JPS60805A - 逆浸透による溶質含有溶液の分離法 - 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】

本発明は、溶質濃度の濃い濃縮物と、溶質濃度の低い溶
媒とに１逆浸透を用いて、一定した化学的予備処理を用
いないで、溶質を官有する溶液を分離する方法、なによ
りもまず、妨害物質たとえば沈澱物および沈降物の溶液
よりの分離およびそのための装置に関している。 逆浸透は広く応用されている分離操作で、溶質製産の低
い溶媒と溶質濃度の高い溶媒とに、溶質含Ｍ液体流の分
離を可能とする。つまり、系の浸透圧より大である圧力
下に、溶媒の５みを通過さす膜を通して溶媒を圧出する
のである。この方法は、大規模に、飲水、塩気のある水
および海水の脱水、ならびに、研究、産業、および技術
の種りの分野において他の一連の溶液の処理に用いられ
ている。 処理される浴液中に浮遊物質がはとんどなく、溶質の爵
解度の範囲内である限り、この方法は、単純で経済的な
特徴がある。しかし多くの溶液、特に、天然由来のもの
、または廃水または処理に用すた水では、少しばかりの
濃縮で沈澱を生ずるような濃度に物質が存在する。それ
は膜の表面に付着し、装置の正常な機能を妨げるばかり
でなく、

【−ばしば非可逆的な汚れや障害を残す。 これらの望ましからぬ副現象は、妨害物質の変換、捕捉
または除去のために比較的に大量の化学物質を加えねば
ならぬ一連の段階の実施において認められる。 過飽和溶液が逆浸透膜上に望ましからぬ沈澱をおこすこ
とを防止するために、今日、主に、つぎの技術が用いら
れている。 妨害成分だとへぼ、非イオン形の溶解ケイ酸は吸着およ
び沈澱の予備操作で除く。この処理の別の例としては水
の硬水成分を除く。つまりナトリウム形でのイオン交換
で硬水成分、特にカルシウムを除く。そうして、逆浸透
操作段階において水を濃縮し、炭酸カルシウムまたは硫
酸カルシウムないしは他の土金属の沈澱がおこらぬよう
にする。 硬水成分の除去で、ナトリウムと交換されてカルシウム
により消費されたイオン交換体は約２倍量の再生剤で処
理し、ナトリウム型に戻さねばならぬ。 もつともしば１．は問題をおこ−を難溶性の塩は炭酸カ
ルシウムである。強酸たとえば硫酸または塩酸を加えて
、炭酸塩を遊離の炭酸および加えた鉱酸の塩とすること
ができる。 カルシウムの硫酸塩、特に塩酸塩は炭酸塩よりずっと溶
解性が大きいので、実質的により高く濃縮しうる。ただ
し、イオンをさらに追加すること、濃縮物および生成水
の−】値が低下する欠点がある。 添加される酸の量は、処理される水の重炭酸塩言置およ
び純水に比例させねばならない。 難溶性物質の結晶化に際しては、まず結晶の核を生成し
、さらにイオンまたは分子が整然とした方式で重なって
ゆく。結晶があまり大となると逆浸透装置の運転が妨げ
られる。結晶格子に親和性を有する適当な物質を添加す
ることにより、七のような結晶の生長は阻止され、時間
が経過しても阻害されている。アルカリ出金属の硫酸塩
および炭酸塩のような難溶性物質の結晶の生長を妨害す
る物質には、無機ポリリン酸塩、有機リン化合物、ポリ
カルボン酸およびポリスルホン酸などである。 添加される化学物質は少量、１から２０　ｇ／　ｍ３で
あるが、特に特定の妨害物質の存在では、硬水成分の安
定化は保証されない。 安全のために、実際には、硬水成分の除去および安定化
または酸添加および安定化を組合わせてｂる。そのよう
にして、逆浸透操作段階の妨害を確実に防ぐようにする
。 そのような技術は一方において１ぼ段がかさみそしてし
ばしば廃水に有害物質の導入のような望ましからぬ問題
をおこし、他方においては、供給されにくく、そのよう
な物質を大量に入手しえない地域も存在する。そこで、
本発明の目的＆、？、化学物質の添加を極度におさえ、
そして可能なら、化学物質の添加を完全に見合わせるこ
とである。 本発明の課題は、逆浸透による分離操作中に問題になる
沈澱および沈降を防ぎ、長時間にわたり、障害のない分
離プロセスを確実に持続しつるように、できるだけ技術
的に、簡単な手段を用いた方法を開発すること、そして
、さらに、そのような操作を実施するための、構成的に
できるだけ簡単で、機能的で経済的な装置を提供するこ
とである。 本発明により、つぎの操作により、問題が解決された。 つまり、分離プロセスの経過中に、溶質を含有する溶液
ないし溶出濃度の高い濃縮物側で、沈殿および沈降を、
あらかじめ定めた時間間隔のプロセスフェースのあいだ
におこさせ、そして、存在する沈澱および沈降物を、す
すぎフェースにおいて、すすぎ用溶液を用いてすすぎ少
なくとも大部分を溶解してしまう。 本発明方法では、沈澱の形成をはじめからおさえこむた
めに、溶質含有溶液全体を化学的操作に処するとか溶解
助剤を加へるとかして処理するのでなく、基本的に異な
る方法を用いている。本発明方法のもとＫなった問題解
決の考え方は、溶液全体を処理する上記方法を実施して
いるあいだに、溶質に富む溶液側での沈澱および妨害物
質の形成が、そのように大量の１し学的そして処理上Ｑ
）消費によっても、確実にｔま防止しえぬことを認めた
ところから由来している。さらに、本発明方法では、あ
る溶液中での溶解している物質および溶解してない物質
のある割合では、沈降や沈澱が急激におこらす、その経
過が一定の速度論に従っていることが考慮されている。 つまり、妨害物質のイオンの沈澱は結晶の核および（ま
たは）あらかじめ存在する結晶格子の形成のあとにおこ
らねばならず、それにはある時間が必要である。最後に
、本発明で用いられているさらに別の事実は、新しく沈
澱しぞして沈降した結晶核は、非常に小さいが、それら
の容量に比して非常に大きな表面を有し、他方、古い沈
降物では、すすぎにより消失しやすさは著しく減少して
ゆくことである。特許請求の範囲に記載したような本発
明方法による勢決法は、浴Ｍ’Ｓ質の沈澱および沈１坤
物をある一定の大きさの範囲内に生成させ、そして、そ
れらの沈澱お↓び沈降物が比較的に易溶性のあいだに、
すすぎフェースにおいて、すすぎによる溶解に処するこ
とを特徴と【７ている。本発明方法のこの原則は、一般
的につぎのように表現しうろ。沈澱ないは沈降のプロセ
スの時間間隔をある一定の範囲内に限り。 そして、ひきつづく時間間隔ＶＣ浴溶解る状態を設けろ
。このようにして、逆浸透に用いる部品に沈降物の非可
逆的固着がおこらぬようにして、操作の続くあいだ本質
的に一定した経過が保証されるように、両方の状態が寄
与するようにする。 逆浸透に用いられる部品へσ）本発明方法による効果を
やや具体的に説明してみるとつぎのようである。プロセ
スフェースでは、沈降がお仁りそして膜表面に固着して
いる。しかし、過飽和溶液から、余分の塩が定量的にで
なく、部分的に析出しているほどである。そして、上目
己のように、すすぎを始めると、沈澱物の全容址に比し
て活性面積が大なので、沈澱はすすぎ液中にすみやかに
洗い去られる。本発明方法に用いられる逆滲透用の構成
部品は既知の規定条件をみたしているので、溶質に富む
溶液の特徴を考慮し、所与の構成部品のそれぞれについ
て、プロセスフェースの持続時間を定め、それに応じて
、すすぎフェースの持続時間を定めうる。 本発明方法は、溶質に富む濃縮物および溶質の少ない溶
媒において、特に、一定した化学的前処理は加えないで
、逆滲透を用いる、溶質含有溶液分離のための段階を特
徴としている。この複合操作段階には、条件によっては
、さらに追加の段階、たとへば溶液より溶解物質の沈殿
の操作も加えうる。原料水の浄水も、広義の溶質含有溶
液の分離に属するので、本発明は、また、原料水、たと
へば廃水、塩気のある水、海水などを、飲料水、再使用
しうる処理水に、逆滲透を用いて変えろことにも関する
。 本発明方法により用すられるすすぎフェースは、プロセ
スフェースとは別に実施しうる。それらのフェースは連
続する分離プロセス中に統合さｔしうるりで、たとへは
、溶質の少ない溶媒の周期的な供給およびすすぎフェー
スのための、溶質に富む溶液の希釈により、プロセスフ
ェースに比して、溶解する状態が設定される。すすぎフ
ェースのあいだ、分離プロセスを中断したり、場合によ
り、溶質含有溶液ないしは溶質に富む濃縮物を、添加す
るすすぎ用溶液でおきかえることもできる。 用いる膜は、半透過性で、ひとつの方向にのみ通過さす
ものでも、対称の均質の膜で両方の方向に流れうるもの
でもよいが、それに応じてすすぎ溶液の流れの方向は決
まる。半透過性の膜では、溶質含有溶液と同じ流れの方
向で流れるすすぎで、溶解作用が発揮される。対称的で
均質な膜では、溶質に富む溶液の方向にも、その逆の方
向にも流しうる。 すすぎ溶液は、適当な溶液ならいずれでもよい。 特に、液体流、つまり、溶質に乏しいか純粋な溶媒また
は溶質に富む濃縮物でありうる。さらに、場合によって
は、比較的短かい間隔でおこるすすぎフェースにおいて
、少量の添加物を加えたり、または、より高い温度です
ｔ−ｚだすして、膜の清伊化を促進しまたは完全にしう
る。ＰＨを下げたｐまたは上けたｐ″するための添加物
として無機お裏び１機の酸および塩基だとへは塩酸、硫
酸、硝酸、炭酸、スルファミン酸、くえん酸、アスコル
ビン酸、しゆう酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
、アンモニヤ、そして、金属イオン封鎖剤および（また
は）錯化合物形成剤として、ヘキサメタホスフェート、
トリポリホスフェート、ポリアクリレート、ポリカルボ
ン酸およびそれらの塩、有機リン酸および塩、ＥＤＴＡ
、洗浄剤、分散助剤、乳化剤および（または）静的分解
剤たとへば、ＢｉＺ。 Ａｒ１ｅｌ、　Ｎｕｔｅｋ　ＩＴ　６００　、　ＤｅＣ
Ｏｎ　９　Ｑに含まれるようなもの、消化剤および（ま
た？−１）靜生物剤、たとへはホルムアルデヒド、メタ
重亜硫酸ナトリウム、過酸化水素、ヨー素、塩素、臭素
、２酸化塩素、銀イオン、銅イオン、フィルム形成剤だ
とへばタンニン酸、ポリビニルメチルエーテルおよび（
または）Ｍ機溶媒、たとへばアルコール、ケトン、エス
テル（単量体またはポリマー）を象加しうる。 本発明のさらに別の利点は、従来法より、ずっと高瓢度
に、短時間だけ添加すあことである。 本発明方法のさらに別の利点として、すすぎ溶液を、あ
らかじめ少なくとも部分的にイオン交換に処して、硬水
成分の除去、陽イオンの除去または脱塩しておけば、す
すぎ溶液の溶解力を高めうる。すすぎ溶液の少なくとも
１部をプロトン型のイオン交換樹脂床に通しておけば、
樹脂床はプロセスフェースのあいだに、酸または電解質
で、エネルギー消費をより少なくして再生しうる。 本発明方法は逆滲透技術の分野で応用しうる。 特に、なんらかの安定化剤を添加する現在法で具合の恣
い状態に変わりうる溶液を扱う場合に用いうる。 例１ ６ｖａｌ／ｍ３ノ重炭酸塩、ｌ　ｖａｌ／ｍ”　ノ塩化
物および硫酸塩、およびｄ、５　ｖａｌ／ｍ’のカルシ
ウムおよびＱ　、５−　ｖａｌ　／ｍ’のマグネシウム
および２　ｖａｌ／ｍ’のナトリウムを含有する井戸水
は、逆滲透で７５チ収率で脱塩さるべきはづである。常
法で安定剤、を加えなければ、４，５　ｖａｌ／ｍ’塩
酸または硫酸が必要である。安定剤を加えるとこの蓋を
１５から２５％だけ減少させうる。このように処理され
逆滲透で脱塩された水は、膜の型、処理条件で異なるが
、約０．５から１ｖａ１／ｍ３の残る塩および約２００
９部ｍ３の遊離炭酸を含有する。装置は、添加物を加え
ないで、０．５から５時間の間隔で、６から６０分間純
水ですすぐと、妨害になる沈殿もなく、酸の添加で遊離
する炭酸が生成水中に入ることなしに運転しうる。それ
で生成水け、約０．３からＱ、３ｖａｌ／ｍ’の残余の
塩および未処理の原料水と同程腿の００２を官有する。 例２ ５０　、ｌｉｔ／ｍ３のＳｉＯ＋ｉｆｔで７．１の両値
のケイ酸塩含有地下水を処理すると、１０°Ｃの温度で
４倍に濃縮すると、膜上にケイ酸が沈降し、それ以上作
業を続けると、非可逆的な汚れを残す。しかし、１から
１０時間の間隔で、１０から１００分間、温度を４０°
Ｃに上げ約１１ＯＰＨ値として、塩含量の低い生成水で
すすぐと、原料水に手を加えないで、沈降物で膜を害す
ることなしに装置を操作しつづけうる。 例１ｇ）井戸水を本発明方法に準じ酸添加なしに逆滲透
装置で処理する。２から８時間の間隔で２から２０分間
、原料水中の重炭酸塩量に相当するかまたはそれより大
量の酸を加えた。この処置で、装置は炭酸カルシウムの
沈降なしに操作しえた。 例４ ミルクまたはホエー処理で生じた約５％の乳糖溶液は逆
滲透で飽和状態に濃縮しうる。飽和点を超えると、濃縮
物の冷却で糖の１部はわざわざ結晶化させる。もう１度
加温し、母液を逆滲透装置中でもう１度濃縮する。つま
り、常に飽和の範囲で操作するσ）で、膜上に沈降する
危険がある。しかし、作業フェースのあとの膜を１から
１０時間の間隔で５から５０分間、乳糖不含の生成水で
すすぐと、具合の悪い汚れをともなはず作業を続けうる
。 列５ 列１の井戸水を酸はまったく用いないで本発明方法より
処理する。そのように得られた純水は消費の目的に直接
に送らないで、流出時の圧のまま直接的にか、または原
料水ないしは濃縮水側の圧力を高めたあとで、プロセス
フェースを終えた逆滲透装置にみちびき、すすぎ相に用
いる。その目的には、当然、少なくとも２つの逆滲透装
置を用い、一方がプロセスフェースにある時ｆ他方はす
すぎフェースにあるようにし、これを交換してゆく。ま
た、ヒとつの装置中のフロセスフェース中では、分離の
途上で、沈殿および沈降がおこり、他の装置では少量り
〕存在−の沈殿および沈降物がふたたび溶解される。そ
の際すすぎ溶液に用いる純水は著しく塩を含むようには
ならない。それは、はるかに大量の塩含量はすでに濃厚
排出液により、導出されているからである。０．１から
１０時間の後、２つの装置は逆にする。つまり、あらか
じめ清浄化された装置は、高圧下に原料水を供給して純
水を生成させ、これは、前記のように沈殿および沈降物
の存在する装置の清浄化ないしはすすぎに用いる。この
組合わをたがいに交換してゆくことで、化学物質の添加
を要しないで、高い溶解速度が達成される。 本発明に準する方法の実施のための装置は逆滲透装置の
既知の構成部分を包含する。つまり、少なくとも１個の
加圧タンク、容器を分けて、溶質官有ないしは濃縮溶液
のための第１の室と、溶質に乏しい溶媒のための第２の
室とするための半透過性膜（第１の室から第２の室へと
液を通過さす入さらに、あらかじめ定められた圧力下に
溶質含有溶液を供給するための、第１の室に接続された
輸送装置、そしてこの第１の室から導出される濃縮液の
排出管ならび第２の室の溶質に乏しい溶媒の排出管を備
える。本発明によると、第１の室に流入する、すすぎ用
溶液の輸送管を備える。それにより、前記のすすぎ溶液
が、すすぎフェースのあいだに、すすぎ溶液の貯留槽か
ら第１の室にみちびかれつる。さらに、すすぎ溶液を導
ひく管にｔま、導入されるすすぎ溶液の量および圧力を
計るための輸送および計敞ユニットを設ける。そして、
すすぎの時間、および場合により、他の操作との関連に
おいてすすぎ相の間隔を設定するために、少なくとも輸
送および計量ユニットと組合わせて運転および制御のた
めの配置を備える。この本発明による装置を用いて、第
１の室に接続された輸送管を通して、続行されつつある
か、規模を縮小されているか、中止しているかのプロセ
スフェースに、所定量のすすぎ溶液を一定時間供給して
、膜構成部分に溶解状態を与える。望むならば、すすぎ
フェースの開始と共ＫＳ濃縮液の排出管または別の運転
手段で操作される排出管を経由して、第１の室より溶質
に富む溶液を押し出すように、運転および調節のための
配置を操作する。 多くの応用例において、原料水の飲用水の浄化において
、第２の室よりの溶質に乏しい純水を、直接にかまたは
圧力を高めたあとで、第１の室のすすぎ溶液としてみち
びく。そのような方式において、すすぎ溶液の導管は、
輸送および計量ユニットを備え、圧力タンクの外側から
半透過性膜をバイパスするように設けておく。２つの室
１／）あいだの連絡管では、上記の運転および制御用配
置で、流量および圧力を測定しうるようにする。必要な
ら、すすぎ溶液の導管に、すすぎ溶液の追加のための計
量器を設け、たとへば、追加しないで、溶質に乏しい溶
媒を用いる一連のすすぎのあと、間隔をあけて、すすぎ
液を追加した溶液を、第１の室にみちびくようにな【２
５る。長い運転時間のあとで、分離プロセスを中断する
ことが必要になりうる。そして、１度または多くの、す
すぎ期間のあいだに、溶質に乏しい溶媒を取り出すこと
なしに一定量の追加で溶液をきれいにする必要がある。 その場合には、すすぎ溶液の導管に接続された計量装置
を用いる。そのようなきれいにする作業のあとでは、新
しく分離操作を始めるより前に、きれいにするのに用い
た溶液を圧力容器から取り去らねばならぬ。 特定の実施方式で、ｆすぎ溶液の量がほぼ一定に止まっ
ている時に、膜バイパスするすすぎ溶液の導管は、すす
き′フェース毎に、必要線のすすぎ溶液を受け入れる収
容能力があるようにする。 別の実施方式において、少なくとも２つの圧力容器を用
いる。両方の容器の第１の室は分配してみちびくための
配置に接続されている。溶質に乏しｂ溶媒のための、第
２の室からみちびかれる排出管は、それぞれに他の圧力
容器の第１の室にみちびかれる。分配してみちびくため
の配置および排出管には、輸送、計量および切り替え構
成部品を備え、それらは、運転および制御のための配置
に接続している。この配置は、加圧容器間でプロセスフ
ェースおよびすすぎフェースを切りかえ、ひとつの容器
中でプロセスフェースのあいだ、他の容器がすすぎフェ
ースであるようにする。それで、第１の圧力容器で得ら
れた溶質に乏しい溶媒の少なくとも１部は、第１の室に
すすぎ溶液としてみちびかれ、すすいだあとに消費に用
いられるようにする。この実施方式では、第２の室より
の溶質に乏しい溶媒は、圧力を高めないで直接に、相当
する第２の室におけるすすぎに用いられるか、または、
相当する加圧ポンプを経由して、特定の圧力に上げうる
。 この実施方式で、それぞれに、他の圧力容器で得られた
溶質に乏しい溶媒の１部のみをすすぎ用の溶媒に用い、
残余の分は直接に消費にあてることもある。すすぎ段階
および溶解のあいだに少々おこる塩の添加は、実際に無
視しうるほどである。 本発明方法を実施するための別の方式で、加圧容器を、
対称的な均質なｊ漠で分ける。この装置では、すすぎ溶
液は両方の方向に膜を通過させうる◎それで、たとへば
、プロセスフェースが終わったあと、反対方向の流れで
すすぎを行なめうる。それで、前記の方式のように、１
″すぎ溶液用の導管を別に備える必要はない。ただ、フ
０ロセスフェースで得られた溶質に乏しい溶媒をすすぎ
段階にみちびくだけでよい。均質な膜を用いる有利な実
施方式では、溶質に乏しい溶媒のための排出管中に、切
りかえおよび輸送の装置を備え、すすぎフェースの始ま
りに溶媒の排出を止め、第２の室に存在する溶媒に相応
する圧力をかけ、それを逆の流れとして膜を通し、すす
ぎの段階をおこさせる。そうすると、第１の室になは残
っている溶質に富む溶媒は、濃縮物の排出管または別の
排出手段により押し出される。 ひとつの容器中にある対称性の均質の膜は、そのような
圧力容器の１連をあわせて開閉する可能性を与える。そ
れぞれの圧力容器中のプロセスフェースを、２つの室の
あいだで交互に、沈殿および沈降がある一定値となるま
で続け、すすぎフェースでは、溶質に乏しい溶媒が、や
はり、交互の方向に流れ、沈殿および沈降物を古溶解す
るようにする。 巣１図ｔま、圧力容器１を示す。その内部は半透過性膜
２で、第１室３および第２室４に分けられている。模式
的に示した膜２は、その構造は示してないが、専門家は
よく知っておるような、Ｈｏｈｌｆａｓｅｒｍｅｍｂｒ
ａｎ、　Ｓｐｉｒａｌｗｉｃｋｅｌｍｅｍｂｒａｎなど
、ｐｅ　ｒｍθａｔｏｒｅｎといわれる滲透構成要素で
ある。図示した装置で、第１の室３は溶質含有溶液に受
け入れる。溶液は膜２を通し、溶質に乏しい室に集めら
れ、溶質に富む硅縮物は、第１に室に設けれらた濃縮物
排出管６よジ排出される。逆滲透に必要な縄圧は、室の
取り入れ辿ｊの輸送装置５より与えられる。この輸送装
置は、ポンプおよび対応するパルプを備える。溶質に乏
しい溶媒は第２の室４より排出管７より取り出されさら
に処理されるかまたは直接に使用される。運転および制
御用の配置１１は、輸送装置５、濃縮物排出管６、排出
管７と連結し、全体にひとつのユニットとし、操作の経
過に応じて開閉および調節のプロセスを実施する。 第１図の第１の室３にはすずき液を導び〈配列８備える
。これはすすぎ溶液の貯留槽９および輸送および計量ユ
ニット１０を包含して、すすぎ溶液の貯留槽より第１の
室３に、たとへぼ、すすぎフェースの開始時にすすぎ溶
液をみちびく。このすすぎ溶液は、半透過性膜を、分離
プロセスとの場合に対応して矢印の方向に流れ、その際
第１の室および膜２に存在する沈殿および沈降物をすす
ぎにより俗解する。輸送および計量ユニッ）１０は、や
はり、運転および制御用の配置１１に連絡され、これに
より、望む工程の経過に応じて運転される。輸送構成部
分としてこのユニット１０は、ポンプおよび計量に適し
たパルプを有する。また、計量ポンプは２つの機能を果
たしうる。 第２に示した変型装置では、すすぎ液を導び〈配置８′
、輸送および計量ユニット１０′を包含し、半透過性の
膜２をバイパスして、すすぎ液の容器を第１の室３と連
絡するように配置されている。 運転および調節のための配置１１を通して輸送および計
量ユニット１０′を操作し、プロセスフェース中に得ら
れた溶質に乏しい溶液を、すすぎ溶液の容器４′より第
１室３、ついで半透過性膜２にみちびく。すすぎ液をみ
ちびく配置８′中の溶質に乏しい溶媒に添加物を混入し
たい時には、すすぎ液をみちびく配置８′に合流する計
量装置１２を用いる。これにより、選択した操作の経過
に応じて、すすぎフェース中ずつとかまたはある時間間
隔で添加する。輸送および計量ユニット１０′は、第１
図で説明したように、輸送装置５、濃縮物排出管６、排
出管７とあわせて、運転および制御の配置１１に連絡し
、これにより運転される。 第６図は、２つの加圧容器１，１′を有する装置を示す
。それらのそれぞれの第１の室３．３′は分配してみち
びくため配置１４に連結し、輸送装置５より溶質含有溶
液を送られる。プロセスフェースのあいだ膜２，２′で
分離が行なわれ、第２の室の中の溶質に乏しい溶媒はそ
れぞれの排出管７゜７′を通り第２の室４，４′からみ
ちびかれて第１の室３．３′に入りうる。７．７’［は
、パルプ１７゜１７’が備えられている。３．３′では
、すすぎ溶液となり、１８　、１８’および２０　、２
０’により消費者へとみちびかれる。運転および制御の
ための配置１１′で、分配してみちびくための配置１４
に存在する切りかえパルプ１６．１６’、パルプ−スイ
ッチ１８．１８’、２０．２０’、輸送袋ｆｆ１ｉ１５
．１５’そして場合により圧力を高めるポンプ１９．１
９’、排出パルプ１３　、１３’を望む操作経過に応じ
て運転する。基本的な運転方式として、運転および制御
のための配置１１でつぎσ）ように運転する。２つの圧
力容器１．１′のうちのひとったとへば圧力容器１にプ
ロセスフェースが存在する時に、他の圧力容器１′はす
すぎフェースにあり、圧力容器１ないしは第２の室４で
得られた溶質に乏しい溶媒は、排出管７を経由し５第１
の室３′にみちびかれ、そこですすぎを行ない、しゃ断
装置ｉ１１　Ｂ’、　２０’を経由して消費にみちびか
れる。加圧容器１中のプロセスフェースの終了時に、運
転および制御のための配置１１′は、加圧容器１′中の
すすぎフェースを切り、プロセスフェースを入れる。そ
れで、加圧容器１は、第２の室４′で得られた溶質に乏
しい溶媒を管７′よりみちびいてすすぐ。加圧容器１中
のすすぎのあと、なは溶質に乏しい状態の溶媒は管Ｔを
経由して、加圧、およびしゃ断装置１８゜２０を経由し
て消費に送られろ。 すすぎフェースの開始に際して、それぞれの第１の室３
，３′中の溶質に富む溶液が、入りこんで来るすすぎ溶
液で追い出されるように、分配［７てみちびくための配
置１４中に開閉パルプ１８ｊ１Ｂ’および排出パルプ１
８を備え、追い出されろ溶質に富む溶液を排出する。こ
の実施方式で加圧容器中でおこるすすぎを、溶質に乏し
い溶媒の圧力を高めたりまたは寸すぎ浴液の圧力を高め
たりしないで実施しりる。第６図には、排出管Ｉ、７′
中には圧力を高める１　９　、１９’が示しである。こ
れらの圧力を高めるポンプも、運転および制御の配置１
１で運転される。 第４図の実質形態では、圧力容器２０は、対称性の均質
膜２１により、溶質含有浴液ないしはそれの濃縮液を含
有する第１の室２２および第２の室２３に分けられ、溶
質に乏しい溶媒の貯留槽２３′を包含する。両方向の矢
印は膜２１０通過方向を示す。この変型例では、才すぎ
溶液をみちびく管は存在しない。その代わり、プロセス
フェースにおいて逆方向の流れを与えてすすぐ。ここで
、第２の室２３より溶質に乏しい溶媒を膜を通して押し
出し、それによりすすぎをおこす。プロセスフェースの
終りに第１の室２２中に存在する溶質に富む濃縮物ない
しは溶質を含有する溶液は、開閉器２８の作動で、濃縮
物排出管２５にみちびかれる。輸送装置２４か第１の室
２２に溶質含有溶液を送ることは、これまでと同像であ
るが、排出管２６には、追加して切りかえおよび輸送装
置２９を備える。それにより、溶質に乏しい溶媒を貯留
槽２３′より圧力下に２３を通して、膜２１に送る。前
記のように開閉および調節の機能は、全体として、運転
および制御の配置２７により支配される。 第５図では、均質の対称膜３４が圧力容器３７を室３２
および３３Ｖｃ分ける。運転および制御の　・ための配
置３６により、圧力容器３７中の２つの室は、第１の室
になったり第２の室になったりする。つまり、膜３４は
、両方に通過させうるからである。分配してみちびくた
めの配置３１にはパルプ３０を備え、輸送装置２４から
、溶質に富む溶液を、それぞれの室に送るようにしであ
る。さらに、室３２および３３の排出管には切りかえ装
置２９を備え、濃縮液の排出管には開閉器２８を備える
。第５図で左の室が第１の室となる時に、右の室は溶質
に乏しい溶媒を集め、相当する切り替へ輸癲装置２９へ
と、流出管２６より流す。それに相応して、プロセスフ
ェースのあいだ右側の室が第１の室となる時、左の室は
第２の室となり、溶質に乏しい溶媒を受けることになる
。いずれかの室で、すすぎの操作が始まる時、溶質に富
む濃縮液ないしは溶質を官有する溶液は排出装置２８よ
り去る。第５図の実施方式は、第３図による開閉方式で
原理的に示したような、連続した操作に特に適当である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の特徴に従い、溶質を含有する溶液を
逆滲透により分離するための装置を模式第２図は、第１
図の装置の改変された方式を示す。 第３図は、２つの逆滲透加圧容器を交互に働らかすよう
に組上げた、溶質を含有する溶液を逆滲透により分離す
るための装置の模式図である。 第４図は、均質な対称的な逆滲透膜を用いた逆滲透によ
り溶質を官有する溶液を分離するための装置の変型であ
る。 第５図は、第４図に示した装置の改変された実施方式の
模式図である。 手続補正書輸発） 昭和５９年７月　２日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第　１０２４５０　号３、補正をする
者 事件との関係　特許出願人 住　所 氏　名　クリスト　アクチェンゲゼルシャフト（名　称
） ４、代理人 ５、補正命令の日刊 昭和　年　月　日 ６、補正により増加する発明の数 明細書 ８、補正の内容　別紙のとおり 明細書の浄書　（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）分離プロセスの経過中に、溶質含有溶液ないしは
   溶質に富む濃縮物の側でおこる、溶解性ないしは離溶性
   の物質の沈澱および沈降を、一定時間内のグロセスフェ
   ースにおりて生起させ、そして、存在する沈澱および沈
   降物をすすぎフェースにおいて、すすぎ用溶液により少
   なくとも大部分を溶解させてしまうことを特徴とする特
   に一定して化学物質を使用することはしないで、溶質官
   有溶液を逆浸透により、溶質に富む濃縮物および溶質に
   乏しい溶媒に分離する方法。 （２）　分離プロセスの経過中に、溶質含有溶液ないし
   は溶質に富む濃縮物の側でおこる、溶解性の物質の沈澱
   および沈降をある上限の濃縮値ないしはある上限の沈降
   の厚さまでおこさせ、そして、存在する沈威なりしは沈
   降物を、すすぎのフェースにおいて、すすぎ用の溶液で
   ある下限の沈降の厚さまで溶解さすことを特徴とする特
   に一定して化学物質を使用することはしないで、溶質含
   有溶液を逆浸透により、溶質に富む濃縮物および溶質に
   乏しい溶媒に分離する方法。 （３）　すすぎフェースを、連続する分離プロセス中に
   統合させることを特徴とする、上記１１１または（２）
   項記載の方法。 （４）すすぎフェースを、連続する分離プロセス中に週
   期的に組みこむことを特徴とする、上記（３）項記載の
   方法。 （５）すすぎフェースにおいて、すすぎ溶液を、分離プ
   ロセスのあいだの溶質含有溶液の流れないしは溶質に乏
   しい溶媒の流れと同じ流れの方向に流すことを特徴とす
   る、上記（１１から（４）項までのいずれかに記載の方
   法。 （６）すすぎフェースの期間のあいだは、分離プロセス
   を中断し、そして場合により、溶質含有溶液ないしは溶
   質に富む濃縮物をすすぎ溶液で追い出すことを特徴とす
   る、上記（１）項または（２）項記載の方法。 （７）すすぎフェースにおいて、すすぎ溶液を、分離プ
   ロセスのあいだの溶質含有溶液ないしは溶質に乏し２い
   溶液の流れと逆の方向の流することを特徴とする、上記
   （６）項記載の方法。 （８）スすぎフェースの持続期間をプロセスフェースの
   持続期間とほぼ同じとすることを特徴とする、上記（１
   ）から（７）項までのいずれかに記載の方法。 （９）　すすぎフェースの持続時間をプロセスフェース
   のそれよｐ本質的に短かくなるべくは１／１ｏとし、２
   つのフェース間の間隔は調節しうるものとすることを特
   徴とする、上記（３）から（７）項までのいずれかに記
   載の方法。 （ｔｏ）　−ｔ　ｆ　キフェースにおいて、場合により
   、すすぎ液に、調製された塩官有溶液を加えることを特
   徴とする、上記（ＩＩから（９）項までのいずれかに記
   載の方法。 （１１）　ｆすぎフェースにおいて、場合により、ｔす
   ぎ液に、調製された、塩含散の少ない溶媒なめしは純粋
   な溶媒を加えることを特徴とする、上記（１１から（９
   ）項までにのいずれかに記載の方法。 ｕ２１　すすぎフェースにおいて、場合により、すすぎ
   液に調製された塩に富む濃縮物を加えることを特徴とす
   る、上記＋１１から（９）項までのいずれかに記載の方
   法。 （＋３１　添加に、無機および（または）有機の酸また
   は塩基、錯化合物形成剤、金属イオン封鎖剤、分散剤、
   乳化剤、殺菌剤、静生物剤、洗浄剤、酵素的分解剤、有
   機溶媒、フィルム形成剤、ポリアミンまたはポリアミド
   の１種または１種より多くを添加することを特徴とする
   、上記（１０）から（１２１項までのいずれかに記載の
   方法。 ■　すすぎ用溶液の溶解力を、あらかじめ、硬水成分の
   除去、陽イオンの除去またはイオン交換による脱塩で高
   めておくことを特徴とする、上記（１）から１９項まで
   のいずれかに記載の方法。 住９　プロトン形としたイオン父換樹脂床にすすぎ用溶
   液の一部またはすべてな通し、樹脂は分離プロセスのあ
   いだに電解的または酸で再生することを特徴とする、上
   記＋１１から圓項までのいずれかに記載の方法。 （１６）　すすぎフェースに用いるすすぎ溶液を約８０
   ００に加温しておくことを特徴とする、上記（１１から
   ０５１項までのいずれかに記載の方法。 αＤ　逆浸透に用−る構成部品のパラメーターおよび溶
   質含有溶液の特徴に特に応じて、プロセスフェースの持
   続時間を定め、それに応じてすすぎフェースの持続時間
   を定めることを特徴とする、上記（１１から（１０項の
   いずれかに記載の方法。 （１８）　分離プロセスの進行中に、ある上限の濃縮値
   ないしはある上限の沈降物の厚さまで、プロセスフェー
   スの持続期間中に、沈澱および沈降をおこさせ、それか
   ら、存在する沈澱ないしは沈降物を、塩に乏しい純水を
   ｍ−るすすぎで、すすぎフェースにおいて大部分溶解し
   てしまうことを特徴とする特に一定して化学物質を用い
   ることなしに、生の水、たとへば廃水、含塩水、海水お
   よび類似の水を、塩に富む濃縮物および塩に乏しい純水
   に分ける、生の水の処理方法。 ｕ鐘　上記したプロセスフェースで得られた、塩に乏し
   い純水の少なくとも一部をすすぎに用いそしてそれをそ
   のまま消費の目的にあてることを特徴とする、上記ｔｔ
   Ｓ項記載の方法。 彌　該プロセスフェースで得られる溶質に乏しい純水を
   、同時に行なわれているすすぎフェースでのすすぎに用
   いることおよび−ｒ−ｔぎに先立ち場合により圧力を高
   めることを特徴とする、上記０８項または四項記載の方
   法。 （財）溶質含有溶液ないしはその溶液の濃縮物のための
   第１の室（３）ならびに溶質に乏しｂ溶媒のための第２
   の室（４）を形成するための、内部を分ける半透過性膜
   を備えた加圧容器（１）を包含し、膜は、第１の室から
   第２の室への通過を許すものであり、さらに、所定の圧
   力下に溶質含有溶液を導入するための第１の室に接続さ
   れた輸送装置（５）、第１の室から出る濃縮物排出管（
   ６）、第２の室の溶質に乏しい溶媒の排出管をも包含し
   ている、第１の室（３）に合流する、すすぎフェースの
   あいだにすすぎ溶液の貯留槽（９）よりのこの第１の室
   へのすすぎ溶液の導入を可能とする、すすぎ溶液をみち
   びく配置、すすぎ溶液をみちび〈配置中に設けられた、
   みちびくべきすすぎ液を計量し圧力を与える輸送および
   計量装置、少なくとも輸送および計量装置（１ｏ）に連
   結し、他のプロセスの進行に関連してすすぎフェースの
   持続時間そして場合により間隔を定めるための運転およ
   び制御の配置（１１）を特徴としている、上記＋１１、
   （２１またＵ（１８１項のいずれかの方法を実施するだ
   めの装置。 （２２第２の室および第１の室（４，３）のあいだを半
   透過性の膜をバイパスして連絡する、輸送および計量装
   置を備えたすすぎ液を、みちびく配置（８’）　、すす
   ぎ液をみちびく配置に、すすぎ液への添加を行なうため
   に接続された計量装置、すすぎ相の開始の際に、第１の
   室から押し出される溶質に富む溶液を導出するための運
   転手段により動かされる排出管（１３）を特徴とする、
   上記（２Ｉ）項記載の装置。 Ｑ３１　すすぎフェースのあいだに大体必要とするすす
   ぎ溶液の址を受け入れうる収容能力を、膜（２）をバイ
   パスするすすぎ液をみちびく配置が有してｂることを特
   徴とする、上記（２２項記載の装置。 （２４加圧容器の第１の室（３、３’）がそれぞれに、
   ″溶質を含有する溶液を分けてみちびくための配置（１
   ４）に接続しており、加圧容器の第２の室（４、４’）
   から出る、溶質に乏しい溶媒をみちびくための排出管（
   ７、７’）が、それぞれ別の加圧容器（１’、１）の第
   １の室（３’、３）にみちびがれ、溶液を分けてみちび
   くための配置（１４）、排出管（７，７’）、輸送、計
   量および切りかえ構成部分（１５，１５’；１６．１６
   ’１７，１？’；１８．１８’）を備え、それからそれ
   らの部分は運転および制御の配置（１１）に連結され、
   この配置のにより、加圧容器（１、１’）のあいだでプ
   ロセスフェースとすすぎフェースとを相互にきりかえ、
   ひとつＶ）加圧容器中でプロセスフェースが持続してい
   るあいだに、別の加圧容器〔１′〕をすすぎフェースに
   おき、それにより、第１の加圧容器より得られる溶質に
   乏しい溶媒の少なくとも一部を、すすぎフェースにおか
   れた加圧容器（１つの第１の室の中でのすすぎ溶液に用
   い、そのあと消費の目的に送ることを特徴とする、少な
   くとも２つの加圧容器（１，１’）を有する、上記（３
   ）、（５）、（６１、（８１およびｌ’Ｊ　ｉ　［記載
   の方法を実施するための、特に、上記（２１１項に準す
   る装置。 （２ω　それぞれの排出管（７、７’）に、それらが、
   それぞれの加圧容器（１、１’）の第１の室（３゜３′
   ）Ｋ入るより前に、やはり、運転および制御のための配
   置に連結されている加圧ポンプ（１９゜１９′）が備え
   られていることを特徴とする、上記（至）項記載の装置
   。 （２６）それぞれの第１の室（３、３’）に、すすぎフ
   ェースの開始の際に、その室から押し出される溶質に富
   む浴液を運び出す、運転の手段で作動される排出管が連
   結していること特徴とする、上記（２２１゜シａまたは
   （至）項のいずれかに記載の装置。 （２７）溶質を含有する溶液ないしはその浴液の濃縮物
   のための第１の室（２２）および第２の室を形成するた
   めに、内部を分ける対称性の均質な膜を有する少なくと
   も１個の加圧容器（２０）および溶質に乏しい溶媒のた
   めの貯留槽（２３’）を包含し、さらに、所定の圧力下
   に溶質官有溶液を送るための、第１の室に接続した輸送
   装置（２４）および第１の室からみちびかれる濃縮液の
   排出管（２５）ならびに第２の室の溶質に乏しい溶媒の
   導出管を包含し、排出管（２６）には切りかえおよび輸
   送装置（２９）を備え、これらおよび濃縮物の排出管（
   ２５）中の輸送装置および開閉器は、運転および制御の
   ための配置ｔ（２７）に連結されており、この配置は、
   すすぎフェースの導入に際して、切りかえおよび輸送の
   装置（２９）ならびに他の輸送および開閉の手段を相応
   して作動させ、貯留槽（２３’）よりの溶質に乏しい溶
   媒を、場合により、溶質に富む溶液を濃縮物の排出管（
   ２５）を経由して追い出しながら、プロセスフェースの
   流れの方向とは反対の方向に膜（２１）を通してすすぐ
   ことを特徴とする、上記＋１１、（２）または１８項の
   いずれかに記載の方法を実施するための装置。 （至）交代しうる、溶質官有溶液ないしは濃縮物のため
   の第１の室（３２またｆ′１３３）ならび溶質に乏しい
   溶媒のため第２の室（３３または、３２）を形成するた
   めの、内部を分ける対称性の均質の膜（３４）を有する
   加圧容器（３１）を包含し、そしてさらに所定の圧力下
   に溶質を含有する溶液を加えるための、それぞれに第１
   の室に接続された輸送管（２４）とそれぞれに第１の室
   からみちびかれる濃縮物のためのそしてそれぞれに第２
   の室にある溶質に乏い溶媒のための排出管（２６）を包
   含しており、そして、輸送装置（２４）とそれぞれに第
   １の室（３２または３３）とのあいだに開閉器（２９）
   を備え、そして、これらおよび輸送装置（２４）、濃縮
   液の排出管中の開閉器ならびに開閉器（３０）が、運転
   および制御のための配置（３６）に接続され、それは、
   それぞれに第１の室のあいだのプロセスフェースの切り
   かえを行ない、そしてすすぎフェース導入のために、き
   り代え一＃装置（２９）ならびに他の列挙した輸送およ
   び開閉の手段を作動させ、それぞれに第２の室（３３ま
   たは３２）から、場合により濃縮液の排出管（２５）を
   通し溶質に富む溶液を押し出しながら、それぞれにプロ
   セスフェースのあいだの流れの方向と反対の方向に、溶
   質に乏しい溶液を膜（３４）Ｋ通してすすぐことを特徴
   とする、上記（１）、（２）または鱈項のいずれかに記
   載の方法を実施するための装置。