[發明專利]水處理方法、水處理系統以及水處理裝置

在審

• 申請號: 201580041261.0
• 申請日: 2015-11-05
• 公開（公告）號: CN106659976A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 井手智仁;佐野健二;今田敏弘
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B01D61/00
• 分類號: B01D61/00;B01D61/36;B01D61/58;B01D71/02;F01K25/00;F03G7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 劉鳳嶺,陳建全

技術領域

本發明的實施方式涉及水處理方法、水處理系統以及水處理裝置。

背景技術

如果用滲透膜隔離低濃度的溶液和高濃度的溶液，則低濃度的溶液的溶劑透過滲透膜而向高濃度的溶液側移動。為人所知的有通過利用溶劑產生移動的現象，使渦輪旋轉而進行發電的滲透壓發電裝置。

滲透壓發電裝置有在封閉系統中使作業介質循環而進行發電的循環型滲透壓發電裝置。例如，為人所知的有利用碳酸銨水溶液作為作業介質的發電裝置。在該裝置中，因濃度相互不同的2種碳酸銨水溶液之間的滲透壓差而產生的水流使渦輪旋轉。為了再利用使渦輪旋轉后的碳酸銨水溶液而對其進行加熱，便分離為二氧化碳氣體以及氨氣、和濃度非常低的碳酸銨水溶液。分離的二氧化碳氣體以及氨氣再次導入水中。由此，便得到濃度高的碳酸銨水溶液。得到的濃度不同的2種碳酸銨水溶液一起再循環而用于發電。

碳酸銨的溶解性較高，其100g在常溫下可溶于100mL的水中。因此，可以獲得能夠從海水(3.5Wt％)中吸引淡水(fresh water)這種程度的滲透壓。然后，僅在60℃進行分解，便成為二氧化碳氣體和氨氣。在使用碳酸銨水溶液的滲透壓發電裝置中，向渦輪輸送以正滲透壓進行加壓的碳酸銨水溶液而發電。正滲透壓下的加壓也可能獲得250個氣壓的壓力。這可以認為是海水的利用滲透壓的滲透壓發電的大約10倍的壓力。

另一方面，在使用碳酸銨的利用正滲透壓的發電中，伴隨著有毒且具有腐蝕性的氨氣的發生，產生體系內的劣化，從而對運行成本產生較大的影響。另外，碳酸銨容易析出。例如，在以6M使用的情況下，在低于50℃下立即析出。因此，在發生滲透膜附近的溫度的降低的情況下，析出的結晶有弄傷滲透膜的危險。這是在室溫下進行維護等時尤其可能發生的危險。為了減少析出的危險，不得不進行在低濃度下的運轉。其結果是，難以獲得充分的滲透壓。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2010-509540號公報

專利文獻2：國際公開第2005/017352號

專利文獻3：美國專利申請公開第2010/0024423號說明書

非專利文獻

非專利文獻1：Jeffrey R.McCutcheona et al.“A novel ammonia-carbon dioxide forward(direct)osmosis desalination process”Desalination 174(2005)1-11

非專利文獻2：R.L.McGinnis et al.“A novel ammonia-carbon dioxide osmotic heat engine for power generation”Science 305(2007)13-19

發明內容

發明所要解決的課題

本發明提供一種能夠以低成本進行運轉的水處理技術。

用于解決課題的手段

按照實施方式的水處理方法是使用包括含水的對象液和驅動溶液(draw solution)的作業介質的水處理方法。驅動溶液是在與水之間產生滲透壓差的高滲透壓液。該方法包括：(1)在用滲透膜分隔的滲透壓發生器中，利用在對象液和驅動溶液之間產生的滲透壓差，產生水和驅動溶液的混合液的流束，(2)將混合液的流束輸送至氣化分離部，(3)利用壓力差分離水和驅動溶液，以及(4)對用氣化分離部分離的驅動溶液進行再利用。

附圖說明

圖1是表示實施方式的滲透壓發電系統的圖。

圖2是表示實施方式的滲透壓發電方法的1個例子的方案。

圖3是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖4是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖5是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖6是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖7是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖8是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖9是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖10是表示實施方式的滲透壓發電系統的1個例子的略圖。

圖11是表示實施方式的淡水化系統的1個例子的略圖。

圖12是表示實施方式的滲透壓發生器的1個例子的略圖。

圖13是表示實施方式的淡水化方法的1個例子的略圖。