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特開2025-9946半透膜エレメントおよび溶媒駆動モジュール

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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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】P2025009946

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】半透膜エレメントおよび溶媒駆動モジュール

(51)【国際特許分類】

B01D 63/08 20060101AFI20250109BHJP

B01D 61/00 20060101ALI20250109BHJP

B01D 61/02 20060101ALI20250109BHJP

B01D 61/58 20060101ALI20250109BHJP

B01D 69/00 20060101ALI20250109BHJP

B01D 69/12 20060101ALI20250109BHJP

B01D 69/02 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

B01D63/08

B01D61/00 500

B01D61/02 510

B01D61/58

B01D69/00

B01D69/12

B01D69/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024101466

(22)【出願日】2024-06-24

(31)【優先権主張番号】P 2023107629

(32)【優先日】2023-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】518250058

【氏名又は名称】株式会社アシュマラボラトリーズ

(74)【代理人】

【識別番号】100180976

【弁理士】

【氏名又は名称】野村一郎

(72)【発明者】

【氏名】石井哲好

【テーマコード（参考）】

4D006

【Ｆターム（参考）】

4D006GA03

4D006GA14

4D006HA41

4D006JA07A

4D006JA08C

4D006KA02

4D006KA33

4D006KA52

4D006KA55

4D006KA57

4D006KA64

4D006KB14

4D006KD28

4D006KD30

4D006MA03

4D006MA06

4D006MA28

4D006MA31

4D006MB19

4D006MC11

4D006MC18

4D006MC54

4D006MC69X

4D006NA45

4D006NA50

4D006PA01

4D006PB03

(57)【要約】

【課題】ＦＯ法による溶液処理において、半透膜を介して対象溶液から駆動溶液中に引き出した溶媒を駆動溶液から容易に分離することができる半透膜エレメントおよび溶媒駆動モジュールを提供すること。
【解決手段】本発明の一態様は、半透膜を介して対象溶液に含まれる溶媒を圧力によって押し出すための半透膜エレメントであって、少なくとも一部に第１半透膜を有する半透膜部材と、半透膜部材に対して一体的に接続配置または分離配置され、少なくとも一部に弾性膜を有する弾性部材と、を備えた、半透膜エレメントである。また、本発明の他の一態様は、駆動溶液を収容し、密閉可能に設けられる駆動溶液室と、駆動溶液室に接続され、一方側で対象溶液と接し、他方側で駆動溶液と接する第２半透膜と、駆動溶液室に接続される上記の半透膜エレメントと、を備え、半透膜エレメントの第１半透膜は一方側で駆動溶液と接する、溶媒駆動モジュールである。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半透膜を介して対象溶液に含まれる溶媒を圧力によって押し出すための半透膜エレメントであって、
少なくとも一部に第１半透膜を有する半透膜部材と、
前記半透膜部材に対して一体的に接続配置または分離配置され、少なくとも一部に弾性膜を有する弾性部材と、
を備えた、半透膜エレメント。

【請求項2】

前記第１半透膜は、１種類または２種類以上の層構成を有し、かつ、浸透圧差による正浸透現象が発現しない浸透限界以上の膜厚を有する、請求項１記載の半透膜エレメント。

【請求項3】

前記弾性膜は、ゴム弾性を有する材料によって形成された、請求項１記載の半透膜エレメント。

【請求項4】

半透膜を介して対象溶液に含まれる溶媒を浸透圧差によって引き出す機能を備えた溶媒駆動モジュールであって、
駆動溶液を収容し、密閉可能に設けられる駆動溶液室と、
前記駆動溶液室に接続され、一方側で前記対象溶液と接し、他方側で前記駆動溶液と接する第２半透膜と、
前記駆動溶液室に接続される請求項１から３のいずれか１項に記載の半透膜エレメントと、
を備え、
前記半透膜エレメントの前記第１半透膜は前記第２半透膜と対向し、前記第２半透膜と対向する側で前記駆動溶液と接する、溶媒駆動モジュール。

【請求項5】

前記第２半透膜と前記駆動溶液室との間、および前記駆動溶液室と前記半透膜エレメントとの間に各部を着脱可能に接続するためのフランジが設けられた、請求項４記載の溶媒駆動モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、溶液処理に用いられる半透膜エレメントおよび溶媒駆動モジュールに関し、例えば、海水を淡水化する際に用いられる半透膜エレメントおよび溶媒駆動モジュールに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化、人口増加にともなう水需要の高まりから海水淡水化技術を用いた水の生産が急拡大している。現在実用化されている海水淡水化技術には、大別すると、熱を利用する蒸発法と、半透膜を利用する逆浸透（ＲＯ：Reverse Osmosis）法との２つの方式がある。これらのうち、エネルギー効率の点から、後者のＲＯ法が主流となっている。

【0003】

ＲＯ法では、浸透圧差以上の高圧で、正浸透とは逆向きに強制的に水を押し出すため多くの外部エネルギーが必要となる。そこで、より省エネルギーとなる方式として、浸透圧差に基づいた自発的な水の移動現象を利用する正浸透（ＦＯ：Forward Osmosis）法が注目されている。

【0004】

ＦＯ法の典型的な例は、半透膜を介して海水から淡水を引き出す駆動媒体に駆動溶液と呼ばれる液体を使用している。ここで、上述したように、ＦＯ法は浸透圧差に基づいた自発的な水の移動現象であるが、ＦＯ法において「駆動溶液」と呼ばれる理由は、あたかも、駆動溶液が海水から水を引き出しているように見えるためである。

【0005】

図１１は、従来の駆動溶液を用いた淡水化システムの概略構成図である。
図１１に示す淡水化システムにおいて、駆動溶液８１０には海水Ｌ１に対して浸透圧が十分高くなるように設計された高濃度の溶質粒子（駆動微粒子）を含む溶媒が使用されている。この駆動溶液８１０で満たされた溶媒駆動モジュール８００ａには処理槽８１５が接続される。そして、この処理槽８１５に、前処理槽８１６でゴミ、夾雑物等の不要物が除去された海水Ｌ１がポンプ８１７ａによって供給されると、海水Ｌ１と駆動溶液８１０との浸透圧差によって、半透膜８２０を介して海水側（低浸透圧側）から駆動溶液８１０側（高浸透圧側）に水が移動（浸透）する。

【0006】

この浸透水（処理水Ｌ２）は駆動溶液８１０に吸収されるため、淡水として水を利用するためには、別途、駆動溶液分離／調整槽８１９を設置し、駆動溶液８１０から処理水Ｌ２（淡水）を分離して処理水保管タンク８１８に収容される。一方、分離後の駆動溶液８１０は濃度調整後、ポンプ８１７ｂによって循環、再使用される。分離方法として、分離膜と組みわせ、熱、圧力、電気・磁気等の外部エネルギーを利用する種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。

【0007】

また、最近、駆動溶液から浸透水を分離する際に、駆動溶液が収容されている駆動溶液タンクの内圧上昇を利用して加圧濾過することにより、外部エネルギーを不要とするＦＯ法が提案されている。（非特許文献２）。

【0008】

図１２は、従来の駆動溶液を用いた内圧利用の淡水化システムの概略構成図である。
図１２に示す淡水化システムにおいて、高分子のポリスチレンスルホン酸塩（ＰＳＳ：Polystyrene sulfonate）を駆動微粒子に用いた水溶液が駆動溶液８１０として使用されている。この駆動溶液８１０で満たされた溶媒駆動モジュール８００ｂには処理槽８１５が接続される。そして、この処理槽８１５に、前処理槽８１６でゴミ、夾雑物等の不要物が除去された海水Ｌ１がポンプ８１７ａによって供給されると、海水Ｌ１と駆動溶液８１０との浸透圧差に基づき、半透膜８２０を介して海水側（低浸透圧側）から駆動溶液８１０側（高浸透圧側）に水が移動（浸透）する。ここまでは、上記図１１に示した従来の淡水化システムと同様であるが、本システムでは駆動溶液から淡水を分離する際に外部エネルギーが不要となる点が異なっている。

【0009】

すなわち、図１２に示す淡水化システムでは、半透膜８２０を介して処理槽８１５側から駆動溶液８１０側に移動した浸透水の増加により駆動溶液タンク８３０の内圧が高まり、その内圧上昇により駆動溶液タンク８３０に接続された分離膜８４０で、駆動溶液が加圧濾過され、駆動溶液８１０から処理水Ｌ２（淡水）が分離され処理水保管タンク８１８に収容される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０１６－０８７４９４号公報

【非特許文献】

【0011】

【非特許文献1】Aondohemba Aende, Jabbar Gardy and Ali Hassanpour, “Seawater Desalination: A Review of Forward Osmosis Technique, Its Challenges, and Future Prospects,” オンラインジャーナルProcesses 2020, Vol.8, No.8 901, pp. 1-36、［令和５年６月２２日検索］、インターネット＜https://www.mdpi.com/2227-9717/8/8/901＞

【非特許文献2】Sung-Ju Im, Jungwon Choi, Sanghyun Jeong and Am Jang,“New concept of pump-less forward osmosis (FO) and low-pressure membrane (LPM) process,” オンラインジャーナルScientific Reports、Vol.7、pp.1-6 (2017)、［令和５年６月２２日検索］、インターネット＜https://www.nature.com/articles/s41598-017-15274-z＞

【非特許文献3】独立行政法人農畜産業振興機構、砂糖類情報、［令和５年６月２２日検索］、インターネット＜https//sugar.alic.go.japan/japan/view/jv_0005c.htm＞

【非特許文献4】流石啓司他著、“寒天と電気泳動用アガロースについて”、THE CHEMICAL TIMES, Vol.222, No.4, pp.8-14 (2011)、［令和５年６月２２日検索］、インターネット＜https//www.kanto.co.jp/dcms_media/other/backno7_pdf38.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

前述したように、ＦＯ法では、通常、駆動媒体に駆動溶液を用いており、駆動溶液から淡水を分離するために、熱、圧力、電気・磁気等の外部エネルギーが必要となる。また、駆動溶液には有害なものが多く、半透膜を通して逆流し、海水側に漏えいして環境汚染を引き起こしかねない。

【0013】

また、最近提案されている駆動溶液を用いた内圧利用のＦＯ法では、加圧濾過によって駆動溶液から駆動微粒子と処理水（淡水）とを分離するため分離膜を用いていることから、加圧濾過時の分離効率を上げるために駆動微粒子に粒子サイズの大きな高分子を利用している。しかし、高分子は、一般的に、水に対する溶解度が低く高濃度の駆動溶液を調整することが難しく、したがって、実用的な海水淡水化のために十分な浸透圧差を確保することは困難である。

【0014】

本発明は、ＦＯ法による溶液処理において、半透膜を介して対象溶液から駆動溶液中に引き出した溶媒を駆動溶液から容易に分離することができる半透膜エレメントおよび溶媒駆動モジュールを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の一態様は、半透膜を介して対象溶液に含まれる溶媒を圧力によって押し出すための半透膜エレメントであって、少なくとも一部に第１半透膜を有する半透膜部材と、半透膜部材に対して一体的に接続配置または分離配置され、少なくとも一部に弾性膜を有する弾性部材と、を備えた、半透膜エレメントである。

【0016】

このような構成によれば、第１半透膜では正浸透現象による水の移動が抑制されるとともに、第１半透膜が高浸透圧側から加圧されることで弾性部材を弾性変形させて加圧力を調整しながら高浸透圧側から低浸透圧側への水の移動が行われることになる。

【0017】

上記半透膜エレメントにおいて、第１半透膜は、１種類または２種類以上の層構成を有し、かつ、浸透圧差による正浸透現象が発現しない浸透限界以上の膜厚（非浸透性半透膜）を有することが好ましい。これにより、従来のＦＯ法またはＲＯ法に使用されている半透膜も利用可能となり、本発明の実用性が高まる。また、浸透圧差による正浸透現象、すなわち、低浸透圧側から高浸透側への水の移動が抑制され、逆に、加圧によって、高浸透側から低浸透圧側への水の移動が可能となる。

【0018】

上記半透膜エレメントにおいて、弾性膜は、ゴム弾性を有する材料によって形成されていてもよい。これにより、半透膜を介して対象溶液から引き出した溶媒を多量に収容できるように駆動溶液室の容積を増加させながら駆動溶液室の内圧を上昇させ、さらに、その内圧上昇により、浸透限界以上の膜厚を有する半透膜を介して駆動溶液から溶媒を押し出すことが可能となる。

【0019】

本発明の他の一態様は、半透膜を介して対象溶液に含まれる溶媒を浸透圧差によって引き出す機能を備えた溶媒駆動モジュールであって、駆動溶液を収容し、密閉可能に設けられる駆動溶液室と、駆動溶液室に接続され、一方側で対象溶液と接し、他方側で駆動溶液と接する第２半透膜と、駆動溶液室に接続される上記の半透膜エレメントと、を備え、半透膜エレメントの第１半透膜は一方側で駆動溶液と接する、溶媒駆動モジュールである。

【0020】

このような構成によれば、第２半透膜での正浸透現象によって駆動溶液室に水の移動が行われる。一方、第１半透膜では正浸透現象が抑制されるため、第２半透膜を介して駆動溶液室に移動した水によって駆動溶液室の内圧が自動的に高まる。第１半透膜が設けられた半透膜エレメントには弾性膜を有する弾性部材が設けられているため、駆動溶液室の内圧の上昇によって弾性膜が弾性変形して駆動溶液室への水の移動と内圧上昇の調整が行われる。駆動溶液室の自動的な内圧上昇によって、第１半透膜を介して駆動溶液室の水の移動が行われる。すなわち、外部エネルギーを必要とすることなく、対象溶液に含まれる溶媒を、駆動溶液に引き出し、かつ駆動溶液から分離し、第１半透膜を介して処理水を定常的に移動させることが可能となる。

【0021】

上記溶媒駆動モジュールにおいて、第２半透膜と駆動溶液室との間、および駆動溶液室と半透膜エレメントとの間に各部を着脱可能に接続するためのフランジが設けられていてもよい。これにより、前記各構成部間の接続／切り離し作業を簡便に実行でき、実用性の高い溶媒駆動モジュールとなる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、ＦＯ法による溶液処理において、対象溶液から駆動溶液中に引き出した溶媒を駆動溶液から容易に分離することができる半透膜エレメントおよび溶媒駆動モジュールを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1A】半透膜エレメントの構成を例示する模式平面図である。

【図1B】半透膜エレメントの構成を例示する模式断面図である。

【図1C】半透膜エレメントの構成を例示する模式断面図である。

【図1D】半透膜エレメントの構成を例示する模式断面図である。

【図1E】半透膜エレメントの他の構成を例示する模式平面図である。

【図1F】半透膜エレメントの他の構成を例示する模式断面図である。

【図1G】半透膜エレメントの他の構成を例示する模式断面図である。

【図2】半透膜の正浸透実験において膜厚と浸透速度との関係を説明する図である。

【図3A】半透膜の正浸透実験において膜厚による浸透の状態を説明する模式図である。

【図3B】半透膜の正浸透実験において膜厚による浸透の状態を説明する模式図である。

【図4】浸透限界以上の膜厚の半透膜に圧力をかけた場合について説明する模式図である。

【図5】溶媒駆動モジュールを例示する模式図である。

【図6】溶液処理システム（その１）を例示する模式図である。

【図7】溶液処理システム（その２）を例示する模式図である。

【図8】溶液処理システム（その３）を例示する模式図である。

【図9】溶液処理システム（その４）を例示する模式図である。

【図10】溶液処理システム（その５）を例示する模式図である。

【図11】駆動溶液を用いた海水淡水化処理システムの概略構成図である。

【図12】駆動溶液を用いた内圧利用の海水淡水化処理システムの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

【0025】

（第１実施形態：半透膜エレメント）
まず、第１実施形態に係る半透膜エレメントについて説明する。
図１Ａは、半透膜エレメントの構成を例示する模式平面図である。
図１Ｂから図１Ｄは、半透膜エレメントの構成を例示する模式断面図である。図１Ｂから図１Ｄには、図１Ａに示すＸ１－Ｘ１’の模式断面図が示される。

【0026】

図１Ａに示されるように、本実施形態に係る半透膜エレメント１は、少なくとも一部に第１半透膜１０を有する半透膜部材１１と、この半透膜部材１１に対して一体的に接続された、少なくとも一部に弾性膜１５を有する弾性部材１６と、を備える。半透膜部材１１は、全て第１半透膜１０で構成されていてもよいし、一部に第１半透膜１０を備える構成であってもよい。本実施形態では、半透膜部材１１は、第１半透膜１０と、第１半透膜１０の周囲を保持するフレーム部１３とを備える構成となっている。弾性膜１５は弾性部材の例である。

【0027】

図１Ａに示されるように、本実施形態に係る一体的な接続配置構造の半透膜エレメント１には、半透膜エレメント１の中央部に溶媒透過用の開口部１２が設けられる。開口部１２はフレーム部１３の内側であって弾性膜１５の中央部に設けられる。弾性膜１５は、半透膜部材の周囲の接合部１４に接合される。弾性膜１５は、接合部１４から外方に向けて延出するように設けられる。本実施形態に係る半透膜エレメント１の平面視の外形は矩形であり、開口部１２も矩形に設けられるが、この形状に限定されない。

【0028】

図１Ｂから図１Ｄに示すように、半透膜エレメント１には、半透膜エレメント１Ａ、１Ｂおよび１Ｃの少なくとも３種類がある。すなわち、半透膜エレメント１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、それぞれ、第１半透膜１０として、半透膜１０ａの単層構成、半透膜１０ａと半透膜１０ｂの２層構成、半透膜１０ａ、半透膜１０ｂおよび半透膜１０ｃの３層構成を有する。それぞれの第１半透膜１０の構成において半透膜部材１１には弾性膜１５が接続される。なお、第１半透膜１０の半透膜構成は上記の３種類に限定されない。

【0029】

第１半透膜１０としては、従来ＲＯ法やＦＯ法に使用されているセロハン（セルロース）、酢酸セルロース等のセルロース系やポリアミド、芳香族ポリアミド等のポリアミド系の半透膜が使用可能である。その他に、天然高分子の寒天（主成分アガロース）ゲル膜も利用可能である。

【0030】

本実施形態では、後述するように、少なくとも数百ミクロン以上の厚膜が必要となるが、ＲＯ法やＦＯ法用のセルロース系膜やポリアミド系膜は、通常、分離効率を上げるために数ミクロン～数十ミクロンの薄膜であり、単独では適用困難である。一方、寒天ゲル膜は容易にミリメートルレベルの厚膜が作製可能であり、単独でも適用可能である。

【0031】

また、弾性膜１５としては、低弾性率で第１半透膜１０よりも容易に伸張して液体を多量に収容し、かつ高い内部応力（復元力）によってその液体を加圧することができる材料が適している。弾性膜１５としては、例えば、風船やダイアフラムポンプ等に用いられているゴム弾性を有する材料、すなわち、ゴム（シリコーン、ニトリル、ウレタン等）のシートが好適である。

【0032】

さらに、半透膜部材１１と弾性膜１５との接合には、接着剤を用いた接着法や、バネ、ネジ等を用いた圧着法が適用可能である。

【0033】

半透膜エレメント１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、それぞれ、第１半透膜１０を介して、駆動溶液に含まれる溶媒を圧力差によって押し出すためのエレメントであり、後述する溶媒駆動モジュールに装着し、さらに、その溶媒駆動モジュールを溶液処理システムに組み込むことにより、外部エネルギーを使用することなく、対象溶液から溶媒を分離することが可能となる。その原理については後述する。

【0034】

図１Ｅは、半透膜エレメントの他の構成を例示する模式平面図である。
図１Ｆおよび図１Ｇは、半透膜エレメントの他の構成を例示する模式断面図である。図１Ｆには図１Ｅに示すＸ２－Ｘ２’の模式断面図が示され、図１Ｇには図１Ｅに示すＸ３－Ｘ３’の模式断面図が示される。
図１Ｅに示されるように、他の構成に係る半透膜エレメント１Ｄは、少なくとも一部に第１半透膜１０を有する半透膜部材１１と、この半透膜部材１１に対して、分離配置された少なくとも一部に弾性膜１５を有する弾性部材１６と、を備える。半透膜部材１１は、全て第１半透膜１０で構成されていてもよいし、一部に第１半透膜１０を備える構成であってもよい。

【0035】

図１Ｅおよび図１Ｆに示されるように、分離配置構造の半透膜エレメント１Ｄの半透膜部材１１は、第１半透膜１０と、第１半透膜１０の周囲を保持するフレーム部１３とを備える構成となっている。半透膜部材１１の中央部には、溶媒透過用の開口部１２が設けられる。開口部１２はフレーム部１３の内側であって第１半透膜１０の中央部に設けられる。第１半透膜１０は第１半透膜１０の周囲の接合部１４でフレーム部１３に接合される。半透膜部材１１は、接合部１４から外方に向けて延出するように設けられる。本実施形態に係る半透膜エレメント１Ｄの半透膜部材１１の平面視の外形は矩形であり、開口部１２も矩形に設けられるが、この形状に限定されない。

【0036】

図１Ｆに示すように、一例として、半透膜部材１１の第１半透膜１０は半透膜１０ａの単層構造になっている。なお、半透膜部材１１は、図１Ｃに示すような半透膜１０ａと半透膜１０ｂの２層構成であってもよいし、図１Ｄに示すような半透膜１０ａ、半透膜１０ｂおよび半透膜１０ｃの３層構成であってもよい。また、第１半透膜１０の半透膜構成は上記の３種類に限定されない。

【0037】

また、図１Ｅおよび図１Ｇに示すように、分離配置構造の半透膜エレメント１Ｄの弾性部材１６は、弾性膜１５と、弾性膜１５の周囲を保持するフレーム部１８とを備える構成となっている。弾性部材１６の中央部には、駆動溶液室の内圧調整用の開口部１７が設けられる。開口部１７はフレーム部１８の内側であって弾性膜１５の中央部に設けられる。弾性膜１５は弾性膜１５の周囲の接合部１９でフレーム部１８に接合され、弾性部材１６は接合部１９から外方に向けて延出するように設けられる。本実施形態に係る半透膜エレメント１Ｄの弾性部材１６の平面視の外形は矩形であり、開口部１７も矩形に設けられるが、この形状に限定されない。

【0038】

半透膜エレメント１Ｄにおいて、弾性部材１６は半透膜部材１１に対して分離配置される。ここで分離配置とは、弾性部材１６が半透膜部材１１とは別体で構成された状態で配置されることを言う。弾性部材１６は半透膜部材１１と図示しない連結部材（例えば、フレーム部１３とフレーム部１８とを連結する連結部材）によって連結されていてもよいし、フレーム部１３とフレーム部１８とが接続されていてもよいし、弾性部材１６と半透膜部材１１とが連結されていない構成であってもよい。ここで、弾性部材１６と半透膜部材１１とが別体で構成されていて、連結している半透膜エレメント１Ｄを半透膜エレメント１Ｄ－１と称し、連結されていない半透膜エレメント１Ｄを半透膜エレメント１Ｄ－２と称することにする。また、半透膜エレメント１Ｄ－１と半透膜エレメント１Ｄ－２とを区別しないときは半透膜エレメント１Ｄと総称することにする。

【0039】

なお、第１半透膜１０とフレーム部１３との間、第１半透膜１０と弾性膜１５との間、弾性膜１５とフレーム部１８との間、弾性膜１５と弾性部材１６との間、および、その他の各部材間の接合を行う場合には、接着剤を用いた接着法や、バネ、ネジ等を用いた圧着法が適用可能である。

【0040】

＜正浸透実験＞
次に、半透膜エレメントによって対象溶液から溶媒を分離する原理について説明する。
まず、本実施形態に係る半透膜エレメントについて詳述する前に、本発明の原理説明のために、単層構成の半透膜を用いた正浸透実験について説明する。
図２は、半透膜の正浸透実験において膜厚と浸透速度の関係を説明する図である。本実験では、半透膜として市販のセロハン膜（１枚の膜厚２０μｍ）を使用し、セロハン膜の両側に淡水と駆動溶液を配置し、セロハン膜の膜厚に対する浸透液（水）の浸透速度（ミリメートル／時間、ｍｍ／ｈ）の変化を求めた。駆動溶液として、濃度５０重量パーセント（ｗｔ％）のショ糖水と濃度２５ｗｔ％の食塩水の２種類を調整、準備した。非特許文献３によれば、濃度５０ｗｔ％のショ糖水の浸透圧は約６５気圧であり、一方、食塩水のほうは約１５０気圧と見積もられ、したがって、淡水との浸透圧差は、それぞれ、約６５気圧、約１５０気圧となる。

【0041】

図２の○印のプロットで示すグラフは、駆動溶液として濃度２５ｗｔ％の食塩水を用いた場合の膜厚と浸透速度との関係を示し、図２の●印のプロットで示すグラフは、駆動溶液として濃度５０ｗｔ％のショ糖水を用いた場合の膜厚と浸透速度との関係を示す。図２から明らかなように、両者とも浸透速度は膜厚にほぼ反比例して減少し、およそ８００μｍ（セロハン膜４０枚相当）で浸透速度は実質０となり浸透は停止する（浸透停止状態）。この現象は、正浸透において、溶解している溶質粒子の種類にかかわらず、浸透が停止する浸透限界が存在することを示唆するものである。すなわち、浸透限界以下の膜厚では通常の正浸透が起こるが、浸透限界以上の膜厚では正浸透現象は発現しないということである。

【0042】

図３Ａおよび図３Ｂは、半透膜の正浸透実験において膜厚による浸透の状態を説明する模式図である。ここでは、５０ｗｔ％ショ糖水の正浸透実験の状態を示している。図３Ａには、浸透限界以下の膜厚の半透膜３１を用いた場合の状態が示され、図３Ｂには、浸透限界以上の膜厚の半透膜３２を用いた場合の状態が示される。

【0043】

図３Ａに示す浸透限界以下の膜厚の半透膜３１を用いた場合では、浸透圧差６５気圧により、半透膜３１を介して淡水Ｌａ側（低浸透圧側）から５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側（高浸透圧側）に水が浸透し、通常の正浸透が起こる。この場合、両方の側から浸透水が移動しているが、トータルとして淡水Ｌａ側からのほうが５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側からよりも単位時間当たりの浸透量が多いため、結果として５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側の液面が上昇する。実際の淡水化処理システムにおいては、半透膜３１の膜厚が薄いほど流速が大きくなるため、半透膜３１は、図２の実験で使用したセロハン膜（２０μｍ）より薄いものが使用されている。

【0044】

一方、図３Ｂに示す浸透限界以上の膜厚の半透膜３２を用いた場合では、すでに図２で述べたように、淡水Ｌａ側、５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側ともに半透膜３２の膜中での浸透は停止しており、浸透現象は発現せず液面は不変である。この浸透停止状態の理由は、水分子が半透膜３２中を移動する際に、厚い膜中で細孔壁と何度も衝突、摩擦を繰り返すうちに徐々に運動エネルギーを失い、最終的に進行が停止するものと推察される。

【0045】

ところで、図３Ｂに示す浸透限界以上の膜厚を有する半透膜３２の場合において、高浸透圧側（５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側）に圧力をかけた場合に水がどのように移動するかについては、これまで報告例がない。現在、海水淡水化技術の主流となっている逆浸透法（ＲＯ法）は、高浸透圧側に圧力をかける点では類似している。しかしながら、ＲＯ法の場合には、図３Ａに示されるように浸透限界以下の膜厚の半透膜３１が用いられ、しかも、大きな流速を得るために極力薄膜化されている。さらに、ＲＯ法では、半透膜３１を介して低浸透圧側から高浸透圧側に常に浸透水が流入してくるため、逆方向に水を流出させるためには、少なくとも浸透圧差以上の高圧（外圧）をかけ浸透圧差を解消する必要がある。図３Ａに示す例でいえば、淡水Ｌａと５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂの浸透圧差は約６５気圧なので、ＲＯ法で淡水化するためには少なくとも６５気圧以上という非常に大きな外圧が必要となる。

【0046】

図４は浸透限界以上の膜厚の半透膜に圧力をかけた場合について説明する模式図である。
浸透限界以上の膜厚の半透膜３２では、浸透が停止しており（図３Ｂに示す状態）、低浸透圧側（淡水Ｌａ側）から高浸透圧側（５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側）への浸透水の流入がないため、ＲＯ法で必要であった浸透圧差以上の高圧よりは相当程度低い圧力で淡水Ｌａ側に水を押し出すことが可能となることが期待される。

【0047】

そこで、本願の発明者は、図４に示されるように、浸透限界以上の膜厚の半透膜３２に対して圧力をかけ、５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側（高浸透圧側）から淡水Ｌａ側（低浸透圧側）に水を押し出し、淡水Ｌａを得る実験を試行した。その結果、ＲＯ法で必要とした浸透圧差（６５気圧）よりも低い１０気圧以下という低圧で５０ｗｔ％ショ糖水Ｌｂ側から淡水Ｌａ側に水が移動（浸透）することを実験的に確認した。詳細については、以下の＜半透膜エレメント＞、＜溶媒駆動モジュール＞および＜溶液処理システム＞で説明する。

【0048】

＜半透膜エレメント（その１）＞
図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、半透膜エレメント１Ａは、一体的な接続配置構造の一実施例であって、単層構成の半透膜１０ａで構成された第１半透膜１０を有する半透膜部材１１と、この半透膜部材１１に接続された弾性膜１５とを備えている。本実施形態では、半透膜１０ａとして寒天ゲルが使用される。寒天は、非特許文献４に記載されているように、海藻から製造される天然高分子（主成分アガロース）で、ゲル化により３次元網目構造体となり半透膜化することが知られている。そして、その網目サイズ、すなわち、半透膜性能はゲル化率（調整時の寒天の仕込み量）で調整可能である。さらに、ミリメートル単位での厚膜化が可能であり、浸透限界以上を目的とする膜厚を有する第１半透膜１０を容易に作製することできる（具体的作製法は後述する。）。

【0049】

一方、弾性膜１５にはシリコーンゴムシート（厚さ約０．５ｍｍ）を使用し、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、中央の位置に開口部１２を加工した。またフレーム部１３については、同様にシリコーンゴムを用いて加工し、それに、開口部１２を加工したシリコーンゴム製シートからなる弾性膜１５を接着した。本実施形態での作製法は一例であり、弾性膜１５とフレーム部１３とを一体型で作製してもよいし、またフレーム部１３は弾性膜１５と異なる材料であってもよい。また、弾性膜１５の一例であるシリコーンゴムシートの厚さは０．５ｍｍに限定されず、他の膜厚であってもよい。

【0050】

以下に寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の調整、作製法について説明する。
まず、粉末状寒天を調整容器内で精製水に対して濃度２ｗｔ％になるように仕込み、その内容物を８０℃～９０℃まで徐々に加熱して流動性のあるゾル状態にした。その後、そのゾル状調整物を徐冷し、寒天のゲル化温度（３５℃～４５℃）以上で、上述のシリコーンゴム製のフレーム部１３内に注入し、常温まで冷却して完全に固化（ゲル化）させた。これにより、寒天ゲルの半透膜１０ａが作製された。

【0051】

本実施形態では、注入前に前記フレーム部１３内の開口部１２上に網目シートを設置し、注入時の漏出を防止した。また網目シート上に脱脂綿シート（セルロース繊維の不織布）を配置し、前記ゾル状調整物を含浸させることにより寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）を補強した（セルロース繊維による寒天ゲルの補強効果）。その後、前記フレーム部１３の内側側面に沿って寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の上面周辺部をシール材で防水処理した。作製された寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の厚さは約５ｍｍであった。この厚さは、浸透限界よりも十分に厚く、正浸透現象が発現しない膜厚であることを、後述の＜溶液処理システム＞の実験で確認した。

【0052】

本実施形態では、半透膜１０ａに寒天ゲルを使用したが、これは浸透限界よりも厚い膜厚が容易に得られるためであり、厚膜化が可能であるならば他の材料を用いてもよい。例えば、前述したとおり、従来のＦＯ法やＲＯ法に使用されているセルロース系やポリアミド系の半透膜はすべて使用可能である。また寒天の仕込み濃度２ｗｔ％は一例であり、他の濃度でもよい。

【0053】

上記のようにして作製した半透膜エレメント１Ａを溶媒駆動モジュールに装着し、さらに、それを溶液処理システムに組み込み、淡水化処理の実験を行った。これについては、後述の＜溶媒駆動モジュール＞および＜溶液処理システム＞で説明する。

【0054】

＜半透膜エレメント（その２）＞
図１Ａおよび図１Ｃに示されるように、半透膜エレメント１Ｂは、一体的な接続配置構造の一実施例であって、２層構成の半透膜１０ｂ（下層）／半透膜１０ａ（上層）で構成された第１半透膜１０を有する半透膜部材１１と、この半透膜部材１１に接続された弾性膜１５とを備えている。本実施形態では、下層の半透膜１０ｂにセロハン膜（厚さ２０μｍ）を、上層の半透膜１０ａには寒天ゲル膜を使用した。弾性膜１５は、半透膜エレメント１Ａと同様に、シリコーンゴムシート（厚さ約０．５ｍｍ）を使用し、同様な加工を行った。

【0055】

第１半透膜１０における２層構成のセロハン膜（半透膜１０ｂ）／寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の調整、作製は以下の方法で行った。
まず、シリコーンゴム製のフレーム部１３の内側の接合部１４に、開口部１２全体を覆うように所定の大きさに切断したセロハン膜（半透膜１０ｂ）を配置し接着剤で接着した。つぎに、そのセロハン膜（半透膜１０ｂ）上に寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）を調整、作製した。寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の調整、作製は、上記半透膜エレメント１Ａの場合と同様に行った。

【0056】

その後、前記フレーム部１３の内側側面に沿って寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の上面周辺部をシール材で防水処理した。作製されたセロハン膜（半透膜１０ｂ）および寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の２層を合わせた合計の膜厚は約５ｍｍであった。この厚さは、浸透限界よりも十分に厚く正浸透現象が発現しない膜厚であることを、後述の溶液処理システムの実験で確認した。

【0057】

本実施形態では、半透膜１０ａに寒天ゲルを使用したが、これは浸透限界よりも厚い膜厚が容易に得られるためであり、厚膜化が可能であるならば他の材料を用いてもよい。例えば、前述したとおり、従来のＦＯ法やＲＯ法に使用されているセルロース系やポリアミド系の半透膜はすべて使用可能である。半透膜１０ｂについても全く同様である。原理的には、２層合わせた第１半透膜１０の膜厚が浸透限界以上の膜厚になればよい。また、半透膜１０ａ、１０ｂの層内または層間に補強材または補強用の支持層を有していてもよい。また、弾性膜１５の一例であるシリコーンゴムシートの厚さは０．５ｍｍに限定されず、他の膜厚であってもよい。

【0058】

上記のようにして作製した半透膜エレメント１Ｂを溶媒駆動モジュールに装着し、さらに、それを溶液処理システムに組み込み、淡水化処理の実験を行った。これについては、後述の＜溶媒駆動モジュール＞および＜溶液処理システム＞で説明する。

【0059】

＜半透膜エレメント（その３）＞
図１Ａおよび図１Ｄに示されるように、半透膜エレメント１Ｃは、一体的な接続配置構造の一実施例であって、３層構成の半透膜１０ｂ（下層）、半透膜１０ａ（中間層）および半透膜１０ｃ（上層）で構成された第１半透膜１０を有する半透膜部材１１と、この半透膜部材１１に接続された弾性膜１５を備えている。本実施形態では、半透膜１０ｂにセロハン膜（厚さ２０μｍ）を、半透膜１０ａに寒天ゲル膜を、そして、半透膜１０ｃにはセロハン膜（厚さ２０μｍ）を使用した。弾性膜１５は、半透膜エレメント１Ａ、１Ｂと同様に、シリコーンゴムシート（厚さ約０．５ｍｍ）を使用し、同様な加工を行った。

【0060】

第１半透膜１０における３層構成のセロハン膜（半透膜１０ｂ）／寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）／セロハン膜（半透膜１０ｃ）の調整、作製は以下の方法で行った。
まず、シリコーンゴム製のフレーム部１３内側の接合部１４上に、開口部１２全体を覆うように所定の大きさに切断したセロハン膜（半透膜１０ｂ）を配置し接着剤で接着した。つぎに、そのセロハン膜（半透膜１０ｂ）上に寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）を作製した。寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）の調整、作製は、上記半透膜エレメント１Ａ、１Ｂの場合と同様に行った。

【0061】

その後、上記寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）上に下層のセロハン膜と同様に所定の大きさに切断したセロハン膜（半透膜１０ｃ）を密着させ、前記フレーム部１３内側側面に沿って、セロハン膜（半透膜１０ｃ）の上面周辺部との隙間をシール材で防水処理した。作製されたセロハン膜（半透膜１０ｂ）、寒天ゲル膜（半透膜１０ａ）、およびセロハン膜（半透膜１０ｃ）の３層を合わせた合計膜厚は約５ｍｍであった。この厚さは、浸透限界よりも十分に厚く正浸透現象が発現しない膜厚であることを、後述の溶液処理システムの実験で確認した。

【0062】

本実施形態では、半透膜１０ａに寒天ゲルを使用したが、これは浸透限界よりも厚い膜厚が容易に得られるためであり、厚膜化が可能であるならば他の材料を用いてもよい。例えば、前述したとおり、従来のＦＯ法やＲＯ法に使用されているセルロース系やポリアミド系の半透膜はすべて使用可能である。半透膜１０ｂ、１０ｃについても全く同様である。原理的には、３層合わせた第１半透膜１０の膜厚が浸透限界以上の膜厚になればよい。また、半透膜１０ａ、１０ｂ、および１０ｃの層内または層間に補強材または補強用の支持層を有していてもよい。また、弾性膜１５の一例であるシリコーンゴムシートの厚さは０．５ｍｍに限定されず、他の膜厚であってもよい。

【0063】

上記のようにして作製した半透膜エレメント１Ｃを溶媒駆動モジュールに装着し、さらに、それを溶液処理システムに組み込み、淡水化処理の実験を行った。これについては、後述の＜溶媒駆動モジュール＞および＜溶液処理システム＞で説明する。

【0064】

＜半透膜エレメント（その４）＞
図１Ｅ、図１Ｆおよび図１Ｇに示されるように、半透膜エレメント１Ｄは、分離配置構造の一実施例であって、単層構成の半透膜１０ａで構成された第１半透膜１０を有する半透膜部材１１と、この半透膜部材１１に対して分離配置された弾性膜１５を有する弾性部材１６とを備えている。本実施形態では、半透膜１０ａとしてセロハン膜（厚さ約１ｍｍ）を使用した。この厚さは、浸透限界よりも厚く、正浸透現象が発現しない膜厚であることを、前述の＜正浸透実験＞、および後述の＜溶液処理システム＞の実験で確認した。

【0065】

また、図１Ｅおよび図１Ｆに示されるように、セロハン膜の中央部に開口部１２を設け、周辺部の接合部１４で樹脂材料を用いて融着固定しフレーム部１３を作製した。本実施形態での作製法は一例であり、半透膜１０ａにセロハン膜以外の膜材料、例えば、前述したとおり、従来のＦＯ法やＲＯ法に使用されているセルロース系やポリアミド系の半透膜はすべて使用可能であり、先に説明した一体的な接続配置構造の半透膜エレメントと同様に、複数の半透膜の多層構成でも構わないし、また層間に補強材または補強用の支持層を有していてもよい。また、フレーム部１３を樹脂以外の他の材料で作製してもよい。さらに、フレーム部１３に加えて、フレーム部１３の補強や、駆動溶液室１１０との接合用して樹脂、金属等の部材が使用可能であり、それらも半透膜部材１１に含まれる。

【0066】

一方、図１Ｅおよび図１Ｇに示されるように、弾性膜１５にはシリコーンゴムシート（厚さ約０．５ｍｍ）を使用した。図１Ｅおよび図１Ｇに示されるように、前述セロハン膜と同様に、中央部に開口部１７を設け、周辺部の接合部１９で樹脂材料を用いて接着固定してフレーム部１８を作製した。本実施形態での作製法は一例であり、弾性膜１５にシリコーンゴムシート以外の膜材料を使用してもよいし、またフレーム部１８を樹脂以外の他の材料で作製してもよい。さらに、フレーム部１８に加えて、フレーム部１８の補強や駆動溶液室１１０との接合用として樹脂や金属等の部材が使用可能であり、それらも弾性部材１６に含まれる。また、弾性膜１５の一例であるシリコーンゴムシートの厚さは０．５ｍｍに限定されず、他の膜厚であってもよい。

【0067】

上記のようにして作製した半透膜エレメント１Ｄを溶媒駆動モジュールに装着し、さらに、それを溶液処理システムに組み込み、淡水化処理の実験を行った。これについては、後述の＜溶媒駆動モジュール＞および＜溶液処理システム＞で説明する。

【0068】

（第２実施形態：溶媒駆動モジュール）
次に、第２実施形態に係る溶媒駆動モジュールについて説明する。
図５は、溶媒駆動モジュールを例示する模式図である。
図５には、溶媒駆動モジュール１００の一部断面斜視図が示される。
図５に示されるように、溶媒駆動モジュール１００は、駆動溶液を収容し、密閉可能に設けられる駆動溶液室１１０と、駆動溶液室１１０に接続され、一方側で対象溶液と接し、他方側で駆動溶液と接する第２半透膜２０と、駆動溶液室１１０に接続される半透膜エレメント１と、を備える。ここで、半透膜エレメント１は、上記説明した半透膜エレメント１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび１Ｄのうちいずれかである。半透膜エレメント１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび１Ｄを総称するときは、半透膜エレメント１と言うことにする。なお、説明の都合上、図５には、半透膜エレメント１として半透膜エレメント１Ａ、１Ｂおよび１Ｃのうちのいずれかを用いた場合が示されている。半透膜エレメント１の第１半透膜１０は一方側は駆動溶液室１１０に収容される駆動溶液と接する。半透膜エレメント１の第１半透膜１０の他方側（駆動溶液室１１０とは反対側）には処理水室１１１が設けられる。

【0069】

具体的には、第２半透膜２０は、駆動溶液室１１０の側面に対象溶液が供給される処理槽と接続するために設けられたフランジ１１２ａの内側に配置されて接合される。フランジ１１２ａには処理槽と接続用のネジ穴１１４が設けられる。また、第２半透膜２０の補強のために網目膜２１も同様に配置して接合される。第２半透膜２０および網目膜２１の接合は、本実施形態では、ネジ１１３ａを用いた圧着固定法により行ったが、バネを用いた圧着固定法や、接着剤を用いた接着固定法でもよい。本実施形態では、圧着固定を確実なものにするために、第２半透膜２０と網目膜２１の上に支持枠２２を配置し、上からネジ１１３ａで締結した。さらに、液漏れ防止のために接合部にシール材を適用してもよい。

【0070】

第２半透膜２０には、従来ＦＯ法に使用されている半透膜、すなわち、浸透限界以下の膜厚の半透膜が使用可能である。第２半透膜２０には、例えば、酢酸セルロース系の半透膜が用いられるが、これに限定されない。

【0071】

駆動溶液室１１０には、第２半透膜２０が接合されたフランジ１１２ａと反対側の側面に、半透膜エレメント１を接続するためのフランジ１１２ｂが設けられる。また、上部には駆動溶液供給用の配管１１５ａとバルブ１１６ａとが設けられる。また、後述の（第３実施形態：溶液処理システム）の＜溶液処理システム（その５）＞では、駆動溶液室１１０が駆動溶液室１１０ａ（図１０参照）と駆動溶液室１１０ｂ（図１０参照）との２つに分離配置されている。駆動溶液室１１０ａにおいては、第２半透膜２０が接合されたフランジ１１２ａと反対側の側面に、半透膜エレメント１Ｄ－２を接続するためのフランジ１１２ｂが設けられ、また、上部には駆動溶液供給用の配管１１５ａとバルブ１１６ａとが設けられる。一方、駆動溶液室１１０ｂにおいては、弾性部材１６を接続するためのフランジ１１２ｂが設けられ、また、駆動溶液供給用の配管１１５ａとバルブ１１６ａとが設けられる。

【0072】

半透膜エレメント１は、駆動溶液室１１０に設けられたフランジ１１２ｂと、処理水室１１１に設けられたフランジ１１２ｃとの間に接合される。フランジ１１２ｂおよびフランジ１１２ｃは、一体的な接続配置構造の半透膜エレメント１においては、半透膜エレメント１の弾性膜１５の外周部分を挟持して、半透膜エレメント１を接合する。一方、分離配置構造の半透膜エレメント１においては、半透膜エレメント１の半透膜部材１１および弾性部材１６の外周部分を挟持して、半透膜エレメント１を接合する。接合方法は、本実施形態では、第２半透膜２０と同様に、ネジ１１３ｂを用いた圧着固定法により行った。接合方法は、バネを用いた圧着固定法や、接着剤を用いた接着固定法でもよい。半透膜エレメント１の弾性膜１５、半透膜部材１１および弾性部材１６は、フランジ１１２ｂおよび１１２ｃとの密着性が良好でシール材としての機能も有しているため、フランジ１１２ｂおよび１１２ｃとの接合部分からの液漏れは発生しづらいが、もし必要であれば、追加で液漏れ防止ためのシール材を適用してもよい。

【0073】

半透膜エレメント１には、図１Ｂから図１Ｇに示されるように、半透膜エレメント１Ａ、１Ｂ、１Ｃおよび１Ｄの４種類がある。２つのフランジ１１２ｂおよび１１２ｃの開閉により、それぞれの半透膜エレメント１を簡便に交換することが可能である。処理水室１１１は、半透膜エレメント１の他方側（駆動溶液室１１０とは反対側）に設けられる。処理水室１１１の上部には、淡水供給用の配管１１５ｂとバルブ１１６ｂ、および処理水配送用の配管１１５ｃが設けられる。

【0074】

（第３実施形態：溶液処理システム）
次に、第３実施形態に係る溶液処理システムについて説明する。

【0075】

＜溶液処理システム（その１）＞
図６は、溶液処理システム（その１）を例示する模式図である。
図６に示す溶液処理システム５００Ａは、溶媒駆動モジュール１００と、処理槽５１５と、前処理槽５１６と、溶液供給用のポンプ５１７と、処理水保管タンク５１８と、を備える。溶液処理システム５００Ａで用いられる溶媒駆動モジュール１００は、第２半透膜２０と、第２半透膜２０と接する駆動溶液室１１０と、駆動溶液室１１０と接する半透膜エレメント１Ａと、半透膜エレメント１Ａと接する処理水室１１１と、を備える。

【0076】

この溶液処理システム５００Ａを用いた溶液処理として、海水水淡水化の実証実験を行った。海水淡水化処理は以下の工程に従って行われる。

【0077】

（工程１）先ず、溶媒駆動モジュール１００の駆動溶液室１１０と処理水室１１１に対して、配管１１５ａと１１５ｂを通して、それぞれ、駆動溶液５１０（５０ｗｔ％ショ糖水、浸透圧約６５気圧）と淡水５１１を供給し、それぞれの室内を液で満たしておく。この時、半透膜エレメント１Ａの半透膜１０ａ（約５ｍｍ厚の寒天ゲル膜）は、浸透限界以上の膜厚で浸透停止状態であるため、半透膜１０ａを介して正浸透は起こらず、すなわち、淡水側（処理水室１１１側）から５０ｗｔ％ショ糖水側（駆動溶液室１１０側）への水の移動はなく、両方の液面は一定に保たれる。

【0078】

（工程２）次に、前処理槽５１６でゴミ、夾雑物等の不要物が除去された海水Ｌ１（原水、濃度約３．５ｗｔ％、浸透圧約２５気圧）をポンプ５１７で処理槽５１５に供給する。処理槽５１５に海水Ｌ１が供給されることで、溶媒駆動モジュール１００による淡水化処理が始まる。すなわち、供給された海水Ｌ１の溶媒（水）は、海水（低浸透圧側）と５０ｗｔ％ショ糖水（高浸透圧側）の浸透圧差（約４０気圧）によって、第２半透膜２０を介して駆動溶液室１１０側に移動（浸透）しショ糖水に吸収され、ショ糖水の体積は徐々に増加する。そしてこれに伴い、駆動溶液室１１０および配管１１５ａ内の水位が上昇するので、バルブ１１６ａを閉じる。

【0079】

（工程３）このバルブ１１６ａの閉鎖により、駆動溶液室１１０は密閉状態となり、駆動溶液室１１０の内圧は徐々に上昇する。そして、この内圧上昇により半透膜エレメント１Ａの弾性膜１５（約０．５ｍｍ厚のシリコーンゴムシート）は徐々に伸張し、伸張にともなう浸透水の流入によりさらに伸張して、弾性膜１５の復元力は増大する。そうすると、この増大する復元力により、浸透水は半透膜１０ａを介して処理水室１１１側に押し出され淡水５１１に吸収されて淡水５１１の水位が上昇する。その一方で、駆動溶液室１１０側では、浸透水が押し出されたことによる内圧降下により、半透膜エレメント１Ａの弾性膜１５は収縮し、それと接続している駆動溶液室１１０も収縮して、ショ糖水濃度は上昇し、工程２のバルブ１１６ａ閉鎖時の状態に近い濃度に戻る。すなわち、弾性膜１５がダイヤフラムとして機能し駆動溶液室１１０の内圧を調整することによって、処理槽５１５から第２半透膜２０を介した駆動溶液室１１０へ、さらには駆動溶液室１１０から第１半透膜１０を介した処理水室１１１への一連の水の移動がサイクル的に実行される。

【0080】

（工程４）工程２と工程３とが定常的に繰り返され、処理水室１１１の水位が一定以上に達すると、処理水Ｌ２（淡水）は配管１１５ｃを通して処理水保管タンク５１８内に流出し、そこで保管される。

【0081】

上記の工程に従った実験において、先ず、工程１で半透膜エレメント１Ａの半透膜１０ａを介して淡水側から５０ｗｔ％ショ糖水側に水は移動せず、半透膜１０ａ（約５ｍｍ厚の寒天膜）は浸透限界以上の膜厚であることを確認した。また、処理水保管タンク５１８において、時間経過とともにタンク内の水位が上昇し、工程２と工程３が定常的に繰り返されていることも確認した。さらに、駆動溶液室１１０の内圧は、その膨張の程度から、数気圧程度と見積もられ、少なくともＲＯ法で必要とする数十気圧よりはかなり低い値であることも確認した。

【0082】

本実験結果から、ＦＯ法によって（浸透性）半透膜を介して対象溶液から引き出された溶媒（水）により駆動溶液室１１０内の圧力が高まり、浸透限界以上の厚い（非浸透性）半透膜１０ａを介して溶媒（水）が押し出されること、またこれにより、駆動溶液の分離工程が不要、すなわち、外部エネルギーが不要となることも実証された。

【0083】

本実施形態では、駆動溶液５１０の駆動微粒子にショ糖を使用したが、溶解度が高く、水溶液が高浸透圧を示すものであれば駆動微粒子として使用可能である。例えば、ブドウ糖、果糖、麦芽糖等の糖類、エタノール（エチルアルコール）、グリセロール（グリセリン）、エチレングリコール等のアルコール類、および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）等の塩類が該当する。また、本実施形態では、ショ糖水の濃度を５０ｗｔ％と設定したが、これは一例であり、より高濃度、さらには飽和濃度としてもよい。これにより、駆動溶液室１１０の内圧が最大化し、処理水室１１１への流速が増大する。

【0084】

＜溶液処理システム（その２）＞
図７は、溶液処理システム（その２）を例示する模式図である。
図７に示す溶液処理システム５００Ｂは、溶媒駆動モジュール１００と、処理槽５１５と、前処理槽５１６と、溶液供給用のポンプ５１７と、処理水保管タンク５１８と、を備える。溶液処理システム５００Ｂで用いられる溶媒駆動モジュール１００は、第２半透膜２０と、第２半透膜２０と接する駆動溶液室１１０と、駆動溶液室１１０と接する半透膜エレメント１Ｂと、半透膜エレメント１Ｂと接する処理水室１１１と、を備える。

【0085】

この溶液処理システム５００Ｂを用いた溶液処理として、海水水淡水化の実証実験を行った。海水淡水化処理は以下の工程に従って行われる。

【0086】

（工程１）先ず、溶媒駆動モジュール１００の駆動溶液室１１０と処理水室１１１に対して、配管１１５ａと１１５ｂを通して、それぞれ、駆動溶液５１０（５０ｗｔ％ショ糖水、浸透圧約６５気圧）と淡水５１１を供給し、それぞれの室内を液で満たしておく。この時、半透膜エレメント１Ｂの２層構成の半透膜１０ｂ（下層）／半透膜１０ａ（上層）（約５ｍｍ厚のセロハン膜／寒天ゲル膜）を有する第１半透膜１０は浸透限界以上の膜厚で浸透停止状態であるため、半透膜１０ｂ／１０ａを介して正浸透は起こらず、すなわち、淡水側から５０ｗｔ％ショ糖水側への水の移動はなく、両方の液面は一定に保たれる。

【0087】

【0088】

（工程３）このバルブ１１６ａの閉鎖により、駆動溶液室１１０は密閉状態となり、駆動溶液室１１０の内圧は徐々に上昇する。そして、この内圧上昇により半透膜エレメント１Ｂの弾性膜１５（約０．５ｍｍ厚のシリコーンゴムシート）は徐々に伸張し、伸張にともなう浸透水の流入によりさらに伸張して、弾性膜１５の復元力は増大する。そうすると、この増大する復元力により、浸透水は半透膜１０ｂ／１０ａを介して処理水室１１１側に押し出され淡水５１１に吸収されて淡水５１１の水位が上昇する。その一方で、駆動溶液室１１０側では、浸透水が押し出されたことによる内圧降下により、半透膜エレメント１Ｂの弾性膜１５は収縮し、それと接続している駆動溶液室１１０も収縮して、ショ糖水濃度は上昇し、工程２のバルブ１１６ａ閉鎖時の状態に近い濃度に戻る。すなわち、弾性膜１５がダイヤフラムとして機能し駆動溶液室１１０の内圧を調整することによって、処理槽５１５から第２半透膜２０を介した駆動溶液室１１０へ、さらには駆動溶液室１１０から第１半透膜１０を介した処理水室１１１への一連の水の移動がサイクル的に実行される。

【0089】

（工程４）工程２と工程３が定常的に繰り返され、処理水室１１１の水位が一定以上に達すると、処理水Ｌ２（淡水）は配管１１５ｃを通して処理水保管タンク５１８内に流出し、そこで保管される。

【0090】

上記の工程に従った実験において、先ず、工程１で半透膜エレメント１Ｂの半透膜１０ｂ／１０ａを介して淡水側から５０ｗｔ％ショ糖水側に水は移動せず、半透膜１０ｂ／１０ａ（約５ｍｍ厚のセロハン膜／寒天ゲル膜）は浸透限界以上の膜厚であることを確認した。また、処理水保管タンク５１８において、時間経過とともにタンク内の水位が増大し、工程２と工程３が定常的に繰り返されていることも確認した。さらに、駆動溶液室１１０の内圧は、その膨張の程度から、数気圧程度と見積もられ、少なくともＲＯ法で必要とする数十気圧よりはかなり低い値であることも確認した。

【0091】

本実験結果から、ＦＯ法によって（浸透性）半透膜を介して対象溶液から引き出された溶媒（水）により駆動溶液室内の圧力が高まり、浸透限界以上の厚い（非浸透性）半透膜１０ｂ／１０ａを介して溶媒（水）が押し出されること、またこれにより、駆動溶液の分離工程が不要、すなわち、外部エネルギーが不要となることも実証された。

【0092】

【0093】

＜溶液処理システム（その３）＞
図８は、溶液処理システム（その３）を例示する模式図である。
図８に示す溶液処理システム５００Ｃは、溶媒駆動モジュール１００と、処理槽５１５と、前処理槽５１６と、溶液供給用のポンプ５１７と、処理水保管タンク５１８と、を備える。溶液処理システム５００Ｃで用いられる溶媒駆動モジュール１００は、第２半透膜２０と、第２半透膜２０と接する駆動溶液室１１０と、駆動溶液室１１０と接する半透膜エレメント１Ｃと、半透膜エレメント１Ｃと接する処理水室１１１と、を備える。

【0094】

この溶液処理システム５００Ｃを用いた溶液処理として、海水水淡水化の実証実験を行った。海水淡水化処理は以下の工程に従って行われる。

【0095】

（工程１）先ず、溶媒駆動モジュール１００の駆動溶液室１１０と処理水室１１１に対して、配管１１５ａと１１５ｂを通して、それぞれ、駆動溶液５１０（５０ｗｔ％ショ糖水、浸透圧約６５気圧）と淡水５１１を供給し、それぞれの室内を液で満たしておく。この時、半透膜エレメント１Ｃの３層構成の半透膜１０ｂ（下層）／１０ａ（中間層）／１０ｃ（上層）（約５ｍｍ厚のセロハン膜／寒天ゲル膜／セロハン膜）は、浸透限界以上の膜厚で浸透停止状態であるため、半透膜１０ｂ／１０ａ／１０ｃを介して正浸透は起こらず、すなわち、淡水側から５０ｗｔ％ショ糖水側への水の移動はなく、両方の液面は一定に保たれる。

【0096】

【0097】

（工程３）このバルブ１１６ａの閉鎖により、駆動溶液室１１０は密閉状態となり、駆動溶液室１１０の内圧は徐々に上昇する。そして、この内圧上昇により半透膜エレメント１Ｃの弾性膜１５（約０．５ｍｍ厚のシリコーンゴムシート）は徐々に伸張し、伸張にともなう浸透水の流入によりさらに伸張して、弾性膜１５の復元力は増大する。そうすると、この増大する復元力により、浸透水は半透膜１０ｂ／１０ａ／１０ｃを介して処理水室１１１側に押し出され淡水５１１に吸収されて淡水５１１の水位が上昇する。その一方で、駆動溶液室１１０側では、浸透水が押し出されたことによる内圧降下により、半透膜エレメント１Ｃの弾性膜１５は収縮し、それと接続している駆動溶液室１１０も収縮して、ショ糖水濃度は上昇し、工程２のバルブ１１６ａ閉鎖時の状態に近い濃度に戻る。すなわち、弾性膜１５がダイヤフラムとして機能し駆動溶液室１１０の内圧を調整することによって、処理槽５１５から第２半透膜２０を介した駆動溶液室１１０へ、さらには駆動溶液室１１０から第１半透膜１０を介した処理水室１１１への一連の水の移動がサイクル的に実行される。

【0098】

【0099】

上記の工程に従った実験において、先ず、工程１で半透膜エレメント１Ｃの半透膜１０ｂ／１０ａ／１０ｃを介して淡水側から５０ｗｔ％ショ糖水側に水は移動せず、半透膜１０ｂ／１０ａ／１０ｃ（約５ｍｍ厚のセロハン膜／寒天ゲル膜／セロハン膜）は浸透限界以上の膜厚であることを確認した。また、処理水保管タンク５１８において、時間経過とともにタンク内の水位が増大し、工程２と工程３が定常的に繰り返されていることも確認した。さらに、駆動溶液室１１０の内圧は、その膨張の程度から、数気圧程度と見積もられ、少なくともＲＯ法で必要とする数十気圧よりはかなり低い値であることも確認した。

【0100】

本実験結果から、ＦＯ法によって（浸透性）半透膜を介して対象溶液から引き出された溶媒（水）により駆動溶液室内の圧力が高まり、浸透限界以上の厚い（非浸透性）半透膜１０ｂ／１０ａ／１０ｃを介して溶媒（水）が押し出されること、またこれにより、駆動溶液の分離工程が不要、すなわち、外部エネルギーが不要となることも実証された。

【0101】

本実施形態では、駆動溶液５１０の駆動微粒子にショ糖を使用したが、溶解度が高く、水溶液が高浸透圧を示すものであれば駆動微粒子として使用可能である。例えば、ブドウ糖、果糖、麦芽糖等の糖類、エタノール（エチルアルコール）、グリセロール（グリセリン）、エチレングリコール等のアルコール類、および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）等の塩類が該当する。また、ショ糖水の濃度を５０ｗｔ％と設定したが、これは一例であり、より高濃度、さらには飽和濃度としてもよい。これにより、駆動溶液室１１０の内圧が最大化し、処理水室への流速が増大する。

【0102】

＜溶液処理システム（その４）＞
図９は、溶液処理システム（その４）を例示する模式図である。
図９に示す溶液処理システム５００Ｄは、溶媒駆動モジュール１００と、処理槽５１５と、前処理槽５１６と、溶液供給用のポンプ５１７と、処理水保管タンク５１８と、を備える。溶液処理システム５００Ｄで用いられる溶媒駆動モジュール１００は、第２半透膜２０と、第２半透膜２０と接する駆動溶液室１１０と、駆動溶液室１１０と接する半透膜エレメント１Ｄ－１と、半透膜エレメント１Ｄ－１と接する処理水室１１１と、を備える。

【0103】

この溶液処理システム５００Ｄを用いた溶液処理として、海水水淡水化の実証実験を行った。海水淡水化処理は以下の工程に従って行われる。

【0104】

（工程１）先ず、溶媒駆動モジュール１００の駆動溶液室１１０と処理水室１１１に対して、配管１１５ａと１１５ｂを通して、それぞれ、駆動溶液５１０（５０ｗｔ％ショ糖水、浸透圧約６５気圧）と淡水５１１を供給し、それぞれの室内を液で満たしておく。この時、半透膜エレメント１Ｄ－１の半透膜１０ａ（約１ｍｍ厚のセロハン膜）は、浸透限界以上の膜厚で浸透停止状態であるため、半透膜１０ａを介して正浸透は起こらず、すなわち、淡水側（処理水室１１１側）から５０ｗｔ％ショ糖水側（駆動溶液室１１０側）への水の移動はなく、両方の液面は一定に保たれる。

【0105】

【0106】

（工程３）このバルブ１１６ａの閉鎖により、駆動溶液室１１０は密閉状態となり、駆動溶液室１１０の内圧は徐々に上昇する。そして、この内圧上昇により半透膜エレメント１Ｄ－１の弾性膜１５（約０．５ｍｍ厚のシリコーンゴムシート）は徐々に伸張し、伸張にともなう浸透水の流入によりさらに伸張して、弾性膜１５の復元力は増大する。そうすると、この増大する復元力により、浸透水は半透膜１０ａを介して処理水室１１１側に押し出され淡水５１１に吸収されて淡水５１１の水位が上昇する。その一方で、駆動溶液室１１０側では、浸透水が押し出されたことによる内圧降下により、半透膜エレメント１Ｄ－１の弾性膜１５は収縮し、それと接続している駆動溶液室１１０も収縮して、ショ糖水濃度は上昇し、工程２のバルブ１１６ａ閉鎖時の状態に近い濃度に戻る。すなわち、弾性膜１５がダイヤフラムとして機能し駆動溶液室１１０の内圧を調整することによって、処理槽５１５から第２半透膜２０を介した駆動溶液室１１０へ、さらには駆動溶液室１１０から第１半透膜１０を介した処理水室１１１への一連の水の移動がサイクル的に実行される。

【0107】

【0108】

上記の工程に従った実験において、先ず、工程１で半透膜エレメント１Ｄ－１の半透膜１０ａを介して淡水側から５０ｗｔ％ショ糖水側に水は移動せず、半透膜１０ａ（約１ｍｍ厚のセロハン膜）は浸透限界以上の膜厚であることを確認した。また、処理水保管タンク５１８において、時間経過とともにタンク内の水位が上昇し、工程２と工程３が定常的に繰り返されていることも確認した。さらに、駆動溶液室１１０の内圧は、その膨張の程度から、数気圧程度と見積もられ、少なくともＲＯ法で必要とする数十気圧よりはかなり低い値であることも確認した。

【0109】

【0110】

本実施形態では、駆動溶液５１０の駆動微粒子にショ糖を使用したが、溶解度が高く、水溶液が高浸透圧を示すものであれば駆動微粒子として使用可能である。例えば、ブドウ糖、果糖、麦芽糖等の糖類、エタノール（エチルアルコール）、グリセロール（グリセリン）、エチレングリコール等のアルコール類、および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）等の塩類が該当する。また、本実施形態では、ショ糖水の濃度を５０ｗｔ％と設定したが、これは一例であり、より高濃度、さらには飽和濃度としてもよい。これにより、駆動溶液室１１０の内圧が最大化し、処理水室１１１への流速が増大する。

【0111】

＜溶液処理システム（その５）＞
図１０は、溶液処理システム（その５）を例示する模式図である。
図１０に示す溶液処理システム５００Ｅは、溶媒駆動モジュール１００と、処理槽５１５と、前処理槽５１６と、溶液供給用のポンプ５１７と、処理水保管タンク５１８と、を備える。溶液処理システム５００Ｅで用いられる溶媒駆動モジュール１００は、第２半透膜２０と、第２半透膜２０と接する駆動溶液室１１０と、駆動溶液室１１０と接する半透膜エレメント１Ｄ－２と、半透膜エレメント１Ｄ－２と接する処理水室１１１と、を備える。本実施例での溶液処理システム５００Ｅにおいては、駆動溶液室１１０は駆動溶液室１１０ａと駆動溶液室１１０ｂとの２つに分離されており、両者間は配管で接続されており、それぞれに半透膜エレメント１Ｄ－２の半透膜部材１１と弾性部材１６とが分離配置されて備えられている。これにより、駆動溶液室１１０ａと駆動溶液室１１０ｂとは分離（離間）した領域であるが、互いに同一圧力領域となる。駆動溶液室１１０ａと駆動溶液室１１０ｂとが分離配置されていることで、駆動溶液室１１０ａを開放することなく、駆動溶液室１１０ｂを開放して弾性部材１６のみを交換しやすくなる。また、駆動溶液室１１０ｂを開放することなく、駆動溶液室１１０ａを開放して第１半透膜１０のみを交換しやすくなる。

【0112】

この溶液処理システム５００Ｅを用いた溶液処理として、海水水淡水化の実証実験を行った。海水淡水化処理は以下の工程に従って行われる。

【0113】

（工程１）先ず、溶媒駆動モジュール１００の駆動溶液室１１０ａと駆動溶液室１１０ｂ、および処理水室１１１に対して、配管１１５ａと１１５ｂを通して、それぞれ、駆動溶液５１０（５０ｗｔ％ショ糖水、浸透圧約６５気圧）と淡水５１１を供給し、それぞれの室内を液で満たしておく。この時、半透膜エレメント１Ｄ－２の半透膜１０ａ（約１ｍｍ厚のセロハン膜）は、浸透限界以上の膜厚で浸透停止状態であるため、半透膜１０ａを介して正浸透は起こらず、すなわち、淡水側（処理水室１１１側）から５０ｗｔ％ショ糖水側（駆動溶液室１１０側）への水の移動はなく、両方の液面は一定に保たれる。

【0114】

（工程２）次に、前処理槽５１６でゴミ、夾雑物等の不要物が除去された海水Ｌ１（原水、濃度約３．５ｗｔ％、浸透圧約２５気圧）をポンプ５１７で処理槽５１５に供給する。処理槽５１５に海水Ｌ１が供給されることで、溶媒駆動モジュール１００による淡水化処理が始まる。すなわち、供給された海水Ｌ１の溶媒（水）は、海水（低浸透圧側）と５０ｗｔ％ショ糖水（高浸透圧側）の浸透圧差（約４０気圧）によって、第２半透膜２０を介して駆動溶液室１１０側に移動（浸透）しショ糖水に吸収され、ショ糖水の体積は徐々に増加する。そしてこれに伴い、駆動溶液室１１０ａおよび配管１１５ａ内の水位が上昇するので、バルブ１１６ａを閉じる。

【0115】

（工程３）このバルブ１１６ａの閉鎖により、駆動溶液室１１０ａおよび駆動溶液室１１０ｂは密閉状態となり、駆動溶液室１１０の内圧は徐々に上昇する。そして、この内圧上昇により半透膜エレメント１Ｄ－２の弾性膜１５（約０．５ｍｍ厚のシリコーンゴムシート）は徐々に伸張し、伸張にともなう浸透水の流入によりさらに伸張して、弾性膜１５の復元力は増大する。そうすると、この増大する復元力により、浸透水は半透膜１０ａを介して処理水室１１１側に押し出され淡水５１１に吸収されて淡水５１１の水位が上昇する。その一方で、駆動溶液室１１０側では、浸透水が押し出されたことによる内圧降下により、半透膜エレメント１Ｄ－２の弾性膜１５は収縮し、それと接続している駆動溶液室１１０ｂも収縮して、ショ糖水濃度は上昇し、工程２のバルブ１１６ａ閉鎖時の状態に近い濃度に戻る。すなわち、弾性膜１５がダイヤフラムとして機能し駆動溶液室１１０ａおよび駆動溶液室１１０ｂの内圧を調整することによって、処理槽５１５から第２半透膜２０を介した駆動溶液室１１０ａへ、さらには駆動溶液室１１０ａから第１半透膜１０を介した処理水室１１１への一連の水の移動がサイクル的に実行される。

【0116】

【0117】

上記の工程に従った実験において、先ず、工程１で半透膜エレメント１Ｄ－２の半透膜１０ａを介して淡水側から５０ｗｔ％ショ糖水側に水は移動せず、半透膜１０ａ（約１ｍｍ厚のセロハン膜）は浸透限界以上の膜厚であることを確認した。また、処理水保管タンク５１８において、時間経過とともにタンク内の水位が上昇し、工程２と工程３が定常的に繰り返されていることも確認した。さらに、駆動溶液室１１０の内圧は、その膨張の程度から、数気圧程度と見積もられ、少なくともＲＯ法で必要とする数十気圧よりはかなり低い値であることも確認した。
さらに、上述したように、駆動溶液室を２つに分離して配置することにより、半透膜部材と弾性部材とをそれぞれ別々に分離して駆動溶液室内に接合することが可能となり、薬液補充やメンテナンス等で利便性が向上し実用性が一段と高まる。

【0118】

【0119】

本実施形態では、駆動溶液５１０の駆動微粒子にショ糖を使用したが、溶解度が高く、水溶液が高浸透圧を示すものであれば駆動微粒子として使用可能である。例えば、ブドウ糖、果糖、麦芽糖等の糖類、エタノール（エチルアルコール）、グリセロール（グリセリン）、エチレングリコール等のアルコール類、および塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）等の塩類が該当する。また、本実施形態では、ショ糖水の濃度を５０ｗｔ％と設定したが、これは一例であり、より高濃度、さらには飽和濃度としてもよい。これにより、駆動溶液室１１０の内圧が最大化し、処理水室１１１への流速が増大する。

【0120】

以上説明したように、実施形態に係る半透膜エレメント１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄおよび溶媒駆動モジュール１００によれば、ＦＯ法による溶液処理において、対象溶液から引き出した溶媒を駆動溶液から容易に分離することが可能となる。

【0121】

なお、上記に本実施形態およびその適用例（変形例、具体例）を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、上記の例では、溶液の処理として海水淡水化を例とし、溶媒の例として水を示したが、海水以外の溶液の処理（溶液から溶媒を抽出する処理）であっても適用可能である。この場合、溶媒は水以外となる。また、前述の各実施形態またはその適用例（変形例、具体例）に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0122】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｄ－１，１Ｄ－２…半透膜エレメント
１０…第１半透膜
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…半透膜
１１…半透膜部材
１２…開口部
１３…フレーム部
１４…接合部
１５…弾性膜
１６…弾性膜部材
１７…開口部
１８…フレーム部
１９…接合部
２０…第２半透膜
２１…網目膜
２２…支持枠
３１，３２…半透膜
１００…溶媒駆動モジュール
１１０，１１０ａ，１１０ｂ…駆動溶液室
１１１…処理水室
１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ…フランジ
１１３ａ，１１３ｂ…ネジ
１１４…ネジ穴
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ…配管
１１６ａ，１１６ｂ…バルブ
５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ，５００Ｄ，５００Ｅ…溶液処理システム
５１０…駆動溶液
５１１…淡水
５１５…処理槽
５１６…前処理槽
５１７…ポンプ
５１８…処理水保管タンク
８００ａ，８００ｂ…溶媒駆動モジュール
８１０…駆動溶液
８１５…処理槽
８１６…前処理槽
８１７ａ，８１７ｂ…ポンプ
８１８…処理水保管タンク
８１９…駆動溶液分離／調整槽
８２０…半透膜
８３０…駆動溶液タンク
８４０…分離膜
Ｌ１…海水
Ｌ２…処理水
Ｌａ…淡水
Ｌｂ…ショ糖水

【図1A】