[发明专利]得到净化水的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及从海水或排水等含有杂质(特别是可以含有有机盐和无机盐等电解质、其它溶解性成分、分散体或微小生物)的水(下文中称为原水)中得到杂质少的水(下文中称为净化水)的方法、膜组件、以及净化水制造装置。更详细来说，涉及使用气体透过膜对原水进行膜蒸馏而制造水的方法、膜组件、以及净化水制造装置。

背景技术

以往，作为由原水得到净化水的方法，已知反渗透膜法、蒸馏法、膜蒸馏法。

反渗透膜法是指通过在高压下用反渗透膜对盐水进行处理而得到净化水的方法。

虽然该方法被广泛使用，但是存在以下问题：需要高压泵；为了充分降低净化水中的盐浓度而需要多级的装置。

蒸馏法是指通过对加热原水而蒸发的水蒸气进行冷凝而制造水的方法。蒸馏法难以在小于沸点的条件下得到水，具有装置大型等缺点。

膜蒸馏法是指使用膜从原水取出水蒸气并以水的形式进行回收的方法。该膜蒸馏法中，具有可简单地得到盐浓度低的净化水的优点。膜蒸馏法不需要高压泵，可以利用太阳热能或各种机器和设备的废热，近年来作为节能型的方法而受到关注。

作为膜蒸馏法的具体例，在专利文献1中记载了使用疏水性多孔质膜的膜蒸馏法，在专利文献2中记载了使用半透膜的膜蒸馏法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-1143号公报

专利文献2：日本特开2010-162527号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中记载的使用疏水性多孔质膜的方法中，液体的水不会在膜的细孔中透过，而仅仅是作为气体的水蒸气透过。由此，通过仅收集透过的气体并冷却，可得到净化水。但是，例如在用于海水的净化时，若膜表面或细孔内被海水所含有的微小生物和其它分散体、或者溶解的有机物等污染，则膜的表面或细孔内被堵塞。另外，若膜的表面或细孔内被该污染亲水化，则液体的水会透过，海水透过膜，估计会存在净化水中的盐浓度上升等问题。

专利文献2中记载的使用半透膜的方法是利用液体的水分子在膜中透过的功能而进行膜蒸馏的方法，但在需要吸收水的中介溶液等方面来看，装置复杂。另外，在用于海水的净化时，膜表面或膜内部也可能被海水中含有的微小生物和其它分散体、或者溶解的有机物等污染，膜性能有可能经时地发生变化。

本发明中，其主要目的在于解决上述现有方法的课题，提供一种可发挥出长时间稳定地制造水的性能、而且净化水中的盐浓度低的方法、膜组件、以及净化水制造装置。

用于解决课题的方案

本发明人为了解决上述课题而进行了反复深入的研究，结果发现，若通过气体透过膜对水进行蒸馏，则可以长期将所得到的水中的杂质浓度维持为较低，可以提供对于各种污染的耐久性高的方法、膜组件、以及净化水制造装置，由此完成了本发明。

即，本发明如下所述。

(1)一种方法，其特征在于，使原水沿着气体透过膜的一个面流动，使透过气体透过膜的水蒸气冷凝，得到净化水。

(2)如上述(1)所述的方法，其特征在于，使空气沿着气体透过膜的另一个面流动。

(3)如上述(1)或(2)所述的方法，其特征在于，通过进行冷却而使水蒸气冷凝。

(4)如上述(1)～(3)的任一项所述的方法，其中，气体透过膜的水蒸气透过速度为10GPU以上1,000,000GPU以下。

(5)如上述(1)～(4)的任一项所述的方法，其特征在于，原水为海水。

(6)如上述(1)～(5)的任一项所述的方法，其特征在于，原水的温度为1℃以上100℃以下。

(7)如上述(1)～(6)的任一项所述的方法，其特征在于，在膜组件中原水流动的方向与冷却介质流动的方向是相对的，所述膜组件具备气体透过膜、冷却膜、和收纳气体透过膜和冷却膜的壳体，在壳体内具有由气体透过膜和壳体形成的第一空间、由气体透过膜和冷却膜形成的第二空间、和由冷却膜和壳体形成的第三空间，第一空间至少具有向第一空间供给原水的原水供给口和从第一空间排出原水的原水排出口，第二空间具有至少1个以上的开口部，第三空间至少具有向第三空间供给冷却介质的冷却介质供给口和从第三空间排出冷却介质的冷却介质排出口。

(8)一种膜组件，其具备气体透过膜和冷却膜，原水沿着气体透过膜的一个面流动。

(9)如上述(7)所述的膜组件，其中，冷却介质沿着冷却膜的一个面流动。

(10)如上述(8)或(9)所述的膜组件，其特征在于，原水流动的方向和冷却介质流动的方向是相对的。