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公開番号2024121591
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-06
出願番号2023028771
出願日2023-02-27
発明の名称排水処理装置及び排水処理装置の製造方法、並びに、排水処理方法
出願人国立大学法人京都大学,前澤工業株式会社
代理人弁理士法人谷川国際特許事務所
主分類C02F 1/44 20230101AFI20240830BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】本発明は、FO膜を用いた排水の処理を効率的に実行することができる排水処理装置を提供する。
【解決手段】排水処理システム10は排水FSが貯留されている排水貯留槽12を備え、排水貯留槽12内の排水FSには排水処理装置であるFO膜エレメント20を格納するFO膜モジュール13が浸漬され、FO膜エレメント20は複数のFO膜エレメントパーツ22からなり、複数のFO膜エレメントパーツ22は接続され、一本道の駆動溶液DSの流路が形成され、隣接する2つのFO膜エレメントパーツ22は所定の間隙を有する離間部25を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
夾雑物、溶解性有機物及び水分を含む排水、並びに、前記排水の溶質濃度よりも高い溶質濃度の駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第１の流入側端部及び前記第１の流入側端部から流入した排水又は駆動溶液を排出する第１の排出側端部を有する第１の正浸透膜部材と、
前記排水及び前記駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第２の流入側端部を有する第２の正浸透膜部材と、を備える排水処理装置であって、
前記第１の正浸透膜部材及び前記第２の正浸透膜部材は所定の間隙を有し、前記第１の排出側端部及び前記第２の流入側端部は接続されていることを特徴とする排水処理装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記排水処理装置は、
前記排水及び前記駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第３の流入側端部を有する第３の正浸透膜部材と、をさらに備え、
前記第２の正浸透膜部材は前記第２の流入側端部から流入した排水又は駆動溶液を排出する第２の排出側端部を有し、
前記第２の正浸透膜部材及び前記第３の正浸透膜部材は所定の間隙を有し、前記第２の排出側端部及び前記第３の流入側端部は接続されていることを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
前記第１の流入側端部は前記排水又は前記駆動溶液を前記第１の正浸透膜部材に供給する供給部を有することを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【請求項４】
前記供給部に供給される排水又は駆動溶液から気泡を分離除去する脱気手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の排水処理装置。
【請求項５】
前記第３の正浸透膜部材は前記第３の流入側端部から流入した排水又は駆動溶液を排出する第３の排出側端部を有することを特徴とする請求項２記載の排水処理装置。
【請求項６】
前記第３の排出側端部は前記排水に含まれる水分及び前記駆動溶液が混合された集水溶液を集水する集水部を有することを特徴とする請求項５記載の排水処理装置。
【請求項７】
前記第１の流入側端部、前記第１の排出側端部及び前記第２の流入側端部は複数の開口を有することを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【請求項８】
前記第２の排出側端部及び前記第３の流入側端部は複数の開口を有することを特徴とする請求項２記載の排水処理装置。
【請求項９】
前記第３の排出側端部は複数の開口を有することを特徴とする請求項６記載の排水処理装置。
【請求項１０】
前記第１の正浸透膜部材は前記第１の正浸透膜部材が有する正浸透膜を支持する第１の支持部材を有し、前記第２の正浸透膜部材は前記第２の正浸透膜部材が有する正浸透膜を支持する第２の支持部材を有することを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は排水処理装置及び排水処理装置の製造方法、並びに、排水処理方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、排水ＦＳ（Feed Solution）に溶解している溶解性有機物や排水ＦＳに分散されている夾雑物を排水ＦＳから分離除去する排水処理が実行されるときに用いられるＦＯ（Forward Osmosis）膜が知られている（例えば、特許文献１参照。）。ＦＯ膜は２種類の溶質濃度の異なる水溶液、例えば、所定の溶質濃度の排水ＦＳ及び排水ＦＳの溶質濃度よりも高い溶質濃度を有する海水等の駆動溶液ＤＳ（Draw Solution）の間に介在すると、排水ＦＳに含まれる水分を駆動溶液ＤＳに透過するとともに、排水ＦＳに含まれる夾雑物及び溶解性有機物を捕捉し、排水ＦＳを濃縮する。
【０００３】
特許文献１のＦＯ膜エレメントはＦＯ膜及びＦＯ膜に囲まれた駆動溶液ＤＳの流路を備え、流路の一端は駆動溶液ＤＳをＦＯ膜エレメントに供給する供給部を有し、流路の他端は駆動溶液ＤＳと、排水ＦＳに含まれていた水分であってＦＯ膜を透過した水分とからなる集水溶液ＣＳを集水する集水部を有する。流路は駆動溶液ＤＳが供給部から集水部に向かう一本道であり、排水ＦＳに含まれる水分がＦＯ膜を透過する領域を確保するために、ＦＯ膜エレメント内部において蛇行し、隙間なく形成されている。
【０００４】
ところで、ＦＯ膜エレメントは実際の排水処理設備において、一定の排水ＦＳの量が確保される場合、複数のＦＯ膜エレメントが等間隔に連結された一体型ＦＯ膜エレメント（図６）が用いられる。図６の一体型ＦＯ膜エレメント６０において、ＦＯ膜エレメント６１，６２は隣接し、ＦＯ膜エレメント６１はＦＯ膜６３，６４を有し、ＦＯ膜エレメント６２はＦＯ膜６５，６６を有し、ＦＯ膜６４及びＦＯ膜６５が対向している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－１８５５２２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、一体型ＦＯ膜エレメント６０をコンパクトにするために、ＦＯ膜エレメント６１，６２は近接して配置される。これにより、ＦＯ膜エレメント６１，６２の間の排水ＦＳは流動性を喪失し、ＦＯ膜６４及びＦＯ膜６５の間で停滞する。ＦＯ膜６４及びＦＯ膜６５の間で停滞している排水ＦＳの水分がＦＯ膜６４又はＦＯ膜６５を透過し、ＦＯ膜６４及びＦＯ膜６５の間で停滞している排水ＦＳが濃縮されると、次第に排水ＦＳの溶質濃度及び駆動溶液ＤＳの溶質濃度の濃度差は縮小し、ＦＯ膜６４，６５に生じる浸透圧は低下するので、効率的に排水ＦＳを濃縮することができないという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、効率的に排水ＦＳを濃縮することができる排水処理装置及び排水処理装置の製造方法、並びに、排水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の排水処理装置は、夾雑物、溶解性有機物及び水分を含む排水、並びに、前記排水の溶質濃度よりも高い溶質濃度の駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第１の流入側端部及び前記第１の流入側端部から流入した排水又は駆動溶液を排出する第１の排出側端部を有する第１の正浸透膜部材と、前記排水及び前記駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第２の流入側端部を有する第２の正浸透膜部材と、を備える排水処理装置であって、前記第１の正浸透膜部材及び前記第２の正浸透膜部材は所定の間隙を有し、前記第１の排出側端部及び前記第２の流入側端部は接続されていることを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の排水処理装置の製造方法は、夾雑物、溶解性有機物及び水分を含む排水、並びに、前記排水の溶質濃度よりも高い溶質濃度の駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第１の流入側端部及び前記第１の流入側端部から流入した排水又は駆動溶液を排出する第１の排出側端部を有する第１の正浸透膜部材と、前記排水及び前記駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第２の流入側端部を有する第２の正浸透膜部材と、を備える排水処理装置の製造方法において、前記第１の正浸透膜部材及び前記第２の正浸透膜部材が所定の間隙に基づいて配置される配置ステップと、前記第１の排出側端部及び前記第２の流入側端部を接続する接続ステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の排水処理方法は、夾雑物、溶解性有機物及び水分を含む排水、並びに、前記排水の溶質濃度よりも高い溶質濃度の駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第１の流入側端部及び前記第１の流入側端部から流入した排水又は駆動溶液を排出する第１の排出側端部を有する第１の正浸透膜部材と、前記排水及び前記駆動溶液の間に配設される正浸透膜を有するとともに、前記排水又は前記駆動溶液が流入する第２の流入側端部を有する第２の正浸透膜部材と、を備え、前記第１の正浸透膜部材及び前記第２の正浸透膜部材が所定の間隙を有する排水処理装置によって実行される排水処理方法において、前記第１の正浸透膜部材が有する正浸透膜及び前記第２の正浸透膜部材が有する正浸透膜が前記排水に含まれる水分を透過する透過ステップと、前記排水に含まれる水分が前記第１の正浸透膜部材が有する正浸透膜及び前記第２の正浸透膜部材が有する正浸透膜を透過したとき、前記所定の間隙に位置する前記排水が前記第１の正浸透膜部材が有する正浸透膜及び前記第２の正浸透膜部材が有する正浸透膜に移動する移動ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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