JP2019167331A - アミン化合物、作業媒体及び水処理システム - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態に係る水処理システムを図1に示す概略図を参照して説明する。図1に示す第1実施形態に係る水処理システム100は、被処理水Aを収容する第1チャンバー13と作業媒体B(ドロー溶液)を収容する第2チャンバー14とを区画する浸透膜12を備える第1処理容器(図示せず)を有する浸透圧発生器1と濃縮器2において、浸透圧発生器1で作業媒体Bが浸透圧を誘起し、濃縮器2において、作業媒体Bを加熱することで、作業媒体Bが精製された水と濃縮された作業媒体Bに相分離する。したがって、低コストに水処理できる。
相分離率(%)=100−相分離時の水相側濃度*相分離時の水相側体積)/(均一溶液のときの作業媒体の濃度*均一溶液のときの作業媒体の体積)
作業媒体Bの濃縮には、固−液分離、又は、液−液分離を行う。作業媒体Bはこの工程によって濃縮され、再び浸透圧を誘起しやすい媒体となる。従って、実施形態では、低ランニングコストで水処理が行われる。
次に、水処理システムの1つの例である脱塩システムを図2に示す概略図を参照して説明する。第2実施形態において、第1チャンバー13、被処理水A、第2チャンバー14、作業媒体Bと浸透膜12は、第1実施形態、第2実施形態と共通する。被処理水Aは、海水などの塩水(塩化ナトリウム水溶液)である。第2実施形態に用いられる作業媒体Bは、第1実施形態の作業媒体Bである。図2以降では、水処理システム中の被処理水、作業媒体と水の符号は示していないが、これらの符号は、図1の水処理システムと共通する。実施形態2は、脱塩システムであるため、被処理水Aは塩水であるが、濃縮システムなどであれば、被処理水Aは、塩水に限られず、第1実施形態に記載した被処理水Aなどが用いられる。
次に、第3実施形態に係る水処理システムの1つの例である浸透圧発電システム300を図3に示す概略図を参照して説明する。なお、図3において図2と同様な部材は同符号を付して説明を省略する。第3実施形態に用いられる作業媒体は、第1実施形態の作業媒体Bである。
エチル 4‐{3‐[4‐(エトキシカルボニル)ピペラジン‐1‐イル]プロピル}ピペラジン‐1‐カルボキシレートを用いた相分離試験は前述した方法で行った。その結果を図4に示す。濃度によって相分離率が異なるが、どの濃度でも70℃が最も効率良く分離した。
エチル 4‐{3‐[4‐(エトキシカルボニル)ピペラジン‐1‐イル]プロピル}ピペラジン‐1‐カルボキシレート33wt%を作業媒体として利用し、正浸透試験を以下の通りに行った。FOセルにHTI社製CTA−ES膜をセットし、膜の活性面側に被処理水として純水を入れ、その後、支持層側に作業媒体を入れた。作業媒体を入れ終わった時間を0分とし、20分静置した。試験後、活性面側の液体の重量を測定し、液体の比重を1として試験前後の差分から透過流束(Jw)を算出した。また、試験後の被処理水中の全有機炭素濃度を全有機炭素計で測定し、溶質の損失(Js)を算出した。その結果を表1に示す。
エチル 4‐{3‐[4‐(エトキシカルボニル)ピペラジン‐1‐イル]プロピル}ピペラジン‐1‐カルボキシレート33wt%に100%CO2ガスをバブリングしたものを作業媒体として利用した以外は実施例2と同様に試験を行った。結果を表1に示す。
1,1´‐(1,3-プロパンジイル)ビス-ピロリジン33wt%を作業媒体として利用した以外は実施例2と同様に試験を行った。結果を表1に示す。
B…作業媒体、
C…水
1…浸透圧発生器、
2…濃縮器、
3…濃縮作業媒体タンク、
4…精製水タンク、
5…逆浸透膜分離器、
6…回転体
7…圧力交換器
12…浸透膜、
13…第1チャンバー、
14…第2チャンバー、
15…被処理水タンク、
16…第1ポンプ、
17…第2ポンプ、
18…第3ポンプ、
41…開閉弁、
51…第2処理容器、
52…逆浸透膜(RO膜、NF膜)、
53…第3チャンバー、
54…第4チャンバー、
100…水処理システム、
101…パイプライン、
200…脱塩システム、
300…浸透圧発電システム
Claims (10)
- 前記アミン化合物は、エチル 4‐{3‐[4‐(エトキシカルボニル)ピペラジン‐1‐イル]プロピル}ピペラジン‐1‐カルボキシレート、プロピル 4‐{3‐[4‐(プロポキシカルボニル)ピペラジン‐1‐イル]プロピル}ピペラジン‐1‐カルボキシレート、又は1,1´‐(1,3-プロパンジイル)ビス-ピロリジンである請求項1に記載のアミン化合物。
- 水と請求項1又は2に記載のアミン化合物とを含み、かつ、所定の温度以上に上昇すると相分離する作業媒体。
- 前記相分離は固−液分離又は液−液分離である請求項3に記載の作業媒体。
- 前記所定の温度より下降すると一相の水溶液になる請求項3又は4に記載の作業媒体。
- 前記作業媒体中の前記アミン化合物の濃度は10質量%以上70質量%以下である請求項3から5のいずれか1項に記載の作業媒体。
- 被処理水を収容する第1チャンバーと、浸透圧を誘起する請求項3から6のいずれか1項に記載の作業媒体を収容する第2チャンバーと、前記第1チャンバーと前記第2チャンバーとを区画する浸透膜と、を備える浸透圧発生器と、前記作業媒体を加熱する加熱手段を有する濃縮器とを具備する水処理システム。
- 回転体をさらに有し、前記浸透圧の誘起によって、水流を生じさせ、前記水流によって前記回転体を回転させて発電させる請求項7に記載の水処理システム。
- 前記水流は前記第2チャンバーから前記濃縮器へ向かう請求項8に記載の水処理システム。
- 前記水流は、前記濃縮器から前記第2チャンバーへ向かう請求項8又は9に記載の水処理システム。
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