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公開番号2024162818
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-21
出願番号2023078738
出願日2023-05-11
発明の名称濃縮システム
出願人東洋紡エムシー株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B01D 61/00 20060101AFI20241114BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】複数の半透膜モジュールを含む多段式の膜分離システムを用いて、ブラインコンセントレーションにより、対象溶液から水を分離して濃縮する際に、対象溶液中に含まれる対象成分の回収率を高める濃縮システムを提供する。
【解決手段】濃縮システムは、複数の半透膜モジュール1～4を備え、該モジュールの第1室11,21,31,41が接続されてなる濃縮流路が設けられ、複数の半透膜モジュールの第2室12,22,32,42が接続されてなる希釈流路が設けられ、濃縮流路に対象溶液が流され、希釈流路に浸透圧を有する補助溶液が流され、対象溶液が補助溶液より高い圧力を有することにより、対象溶液が濃縮され、濃縮流路および希釈流路の少なくともいずれかにおいて、複数の半透膜モジュールの少なくとも1つに対象溶液および補助溶液の少なくともいずれかを流さないように流路を切り替える切替器50a,50b,51a,51b等を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
対象成分を含む対象溶液から溶媒を分離することで、前記対象成分が濃縮された濃縮液を得るための濃縮システムであって、
複数の半透膜モジュールを備え、
前記複数の半透膜モジュールの各々は、半透膜と、該半透膜で仕切られた第１室および第２室と、を有し、
前記複数の半透膜モジュールの前記第１室が接続されてなる濃縮流路が設けられ、
前記複数の半透膜モジュールの前記第２室が接続されてなる希釈流路が設けられ、
前記濃縮流路に、前記対象溶液が流され、
前記希釈流路に、浸透圧を有する補助溶液が流され、
前記対象溶液が前記補助溶液より高い圧力を有することにより、前記複数の半透膜モジュールの各々において、前記第１室内の前記対象溶液に含まれる溶媒が前記半透膜を介して前記第２室内の前記補助溶液に移行し、前記対象溶液が濃縮されることで、前記濃縮液が得られ、
前記濃縮流路および前記希釈流路の少なくともいずれかにおいて、前記複数の半透膜モジュールの少なくとも１つに前記対象溶液および前記補助溶液を流さないように流路を切り替えるための切替器をさらに備える、
濃縮システム。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記濃縮流路および前記希釈流路の少なくともいずれかにおいて、前記複数の半透膜モジュールの少なくとも１つの上流側と下流側とを直接接続するバイパス流路が設けられ、
前記切替器は、流路を該バイパス流路に切り替えるための切替器である、
請求項１に記載の濃縮システム。
【請求項３】
前記濃縮流路および前記希釈流路の両方において、前記バイパス流路が設けられる、
請求項２に記載の濃縮システム。
【請求項４】
逆浸透膜と、逆浸透膜で仕切られた第１室および第２室と、を有する逆浸透モジュールをさらに備え、
前記逆浸透モジュールにおいて、前記対象溶液が前記第１室に前記第２室よりも高い圧力で供給され、前記第１室の前記対象溶液に含まれる溶媒が前記逆浸透膜を介して前記第２室へ透過すると共に前記対象溶液が濃縮され、濃縮された前記対象溶液が前記第１室から排出され、前記逆浸透膜を透過した溶媒である透過液が前記第２室から排出され、
前記逆浸透モジュールで濃縮された前記対象溶液が前記濃縮流路に供給され、
前記切替器は、前記複数の半透膜モジュールの少なくとも１つに前記透過液を流すように流路を切り替えるための切替器である、
請求項１に記載の濃縮システム。
【請求項５】
前記補助溶液として、前記濃縮液の一部が使用される、請求項１に記載の濃縮システム。
【請求項６】
前記対象溶液を前記補助溶液よりも高い圧力に加圧するための加圧器具を備える、請求項１に記載の濃縮システム。
【請求項７】
前記半透膜は、中空糸膜である、請求項１に記載の濃縮システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、濃縮システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
逆浸透（ＲＯ）法を用いた淡水化処理に必要なエネルギーを低下させること等を目的として、半透膜と、該半透膜で仕切られた第１室および第２室と、を有する半透膜モジュールの第１室に高圧の対象溶液を流し、第２室に低圧の対象溶液を流して、第１室内の対象溶液に含まれる溶媒（水など）を半透膜を介して第２室内の対象溶液に移行させることで、第１室から濃縮された対象溶液（濃縮液）を排出し、第２室から希釈された対象溶液（希釈液）を排出する膜分離方法（ブラインコンセントレーション）が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１（国際公開第２０１８／０８４２４６号）、特許文献２（特開２０１９－１８８３３０号公報）、特許文献３（特表２０１８－５１５３４０号公報）には、複数の半透膜モジュールが直列的に連結されてなる多段式の膜分離システムをブラインコンセントレーション（ＢＣ）に用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１８／０８４２４６号
特開２０１９－１８８３３０号公報
特表２０１８－５１５３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような複数の半透膜モジュールを含む多段式の膜分離（濃縮）システムにおいては、複数の半透膜モジュールに対して、半透膜の目詰まり等を防止するために定期的に洗浄を行う必要がある。また、洗浄でも半透膜の性能を回復することが困難になった場合は、半透膜モジュールを交換する必要がある。
【０００６】
ここで、半透膜モジュールの洗浄や交換を行うためには、濃縮システムの運転を停止したり、半透膜モジュールを濃縮システムから取り外したりする必要がある。このため、濃縮システムの運転効率が低下したり、操作に手間がかかったりするという問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、ブラインコンセントレーション（ＢＣ）により対象溶液から水を分離して濃縮するために用いられる複数の半透膜モジュールを含む多段式の濃縮システム（膜分離システム）において、半透膜モジュールの洗浄や交換を容易に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］対象成分を含む対象溶液から溶媒を分離することで、前記対象成分が濃縮された濃縮液を得るための濃縮システムであって、
複数の半透膜モジュールを備え、
前記複数の半透膜モジュールの各々は、半透膜と、該半透膜で仕切られた第１室および第２室と、を有し、
前記複数の半透膜モジュールの前記第１室が接続されてなる濃縮流路が設けられ、
前記複数の半透膜モジュールの前記第２室が接続されてなる希釈流路が設けられ、
前記濃縮流路に、前記対象溶液が流され、
前記希釈流路に、浸透圧を有する補助溶液が流され、
前記対象溶液が前記補助溶液より高い圧力を有することにより、前記複数の半透膜モジュールの各々において、前記第１室内の前記対象溶液に含まれる溶媒が前記半透膜を介して前記第２室内の前記補助溶液に移行し、前記対象溶液が濃縮されることで、前記濃縮液が得られ、
前記濃縮流路および前記希釈流路の少なくともいずれかにおいて、前記複数の半透膜モジュールの少なくとも１つに前記対象溶液および前記補助溶液を流さないように流路を切り替えるための切替器をさらに備える、
濃縮システム。
【０００９】
［２］前記濃縮流路および前記希釈流路の少なくともいずれかにおいて、前記複数の半透膜モジュールの少なくとも１つの上流側と下流側とを直接接続するバイパス流路が設けられ、
前記切替器は、流路を該バイパス流路に切り替えるための切替器である、
［１］に記載の濃縮システム。
【００１０】
［３］前記濃縮流路および前記希釈流路の両方において、前記バイパス流路が設けられる、
［２］に記載の濃縮システム。
（【００１１】以降は省略されています）

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