記逆浸透膜の前記分離機能層は、ひだとしての突起を有し、電子顕微鏡を用いて膜面方向における長さが２．０μｍである前記逆浸透膜の任意の断面１０箇所を観察したときに、各断面において、前記分離機能層の１０点平均面粗さの５分の１以上の高さを有する前記突起の平均数密度が１０．０個／μｍ以上であり、かつ前記突起の平均高さが１００ｎｍ以上である、前記（７）または（８）に記載の透析液再生方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の透析液再生方法によって、低圧運転下でも高い尿素除去性能を有し、在宅でも簡便に使用できる。本発明の透析液再生方法では、多量の吸着材を用いることなく透析液を再生できるため、コストや透析液再生装置の重量が抑制でき、さらに低運転圧力で再生可能であるため、騒音やサイズの問題も少なく、在宅で簡便に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、透析装置と透析液再生装置を備える透析システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の一形態である透析液再生装置の概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の一形態である透析液再生装置の概略図である。
【図４】図４は、分離機能層の凸部高さの測定方法を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の透析液再生方法は、尿素を含む水溶液から、その水溶液より高い尿素濃度を有する濃縮液と、その水溶液より低い尿素濃度を有する透過液とを、特定の構造を有する逆浸透膜を有する逆浸透膜エレメントを用いて、０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の運転圧力により得る逆浸透工程を含む。本発明において、尿素を含む水溶液は、０．５ｇ／Ｌ以上の尿素濃度を有している。なお、ｇ／Ｌは水溶液の体積に対する尿素の質量の割合である。
【００１６】
以下、この尿素濃度の低減方法を利用した透析液再生方法および透析液再生装置について図１〜３を参照して説明する。透析液再生装置１は、図１に示すように、透析排出液の尿素濃度を低減することで透析液を再生する。また、一方で、透析液再生装置１は、尿素を透析排出液よりも高い濃度で含む濃縮液を排出する。
【００１７】
透析には公知の方法が適用される。図１を参照して透析の概要を説明する。図１に示す透析装置２は、尿素等の毒素を透過し、かつ血漿成分を透過しない透析膜５を有する。透析膜５の一方の面に透析液を供給しながら他方の面に血液を供給する。透析液の組成は公知であり、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ブドウ糖等が含まれる。血液中の尿素が透析膜５を介して透析液に拡散することで、血液中から尿素が除かれる。透析装置２を通過した透析液には尿素が含まれる。この水溶液を以下では「透析排出液」と呼ぶ。
【００１８】
透析排出液には、尿素以外にアルブミン、リゾチーム、グルコースといった有機物、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、塩化カルシウム、塩化カリウムなどの無機物が溶存している。再生に適用する透析排出液の組成および各成分の濃度は特に限定されない。
【００１９】
図２および図３のいずれに示す透析液再生装置１０，２０およびそれを用いる透析液再生方法も、０．５ｇ／Ｌ以上の尿素濃度を有する透析排出液に対応できる。分離回収の効率の点から、透析排出液の尿素濃度は１０ｇ／Ｌ以下であることが好ましい。
【００２０】
１．透析液再生装置
図２に透析液再生装置の１つの形態を示す。第一の形態に係る透析液再生装置１０は、図２に示すように、逆浸透装置１５を備え、逆浸透装置１５により逆浸透工程を行う。本実施形態の透析液再生方法では、逆浸透装置１５での処理を行う前に、尿素を含む水溶液、すなわち透析排出液の塩濃度を低減させる前処理工程を行うことが好ましく、透析液再生装置１０は、前処理工程を行うためのイオン低減装置１１を有していてもよい。イオン低減装置１１としては、イオン交換カラムや電気透析装置を用いることができ、透析排出液の塩濃度をイオン交換により低減させることが好ましい。
【００２１】
イオン交換カラムは、筐体と、筐体内に収容されたイオン交換樹脂を有する。イオン交換カラムは透析排出液から塩を除去することができる。また、イオン交換樹脂による吸着作用で、尿素濃度が低減できる場合もある。
【００２２】
イオン低減装置１１の透過液、つまり逆浸透装置１５に供給する液体の塩濃度が低いほど、逆浸透装置１５におけるポンプ圧を低減することができる。イオン低減装置１１は、透析排出液の塩濃度を８０％以上低減することが好ましい。
【００２３】
透析排出液のすべてをイオン低減装置に通す必要はなく、イオン低減装置を通した透析排出液とイオン低減装置を通していない透析排出液とを混ぜ合わせたのち、逆浸透装置１５に供給してもよい。イオン低減装置を通す透析排出液の割合は、該水溶液中の塩濃度や尿素濃度により適宜変更可能である。
【００２４】
以下、逆浸透装置１５、特に逆浸透装置１５において最上流のＲＯ（逆浸透）膜ユニットに供給される液体を「原水」と呼ぶ。原水は尿素を含む水溶液である。原水における尿素濃度の範囲は、透析排出液について述べた範囲が適用される。ただし、上述のとおり、イオン交換樹脂により塩濃度および尿素濃度が低減されていてもよい。
なお、原水における塩濃度は、２５ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、２０ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。
【００２５】
逆浸透装置１５は、逆浸透工程を実行する供給ポンプ１２、第１ＲＯ（逆浸透）膜ユニット１３を備える。さらに第２ＲＯ膜ユニット１４を備えてもよい。
【００２６】
供給ポンプ１２は、逆浸透による尿素除去のための圧力調整装置の一例である。供給ポンプ１２は、イオン低減装置１１の下流、かつ第１ＲＯ膜ユニット１３の上流に配置され、イオン低減装置１１を経た液を第１ＲＯ膜ユニット１３に送り込む。第２ＲＯ膜ユニット１４を備える場合は、後述するように、第１ＲＯ膜ユニット１３で得られた濃縮液が、第２ＲＯ膜ユニット１４でさらに濃縮される。ユニット間は配管で接続されている。
【００２７】
第１ＲＯ膜ユニット１３および第２ＲＯ膜ユニット１４は、原水から、逆浸透によって、尿素濃度が低減された透過液と、高い尿素濃度を有する濃縮液とを得る。具体的には、第１ＲＯ膜ユニット１３および第２ＲＯ膜ユニット１４は、１つのまたは複数のＲＯ（逆浸透）膜エレメント（以下、単に「エレメント」と称する。）をそれぞれ備える。本明細書において、第１ＲＯ膜ユニットにおけるＲＯ膜エレメントを第１ＲＯ膜エレメントといい、第２ＲＯ膜ユニットにおけるＲＯ膜エレメントを第２ＲＯ膜エレメントという。
【００２８】
図３に透析液再生装置のもう１つの形態を示す。第二の形態に係る透析液再生装置２０は、図３に示すように、逆浸透装置２５を備え、逆浸透装置２５により逆浸透工程を行う。本実施形態の透析液再生方法では、逆浸透装置２５での処理を行う前に、透析排出液の塩濃度を低減させる前処理工程を行うことが好ましく、透析液再生装置２０は、前処理工程を行うためのイオン低減装置２１を有していてもよい。イオン低減装置２１としては、第一形態と同様に、イオン交換カラムや電気透析装置を用いることができ、透析排出液の塩濃度をイオン交換により低減させることが好ましい。
【００２９】
逆浸透装置２５は、原水から濃縮液と透過液を得る第１ステップを実行する第１システムと、第１ステップで得られる透過液からさらに濃縮液と透過液を得る第２ステップを実行する第２システムとを有する。
【００３０】
第１システムは、第１供給ポンプ２２と第１ＲＯ（逆浸透）膜ユニット２３を備え、第２システムは、第２供給ポンプ２６と第２ＲＯ膜ユニット２７を備える。
【００３１】
第１供給ポンプ２２および第２供給ポンプ２６は、逆浸透による尿素除去のための圧力調整装置の一例である。第１供給ポンプ２２は、イオン低減装置２１の下流、かつ第１ＲＯ膜ユニット２３の上流に配置され、イオン低減装置２１を経た液を第１ＲＯ膜ユニット２３に送り込む。第２供給ポンプ２６は、第１ＲＯ膜ユニット２３の透過側と第２ＲＯ膜ユニット２７の供給側とを繋ぐ配管上に設けられ、第１ＲＯ膜ユニット２３の透過液を第２ＲＯ膜ユニット２７に送り込む。
【００３２】
第１ＲＯ膜ユニット２３および第２ＲＯ膜ユニット２７は、供給される液体から、逆浸透によって、尿素濃度が低減された透過液と、高い尿素濃度を有する濃縮液とを得る。具体的には、第１ＲＯ膜ユニット２３および第２ＲＯ膜ユニット２７は、１つのまたは複数のＲＯ膜エレメント（以下、単に「エレメント」と称する。）をそれぞれ備える。
【００３３】
本形態では、各ＲＯ膜ユニットが有するエレメントはスパイラル型エレメントであることが好ましい。スパイラル型エレメントは、例えば、中心管と、中心管の周囲に巻囲されたＲＯ膜、並びにＲＯ膜の間に挿入された供給側流路材および透過側流路材等を備える。スパイラル型エレメントにおいては、ＲＯ膜、供給側流路材、ＲＯ膜および透過側流路材が、この順に繰り返し重ねられる。つまり、ＲＯ膜を挟んで、供給側流路と透過側流路が交互に配置される。スパイラル型エレメントの一端は、供給側流路への透析排出液の供給を受けるようになっている。
【００３４】
ＲＯ膜は後述するように尿素を透過しない（または透過しにくい）ので、ＲＯ膜を通過した液では尿素濃度が低減されている。透過液は透過側流路を流れて中心管に流れ込む。ＲＯ膜を透過しなかった液体は濃縮液として、濃縮側流路を通り、スパイラル型エレメントの端部から排出される。
【００３５】
第一形態のＲＯ膜ユニット１３，１４および第二形態のＲＯ膜ユニット２３，２７は、それぞれ、下記条件（Ｉ）を満たすエレメントを少なくとも１つ備える。
（Ｉ）逆浸透膜エレメントは、逆浸透膜を有し、前記逆浸透膜は、陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径が７．０Å以下である。
【００３６】
逆浸透膜の孔径が７．０Å以下であることで、逆浸透処理による尿素の分離が高効率で達成されるので、２．０ＭＰａ以下まで運転圧力を低減しても、０．５ｇ／Ｌ以上の高尿素濃度の原水から効率よく尿素を除去することができる。
【００３７】
また、孔径は５．０Å以上であると実用性のある透水性を有することができ、短時間で透析液を再生することができるので、透析液再生システムを在宅で使用する観点から好ましい。
【００３８】
陽電子消滅寿命測定法とは、陽電子が試料に入射してから消滅するまでの時間（数百ピコ秒から数十ナノ秒のオーダー）を測定し、その消滅寿命に基づいて、０．１〜１０ｎｍの空孔の大きさ、その数密度、およびその大きさの分布などの情報を非破壊的に評価する手法である。この測定方法については、「第４版実験化学講座」第１４巻、４８５頁、日本化学会編，丸善株式会社（１９９２）に記載されている。
【００３９】
本発明による逆浸透膜の分離機能層における平均孔半径Ｒは、上記の陽電子消滅寿命τに基づいて、以下の式（１）から求めている。式（１）は、厚さΔＲの電子層にある半径Ｒの空孔にｏ−Ｐｓが存在すると仮定した場合の関係を示しており、ΔＲは経験的に０．１６６ｎｍと求められている（Ｎａｋａｎｉｓｈｉ他，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐａｒｔ Ｂ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．２７，ｐ．１４１９，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．（１９８９）にその詳細が記載されている）。
【００４０】
【数１】
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【００４１】
第一の形態において、図２に示したように、第１ＲＯ膜ユニット１３における第１ＲＯ膜エレメントにより、原水は、その原水よりも、より低い尿素濃度を有する透過液（第１の透過液）と、より高い尿素濃度を有する濃縮液（第１の濃縮液）とに分けられる（第１ステップ）。第１ＲＯ膜ユニット１３から排出された第１の濃縮液は、廃棄されるか、配管を通って第２ＲＯ膜ユニット１４の供給側に供給される。第１ＲＯ膜ユニット１３で得られた第１の透過液は、再生透析液として貯留された後、または貯留されずに直接、透析装置２での透析に利用される。
【００４２】
第１ＲＯ膜ユニット１３で得られた第１の濃縮液を、第２ＲＯ膜ユニット１４に供給する場合、第２ＲＯ膜ユニット１４における第２ＲＯ膜エレメントにより再び濃縮液（第２の濃縮液）と透過液（第２の透過液）とが得られる（第２ステップ）。第２の濃縮液は廃棄され、第２の透過液は第１ステップで得られた第１の透過液と同様に再生透析液として利用される。
【００４３】
第二の形態において、図３に示したように、第１システムでは、第１供給ポンプ２２により第１ＲＯ膜ユニット２３に原水が供給されることで、第１ＲＯ膜ユニット２３における第１ＲＯ膜エレメントにより、原水をより低い尿素濃度を有する透過液（第１の透過液）と、より高い尿素濃度を有する濃縮液（第２の濃縮液）とに分ける第１ステップが実行される。
【００４４】
第１ＲＯ膜ユニット２３で得られた濃縮液は廃棄され、第１ＲＯ膜ユニット２３から排出された透過液は配管を通って第２ＲＯ膜ユニット２７に供給される。
【００４５】
第２システムでは、第２ＲＯ膜ユニット２７に、第２供給ポンプ２６によって第１ＲＯ膜ユニット２３の透過液（第１の透過液）が供給されることで、第２ＲＯ膜ユニット２７における第２ＲＯ膜エレメントにより、第１ＲＯ膜ユニット２３の透過液（第１の透過液）より高い濃度を有する第２の濃縮液と、第１の透過液よりも低い尿素濃度を有する第２の透過液とを得る第２ステップが実行される。第２の濃縮液は廃棄され、第２の透過液は、再生透過液として貯留された後、または貯留されずに直接、透析装置２での透析に利用される。
【００４６】
第２供給ポンプ２６は、第１ＲＯ膜ユニット２３の透過液を第２ＲＯ膜ユニット２７で逆浸透ろ過するための圧力調整を担う。第２供給ポンプ２６としては、例えば、昇圧ポンプが挙げられる。
【００４７】
なお、第一の形態のＲＯ膜ユニット１３とＲＯ膜ユニット１４、第二の形態の第１ＲＯ膜ユニット２３と第２ＲＯ膜ユニット２７では、ＲＯ膜の組成、エレメントの性能、エレメントの構造、エレメントの数、およびその他の構成等、構成が異なっていてもよい。また、１つのユニットが複数のエレメントを備える場合、各エレメントに含まれるＲＯ膜の組成、ＲＯ膜の枚数、他の部材の構造等、エレメントの構成は互いに異なっていてもよい。
【００４８】
ＲＯ膜エレメントの個数にかかわらず、逆浸透装置１５，２５の回収率は６０％以上であることが好ましい。つまり、逆浸透装置１５，２５に供給される原水の体積のうち、尿素除去システムにより６０％以上を透過液として得ることができ、かつ４０％以下を濃縮液として排出することが好ましい。回収率は、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。
【００４９】
また、逆浸透装置１５，２５では、ＲＯ膜エレメントで得られた濃縮液をさらに別のＲＯ膜エレメントにより濃縮し、かつ透過液を再利用することが好ましい。これによって、個々のＲＯ膜エレメントの回収率（つまり、供給される液体の体積に対する透過液の割合）が小さくても、逆浸透装置１５，２５全体で高い回収率を得ることが可能となる。すなわち、廃棄液量が低減される。
ただし、廃棄液の量に対する制限が緩やかである場合、１個のＲＯ膜エレメントのみで充分な回収率を得られる場合等、ＲＯ膜エレメントの数は１個であってもよい。
【００５０】
また、濃縮液を複数段階に分けて濃縮することで、個々のＲＯ膜エレメントの濃縮率が低くても（つまり回収率が低くても）、１個のＲＯ膜エレメントで同等の濃縮率を得るよりも、ポンプ圧を低減することが可能である。ポンプ圧は前記尿素を含む水溶液の濃度や透水性の観点から適宜調整可能であるが、圧力０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の範囲であると、在宅で簡便にシステムを用いることができる。圧力が０．５ＭＰａ以上であることで適度に大きな膜透過速度が得られ、２．０ＭＰａ以下であることでシステムのサイズや騒音を小さくでき、透析液再生システムを在宅で使用できる。ポンプ圧は、圧力１．５ＭＰａ以下であるとより好ましい。
【００５１】
また、複数のユニットで段階的に尿素を濃縮する場合は、１つのポンプで複数のユニットへの圧力をまかなうことができる。ただし、１つのユニットにつき１つのポンプを設けてもよい。
【００５２】
前段（上流）のユニットと後段（下流）のユニットは必ずしも同じ圧力で運転する必要はなく、間にバルブを設けて圧を変えてもよい。前段（上流）の濃縮液を後段（下流）のユニットに供給する場合、前段（上流）のユニットに供給する液体より後段（下流）のユニットに供給する液体のほうが高い濃度を有するため、後段（下流）のユニットに供給する液体を昇圧するのが好ましい。流量についても適宜変更可能である。
【００５３】
２．逆浸透膜
本発明で使用される逆浸透膜エレメントの膜素材には、酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、スルホン化ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材を使用することができるが、これら１種類のみの素材で構成される膜に限定されず、複数の素材を含む膜であってもよい。またその膜構造は、膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜や、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い機能層を有する複合膜であってもよい。複合膜としては、例えば、国際公開第２０１１／１０５２７８号に記載の、ポリスルホンを膜素材とする支持膜とポリアミドの機能層からなる複合膜を用いることができる。
【００５４】
本発明で用いる逆浸透膜は、基材と、多孔性の支持膜からなり、前記基材上に位置する支持層（多孔性支持層）と、前記支持層上に設けられた分離機能層を有する複合膜であることが好ましい。中でも、酢酸セルロースおよびポリアミドのうちの少なくとも一方を含んだ分離機能層を備えた複合膜が好ましく、特により高除去性能を有するポリアミドを含んだ分離機能層を備えた複合膜が好ましい。操作圧力に対する耐久性と、高い透水性、阻止性能を維持できるためには、ポリアミドを分離機能層とし、それを多孔質膜や不織布からなる支持体で保持する構造のものが適している。
【００５５】
ポリアミド分離機能層は、架橋全芳香族ポリアミドを主成分として含有することが好ましい。主成分とは分離機能層の成分のうち、５０重量％以上を占める成分を指す。分離機能層は、架橋全芳香族ポリアミドを５０重量％以上含むことにより、高い除去性能を発現することができる。また、分離機能層は、実質的に、架橋全芳香族ポリアミドのみで形成されることが好ましい。分離機能層における架橋全芳香族ポリアミドの含有率は８０重量％以上であることが好ましく、９０重量％以上であることがより好ましく、分離機能層は実質的に芳香族ポリアミドのみで形成されていることがさらに好ましい。分離機能層が実質的に架橋全芳香族ポリアミドのみで形成されるとは、分離機能層の９９重量％以上を架橋全芳香族ポリアミドが占めることを意図する。
【００５６】
架橋全芳香族ポリアミドは、多官能芳香族アミンと多官能芳香族酸ハロゲン化物との界面重縮合により形成することができる。ここで、多官能芳香族アミン及び多官能芳香族酸ハロゲン化物の少なくとも一方が３官能以上の化合物を含んでいることが好ましい。
【００５７】
本発明における分離機能層を、以下、ポリアミド分離機能層と記載することがある。
多官能芳香族アミンとは、一分子中に第一級アミノ基及び第二級アミノ基のうち少なくとも一方のアミノ基を２個以上有し、かつ、アミノ基のうち少なくとも１つは第一級アミノ基である芳香族アミンを意味する。
【００５８】
多官能芳香族アミンとしては、例えば、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｏ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ｏ−ジアミノピリジン、ｍ−ジアミノピリジン、ｐ−ジアミノピリジン等の２個のアミノ基がオルト位やメタ位、パラ位のいずれかの位置関係で芳香環に結合した多官能芳香族アミン、１，３，５−トリアミノベンゼン、１，２，４−トリアミノベンゼン、３，５−ジアミノ安息香酸、３−アミノベンジルアミン、４−アミノベンジルアミンなどの多官能芳香族アミンなどが挙げられる。
【００５９】
特に、膜の選択分離性や透過性、耐熱性を考慮すると、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、及び１，３，５−トリアミノベンゼンが好適に用いられる。中でも、入手の容易性や取り扱いのしやすさから、ｍ−フェニレンジアミン（以下、ｍ−ＰＤＡとも記す）を用いることがより好ましい。これらの多官能芳香族アミンは、単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００６０】
多官能芳香族酸ハロゲン化物とは、一分子中に少なくとも２個のハロゲン化カルボニル基を有する芳香族酸ハロゲン化物をいう。例えば、３官能酸ハロゲン化物では、トリメシン酸クロリドなどを挙げることができ、２官能酸ハロゲン化物では、ビフェニルジカルボン酸ジクロリド、アゾベンゼンジカルボン酸ジクロリド、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド、ナフタレンジカルボン酸クロリドなどを挙げることができる。多官能芳香族アミンとの反応性を考慮すると、多官能芳香族酸ハロゲン化物は多官能芳香族酸塩化物であることが好ましく、また、膜の選択分離性、耐熱性を考慮すると、一分子中に２〜４個の塩化カルボニル基を有する多官能芳香族酸塩化物であることが好ましい。
【００６１】
ポリアミド分離機能層には、多官能芳香族アミンと多官能芳香族酸ハロゲン化物の重合に由来するアミド基、未反応官能基に由来するアミノ基とカルボキシ基が存在する。分離機能層におけるアミド基に対するカルボキシ基のモル比（カルボキシ基／アミド基）をｘ、アミド基に対するアミノ基のモル比（アミノ基／アミド基）をｙとしたとき、ｘとｙの和（ｘ＋ｙ）が０．７以下であると、ポリマーが緻密な構造を形成しているため、０．５ｇ／Ｌ以上の高尿素濃度の原水においても、０．５ＭＰａ〜２．０ＭＰａという低圧力運転でも尿素の分離が高効率で達成され透析液再生が可能となることを見出した。ｘ＋ｙは０．３以上であると実用性のある透水性を有することができ、短時間で透析液を再生することができ、透析液再生システムを在宅で使用する観点から好ましい。
【００６２】
分離機能層のカルボキシ基、アミノ基、アミド基のモル比は、分離機能層の１３Ｃ固体ＮＭＲ測定より求めることができる。具体的には、逆浸透膜５ｍ２から基材を剥離し、ポリアミド分離機能層と多孔性支持層を得た後、多孔性支持層を溶解・除去し、ポリアミド分離機能層を得る。得られたポリアミド分離機能層をＤＤ／ＭＡＳ−１３Ｃ固体ＮＭＲ法により測定を行い、各官能基の炭素ピークまたは各官能基が結合している炭素ピークの積分値の比較から各比を算出することができる。
【００６３】
ポリアミド分離機能層には、多官能芳香族アミンと多官能芳香族酸ハロゲン化物の重合に由来するアミド基、未反応官能基に由来するアミノ基とカルボキシ基が存在する。これらに加え、多官能芳香族アミンまたは多官能芳香族酸ハロゲン化物が有していた、その他の官能基が存在する。さらに、化学処理により新たな官能基を導入することもできる。化学処理を行うことで、ポリアミド分離機能層に官能基を導入することができ、逆浸透膜の性能を向上することができる。
【００６４】
新たな官能基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲノ基、水酸基、エーテル基、チオエーテル基、エステル基、アルデヒド基、ニトロ基、ニトロソ基、ニトリル基、及びアゾ基等が挙げられる。例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液で処理することで塩素基を導入できる。また、ジアゾニウム塩生成を経由したザンドマイヤー反応でもハロゲノ基を導入できる。さらに、ジアゾニウム塩生成を経由したアゾカップリング反応を行うことで、アゾ基を導入することができるし、ジアゾニウム塩を加水分解することでフェノール性水酸基を導入することもできる。
【００６５】
また、前記分離機能層において、薄膜は、凹部と凸部とを有するひだ構造を形成する。より具体的には、ひだ構造においては、凹部と凸部が繰り返される。以下、分離機能層のひだ構造の凹部をひだ凹部、または単に凹部といい、ひだ構造の凸部をひだ凸部、または単に凸部という。
【００６６】
本発明における分離機能層の凸部とは、１０点平均面粗さの５分の１以上の高さの凸部のことを言う。１０点平均面粗さとは、次のような算出方法で得られる値である。まず電子顕微鏡により、膜面に垂直な方向の断面を観察する。観察倍率は１０，０００〜１００，０００倍が好ましい。得られた断面画像には、分離機能層（図４に符号“３”で示す。）の表面が凸部と凹部が連続的に繰り返される、ひだ構造の曲線として表れる。この曲線について、ＩＳＯ４２８７：１９９７に基づき定義される粗さ曲線を求める。上記粗さ曲線の平均線の方向に２．０μｍの幅で断面画像を抜き取る。
【００６７】
なお、平均線とは、ＩＳＯ４２８７：１９９７に基づき定義される直線であり、測定長さにおいて、平均線と粗さ曲線とで囲まれる領域の面積の合計が平均線の上下で等しくなるように描かれる直線である。
【００６８】
抜き取った幅２．０μｍの画像において、上記平均線を基準線として、分離機能層における凸部の高さと、凹部の深さをそれぞれ測定する。最も高い凸部から徐々に高さが低くなって５番目の高さまでの５つの凸部の高さＨ１〜Ｈ５の絶対値について平均値を算出し、最も深い凹部から徐々に深さが浅くなって５番目の深さまでの５つの凹部の深さＤ１〜Ｄ５の絶対値について平均値を算出して、さらに、得られた２つの平均値の絶対値の和を算出する。こうして得られた和が、１０点平均面粗さである。
【００６９】
凸部の高さは、透過型電子顕微鏡により、測定することができる。まず、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）用の超薄切片作製のため、サンプルを水溶性高分子で包埋する。水溶性高分子としては、サンプルの形状を保持できるものであればよく、例えばポリビニルアルコールを用いることができる。次に、断面観察を容易にするためにＯｓＯ４で染色し、これをウルトラミクロトームで切断して超薄切片を作製する。得られた超薄切片を、ＴＥＭを用いて断面写真を撮影する。
【００７０】
凸部の高さは、断面写真を画像解析ソフトに読み込んで解析を行うことができる。このとき、凸部の高さは、１０点平均面粗さの５分の１以上の高さを有する凸部について測定される値である。凸部の高さは次のようにして測定される。逆浸透膜において、任意の１０箇所の断面を観察したときに、各断面において、上述の１０点平均面粗さの５分の１以上である凸部の高さを測定する。ここで、各断面は、上記粗さ曲線の平均線の方向において、２．０μｍの幅を有する。
【００７１】
本発明において、分離機能層はひだとしての突起を有し、電子顕微鏡を用いて膜面方向における長さが２．０μｍである逆浸透膜の任意の断面１０箇所を観察したときに、各断面において、分離機能層の１０点平均面粗さの５分の１以上の高さを有する突起の平均数密度は１０．０個／μｍ以上であることが好ましい。平均数密度が１０．０個／μｍ以上であることで、逆浸透膜が十分な透水性を得られ、さらには加圧時の突起の変形を抑えることもでき、安定した膜性能を得られる。また平均数密度が５０．０個／μｍ以下であることで、突起の成長が十分に起こり、所望の透水性を備えた逆浸透膜を容易に得ることができる。
【００７２】
また、本発明における分離機能層の突起の平均高さは、１００ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１１０ｎｍ以上である。また、分離機能層の突起の平均高さは、好ましくは１０００ｎｍ以下であり、より好ましくは８００ｎｍ以下である。突起の平均高さが１００ｎｍ以上であることで、十分な透水性を備えた逆浸透膜を容易に得ることができる。また、突起の平均高さが１０００ｎｍ以下であることにより、逆浸透膜を高圧で運転して使用する際にも突起が潰れることなく、安定した膜性能を得ることができる。
【００７３】
３．他の形態
上述の透析液再生装置およびそれを用いた透析液再生方法は、上記条件（Ｉ）を満たす逆浸透膜エレメントを用いて、尿素を含む水溶液から、より高い尿素濃度を有する濃縮液とより低い尿素濃度を有する透過液とを得る逆浸透工程を備える透析液再生方法の一例である。
【００７４】
尿素を含む溶液は透析排出液に限定されず、尿素を含んでいればその組成は限定されない。
【００７５】
ＲＯ膜ユニット１３，１４，２３，２７に含まれるエレメントとして説明したスパイラル型エレメントは、逆浸透膜エレメントの一例であり、スパイラル型以外にも、中空糸膜、平板型等に形態変更が可能である。
【００７６】
上記実施形態では、逆浸透工程として、尿素を含有する水溶液から、前記条件（Ｉ）を満たす第１の逆浸透膜エレメントにより濃縮液と透過液とを得る第１ステップ、前記第１ステップで得られた濃縮液または透過液から、より高い尿素濃度を有する濃縮液と、第１ステップに供された水溶液より低い尿素濃度を有する透過液とを、前記条件（Ｉ）を満たす第２の逆浸透膜エレメントにより得る第２ステップとを含む。上記実施形態では、第１ステップで第１ＲＯ膜ユニット１３，２３を用い、第２ステップとして第２ＲＯ膜ユニット１４，２７を用いた逆浸透処理を行うが、１つのユニット内、つまり１つのベッセル内で連結された複数のエレメントで、複数回の逆浸透ステップが実行されてもよい。また、同じエレメントを複数回使用する、といった他の方法を採用してもよい。
【００７７】
上記実施形態では、逆浸透装置１５，２５による逆浸透工程の前に、尿素を含む水溶液の塩濃度を低減させる前処理工程を行うが、イオン低減装置１１，２１は必須ではなく、塩濃度を低減する必要がなければ省略してもよい。逆に、イオン低減装置１１，２１による塩除去を複数回行ってもよいし、または他の手段による塩または他の溶質の除去を行ってもよい。
【００７８】
逆浸透膜エレメントは、基材と、前記基材上の支持層と、前記支持層上に設けられ、ポリアミドおよび酢酸セルロースのうちの少なくとも一方を含有する分離機能層を有する複合膜である逆浸透膜を有することが好ましく、逆浸透膜エレメントが有する全ての逆浸透膜が、複合膜であって、ポリアミドを含有する分離機能層（ポリアミド含有分離機能層）を有することがより好ましい。全ての逆浸透膜がポリアミド含有分離機能層を有することで、低運転圧力下においても尿素の分離が高効率で達成できる。
【００７９】
なお、透析と透析液の再生とは並行して行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。例えば、透析装置２と透析液再生装置１との間に透析排出液タンクを設け、透析排出液をこのタンクに貯留しておき、透析を行っていない間に透析排出液の再生を行うこともできる。
【実施例】
【００８０】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、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。実施例および比較例における測定は次の通り行った。以下、特段の記述がない場合は、２５℃で操作を行った。【００８１】
（原水の調製）
透析液のモデル水として、純水に尿素を１０００ｍｇ／Ｌ、塩化ナトリウムを１００００ｍｇ／Ｌとなるように加えた水を作製した。これを原水Ａとした。
原水Ａを強酸性イオン交換樹脂（オルガノ社アンバージェット（商標）１０２４）を充填したカラムに通液し、続いて強塩基性イオン交換樹脂（オルガノ社アンバージェット（商標）４００２）を充填したカラムに通液した。得られた水の尿素濃度は５２０ｍｇ／Ｌ、塩化ナトリウム濃度は２００ｍｇ／Ｌであった。これを原水Ｂとした。【００８２】
（尿素除去率）
透過液中・原水中の尿素濃度を高速液体クロマトグラフィーでそれぞれ分析し、除去率を以下の式より算出した。
尿素除去率（％）＝１００×｛１−（透過液中の尿素濃度／原水中の尿素濃度）｝【００８３】
（微多孔性支持膜の作製）
ポリエステル不織布（通気量２．０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）上にポリスルホン（ＰＳｆ）の１６．０重量％ＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ）溶液を２００μｍの厚みでキャストし、ただちに純水中に浸漬して５分間放置することによって支持膜を作製した。【００８４】
（カルボキシ基・アミノ基・アミド基の定量）
逆浸透膜５ｍ２から基材を物理的に剥離させ、多孔性支持層と分離機能層を回収した。２４時間静置することで乾燥させた後、ジクロロメタンの入ったビーカー内に少量ずつ加えて撹拌し、多孔性支持層を構成するポリマーを溶解させた。ビーカー内の不溶物を濾紙で回収した。この不溶物をジクロロメタンの入ったビーカー内に入れ攪拌し、再度ビーカー内の不溶物を回収した。この作業をジクロロメタン溶液中に多孔性支持層を形成するポリマーの溶出が検出できなくなるまで繰り返した。回収した分離機能層は真空乾燥機で乾燥させ、残存するジクロロメタンを除去した。得られた分離機能層は凍結粉砕によって粉末状の試料とし、固体ＮＭＲ法測定に用いられる試料管内に封入して、ＣＰ／ＭＡＳ法、及びＤＤ／ＭＡＳ法による１３Ｃ固体ＮＭＲ測定を行った。１３Ｃ固体ＮＭＲ測定には、Ｃｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｓ社製ＣＭＸ−３００を用いた。測定条件例を以下に示す。
基準物質：ポリジメチルシロキサン（内部基準：１．５６ｐｐｍ）
試料回転数：１０．５ｋＨｚ
パルス繰り返し時間：１００ｓ
得られたスペクトルから、各官能基が結合している炭素原子由来のピークごとにピーク分割を行い、分割されたピークの面積から官能基量比を定量した。【００８５】
（ひだ凸部高さ及び平均数密度）
逆浸透膜をポリビニルアルコールで包埋し、ＯｓＯ４で染色し、これをウルトラミクロトームで切断して超薄切片を作製した。得られた超薄切片を、透過型電子顕微鏡を用いて断面写真を撮影した。透過型電子顕微鏡により撮影した断面写真を画像解析ソフトに読み込み、長さ２．０μｍの距離におけるひだ凸部高さとひだ凹部深さを測定し、上述したように１０点平均面粗さを算出した。この１０点平均面粗さに基づいて、１０点平均面粗さの５分の１以上の高さを有する凸部について、その凸部の高さを測定した。さらに、ひだ凸部の数を数え、平均数密度を求めた。【００８６】
（陽電子ビーム法による陽電子消滅寿命測定法）
各例における分離機能層の陽電子消滅寿命測定は、以下のように陽電子ビーム法を用いて行った。すなわち、減圧下室温で分離機能層を乾燥させ、１．５ｃｍ×１．５ｃｍ角に切断して検査試料とした。陽電子ビーム発生装置を装備した薄膜対応陽電子消滅寿命測定装置（この装置は、例えば、Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，５８，６０３，Ｐｅｒｇａｍｏｎ（２０００）で詳細に説明されている）にて、ビーム強度１ｋｅＶ、室温、真空下で、光電子増倍管を使用して二フッ化バリウム製シンチレーションカウンターにより総カウント数５００万で検査試料を測定し、ＰＯＳＩ ＴＲＯＮＦＩＴにより解析を行った。解析により得られた第４成分の平均陽電子消滅寿命τから、平均孔径を算出した。【００８７】
（分離膜Ａの作製）
ｍ−フェニレンジアミンの６．０重量％水溶液を作製した。上述の操作で得られた支持膜を上記水溶液中に２分間浸漬し、該支持膜を垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた後、４５℃に保たれたブース内でトリメシン酸クロリド（ＴＭＣ）０．１７重量％を含む４５℃のデカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して１０秒間静置した。１４０℃のオーブンに入れ、膜の裏面側に設けたノズルから１００℃の水蒸気を供給しつつ、３０秒間加熱して逆浸透膜を得た。官能基量を分析したところ、カルボキシ基／アミド基のモル比ｘは０．３５、アミノ基／アミド基のモル比ｙは０．３２であった。陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径は５．１Å、ひだ高さは１１２ｎｍ、ひだ平均数密度は１４．３個／μｍであった。この膜を用いて逆浸透膜エレメントを作製した。【００８８】
（分離膜Ｂの作製）
ｍ−フェニレンジアミンの２．０重量％水溶液を作製した。上述の操作で得られた支持膜を上記水溶液中に２分間浸漬し、該支持膜を垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた後、２５℃に保たれたブース内でトリメシン酸クロリド（ＴＭＣ）０．１２重量％を含む２５℃のデカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して４０秒間静置して逆浸透膜を得た。官能基量を分析したところ、カルボキシ基／アミド基のモル比ｘは０．６０、アミノ基／アミド基のモル比ｙは０．４８であった。陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径は６．８Å、ひだ平均高さは１０１ｎｍ、ひだ平均数密度は１５．１個／μｍであった。この膜を用いて逆浸透膜エレメントを作製した。【００８９】
（分離膜Ｃの作製）
ｍ−フェニレンジアミンの１．５重量％水溶液を作製した。上述の操作で得られた支持膜を上記水溶液中に２分間浸漬し、該支持膜を垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた後、２５℃に保たれたブース内でトリメシン酸クロリド（ＴＭＣ）０．０６５重量％を含む２５℃のデカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して６０秒間静置して逆浸透膜を得た。官能基量を分析したところ、カルボキシ基／アミド基のモル比ｘは０．６５、アミノ基／アミド基のモル比ｙは０．５４であった。陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径は７．２Å、ひだ高さは９２ｎｍ、ひだ平均数密度は１７．５個／μｍであった。この膜を用いて逆浸透膜エレメントを作製した。【００９０】
（分離膜Ｄの作製）
酢酸セルロース２５重量％、アセトン４５重量％、ホルムアミド３０重量％の割合で混合したキャスト溶液を、上述の操作で得られた支持膜上に流延して２分間キャスト溶液を蒸発させた後、氷水中に浸漬した。次に、９０℃の温水中に浸漬し逆浸透膜を得た。孔径は１０Åであった。この膜を用いて逆浸透膜エレメントを作製した。【００９１】
（分離膜Ｅの作製）
アクリロニトリルモノマーとアクリル酸のモル比がそれぞれ９９ｍｏｌ％、１ｍｏｌ％となるように調整し、ジメチルスルホキシドを溶媒とし、２，２’−アゾビスイソブチロニトリルを重合開始剤として用い、窒素雰囲気下で溶液重合法により重合を行ない、アクリロニトリル−アクリル酸共重合体溶液を得た。
基材としてポリフェニレンスルフィドからなる不織布上に、前記アクリロニトリル−アクリル酸共重合体溶液１５．０％を４０℃でキャストした後、ただちに４０℃の純水中に５分間浸漬することによって凝固させ、９５℃の熱水に２分間浸漬してジメチルスルホキシドを洗い出し、多孔質膜を得た。孔径は２２ｎｍであった。この膜を用いて逆浸透膜エレメントを作製した。【００９２】
（実施例１）
分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを２．０ＭＰａの圧力で通液し、回収率６０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率５０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は８０％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、８２％であった。【００９３】
（実施例２）
分離膜Ａを用いて作製成した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを１．５ＭＰａの圧力で通液し、回収率６０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率５０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は８０％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、７７％であった。【００９４】
（実施例３）
分離膜Ｂを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを２．０ＭＰａの圧力で通液し、回収率６０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ｂを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率５０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は８０％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、６９％であった。【００９５】
（実施例４）
分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを１．５ＭＰａの圧力で通液し、回収率８０％となるように運転した。得られた透過液を０．５ＭＰａに昇圧し、分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率９０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は７２％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、９０％であった。【００９６】
（実施例５）
分離膜Ｂを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ａを２．０ＭＰａの圧力で通液し、回収率２０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ｂを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率５０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は６０％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、７３％であった。【００９７】
（実施例６）
分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ａを２．０ＭＰａの圧力で通液し、回収率５０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率５０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は７５％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、６１％であった。【００９８】
（実施例７）
分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを０．５ＭＰａの圧力で通液し、回収率５０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率５０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は７５％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、６２％であった。【００９９】
（実施例８）
分離膜Ａを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを２．０ＭＰａの圧力で通液し、回収率７０％となるように運転した。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、７５％であった。【０１００】
（実施例９）
分離膜Ｄを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを２．０ＭＰａの圧力で通液し、回収率７０％となるように運転した。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、６３％であった。【０１０１】
（比較例１）
分離膜Ｃを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを１．５ＭＰａの圧力で通液し、回収率６０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ｃを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率３５％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は７４％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、１０％であった。【０１０２】
（比較例２）
分離膜Ｃを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを２．３ＭＰａの圧力で通液し、回収率５０％となるように運転した。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、３０％であった。【０１０３】
（比較例３）
分離膜Ｂを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを０．３ＭＰａの圧力で通液し、回収率６０％となるように運転した。得られた濃縮液を、分離膜Ｂを用いて作製した逆浸透膜エレメントに通液し、回収率５０％となるように運転した。逆浸透膜システムとしての回収率は８０％であった。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、４４％であった。【０１０４】
（比較例４）
分離膜Ｅを用いて作製した逆浸透膜エレメントに対し、原水Ｂを２．０ＭＰａの圧力で通液し、回収率７０％となるように運転した。得られた透過液から尿素除去率を計算したところ、６％であった。【０１０５】
実施例１〜９から、本発明の透析液再生方法は、高い尿素の除去性能を実現できることが分かる。【０１０６】
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更および変形が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は２０１９年４月２６日付で出願された日本特許出願（特願２０１９−０８５２９５及び特願２０１９−０８５２９６）に基づいており、その全体が引用により援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、透析液の再生に好適である。
【符号の説明】
【０１０８】
１，１０，２０  透析液再生装置
２  透析装置
３  分離機能層
５  透析膜
１１  イオン低減装置
１２  供給ポンプ
１３  第１ＲＯ（逆浸透）膜ユニット
１４  第２ＲＯ膜ユニット
１５  逆浸透装置
２１  イオン低減装置
２２  第１供給ポンプ
２３  第１ＲＯ膜ユニット
２５  逆浸透装置
２６  第２供給ポンプ
２７  第２ＲＯ膜ユニット
【要約】
本発明は、低圧運転下でも高い尿素除去性能を有し、かつ、在宅でも簡便に使用できる透析液再生方法を提供する。本発明の透析液再生方法は、尿素を含む水溶液の尿素濃度を低減させる方法であって、逆浸透膜エレメントを用いて、０．５ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の運転圧力により、前記尿素を含む水溶液から、より高い尿素濃度を有する濃縮液とより低い尿素濃度を有する透過液とを得る逆浸透工程を有し、前記尿素を含む水溶液は０．５ｇ／Ｌ以上の尿素濃度を有し、前記逆浸透膜エレメントは逆浸透膜を有し、前記逆浸透膜は陽電子消滅寿命測定法を用いて測定される孔径が７．０Å以下である。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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