水处理方法、水处理系统以及水处理装置制造方法及图纸

按照实施方式的水处理方法是使用包括含水的对象液和驱动溶液的作业介质的水处理方法。驱动溶液是在与水之间产生渗透压差的高渗透压液。该方法包括：(1)在用渗透膜分隔的渗透压发生器中，利用在对象液和驱动溶液之间产生的渗透压差，产生水和驱动溶液的混合液的流束，(2)将混合液的流束输送至气化分离部，(3)利用压力差分离水和驱动溶液，以及(4)对用所述气化分离部分离的驱动溶液进行再利用。

Water treatment method, water treatment system and water treatment device

A water treatment method according to an embodiment is a water treatment method using an aqueous medium and a working medium for driving the solution. The driving solution is a high osmotic pressure liquid which produces an osmotic pressure difference between the water and the water. The method comprises the following steps: (1) the permeability by osmosis membrane separation pressure generator, using the permeability between the object and the driving liquid solution pressure, beam the mixture of water and driving solution, (2) the mixed liquid stream is transported to the gasification separation unit (3) by pressure the separation of water and the driving force difference solution, and (4) of the reuse driven solution from gasification separation part.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及水处理方法、水处理系统以及水处理装置。
技术介绍
如果用渗透膜隔离低浓度的溶液和高浓度的溶液，则低浓度的溶液的溶剂透过渗透膜而向高浓度的溶液侧移动。为人所知的有通过利用溶剂产生移动的现象，使涡轮旋转而进行发电的渗透压发电装置。渗透压发电装置有在封闭系统中使作业介质循环而进行发电的循环型渗透压发电装置。例如，为人所知的有利用碳酸铵水溶液作为作业介质的发电装置。在该装置中，因浓度相互不同的2种碳酸铵水溶液之间的渗透压差而产生的水流使涡轮旋转。为了再利用使涡轮旋转后的碳酸铵水溶液而对其进行加热，便分离为二氧化碳气体以及氨气、和浓度非常低的碳酸铵水溶液。分离的二氧化碳气体以及氨气再次导入水中。由此，便得到浓度高的碳酸铵水溶液。得到的浓度不同的2种碳酸铵水溶液一起再循环而用于发电。碳酸铵的溶解性较高，其100g在常温下可溶于100mL的水中。因此，可以获得能够从海水(3.5Wt％)中吸引淡水(freshwater)这种程度的渗透压。然后，仅在60℃进行分解，便成为二氧化碳气体和氨气。在使用碳酸铵水溶液的渗透压发电装置中，向涡轮输送以正渗透压进行加压的碳酸铵水溶液而发电。正渗透压下的加压也可能获得250个气压的压力。这可以认为是海水的利用渗透压的渗透压发电的大约10倍的压力。另一方面，在使用碳酸铵的利用正渗透压的发电中，伴随着有毒且具有腐蚀性的氨气的发生，产生体系内的劣化，从而对运行成本产生较大的影响。另外，碳酸铵容易析出。例如，在以6M使用的情况下，在低于50℃下立即析出。因此，在发生渗透膜附近的温度的降低的情况下，析出的结晶有弄伤渗透膜的危险。这是在室温下进行维护等时尤其可能发生的危险。为了减少析出的危险，不得不进行在低浓度下的运转。其结果是，难以获得充分的渗透压。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2010-509540号公报专利文献2：国际公开第2005/017352号专利文献3：美国专利申请公开第2010/0024423号说明书非专利文献非专利文献1：JeffreyR.McCutcheonaetal.“Anovelammonia-carbondioxideforward(direct)osmosisdesalinationprocess”Desalination174(2005)1-11非专利文献2：R.L.McGinnisetal.“Anovelammonia-carbondioxideosmoticheatengineforpowergeneration”Science305(2007)13-19
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术提供一种能够以低成本进行运转的水处理技术。用于解决课题的手段按照实施方式的水处理方法是使用包括含水的对象液和驱动溶液(drawsolution)的作业介质的水处理方法。驱动溶液是在与水之间产生渗透压差的高渗透压液。该方法包括：(1)在用渗透膜分隔的渗透压发生器中，利用在对象液和驱动溶液之间产生的渗透压差，产生水和驱动溶液的混合液的流束，(2)将混合液的流束输送至气化分离部，(3)利用压力差分离水和驱动溶液，以及(4)对用气化分离部分离的驱动溶液进行再利用。附图说明图1是表示实施方式的渗透压发电系统的图。图2是表示实施方式的渗透压发电方法的1个例子的方案。图3是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图4是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图5是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图6是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图7是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图8是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图9是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图10是表示实施方式的渗透压发电系统的1个例子的略图。图11是表示实施方式的淡水化系统的1个例子的略图。图12是表示实施方式的渗透压发生器的1个例子的略图。图13是表示实施方式的淡水化方法的1个例子的略图。图14是表示实施方式的淡水化系统的1个例子的略图。图15是表示实施方式的淡水化系统的1个例子的略图。图16是表示实施方式的水处理系统的1个例子的略图。图17是表示实施方式的水处理方法的1个例子的略图。图18是表示实施方式的水处理系统的例子的略图。图19是表示注射试验(syringetest)装置的图。图20是表示注射试验装置的图。图21是表示例1和例2的结果的图。图22是表示例3和例4的结果的图。图23是表示例5的结果的图。图24是表示例6中使用的装置的概要的示意图。图25是表示例6的结果的图。图26是表示例6的结果的图。图27是表示例6的结果的图。图28是表示例6的结果的图。图29是表示例6的结果的图。图30是表示由渗透压计算水柱的高度的影像图(imagediagram)。图31是表示例7的结果的图。具体实施方式下面对水处理方法的一种方式即循环型渗透压发电方法进行说明。在实施方式的循环型渗透压发电方法中，使用包含在与水之间产生渗透压差的高渗透压液和水的作业介质而进行发电。该方法包括：在具有用渗透膜分隔的第1室和第2室的渗透压发生器中，利用在收容于第1室内的水和收纳于第2室内的高渗透压液之间产生的渗透压差，产生包括水和高渗透压液的混合液的流束；利用该流束使涡轮旋转而进行发电；将使涡轮旋转后的混合液输送至具有用沸石膜分隔的第3室和第4室的气化分离部的第3室内；使利用第4室内和第3室内的压力差而从第3室通过沸石膜的水向第4室移动，从而将高渗透压液和水分离；以及将得到的水输送至第1室内，而且将得到的高渗透压液输送至第2室内。根据这样的实施方式，可以提供一种能够以低成本进行运转的循环型渗透压发电系统。下面使用附图，就实施方式进行说明。首先，一面参照图1(a)以及图1(b)，一面就循环型渗透压发电系统的1个例子进行说明。图1(a)是循环型渗透压发电系统的方框图。渗透压发电装置100a具有渗透压发生器1、涡轮2、罐3以及气化分离部4。渗透压发生器1、涡轮2、罐3以及气化分离部4依次连接而构成回路(loop)。作业介质在该回路中循环。换句话说，作业介质在渗透压发生器1、涡轮2、罐3以及气化分离部4的内部依次循环。图1(b)是示意表示渗透压发生器1的例子的图。渗透压发生器1具有处理容器12、以及用渗透膜10分隔该处理容器12而例如在上下形成的第1室11a和第2室11b。第1室11a和第2室11b设置在处理容器12中。处理容器12优选为气密的。作业介质包含高渗透压液和水。高渗透压液可以是显示出比水更高的渗透压的液体。另外，高渗透压液与水具有相溶性。高渗透压液的渗透压比水的渗透压高，利用该高渗透压液和水之间的渗透压差而进行发电。在渗透压发生器1中，第1室11a内收容着水，第2室11b内收容着高渗透压液。在经由渗透膜10而配置的水和高渗透压液之间产生渗透压差。在渗透压差的作用下，发生水从第1室11a向第2室11b的移动。由于该水的移动而产生流束。产生的流束向涡轮2流动，使该涡轮2旋转而进行发电。构成流束的液体为混合液。混合液包括从第1室通过渗透膜10而向第2室11b移动的水、和收容于第2室11b的高渗透压液。使涡轮2旋转后的混合液被输送至气化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理方法，其特征在于：其是使用包括含水的对象液和驱动溶液的作业介质的水处理方法，所述驱动溶液是在与水之间产生渗透压差的高渗透压液，该方法包括：(1)在具有用渗透膜分隔的第1室和第2室的渗透压发生器中，利用在收容于所述第1室内的所述对象液和收容于所述第2室内的所述驱动溶液之间产生的渗透压差，产生包含所述水和所述驱动溶液的混合液的流束；(2)在具有用沸石膜分隔的第3室和第4室的气化分离部中，将所述混合液的流束输送至所述第3室；(3)利用所述第4室内和所述第3室内的压力差，使从所述第3室通过所述沸石膜的水向所述第4室移动，从而将水和驱动溶液分离；以及(4)将被所述气化分离部分离的所述驱动溶液输送至所述渗透压发生器的所述第2室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.07 JP 2014-227378;2015.03.20 JP 2015-057921.一种水处理方法，其特征在于：其是使用包括含水的对象液和驱动溶液的作业介质的水处理方法，所述驱动溶液是在与水之间产生渗透压差的高渗透压液，该方法包括：(1)在具有用渗透膜分隔的第1室和第2室的渗透压发生器中，利用在收容于所述第1室内的所述对象液和收容于所述第2室内的所述驱动溶液之间产生的渗透压差，产生包含所述水和所述驱动溶液的混合液的流束；(2)在具有用沸石膜分隔的第3室和第4室的气化分离部中，将所述混合液的流束输送至所述第3室；(3)利用所述第4室内和所述第3室内的压力差，使从所述第3室通过所述沸石膜的水向所述第4室移动，从而将水和驱动溶液分离；以及(4)将被所述气化分离部分离的所述驱动溶液输送至所述渗透压发生器的所述第2室。2.根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：所述水处理包括对所述对象液进行淡水化和/或水质净化，进一步具有将被所述气化分离部分离的水加以回收的工序。3.根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：所述水处理包括发电，进一步具有利用从所述渗透压发生器流出的所述混合液的流束而旋转的涡轮、将使该涡轮旋转后的该混合液输送至所述气化分离部的管线、以及将通过所述气化分离部分离的水输送至所述渗透压发生器的所述第1室的管线。4.根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：所述水处理包括发电、和对所述对象液进行淡水化和/或水质净化；进一步具有：利用从所述渗透压发生器流出的所述混合液的流束而旋转的涡轮，将使所述涡轮旋转后的所述混合液输送至所述气化分离部的管线，以及用于收容被所述气化分离部分离的水的回收罐。5.根据权利要求1～4中任一项所述的水处理方法，其特征在于：所述沸石膜为菱沸石型沸石。6.根据权利要求1～5中任一项所述的水处理方法，其特征在于：所述水和所述驱动溶液的分离采用渗透气化膜法来进行。7.根据权利要求1～6中任一项所述的水处理方法，其特征在于：所述驱动溶液为醇或者多元醇。8.根据权利要求1～6中任一项所述的水处理方法，其特征在于：所述驱动溶液从叔丁醇、异丙醇、包含用下述式1表示的化合物的多元醇、以及它们的水溶液中加以选择；其中，n为0以上的整数。9.根据权利要求1～8中任一项所述的水处理方法，其特征在于：进一步包括向所述气化分离部供给来自排热的热。10.一种水处理系统，其特征在于：其是使用包含含水的对象液和驱动溶液的作业介质对该对象液进行处理的水处理系统，该水处理系统具有：(1)作业介质，其中所述驱动溶液是在与水之间产生渗透压差的高渗透压液；(2)渗透压发生器，其具有用渗透膜分隔的第1室和第2室，利用在收容于所述第1室内的所述对象液和收容于所述第2室内的所述驱动溶液之间产生的渗透压差，产生包含所述水和所述驱动溶液的混合液的流束；(3)气化分离部，其具...

【专利技术属性】
技术研发人员：井手智仁，佐野健二，今田敏弘，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP