被処理水の濃縮方法及び濃縮装置
【課題】要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を提供する。
【解決手段】被処理水の濃縮方法は、被処理水と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜１３を介して接触させ、正浸透により被処理水を濃縮する方法において、高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴とする。被処理水の濃縮装置１０は、被処理水を収容する被処理水収容部１１と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１２と、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする半透膜１３とを備え、高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【解決手段】被処理水の濃縮方法は、被処理水と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜１３を介して接触させ、正浸透により被処理水を濃縮する方法において、高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴とする。被処理水の濃縮装置１０は、被処理水を収容する被処理水収容部１１と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１２と、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする半透膜１３とを備え、高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は排水などの被処理水の処理として、生物処理などの物理処理が行われてきたが、最近は膜を利用した技術が採用されてきている。膜を利用した技術は、被処理水に含まれる汚染物質を直接処理するのではなく、被処理水を膜により濃縮することで減量する技術であり、さらに、減量した濃縮水の汚染物質を濃縮処理している。また、このように膜を利用して被処理水を減量する技術は、被処理水を固化するシステムの一部としても利用されている。
【０００３】
膜を利用した技術として、例えば逆浸透膜を利用することで、被処理水の大部分を安全な処理水として放流し、被処理水を減量する技術が挙げられる。しかし、逆浸透膜を利用する場合、高圧ポンプを用いて被処理水を昇圧するため、大きな電力が必要となる。そのため、被処理水の処理を大規模に行う場合には、多大なエネルギーが必要である。
【０００４】
膜を利用した別の技術として、例えば特開昭５８−９８１９９号公報（特許文献１）には、汚泥を濃縮塩水に浸透膜を挟んで接触させ、正浸透作用で汚泥中の水を濃縮塩水に移行させることで汚泥を脱水する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−９８１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の方法において、濃縮塩水は逆浸透装置を用いて生成されている。このため、上記特許文献１の方法において、被処理物の処理を大規模に行うためには、逆浸透装置を用いて大規模に濃縮塩水を生成する必要があるので、上述したように多大なエネルギーが必要である。
【０００７】
なお、上記特許文献１には、濃縮塩水の入手が容易な場合には、逆浸透装置を省略してもよいことが記載されているが、具体的な濃縮塩水の入手は開示されていない。このため、エネルギーを低減して、被処理物の処理を大規模に行うことは、難しい。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置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】
【０００９】
本発明の被処理水の濃縮方法は、被処理水と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜を介して接触させ、正浸透により被処理水を濃縮する方法において、高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴とする。
【００１０】
本発明の被処理水の一の局面における濃縮装置は、被処理水を収容する被処理水収容部と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部と、被処理水収容部と高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする半透膜とを備え、高濃度塩水収容部は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００１１】
本発明の被処理水の濃縮方法及び濃縮装置によれば、半透膜を介して被処理水と高濃度塩水として自然界に存在する水とを接触させ、正浸透により被処理水を濃縮している。正浸透は、圧力を加えなくても、塩濃度が相対的に低い被処理水から、塩濃度が相対的に高い高塩濃度水に水が移動するので、浸透圧以上の圧力を被処理水に加える必要がある逆浸透と比べて、被処理の濃縮に要するエネルギーを低減できる。また、被処理水を濃縮するために用いる高濃度塩水は、自然界に存在する水を利用しているので、高濃度塩水を準備するために要するエネルギーを低減できる。
さらに、被処理水を濃縮するために必要な高濃度塩水の利用に対する制限が小さいので、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる。
したがって、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を提供することができる。
【００１２】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、高濃度塩水は、海水または鹹水であることを特徴とする。
【００１３】
海水または鹹水は大量に利用することができるので、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮をより大規模に行うことができる。
【００１４】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、被処理水は、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、及び汚泥を含有する水の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の被処理水として汚染物を含有する水を用いた場合には、処理する量を低減できるので、汚染物の処理を容易に行うことができる。本発明の被処理水として有価物を含有する水を用いた場合には、有価物を含む水を濃縮することができるので、有価物を容易に回収することができる。本発明の被処理水として汚泥を含有する水を用いた場合には、処理する量を低減できるので、汚泥を処理するために全体として要するエネルギーを低減できる。
【００１６】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、第１の濃縮部において、被処理水と、高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部において、第１の濃縮部で濃縮した被処理水と、高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の局面における被処理水の濃縮装置は、被処理水を収容する第１の被処理水収容部と、被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部と、第１の被処理水収容部と第１の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ被処理水と第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜とを含む第１の濃縮部と、第１の被処理水収容部で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部と、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部と、第２の被処理水収容部と第２の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ濃縮被処理水と第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜とを含む第２の濃縮部と、第１の濃縮部で濃縮された濃縮被処理水を、第２の濃縮部の第２の被処理水収容部に供給する被処理水供給部とを備え、第１の高濃度塩水収容部及び／または第２の高濃度塩水収容部は、第１の高濃度塩水及び／または第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００１８】
これにより、正浸透による被処理水の濃縮を複数回実施することができる。このため、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができると共に、被処理水をより濃縮することができる。
【００１９】
ここで、上記第１の濃縮部における「（第１の）高濃度塩水」と、上記第２の濃縮部における「（第２の）高濃度塩水」とは、同じ水であってもよく、異なる水であってもよい。
【００２０】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、第１の濃縮部において用いる高濃度塩水は、第２の濃縮部において希釈された高濃度塩水である。
【００２１】
上記他の局面における被処理水の濃縮装置において好ましくは、第２の濃縮部で希釈された第２の高濃度塩水を、第１の濃縮部の第１の高濃度塩水収容部に第１の高濃度塩水として供給する高濃度塩水供給部をさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
これにより、第１の濃縮部において、より高い塩濃度の高濃度塩水を用いることができるので、要するエネルギーをより低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができるとともに、被処理水をより効果的に濃縮することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態２における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態３における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１を参照して、本発明の一実施の形態における被処理水の濃縮装置１０について説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態における被処理水の濃縮装置１０は、被処理水を収容する被処理水収容部１１と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１２と、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触可能にする半透膜１３とを備えている。
【００２８】
被処理水収容部１１は、被処理水を内部に導入する導入部と、この導入部から導入される被処理水を内部に収容（貯留）する容器本体である収容部と、この収容部に収容された被処理水から水が除去されて濃縮された被処理水を外部に排出するための排出部とを有している。
【００２９】
被処理水収容部１１で収容する被処理水は、濃縮処理される水であり、水を含み、かつ高濃度塩水よりも塩濃度が低ければ特に限定されない。このような被処理水として、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、汚泥を含有する水の少なくともいずれかを含むことが好ましい。汚染物を含有する水は、例えば放射性物質、有害物質、懸濁物質などを含む水である。有価物を含有する水は、例えば金属、高分子物質などを含有する水であり、レアメタル、触媒、酵素または薬品を含有する水であることが好ましい。本実施の形態で濃縮処理される被処理水は、特にこれらに限定されず、汚染物を含有しない排水などであってもよい。排水は、廃水を含む。汚染物を含有しない排水としては、例えば薬品を含有する水が挙げられる。
【００３０】
高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水を内部に導入する導入部と、この導入部から導入される高濃度塩水を内部に収容（貯留）する容器本体である収容部と、この収容部に収容された高濃度塩水に被処理水から水が移動して希釈された高濃度塩水を外部に排出する排出部とを有している。
【００３１】
高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容する。自然界に存在する水は、例えば海水、鹹水、随伴水(油田、ガス田等から産出された原油等の産出水から油分等を分離除去した後の水)などであり、海水または鹹水であることが好ましい。
【００３２】
半透膜１３は、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２とを仕切るように配置されている。半透膜１３において、被処理水と高濃度塩水とを接触させて、正浸透により、被処理水中の水の塩濃度が低い被処理水に含まれる水の少なくとも一部を、相対的に塩濃度が高い高濃度塩水に移動させる。つまり、半透膜１３は、被処理水収容部１１に収容された被処理水と、高濃度塩水収容部１２に収容された高濃度塩水とを接触させて、正浸透により被処理水の濃縮を可能にする。
【００３３】
半透膜１３は、水分子または水イオンのみを透過させる膜である。このような半透膜１３として、例えばＲＯ膜、ＮＦ膜などを用いることができる。
【００３４】
本実施の形態の濃縮装置１０は、被処理水の濃縮処理において逆浸透を利用していない。このため、本実施の形態の濃縮装置１０において、逆浸透に必要な被処理水を浸透圧以上に昇圧するための加圧ポンプは省略されている。
【００３５】
続いて、本実施の形態における被処理水の濃縮方法について図１を参照して、説明する。本実施の形態では、図１に示す濃縮装置１０を用いて説明する。
【００３６】
具体的には、被処理水を、被処理水収容部１１に導入する。被処理水は、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、及び汚泥の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００３７】
被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を高濃度塩水収容部１２に導入する。高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いる。このような高濃度塩水は、海水または鹹水であることが好ましい。
【００３８】
そして、被処理水と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜１３を介して接触させる。つまり、塩濃度が相対的に低い被処理水と、塩濃度が相対的に高い高濃度塩水とを、半透膜１３を介して接触させる。これにより、正浸透により、被処理水中に含有される水を高濃度塩水に移動させることができるので、被処理水を濃縮することができる。また半透膜１３により、被処理水に含有される水以外の成分を高濃度塩水に移動することを抑制できる。なお、被処理水に含有される水は高濃度塩水に移動されるので、高濃度塩水は希釈される。
【００３９】
以上の工程を実施することにより、被処理水に含まれる水を低減した濃縮水が得られる。この濃縮水は、例えば濃縮装置１０の外部に配置された処理部で処理される。また、被処理水に含まれる水は安全な処理水であるので、この水が移動された高濃度塩水は濃縮装置１０の外部に放流される。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、被処理水と、この被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜１３を介して接触させ、正浸透により被処理水を濃縮する方法において、高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴としている。
【００４１】
本実施の形態における被処理水の濃縮装置１０は、被処理水を収容する被処理水収容部１１と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１２と、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする半透膜１３とを備え、高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴としている。
【００４２】
本実施の形態の被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１０によれば、半透膜１３を介して被処理水と高濃度塩水とを接触させて、正浸透により被処理水中の水を高濃度塩水に移動するため、被処理水を濃縮することができる。正浸透は、塩濃度が相対的に低い被処理水から、塩濃度が相対的に高い高塩濃度水に、水が移動するので、浸透圧以上の圧力を被処理水に加える逆浸透により被処理水を濃縮する場合と比べて、被処理水の濃縮に要するエネルギー（電力）を低減できる。また、被処理水を濃縮するために用いる高濃度塩水は、自然界に存在する水を利用している。このため、高濃度塩水を準備するために要するエネルギーを低減できる。
さらに、被処理水を濃縮するために要する高濃度塩水は大量に利用可能であるので、被処理水を大規模に処理することができる。
したがって、本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１０によれば、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる。
【００４３】
このように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１０は、高濃度塩水として自然界に存在する水を利用しているので、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる。このため、被処理水の濃縮装置１０の大型化も可能になる。
【００４４】
（実施の形態２）
図２を参照して、本発明の実施の形態２の被処理水の濃縮装置１００を説明する。本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は、基本的には実施の形態１の濃縮装置１０と同様であるが、本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は複数の濃縮部を備えている点において異なる。
【００４５】
具体的には、図２に示すように、被処理水の濃縮装置１００は、第１の濃縮部１１０と、第２の濃縮部１２０と、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２と第１の高濃度塩水収容部１１２とを接続する高濃度塩水供給部１３０と、第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１と第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１とを接続する被処理水供給部１４０とを備えている。第１及び第２の濃縮部１１０、１２０は、基本的には実施の形態１で説明した図１に示す濃縮装置１０と同様であるが、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水（濃縮被処理水）が第２の濃縮部１２０の被処理水として導入される点及び第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水（第２の高濃度塩水）が第１の濃縮部１１０の高濃度塩水（第１の高濃度塩水）として導入される点において異なる。
【００４６】
詳細には、第１の濃縮部１１０は、被処理水収容部１１１と、高濃度塩水収容部１１２と、半透膜１１３とを備えている。被処理水収容部１１１及び半透膜１１３の各々は、実施の形態１の被処理水収容部１１及び半透膜１３と同様であるので、その説明を繰り返さない。第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２は、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２から排出される希釈された高濃度塩水を、高濃度塩水供給部１３０を介して導入する点において、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２と異なる。
【００４７】
第２の濃縮部１２０は、被処理水収容部１２１と、高濃度塩水収容部１２２と、半透膜１２３とを備えている。高濃度塩水収容部１２２及び半透膜１２３の各々は、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２及び半透膜１３と同様であるので、その説明を繰り返さない。第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１は、第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１から排出される濃縮された被処理水を被処理水供給部１４０を介して導入する点において、実施の形態１の被処理水収容部１１と異なる。
【００４８】
高濃度塩水供給部１３０は、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２から排出される高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２へ供給する。高濃度塩水供給部１３０は、例えば配管を含む。
【００４９】
被処理水供給部１４０は、第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１から排出される被処理水を、第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１へ供給する。被処理水供給部１４０は、例えば配管を含む。
【００５０】
続いて、本実施の形態における被処理水の濃縮方法について説明する。本実施の形態の被処理水の濃縮方法は、基本的には実施の形態１の被処理水の濃縮方法と同様であるが、被処理水を複数回濃縮する点において異なる。
【００５１】
具体的には、図２に示すように、第１の濃縮部１１０においては、被処理水を被処理水収容部１１１に導入すると共に、第２の濃縮部１２０において希釈された高濃度塩水を、高濃度塩水供給部１３０を介して高濃度塩水収容部１１２に導入する。被処理水収容部１１１に導入された被処理水の塩濃度は、高濃度塩水収容部１１２に導入された高濃度塩水の塩濃度よりも低い。第１の濃縮部１１０においては、導入した被処理水と希釈された高濃度塩水とを半透膜１１３を介して接触させて、正浸透により被処理水中の水を、希釈された高濃度塩水に移動させて、被処理水を濃縮する。
【００５２】
第２の濃縮部１２０においては、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水を、被処理水供給部１４０を介して被処理水収容部１２１に導入すると共に、高濃度塩水を高濃度塩水収容部１２２に導入する。被処理水収容部１２１に導入された被処理水の塩濃度は、高濃度塩水収容部１２２に導入された高濃度塩水の塩濃度よりも低い。このように導入した濃縮された被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１２３を介して接触して、正浸透により濃縮された被処理水中の水を、高濃度塩水に移動させて、被処理水をさらに濃縮する。本実施の形態では、被処理水を２段階に濃縮している。
【００５３】
なお、本実施の形態では、複数の濃縮部を備えた濃縮装置として、２つの濃縮部を有する濃縮装置１００を例に挙げて説明したが、本発明の濃縮装置は３つ以上の濃縮部を備えていてもよい。濃縮装置が３つ以上の濃縮部を備える場合には、被処理水の上流側の濃縮部が高濃度塩水の下流側に位置するように接続される（すなわち、高濃度塩水の上流側に位置する濃縮部が被処理水の下流側に位置するように接続される）ことが好ましい。言い換えると、濃縮装置が３つ以上の濃縮部を備える場合には、被処理水の流れる流路と、高濃度塩水の流れる流路とは対向することが好ましい。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、被処理水を第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１に供給する工程と、高濃度塩水を第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２に供給する工程と、第１の濃縮部１１０において、被処理水と、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水とを、半透膜１１３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部１２０において、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水と、高濃度塩水とを、半透膜１２３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備えている。
言い換えると、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、第１の濃縮部１１０において、被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１１３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部１２０において、第１の濃縮部１１０で濃縮した被処理水と、高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備え、第１の濃縮部１１０において用いる高濃度塩水は、第２の濃縮部１２０において希釈された高濃度塩水であることを特徴とする。
【００５５】
本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は、被処理水を収容する被処理水収容部１１１、１２１と、高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１１２、１２２と、被処理水収容部１１１、１２１と高濃度塩水収容部１１２、１２２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触可能にして正浸透により被処理水を濃縮する半透膜１１３、１２３とを有する複数の濃縮部（第１及び第２の濃縮部１１０、１２０）と、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２に供給する高濃度塩水供給部１３０と、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水を、第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１に供給する被処理水供給部１４０とを備えている。
言い換えると、本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は、被処理水を収容する第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と、被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）との間に配置され、かつ被処理水と第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜(半透膜１１３)とを含む第１の濃縮部１１０と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）と、第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）との間に配置され、かつ濃縮被処理水と第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜（半透膜１２３）とを含む第２の濃縮部１２０と、第１の濃縮部１１０で濃縮された濃縮被処理水を、第２の濃縮部１２０の第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２２）に供給する被処理水供給部１４０と、第２の濃縮部１２０で希釈された第２の高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）に供給する高濃度塩水供給部１３０とを備え、第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）及び／または第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）は、第１の高濃度塩水及び／または第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００５６】
本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１００によれば、正浸透による被処理水の濃縮を複数回実施している。このため、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができると共に、被処理水をより濃縮することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図３を参照して、本発明の実施の形態３の被処理水の濃縮装置２００を説明する。本実施の形態における被処理水の濃縮装置２００は、基本的には実施の形態２の濃縮装置１００と同様であるが、本実施の形態における被処理水の濃縮装置２００は高濃度塩水供給部１３０（図２参照）を備えていない点において異なる。
【００５８】
具体的には、第１の濃縮部１１０において、高濃度塩水収容部１１２は、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水の代わりに、自然界に存在する水を用いている。つまり、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２は、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２と同様である。
【００５９】
第２の濃縮部１２０において、高濃度塩水収容部１２２は、収容された高濃度塩水に被処理水から水が移動して希釈された高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２に供給する代わりに、外部に放流している。つまり、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２は、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２と同様である。
【００６０】
本実施の形態の被処理水の濃縮方法は、基本的には実施の形態２の濃縮方法と同様であるが、第１濃縮部１１０において供給される高濃度塩水は、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水の代わりに、自然界に存在する水を供給する点において異なる。
【００６１】
具体的には、第１の濃縮部１１０においては、被処理水を被処理水収容部１１１に導入すると共に、被処理水の塩濃度よりも高い塩濃度の高濃度塩水を、高濃度塩水収容部１１２に導入する。第１の濃縮部１１０においては、導入した被処理水と高濃度塩水とを半透膜１１３を介して接触させて、正浸透により被処理水を濃縮する。
【００６２】
第２の濃縮部１２０においては、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水（濃縮被処理水）を、被処理水供給部１４０を介して被処理水収容部１２１に導入すると共に、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を高濃度塩水収容部１２２に導入する。第２の濃縮部１２０においては、濃縮被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１２３を介して接触して、正浸透により、濃縮被処理水をさらに濃縮する。
【００６３】
なお、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２と、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２とは、例えば同じ海水を供給する。この場合、第１の濃縮部１１０と第２の濃縮部とを近傍に設置できる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、第１の濃縮部１１０において、被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１１３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部１２０において、第１の濃縮部１１０で濃縮した被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１２３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備えたことを特徴とする。
【００６５】
本実施の形態における被処理水の濃縮装置２００は、被処理水を収容する第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と、被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）との間に配置され、かつ被処理水と第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜（半透膜１１３）とを含む第１の濃縮部１１０と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）と、第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）との間に配置され、かつ濃縮被処理水と第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜(半透膜１２３)とを含む第２の濃縮部１２０と、第１の濃縮部１１０で濃縮された濃縮被処理水を、第２の濃縮部１２０の第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）に供給する被処理水供給部１４０とを備え、第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）及び／または前記第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）は、第１の高濃度塩水及び／または第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００６６】
本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置２００によれば、正浸透による被処理水の濃縮を複数回実施し、かつ第１の濃縮部１１０において、実施の形態２よりも塩濃度が高い高濃度塩水を用いている。このため、要するエネルギーをより低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができると共に、被処理水をより一層濃縮することができる。
【００６７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１００，２００ 濃縮装置、１１，１１１，１２１ 被処理水収容部、１２，１１２，１２２ 高濃度塩水収容部、１３，１１３，１２３ 半透膜、１１０ 第１の濃縮部、１２０ 第２の濃縮部、１３０ 高濃度塩水供給部、１４０ 被処理水供給部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は排水などの被処理水の処理として、生物処理などの物理処理が行われてきたが、最近は膜を利用した技術が採用されてきている。膜を利用した技術は、被処理水に含まれる汚染物質を直接処理するのではなく、被処理水を膜により濃縮することで減量する技術であり、さらに、減量した濃縮水の汚染物質を濃縮処理している。また、このように膜を利用して被処理水を減量する技術は、被処理水を固化するシステムの一部としても利用されている。
【０００３】
膜を利用した技術として、例えば逆浸透膜を利用することで、被処理水の大部分を安全な処理水として放流し、被処理水を減量する技術が挙げられる。しかし、逆浸透膜を利用する場合、高圧ポンプを用いて被処理水を昇圧するため、大きな電力が必要となる。そのため、被処理水の処理を大規模に行う場合には、多大なエネルギーが必要である。
【０００４】
膜を利用した別の技術として、例えば特開昭５８−９８１９９号公報（特許文献１）には、汚泥を濃縮塩水に浸透膜を挟んで接触させ、正浸透作用で汚泥中の水を濃縮塩水に移行させることで汚泥を脱水する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−９８１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の方法において、濃縮塩水は逆浸透装置を用いて生成されている。このため、上記特許文献１の方法において、被処理物の処理を大規模に行うためには、逆浸透装置を用いて大規模に濃縮塩水を生成する必要があるので、上述したように多大なエネルギーが必要である。
【０００７】
なお、上記特許文献１には、濃縮塩水の入手が容易な場合には、逆浸透装置を省略してもよいことが記載されているが、具体的な濃縮塩水の入手は開示されていない。このため、エネルギーを低減して、被処理物の処理を大規模に行うことは、難しい。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置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】
【０００９】
本発明の被処理水の濃縮方法は、被処理水と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜を介して接触させ、正浸透により被処理水を濃縮する方法において、高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴とする。
【００１０】
本発明の被処理水の一の局面における濃縮装置は、被処理水を収容する被処理水収容部と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部と、被処理水収容部と高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする半透膜とを備え、高濃度塩水収容部は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００１１】
本発明の被処理水の濃縮方法及び濃縮装置によれば、半透膜を介して被処理水と高濃度塩水として自然界に存在する水とを接触させ、正浸透により被処理水を濃縮している。正浸透は、圧力を加えなくても、塩濃度が相対的に低い被処理水から、塩濃度が相対的に高い高塩濃度水に水が移動するので、浸透圧以上の圧力を被処理水に加える必要がある逆浸透と比べて、被処理の濃縮に要するエネルギーを低減できる。また、被処理水を濃縮するために用いる高濃度塩水は、自然界に存在する水を利用しているので、高濃度塩水を準備するために要するエネルギーを低減できる。
さらに、被処理水を濃縮するために必要な高濃度塩水の利用に対する制限が小さいので、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる。
したがって、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を提供することができる。
【００１２】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、高濃度塩水は、海水または鹹水であることを特徴とする。
【００１３】
海水または鹹水は大量に利用することができるので、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮をより大規模に行うことができる。
【００１４】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、被処理水は、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、及び汚泥を含有する水の少なくともいずれかを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の被処理水として汚染物を含有する水を用いた場合には、処理する量を低減できるので、汚染物の処理を容易に行うことができる。本発明の被処理水として有価物を含有する水を用いた場合には、有価物を含む水を濃縮することができるので、有価物を容易に回収することができる。本発明の被処理水として汚泥を含有する水を用いた場合には、処理する量を低減できるので、汚泥を処理するために全体として要するエネルギーを低減できる。
【００１６】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、第１の濃縮部において、被処理水と、高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部において、第１の濃縮部で濃縮した被処理水と、高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の局面における被処理水の濃縮装置は、被処理水を収容する第１の被処理水収容部と、被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部と、第１の被処理水収容部と第１の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ被処理水と第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜とを含む第１の濃縮部と、第１の被処理水収容部で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部と、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部と、第２の被処理水収容部と第２の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ濃縮被処理水と第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜とを含む第２の濃縮部と、第１の濃縮部で濃縮された濃縮被処理水を、第２の濃縮部の第２の被処理水収容部に供給する被処理水供給部とを備え、第１の高濃度塩水収容部及び／または第２の高濃度塩水収容部は、第１の高濃度塩水及び／または第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００１８】
これにより、正浸透による被処理水の濃縮を複数回実施することができる。このため、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができると共に、被処理水をより濃縮することができる。
【００１９】
ここで、上記第１の濃縮部における「（第１の）高濃度塩水」と、上記第２の濃縮部における「（第２の）高濃度塩水」とは、同じ水であってもよく、異なる水であってもよい。
【００２０】
上記被処理水の濃縮方法において好ましくは、第１の濃縮部において用いる高濃度塩水は、第２の濃縮部において希釈された高濃度塩水である。
【００２１】
上記他の局面における被処理水の濃縮装置において好ましくは、第２の濃縮部で希釈された第２の高濃度塩水を、第１の濃縮部の第１の高濃度塩水収容部に第１の高濃度塩水として供給する高濃度塩水供給部をさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
これにより、第１の濃縮部において、より高い塩濃度の高濃度塩水を用いることができるので、要するエネルギーをより低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができるとともに、被処理水をより効果的に濃縮することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる、被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態２における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態３における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。
【００２６】
（実施の形態１）
図１を参照して、本発明の一実施の形態における被処理水の濃縮装置１０について説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態における被処理水の濃縮装置１０は、被処理水を収容する被処理水収容部１１と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１２と、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触可能にする半透膜１３とを備えている。
【００２８】
被処理水収容部１１は、被処理水を内部に導入する導入部と、この導入部から導入される被処理水を内部に収容（貯留）する容器本体である収容部と、この収容部に収容された被処理水から水が除去されて濃縮された被処理水を外部に排出するための排出部とを有している。
【００２９】
被処理水収容部１１で収容する被処理水は、濃縮処理される水であり、水を含み、かつ高濃度塩水よりも塩濃度が低ければ特に限定されない。このような被処理水として、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、汚泥を含有する水の少なくともいずれかを含むことが好ましい。汚染物を含有する水は、例えば放射性物質、有害物質、懸濁物質などを含む水である。有価物を含有する水は、例えば金属、高分子物質などを含有する水であり、レアメタル、触媒、酵素または薬品を含有する水であることが好ましい。本実施の形態で濃縮処理される被処理水は、特にこれらに限定されず、汚染物を含有しない排水などであってもよい。排水は、廃水を含む。汚染物を含有しない排水としては、例えば薬品を含有する水が挙げられる。
【００３０】
高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水を内部に導入する導入部と、この導入部から導入される高濃度塩水を内部に収容（貯留）する容器本体である収容部と、この収容部に収容された高濃度塩水に被処理水から水が移動して希釈された高濃度塩水を外部に排出する排出部とを有している。
【００３１】
高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容する。自然界に存在する水は、例えば海水、鹹水、随伴水(油田、ガス田等から産出された原油等の産出水から油分等を分離除去した後の水)などであり、海水または鹹水であることが好ましい。
【００３２】
半透膜１３は、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２とを仕切るように配置されている。半透膜１３において、被処理水と高濃度塩水とを接触させて、正浸透により、被処理水中の水の塩濃度が低い被処理水に含まれる水の少なくとも一部を、相対的に塩濃度が高い高濃度塩水に移動させる。つまり、半透膜１３は、被処理水収容部１１に収容された被処理水と、高濃度塩水収容部１２に収容された高濃度塩水とを接触させて、正浸透により被処理水の濃縮を可能にする。
【００３３】
半透膜１３は、水分子または水イオンのみを透過させる膜である。このような半透膜１３として、例えばＲＯ膜、ＮＦ膜などを用いることができる。
【００３４】
本実施の形態の濃縮装置１０は、被処理水の濃縮処理において逆浸透を利用していない。このため、本実施の形態の濃縮装置１０において、逆浸透に必要な被処理水を浸透圧以上に昇圧するための加圧ポンプは省略されている。
【００３５】
続いて、本実施の形態における被処理水の濃縮方法について図１を参照して、説明する。本実施の形態では、図１に示す濃縮装置１０を用いて説明する。
【００３６】
具体的には、被処理水を、被処理水収容部１１に導入する。被処理水は、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、及び汚泥の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００３７】
被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を高濃度塩水収容部１２に導入する。高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いる。このような高濃度塩水は、海水または鹹水であることが好ましい。
【００３８】
そして、被処理水と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜１３を介して接触させる。つまり、塩濃度が相対的に低い被処理水と、塩濃度が相対的に高い高濃度塩水とを、半透膜１３を介して接触させる。これにより、正浸透により、被処理水中に含有される水を高濃度塩水に移動させることができるので、被処理水を濃縮することができる。また半透膜１３により、被処理水に含有される水以外の成分を高濃度塩水に移動することを抑制できる。なお、被処理水に含有される水は高濃度塩水に移動されるので、高濃度塩水は希釈される。
【００３９】
以上の工程を実施することにより、被処理水に含まれる水を低減した濃縮水が得られる。この濃縮水は、例えば濃縮装置１０の外部に配置された処理部で処理される。また、被処理水に含まれる水は安全な処理水であるので、この水が移動された高濃度塩水は濃縮装置１０の外部に放流される。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、被処理水と、この被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜１３を介して接触させ、正浸透により被処理水を濃縮する方法において、高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴としている。
【００４１】
本実施の形態における被処理水の濃縮装置１０は、被処理水を収容する被処理水収容部１１と、被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１２と、被処理水収容部１１と高濃度塩水収容部１２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする半透膜１３とを備え、高濃度塩水収容部１２は、高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴としている。
【００４２】
本実施の形態の被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１０によれば、半透膜１３を介して被処理水と高濃度塩水とを接触させて、正浸透により被処理水中の水を高濃度塩水に移動するため、被処理水を濃縮することができる。正浸透は、塩濃度が相対的に低い被処理水から、塩濃度が相対的に高い高塩濃度水に、水が移動するので、浸透圧以上の圧力を被処理水に加える逆浸透により被処理水を濃縮する場合と比べて、被処理水の濃縮に要するエネルギー（電力）を低減できる。また、被処理水を濃縮するために用いる高濃度塩水は、自然界に存在する水を利用している。このため、高濃度塩水を準備するために要するエネルギーを低減できる。
さらに、被処理水を濃縮するために要する高濃度塩水は大量に利用可能であるので、被処理水を大規模に処理することができる。
したがって、本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１０によれば、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる。
【００４３】
このように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１０は、高濃度塩水として自然界に存在する水を利用しているので、被処理水の濃縮を大規模に行うことができる。このため、被処理水の濃縮装置１０の大型化も可能になる。
【００４４】
（実施の形態２）
図２を参照して、本発明の実施の形態２の被処理水の濃縮装置１００を説明する。本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は、基本的には実施の形態１の濃縮装置１０と同様であるが、本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は複数の濃縮部を備えている点において異なる。
【００４５】
具体的には、図２に示すように、被処理水の濃縮装置１００は、第１の濃縮部１１０と、第２の濃縮部１２０と、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２と第１の高濃度塩水収容部１１２とを接続する高濃度塩水供給部１３０と、第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１と第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１とを接続する被処理水供給部１４０とを備えている。第１及び第２の濃縮部１１０、１２０は、基本的には実施の形態１で説明した図１に示す濃縮装置１０と同様であるが、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水（濃縮被処理水）が第２の濃縮部１２０の被処理水として導入される点及び第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水（第２の高濃度塩水）が第１の濃縮部１１０の高濃度塩水（第１の高濃度塩水）として導入される点において異なる。
【００４６】
詳細には、第１の濃縮部１１０は、被処理水収容部１１１と、高濃度塩水収容部１１２と、半透膜１１３とを備えている。被処理水収容部１１１及び半透膜１１３の各々は、実施の形態１の被処理水収容部１１及び半透膜１３と同様であるので、その説明を繰り返さない。第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２は、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２から排出される希釈された高濃度塩水を、高濃度塩水供給部１３０を介して導入する点において、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２と異なる。
【００４７】
第２の濃縮部１２０は、被処理水収容部１２１と、高濃度塩水収容部１２２と、半透膜１２３とを備えている。高濃度塩水収容部１２２及び半透膜１２３の各々は、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２及び半透膜１３と同様であるので、その説明を繰り返さない。第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１は、第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１から排出される濃縮された被処理水を被処理水供給部１４０を介して導入する点において、実施の形態１の被処理水収容部１１と異なる。
【００４８】
高濃度塩水供給部１３０は、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２から排出される高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２へ供給する。高濃度塩水供給部１３０は、例えば配管を含む。
【００４９】
被処理水供給部１４０は、第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１から排出される被処理水を、第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１へ供給する。被処理水供給部１４０は、例えば配管を含む。
【００５０】
続いて、本実施の形態における被処理水の濃縮方法について説明する。本実施の形態の被処理水の濃縮方法は、基本的には実施の形態１の被処理水の濃縮方法と同様であるが、被処理水を複数回濃縮する点において異なる。
【００５１】
具体的には、図２に示すように、第１の濃縮部１１０においては、被処理水を被処理水収容部１１１に導入すると共に、第２の濃縮部１２０において希釈された高濃度塩水を、高濃度塩水供給部１３０を介して高濃度塩水収容部１１２に導入する。被処理水収容部１１１に導入された被処理水の塩濃度は、高濃度塩水収容部１１２に導入された高濃度塩水の塩濃度よりも低い。第１の濃縮部１１０においては、導入した被処理水と希釈された高濃度塩水とを半透膜１１３を介して接触させて、正浸透により被処理水中の水を、希釈された高濃度塩水に移動させて、被処理水を濃縮する。
【００５２】
第２の濃縮部１２０においては、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水を、被処理水供給部１４０を介して被処理水収容部１２１に導入すると共に、高濃度塩水を高濃度塩水収容部１２２に導入する。被処理水収容部１２１に導入された被処理水の塩濃度は、高濃度塩水収容部１２２に導入された高濃度塩水の塩濃度よりも低い。このように導入した濃縮された被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１２３を介して接触して、正浸透により濃縮された被処理水中の水を、高濃度塩水に移動させて、被処理水をさらに濃縮する。本実施の形態では、被処理水を２段階に濃縮している。
【００５３】
なお、本実施の形態では、複数の濃縮部を備えた濃縮装置として、２つの濃縮部を有する濃縮装置１００を例に挙げて説明したが、本発明の濃縮装置は３つ以上の濃縮部を備えていてもよい。濃縮装置が３つ以上の濃縮部を備える場合には、被処理水の上流側の濃縮部が高濃度塩水の下流側に位置するように接続される（すなわち、高濃度塩水の上流側に位置する濃縮部が被処理水の下流側に位置するように接続される）ことが好ましい。言い換えると、濃縮装置が３つ以上の濃縮部を備える場合には、被処理水の流れる流路と、高濃度塩水の流れる流路とは対向することが好ましい。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、被処理水を第１の濃縮部１１０の被処理水収容部１１１に供給する工程と、高濃度塩水を第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２に供給する工程と、第１の濃縮部１１０において、被処理水と、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水とを、半透膜１１３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部１２０において、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水と、高濃度塩水とを、半透膜１２３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備えている。
言い換えると、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、第１の濃縮部１１０において、被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１１３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部１２０において、第１の濃縮部１１０で濃縮した被処理水と、高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備え、第１の濃縮部１１０において用いる高濃度塩水は、第２の濃縮部１２０において希釈された高濃度塩水であることを特徴とする。
【００５５】
本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は、被処理水を収容する被処理水収容部１１１、１２１と、高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部１１２、１２２と、被処理水収容部１１１、１２１と高濃度塩水収容部１１２、１２２との間に配置され、かつ被処理水と高濃度塩水とを接触可能にして正浸透により被処理水を濃縮する半透膜１１３、１２３とを有する複数の濃縮部（第１及び第２の濃縮部１１０、１２０）と、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２に供給する高濃度塩水供給部１３０と、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水を、第２の濃縮部１２０の被処理水収容部１２１に供給する被処理水供給部１４０とを備えている。
言い換えると、本実施の形態における被処理水の濃縮装置１００は、被処理水を収容する第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と、被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）との間に配置され、かつ被処理水と第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜(半透膜１１３)とを含む第１の濃縮部１１０と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）と、第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）との間に配置され、かつ濃縮被処理水と第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜（半透膜１２３）とを含む第２の濃縮部１２０と、第１の濃縮部１１０で濃縮された濃縮被処理水を、第２の濃縮部１２０の第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２２）に供給する被処理水供給部１４０と、第２の濃縮部１２０で希釈された第２の高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）に供給する高濃度塩水供給部１３０とを備え、第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）及び／または第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）は、第１の高濃度塩水及び／または第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００５６】
本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置１００によれば、正浸透による被処理水の濃縮を複数回実施している。このため、要するエネルギーを低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができると共に、被処理水をより濃縮することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図３を参照して、本発明の実施の形態３の被処理水の濃縮装置２００を説明する。本実施の形態における被処理水の濃縮装置２００は、基本的には実施の形態２の濃縮装置１００と同様であるが、本実施の形態における被処理水の濃縮装置２００は高濃度塩水供給部１３０（図２参照）を備えていない点において異なる。
【００５８】
具体的には、第１の濃縮部１１０において、高濃度塩水収容部１１２は、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水の代わりに、自然界に存在する水を用いている。つまり、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２は、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２と同様である。
【００５９】
第２の濃縮部１２０において、高濃度塩水収容部１２２は、収容された高濃度塩水に被処理水から水が移動して希釈された高濃度塩水を、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２に供給する代わりに、外部に放流している。つまり、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２は、実施の形態１の高濃度塩水収容部１２と同様である。
【００６０】
本実施の形態の被処理水の濃縮方法は、基本的には実施の形態２の濃縮方法と同様であるが、第１濃縮部１１０において供給される高濃度塩水は、第２の濃縮部１２０で希釈された高濃度塩水の代わりに、自然界に存在する水を供給する点において異なる。
【００６１】
具体的には、第１の濃縮部１１０においては、被処理水を被処理水収容部１１１に導入すると共に、被処理水の塩濃度よりも高い塩濃度の高濃度塩水を、高濃度塩水収容部１１２に導入する。第１の濃縮部１１０においては、導入した被処理水と高濃度塩水とを半透膜１１３を介して接触させて、正浸透により被処理水を濃縮する。
【００６２】
第２の濃縮部１２０においては、第１の濃縮部１１０で濃縮された被処理水（濃縮被処理水）を、被処理水供給部１４０を介して被処理水収容部１２１に導入すると共に、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を高濃度塩水収容部１２２に導入する。第２の濃縮部１２０においては、濃縮被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１２３を介して接触して、正浸透により、濃縮被処理水をさらに濃縮する。
【００６３】
なお、第１の濃縮部１１０の高濃度塩水収容部１１２と、第２の濃縮部１２０の高濃度塩水収容部１２２とは、例えば同じ海水を供給する。この場合、第１の濃縮部１１０と第２の濃縮部とを近傍に設置できる。
【００６４】
以上説明したように、本実施の形態における被処理水の濃縮方法は、第１の濃縮部１１０において、被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１１３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程と、第２の濃縮部１２０において、第１の濃縮部１１０で濃縮した被処理水と、高濃度塩水とを半透膜１２３を介して正浸透により被処理水を濃縮する工程とを備えたことを特徴とする。
【００６５】
本実施の形態における被処理水の濃縮装置２００は、被処理水を収容する第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と、被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）と第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）との間に配置され、かつ被処理水と第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜（半透膜１１３）とを含む第１の濃縮部１１０と、第１の被処理水収容部（被処理水収容部１１１）で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と、濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）と、第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）と第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）との間に配置され、かつ濃縮被処理水と第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜(半透膜１２３)とを含む第２の濃縮部１２０と、第１の濃縮部１１０で濃縮された濃縮被処理水を、第２の濃縮部１２０の第２の被処理水収容部（被処理水収容部１２１）に供給する被処理水供給部１４０とを備え、第１の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１１２）及び／または前記第２の高濃度塩水収容部（高濃度塩水収容部１２２）は、第１の高濃度塩水及び／または第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする。
【００６６】
本実施の形態における被処理水の濃縮方法及び濃縮装置２００によれば、正浸透による被処理水の濃縮を複数回実施し、かつ第１の濃縮部１１０において、実施の形態２よりも塩濃度が高い高濃度塩水を用いている。このため、要するエネルギーをより低減して、被処理水の濃縮を大規模に行うことができると共に、被処理水をより一層濃縮することができる。
【００６７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、各実施の形態の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１００，２００ 濃縮装置、１１，１１１，１２１ 被処理水収容部、１２，１１２，１２２ 高濃度塩水収容部、１３，１１３，１２３ 半透膜、１１０ 第１の濃縮部、１２０ 第２の濃縮部、１３０ 高濃度塩水供給部、１４０ 被処理水供給部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水と、前記被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜を介して接触させ、正浸透により前記被処理水を濃縮する方法において、
前記高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴とする、被処理水の濃縮方法。
【請求項２】
前記高濃度塩水は、海水または鹹水であることを特徴とする、請求項１に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項３】
前記被処理水は、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、及び汚泥を含有する水の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項４】
第１の濃縮部において、前記被処理水と、前記高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により前記被処理水を濃縮する工程と、
第２の濃縮部において、前記第１の濃縮部で濃縮した前記被処理水と、前記高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により前記被処理水を濃縮する工程とを備えたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項５】
前記第１の濃縮部において用いる前記高濃度塩水は、前記第２の濃縮部において希釈された前記高濃度塩水であることを特徴とする、請求項４に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項６】
被処理水を収容する被処理水収容部と、
前記被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部と、
前記被処理水収容部と前記高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ前記被処理水と前記高濃度塩水とを接触させて正浸透により前記被処理水の濃縮を可能にする半透膜とを備え、
前記高濃度塩水収容部は、前記高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする、被処理水の濃縮装置。
【請求項７】
被処理水を収容する第１の被処理水収容部と、前記被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部と、前記第１の被処理水収容部と前記第１の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ前記被処理水と前記第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により前記被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜とを含む第１の濃縮部と、
前記第１の被処理水収容部で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部と、前記濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部と、前記第２の被処理水収容部と前記第２の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ前記濃縮被処理水と前記第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により前記濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜とを含む第２の濃縮部と、
前記第１の濃縮部で濃縮された前記濃縮被処理水を、前記第２の濃縮部の前記第２の被処理水収容部に供給する被処理水供給部とを備え、
前記第１の高濃度塩水収容部及び／または前記第２の高濃度塩水収容部は、前記第１の高濃度塩水及び／または前記第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする、被処理水の濃縮装置。
【請求項８】
前記第２の濃縮部で希釈された第２の高濃度塩水を、前記第１の濃縮部の前記第１の高濃度塩水収容部に前記第１の高濃度塩水として供給する高濃度塩水供給部をさらに備えたことを特徴とする、請求項７に記載の被処理水の濃縮装置。
【請求項１】
被処理水と、前記被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水とを半透膜を介して接触させ、正浸透により前記被処理水を濃縮する方法において、
前記高濃度塩水として、自然界に存在する水を用いることを特徴とする、被処理水の濃縮方法。
【請求項２】
前記高濃度塩水は、海水または鹹水であることを特徴とする、請求項１に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項３】
前記被処理水は、汚染物を含有する水、有価物を含有する水、及び汚泥を含有する水の少なくともいずれかを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項４】
第１の濃縮部において、前記被処理水と、前記高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により前記被処理水を濃縮する工程と、
第２の濃縮部において、前記第１の濃縮部で濃縮した前記被処理水と、前記高濃度塩水とを半透膜を介して正浸透により前記被処理水を濃縮する工程とを備えたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項５】
前記第１の濃縮部において用いる前記高濃度塩水は、前記第２の濃縮部において希釈された前記高濃度塩水であることを特徴とする、請求項４に記載の被処理水の濃縮方法。
【請求項６】
被処理水を収容する被処理水収容部と、
前記被処理水よりも塩濃度が高い高濃度塩水を収容する高濃度塩水収容部と、
前記被処理水収容部と前記高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ前記被処理水と前記高濃度塩水とを接触させて正浸透により前記被処理水の濃縮を可能にする半透膜とを備え、
前記高濃度塩水収容部は、前記高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする、被処理水の濃縮装置。
【請求項７】
被処理水を収容する第１の被処理水収容部と、前記被処理水よりも塩濃度が高い第１の高濃度塩水を収容する第１の高濃度塩水収容部と、前記第１の被処理水収容部と前記第１の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ前記被処理水と前記第１の高濃度塩水とを接触させて正浸透により前記被処理水の濃縮を可能にする第１の半透膜とを含む第１の濃縮部と、
前記第１の被処理水収容部で濃縮された濃縮被処理水を収容する第２の被処理水収容部と、前記濃縮被処理水よりも塩濃度が高い第２の高濃度塩水を収容する第２の高濃度塩水収容部と、前記第２の被処理水収容部と前記第２の高濃度塩水収容部との間に配置され、かつ前記濃縮被処理水と前記第２の高濃度塩水とを接触させて正浸透により前記濃縮被処理水の濃縮を可能にする第２の半透膜とを含む第２の濃縮部と、
前記第１の濃縮部で濃縮された前記濃縮被処理水を、前記第２の濃縮部の前記第２の被処理水収容部に供給する被処理水供給部とを備え、
前記第１の高濃度塩水収容部及び／または前記第２の高濃度塩水収容部は、前記第１の高濃度塩水及び／または前記第２の高濃度塩水として、自然界に存在する水を収容することを特徴とする、被処理水の濃縮装置。
【請求項８】
前記第２の濃縮部で希釈された第２の高濃度塩水を、前記第１の濃縮部の前記第１の高濃度塩水収容部に前記第１の高濃度塩水として供給する高濃度塩水供給部をさらに備えたことを特徴とする、請求項７に記載の被処理水の濃縮装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３６１２４（Ｐ２０１２−２３６１２４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５４８６（Ｐ２０１１−１０５４８６）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（５０４１５０４５０）国立大学法人神戸大学 (421)
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（５０４１５０４５０）国立大学法人神戸大学 (421)
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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