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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024071142
(43)【公開日】2024-05-24
(54)【発明の名称】膜分離装置
(51)【国際特許分類】
B01D 61/36 20060101AFI20240517BHJP
B01D 71/02 20060101ALI20240517BHJP
B01D 63/06 20060101ALI20240517BHJP
B01D 69/10 20060101ALI20240517BHJP
B01D 69/12 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
B01D61/36
B01D71/02
B01D63/06
B01D69/10
B01D69/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022181935
(22)【出願日】2022-11-14
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(71)【出願人】
【識別番号】599016431
【氏名又は名称】学校法人 芝浦工業大学
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 浩平
(72)【発明者】
【氏名】平塚 裕一
(72)【発明者】
【氏名】門田 洋一
(72)【発明者】
【氏名】野村 幹弘
【テーマコード（参考）】
4D006
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006GA07
4D006GA27
4D006HA77
4D006KA02
4D006KA31
4D006KA52
4D006KA53
4D006KA54
4D006KA55
4D006KA57
4D006KA72
4D006KB13
4D006KB18
4D006KB21
4D006KB30
4D006MA02
4D006MA10
4D006MA34
4D006MB10
4D006MC03
4D006MC18
4D006MC54
4D006PA01
4D006PB03
4D006PB08
4D006PC80
(57)【要約】
【課題】膜蒸留を利用した分離膜の耐久性と処理能力を高め、浄化水の回収率を向上させることができる膜分離装置を提供する。
【解決手段】膜分離装置１は、被処理水ｄ０が供給される供給流路１１と、浄化水ｃが回収される回収流路１２との間に、膜蒸留部１０を備える。膜蒸留部１０は、筒状の外皮２１内が、軸方向ｘに延びる多数のセル２２に区画されたセラミック構造体２からなり、セラミック構造体２において、供給流路１１に連通して第１流路４１となるセル２２と、回収流路に連通して第２流路４２となるセル２２とが、疎水性多孔質壁３からなるセル壁を介して隣接配置されており、疎水性多孔質壁３において、第１流路４１に面する側から、第２流路４２に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気ｖを透過させて、被処理水ｄ０を浄化水ｃと濃縮水ｄとに分離するよう構成されている。
【選択図】図１
【解決手段】膜分離装置１は、被処理水ｄ０が供給される供給流路１１と、浄化水ｃが回収される回収流路１２との間に、膜蒸留部１０を備える。膜蒸留部１０は、筒状の外皮２１内が、軸方向ｘに延びる多数のセル２２に区画されたセラミック構造体２からなり、セラミック構造体２において、供給流路１１に連通して第１流路４１となるセル２２と、回収流路に連通して第２流路４２となるセル２２とが、疎水性多孔質壁３からなるセル壁を介して隣接配置されており、疎水性多孔質壁３において、第１流路４１に面する側から、第２流路４２に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気ｖを透過させて、被処理水ｄ０を浄化水ｃと濃縮水ｄとに分離するよう構成されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理水（ｄ０）が供給される供給流路（１１）と、浄化水（ｃ）が回収される回収流路（１２）との間に、膜蒸留部（１０）を備える膜分離装置（１）であって、
上記膜蒸留部は、筒状の外皮（２１）内が、軸方向（ｘ）に延びる多数のセル（２２）に区画されたセラミック構造体（２）からなり、
上記セラミック構造体において、上記供給流路に連通して第１流路（４１）となる上記セルと、上記回収流路に連通して第２流路（４２）となる上記セルとが、疎水性多孔質壁（３）からなるセル壁を介して隣接配置されており、
上記疎水性多孔質壁において、上記第１流路に面する側から、上記第２流路に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気（ｖ）を透過させて、上記被処理水を上記浄化水と濃縮水（ｄ）とに分離するよう構成されている、膜分離装置。
上記膜蒸留部は、筒状の外皮（２１）内が、軸方向（ｘ）に延びる多数のセル（２２）に区画されたセラミック構造体（２）からなり、
上記セラミック構造体において、上記供給流路に連通して第１流路（４１）となる上記セルと、上記回収流路に連通して第２流路（４２）となる上記セルとが、疎水性多孔質壁（３）からなるセル壁を介して隣接配置されており、
上記疎水性多孔質壁において、上記第１流路に面する側から、上記第２流路に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気（ｖ）を透過させて、上記被処理水を上記浄化水と濃縮水（ｄ）とに分離するよう構成されている、膜分離装置。
【請求項2】
上記疎水性多孔質壁は、多数の細孔（３２）を有するセラミック基材（３１）と、上記セラミック基材の表面を被覆する疎水膜（３３）とを有する、請求項１に記載の膜分離装置。
【請求項3】
上記セラミック構造体は、上記第２流路となる上記セルに対して、上記第１流路となる上記セルと反対側に隣接する上記セルを、冷媒流路（１３）に連通する第３流路（４３）としており、上記疎水性多孔質壁は、上記第１流路に面する側と、上記第２流路に面する側との温度差により、蒸気圧差を発現させて水蒸気を透過させる、請求項２に記載の膜分離装置。
【請求項4】
上記冷媒流路の冷媒は、上記供給流路から上記第１流路へ供給される前の上記被処理水である、請求項３に記載の膜分離装置。
【請求項5】
上記第１流路となる上記セルを、両端が開口する開放セルとし、上記セラミック構造体の一方の端面において上記供給流路と接続して、上記被処理水を上記セラミック構造体の上記一方の端面側から他方の端面側へ向けて供給し、
上記第２流路及び上記第３流路となる上記セルを、両端が閉鎖された栓詰めセルとし、上記第２流路と上記回収流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第１開口部（２４）を介して接続すると共に、上記第３流路と上記冷媒流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第２開口部（２５）を介して接続している、請求項３又は４に記載の膜分離装置。
上記第２流路及び上記第３流路となる上記セルを、両端が閉鎖された栓詰めセルとし、上記第２流路と上記回収流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第１開口部（２４）を介して接続すると共に、上記第３流路と上記冷媒流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第２開口部（２５）を介して接続している、請求項３又は４に記載の膜分離装置。
【請求項6】
上記セルは上記軸方向から見た形状が四角形状である四角形セルであり、上記軸方向から見て四角形セルの一辺と平行な第１の方向（ｙ）に、上記第１流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記第１の方向に、上記第２流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記第１の方向に、上記第３流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記軸方向から見て、上記第１の方向と直交する第２の方向（ｚ）には、上記第１流路となる上記セルの列を挟んで両側に、上記第２流路となる上記セルの列が配置され、それら両側の上記セルの列の外側に、上記第３流路となる上記セルの列が配置されると共に、
上記第２流路となる上記セルの列、及び、上記第３流路となる上記セルの列において、隣り合う上記セルは、セル壁を貫通する連通口（２３、２６）を介して、互いに連通している、請求項３又は４に記載の膜分離装置。
上記第１の方向に、上記第２流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記第１の方向に、上記第３流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記軸方向から見て、上記第１の方向と直交する第２の方向（ｚ）には、上記第１流路となる上記セルの列を挟んで両側に、上記第２流路となる上記セルの列が配置され、それら両側の上記セルの列の外側に、上記第３流路となる上記セルの列が配置されると共に、
上記第２流路となる上記セルの列、及び、上記第３流路となる上記セルの列において、隣り合う上記セルは、セル壁を貫通する連通口（２３、２６）を介して、互いに連通している、請求項３又は４に記載の膜分離装置。
【請求項7】
上記第１流路から上記濃縮水が導出される導出流路（１１ａ）を、上記供給流路と接続して、上記被処理水を循環させる循環流路（１１ｂ）を、さらに有する、請求項１又は２に記載の膜分離装置。
【請求項8】
上記膜蒸留部は、上記回収流路に設けられた真空ポンプ（Ｐ４）により、上記第２流路となる上記セルが減圧されており、上記疎水性多孔質壁は、上記第１流路に面する側と、上記第２流路に面する側との圧力差により、水蒸気を透過させる、請求項１又は２に記載の膜分離装置。
【請求項9】
上記セラミック構造体は、ケーシング（６）に収容されており、
上記ケーシング内は、上記供給流路に連通する常圧室（６３）と、上記回収流路に連通する減圧室（６４）とに区画されると共に、上記第１流路となる上記セルは、少なくとも上記常圧室に連通し、上記第２流路となる上記セルは、上記減圧室のみに連通するように配置されている、請求項８に記載の膜分離装置。
上記ケーシング内は、上記供給流路に連通する常圧室（６３）と、上記回収流路に連通する減圧室（６４）とに区画されると共に、上記第１流路となる上記セルは、少なくとも上記常圧室に連通し、上記第２流路となる上記セルは、上記減圧室のみに連通するように配置されている、請求項８に記載の膜分離装置。
【請求項10】
上記常圧室は、上記減圧室に対して鉛直方向の上方に配置されており、
上記セラミック構造体は、上記第１流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面及び上記減圧室に面する端面に開口する開放セルとし、上記第２流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面が閉鎖され上記減圧室に面する端面が開口する片栓詰めセルとすると共に、上記常圧室に面する端面において、開口部と閉鎖部が互い違いとなるように、上記第１流路となる上記セルと上記第２流路となる上記セルとを互いに隣接して配置している、請求項９に記載の膜分離装置。
上記セラミック構造体は、上記第１流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面及び上記減圧室に面する端面に開口する開放セルとし、上記第２流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面が閉鎖され上記減圧室に面する端面が開口する片栓詰めセルとすると共に、上記常圧室に面する端面において、開口部と閉鎖部が互い違いとなるように、上記第１流路となる上記セルと上記第２流路となる上記セルとを互いに隣接して配置している、請求項９に記載の膜分離装置。
【請求項11】
上記減圧室には、底面側に上記濃縮水が導出される導出流路（１１ａ）が接続され、上記導出流路よりも鉛直方向の上方に、上記回収流路が接続されると共に、上記導出流路を上記供給流路と接続して、上記被処理水を循環させる循環流路（１１ｂ）を、さらに有する、請求項１０に記載の膜分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、膜分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
工場排水等の被処理水を複数の工程により順次処理し、浄化水を回収して再利用する水処理システムが提案されている。水処理システムには、一般に、逆浸透法を用いた逆浸透膜分離装置が設けられ、前処理した被処理水側の圧力を浸透圧よりも高くすることで、被処理水中の水を、逆浸透膜に透過させて分離している。また、水の有効利用と環境保全の観点から、液体排出をゼロにするＺＬＤ（すなわち、Zero Liquid Discharge）の導入が進められている。その場合には、最終段において、排水を蒸発させて回収する蒸留工程が設けられることになり、消費エネルギが高くなる課題がある。
【0003】
蒸留工程の負担低減のためには、前段の膜分離工程において、排水の高濃縮化を図ることが求められる。ただし、逆浸透法では、被処理水が高濃度になると、逆浸透膜に加わる圧力をより高くする必要があり、逆浸透膜の耐圧に限界がある。そこで、膜分離工程において、異なる方式を併用して、被処理水を高濃度化することが考えられる。例えば、熱駆動方式で消費エネルギが比較的低い膜蒸留法を用いることが検討されており、実用化に際し、被処理水の浄化効率を高めることが重要となる。
【0004】
浄化効率を高めるには、分離膜の処理面積を増加させることが有効であり、そのための手段として、例えば、平膜をらせん状に巻き回して多層構造とした装置や、平膜を重ねて平板状の積層構造とした装置が知られている。前者としては、例えば、特許文献１に記載されるように、細長い膜箔を所定長で折り返しながら、支持管の周りに巻き取って円筒形装置としたものがあり、２つの箔層の間にスペーサが配置されて流路が形成される。具体的には、スペーサは樹脂製のメッシュ状層を備え、その両端を管状支持体で保持することにより、膜箔に張力を与え、流路全体に流体が流れるように構成される。後者としては、例えば、平膜の周囲をフレームで保持したものを積層して、層間に流路を形成した装置があり、それぞれ巻き数や積層数に応じた処理能力を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２０１３／１４４００４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載される装置は、所定のらせん形に加工するために、一般に、加工性の良好な樹脂材料が用いられる。樹脂材料は、被処理水となる排水が、酸やアルカリ等の薬液を含む場合には、薬液との化学反応により劣化するおそれがある。また、柔らかい薄膜を加工して構成されることから、流体の流れ等によって変形が生じやすくなり、局所ストレスが発生したり、安定した処理ができなくなったりする懸念がある。その結果、耐久性が低下し、または、処理能力が十分発揮できずに、浄化効率が低下する。あるいは、耐久性や処理能力を高めようとして、装置構成が複雑となったり大型化したりする。
【0007】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、膜蒸留を利用した分離膜の耐久性と処理能力を高め、浄化水の回収率を向上させることができる膜分離装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、
被処理水（ｄ０）が供給される供給流路（１１）と、上記被処理水から分離される浄化水（ｃ）が回収される回収流路（１２）との間に、膜蒸留部（１０）を備える膜分離装置（１）であって、
上記膜蒸留部は、筒状の外皮（２１）内が、軸方向（ｘ）に延びる多数のセル（２２）に区画されたセラミック構造体（２）からなり、
上記セラミック構造体において、上記供給流路に連通して第１流路（４１）となる上記セルと、上記回収流路に連通して第２流路（４２）となる上記セルとが、疎水性多孔質壁（３）からなるセル壁を介して隣接配置されており、上記疎水性多孔質壁において、上記第１流路に面する側から、上記第２流路に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気（ｖ）を透過させて、上記被処理水を上記浄化水と濃縮水（ｄ）とに分離するよう構成されている、膜分離装置にある。
被処理水（ｄ０）が供給される供給流路（１１）と、上記被処理水から分離される浄化水（ｃ）が回収される回収流路（１２）との間に、膜蒸留部（１０）を備える膜分離装置（１）であって、
上記膜蒸留部は、筒状の外皮（２１）内が、軸方向（ｘ）に延びる多数のセル（２２）に区画されたセラミック構造体（２）からなり、
上記セラミック構造体において、上記供給流路に連通して第１流路（４１）となる上記セルと、上記回収流路に連通して第２流路（４２）となる上記セルとが、疎水性多孔質壁（３）からなるセル壁を介して隣接配置されており、上記疎水性多孔質壁において、上記第１流路に面する側から、上記第２流路に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気（ｖ）を透過させて、上記被処理水を上記浄化水と濃縮水（ｄ）とに分離するよう構成されている、膜分離装置にある。
【発明の効果】
【0009】
上記構成の膜分離装置において、膜蒸留部の第１流路へ被処理水が供給されると、隣接する第２流路との間の疎水性多孔質壁を、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気が透過して、第２流路から浄化水として回収される。水蒸気が分離された被処理水は、濃縮水として回収される。このとき、膜蒸留部の第１、第２流路及び疎水性多孔質壁が、セラミック構造体にて構成されているので、耐圧強度が向上し、被処理水に含まれる薬液等との反応による劣化のおそれも小さい。また、セラミック構造体は、多数のセルの内部空間を、第１、第２流路としており、それらを区画する疎水性多孔質壁が分離膜となるので、蒸留面積が増加する。これらにより、膜蒸留部の耐久性が向上し、また、被処理水の処理能力が向上して、浄化効率を高めることが可能になる。
【0010】
以上のごとく、上記態様によれば、膜蒸留を利用した分離膜の耐久性と処理能力を高め、浄化水の回収率を向上させることができる膜分離装置を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態１における、膜分離装置を構成する膜蒸留部の正面図及び断面図。
【図2】実施形態１における、膜分離装置を構成する膜蒸留部の斜視図。
【図3】実施形態１における、膜蒸留部の流路構成の説明図及びその部分拡大図。
【図4】実施形態１における、膜分離装置の概略構成図。
【図5】実施形態１における、膜分離装置を適用した水処理システムの説明図。
【図6】実施形態１における、膜分離装置の他の構成例を示す概略図。
【図7】実施形態１における、膜蒸留部のセル形状の他の例を示す模式図。
【図8】実施形態１における、膜蒸留部のスリット位置の他の例を示す模式図。
【図9】実施形態２における、膜蒸留部の正面図及び断面図。
【図11】実施形態２における、膜分離装置の概略構成図。
【図16】実施形態２における、膜蒸留部の被処理水の流れを説明するための図。
【図17】実施形態２における、膜蒸留部の冷媒の流れを説明するための図。
【図19】実施形態３における、膜分離装置の概略構成図。
【図20】実施形態３における、膜蒸留部の流路構成の説明図及びその部分拡大図。
【図21】実施形態３における、膜蒸留部の端面の栓詰め構造を示す概略図。
【図22】実施形態４における、膜分離装置の概略構成図。
【図23】実施形態４における、膜蒸留部の流路構成の説明図及びその部分拡大図。
【図24】実施形態４における、膜蒸留部の端面の栓詰め構造を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（実施形態１）
膜分離装置に係る実施形態について、図１～図８を参照して説明する。
図２に示すように、本形態の膜分離装置１は、膜分離法の１つである膜蒸留法に基づくもので、被処理水ｄ０が供給される供給流路１１と、被処理水ｄ０から分離される浄化水ｃが回収される回収流路１２と、それらの間に設けられる膜蒸留部１０とを備える。膜蒸留部１０は、分離膜及び流路を構成するセラミック構造体２からなる。セラミック構造体２は、筒状の外皮２１内が、軸方向ｘに延びる多数のセル２２に区画されており、各セル２２の内部空間は、被処理水ｄ０又は浄化水ｃ等の流体が流通する流路となっている。
膜分離装置に係る実施形態について、図１～図８を参照して説明する。
図２に示すように、本形態の膜分離装置１は、膜分離法の１つである膜蒸留法に基づくもので、被処理水ｄ０が供給される供給流路１１と、被処理水ｄ０から分離される浄化水ｃが回収される回収流路１２と、それらの間に設けられる膜蒸留部１０とを備える。膜蒸留部１０は、分離膜及び流路を構成するセラミック構造体２からなる。セラミック構造体２は、筒状の外皮２１内が、軸方向ｘに延びる多数のセル２２に区画されており、各セル２２の内部空間は、被処理水ｄ０又は浄化水ｃ等の流体が流通する流路となっている。
【0013】
図１に示すように、セラミック構造体２において、多数のセル２２は、供給流路１１に連通する第１流路４１と、回収流路１２に連通する第２流路４２とを構成する。第１流路４１となるセル２２と、第２流路４２となるセル２２とは、セル壁となる疎水性多孔質壁３を介して、隣接して配置されている。疎水性多孔質壁３は、膜蒸留のためのセラミック分離膜として機能すると共に、多数のセル２２を区画している。セラミック構造体２において、多数のセル２２は、外皮２１の近傍を除いて、セル壁となる疎水性多孔質壁３に囲まれて、同じ断面形状を有している。
【0014】
図２、図３に示すように、疎水性多孔質壁３は、第１流路４１に面する側から、第２流路４２に面する側へ、蒸気圧差により、水蒸気ｖを透過させて、被処理水ｄ０を浄化水ｃと濃縮水ｄとに分離するよう構成されている。疎水性多孔質壁３は、好適には、多数の細孔３２を有するセラミック基材３１と、セラミック基材３１の表面を被覆する疎水膜３３とを有し、液体を透過させずに、水蒸気ｖを透過させるよう構成されている。セラミック基材３１は、セラミック構造体２の基材を構成するものであり、その形状を維持しつつ水蒸気ｖの透過を妨げない、所定の多孔質に構成される。多数の細孔３２は、隣接するセル２２間を連通して、透過する水蒸気ｖの通路を形成する。
【0015】
このように、膜蒸留部１０の第１、第２流路４１、４２及び疎水性多孔質壁３が、セラミック構造体２にて構成されているので、耐圧強度が向上し、薬液等との反応による劣化のおそれも小さい。また、セラミック構造体２の多数のセル２２の内部を流路とし、それらを区画する疎水性多孔質壁３が分離膜となるので、蒸留面積が増加し、耐久性及び処理能力が向上する。
【0016】
疎水膜３３は、少なくとも第１流路４１に面するセラミック基材３１の表面を被覆して、セラミック基材３１に疎水性を付与し、液体状の水（以下、液水と称する）が細孔３２内に浸入することを阻止する。好適には、セラミック基材３１を構成するセラミック粒子表面のほぼ全体が、疎水膜３３にて被覆されることにより、セラミック基材３１の細孔３２にて形成される水蒸気ｖの通路の疎水性が向上する。
【0017】
セラミック基材３１は、例えば、アルミナ、シリカ、ＳｉＣ、ジルコニア、コージェライト等のセラミック材料によって構成することができる。疎水膜３３は、疎水性材料、好適には、炭化水素系又はフッ素系の撥水性材料によって構成することができる。疎水性多孔質壁３は、セラミック基材３１となるセラミック材料の孔は微細であり、かつ、その表面に接触角が大きい疎水性材料の疎水膜３３が形成されるため、液体が侵入するために必要な圧力が高くなる。そのため、疎水性多孔質壁３の内部へ、被処理水ｄ０が液体の状態で浸み込み、反対側へ透過することはない。
【0018】
好適には、図１において、第２流路４２となるセル２２に対して、第１流路４１となるセル２２とは反対側に隣接するセル２２にて、被処理水ｄ０よりも低温の冷媒ｒが流通する第３流路４３を設けることができる。これにより、第１流路４１と第２流路４２との間に温度差が付与され、両流路に面する疎水性多孔質壁３の両側に蒸気圧差が生じる。そして、この蒸気圧差によって、冷媒ｒよりも高温の被処理水ｄ０から蒸発した水蒸気ｖが、疎水性多孔質壁３を透過する（図３の左図参照）。水蒸気ｖは、第２流路４２において、第３流路４３に隣接する壁面に到達すると、低温の冷媒ｒによって冷却された壁面で冷やされ、凝縮して液水ｗとなる。
【0019】
より詳細には、第１流路４１内の高温の被処理水ｄ０が、第１流路４１に隣接する第２流路４２内の空気を温めると、その中に多くの水蒸気ｖが存在することとなる。第３流路４３内の冷媒ｒが、第３流路４３に隣接する第２流路４２内の空気を冷やすことで、冷やされた空気温度における飽和蒸気量を超えた水蒸気ｖが凝縮して液水ｗとなる。
【0020】
これにより、被処理水ｄ０は、第１流路４１を通過する間に、水蒸気ｖが分離されて、より濃縮された濃縮水ｄとなる。第２流路４２の液水ｗは、壁面を伝って移動し回収される。このように、被処理水ｄ０が流通する第１流路４１と、冷媒ｒが流通する第３流路４３との間に、エアギャップとなる第２流路４２が配置される方式は、エアギャップ膜蒸留法（ＡＧＭＤ）と称される。
【0021】
具体的には、セラミック構造体２において、例えば、第１流路４１又は第３流路４３となるセル２２は、両端が開口している開放セルであり、第２流路４２となるセル２２は、両端が閉鎖された栓詰めセルとして構成することができる。セラミック構造体２の一方の端面において、第１流路４１には、一方の端部開口に供給流路１１が接続される。供給流路１１から供給される被処理水ｄ０は、セラミック構造体２の一方の端面側から他方の端面側へ向けて流れ、第１流路４１の他方の端部開口から導出流路１１ａへ、濃縮された被処理水ｄ０（すなわち、濃縮水ｄ）が導出される。第３流路４３は、例えば、第１流路４１と流れ方向を逆方向としており、被処理水ｄ０の導出側に設けられる一方の端部開口を、冷媒流路１３の導入側として、冷媒流路１３の導出側が接続される、他方の端部開口へ向けて、冷媒ｒが供給される構成とすることができる。
【0022】
より具体的には、セラミック構造体２のセル２２は、例えば、軸方向ｘから見た形状が四角形状である四角形セルとすることができ、四角形の隣り合う二辺に対応する方向（例えば、図１中に示す水平方向ｙ及び垂直方向ｚ）において、互いに平行に整列して配置されている。具体的には、軸方向ｘから見て四角形セルの一辺と平行な第１の方向（ここでは、水平方向ｙ）において、第１流路４１となる複数のセル２２は、互いに隣接して整列している。なお、ここでいう「水平」は便宜的な表現であり、必ずしも図１における水平方向ｙを水平にした状態で、セラミック構造体２が用いられることを示すものではない。
【0023】
また、第１の方向と直交する第２の方向（ここでは、垂直方向ｚ）において、第１流路４１又は第３流路４３となるセル２２は、第２流路４２となるセル２２を挟んで、交互に配置されており、第２流路４２となるセル２２のみ、両端が栓詰めされている。なお、水平方向ｙにおいて、第２流路４２となる複数のセル２２は、互いに隣接して整列しており、同様に、第３流路４３となる複数のセル２２も、互いに隣接して整列している。
【0024】
第２流路４２となるセル２２は、例えば、隣り合う他のセル２２との間のセル壁に形成された、連通口としてのスリット２３を介して、当該他のセル２２と連通している。水平方向ｙに隣接する複数のセル２２が、言い換えれば、第１流路４１と第３流路４３との間に挟まれる各列のセル２２同士が、互いにスリット２３を介して連通する構成とすることができる。スリット２３は、具体的には、各列において隣り合うセル２２間を、凝縮水が流通可能となるように、セル壁を貫通して設けられる。好適には、セル壁の強度を維持可能な適度な大きさに形成される。
【0025】
第２流路４２のスリット２３は、各列の複数のセル２２について、それぞれ軸方向ｘの同等位置に、同等幅及び長さで設けられ、凝縮した液水ｗを、セラミック構造体２の外部へ導出するための流路となる。好適には、各セル２２の軸方向ｘにおいて、低温の冷媒ｒの供給側（すなわち、被処理水ｄ０の導出側）の端部に近い位置において、セル壁を切り欠いて、軸方向ｘに延びるスリット２３を形成することができる。より低温となる供給側の冷媒ｒと接する位置に、スリット２３が配置されることにより、水蒸気ｖを効率よく凝縮させて回収することができる。
【0026】
図２において、セラミック構造体２の外周側面となる外皮２１には、各列のスリット２３に対応する位置に略同等形状のスリットからなる第１開口部２４が設けられる。第２流路４２において凝縮した液水ｗは、各列のスリット２３を経て第１開口部２４から導出されて、浄化水ｃとして回収流路１２へ回収される。液水ｗの凝縮熱は、第３流路４３を通過する冷媒ｒが受け取り、ある程度温められて、セラミック構造体２の外部へ導出される。
【0027】
図４に示すように、膜分離装置１は、好適には、被処理水ｄ０を加熱する加熱部５を、さらに有する。加熱部５は、第３流路４３を通過後かつ第１流路４１に導入前の被処理水ｄ０を加熱するように配置されている。これにより、加熱された被処理水ｄ０を供給流路１１へ供給して、冷媒ｒとの温度差を大きくすることができる。さらに、加熱前の被処理水ｄ０を、冷媒ｒとして使用することができる。図中には、膜蒸留部１０に設けられる流路への流体の流れを模式的に示しており、被処理水ｄ０は、まず、冷媒流路１３に供給され、膜蒸留部１０の第３流路４３において、常温の冷媒ｒとして使用された後に、加熱部５を経由して、供給流路１１へ供給される。なお、図中に白抜矢印で示すように、膜蒸留部１０において、熱移動が生じ、水蒸気ｖが凝縮して液水ｗとなる際の凝縮熱にて、冷媒ｒが温められる。
【0028】
第３流路４３の導入側において、冷媒流路１３には、バルブＶ１及びポンプＰ１が配置されて、バルブＶ１により流量を調整しながら、被処理水ｄ０を膜蒸留部１０へ送出している。前述したように、膜蒸留部１０において、被処理水ｄ０が流通する第１流路４１と、冷媒ｒが流れる第３流路４３とは、第２流路４２を挟んで対向すると共に、流れ方向は、逆方向となっている。第２流路４２に接続される回収流路１２には、浄化水ｃを送り出すポンプＰ２が設けられる。
【0029】
加熱部５は、冷媒流路１３の導出側と、供給流路１１との間に設けられて、被処理水ｄ０を所望の温度となるように、例えば、４０℃以上に加熱する。さらに好ましくは、被処理水ｄ０を、６０℃以上に加熱する。これにより、第１流路４１と第２流路４２との間に、膜蒸留の発現に必要な所望の温度差が付与される。加熱部５の具体的な構成例については、後述する。このようにすると、膜分離装置１に供給される被処理水ｄ０を利用して、エアギャップ膜蒸留方式の膜蒸留部１０を構成し、効率よく浄化水ｃを回収できる。ここで、所望の温度差とは、第２流路４２内の温められた空気が冷やされることにより、空気内の水蒸気ｖが凝縮して所望の量の液水ｗが得られる温度差である。
【0030】
このような膜分離装置１は、図５に示す水処理システム１００に適用されて、膜分離工程に用いられるセラミック膜分離装置３００を構成することができる。膜分離工程には、セラミック膜分離装置３００の前段に、逆浸透膜分離装置２００が設けられる。水処理システム１００は、例えば、工場Ｆから排出される工場排水等を浄化処理するシステムとして構成されるものであり、セラミック膜分離装置３００には、逆浸透膜分離装置２００で処理された１次濃縮水ｄ１が、被処理水ｄ０として供給される。なお、工場排水に限らず、工場Ｆにおける各種工程で使用される洗浄液の分離・回収のためのシステムや、さらには、海水淡水化のためのシステム等に適用することもできる。
【0031】
工場排水等の被処理水ｄ０は、前処理装置１０１にて前処理された後に、前処理水ｄｐとして逆浸透膜分離装置２００へ供給され、第１浄化水ｃ１が回収されると共に、分離された１次濃縮水ｄ１が、セラミック膜分離装置３００に供給される。ここでは、逆浸透膜分離装置２００とセラミック膜分離装置３００との間に、加熱部５を配置しているが、便宜的なものであり、前述した図４のように、セラミック膜分離装置３００の内部に組み込むことができる。いずれの場合も、加熱された１次濃縮水ｄ１が、被処理水ｄ０として膜蒸留部１０に供給され、膜蒸留部１０において、第２浄化水ｃ２が回収される。被処理水ｄ０から第２浄化水ｃ２が分離された濃縮水ｄは、２次濃縮水ｄ２として、後段の蒸発装置４００及び晶析装置５００に順次送られる。
【0032】
前処理装置１０１は、被処理水ｄ０中の多種の含有物質を除去する装置であり、例えば、工場排水の場合には、油分分離、生物処理、凝集処理、分離膜等の種々の処理を、適宜行うことができる。工場排水中の含有物質としては、例えば、油、高ＣＯＤ物質、重金属、フッ化物、リン酸化合物、Ｃｌ、ＳＯ4、Ｎａ、Ｍｇ、ＣａＣＯ3（炭酸カルシウム）等がある。なお、高ＣＯＤ物質は、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）が高い物質をいう。前処理装置１０１によって工場排水から含有物質を一定程度以上除去した後の前処理水ｄｐが、逆浸透膜分離装置２００に供給される。この前処理水ｄｐには、主として塩分が含有されており、この塩分を、逆浸透膜分離装置２００以降の工程において除去する。
【0033】
逆浸透膜分離装置２００は、例えば、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド等の有機膜を、逆浸透膜として備える。逆浸透膜分離装置２００においては、前処理水ｄｐ側であって１次濃縮水ｄ１側の圧力を、浸透圧よりも高くするように加圧することで、前処理水ｄｐ中の水を、逆浸透膜に透過させる。これにより、第１浄化水ｃ１を得る。ただし、１次濃縮水ｄ１の濃度が高くなると、浸透圧が高くなるため、逆浸透膜の耐圧強度等を考慮すると、１次濃縮水ｄ１の濃縮には限界がある。それゆえ、１次濃縮水ｄ１における塩分濃度は、一定程度（例えば約８％）までしか高められない。
【0034】
そこで、水処理システム１００において、逆浸透膜分離装置２００の後段に、セラミック膜分離装置３００として、本形態の膜分離装置１を設けている。前述したように、膜分離装置１は、セラミック構造体２を膜蒸留部１０に用いて、１次濃縮水ｄ１から蒸発した水蒸気ｖを疎水性多孔質壁３に透過させ、第２浄化水ｃ２を得ている。セラミック構造体２のセル２２内を流路とし、セル２２を区画するセル壁を疎水性多孔質壁３とすることにより、耐圧強度に優れると共に、処理面積が大きい膜分離装置とすることができる。
【0035】
これにより、２次濃縮水ｄ２の濃度を高めて、後段の蒸発工程の負担を低減することができる。蒸発装置４００は、加熱又は減圧することによって、あるいは加熱と減圧とを組み合わせることによって、２次濃縮水ｄ２を蒸発させ、蒸留水ｃ３として回収する。晶析装置５００は、蒸留水ｃ３が蒸発した後に残った３次濃縮水ｄ３を、加熱することによって蒸発させ、蒸留水ｃ４として回収する。
【0036】
水処理システム１００の各装置において取り出された第１浄化水ｃ１、第２浄化水ｃ２、蒸留水ｃ３、蒸留水ｃ４は、回収されて再利用することができる。なお、晶析装置５００では、蒸留水ｃ４が蒸発した後に、不純物ｄ４の結晶が残る。不純物ｄ４としては種々の物質が残り得るので、その種類によって、有価物として利用したり、産業廃棄物として廃棄したりすることができる。
【0037】
図６に変形例として示すように、好適には、上記図４に示した膜分離装置１において、膜蒸留部１０から導出される濃縮水ｄ（２次濃縮水ｄ２）を循環させる、循環式のエアギャップ膜蒸留方式の装置とすることができる。具体的には、被処理水ｄ０（１次濃縮水ｄ１）が供給される流路のバルブＶ１とポンプＰ１との間に、被処理水ｄ０を貯留するタンクＴ１と、被処理水ｄ０を所定の低温の冷媒ｒとするためのチラーＣ１とが設けられる。タンクＴ１には、導出流路１１ａが接続され、被処理水ｄ０の循環流路１１ｂを形成する。１次濃縮水ｄ１と２次濃縮水ｄ２を貯留するタンクを別々に設けることもできる。
【0038】
これにより、被処理水ｄ０を膜蒸留部１０へ送る前に、チラーＣ１にて常温より低い一定温度に維持し、より低温の冷媒ｒとして冷媒流路１３から第３流路４３へ送り出すことができる。冷媒ｒは、膜蒸留部１０において、第２流路４２との間のセル壁を冷却し、水蒸気ｖが凝縮する際の凝縮熱を受け取り、さらに、加熱部５において、所望の温度となるように温められる。加熱部５は、例えば、熱交換器５１や電気式ヒータ等の加熱器５２であり、いずれか一方又は両方が設けられる。熱交換器５１において、冷媒ｒと熱交換を行う熱交換媒体には、例えば、水処理システム１００又は外部の装置にて発生する廃熱を含む流体が用いられる。そして、温められた冷媒ｒは再び第１流路４１に供給され、被処理水ｄ０として機能する。
【0039】
第２流路４２で凝縮した液水ｗは、浄化水ｃ（２次浄化水ｃ２）として回収され、被処理水ｄ０は、凝縮した液水ｗの分だけ濃縮されて、濃縮水ｄ（２次濃縮水ｄ２）として、タンクＴへ戻される。このようにして、被処理水ｄ０を濃縮して膜蒸留部１０へ循環させることができ、これを繰り返すことで、さらに濃縮された濃縮水ｄとすることができ、浄化水ｃの回収効率を高めることができる。また、冷媒ｒとして第３流路４３へ循環させる際に、チラーＣ１で冷却することにより、加熱部５を通過して、第１流路４１へ供給される被処理水ｄ０との温度差をより大きくして、浄化水ｃの回収効率を高めることができる。
【0040】
このように、本形態の膜分離装置１は、エアギャップ膜蒸留方式の装置として構成され、疎水性多孔質壁３を水蒸気ｖが通過する際の駆動力として、温水側の蒸気圧と冷水側の蒸気圧との差を利用する。すなわち、エアギャップとなる第２流路４２の両側に、高温の被処理水ｄ０が流れる第１流路４１と、冷媒ｒ（低温の被処理水ｄ０）が流れる第３流路４３とを配置して、疎水性多孔質壁３の第１流路４１側の界面で生じる水蒸気ｖを、第２流路４２側へ透過させて、膜蒸留を行う。これにより、安定した処理を継続して行うことができ、浄化効率を向上させることができる。
【0041】
また、本形態では、被処理水ｄ０を冷却して冷媒ｒとして機能させ、さらに冷媒ｒを加熱して被処理水ｄ０として機能させる循環式の膜分離装置１としている。これにより、被処理水ｄ０と別の冷媒ｒを用意する必要がないという効果以外にも、以下の効果を奏する。すなわち、被処理水ｄ０は、第１流路４１を通過するにつれて、温度が低下するため、その被処理水ｄ０を冷媒ｒとして機能させるようにするために、被処理水ｄ０に追加して与える冷却エネルギを少なくできる。さらに冷媒ｒは、第３流路４３を通過するにつれて、潜熱で温度がある程度上昇しているため、その冷媒ｒを被処理水ｄ０として機能させるようにするために、冷媒ｒに追加して与える加熱エネルギを少なくできる。これにより、浄化水ｃを回収する水処理システム１００における消費エネルギを低減することができる。
【0042】
図７に示すように、膜蒸留部１０に形成される第１～第３流路４１～４３の流路形状は、四角形に限らず、例えば、六角形とすることもできる。その場合にも、第１流路４１と第２流路４２との間の疎水性多孔質壁３において、膜蒸留により水蒸気ｖ透過させて回収することができる。このように、膜蒸留部１０の流路形状、すなわち、セラミック構造体２のセル２２の断面形状は、四角形、六角形等の多角形、円形その他、任意の断面形状とすることができる。
【0043】
また、膜蒸留部１０の第２流路４２に形成されるスリット２３の配置も、特に制限されるものではなく、例えば、図８に示すように、スリット２３を、軸方向ｘの複数個所に設けてもよい。ここでは、一例として、軸方向ｘの一方の端部側の２個所を切り欠いて、同等形状のスリット２３を配置した例を示している。第３流路４３を挟んで、隣り合う第２流路４２についても、同等位置にスリット２３が配置される。なお、連通口としては、切り欠き状のスリット２３に限らず、例えば、スリット２３と同等の開口面積を有する長方形穴、楕円形穴、円形穴等の任意形状の貫通穴としてもよい。このように、連通口の形状や個数は、隣り合うセル２２間を連通して、所望の開口面積又は流量が確保されるように、任意に設定することができる。その場合には、外皮２１に設けられる第１開口部２４も同等形状とすることができる。
【0044】
スリット２３を介して互いに連通する各列の複数の第２流路４２については、軸方向ｘにおけるスリット２３は、同等位置に設けられる。このようにすると、スリット２３の配置が偏らず、あるいは、軸方向ｘに配置されるスリット２３の数を増加させて、セラミック構造体２の外周側面に設けられる第１開口部２４から、効率よく浄化水ｃを回収することができる。なお、スリット２３は、一対の第１開口部２４の間に貫通流路が形成されるよう配置してもよいし、流路が貫通しない配置でもよい。後者の場合には、一対の第１開口部２４の一方と連通する２つの流路が形成されるように、スリット２３が配置される。例えば、水平方向ｙの中間位置のセル壁の１つにスリット２３を設けない構成とすると、中間位置を挟んで両側へ、第２流路４２で凝縮した液水ｗが流れる２つの流路となる。この２つの流路は、必ずしも一直線上に配置されている必要はなく、軸方向ｘにおいて、異なる位置にあってもよい。その場合には、スリット２３を設けないセル壁を、中間位置に設けず、例えば、２つの流路が軸方向ｘに重なるように配置してもよい。このように、連通口及び第１開口部２４にて形成される流路は、浄化水ｃを回収流路１２へ回収できるように構成されていればよい。
【0045】
（実施形態２）
本形態は、図９～図１８に示すごとく、膜分離装置１の詳細構成例である。本形態においても、膜分離装置１は、エアギャップ膜蒸留法を利用した膜蒸留部１０を備えており、前述した図５の水処理システム１００におけるセラミック膜分離装置３００として、好適である。ここでは、前述した図６の循環式の装置構成へ適用した例として、以下、相違点を中心に説明する。その他の膜分離装置１の基本構成は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本形態は、図９～図１８に示すごとく、膜分離装置１の詳細構成例である。本形態においても、膜分離装置１は、エアギャップ膜蒸留法を利用した膜蒸留部１０を備えており、前述した図５の水処理システム１００におけるセラミック膜分離装置３００として、好適である。ここでは、前述した図６の循環式の装置構成へ適用した例として、以下、相違点を中心に説明する。その他の膜分離装置１の基本構成は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【0046】
図９、図１０に示すように、本形態において、膜蒸留部１０を構成するセラミック構造体２は、内部に形成される流路のうち第１流路４１のみが、両端が開口する開放セルにて構成される。第２流路４２及び第３流路４３は、両端が閉鎖された栓詰めセルにて構成される。セラミック構造体２の側面には、第２流路４２に連通する第１開口部２４に加えて、第３流路４３に連通する第２開口部２５が設けられる。セラミック構造体２の内部には、第２流路４２となるセル２２のスリット２３に加えて、第３流路４３となるセル２２に、複数のスリット２６が設けられる。
【0047】
図１１に示すように、膜蒸留部１０を構成するセラミック構造体２の全体が、ケーシング６に収容されている。ケーシング６は一端閉鎖の筒状体である本体部６１と、本体部６１の開口側外周に覆着固定される蓋状の大径部６２とからなる。大径部６２の内部には、セラミック構造体２の一方の端面側にテーパ状の流路１４が形成されている。テーパ状の流路１４の小径側には、供給流路１１となる配管が接続される。流路１４の大径側は、セラミック構造体２の外径と概略一致する大きさを有し、流路１４を介して、セラミック構造体２内部の多数の第１流路４１（図略）と、供給流路１１とが連通する。流路１４との接続端部外周には、シール部材Ｓ１が装着されて液密封止される。
【0048】
セラミック構造体２の外周には、本体部６１が取り付けられる。本体部６１の閉鎖端面には、中央部を貫通する開口部にて、第１流路４１の導出側に連通する導出流路１１ａが設けられる。本体部６１には、閉鎖側の端部外周に開口し、第１開口部２４を介して第２流路４２（図略）に連通する流路１５が設けられ、図示しない回収流路１２と接続される。これにより、第２流路４２の第１開口部２４から導出される浄化水ｃは、セラミック構造体２の外周面と本体部６１の内周面との間の空間部を介して、流路１５から回収流路１２へ回収される。
【0049】
また、本体部６１の筒部外周には、対向位置に、冷媒流路１３となる一対の配管が取り付けられ、その一方から他方へ向けて冷媒ｒが供給される。筒部内周面と、セラミック構造体２の外周面との間には、第３流路４３の第２開口部２５に連通する空間部が形成され、この空間部に供給される冷媒ｒが、第３流路４３を流通して、反対側から導出される。なお、第３流路４３と連通する空間部と、第１流路４１と連通する空間部との間は、セラミック構造体２の外周に装着されるシール部材Ｓ２によって、液密的に区画されている。また、セラミック構造体２は、導出流路１１ａ側の端面外周にもシール部材Ｓ３が装着されて、液密封止されている。
【0050】
図１０において、具体的には、セラミック構造体２の端面に、３列おきに第１流路４１となる開放セルが配置されており、第１流路４１を挟んでその両側に、第２流路４２となる栓詰めセルが配置されている。第２流路４２を挟んで、第１流路４１と反対側には、第３流路４３となる栓詰めセルが配置されている。３つの流路の位置関係は、例えば、図１２に示すようになっている。また、第２流路４２には、軸方向ｘの一方の端部側に、軸方向ｘに延びるスリット２３が形成され、隣接する第２流路４２が、スリット２３を介して互いに連通している（例えば、図１３の右図参照）。さらに、第１開口部２４及び空間部を介して、回収流路１２に接続される流路１５に連通する。
【0051】
また、第３流路４３には、軸方向ｘの複数個所に、軸方向ｘに延びるスリット２６が均等配置され、対向する位置に第２開口部２５が配置される（例えば、図９では、５個所）。これにより、同じ列の第３流路４３が、スリット２６を介して互いに連通すると共に（例えば、図１３の左図参照）。第２開口部２５及び空間部を介して、冷媒流路１３に連通している。なお、軸方向ｘにおいて、第３流路４３のスリット２６は、第２流路４２のスリット２３と、重ならない位置に設けられ、流体の流通経路の分離が容易となるようにしている。スリット２６に代えて、任意形状の貫通穴からなる連通口を設けてもよく、第２開口部２５の形状を同様に変更することもできる。
【0052】
図１２に示すように、セラミック構造体２は、円筒状の外皮２１に隣接する部分を除いて、概略正方形の四角形の断面形状を有するセル２２からなる。第２、第３流路４２、４３の端部を封止する栓は、端面から内方にある一定の深さとしており、剥離等が生じず、膜蒸留の処理面積が確保できる長さに設定される（例えば、２ｍｍ程度）。セラミック構造体２、セル２２のサイズは、例えば、以下のようにした。
セラミック構造体２：直径１０２ｍｍ、長さ２００ｍｍの円柱状
外皮２１の厚み：１ｍｍ
セル２２の壁厚ｂ：６３．５μｍ（２．５ｍｉｌ；milli inch length）
セルピッチｃ：０．８４７ｍｍ（９００ｃｐｓｉ；cells per square inch）
セル２２の一辺の長さａ：ｃ－ｂ
セラミック構造体２：直径１０２ｍｍ、長さ２００ｍｍの円柱状
外皮２１の厚み：１ｍｍ
セル２２の壁厚ｂ：６３．５μｍ（２．５ｍｉｌ；milli inch length）
セルピッチｃ：０．８４７ｍｍ（９００ｃｐｓｉ；cells per square inch）
セル２２の一辺の長さａ：ｃ－ｂ
【0053】
このとき、第２流路４２に設けられるスリット２３、第３流路４３に設けられるスリット２６の高さ（垂直方向ｚの長さ）は、流路の高さ、すなわち、セル２２の一辺の長さａよりも小さく、長さａの１／２よりも大きいことが好ましい（例えば、０．５ｍｍ）。長さａの１／２よりも小さいと、流体の通過する際の圧力損失が高くなる。また、スリット２３、スリット２６の幅（軸方向ｘの長さ）は、広いと強度が低下し、狭いと流路面積が確保しにくいので、これらが両立するように、適宜設定される（例えば、２０ｍｍ）。複数のスリット２６の間隔（軸方向ｘの長さ）は、広いとスリット２６の流路面積が確保しにくくなり、狭いと強度が低下するので、これらが両立するように、適宜設定される（例えば、１０ｍｍ）。スリット２３が複数設けられる場合や、スリット２３とスリット２６の間隔も、同様に設定される。
【0054】
また、セラミック構造体２の端面と、スリット２３、スリット２６との距離（軸方向ｘの長さ）は、栓詰めセルの栓の深さ以上であり、端面部の強度を確保するためにより長い方がよい。ただし、長すぎると、スリットの数が制約されるため、流体を流す十分な面積が得られるように、適宜設定される（例えば、１０ｍｍ）。このように、スリット２３、スリット２６を同じ寸法とした場合、セラミック構造体２の長さに対して、最大で６個のスリットを配置することができる。水蒸気ｖが凝縮した液水ｗが流れるスリット２３は、冷媒ｒが流れるスリット２６よりも、一般に流量が少ないため、より少ない数に設定することができる。
【0055】
本形態においても、図１４、図１５に示すように、温水側と冷水側の温度差を駆動力として膜蒸留を発現させ、膜分離を行うことができる。また、図１６～図１８に、セラミック構造体２内の各流路における流れ方向を矢印で示す。図１６に示すように、第１流路４１には、軸方向ｘの一端側から他端側へ、加熱された被処理水ｄ０が供給される。図１７、図１８に示すように、第３流路４３には、冷却された冷媒ｒが供給され、各流路に面する複数のスリット２６を介して一方向へ流れる。これにより、第２流路４２を流れる冷却された冷媒ｒにより、第１流路４１と隣接する壁面のほぼ全体を冷却することができる。
【0056】
図１４において、エアギャップとなる第２流路４２は、供給流路１１に連通する第１流路４１と、冷媒流路１３に連通する第３流路４３との間に配置されている。第１流路４１には、図中に矢印で示す方向に、加熱された被処理水ｄ０が流れており、第３流路４３には、被処理水ｄ０の流れと交差する方向に、冷却された冷媒ｒがスリット２６を介して流通している。第１流路４１と第２流路４２の間には、疎水性多孔質壁３が配置されており、膜蒸留用のセラミック分離膜として機能する。このとき、疎水性多孔質壁３における互いに反対面側の面、すなわち、第１流路４１側の面と、第２流路４２側の面との間には、温度差が生じている。これに伴う蒸気圧差によって、図中に矢印で示すように、疎水性多孔質壁３を水蒸気ｖが透過する。
【0057】
図１５に詳細構造を示すように、疎水性多孔質壁３は、多孔質のセラミック基材３１にて構成され、内外表面が疎水性材料にて被覆されることにより、細孔３２内への液体の侵入を抑止しながら水蒸気ｖを透過させることができる。図中に水蒸気ｖの動きを示すように、第１流路４１側で発生した水蒸気ｖは、細孔３２内を透過して、第２流路４２側へ移動する。第２流路４２では、第３流路４３に隣接する壁面が、冷媒ｒにて冷却されて低温となっており、水蒸気ｖが冷やされて凝縮し液水ｗとなる（例えば、図１４参照）。この液水ｗは、壁面を伝って移動し、第２流路４２に開口するスリット２３から、セラミック構造体２外周の空間部を経て、外部の回収流路１２へ移動する。
【0058】
このように、本形態においても、膜分離装置１は、高温の被処理水ｄ０が流れる第１流路４１側の蒸気圧と、冷媒ｒ（低温の被処理水ｄ０）が流れる第３流路４３側の蒸気圧との差を利用して、膜蒸留を行う。これにより、安定した処理を継続して行うことができ、浄化効率を向上させることができる。また、ケーシング６内にセラミック構造体２を収容して、セラミック構造体２の端面又は外周側面に開口する流路を、ケーシング６の端面又は内周側に設けられる流路を介して、外部の流路に接続する構成としたので、コンパクトな構成で、エアギャップ方式の膜分離装置１を実現し、浄化効率を向上させることが可能になる。
【0059】
（実施形態３）
本形態は、図１９～図２１に示すごとく、膜分離装置１の膜蒸留部１０と、膜蒸留部１０に接続される流路の他の構成例である。特に、本形態においては、膜分離装置１が真空膜蒸留（ＶＭＤ）を利用するものである場合につき、説明する。真空膜蒸留法では、膜分離装置１が冷媒流路１３を有さず、膜蒸留部１０は、回収流路１２に連通する第２流路４２を減圧することにより、圧力差を駆動力として膜蒸留を行う。それ以外の膜分離装置１の基本構成は、上記実施形態と同様であり、前述した水処理システム１００において、セラミック膜分離装置３００として、好適に用いられる。以下、相違点を中心に説明する。
本形態は、図１９～図２１に示すごとく、膜分離装置１の膜蒸留部１０と、膜蒸留部１０に接続される流路の他の構成例である。特に、本形態においては、膜分離装置１が真空膜蒸留（ＶＭＤ）を利用するものである場合につき、説明する。真空膜蒸留法では、膜分離装置１が冷媒流路１３を有さず、膜蒸留部１０は、回収流路１２に連通する第２流路４２を減圧することにより、圧力差を駆動力として膜蒸留を行う。それ以外の膜分離装置１の基本構成は、上記実施形態と同様であり、前述した水処理システム１００において、セラミック膜分離装置３００として、好適に用いられる。以下、相違点を中心に説明する。
【0060】
図１９において、本形態の膜分離装置１は、膜蒸留部１０を構成するセラミック構造体２の全体が、ケーシング６に収容されている。ケーシング６及びセラミック構造体２は、軸方向ｘが鉛直方向となるように配置されており、ケーシング６の頂面に、供給流路１１が接続されている。ケーシング６内は、軸方向ｘにおいて、常圧室６３及び減圧室６４の２室に区画されている。ここでは、鉛直上方を常圧室６３、鉛直下方を減圧室６４としており、両室の間において、セラミック構造体２の外周には、シール部材６５が配置されて２室の間を液密封止している。
【0061】
常圧室６３側のケーシング６の頂面には、加熱部５を通過することにより加熱された被処理水ｄ０（１次濃縮水ｄ１）の投入口６６が設けられる。また、減圧室６４側のケーシング６には、底面に近い端部側壁に、濃縮水ｄ（２次濃縮水ｄ２）の取出口６７が設けられ、取出口６７よりも上方に、水蒸気ｖの取出口６８が設けられる。被処理水ｄ０の取出口６７と、導出流路１１ａとの間には、液送ポンプＰ３を備える循環流路１１ｂが接続され、被処理水ｄ０を供給流路１１へ循環させるようになっている。これを繰り返すことで、所定の濃縮水ｄとした後、次工程へ送られる。この濃縮工程は、バッチ式もしくは連続式として行うことができる。
【0062】
水蒸気ｖの取出口６８は、凝縮器５３を介して、真空ポンプＰ４を備えるタンクＴ２に接続される。凝縮器５３は、水蒸気ｖの取出口６８に続く回収流路１２ａと供給流路１１との間で熱交換を行う熱交換器として構成され、水蒸気ｖを凝縮した液水ｗは、浄化水ｃ（２次浄化水ｃ２）としてタンクＴ２へ回収される。
【0063】
図２０において、セラミック構造体２は、常圧室６３及び減圧室６４に面する端面に開口する開放セルからなる第１流路４１と、常圧室６３に面する端面のみ栓詰めされた片栓詰めセルからなる第２流路４２と、を有する。このとき、図２１に示すように、セラミック構造体２は、常圧室６３側の一方の端面において、例えば、開口部と閉鎖部が互い違いとなるように、第１流路４１と第２流路４２となるセル２２が、千鳥格子状に交互に配置される。減圧室６４側の他方の端面は、いずれのセル２２も栓詰めされない。
【0064】
このとき、常圧室６３側から第１流路４１に、加熱された被処理水ｄ０が流入すると、自重により第１流路４１を通過して、減圧室６４へ流出する。一方、第１流路４１と隣接する第２流路４２は、減圧室６４に連通しており、両流路の間の疎水性多孔質壁３において、第１流路４１側の面と第２流路４２側の面との間に、圧力差が生じる。これにより、第１流路４１側の界面で蒸発した水蒸気ｖが、疎水性多孔質壁３を透過し、第２流路４２へ移動する。
【0065】
第２流路４２へ移動した水蒸気ｖは、開口側から減圧室６４内に流入し、取出口６８から回収流路１２ａへ導出される。取出口６８は、ケーシング６の底面から十分離れた位置、例えば、セラミック構造体２の端面近傍に設けられることが望ましい。このようにすると、水蒸気ｖが、減圧室６４から速やかに導出される一方、ケーシング６の底面側に、濃縮水ｄ（２次濃縮水ｄ２）が貯留される十分な空間が形成される。
【0066】
このように、本形態の膜分離装置１は、真空膜蒸留方式の装置として構成され、疎水性多孔質壁３を水蒸気ｖが通過する際の駆動力として、高温の被処理水ｄ０が流れる第１流路４１側の蒸気圧と、減圧された第２流路４２側の圧力との差を利用して、膜蒸留を行う。その場合には、膜蒸留部１０に冷媒流路１３が不要になり、セラミック構造体２の内部にも第３流路４３が不要になるので、流路構造を簡易にすることができる。このようにしても、コンパクトな構成で、安定した処理を継続して行うことができ、浄化効率を向上させることができる。
【0067】
（実施形態４）
本形態は、図２２～図２４に示すごとく、真空膜蒸留（ＶＭＤ）を利用する膜分離装置１の他の構成例である。本形態においては、実施形態３と同様の膜蒸留部１０において、ケーシング６に接続される流路の配置を変更している。それ以外の膜分離装置１の基本構成は、上記実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
本形態は、図２２～図２４に示すごとく、真空膜蒸留（ＶＭＤ）を利用する膜分離装置１の他の構成例である。本形態においては、実施形態３と同様の膜蒸留部１０において、ケーシング６に接続される流路の配置を変更している。それ以外の膜分離装置１の基本構成は、上記実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に説明する。
【0068】
図２２において、膜分離装置１は、膜蒸留部１０を構成するセラミック構造体２の全体が、２室に区画されたケーシング６に収容されている。ケーシング６内は、ここでは、鉛直上方を減圧室６４、鉛直下方を常圧室６３としており、ケーシング６の頂面に、水蒸気ｖの取出口６８を設けている。水蒸気ｖの取出口６８は、回収流路１２ａに接続され、凝縮器５３を介して、真空ポンプＰ４を備えるタンクＴ２に接続される。
【0069】
常圧室６３には、底面に近い側壁に被処理水ｄ０の取出口６７が設けられ、取出口６７よりも上方に、被処理水ｄ０の供給流路１１が接続される。取出口６７は、加熱部５よりも上流側の供給流路１１に、液送ポンプＰ３を介して接続され、供給流路１１へ濃縮された被処理水ｄ０を循環させる循環流路１１ｂが形成されている。これを繰り返した後、濃縮水ｄ（２次濃縮水ｄ２）の導出流路１１ａから、次工程へ送られる。
【0070】
図２３において、セラミック構造体２は、第１流路４１が下方の常圧室６３に開口し、減圧室６４に面する端面のみ栓詰めされたセル２２（片栓詰めセル）からなり、第２流路４２が上方の減圧室６４に開口し、常圧室６３に面する端面のみ栓詰めされたセル２２（片栓詰めセル）からなる。このとき、図２４に示すように、セラミック構造体２は、例えば、常圧室６３側の一方の端面において、開口部と閉鎖部が互い違いとなるように、第１流路４１と第２流路４２となるセル２２が、千鳥格子状に交互に配置される。その場合には、減圧室６４側の他方の端面において、開口部と閉鎖部が逆となるように、互い違いの千鳥格子状となる。
【0071】
このとき、常圧室６３に供給流路１１から加熱された被処理水ｄ０が流入すると、常圧室６３側で水蒸気ｖが発生し、常圧室６３に開口する第１流路４１へ流入する。第１流路４１に隣接する第２流路４２は、減圧室６４に開口しており、疎水性多孔質壁３において、第１流路４１側の蒸気圧と減圧室６４側の圧力との差により、疎水性多孔質壁３を透過して、第２流路４２へ移動する。水蒸気ｖは、第２流路４２内を上昇して、開口側の減圧室６４へ流入し、さらに、真空ポンプＰ４で吸引されて、取出口６８から回収流路１２ａへ導出され、凝縮器５３を経て、浄化水ｃ（２次浄化水ｃ２）のタンクＴ２へ回収される。
【0072】
本形態においても、真空膜蒸留法を利用して、被処理水ｄ０から浄化水ｃを分離して回収することができる。また、水蒸気ｖの移動方向が、被処理水ｄ０とは反対方向であり、セラミック構造体２の内部を、被処理水ｄ０が流れない構成となっているので、水蒸気ｖを、被処理水ｄ０から容易に分離して回収することができる。このようにしても、コンパクトな構成で、安定した処理を継続して行うことができ、浄化効率を向上させることができる。
【0073】
上記実施形態では、膜分離装置１は、エアギャップ膜蒸留法、及び、真空膜蒸留法を利用した膜蒸留部１０を備える構成としたが、これらに限らず、蒸気圧差や圧力差に基づく他の膜蒸留法を利用した膜分離装置１とすることもできる。例えば、直接接触膜蒸留法（ＤＣＭＤ）は、供給流路１１に連通する第１流路４１と、回収流路１２に連通する第２流路４２とを、疎水性多孔質壁３を介して隣接させると共に、第２流路４２に冷媒ｒを流通させる。このようにしても、疎水性多孔質壁３の両側に温度差を付与して、蒸気圧差を生じさせることができる。あるいは、スイープガス膜蒸留法（ＳＧＭＤ）を利用して、第２流路４２にスイープガスを流通させることにより、圧力差を生じさせるようにしてもよい。
【0074】
なお、冷媒ｒを用いる場合には、加熱前の被処理水ｄ０に限らず、水、オイル等の液体であれば、特に限定されるものではない。例えば、膜分離装置１が適用されるシステムにおいて、他の工程等で用いられる流体を利用することもできる。また、工場排水を処理するための水処理システム１００への適用例について説明したが、これに限らず、任意の排水その他の水処理に利用することができる。
【0075】
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。また、各実施形態に記載の内容を組み合わせることもできる。
本発明の特徴を以下の通り示す。
［１］被処理水（ｄ０）が供給される供給流路（１１）と、浄化水（ｃ）が回収される回収流路（１２）との間に、膜蒸留部（１０）を備える膜分離装置（１）であって、
上記膜蒸留部は、筒状の外皮（２１）内が、軸方向（ｘ）に延びる多数のセル（２２）に区画されたセラミック構造体（２）からなり、
上記セラミック構造体において、上記供給流路に連通して第１流路（４１）となる上記セルと、上記回収流路に連通して第２流路（４２）となる上記セルとが、疎水性多孔質壁（３）からなるセル壁を介して隣接配置されており、
上記疎水性多孔質壁において、上記第１流路に面する側から、上記第２流路に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気（ｖ）を透過させて、上記被処理水を上記浄化水と濃縮水（ｄ）とに分離するよう構成されている、膜分離装置。
［２］上記疎水性多孔質壁は、多数の細孔（３２）を有するセラミック基材（３１）と、セラミック基材３１の表面を被覆する疎水膜（３３）とを有する、［１］に記載の膜分離装置。
［３］上記セラミック構造体は、上記第２流路となる上記セルに対して、上記第１流路となる上記セルと反対側に隣接する上記セルを、冷媒流路（１３）に連通する第３流路（４３）としており、上記疎水性多孔質壁は、上記第１流路に面する側と、上記第２流路に面する側との温度差により、蒸気圧差を発現させて水蒸気を透過させる、［１］又は［２］に記載の膜分離装置。
［４］上記冷媒流路の冷媒は、上記供給流路から上記第１流路へ供給される前の上記被処理水である、［３］に記載の膜分離装置。
［５］上記第１流路となる上記セルを、両端が開口する開放セルとして、上記セラミック構造体の一方の端面において上記供給流路と接続し、上記第１流路へ供給される上記被処理水を上記セラミック構造体の他方の端面に向けて流通させ、
上記第２流路及び上記第３流路となる上記セルを、両端が閉鎖された栓詰めセルとし、上記第２流路と上記回収流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第１開口部（２４）を介して接続すると共に、上記第３流路と上記冷媒流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第２開口部（２５）を介して接続している、［３］又は［４］に記載の膜分離装置。
［６］上記セルは上記軸方向から見た形状が四角形状である四角形セルであり、上記軸方向から見て四角形セルの一辺と平行な第１の方向（ｙ）に、上記第１流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記第１の方向に、上記第２流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記第１の方向に、上記第３流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記軸方向から見て、上記第１の方向と直交する第２の方向（ｚ）には、上記第１流路となる上記セルの列を挟んで両側に、上記第２流路となる上記セルの列が配置され、それら両側の上記セルの列の外側に、上記第３流路となる上記セルの列が配置されると共に、
上記第２流路となる上記セルの列、及び、上記第３流路となる上記セルの列において、隣り合う上記セルは、セル壁を貫通する連通口（２３、２６）を介して、互いに連通している、［３］～［５］のいずれか１項に記載の膜分離装置。
［７］上記第１流路から上記濃縮水が導出される導出流路（１１ａ）を、上記供給流路と接続して、上記被処理水を循環させる循環流路（１１ｂ）を、さらに有する、［１］～［６］のいずれか１項に記載の膜分離装置。
［８］上記膜蒸留部は、上記回収流路に設けられた真空ポンプ（Ｐ４）により、上記第２流路となる上記セルが減圧されており、上記疎水性多孔質壁は、上記第１流路に面する側と、上記第２流路に面する側との圧力差により、水蒸気を透過させる、［１］又は［２］に記載の膜分離装置。
［９］上記セラミック構造体は、ケーシング（６）に収容されており、
上記ケーシング内は、上記供給流路に連通する常圧室（６３）と、上記回収流路に連通する減圧室（６４）とに区画されると共に、上記第１流路となる上記セルは、少なくとも上記常圧室に連通し、上記第２流路となる上記セルは、上記減圧室のみに連通するように配置されている、請求項［８］に記載の膜分離装置。
［１０］
上記常圧室は、上記減圧室に対して鉛直方向の上方に配置されており、
上記セラミック構造体は、上記第１流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面及び上記減圧室に面する端面に開口する開放セルとし、上記第２流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面が閉鎖され上記減圧室に面する端面が開口する片栓詰めセルとすると共に、上記常圧室に面する端面において、開口部と閉鎖部が互い違いとなるように、上記第１流路となる上記セルと上記第２流路となる上記セルとを互いに隣接して配置している、［９］に記載の膜分離装置。
［１１］
上記減圧室には、底面側に上記濃縮水が導出される導出流路（１１ａ）が接続され、上記導出流路よりも鉛直方向の上方に、上記回収流路が接続されると共に、上記導出流路を上記供給流路と接続して、上記被処理水を循環させる循環流路（１１ｂ）を、さらに有する、［１０］に記載の膜分離装置。
本発明の特徴を以下の通り示す。
［１］被処理水（ｄ０）が供給される供給流路（１１）と、浄化水（ｃ）が回収される回収流路（１２）との間に、膜蒸留部（１０）を備える膜分離装置（１）であって、
上記膜蒸留部は、筒状の外皮（２１）内が、軸方向（ｘ）に延びる多数のセル（２２）に区画されたセラミック構造体（２）からなり、
上記セラミック構造体において、上記供給流路に連通して第１流路（４１）となる上記セルと、上記回収流路に連通して第２流路（４２）となる上記セルとが、疎水性多孔質壁（３）からなるセル壁を介して隣接配置されており、
上記疎水性多孔質壁において、上記第１流路に面する側から、上記第２流路に面する側へ、蒸気圧差又は圧力差により水蒸気（ｖ）を透過させて、上記被処理水を上記浄化水と濃縮水（ｄ）とに分離するよう構成されている、膜分離装置。
［２］上記疎水性多孔質壁は、多数の細孔（３２）を有するセラミック基材（３１）と、セラミック基材３１の表面を被覆する疎水膜（３３）とを有する、［１］に記載の膜分離装置。
［３］上記セラミック構造体は、上記第２流路となる上記セルに対して、上記第１流路となる上記セルと反対側に隣接する上記セルを、冷媒流路（１３）に連通する第３流路（４３）としており、上記疎水性多孔質壁は、上記第１流路に面する側と、上記第２流路に面する側との温度差により、蒸気圧差を発現させて水蒸気を透過させる、［１］又は［２］に記載の膜分離装置。
［４］上記冷媒流路の冷媒は、上記供給流路から上記第１流路へ供給される前の上記被処理水である、［３］に記載の膜分離装置。
［５］上記第１流路となる上記セルを、両端が開口する開放セルとして、上記セラミック構造体の一方の端面において上記供給流路と接続し、上記第１流路へ供給される上記被処理水を上記セラミック構造体の他方の端面に向けて流通させ、
上記第２流路及び上記第３流路となる上記セルを、両端が閉鎖された栓詰めセルとし、上記第２流路と上記回収流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第１開口部（２４）を介して接続すると共に、上記第３流路と上記冷媒流路とを、上記セラミック構造体の側面に開口する第２開口部（２５）を介して接続している、［３］又は［４］に記載の膜分離装置。
［６］上記セルは上記軸方向から見た形状が四角形状である四角形セルであり、上記軸方向から見て四角形セルの一辺と平行な第１の方向（ｙ）に、上記第１流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記第１の方向に、上記第２流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記第１の方向に、上記第３流路となる複数の上記セルが互いに隣接して整列しており、
上記軸方向から見て、上記第１の方向と直交する第２の方向（ｚ）には、上記第１流路となる上記セルの列を挟んで両側に、上記第２流路となる上記セルの列が配置され、それら両側の上記セルの列の外側に、上記第３流路となる上記セルの列が配置されると共に、
上記第２流路となる上記セルの列、及び、上記第３流路となる上記セルの列において、隣り合う上記セルは、セル壁を貫通する連通口（２３、２６）を介して、互いに連通している、［３］～［５］のいずれか１項に記載の膜分離装置。
［７］上記第１流路から上記濃縮水が導出される導出流路（１１ａ）を、上記供給流路と接続して、上記被処理水を循環させる循環流路（１１ｂ）を、さらに有する、［１］～［６］のいずれか１項に記載の膜分離装置。
［８］上記膜蒸留部は、上記回収流路に設けられた真空ポンプ（Ｐ４）により、上記第２流路となる上記セルが減圧されており、上記疎水性多孔質壁は、上記第１流路に面する側と、上記第２流路に面する側との圧力差により、水蒸気を透過させる、［１］又は［２］に記載の膜分離装置。
［９］上記セラミック構造体は、ケーシング（６）に収容されており、
上記ケーシング内は、上記供給流路に連通する常圧室（６３）と、上記回収流路に連通する減圧室（６４）とに区画されると共に、上記第１流路となる上記セルは、少なくとも上記常圧室に連通し、上記第２流路となる上記セルは、上記減圧室のみに連通するように配置されている、請求項［８］に記載の膜分離装置。
［１０］
上記常圧室は、上記減圧室に対して鉛直方向の上方に配置されており、
上記セラミック構造体は、上記第１流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面及び上記減圧室に面する端面に開口する開放セルとし、上記第２流路となる上記セルを、上記常圧室に面する端面が閉鎖され上記減圧室に面する端面が開口する片栓詰めセルとすると共に、上記常圧室に面する端面において、開口部と閉鎖部が互い違いとなるように、上記第１流路となる上記セルと上記第２流路となる上記セルとを互いに隣接して配置している、［９］に記載の膜分離装置。
［１１］
上記減圧室には、底面側に上記濃縮水が導出される導出流路（１１ａ）が接続され、上記導出流路よりも鉛直方向の上方に、上記回収流路が接続されると共に、上記導出流路を上記供給流路と接続して、上記被処理水を循環させる循環流路（１１ｂ）を、さらに有する、［１０］に記載の膜分離装置。
【符号の説明】
【0076】
１ 膜分離装置
１０ 膜蒸留部
１１ 供給流路
１２ 回収流路
２ セラミック構造体
２１ 外皮
２２ セル
３ 疎水性多孔質壁
４１ 第１流路
４２ 第２流路
１０ 膜蒸留部
１１ 供給流路
１２ 回収流路
２ セラミック構造体
２１ 外皮
２２ セル
３ 疎水性多孔質壁
４１ 第１流路
４２ 第２流路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】