JPH02293023A - 膜分離の組合せ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 クリーナー用の溶質および溶剤の膜による分離技術、特
に小さい膜表面積を用いるより効率的な分離技術が開発
されている。逆浸透、ナノフイルトレーション、膜蒸留
、透析蒸発、液体支持膜、共役輸送および膜コンタクタ
ーの膜プロセスを用いる分離プロセスは知られている。

エネルギー効率排水処理のために、逆浸透を溶剤交換、
蒸留または蒸発のような相変化プロセスと組合せること
は提案されている（レイ氏ほかｒＪ．Ｍｅｍｂ．Ｓｃｉ
．Ｊ２８．　８？（　１９８６））。また、逆浸透を透
析蒸発と連続して組合せて、水を溶剤混合物から２段階
で選択的に分離することは提案されているｒＥｘｔｅｎ
ｄｅｒＡｂＳｔｒａＣｔＳＪページＣ２３，インターナ
ショナル　メンブラン　テクノロジー　コンフエレンス
，オーストラリア国シドニー，（１９８８年１１月１５
〜１７日）参照）。しかしながら、各構成部分分離プロ
セスが両循環流の部分であるようにある膜分離を組合せ
ることによって溶質／溶剤分離において実現できる効率
的な技術は考察されていない。この場合、１または２種
以上の溶質分離プロセスの残留物（またはラフィネート
）は溶剤分離プロセスの供給流を含んでおり、および溶
剤分離プロセスの残留物は溶質分離プロセスのための供
給流の部分を形成するか、またはこの逆の状態からなる
。

本発明は、溶剤および少なくとも、１種の溶質を含有す
るプロセス流から溶剤および溶質を除去する方法を含ん
でいる。方法は、溶剤をプロセス流から選択的に除去す
る溶剤除去プロセスを含んでおり、この溶剤除去プロセ
スは溶剤に富んだ部分および溶剤に乏しい部分を形成し
、および逆浸透、ナノフィルトレーション、膜蒸留およ
び透析蒸発のプロセスから選択し、溶剤除去プロセスは
プロセス流から溶質を選択的に除去する少なくとも１つ
の選択溶質除去プロセスと組合せることができ、この選
択溶質除去プロセスは溶質に富んだ部分および溶質に乏
しい部分を形成し、および透析蒸発、液体支持膜、共役
輸送および膜コンタクターを利用するプロセスから選択
する。溶剤および溶質除去プロセスは再循環流の部分に
適用するように組合せ、この場合再循環流には次の関係
が存在する：（ｌ）選択溶質除去プロセスの溶質の乏し
い部分が溶剤除去プロセスのための供給流を含み、およ
び溶剤除去プロセスの溶剤に乏しい部分をプロセス流と
合せて選択溶質除去プロセスへの供給流を形成するよう
にするか；または（２）溶剤除去プロセスの溶剤に乏し
い部分が選択溶質除去プロセスのための供給流を含み、
および選択溶質除去プロセスの溶質に乏しい部分をプロ
セス流と合せて溶剤除去プロセスへの供給流を形成する
ようにする。

本発明においては、通常の膜分離を独特な手段で組合せ
ることによって驚くべき相乗効果を生ずる多くの効率的
なハイブリッド膜分離プロセスを提供することができる
。

本発明における各ハイブリッド分離プロセスの一般的な
特性としては、各構成部分膜分離プロセスが次の２つの
関係のうち１つの関係を有する再循環流の部分を含んで
いる。この関係としては、（１）ｌまたは２以上の溶剤
除去プロセスの残留物（またはラフィネート）が溶剤除
去プロセスのための供給材料を含み、および溶剤分離プ
ロセスの残留物が溶質分離プロセスのための供給材料の
部分を形成するようにするか；または（２）溶剤除去プ
ロセスの残留物が溶質除去プロセスのための供給材料を
含み、および溶質除去プロセスの残留物が溶剤除去プロ
セスへの供給材料の部分を形成するようにする。

逆浸透（　ｒＲＯ」）の膜分離プロセスはよく知られて
おり、一般に拒否（ｒｅｊｅｃｔｉｎｇ）　Ｌながら、
加圧下で水を膜に選択的に通すことによって、または非
水性成分を一般に７，０３１　〜７０．３０７ｋｇ／　
ｃｒｎ”（１００〜１０００ｐｓ　ｉ　）の範囲で透過
しないようにすることによって懸濁および溶解材料をそ
の水懸濁物または水溶液から除去することを含んでいる
。

ナノフィルトレーション（ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏ
ｎ）プロセスは、しばしば「低圧」または「ルーズ（ｌ
ｏｏｓｅ）．＋ＲＯと称されており、このナノフィルト
レーションプロセスは、実際上、一般に多くの開放膜（
ｏｐｅｎｍｅｍｂｒａｎｅｓ）を用い、一般に１４．４
１３ｋｇ／　ａｍ２（２５０ｐｓｉ）以下の低い圧力範
囲で操作する逆浸透形式である。

拒否性（ｒｅ　ｊｅｃ　ｔ　ｉｏｎ　）は一価陰イオン
を有する塩および１５０以下の分子量を有する非イオン
化有機物について低く、および二価および多価陰イオン
を有する塩および３００以上の分子量を有する有機物に
ついて高くなる。

膜蒸留（ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ
）（　ｒＭＤＪ　）は乾燥疎水性微孔質膜を用いて水性
供給材料流から留出物流を分離するのに利用する蒸発プ
ロセスである。適用温度または活性差は蒸気圧差を生じ
させて膜を横切る気体種の通路を生ずる。膜は気相に選
択的に向けて液相を１　００Ｘ拒否するようにする。

実際上、気相内において、膜は個々の気体種に対して非
選択的である。ＭＤにおいて達成される流束（ｆｌｕｙ
：）および分離は蒸発および凝縮表面における蒸気／液
体平衡によって決定される。一般的な適用において、Ｍ
Ｄは塩および巨大分子のような溶解溶質から蒸留水を生
成する。溶剤および溶質の個々の流束は膜のいずれかの
側におけるその個々の蒸気圧に影響される。一般に、水
溶液／有機溶液の〜ＩＤは低濃度、一般に５重量Ｓ以下
の有機溶質に制限される。

透析蒸発（ｐｅｒｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）　（　　ｒＰ
ｖａｐ」）は溶剤および少なくとも１種の溶質を含む液
体混合物の成分を分離することのできる膜分離プロセス
である。比較的に低濃度の汚染物を含有する供給流は、
（１）大部分の溶剤を含有する精製された流れ、および
（２）若干の溶剤および実際にはすべての液体溶質を含
有する低容量の濃縮物流に分離するのに、特に効果的で
ある。Ｐｖａｐは、透過物をその飽和蒸気圧以下に維持
することによって逆浸透プロセスに与える浸透圧の制限
を回避する。透過物圧は二三の手段、すなわち、真空ポ
ンピング、ガス　スイーピング、および液体としての凝
縮および除去によって下げることができる。蒸発作用の
熱は透過フラクションに供給する。実際の透析蒸発にお
いて、供給流は周囲圧において膜の上流側の向こう側に
向う液体混合物であり、また気相透過物は膜の下流側を
低圧力に維持することによって取出す。

Ｐｖａｐ膜を横切る溶質の流束は流れ中の溶質の濃度に
比例する。

液体支持膜（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ−ｌｉｑｕｉｄ　ｍｅ
ｍｂｒａｎｅｓ）（　ｒＳＬＭ　Ｊ　）は高分子固体膜
の細孔内に含有する供給液体溶剤を含み、それ故、膜マ
トリックス内に「支持］される「液体膜」を構成する。

単一溶質の場合には、供給流に存在する中性溶質、一般
にプロトン化酸（ｐｒｏｔｏｎａｔｅｄ　ａｃｉｄｓ）
または非帯電塩基は、膜細孔に存在する溶剤に溶解する
。液体膜と供給流との界面における液体膜中の溶質の濃
度と、供給流中の溶質濃度との割合は供給流と膜に含有
する溶剤との溶質との間の分配係数によって与えられる
。次いで、膜内の溶剤への溶質分配はその濃度勾配を生
成物（ｐｒｏｄｕｃｔ）またはストリップ（ｓｔｒｉｐ
）　ｍ液に分配する膜の反対側に向って下げるように拡
散する。ある場合には、駆動力はストリップ溶液（酸性
溶質の場合には塩基性ストリップ溶液および塩基性溶質
の場合には酸性ストリップ溶液）のｐＨを調整すること
によって高めることができる。生成物溶液のｐＨのため
に、溶質はそのイオン形態に転化し、ストリップ溶液に
おける中性溶質の濃度をゼロ近くに維持し、供給流から
ストリップ溶液に拡散する駆動力を維持する。

この装填のために、溶質のイオン種は膜内の液体溶剤に
実質的に不溶であり、このために供給流に対して反対方
向に膜を横切って背後に拡散できなくなる。それ故、溶
質の供給側の濃度を極めて低いレベルに下げることがで
きると共に、生成物側に極めて高いレベルを達成するこ
とができる。［ＳＬＭ　Ｊは拡散抵抗を最小にできるよ
うに薄くする必要があるから、膜は供給流とストリッピ
ング流との間の２．　１０９　ｋｇ／　ｃｍ２（３０ｐ
ｓｉ）以下程度の圧力差に耐えるのに十分に強くする必
要があり、また溶質拡散に対して十分な面積を有し、か
つ十分な溶剤を保持するのに十分な厚さにする必要があ
る。

ＳＬＭストリッピング流はワンーパス（ｏｎｅ−ｐａｓ
ｓ）低濃度ストリップ溶液にするか、または高濃度で放
出し、かつ実質的にゼロ濃度に新らたに作られる再循環
流にすることができる。

共役輸送（ｃｏｕｐｌｅｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）（　
ｒＣＴＪ　）は、膜の供給側と接触する水溶液から金属
イオンを抽出するのに、および膜の透過側の水性生成物
またはストリップ溶液にイオンを遊離するのに一般に用
いられる膜分離プロセスである。膜の細孔は関係する金
属イオンに対し特定される錯化材を含有する有機液体抽
出剤で充填し、電気的中性は回収される金属イオンの外
に膜を通る他のイオンを除去することによって保持され
る。共役輸送は対向輸送機構または共輸送機構によって
生ずる。

ＣＴの対向輸送機構は次の式： ｐ，　＋　ＢＣ　　ＡＢ＋　Ｃ （式中、Ａは供給溶液中の関係するイオンを示し、Ｂは
錯化剤を示し、およびＣは供給溶液に移動して電気的中
性を維持するＡイオンに対する電荷を有する［共イオン
（ｃｏ−ｉｏｎｓ）　Ｊを示す）で示すことができる。

供給溶液および生成物溶液を分離する膜における錯化剤
Ｂは膜の供給側で錯体ＡＢを形成し、次いで膜の生成物
側に拡散する。この場合、反応はＣイオンの高い濃度に
よって逆転する。Ａイオンは生成物溶液に遊離し、およ
び錯体ＢＣは錯化剤Ｂ、および供給溶液に後方に拡散す
るＣイオンを形成する。かように、錯化剤Ｂは「シャト
ル」として作用し、膜の１側におけるイオンを捕捉し、
このイオンを反対側に通過させ、および共イオンを反対
側方向に通過させることによって必要な電気的中性を保
持する。シャトル　プロセスについてのエネルギーは、
主として共イオンＣの濃度勾配によって得られる。プロ
セスは、共イオンＣの十分に大きい勾配を存在するとい
う条件で、イオンＡの輸送における濃度勾配が小さい（
または負の）場合でも生ずる。

ＣＴの共輸送機構は次の式： Ａ　＋　Ｄ　＋　Ｅｖ−ＡＤＨ （式中、Ａは供給溶液における関係するイオンを示し、
Ｄは供給溶液に存在し、かつＡイオンの電荷とは反対の
電荷を有する「対イオン」を示し、およびＥは膜におけ
るＡ一特異的錯化剤を示す）で示すことができる。膜に
おける錯化剤Ｅは供給溶液中のイオンを有する錯体ＡＤ
Ｅを形成し、この錯体ＡＤＥは膜の生成物側に拡散する
。生成物側において、生成物溶液におけるイオンＤの濃
度の減少によって、錯体はＡおよびＤを生成物溶液に遊
離することによって解離する。次いで、錯化剤Ｅは膜の
供給側に後方に拡散する。Ｄの十分に大きい濃度差が膜
を横切って存在する場合には、イオンＡは、イオンＡの
濃度が供給溶液におけるより高い場合でも、生成物溶液
に流れる。このプロセスは、関係するイオンおよび対イ
オンが共に膜を横切るために、［共輸送（ｃｏ−ｔｒａ
ｎｓｐｏｒｔ）Ｊと称せられている。本発明におけるＣ
Ｔについての膜の特に好ましい形態は米国特許第４４３
７９９４号明細書に記載されている中空繊維膜である。

生成物またはストリップ流は低い溶質濃度の一回通過ま
たは高い溶質濃度の再循環流、および生成物放出および
新らたに作られる流れを含む。

膜コンタクター（ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｃｏｎｔａｃｔｏ
ｒｓ）（　Ｉ’ＭＣＪ　）は、好ましくは中空繊維配置
の微孔質膜を用いて、２種の相互不溶性液体（通常、一
方において水性液体で、他方において有機液体）との間
の界面接触についての支持体を確立する溶質を抽出する
他の膜分離プロセスを含んでいる。一方の液体は供給液
体を含むと共に、他の液体は抽出剤を含んでおり、関係
する溶質は両液体に溶解する。塩基性ＭＣプロセスは、
溶質をよ《溶解する液体で微孔質膜をぬらし、２種の相
互不溶性液体間の界面を湿潤微孔質膜の表面に固定化し
、および溶質を抽出剤液体で抽出することを含んでいる
。抽出剤液体はＣＴ膜におけると同様に作用する錯化剤
を含有することができる。溶質が水性供給流に存在し、
かつ所望の生成物が水性流における純粋な溶質である場
合には、溶質は一方の水性流から他方に直接に抽出する
ことができない。抽出液体を再使用する必要がある場合
、または溶質を異なる溶剤（例えば水性対有機抽出剤液
体）に存在させる必要がある場合には、溶質を含有する
抽出剤溶液を他のＭＣに供給するのが好ましく、この場
合溶質は好ましい生成物溶剤に再び抽出される。この第
２の抽出は１度駆動するか、またはＳＬＭおよびＣＴに
つい・て上述するようにｐＨの変化によって高めること
ができる。ＭＣ分離プロセスについては欧州特許第０２
４６０６５号明細書に記載されている。

次に、本発明を添付図面について説明する。

第１ａ図は本発明における１例のハイブリッド分離シス
テムを示しており、逆浸透（ＲＯ）を透析蒸発（Ｐｖａ
ｐ）と組合せて有機物質、例えばフェノールまたはトリ
クロロエチレンを含む溶質から水を溶剤として分離する
。水および有機物質の混合物を含む供給流は、先づ関係
する有機溶質を選択的に透過する適当な透析蒸発膜に供
給する。次いで、有機物質の少ないまたは溶質の乏しい
残留物部分をＲＯ膜の供給側に直接に供給する。この膜
は、有機物質を拒否し、かつ水をＲＯ膜に透過すること
によって溶剤としての水を除去する。有機物質の濃縮さ
れたＲＯ残留物はプロセス流と合せて他の分離サイクル
のための供給流を形成する。

第１ｂ図は第１ａ図に示すと同じハイブリッド分離シス
テムを示しているが、但し供給流を最初にＲＯ膜に供給
し、ＲＯ残留物または溶剤除去プロセスの溶剤に乏しい
部分はＰｖａｐまたは溶質除去プロセスについての供給
流を含み、および溶質に乏しいＰｖａｐ残留物はプロセ
ス流と合せて他のサイクルについての供給流を形成して
いる。

第１ａおよびｌｂ図に示すハイブリッド分離システム操
作による全効果はプロセス供給流から溶剤および溶質を
分離することである。しかしながら、以下に詳述するよ
うに、上述する２つのプロセスの組合せでは、プロセス
を単一で、または組合せた場合でも本発明による組合せ
ではないプロセスから得られる分離より効率の高い分離
が得られるかは明らかでない。分離における改良のほか
に、第１ａおよびｌｂ図のハイブリッド　システムは、
次に示す多くの他の利点、すなわち、Ｐｖａｐ膜がこれ
に支持された供給流中の高濃度の有機物質によって高い
流束を有すること；ＲＯ膜がＲＯ供給流中の低濃度の有
機物質によって汚れの確度が少ないこと：必要とされる
低いＲＯ回収の有効性により、小さいＲＯ膜表面積につ
いての要求に応じることができること：供給流における
有機溶質の低い濃度のために、ＲＯ透過物中の有機溶質
の濃度が低いこと；および両ＲＯ膜およびＰｖａｐ膜の
組成および表面積、並びに操作条件を変えて分離の純度
および濃度を最小のコストにする最小の膜表面積と適合
させることによって全分離プロセスの適応性を高めるこ
とができる利点を含んでいる。

第２ａ図は本発明における１例のハイブリッド分離シス
テムを示しており、この場合ＲＯを液体支持膜（ＳＬＭ
）と組合せて他の有機成分、例えばホップ抽出物からの
ベータ酸を含む溶質から水を溶剤として分離する。この
場合、水およびホップ酸の混合物を含む供給流を、初め
に水を透過するが、しかし関係する有機溶質を拒否する
ＲＯ膜に供給する。

溶剤除去ＲＯプロセスの溶剤に乏しい部分を含むＲＯ残
留物はＳＬＭプロセスについての供給流にし、このＳＬ
Ｍプロセスは、その供給側に溶質に対して選択的な抽出
剤、および抽出剤から溶質を遊離するＳＬ〜１の透過側
にストリッピング溶液を与えることによって、有機溶質
を選択的に除去する。次いで、溶質の少ないＳＬＭ残留
物を多くの水を除去するＲＯ供給流および他のサイクル
において濃縮された溶質と合せる。

第２ｂ図は第２ａ図と同じハイブリッド分離システムを
示しているが、しかし供給流を、最初に、溶質およびＳ
ＬＭ残留物を除去するためにＳＬＭに、またはＲＯ溶剤
除去プロセスにおける供給流を作るＳＬＭ溶剤除去プロ
セスの溶質に乏しい部分に供給し、溶剤に乏しいＲＯ残
留物をプロセス流と合せて他の分離サイクルについての
供給材料を形成するようにしている。

第２ａおよび２ｂ図のハイブリッド　システムは相乗的
分離能力を示し、次に示す多くの他の利点、すなわち、
Ｓ巳！に支持された供給流中の高濃度の有機物質により
ＳＬＭについての流束が高いこと：ＲＯ供給流における
ＲＯ透過物の不純物の濃度が低いためにＲＯ透過物中の
不純物が少ないこと；システムを操作するのに要するＲ
Ｏ回収が低いために小さいＲＯ膜表面積についての要求
に応じられること；供給流における有機溶質の濃度が低
いために、ＲＯ透過物中の有機溶質の濃度が低いこと；
および両ＲＯ膜およびＳＬＭ膜の組成および表面積、並
びに操作条件を変えて必要な純度および濃度条件を最小
膜表面積と適合させることによって全プロセスの適応性
を高めることができる利点を含んでいる。

第３ａ図は、ＲＯを共役輸送と組合せて金属イオン（Ｍ
＋）溶質を水から分離する本発明における１例のハイブ
リッド分離システムを示している。金属イオン水溶液を
適当なＣＴ膜に供給する。この適当なＣＴ膜には膜の供
給側において金属イオンを錯化する担体を設け、更に膜
の透過側に金属イオンを担体から遊離するストリップま
たは生成物溶液を与えるようにする。電気的中性を保持
する共イオンはＨ＋である。金属イオンの減少したＣＴ
残留物は溶剤としての水を除去するＲＯ膜についての供
給流を含んでいる。溶剤が減少し、かつ金属イオンが濃
縮されたＲＯ残留物はプロセス流と合せて他の分離サイ
クルについての供給材料を形成する。

第３ｂ図は第３ａ図に示すハイブリッド分離システムの
他の例を示しており、供給流を最初にＲＯ膜およびＲＯ
残留物に供給し、また溶剤除去プロセスの溶剤に乏しい
（溶質に富んだ）部分がＣＴ溶質除去プロセスについて
の供給流を含むと共に、溶質に乏しいＣＴ残留物をプロ
セス流に合せて他の分離サイクルについての供給流を形
成するようにする。

優れた相乗的分離能力のほかに、第３ａおよび３ｂ図に
示すハイブリッド　システムはＣＴ供給流中の金属イオ
ンの濃度が高いことによってＣＴ流束が高いこと；ＲＯ
供給流中の金属イオンの濃度が低いためにＲＯ透過物に
おける金属イオン濃度が低いこと；低いＲＯ回収のため
に小さいＲＯ膜表面積についての要求に応じることがで
きることなどの付加的な利点を与えることかできる。

第４ａ図は本発明におけるハイブリッド分離システムの
１例を示しており、この場合ＲＯを膜コンタクタ−（Ｍ
Ｃ）プロセスと組合せて溶剤としての水を金属イオン（
Ｍ”）溶質から分離するようにする。

金属イオン水溶液を適当なＭＣ一タイプ膜に供給し、こ
の膜には適当な水不混和性有機液体抽出剤を与え、また
はこれには錯化剤を含有させてＣＴ膜と同様に行って金
属イオンを膜の透過側から抽出し、次いで再循環液体抽
出剤から除去するか、または他の手段で処理するかまた
はシステムから除去する。金属イオンの減少したＭＣ残
留物はＲＯ膜への供給流を形成し、この場合水を除去し
、金属イオンに富んだＲＯ残留物をプロセス流と合せて
金属イオン抽出などの他のサイクルについての供給流に
する。

第４ｂ図は第４ａ図に示すハイブリッド　システムの逆
の状態を示しており、この場合、最初に金属イオン水溶
液をＲＯ膜に供給し、溶剤の減少した（金属イオンに富
んだ）　ＲＯ残留物はＭｅ一タイプ膜への供給流を含み
、ＭＣ残留物をプロセス流と合せて再循環する供給流に
する。

第４ａおよび４ｂ図に示すＲＯ／ＭＣハイブリッド　シ
ステムの相乗的分離能力のほかに、システムは同様の利
点を上述する他のハイブリッド　システムに与える。Ｍ
Ｃプロセスについての供給流濃度が高いために、このプ
ロセスは高い流束を有し、ＲＯ膜はＲＯ供給流における
金属イオン濃度が低いために不純物が少なくなり、小さ
いＲＯ膜表面積の要求に応じるようにでき、および第２
の異なるタイプの膜を包含するためにハイブリッド　プ
ロセスにおける適応性が高くなる。

第５ａ〜５ｆ図は本発明における１例のハイブリッド分
離システムの種々の例を示しており、この場合ＲＯを１
プロセス以上の溶質除去プロセス、すなわち、ＳＬＭプ
ロセスおよびＰｖａｐプロセスと組合せて溶剤としての
水、および２種の有機成分、例えばエタノールおよびく
えん酸を含む溶質を分離するようにしている。

第５ａ図は供給流、例えば発酵ブイヨンを示しており、
この主成分は水、エタノールおよびくえん酸であり、こ
の供給流を最初に大部分のくえん酸および若干のエタノ
ールをはねつけると同時に、水を透過する適当なＲＯ膜
に供給する。次いで、溶剤に乏しいＲＯ残留物を支持液
体膜の供給側に向けて供給し、この支持液体膜には１種
の溶質、すなわち、くえん酸に特異的な水不混和性液体
抽出剤を与え、更にストリップ水溶液を与えて抽出溶質
を遊離させ、これを溶液に浸出させる。水に関して、な
お溶剤に乏しいＳＬＭ残留物は、エタノールを除去する
ように選定する透析蒸発膜への供給流を含んでいる。次
いで、この膜からの残留物をプロセス流と合せて他の分
離サイクルについての供給流を形成するようにする。

第５ｂ図は第５ａ図に示すハイブリッド　システムの６
つの可能な変形状態の他の例を示しており、この場合、
最初に発酵ブイヨンをＳＬＭ膜に供給し；くえん酸に関
する溶質に乏しいＳＬＭ残留物はＰｖａｐ膜への供給流
を含み；くえん酸およびエタノールに関する溶質の乏し
いＰｖａｐ残留物はＲＯ膜への供給流を含み；および溶
剤の減少したＲＯ残留物はプロセス流と合せて再循環す
る供給流を形成するようにしている。

第５ｃ図は第５ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この場合、最初に、発酵ブイヨ
ンをＰｖａｐ膜に供給し、エタノールに関する溶質に乏
しいＰｖａｐ残留物はＳＬＭ膜への供給流を含み；両溶
質に関する溶質に乏しいＳＬＭ残留物はＲＯ膜への供給
流を含み；および溶剤の減少したＲＯ残留物をプロセス
流に合せて再循環する供給流を形成するようにする。

第５ｄ図は第５ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この場合、最初に発酵ブイヨン
をＲＯ膜に供給し；溶剤の減少したＲＯ残留物はＰｖａ
ｐ膜への供給流を含み；エタノールに関する溶質に乏し
く、かつ溶剤の減少したＰｖａｐ残留物はＳＬＭ膜への
供給流を含み；およびＳＬＭ残留物をプロセス流と合せ
て再循環する供給流を形成するようにする。

第５ｅ図は第５ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この場合、最初に発酵ブイヨン
をＰｖａｐ膜に供給し；エタノールに関する溶質に乏し
いＰｖａｐ残留物はＲＯ膜への供給流を含み；溶剤の減
少したＲＯ残留物はＳＬＭ膜への供給流を含み；および
両溶質に関する溶質に乏しいＳＬＭ残留物をプロセス流
と合せて再循環する供給流を形成するようにする。

第５ｆ図は第５ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この場合、最初に発酵ブイヨン
をＳＬＭ膜に供給し；くえん酸に関する溶質に乏しいＳ
ＬＭ残留物はＲＯ膜への供給流を含み：溶剤の減少した
ＲＯ残留物はＰｖａｐ膜への供給流を含み；および両溶
質に関する溶質に乏しいＰｖａｐ残留物をプロセス流に
合せて再循環する供給流を形成する。

第５ａ〜５ｆ図に示すハイブリッド　プロセスにおてい
、両ＳＬＭおよびＰｖａｐ膜はそれぞれの供給流におけ
る有機物質の高い濃度によって高い流束を有しており、
ＲＯ膜はＲＯ供給流における有機物質の低い濃度によっ
て汚れの確度が減少し、膜面積および第３の膜について
の流束を調整する能力により上述する２成分ハイブリッ
ド　プロセスより適応性が高い。

第６ａ〜６ｆ図は本発明における他の例のハイブリッド
分離プロセスの種々の変形例を示しており、この場合Ｒ
ＯをＣＴおよびＳＬＭと組合せて金属イオン（Ｍ＋）お
よび有機物質、例えばフェノールを含む溶質から水を溶
剤として分離している。

第６ａ図は、溶剤および２種の溶質を含む供給流を、最
初に適当なＣＴ膜に供給することを示しており、このＣ
Ｔ膜には金属イオンを錯化することのできる抽出剤を与
え、および更に膜の透過側において金属イオンをその錯
体から遊離し、かつ金属イオンを流出すべき溶液に担持
するか、他の手段で堆積または処理する再循環ストリッ
プまたは生成物溶液を与えるようにする。電気的中性を
保持する共イオンはＨ＋である。ＣＴ膜からの残留物を
支持液体膜に供給し、これには有機溶質を選択的に抽出
する溶剤を、および膜の透過側から有機溶質を遊離する
ストリッピング流れを与えるようにする。次いで、ＳＬ
Ｍ残留物を、水を透過するが、その残留物中に残留する
金属イオンおよび有機溶質をはねつけるＲＯ膜に供給し
、次いで残留物をプロセス流に合せて分離の他のサイク
ルについての供給流を形成するようにする。

第６ｂ図は第６ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この場合、最初に供給流をＳＬ
！ｉｆ膜に供給し；有機物質に関する溶質に乏しいＳＬ
Ｍ残留物はＣＴ膜への供給流を含み：金属イオンおよび
有機溶質の両者に関する溶質に乏しいＣＴ残留物はＲＯ
膜への供給流を含み；および溶剤の減少したＲＯ残留物
をプロセス流に合せて再循環する供給流を形成する。

第６ｃ図は第６ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この場合、最初に供給流をＲＯ
膜に供給し；溶剤の減少したＲＯ残留物はＣＴ膜への供
給流を含み；金属イオンに関する溶質に乏しいＣＴ残留
物はＳＬＭ膜への供給流を含み；および金属イオンおよ
び有機溶質の両者に関する溶質に乏しいＳＬＭ残留物を
プロセス流と合せて再循環する供給流を形成するように
する。

第６ｄ図は第６ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この場合、最初に供給流をＲＯ
膜に供給し；溶剤に乏しいＲＯ残留物はＳＬＭ膜への供
給流を含み；有機溶質に関する溶質に乏しいＳＬＭ残留
物はＣＴ膜への供給流を含み；および両溶質に関する溶
質に乏しいＣＴ残留物をプロセス流と合せて再循環する
供給流を形成するようにする。

第６ｅ図は第６ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この例においては、最初に供給
流をＣＴ膜に供給し；金属イオンの減少したＣＴ残留物
がＲＯ膜への供給流を形成し；溶剤の減少したＲＯ残留
物がＳＬＭ膜への供給流を形成し；および両溶質に関し
て減少したＳＬＭ残留物をプロセス流と合せて再循環す
る供給流を形成する。

第６ｆ図は第６ａ図に示すハイブリッド　システムの他
の変形例を示しており、この例においては：最初に供給
流をＳＬＭ膜に供給し；有機溶質に関する溶質に乏しい
ＳＬＭ残留物がＲＯ膜への供給流を形成し；溶剤の減少
したＲＯ残留物がＣＴ膜への供給流を形成し；両溶質に
関する溶質に乏しいＣＴ残留物をプロセス流と合せて再
循環する供給流を形成するようにする。

第５ａ〜５【図に示すハイブリッド　システムによる場
合のように、第６ａ〜６ｆ図に示すハイブリッドシステ
ムはＲＯ分離におけるおよび適応性に関して同じ利点を
有し、並びにそれぞれの膜への高い供給濃度のために非
・ＲＯ分離において同じ高い流束が得られる。

第７ａ〜７ｆ図は本発明におけるハイブリッド分離シス
テムの他の例を示しており、この場合ＲＯをＣＴおよび
Ｐｖａｐと組合せて金属イオン（Ｍ＋）および有機物質
、例えばトリクロロエタン（ＴＣＡ）を含む溶質から水
を溶剤として分離する。

第７ａ図においては、最初に供給流をＣＴ膜に供給し、
このＣＴ膜には金属イオンを錯化する抽出剤を、および
金属イオンを担体から遊離し、かつ金属イオンを例えば
流出（ｆ　ｆｅｅｄ−ｏｆ　ｆ　）機構によって系から
除去するストリップまたは生成物溶液を与えるようにす
る。共イオンはＨ＋である。次いで、ＣＴ残留物を透過
させる有機溶質について選択するように選定したＰｖａ
ｐ膜に供給する。次いで、Ｐｖａｐ残留物を、水を除去
するＲＯ膜に供給し、これによってＲＯ残留物中の残留
金属イオンおよび有機溶質を濃縮し、次いでこのＲＯ残
留物をプロセス流と合せて他のサイクルについてのＣＴ
膜への供給流を形成する。

第７ｂ〜７［図は第７ａ図に示すハイブリッド分離シス
テムの他の可能な変形例について示しており、この場合
、指示されている溶質一または溶剤一に乏しい残留物は
種々の選択膜分離について形成された供給流および再循
環供給流を含んでいる。第７ａ〜７ｆ図に示されている
ハイブリッド　システムでは第５および６図に示されて
いるハイブリッドシステムについてと同じすべての利点
を得ることができる。

第８ａ〜８ｆ図は本発明における他の例のハイブリッド
　システムを示しており、この場合ＲＯをＭＣおよびＰ
ｖａｐと組合せて有機物質、例えばタンパク質およびア
ルコールを含有する溶質から水を溶剤として分離するよ
うにしている。

第８ａ図において、例えば発酵ブイヨンを含む供給流を
、最初に膜コンダクターの供給側に供給し、この透過側
にブイヨンによるより高いタンパク質による親和力を有
する水不混和性抽出剤を与え、これによってタンパク質
を抽出し、タンパク質を浸出させ、または他の手段で堆
積または処理する。

次いで、膜コンダクターからの残留物を存在するアルコ
ールに対して選択する透析蒸発膜に供給して、アルコー
ルを選択的に透過させる。次いで、Ｐｖａｐ膜残留物を
ＲＯ膜に供給して水を除去し、かつタンパク質およびア
ルコールを残留物中に濃縮し、次いでこの残留物を発酵
ブイヨンと合せて他の分離サイクルについての供給流を
形成する。

第８ｂ〜８ｆ図は第８ａ図に示しているハイブリッド分
離システムの他の可能な変形例を示しており、この場合
指示されている溶質−または溶剤一に乏しい残留物は種
々の選択膜分離について作られた供給流または再循環供
給流を含んでいる。第８ａ〜８ｒ図に示しているハイブ
リッド　システムは上述する本発明におけるハイブリッ
ド分離システムと同じ利点を得ることができる。

第９ａ〜９［図は本発明における他の例のハイブリッド
分離システムを示しており、この場合ＲＯをＭＣおよび
ＳＬＭと組合せて、例えば２種の有機物質を含む溶質か
ら水を溶剤として分離するようにしている。

第９ａ図において、最初に供給流を、水を通すが、しか
し関連する２種の溶質を高い割合で拒否するＲＯ膜に供
給する。比較的に溶質に富むＲＱ残留物は１種の有機物
質を選択的に透過するＳＬＭ膜についての供給流を形成
する。■種の有機物質を富むＳＬＭ透過物は１種の濃縮
流を形成すると共に、他の有機（有機Ｂ）溶質に富むＳ
ＬＭ残留物はＭＣ分離器についての供給流を形成する。

ＭＣ分離器の膜には、その透過側に有機溶質に対して特
異な水不混和性有機抽出剤を与え、これによって有機溶
質を第２濃縮物流に抽出する。両有機溶質について減少
したＭＣ残留物をプロセス流と合せて他のサイクルにつ
いてのＲＯ膜への供給流を形成する。

第９ｂ〜９ｆ図は第９ａ図に示しているハイブリッド分
離システムの他の可能な変形例を示しており、この場合
、指示している溶質一または溶剤一に乏しい残留物は種
々の選択膜分離について作られる供給流および再循環供
給流を含んでいる。明らかなように、第９ａ〜９ｆ図に
示しているハイブリッドシステムは上述する本発明にお
けるハイブリッド分離システムと同じ利点を得ることが
できる。

第１０ａ〜１０［図は本発明における他の例のハイブリ
ッド　システムを示しており、この場合ＲＯをＭＣおよ
びＣＴと組合せて、フェノールのような有機物質および
金属イオン（Ｍ＋）を含む溶質から水を溶剤として分離
するようにする。

第１０ａ図において、最初に、溶剤および溶質を含有す
る供給流をＣＴ膜に供給し、このＣＴ膜には金属イオン
に対して特異な錯化剤を与え、更に透過側に金属錯体を
遊離する生成物またはストリップ溶液を与えて金属イオ
ンをストリップ溶液に溶解させ、この溶液から金属イオ
ンを除去するか、または他の手段で処理する。金属イオ
ンに関する溶質に乏しいＣＴ残留物をＭＣ一タイプの膜
に供給し、透過側に有機溶質に対して特異な抽出液体を
与え、これによって有機溶質を分離する。次いで、ＭＣ
タイプの膜残留物を普通の手段で水を除去するＲＣ祠に
供給し、これによって残留する溶質をＲＯ残留物に濃縮
し、次いでこの残留物をプロセス流と合せて他の分離サ
イクルについての供給流を形成する。

第１０ｂ−１０ｆ図は第１０ａ図に示しているハイブリ
ッド分離システムの他の可能な変形例を含んでおり、こ
の場合、指示されている溶質一または溶剤一に乏しい残
留物は種々の選択膜分離について作られる供給流および
再循環供給流を含んでいる。

第１０ａ〜ｌＯｆ図に示しているハイブリッド　システ
ムは上述する他のハイブリッド　システムにおけると実
質的に同様の利点を有している。

第１１ａ〜ｌｌｆ図は本発明における他の例のハイブリ
ッド分離システムを示しており、この場合ＲＯを２つの
ＳＬＭ一タイプの分離器と組合せて２種の異なる有機溶
質、例えばフェノールおよびピリジンから水を溶剤とし
て分離するようにしている。

第１１ａ図において、最初に、水に２種の有機溶質を含
む供給流を、１種の有機溶質を選択的に抽出することの
できる有機溶剤を含有する第１支持液体膜に供給し、こ
れによって供給流を有機溶質について減少させる。次い
で、第Ｉ　ＳＬＭからの残留物を他の有機溶質に対して
特異な第２有機溶剤を含有する第２ＳＬＭに供給し、こ
れによって流れを有機溶質について減少させる。第２　
ＳＬＭからの、両溶質について減少した残留物をＲＯ膜
に供給して水を除去し、残留する有機溶質をＲＯ残留物
に濃縮し、次いでこの残留物をプロセス流と合せて他の
サイクルについての供給流を形成する。

第１１ｂ〜ｌｌｆ図は第１１ａ図に示しているハイブリ
ッド分離システムの他の可能な変形例を含んでおり、こ
の場合、指示されている溶質−または溶剤一に乏しい残
留物は種々の選択膜分離について作られる供給流および
再循環供給流を含んでいる。

第１１ａ〜ｌｌｆ図に示しているハイブリッド　システ
ムは上述する他のシステムにおけると同様の利点を有し
ている。

第１２ａ〜１２ｆ図は本発明における他の例のハイブリ
ッド分離システムを示しており、この場合ＲＯを２つの
ＣＴ溶質除去分離と組合せて、例えば２種の金属イオン
（Ｍ＋およびＭ＋＋とじて示す）を含有する溶質から水
を溶剤として分離している。

第１２ａ図において、２種の金属イオンの水溶液を含む
供給流を１種の金属イオンに対して選択的な錯化剤を含
有する第ＩＣＴ膜に供給し、更に膜の透過側に担体から
錯化金属イオンを遊離することのできるストリップまた
は生成物溶液を与える。

対イオンはＨ＋である。第１ｃＴ膜からの、１種の金属
イオンが減少した残留物を第２ＣＴ膜に供給し、これに
よって溶液中の他の金属イオンを同様の機構によって減
少させる。第２ＣＴ膜からの、両金属イオンの減少し、
これにより溶質に乏しい残留物を、適当なＲＯ膜に供給
して水を除去し、残留する金属イオンをＲＯ残留物に濃
縮し、次いでこの残留物をプロセス流と合せて他の分離
サイクルなどについての供給流を形成する。

第１２ｂ−１２ｆ図は第１２ａ図に示しているハイブリ
ッド分離システムの他の可能な変形例を含んでおり、こ
の場合、指示している溶質−または溶剤一に乏しい残留
物は種々の選択膜分離について作られる供給流および再
循環供給流を含んでいる。

第１２ａ〜１２ｆ図に示しているハイブリッド　システ
ムは上述する他のシステムにおけると同様の利点を有し
ている。

第１３ａ−１３ｆ図は本発明における他の例のハイブリ
ッド分離システムを示しており、この場合ＲＯを２つの
ＭＣ一タイプの溶質除去プロセスと組合せて２種の有機
溶剤、例えばフェノールおよびピリジンから水を溶剤か
ら分離している。

第１３ａ図において、最初に有機溶質を有する水を含む
供給流を第ＩＭＣ一タイプの分離器の供給側に供給し、
膜の透過側に水不混和性有機生成物またはストリップ溶
液を与えて、ＭＣ一タイプの分離器に関連して上述する
と実質的に同じ機構によって流れから１種の有機溶質を
減少させる。第ＩＭＣからの残留物を第２Ｍｅに供給し
て、同様の手段によって流れから他の有機溶質を減少さ
せる。第２ＭＣ分離器からの両有機溶質についての減少
した残留物を適当なＲＯ膜に供給して水を除去し、これ
によってＲＯ残留物に残留する汚染物を濃縮し、更にこ
の残留物をプロセス流と合せて他のサイクルについての
供給流を形成する。

第１３ｂ−１３ｆ図は第１３ａ図に示しているハイブリ
ッド分離システムの他の可能な変形例を含んでおりこの
場合、指示している溶質一または溶剤一に乏しい残留物
は種々の選択膜分離について作られる供給流および再循
環供給流を含んでいる。また、第１３ａ〜１３ｆ図に示
しているハイブリッドシステムは上述するハイブリッド
　システムにおけると同様の利点を有する。

第１４ａおよび１４ｂ図は本発明における２つの追加の
例を示しており、この場合２つの異なるＰｖａｐ−タイ
プの分離器を用いて溶剤および溶質、例えば水およびア
ルコールのそれぞれを分離するようにしている。第１４
ａ図において、水／アルコール供給流を最初にアルコー
ルに対して選択するＰｖａｐ分離器に供給する。次いで
、このＰｖａｐ分離器からのアルコールの減少した流れ
を供給流として水に対して選択する第２　Ｐｖａｐ分離
器に向ける。次いで、第２Ｐｖａｐ分離器からの残留物
をプロセス流と合せて他の分離サイクルなどについての
供給流を形成する。第１４ｂ図は第１４ａ図に示してい
る再循環流の逆の状態を示しており、すなわち、第Ｉ　
Ｐｖａｐ溶剤除去プロセスの水の減少した部分は第２　
Ｐｖａｐアルコール除去プロセスについての供給流を含
んでおり、第２　Ｐｖａｐプロセスのアルコールに乏し
い部分を溶剤除去プロセスへの供給流と合せる。上述す
るハイブリッド　システムの場合のように、このシステ
ムは、高い供給流濃度の高い流束を与えると共に、同時
に１つより、むしろ２つのＰｖａｐ膜表面積を調整する
能力を与える大きい適用性を与えることによって、２つ
の膜を極めて効果的に作用するようにする。

第１５ａおよび１５ｂ図は、ＰｖａｐおよびＳＬＭを組
合せて有機溶質、例えば《えん酸から水を溶剤として除
去する本発明における他のハイブリッド分離システムを
示している。水／くえん酸供給流は第１５ａ図に示して
いるように、この供給流を、水を選択的に透過するＰｖ
ａｐ膜に供給し、供給流か溶剤に少なくなる。次いで、
Ｐｖａｐ残留物をＳＬＭ一タイプの分離器に供給し、こ
れに有機溶質を選択的に抽出する溶剤を与え、更に膜の
透過側で溶質を遊離するストリッピング流れを与え、こ
れによって流れか溶質に少なくなる。次いで、溶質に乏
しいＳＬＭ残留物をプロセス流と合せて他の分離サイク
ルなどについての供給流を形成する。第１５ｂ図は第１
５ａ図に示しているシステムの逆の状態を示しており、
この場合２つの分離プロセスは再循環流の部分であり、
この場合ＳＬＭ溶質除去プロセスの溶質に乏しい部分は
溶剤除去Ｐｖａｐプロセスについての供給流を含んでお
り、溶剤に乏しいＰｖａｐ残留物をプロセス流と合せて
ＳＬＭ溶質除去プロセスへの供給流を形成する。上述す
ると同じ利点をこのハイブリッド　システムにおいても
得ることができる。

第１６ａおよび１６ｂ図は本発明における他の例のハイ
ブリッド分離プロセスを示しており、ＰｖａｐおよびＭ
Ｃ分離プロセスを組合せて有機溶剤、例えばくえん酸か
ら、例えば水を溶剤として分離する。

第１６ａ図に示しているように、最初に供給流を水を選
択的に除去するＰｖａｐ膜に供給する。次いて、溶剤の
減少したＰｖａｐ残留物を膜コンダクターの供給側に供
給し、その透過側にくえん酸を選択的に抽出することの
できる液体抽出剤を与える。次いて、くえん酸ＭＣ残留
物をプロセス流と合せて他の分離サイクルなどについて
の供給流を形成する。

第１６ｂ図は第１６ａ図に示す分離プロセスとは逆の状
態のプロセスを示している。両ハイブリッドシステムは
上述するハイブリッド　システムについてと同じ利点を
得ることができる。

第１７ａおよび１７ｂ図は本発明における他の例のハイ
ブリッド分離システムを示しており、膜蒸留（ＭＤ）を
ＣＴと組合せてゆすぎ水から金属イオン（Ｍ＋）を分離
および回収するようにする。金属イオン水性供給流は第
１７ａ図に示すように、供給流を、最初にＣＴ膜に供給
し、この膜にＭ＋一特異的錯化剤を与え、その透過側に
ストリップまたは生成物溶液を与えて金属イオン錯体を
生成物溶液に遊離させる。対イオンはＨゝである。金属
イオンが減少したＣＴ残留物をＭＤ分離ユニットに供給
して水蒸気を選択的に透過し、これによりＭＤ残留物に
おける残留金属イオンを濃縮し、次いて残留物における
濃縮金属イオンをプロセス流と合せて他の分離サイクル
の供給流を形成する。第１７ｂ図は第ｆ７ａ図に示して
いるハイブリッド　システムの逆の状態を示している。

両システムは上述すると同じ利点を達成する。

関係する溶質の除去と結合した循環ストリップまたは生
成物溶液を示す上述において例示する各ハイブリッド分
離システムは、本発明のプロセスを実施する好ましい方
法を単に示している。それ故、充填塔、噴霧塔、流動床
などのような化学種を液体と接触する技術において知ら
れている。例えば接触ストリップまたは生成物溶液の処
理と結合する任意の方法は本発明のプロセスにおいて用
いることができる。

また、本発明において有用な特定の膜の選択は本明細書
に特に記載している膜に制限されるものでなく、むしろ
適用する上述する特定の分離と両立できるかぎり、特定
の成分プロセスに利用される任意の膜を含めることがで
きる。

表Ｉは、本発明を実施するのに適当な膜の例を列挙して
いる。表■は、普通の産業排水を含む供給流について確
立する分離を包含する。後述する例に記載するハイブリ
ッド分離システムの概要を示しており、また表■は後述
する例において用い膜についての明細の概要を示してい
る。これらの表においてｒＮＡ」は適用できないことを
意味し、またｒｕｎｋＪは知られていないこと、または
利用できないことを意味している。

後述する例において、圧力を規定しているか、単位はゲ
ージ圧より絶対圧である。

二口 ；遺　三 年Ｊｌｌ１ ギー ρ ε 是 次に本発明を例について添付図を参照して説明する。

例　　１ 本発明におけるハイブリッドＲＯ／Ｐｖａｐ分離システ
ムを第１８ａ図に示しており、このシステムにおいてＲ
Ｏ膜としては約１２０　ａ｛のデサル（Ｄｅｓａｌ）　
　ｌおよびＰｖａｐ膜としては約２００　０ｒｌのべバ
ックス（Ｐｅｂａｘ）３５３３を用いた。水性フェノー
ル供給流は５００　ｐｐｍの初期フェノール濃度および
ｐＨ９を有し、４５゜Ｃてあった。また、第１８ａ図に
は、定常状態で示す点において測定したシステムの種々
の流のフェノール濃度、流速、および供給および透過圧
を示している。第１８ａ図から明らかなように、ハイブ
リッド　システムは２８．０００　ｐｐｍ　　のフェノ
ール濃度を有する濃縮流および１５０　ｐｐｍのフェノ
ール濃度を有する稀薄流を生成した。

ハイブリッド　システムの性能をその構成部分プロセス
と比較して、先づ同じＲＯ膜を同じ条件下で、第１８ｂ
図に示すように供給一流出形式（ｆｅｅｄａｎｄ　−ｂ
ｌｅｅｄ　ｍｏｄｅ）で操作した。清浄流（ＲＯ透過物
）の流出速度を、ハイブリッド　システムＲＯ透過物の
フェノール濃度とマッチするように、稀薄流（ＲＯ透過
物）のフェノール濃度に調整した。第１８ｂ図に示すデ
ータは、ハイブリッド　プロセスによって生じる２８．
０００　ｐｐｍ　　ｍ縮流と比較して、ＲＯプロセスだ
けでは１３００　ｐｐｍだけのフェノールを含有する濃
縮フェノール流を生ずることを示している。

それ故、本発明におけるハイブリッド　プロセスはＲＯ
プロセスだけの場合より効率的にフェノールを濃縮して
いる。次いで、Ｐｖａｐ分離構成部分プロセスを同じ条
件下で、第１８ｃ図に示すように供給一流出形式で同じ
供給流について操作した。稀薄流の流出速度を１５０　
ｐｐｍのフェノール濃度に、またはハイブリッド　シス
テムにおける稀薄流のフェノール濃度と同様に調整した
。第１８ｃ図に示しているデータは、Ｐｖａｐプロセス
だけでは、本発明におけるハイブリッド　システムのフ
ェノール濃度より低い２９００　ｐｐｍより以上のフェ
ノール濃度を有する濃縮流を生成できないことを示して
いる。

例２ ＲＯおよびＳＬＭを組合せる本発明のハイブリッド分離
システムをアルファ−およびベーター酸を含有するホッ
プ抽出物からベーター酸の回収に用いた。ＲＯ膜は３．
７ｍ２の組合せ膜面積についてのＳＷ−３０２５２１モ
ジュールからなる。液体支持膜は「イソバルＶ　Ｊ　（
ｃ＋ａ〜Ｃ．側鎖イソパラフィン；テキサス州．ヒュー
ストンのエクソン社で製造および販売している）を充満
した３．７ｍ’の表面積を有するセルがー｝　（Ｓｅｌ
ｇａｒｄ）　Ｘ　２０モジュールを用いた。

ホップ抽出物供給流のｐＨおよび温度はそれぞれ９およ
び５５゜Ｃにした。第１９ａ図のデータは、液体支持膜
を通る流束か上述する条件下において３．６ｋｇ　／　
ｍ　２一日であること、およびハイブリッド　システム
では１１，５５０　ｐｐｍ　　のベーター酸を含有する
濃縮流を生成し、稀薄流にはベーターおよびアルファ−
酸か検出されなかったことを示している。

比較の目的のために、第１９ｂ図に示すように同じＳＬ
Ｍを同じ条件下で類似する供給流を用いて操作を行った
。第１９ｂ図に示すデータから明らかなように、ハイブ
リッド　システムの流束より小さいただ０．３　ｋｇ／
ｍ”一日の流束が得られると共に、ただ３９８０　ｐｐ
ｍのベーター酸濃度を有する濃縮流および２３００　ｐ
ｐｍのベーター酸を含有する稀薄流を生成している。Ｒ
Ｏ単独では、ＲＯ膜がアルファ一酸に対してベーター酸
を選択できないから、望ましい分離を行うのに用いるこ
とができない。

例３ ＲＯおよびＣＴを組合せる本発明のハイブリッド分離シ
ステムを、クロムめっきゆすぎ流からクロムを重クロム
酸塩の形態で回収するのに用いた。このシステムを第２
０ａ図に示しており、第２０ａ図には定常操作でのシス
テムの種々の点における濃度、流速、ＲＯ供給圧および
ｐＨを示している。ＲＯ膜はｌＯｌ２のＳＷ−３０螺旋
巻き膜モジュールからなり、ＣＴ膜は規格値を有し、か
つ表■に示す液体抽出剤で充満した１４ｍ”のポリスル
ホン中空繊維からなる。ＣＴ共イオンはＨ＋である。Ｃ
Ｔ膜の透過側には０、ＩＭのＮａＯＨを含むｐＨ１３の
生成物またはストリップ溶液を接触させるようにした。

ＲＯ膜は１０１８ｋｇ／ｍ２一日の水の流束、および５
６１６ｋＰａの供給圧において９８９６の重クロム酸塩
は拒否率を有するようにした。また、ＣＴ膜は１．　３
４ｇ　／ｍ”一日一ｐｐｍの流求を有するようにした。

第２０ａ図から明らかなように、本発明におけるハイブ
リッド　システムによって濃縮流に５０，０００　ｐｐ
ｍの重クロム酸塩イオンおよび稀薄流に１　ｐｐｍの重
クロム酸塩を分離していることかわかる。

比較の目的のために、第２０ｂ図に示すように同じ供給
流を同じ条件下でＲＯ単独処理した。この場合、ＲＯ単
独処理では同じ分離割合を得ることかできない。第２０
ｃ図では、３５ｍ２のＣＴ膜表面積を有する以外は、同
じ条件下で同じ供給流を処理するＣＴ単独処理を示して
いる。同じ分離割合を達成しているけれとも、ハイブリ
ッド　システムによって要求される膜表面積と比べてほ
ぼ７０％以上の膜表面債か要求されている。ＣＴ単独お
よび同じ膜表面潰（１４ｍ２）　（図に示していない）
を用いる場合には、５０．０００　ｐｐｍ重クロム酸塩
濃度を濃縮流において達成できるけれども、１５　ｐｐ
ｍの稀薄流濃度しか得ることかできない。

例４ ＲＯおよび膜コンタクターを組合せた本発明によるハイ
ブリッド分離システムを、硫酸ニッケルとして９０００
　ｐｐｍのニッケル（Ｉ［）および硫酸亜鉛として２５
０　ｐｐｍの亜鉛を含有する溶解スラッジから亜鉛（ｆ
ｆ）イオンを分離するのに用いた。亜鉛（ＩＩ）の濃度
か≦２５　ｐｐｍである場合にては、ニッケル（ＩＩ）
は亜鉛（ＩＩ）のみによる混合物において工業用価値を
有するけれども、分離目標は≦２５ｐｐｍ亜鉛（ＩＩ）
より出来るだけ高いニッケル（ＩＩ）分離を達成するよ
うにした。このシステムを第２１ａ図に示しており、第
２１ａ図には定常状態操作でのシステムの種々の点にお
ける濃度、流束およびＲＯ供給圧を示している。ＲＯ膜
はｌｍ２のＳＷ−３０膜からなり、膜、コンタクターは
表■に示す水不混和性液体抽出剤を含有する６８ｍ２の
モデル（Ｍｏｄｅｌ）１５１ｌの親水性再生セルロース
中空繊維からなる。この例において、抽出剤を再利用す
るようにするのが好ましく、また処分する水溶液に亜鉛
（Ｉ［）を移動させるのか好ましい。しかしながら、一
方の水溶液から他方の水溶液に抽出することは、水溶液
か混和することから不可能である。それ故、亜鉛（ＩＩ
）を、先づ表■に示す水不混和性抽出溶液に抽出し、次
いで水溶液に戻すようにする。この水不混和一水抽出は
ストリップ水性溶液と抽出溶液との間の水素イオン濃度
の差によって進行する。

２つの膜コンタクターの合せた全表面積は６８ｍ２であ
る。低いｐＨのストリップ水溶液は表■に示している。

ＲＯ膜は例３に記載すると同じ水の流束および供給圧、
並びに９９％の亜鉛（ＩＩ）およびニッケル（ｎ）拒否
率を有し、また膜コンタクターを通過する亜鉛（Ｉ［）
流束は濃度範囲について７．２ｇ／ｍ”ｄてあった。ハ
イブリッド　システムでは、５０，　０００ｐｐｍのニ
ッケル（ＩＦ）の分離をＲＯ流出一濃縮流における２５
　１）ｌ）ｍの亜鉛（■）、稀薄流における＜ｉｐｐｍ
の亜鉛（ＩＩ）および１９８　１）ｐｍのニッケル（■
）、およびＭＣ濃縮流におけるｔｏ，　ＯＯＯｐｐｍの
亜鉛（　Ｉ［）の分離と共に達成した。

比較の目的のために、第２１ｂ図に示すように同じ供給
流をＲＯ膜だけで処理した場合には、濃縮流の亜鉛（Ｉ
Ｉ）濃度が高い（４８５０　ｐｐｍ）ことから、有効な
ニッケル（Ｉｔ）濃縮流分離を達成することができなか
った。第２１ｃ図は、同じ供給流を同じ条件下で、同じ
膜表面積（６８　ｍ２）を有するＭＣ膜だけによる処理
を示しており、この処理においては満足な分離を達成す
るニッケル（ＩＩ）　ａ度は得られていない。

例５ ＲＯ．　ＳＬＭおよび透析蒸発を組合せる本発明による
ハイブリッド分離システムを、エタノールおよびくえん
酸の２成分、およびグルコースを含有する水性発酵ブイ
ヨンからエタノールおよびくえん酸を分離するのに用い
た。このシステムを第２２ａ図に示しており、第２２ａ
図には定常状態基準で測定した種々の点における濃度（
ｐｐｍ）　、流速およびＲＯ供給圧を示している。ＲＯ
膜は例３に記載すると同じ流速および供給圧、９８９６
のグルコース拒否および７０９６のエタノール拒否を有
するＩｍ２のＳＷ−３０膜からなる。液体支持膜は表■
に示す液体抽出剤徂成物を充満した２８ｍ２のセルガー
ド２４００膜からなり、この膜の透過側に純粋な水スト
リップ溶液、およびくえん酸流束を与え、このくえん酸
流束は供給およびストリップ溶液の両溶液のくえん酸濃
度、およびｌ００のグルコースに優先するくえん酸の選
択性に影響する。透析蒸発膜は０．００９　ｇ／ｍ”−
ｄ−ｐｐｍのエタノール透過性および４５．９の水に優
先するエタノールの分離ファクターを有する！７ｍ２の
Ｆ−７ＨｄＦＤＡグラフト重合体膜からなる。第２２ａ
図に示すように、５１９，０００　ｐｐｍのエタノール
および３０．　ｏｏｏｐｐｍのくえん酸（純度９９％）
をハイブリッド　システムによって分離した。

比較の目的のために、同じ供給流を第２２ｂ図に示すよ
うにＲＯ膜だけで、および第２２ｃ図に示すようにＳＬ
ＭおよびＰｖａｐ膜の組合せで処理した。第２２ｂ図に
示すように、ハイブリッド　システムの《えん酸分離か
回収された量の観点から優れているけれとも、ＲＯ処理
単独による回収では純度を実質的に低下（２０　９６に
）する負担を受けることになる。

これは主としてＲＯ膜がグルコースをくえん酸から分離
する能力かないことによるものである。また、第２２ｂ
図から明らかなように、ＲＯ処理単独ではハイブリッド
　システムによって達成したメタノール分離のｌＯ分の
１でさえも達成できないことがわかる。第２２ｃ図に示
すように、この第２２ｃ図に示すシステムでは第２２ａ
図に示しているハイブリッド　システムにおけると同じ
ＳＬＭおよびＰｖａｐ膜の組合せを示しているか、この
システムでは比較的に低い濃度のくえん酸およびエタノ
ールの濃縮流しか得られていない。

例６ ＲＯ．　ＣＴおよびＳＬＭを組合せる本発明におけるハ
イブリッド分離システムを、第２３ａ図に示すように産
業排水流からフェノールおよび重クロム酸塩を回収する
のに用いた。この第２３ａ図には定常状態で測定したシ
ステムの種々の゛点における濃度、流速およびＲＯ圧を
示している。ＲＯ膜は例３に示すと同じ水の流束および
供給圧、９８９石の重クロム酸塩拒否率および９５％の
フェノール拒否率を有する１０ｍ２のＳＷ−３０膜から
なる。ＣＴ膜は規格値を有し、表■に示す液体抽出剤で
充満した、１．　３４ｇ／ｍ２一日−ｐｐｍ　Ｃｒ２０
ｔ一透過性を有する１４ｍ”のボリスルホン中空繊維か
らなり、このＣＴ膜の透過側に０．　１Ｍ　ＮａＯＨを
含むストリップ流をｐＨ　１３で与えた。共イオンはＨ
＋である。ＳＬＭ−タイプの膜は０．　００９３ｇ／ｍ
２一日−ｐｐｍのフェノール透過性を有する、表■に示
す１８３ｍ２の膜からなり、この膜の透過側に０．ＯＩ
Ｍ　ＫＯ！｛を含むストリップ溶液をｐＨ　１２で与え
る。第２３ａ図からハイブリッド　システムでは、濃縮
流において５０，０００　ｐｐｍの重クロム酸塩および
２０，０．００　ｐｐｍのフェノールの、および稀薄流
においてｌ　ｐｐｌｌ１の重クロム酸塩および１４　１
）ｌ）ｍのフェノールの分離を達成していることかわか
る。

上述するハイブリッド　システムを、第２３ｂ図および
第２３ｃ図のそれぞれに示すＲＯ膜単独からなる、およ
びＣＴおよびＳＬＭ膜の組合せからなる両システムと比
較した。第２３ｂ図から明らかなように、ＲＯ単独処理
では重クロム酸塩からのフェノール分離を達成すること
ができない。３５ｍ２のＣＴ膜面積および３８４６ｍ２
のＳＬＭ膜面漬を用いる第２３ｃ図に示すように、所望
の分離はこのシテスムによって達成できるけれども、両
膜については約２倍の膜面積を必要とした。第２３ａ図
のハイブリッド　システムにおいて用いると同じ面積の
ＣＴおよびＳＬＭ膜を用いる場合には、ＣＴおよびＳＬ
Ｍ膜だけの組合せの場合、約１５９６だけ減少させた両
膜を通す流束ては９０　ｐｐｍのフェノールおよび１５
　ｐｐｍの重クロム酸塩の許容できない高い稀薄流濃度
が得られるたけてあった。

例７ 第２４ａ図に示すように、種々の定常状態での操作パラ
メータを有するＲＯ．　ＣＴおよびＰｖａｐを組合せた
本発明によるハイブリッド分離システムを、産業排水か
らトリクロロエタン（ＴＣＡ）および重クロム酸塩を回
収するのに用いた。ＲＯ膜は、例３に示すと同じ流束お
よび供給圧、９７％のＴＣＡ拒否率および９８％の重ク
ロム酸塩拒否率を有する表■に示す４４ｍ２のＳＷ−３
０膜からなる。ＣＴ膜は表■に示す７０　ｍ２の膜から
なるが、ただしこの膜は１．３４　ｇ／ｍ２一日一ｐｐ
ｍの重クロム酸塩透過性を有し、かつ透過側０．　１　
Ｍ　ＮａＯＨの再循環生成溶液をｐＨ　１３で与えるよ
うにした。共イオンはＨ＋である。Ｐｖａｐ膜は０．　
ｌ１６ｇ／ｍ２一日一ｐｐｍ　ＴＣＡのＴＣＡ透過性お
よび３０の水に優先するＴＣＡの濃縮ファクターを有す
る表■に示す１３３３　ｍ２の膜からなる。第２４ａ図
に示すように、ハイブリッド　システムではその濃縮流
において５０．０００　ｐｐｍの重クロム酸塩および９
９６８　ｐｐｂのＴＣＡを、およびその稀薄流において
１　ｐｐｍの重クロム酸塩および５　１）ｐｂのＴＣＡ
を分離できることを示している。

比較の目的のために、ＲＯ単独処理からなるシステム、
およびＣＴおよびＰｖａｐの組合せ処理からなるシステ
ムを、それぞれ第２４ｂ図および第２４ｃ図に示してい
る。第２４ｂ図から明らかなように、ＲＯ単独処理では
、わずかに９５５　ｐｐｍの重クロム酸塩濃度を有する
濃縮流および５　ｐｐｍ重クロム酸塩および７４　１）
ｌ）ｂのＴＣＡの濃度を有する稀薄流か得られるか、ハ
イブリッド　システムにおけると同程度の分離を達成す
ることができない。第２４ｃ図はＣＴおよびＰｖａｐの
それぞれについて１８０　ｍ”および２２８３ｍ２の膜
面積で操作するシステムを示しており、このシステムは
４回の分離のうち３回についてはハイブリッド　システ
ムと同様の分離能力を示したけれとも、ほぼ２倍の膜表
面積を必要とした。図面に示していないか、ＲＯ処理を
含まない第２４ａ図に示すハイブリッド　システムと同
じＣＴおよびＰｖａｐを用いる場合には、ほぼ同じＴＣ
Ａ濃度を濃縮流に達成するけれども（９０９０　Ｉ）ｐ
ｂ）稀薄流における溶質濃度は許容できない高濃度（６
０　ｐｐｂ　ＴＣＡおよび１７ｐｐｍ重クロム酸塩）で
あった。

例　　８ ＲＯ，透析蒸発および膜コンタクターの組合せの本発明
におけるハイブリッド分離システムを、Ｎ−アセチルー
フエニルアラニン　エチルエステルの合成により生成し
た、それぞれ１０，０００　ｐｐｍのアルファーキモト
リプシン（ＡＣＴ），　Ｎ−アセチルアミン（ＮＡＡ）
　．エタノーノ堕ＥｔＯＨ）およびりん酸カリウム緩衝
塩を含有する副生物水溶液からＡＣＴ，　ＥｔＯＨおよ
びＮＡＡを分離するのに用いた。このハイブリッドシス
テムは第２５ａ図に示しており、この図にはシステムの
定常状態での操作パラメータを示している。ＲＯ膜はＮ
ＡＡ，　ＥｔＯＨ，ＡＣＴおよび緩衝塩のそれぞれに対
して９９．９！％，　７０％，９９．９％および９９．
５％の拒否率を有する例２に示すＳＷ−３０膜（ｌｍつ
からなる。透析蒸発膜は０．００９　ｇ／ｍ２−ｄ−ｐ
ｐｍのＥｔＯＨ透過性および水に対するＥｔＯＨの４５
．９の分離ファクターを有するＥｔＯＨに対して選択す
るＦ−７　ＨｄＦＤＡグラフト化膜（２６　ｍ”）から
なる。膜コンコクターは０．　１４７ｇ／　ｍ２一日一
ｐｐｍのＡＣＴ透過性を有するセルガード×２０膜（６
．５ｍりからなり、この透過側に水不混和性液体ジオク
チルジスルホサクシネート（ＡＯＴ）とオクタンの混合
物を含む生成物またはストリップ溶液を供給した。第２
５ａ図に示すように、ハイブリッド　システムでは８０
５，　１７０　ｐｐｍのＢｔＯＨ．２００．０００　ｐ
ｐｍのＡＣＴおよび１１１，８４０　ｐｐｍのＮＡＡを
含有する濃縮流、および２１０　ｐｐｍの塩を含有する
稀薄流を生成した。ＡＣＴは、他の抽出処理を必要とせ
ずに生成物またはストリップ溶液に用いることかできる
。ハイブリッド　システムはＮＡＡ分離のＡＣＴ上流を
除去するために、ＮＡＡは、この酸処理により任意の有
意ＩのＡＣＴを変性することなく、流れのｐＨを２に調
整することによって純粋状態でその濃縮流から沈殿させ
ることができる（　ＮＡＡ濃縮流はただ４３００　ｐｐ
ｍのＡＣＴを含有する）。

比較の目的のために、同じ供給流をＲＯ膜だけにより、
および透析蒸発および膜コンタクターの組合せにより処
理した。これらのシステムを、それぞれ第２５ｂ図およ
び第２５ｃ図に示す。第２５ｂ図から明らかなように、
ＲＯ単独処理ではハイブリッドシステムにおいて生成す
る３種の濃縮流を生成することができない。第２５ｃ図
の組合せシステムは実質的に大きくした膜面積（Ｐｖａ
ｐ膜：６６　ｍ２およびＭＣ膜：３１ｌ′Ｉ１２）を用
いているか、ただ２６３．０００　ｐｐｒｎのＥｔ０１
１および１０，３００　ｐｐｍのＮＡＡみを含有する濃
縮流を分離するだけである。第２５ａ図に示すハイブリ
ッド　システムにおいて用いると同じ膜面積のＰｖａｐ
およびＭｅ膜を用いるが、しかしＲＯ処理を用いない場
合（図面に示していない）には、２００．　０００ｐｐ
ｍのＡＣＴ．２９４．ＯＯＯ　ｐｐｍのＥｔＯＨおよび
１０，　１００ｐｐｍのＮＡＡの濃度が得られた。

例９ ＲＯ，　ＳＬＭおよびＭＣを組合せた本発明におけるハ
イブリッド分離システムを、水性合成燃料濃縮物流を含
む供給流からフェノールおよびピリジンを分離するのに
用いた。このシステムは第２６ａ図に示しており、この
図にはシステムの定常状態での操作パラメータを示して
いる。ＲＯ膜は５６１６　ｋＰａにおいて１０１８ｋｇ
／ｍ２一日の水の流束、およびフェノールおよびビリジ
ンの両者についての９５９６の拒否率を有する１０　ｍ
２のＳＷ−３０膜からなる。ＳＬＭ分離器についての膜
は例２におけると同じセルガード×２０膜からなり、０
．００９３　ｇ／ｍ２一日一ｐｐｍのフェノール透過性
を有している。膜コンタクター分離ユニットについての
膜材料はＳＬＭに用いたと同じセルガード膜（全体で６
．４ｍ２）からなり、かつ３．　４ｇ／ｍ”日一ｐｐｍ
のピリジン透過性を有し、その透過側にクロロホルムを
含む生成物またはストリップ溶液を供給する。この例に
ついての所望の生成物は水１容液中のピリジンであり、
このビリジンはクロロホルムから分離する必要かあり、
この場合ビリジンはクロホルムから水性濃縮流に抽出す
るための推進力として、低いｐＨ（１）で他のλ｛Ｃ膜
を用いた。

上述するハイブリッド　システムでは２０，０００　ｐ
ｐｍのフェノールおよび１，２００　ｐｐｍのピリジン
を含有する濃縮流、および２０　１）ｐｍのフェノール
および１０ｐｐｍのピリジンの濃度の稀薄流を生成した
。

比較の目的のために、同じ供給流をハイブリッド　シス
テムのＲＯ構成部分だけで、およびハイブリッド　シス
テムのＳＬＭおよびＭＣだけの組合せて処理した。これ
らのシステムをそれぞれ第２６ｂ図および第２６ｃ図に
示している。第２６ｂ図に示すように、ＲＯ単独処理で
は、特に稀薄流における溶質濃度に関して、ハイブリッ
ド　システムの分離に相当するように実施することかで
きない。同様に、第２６ｃ図に示すように、このシステ
ムでは膜表面積を著しく高めるているけれども、ハイブ
リッドシステムにおけると同程度のピリジンについての
分離は得られていない。第２６ａ図に示すシステムにお
けると同じ表面積のＳＬＭおよびＭＣ膜を用いる場合、
すなわち、２構成部分ＳＬＭおよびＭＣシステムだけの
場合では、フェノールについての分離は第２６ａ図のシ
ステムと同程度の分離が得られるけれとも、濃縮流にお
いては７５０　ｐｐｍのビリジン濃度しか得られていな
い。

例ＩＯ ＲＯ，　ＣＴおよびＭＣを組合せた本発明におけるハイ
ブリソド分離システムを、第２７ａ図に示すように、産
業排水からフェノールおよび重クロム酸塩の回収に用い
た。ＲＯおよびＣＴ膜は例６において用いていると同じ
膜からなり、また膜コンタクターの膜は例６におけるＳ
ＬＭについて用いると同じ膜材料からなる。この例にお
いての所望の生成物は水溶液中のフェノールであり、こ
のフェノールは「イソパルＶ」抽出溶液から分離する必
要があり、この場合フェノールを「イソパル■」から水
性フェノール濃縮流に移動させる推進力として高いｐＨ
（ｌ２）による他のＭＣ膜を用いた。ＲＯ膜面積を１０
ｍ”にし、ＣＴ膜面積を１４　ｍ２にし、また２つの膜
コンタクターの合せた膜面積を４２９１ｍ２にした。Ｃ
Ｔ膜の供給側を１以下のｐｌ１に維持し、透過側をＯ．
　ＩＭ　ＮａＯ｝ｌ生成物またはストリップ溶液と接触
させることによってｐＨ　１３に維持した。膜コンタク
ターの供給側をｐＨ６．５に維持し、またその透過側を
０．ＯＩＭ　ＫＯ｝ｌのストリップ溶液と接触させるこ
とによって吐１２に維持した。第２７ａ図に示すように
、ハイブリッド　システムでは５０．０００　ｐｐｍの
重クロム酸塩および２０，０００　ｐｐｍのフェノール
の濃度を有する濃縮流、および１　ｐｐｍの重クロム酸
塩および１４ｐｐｍのフェノールの濃度を有する稀薄流
を生成した。

比較の目的のために、同じ供給液をＲＯ単独で、および
ＣＴおよびＭＣだけの組合せて処理するシステムを第２
７ｂ図および第２７ｃ図のそれぞれに示している。第２
７ｂ図に示すように、ＲＯ単独による処理では、同じ膜
表面積を用いるＲＯ膜により達成される稀薄流中のフェ
ノールおよび重クロム酸塩の最小可能な濃度が、それぞ
れ７３　ｐｐｍおよび６　ｐｐｍであるから、第２７ａ
図のハイブリッド　システムと同程度の分離を達成する
ことかできない。第２７ｃ図は、ハイブリッド　システ
ムにおけると同程度の分離を達成するためには２倍以上
のＣＴ膜面積およびほほ３倍のλ｛Ｃ膜面積か必要とな
ることを示している。第２７ａ図のハイブリッド　シス
テムにおいて用いていると同じＣＴおよびＭＣ膜面積を
用いるか、しかしＲＯ処理を用いない場合（図に示して
いない）には、それぞれ９０　ｐｐｍおよび１５　ｐｐ
ｍの許容できない程度に高いフェノールおよび重クロム
酸塩濃度を生ずると共に、流束か約１５％の程度まで低
下した。

例１１ ＲＯおよび２つのＳＬＭを組合せた本発明におけるハイ
ブリッド分離システムを、水性合成燃料濃縮物流からフ
ェノールおよびピリジンを分離するのに用いた。このシ
ステムを第２８ａ図に示す。この図には上述するように
種々の定常状態での操作パラメータを示している。ＲＯ
膜は例３に記載すると同じ膜（ｔｏ　ｍ”）からなり、
９５％のピリジンおよびフェノール拒否率を有する。２
つの液体支持膜は例２に記載すると同じタイプの膜から
なり、第１の膜は２１４０　ｍ２の面積および第２の膜
は３．　２ｍ”の面積を有する。第１の液体支持膜には
例２に記載すると同様に「イソバル■」を充満させ、第
２の膜にはクロロホルムを充満させた。また、第１の膜
は０．００９３　ｇ／ｍ２−日一ｐｐｍのフェノール透
過性を有し、第２の膜は３．　４ｇ／ｍ２一日一ｐｐｍ
のピリジン透過性を有する。第ｌのＳＬＭにおける生成
物またはストリップ溶液はＯ．ＯＩＭ　ＫＯＨで、ｐＨ
１２に維持するようにし、第２のＳＬＭにおける生成物
またはストリップ溶液は１、ＯＭ　Ｉｌ２ＳＯ４で、ｐ
Ｈ＜１に維持するようにする。ハイブリッド　システム
ではその濃縮流に２０，０００　ｐｐｍのフェノールお
よび１２００　ｐｐｍのピリジン、およびその稀薄流に
２０　ｐｐｍのフェノールおよび１０　ｐｐｍのピリジ
ンを分離した。

比較の目的のために、同じ供給流を同じＲＯ膜でおよび
２つのＳＬＭ一タイプ膜の同じ組合せて処理するシステ
ムを、それぞれ第２８ｂ図および第２８ｃ図に示す。第
２８ｂ図に示すように、第２８ａ図のハイブリッジ　シ
ステムと同じ膜面積を有するＲＯ単独処理では稀薄流に
おけるフェノールおよびピリジンの濃度が、それぞれ１
４６　ｐｐｍおよび７３　ｐｐｍであった。また、第２
８ｃ図に示すように、２つのＳＬＭ組合せ処理では濃縮
流において第２８ａ図のシステムと同程度のフェノール
分離が得られているが、この場合には両ＳＬＭ膜面積を
実質的に大きくする必要かある。しかし、このように表
面積を大きくしても、濃縮流におけるビリジンの分離は
７５０　ｐｐｍたけてあった。また、第２８ａ図のハイ
ブリッドンステムに用いたと同じ大きさの同じ２つのＳ
ＬＭ膜を用いるか、しかしＲＯ処理を用いない場合（図
に示していない）には、２０，０００　ｐｐｍのフェノ
ール濃度を得たか、フェノールの全分離量はハイブリッ
ド　システムによる分離量の９％にすぎず、濃縮流にお
いて得られる最大のビリジン濃度は７５０ｐｐｍにすぎ
ないと共に、稀薄流濃度は望ましくない程度に高かった
（１１６　ｐｐｍフェノールおよび５６ｐｐｍピリジン
）。

例ｌ２ ＲＯおよび２つのＣＴを組合せた本発明におけるハイブ
リッド分離システムを、第２９ａ図に示すように銅（Ｉ
Ｉ）および重クロム酸塩イオンを水性めっきスラッジか
ら回収するのに用いた。この図には種々の定常状態での
操作パラメータを示している。

ＲＯ膜は例３に記載すると同じ膜（１０　ｍ２）からな
り、９９％の銅（ＩＩ）拒否率を有する。第ｌのＣＴ膜
はセノレガード×２０膜（１８１ｍ２）からなり、０．
　１６ｇ／ｍ２一日−ｐｐｍの銅（ＩＦ）透過性を有す
る。第２のＣＴ膜は表■に示す膜（２３ｍ２）からなり
、１．　３４ｇ／ｍ２一日一ｐｐｍの重クロム酸塩透過
性を有する。ハイブリッド　システムではその濃縮流に
おいてそれぞれ５０，　０００ｐｐｍの重クロム酸塩お
よび銅（Ｉ［）イオンを回収すると共に、これらの両イ
オンはその稀薄流においてｉ　ｐｐｍか除去されたにす
ぎなかった。

比較の目的のために、同じ供給流をＲＯ単独で、および
２つのＣＴ組合せで処理したシステムを、それぞれ第２
９ｂ図および第２９ｃ図に示す。第２９ｂ図に示すよう
よ、ＲＯ単独処理では濃縮流において第２９ａ図のハイ
ブリッド　システムの場合と同程度の分離を達成できず
、しかも稀薄流濃度は１８　ｐｐｍの重クロム酸塩およ
び１６　１）９ｍの銅（ＩＩ）であった。

また、第２９ｃ図に示すように、このシステムでは第２
９ａ図のハイブリッド　システムの場合と同程度の分離
を達成できるけれとも、約２倍の両ＣＴ膜表面積を必要
としている。第２９ａ図のハイブリッド　システムに用
いたと同じ膜表面積を有する同じ２つのＣＴ膜を用いる
場合（図に示していない）には、許容できない高濃度の
重クロム酸塩（１４　ｐｌ）ｍ）および銅（ＩＩ）を含
有する稀薄流か生じた。

例ｌ３ ＲＯおよび２つの膜コンタクターの組合せの本発明にお
けるハイブリッジ分離システムを、第３０ａ図に示すよ
うにフェノールおよびピリジンを水性合成燃料濃縮物流
から分離するのに用いた。第３０ａ図は定常状態で測定
するように種々の操作パラメータを示している。ＲＯ膜
の例１ｌに記載すると同じ膜からなり、かつ同じ流束お
よび拒否率を有する。

２つのＭＣ一タイプの分離器は例９および１０に記載す
ると同じ膜を用い、２組の膜コンタクターの各第１の膜
の透過側に液体抽出剤を接触させ、生成物またはストリ
ップ溶液を２組の膜コンタクターの各第２の膜の透過側
に接触させた。第１の膜コンタクターにおける水性生成
物についての全膜面積を４６２１ｍ２に、また第２の膜
コンタクターにおける全膜面積を６．４ｍ２にした。上
記ハイブリッドシステムではその濃縮流において２０．
０００　ｐｐｍのフェノールおよび１２００ｐｐｍのビ
リジンを、およびその稀薄流において２０　ｐｐｍのフ
ェノールおよびｌＯｐｐｍのピリジンを分離した。

比較の目的のために、同じ供給流を同じＲＯ単独によっ
て、および同じ膜コンタクターのみの組合せによって処
理するシステムを、それぞれ第３０ｂ図および第３０ｃ
図に示す。第３０ｔｌ図に示すように、第３０ａ図のハ
イブリッド　システムの場合と同じ膜面積によって得る
ことのできる、稀薄流におけるフェノールおよびビリジ
ンの最低濃度は、それぞれ１４６　ｐｐｍおよび７２　
ｐｐｍである。また、第３０ｃ図に示すように、実質的
に同じ分離か２つの膜コンタクターのみの組合せによっ
て得られるけれとも、第１組の膜コンタクターにおいて
、ほぼ２倍の膜表面積を必要とし、また第２組の膜フン
タクターにおいて、ほぼ３倍の膜表面を必要としている
。第３０ａ図のハイブリッド　システムに用いた同じ膜
表面積を有する同じ２つの膜コンタクターのみを用いる
場合（図に示していない）には、フェノール（１１６　
１）ｐｍ）およびピリジン（５６　ｐｐｍ）の許容でき
ない高い濃度を有する稀薄流を生じた。

例ｌ４ ２つの透析蒸発分離の組合せの本発明におけるハイブリ
ッド分離システムを、種々の金属、および塩の水溶液お
よび約２００，０００　ｐｐｍのエタノール（ＥｔＯＨ
）を含有する冷凍ブラインからエタノールを回収するの
に用いた。このシステムを第３１ａ図に示しており、こ
の図には定常状態での操作パラメータを示している。第
１の透析蒸発膜は０．　００９ｇ／　ｍ　２一日一ｐｐ
ｍのｌＥｔＯ｝１透過性および４５．９の水に優先する
ＥｔＯＨの分離ファクターを有する３２８　ｍ２のＦ−
７｝１ｄＦｌ）Ａ膜からなる。水の除去に特異な第２の
透析蒸発膜は０．　１０３ｇ／ｍ２一日一ｐｐｍの水透
過性および５２のＥｔＯＨに優先する水の分離ファクタ
ーを有する７３ｍ２のｇ−ＡＡｍ−ＡＡ−ＮａＨ膜から
なる。上記ハイブリッドシステムではその濃縮流におい
て９５５，０００　ｐｐｍのＥｔＯＨ濃度および稀薄流
において１７，０００　ｐｐｍのＥｔＯＩ｛濃度を得た
。

比較の目的のために、同じ供給流を２つの同じ透析蒸発
膜をそれぞれ別々に同じ膜表面積で処理した。これらの
システムを、それぞれ第３１ｂ図および第３１ｃ図に示
している。これらの図から明らかなように、ハイブリッ
ド　システムにおけると同程度の分離は個々の分離膜で
は得ることかできない。

例ｌ５ ＳＬＭおよびＰｖａｐの組合せの本発明におけるハイブ
リッド分離システムを、それぞれｔｏ，ｏｏｏ　ｐｐｍ
のくえん酸およびグルコースを含有する水性発酵ブイヨ
ンから高純度のくえん酸を回収するのに用いた。このシ
ステムを第３２ａ図に示し、またこの図には定常状態で
の操作パラメータを示している。

透析蒸発膜は９　６　ｋｇ　／ｍ　”一日の水の流束お
よび１０の分離ファクターを有する、《えん酸に侵先す
る水に特異な陽イオン交換膜ネオセブタＣＭ−１（６．
８　ｍ２）からなる。液体支持膜はグルコースに優先す
るくえん酸に特異な表■に示すタイプの膜（　３　ｍ２
）からなり、かつ供給およびストリップ溶液におけるく
えん酸濃度に影響するくえん酸流束および１ｏｏの分離
ファクターを有する。上記ハイブリッド　システムでは
９６９６純度のくえん酸５０，０００　ｐｐｍを有する
濃縮流を生成した。

比較の目的のために、同じ供給流を同じ膜表面積のそれ
ぞれ単独のＳＬＭおよびＰｖａｐの分離システムで処理
した。これらの結果を、それぞれ第３２１）図および第
３２ｃ図に示している。これらの結果から、各構成部分
単独で処理する場合には、上述するハイブリッジ　シス
テムと同程度の分離は得ることかできなかった。

例１６ 透析蒸発および膜フンタクターの組合せの本発明おける
ハイブリッド分離システムを、第３３ａ図に示すように
例ｌ５に記載すると同じ分離を行うのに用いた。この第
３３ａ図には定常状態での操作パラメータを示している
。透析蒸発膜は例ｌ５に記載すると同じ膜からなり、ま
た膜コンタクターの膜は全体で２．５ｍ２のオリンＨＲ
Ｃ社製の親水性再生セルロース　フィルムからなり、ｌ
組の膜コンタクターの第１のコンタクターの透過側に表
■に示すくえん酸液体抽出剤を接触させ、第２のコンタ
クターの透過側に水のストリップ溶液を接触させた。

膜コンタクターの膜は供給およびス１・リップ溶液中の
くえん酸濃度に影響する種々のくえん酸流束およびグル
コースに優先するくえん酸についての１００の分離ファ
クターを有する。上述するハイブリッド　システムでは
９６９６純度のくえん酸５０，　０００ｐｐｍを含有す
る濃縮流を生成した。

比較の目的のために、第３３ｂ図および第３３ｃ図に示
すように、同じ供給流を上述するハイブリッド　システ
ムの２つの同じ構成部分を、それぞれ別々に、単独に用
いて処理した。これらの単独でのシステムでは本発明の
ハイブリッド　システムにおけると同程度の分離は得る
ことができない。

例ｌ７ 膜蒸留および共役輸送の組合せの本発明におけるハイブ
リッド分離システムを、第３４ａ図に示すようにクロム
めっき排出流から重クロム酸塩を回収するのに用いた。

この図には定常状態での操作パラメータを示している。

ＣＴ膜はｔ．３４　ｇ／ｍ２一日一ｐｐｍの重クロム酸
塩透過性を有する表■に示す１．　６ｍ２のボリスルホ
ン中空繊維膜からなる。膜蒸留分離器についての膜は、
９００　ｐｐｍ重クロム酸塩供給流において２４０　ｋ
ｇ／ｍ２一日の水の流束および９９．９％の重クロム酸
拒否率を有する、表■に示すアキュレル膜（４２　ｍ２
）からなる。ハイブリッドシステムではその濃縮流にお
いて５０．０００　ｐｐｍの重クロム酸塩および稀薄流
において０．７ｐｐｍの重クロム酸塩を分離した。

比較の目的のために、同じ構成部分ＣＴおよびＭＤシス
テムを、それぞれ別々に単独で用いて、同じ供給流を第
３４ｂ図および第３４ｃ図に示すように処理した。いず
れのシステムにおいても、ハイブリッド　システムにお
けると同程度の分離を得ることができない。

上述するように、本発明を種々の好適な例について記載
したけれども、本発明は本明細書および特許請求の範囲
の記載を逸脱していかぎり、種々変更を加えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３４図はボンブ、弁、熱交換器および冷却器のよ
うな補助装置を省いて示している本発明の実施、および
これに伴う比較の実施の種々の変形システムについての
説明用線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶剤および少なくとも１種の溶質を含有するプロセ
   ス流から、溶剤および溶質を構成部分膜分離に必要とさ
   れるより小さい膜表面積で、または同じ膜表面積を有す
   る構成部分膜分離により得られるより高い分離で除去す
   る膜分離の組合せ方法において、 （ａ）溶剤に富んだ部分および溶剤に乏しい部分を形成
   し、および逆浸透、ナノフィルトレーション、膜蒸留お
   よび透析蒸発の膜プロセスから選択する溶剤除去プロセ
   スを行つて、溶剤を前記プロセス流から選択的に除去し
   ；（ｂ）溶質に富んだ部分および溶質に乏しい部分を形
   成し、および透析蒸留、液体支持膜、共役輸送および膜
   コンタクターの膜プロセスから選択する少なくとも１つ
   の選択溶質除去プロセスを行って、溶質を前記プロセス
   流から選択的に除去し；および （ｃ）前記溶剤除去プロセスおよび前記選択溶質除去プ
   ロセスを、次のいずれかの関係：（１）選択溶質除去プ
   ロセスの溶質に乏し い部分が溶剤除去プロセスについての供給 流からなり、溶剤除去プロセスの溶剤に乏 しい部分をプロセス流と合わせて選択溶質 除去プロセスへの供給流を形成するように するか、または （２）溶剤除去プロセスの溶剤に乏しい部 分が選択溶質除去プロセスについての供給 流からなり、選択溶質除去プロセスの溶質 に乏しい部分をプロセス流と合わせて溶剤 除去プロセスへの供給流を形成するように するか のいずれかの関係を有する再循環流の一部として行うこ
   とを特徴とする膜分離の組合せ方法。 ２、前記溶剤除去プロセスを逆浸透およびナノフィルト
   レーションのプロセスから選択する請求項１記載の方法
   。 ３、前記選択溶質除去プロセスが透析蒸発である請求項
   ２記載の方法。 ４、前記選択溶質除去プロセスが液体支持膜である請求
   項２記載の方法。 ５、前記選択溶質除去プロセスが共役輸送である請求項
   ２記載の方法。 ６、前記選択溶質除去プロセスが膜コンタクターである
   請求項２記載の方法。 ７、前記選択溶質除去プロセスが液体支持膜および透析
   蒸発からなる請求項２記載の方法。 ８、前記選択溶質除去プロセスが共役輸送および液体支
   持膜からなる請求項２記載の方法。 ９、前記選択溶質除去プロセスが共役輸送および透析蒸
   発からなる請求項２記載の方法。 １０、前記選択溶質除去プロセスが膜コンタクターおよ
   び透析蒸発からなる請求項２記載の方法。 １１、前記選択溶質除去プロセスが膜コンタクターおよ
   び液体支持膜からなる請求項２記載の方法。 １２、前記選択溶質除去プロセスが膜コンタクターおよ
   び共役輸送からなる請求項２記載の方法。 １３、前記選択溶質除去プロセスが２つの液体支持膜プ
   ロセスからなる請求項２記載の方法。 １４、前記選択溶質除去プロセスが２つの共役輸送プロ
   セスからなる請求項２記載の方法。 １５、前記選択溶質除去プロセスが２つの膜コンタクタ
   ープロセスからなる請求項２記載の 方法。 １６、前記溶剤除去プロセスが透析蒸発である請求項１
   記載の方法。 １７、前記選択溶質除去プロセスが透析蒸発である請求
   項１６記載の方法。 １８、前記選択溶質除去プロセスが液体支持膜である請
   求項１６記載の方法。 １９、前記選択溶質除去プロセスが膜コンタクターであ
   る請求項１６記載の方法。 ２０、前記溶剤除去プロセスが膜蒸留であり、および前
   記選択溶質除去プロセスが共役輸送である請求項１記載
   の方法。 ２１、前記溶剤が水であり、および前記溶剤除去プロセ
   スが逆浸透である請求項１記載の方法。 ２２、前記溶質がフェノールであり、および前記選択溶
   質除去プロセスが透析蒸発である請求項２１記載の方法
   。 ２３、前記溶質がホップベータ酸であり、および前記選
   択溶質除去プロセスが液体支持膜である請求項２１記載
   の方法。 ２４、前記溶質がクロムイオンであり、および前記選択
   溶質除去プロセスが共役輸送である請求項２１記載の方
   法。 ２５、前記溶質が亜鉛イオンであり、および前記選択溶
   質除去プロセスが膜コンタクターである請求項２１記載
   の方法。 ２６、前記溶質がくえん酸およびエタノールであり、お
   よび前記選択溶質除去プロセスが液体支持膜および透析
   蒸発である請求項２１記載の方法。 ２７、前記溶質が重クロム酸塩イオンおよびフェノール
   であり、および前記選択溶質除去プロセスが共役輸送お
   よび液体支持膜である請求項２１記載の方法。 ２８、前記溶質がトリクロロエタンおよびクロムイオン
   であり、および前記選択溶質除去プロセスが共役輸送お
   よび透析蒸発である請求項２１記載の方法。 ２９、前記溶質がエタノールおよびアルファーキモトリ
   プシンであり、および前記選択溶質除去プロセスが透析
   蒸発および膜コンタクターである請求項２１記載の方法
   。 ３０、前記溶質がフェノールおよびピリジンであり、お
   よび前記選択溶質除去プロセスが液体支持膜および膜コ
   ンタクターからなる請求項２１記載の方法。 ３１、前記溶質が重クロム酸塩イオンおよびフェノール
   であり、および前記選択溶質除去プロセスが共役輸送お
   よび膜コンタクターからなる請求項２１記載の方法。 ３２、前記溶質がフェノールおよびピリジンであり、お
   よび前記溶質除去プロセスが２つの液体支持膜プロセス
   からなる請求項２１記載の方法。 ３３、前記溶質が銅イオンおよびクロムイオンであり、
   および前記選択溶質除去プロセスが２つの共役輸送プロ
   セスである請求項２１記載の方法。 ３４、前記溶質がフェノールおよびピリジンであり、お
   よび前記選択溶質除去プロセスが２つの膜コンタクター
   プロセスからなる請求項２１記載の方法。 ３５、前記溶剤が水であり、前記溶剤除去プロセスが透
   析蒸発であり、前記溶質がエタノールであり、および前
   記選択溶質除去プロセスが透析蒸発である請求項１記載
   の方法。 ３６、前記溶剤が水であり、前記溶剤除去プロセスが透
   析蒸発であり、前記溶質がくえん酸であり、および前記
   選択溶質除去プロセスが液体支持膜である請求項１記載
   の方法。 ３７、前記溶剤が水であり、前記溶剤除去プロセスが透
   析蒸発であり、前記溶質がくえん酸であり、および前記
   選択溶質除去プロセスが膜コンタクターである請求項１
   記載の方法。 ３８、前記溶剤が水であり、前記溶剤除去プロセスが膜
   蒸留であり、前記溶質が重クロム酸塩イオンであり、お
   よび前記選択溶質除去プロセスが共役輸送である請求項
   １記載の方法。