Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7633612B2 - How to make pure water that is safer than rainwater - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7633612B2 - How to make pure water that is safer than rainwater - Google Patents

How to make pure water that is safer than rainwater Download PDF

Info

Publication number
JP7633612B2
JP7633612B2 JP2023087698A JP2023087698A JP7633612B2 JP 7633612 B2 JP7633612 B2 JP 7633612B2 JP 2023087698 A JP2023087698 A JP 2023087698A JP 2023087698 A JP2023087698 A JP 2023087698A JP 7633612 B2 JP7633612 B2 JP 7633612B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rainfall
rainwater
membrane
water
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023087698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2024170927A (en
Inventor
征一 真鍋
弘美 中川
保武 中川
Original Assignee
日本特殊膜開発株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本特殊膜開発株式会社 filed Critical 日本特殊膜開発株式会社
Priority to JP2023087698A priority Critical patent/JP7633612B2/en
Publication of JP2024170927A publication Critical patent/JP2024170927A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7633612B2 publication Critical patent/JP7633612B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

本発明は特定された雨水を採集し、この雨水中に溶解または分散している微粒子成分を除去することにより安全な純水を省エネルギー的製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing safe pure water in an energy-saving manner by collecting specific rainwater and removing particulate matter dissolved or dispersed in the rainwater.

特定された雨水とは、落下した雨水で地上成分(土壌や田畑、道路、湖、河川、沼等の地表上の物体)と接触することがなく降雨として採集される雨水であり、地表
上の陸地に落下していない降雨を意味する。該雨水中に溶解する微粒子成分として黄砂などの土壌由来の成分(砂,塵など)、火山灰、海水由来の海塩成分、火山ガスや排
気ガス由来の硫酸塩粒子、有機成分(バクテリアなど)を含むバイオエアゾルなどがあり、主成分はエアロゾルと呼称される微粒子と考えられる。
The specified rainwater is rainwater that falls and is collected as rainfall without coming into contact with ground components (objects on the ground surface such as soil, fields, roads, lakes, rivers, and swamps), and means rainfall that does not fall on land on the ground surface. The fine particle components dissolved in the rainwater include soil-derived components such as yellow sand (sand, dust, etc.), volcanic ash, sea salt components derived from seawater, sulfate particles derived from volcanic gas and exhaust gas, and bioaerosols containing organic components (bacteria, etc.), and the main components are considered to be fine particles called aerosols.

本発明でいう純水とは0.2μm以上の径を持つ微粒子成分が除去されかつ、電気伝導度が10μS/cm以下の水を意味する。この定義の純水は本発明の独自のものである。通常地上に落下する雨水の電気伝導度は20μS/cm以上であり、かつ雨水には電気伝導度に寄与しない細菌や花粉などの有機性の微粒子としてエアロゾル等の微粒子を含む場合が多い。そのため雨水としては安全とはいえない。 In this invention, pure water means water from which fine particle components with a diameter of 0.2 μm or more have been removed and whose electrical conductivity is 10 μS/cm or less. This definition of pure water is unique to this invention. Rainwater that normally falls to the ground has an electrical conductivity of 20 μS/cm or more, and rainwater often contains aerosols and other fine particles as organic fine particles such as bacteria and pollen that do not contribute to electrical conductivity. For this reason, it cannot be said to be safe as rainwater.

地下水などの水を原料としてその精製度に対応して農業用水や工業用水等の種々の用途に精製後の水は利用される。資源としての水には自然に産生する水あるいは高
度に精製した水(例、超純水など)など多種類ある。最も高度な精製度を持つ水として半導体の製造に用いられる超純水が位置付けられる。ただし、化学構造としてのHOに近い水が精製度が高い水とみなす。超純水からの精製度を低めると精製水、蒸留水、雨水、水道水、河川の水、湖沼の水、地下水、海水、生活排水と位置付けられる。これ等の位置づけには対象とする水の電気伝導度の大きさがほぼ対応している。
Groundwater and other water are used as raw materials, and the purified water is used for various purposes such as agricultural water and industrial water depending on the degree of purification. There are many types of water as a resource, such as naturally occurring water and highly purified water (e.g., ultrapure water, etc.). Ultrapure water used in semiconductor manufacturing is considered to be the most highly purified water. However, water with a chemical structure close to H2O is considered to be highly purified water. When the degree of purification from ultrapure water is reduced, it is classified as purified water, distilled water, rainwater, tap water, river water, lake water, groundwater, seawater, and domestic wastewater. The magnitude of the electrical conductivity of the target water roughly corresponds to these classifications.

水に高度な精製処理を施したことに対応する水、すなわち精製水は天然に産生する水(例、地下水としての湧き水)に対して蒸留等の精製を施すことによって作製できる。しかし、この精製には外部からのエネルギーと蒸留などの装置を必要とする。蒸留という精製手段を採用するのは安価な省エネルギー的とはいえない。 Water that has been subjected to a high level of purification processing, i.e. purified water, can be produced by subjecting naturally occurring water (e.g. groundwater from springs) to purification processes such as distillation. However, this purification process requires external energy and equipment such as distillation. Using a purification method such as distillation cannot be said to be a cheap or energy-saving method.

原水として地下水や水道水を用いて、これらに砂濾過や薬品処理、膜処理によって原水から不純物や感染性微生物を除去し、精製度の高い水を作製することも試みら
れる。このような方法で作製された精製水は原水の段階において既に一種の加工すなわち、地層による吸着と溶出や水道水の作製の際の滅菌加工が加わっている。そのため
地下水や水道水はもはや自然に得られた安全な水とはいえない。そのためこれらの水は医薬品の原料水や洗浄水との用途にも加工に伴う不確実な要素を内在する。安価で安
全な水を高圧力や加熱処理や薬品処理に頼らず自然な状態で入手する方法が求められる。
Attempts have been made to produce highly purified water by using groundwater or tap water as the raw water and removing impurities and infectious microorganisms from it through sand filtration, chemical treatment, and membrane treatment. The purified water produced in this way has already been subjected to a type of processing at the raw water stage, namely, adsorption and elution by the strata, and sterilization processing during the production of tap water. For this reason, groundwater and tap water can no longer be considered safe water obtained naturally. Therefore, even when these waters are used as raw water for pharmaceuticals or as cleaning water, there are inherent uncertainties associated with processing. A method is needed to obtain cheap and safe water in a natural state without relying on high pressure, heat treatment, or chemical treatment.

雨水は原水としては精製度が高い水と一般には考えられている。しかし、雨水には、バイオエアゾルに分類されるバクテリアやウイルスの一部が混入している可能性がある。さらに黄砂や花粉の分解物等の自然界で発生した微粒子や人工的な建設物の摩耗物が混入している可能性もあり安全面での危うさを持つ。 Rainwater is generally considered to be a highly purified source of water. However, it may be contaminated with some bacteria and viruses that are classified as bioaerosols. In addition, it may be contaminated with fine particles generated in nature, such as yellow sand and decomposition products of pollen, and wear debris from man-made construction materials, posing a safety risk.

前述のように天然の雨水として原水を収集した場合には、種々の汚染物質が原水に混入する。混入する汚染物質を避ける方法、あるいは汚染物質の混入の可能性を下げると考えられる雨水の入手方法が提案されている。例えば非特許文献1によれば、酸性雨においてはその人体被害例の多くが雨の降り始め(本発明では初期降雨に対応)に生じている。このことより降雨を初期降雨と後続降雨と分類し、初期の降雨による雨水を初期雨水、後者の雨水を後期雨水と大別する。初期雨水/後続雨水の比は大気汚染の指標となりえるとこの文献では指摘している。この研究例より雨水を利用する際には大気汚染の影響を避けるのに初期雨水を除外することが重要であることがわかる。しかし該文献では雨水を産業の原料として利用しようとする意図は全くなく初期雨水の判断方法の提案もない。雨水を資源と考えると除去する初期雨水の量は少ないほど望ましいが、具体的に初期雨水を指定することが出来ない。 As mentioned above, when raw water is collected as natural rainwater, various pollutants are mixed into the raw water. Methods have been proposed to avoid contaminants being mixed in, or to obtain rainwater that is thought to reduce the possibility of contaminants being mixed in. For example, according to Non-Patent Document 1, many of the human damage cases caused by acid rain occur at the beginning of rainfall (corresponding to early rainfall in this invention). For this reason, rainfall is classified into early rainfall and subsequent rainfall, and rainwater from early rainfall is broadly classified as early rainwater, and rainwater from the latter rainfall is classified as late rainwater. This document points out that the ratio of early rainwater/subsequent rainwater can be an indicator of air pollution. This research example shows that when using rainwater, it is important to exclude early rainwater to avoid the effects of air pollution. However, this document has no intention of using rainwater as an industrial raw material, and does not propose a method for determining early rainwater. If rainwater is considered a resource, the less early rainwater to be removed, the more desirable it is, but it is not possible to specify the amount of early rainwater specifically.

降雨が大気汚染物質で汚染されている。すなわち、降雨は地域環境の汚染を反映する。そのため降雨の汚染防止は地球環境の汚染問題としてとらえる研究開発が大部
分である。例えば非特許文献2には日本における1975年~1985年の約10年間における雨水実態調査が示されている。雨水性状の質的変化が酸性雨現象を引き起こ
して大きな社会問題となっていることの指摘がなされている。しかし、それらの実態調査では大気汚染の高まりは雨水の産業用途の原料としての適性に問題点を指摘
するものでもある。雨水を水資源として利用する立場からは酸性雨現象の研究からは具体的な対策はほとんど生まれない。
Rainfall is contaminated by air pollutants. In other words, rainfall reflects the pollution of the local environment. For this reason, most research and development into preventing rainfall pollution is done with the aim of treating it as a global environmental pollution problem. For example, Non-Patent Document 2 shows a survey of rainwater conditions in Japan over a 10-year period from 1975 to 1985. It points out that qualitative changes in rainwater properties are causing acid rain, which has become a major social problem. However, these surveys also point out that the increase in air pollution raises questions about the suitability of rainwater as a raw material for industrial use. From the standpoint of using rainwater as a water resource, research into the acid rain phenomenon has hardly produced any concrete measures.

一方、産業界では種々のレベルの精製度を持つ水が求められている。例示すれば工業用水の水源レベルとしての水、農業用水のレベルの水などである。工
業用水、水道水、さらに飲料原料の水、化学製品製造用の水、医薬品製造の水、半導体の集積回路の洗浄用水などに利用される超純水などである。本発明では原
料水として雨水を利用する。原料水としての雨水の精製度のレベルは現状不明であるが非特許文献2の調査を参照すると、工業用水から水道水のレベルあるいは
それら以上の精製度と位置付けられる。雨水のこの高いレベルの精製度を確実なものにする。すなわち、この高いレベルの精製度を確実にする方法としてより安
全性を高める方法を本発明で提案する。
On the other hand, water with various levels of purification is required in the industrial world. For example, water at the level of a water source for industrial water, water at the level of agricultural water, etc. Industrial water, tap water, and ultrapure water used as raw water for beverages, water for manufacturing chemical products, water for manufacturing pharmaceuticals, and water for cleaning semiconductor integrated circuits, etc. In the present invention, rainwater is used as raw water. The level of purification of rainwater as raw water is currently unknown, but referring to the survey in Non-Patent Document 2, it is positioned as having a purification level ranging from industrial water to tap water or higher. This high level of purification of rainwater is ensured. In other words, the present invention proposes a method for ensuring this high level of purification and increasing safety.

通常産業界では水の精製度を高める技術として、濾過などの篩効果を利用して混入している粒子成分を物理的に除去する方法がとられる。この方法では除去すべき粒子の径が小さくなると濾過に利用する材料の篩目(すなわち孔)が小さくなる。除去対象が分子のレベルとなると孔径は1nm以下となり濾過時に採用する圧力は大きくなる。例えば逆浸透に利用される膜の平均孔径は0.3nm程度となり膜への負荷圧力は50気圧程度となる。すなわち、濾過で除去により精製度をあげるには多くのエネルギーが必要となるばかりでなく、濾過操作に耐えるための材料も耐圧性を持つ金属製で重量も増し大型化する。 In industry, a common technique for increasing the degree of purification of water is to physically remove particulate matter by utilizing the sieving effect of filtration, etc. With this method, as the diameter of the particles to be removed becomes smaller, the sieve mesh (i.e., the pores) of the material used for filtration become smaller. When the target for removal is at the molecular level, the pore size becomes 1 nm or less, and the pressure used during filtration becomes greater. For example, the average pore size of membranes used for reverse osmosis is about 0.3 nm, and the pressure applied to the membrane is about 50 atmospheres. In other words, not only does increasing the degree of purification by removing particles through filtration require a lot of energy, but the materials used to withstand the filtration operation are made of pressure-resistant metals, which increase in weight and size.

汚染された水の精製度を上げるのに洗浄水処理を行う際に処理前の原水として水道水を利用する場合には原水には既に残留塩素が存在する。水中に溶解している他の化学成分を除去する方法として活性炭を用いた吸着処理が一般的である。化学成分の中で特にイオン性の金属成分の除去にイオン交換樹脂が用いられる。吸着処理の場合に注意すべきは、水が吸着材に接するために新たな汚染が起こるのみでなく、吸着材自体も溶解等による精製度を下げることもある。また水の汚染物質の化学構造が多岐にわたる場合には吸着処理は一般的な水の精製法とはならない。 When using tap water as the raw water before treatment to increase the purification level of contaminated water, residual chlorine is already present in the raw water. Adsorption treatment using activated carbon is a common method for removing other chemical components dissolved in the water. Ion exchange resins are used to remove ionic metal components, among other chemical components. It should be noted that with adsorption treatment, not only can new contamination occur when the water comes into contact with the adsorbent, but the adsorbent itself can also reduce the purification level due to dissolution, etc. Furthermore, when the chemical structures of the water contaminants are diverse, adsorption treatment is not a common method for purifying water.

物理化学的な相分離現象を利用することで水の精製度を上げることも良く利用される。蒸留法は水の精製度を高める方法として一般的に利用される。特に理化学実験では良く採用されている。この方法では相分離を伴うために熱エネルギーの消費が多くさらに水が大気や蒸留装置に接する機会が多いので大気や装置の汚染の影響を強く受ける。 The physicochemical phenomenon of phase separation is often used to increase the degree of purification of water. Distillation is commonly used as a method to increase the degree of purification of water. It is particularly often used in physicochemical experiments. This method requires phase separation, which consumes a lot of thermal energy, and because the water often comes into contact with the atmosphere and the distillation equipment, it is strongly affected by air and equipment contamination.

天然の原水の入手の容易さのために原水の汚染度に関係なく地下水(井戸水も含む)や水道水、河川水が利用される。しかし、精製度を上げるためのエネルギ―コストを考えると原水中には溶解成分の種類や量が少ない方が望ましい。水の精製度を高める従来技術の共通する問題点として原水の精製度にほとんど注目していない。その典型例が海水の淡水化技術である。海水は原水としての精製度が低すぎる。非特許文献3には海水の淡水化技術が例示されているが精製度を上げるのに多大のエネルギーが必要であることがそれらの技術より伺える。 Because natural raw water is easy to obtain, groundwater (including well water), tap water, and river water are used regardless of the level of contamination of the raw water. However, considering the energy costs required to increase the degree of purification, it is preferable for the raw water to have a small number of types and amounts of dissolved components. A common problem with conventional technologies for increasing the degree of purification of water is that little attention is paid to the degree of purification of the raw water. A typical example of this is seawater desalination technology. Seawater has too low a degree of purification as raw water. Non-patent document 3 gives examples of seawater desalination technology, but these technologies show that a large amount of energy is required to increase the degree of purification.

原水の処理に孔拡散膜分離技術を利用した例は今までみあたらない。原水の精製度が高いが安全性に問題がある原水の処理には該技術の適用が考えられる。天然の原水の精製度の高い水資源として雨水がある。雨水には水中に溶解したりあるいは大気中より混入した成分がそのまま存在したり水中への溶解が不十分状態で混入分散していると考えられる。混入成分の中にはその存在状態が不明な不純物として存在することもある。このような不純物として細菌やウイルス等の微生物が含まれる。 There have been no examples to date of using pore diffusion membrane separation technology to treat raw water. This technology can be applied to treat raw water that is highly purified but has safety issues. Rainwater is a natural water resource with a high degree of purification. It is believed that rainwater contains components that have dissolved in the water or that have been mixed in from the atmosphere, or that are mixed in and dispersed in a state where they are not fully dissolved in the water. Some of the mixed components may exist as impurities whose existence is unknown. Such impurities include microorganisms such as bacteria and viruses.

エネルギ―消費が極小化されてかつ水を汚染している微粒子の径が大きいほどこれらを簡単に高度に除去可能な膜分離技術が近年提案されている。ウイルス除去膜がその例である。最近の孔拡散膜分離技術と呼称されている技術もその例である。後者の技術は本発明でも利用される。この技術では処理対象である水の膜表面での流れ(一次流れと呼称)が層流である点と膜間差圧が0.05気圧以下で水以外の成分の膜内部での移動が拡散機構である点に特徴がある。膜内部での流れを二次流れと定義している。一次流れの膜表面での歪速度が2/秒以上で粘性流れである特徴を持つ。孔拡散膜分離技術では二次流れと一次流れとの流れ量の比が0.1と小さいのが特徴である。(特許文献1,2参照)。 Membrane separation technology has been proposed in recent years that minimizes energy consumption and can easily and highly remove water-polluting particles, especially when the particles are large in diameter. Virus removal membranes are an example. Another example is a technology that has recently been called pore diffusion membrane separation technology. The latter technology is also used in the present invention. This technology is characterized in that the flow of the water to be treated on the membrane surface (called the primary flow) is laminar, the transmembrane pressure difference is 0.05 atmospheres or less, and the movement of components other than water inside the membrane is a diffusion mechanism. The flow inside the membrane is defined as the secondary flow. The primary flow has a strain rate of 2/sec or more on the membrane surface, making it a viscous flow. The pore diffusion membrane separation technology is characterized in that the ratio of the flow rates of the secondary flow and the primary flow is small, at 0.1. (See Patent Documents 1 and 2.)

水中に分散あるいは溶解している少量の不純物を除去し、精製度を高める目的で原水を処理する技術として孔拡散膜分離技術を適用させた例はない。その理由はこの分離技術では水中の不純物を流体の流れの中心部のみに集める効果のみが強調されているためであろう。この部分のみを系外に除去することで不純物を除去する技術として利用されるのが一般的に予想されるためである。ここで孔拡散流れでの一次流体は、処理対象となる流体の膜表面に沿った流れの成分に対応している。 There have been no examples of pore diffusion membrane separation technology being used to treat raw water with the aim of removing small amounts of impurities dispersed or dissolved in the water and increasing the degree of purification. This is likely because this separation technology only emphasizes the effect of concentrating impurities in the water only in the center of the fluid flow. This is because it is generally expected to be used as a technology to remove impurities by removing only this portion outside the system. Here, the primary fluid in the pore diffusion flow corresponds to the components of the flow along the membrane surface of the fluid to be treated.

孔拡散膜分離技術を具体的にモジュールとしたのが孔拡散膜モジュールである。低い膜間差圧と一次流れが粘性流れの層流として膜表面に沿って存在し、二次流れが膜を介した流れとして拡散流れとして存在する。装填される膜は孔の存在が明らかな多孔膜である。 The pore diffusion membrane module is a concrete example of pore diffusion membrane separation technology in a module. There is a low transmembrane pressure difference and the primary flow exists along the membrane surface as a laminar viscous flow, while the secondary flow exists as a diffusion flow through the membrane. The membrane that is loaded is a porous membrane with clear pores.

特許公開2017-000922Patent Publication No. 2017-000922 特許公開2017-087097Patent Publication 2017-087097 松本光弘、市川博、市村国俊、板野龍光、全国公害研会誌、8巻、Nol、17頁―26頁(1983)Mitsuhiro Matsumoto, Hiroshi Ichikawa, Kunitoshi Ichimura, and Tatsumitsu Itano, Journal of the National Pollution Research Association, Vol. 8, No. 1, pp. 17-26 (1983) 玉置元則、環境技術、14巻、No.2、132頁―146頁(1985)Motonori Tamaki, Environmental Technology, Vol. 14, No. 2, pp. 132-146 (1985) (株)大阪ケミカルマーケッテングセンター、“分離膜に関する調査(第1巻)”、1980年Osaka Chemical Marketing Center Co., Ltd., "Survey on Separation Membranes (Vol. 1)", 1980

発明が解決しょうとする課題Problem to be solved by the invention

本発明の目的は天然に産する水として降雨を利用して、エネルギーをほとんど必要とせずに安全な純水を製造する方法を提案することにある。ここで本発明でいう純水とは先に定義した水である。地球規模では世界のどこかで常に雨が降っている。この雨を本発明の電気伝導度の低いかつ安全な水である純水の原水とする。雨の入手にほとんどエネルギーを必要としない。日本国土においてもほとんど切れ目のない程度で雨がふっている。ただしこの降雨には生物の生命活動に密接する細菌や花粉あるいはウイルス等の微生物そのものの大気中の汚染物質を内蔵する。大気汚染物質や感染性微粒子等をどのように避けて降雨を採取するのかという問題をまず解決しなくてはならない。 The object of the present invention is to propose a method for producing safe pure water using rainfall as naturally occurring water with almost no energy required. Here, the pure water referred to in the present invention is the water defined above. On a global scale, it is constantly raining somewhere in the world. This rain is used as the source water for the pure water of the present invention, which is safe water with low electrical conductivity. Almost no energy is required to obtain rain. Even in Japan, it rains almost continuously. However, this rain contains airborne pollutants such as bacteria, pollen, and viruses, which are closely related to the vital activities of living organisms. The first problem to be solved is how to collect rainfall while avoiding air pollutants and infectious particles.

特定した基準で降雨中の雨水を集めることが出来たとしても、この雨水に対して後続する技術を適用して雨水を純水に変える具体的な技術が不明である。むしろ後続する技術の内容を固定しないと逆に特定した採取すべき降雨の基準は提案さえできない。後続する技術は水を精製するのにエネルギーをほとんど必要としない観点より膜分離技術が好適であると予想する。 Even if it were possible to collect rainwater during rainfall using specified standards, it is unclear what specific technology would be used to apply subsequent technology to this rainwater to turn it into pure water. Conversely, unless the content of the subsequent technology is fixed, it would be impossible to even propose specific standards for the rainfall that should be collected. It is expected that membrane separation technology would be the most suitable subsequent technology, as it requires very little energy to purify water.

膜分離技術を雨水採集後の精製方法と固定したとしてもこの精製方法に適した水の性状について規定される基準は定まらない。結局エネルギーをほとんど必要としない純水の製造方法を決めるには原水として雨水を利用し、精製方法として省エネルギーの膜分離技術を利用することしか推定できない。この技術を適用させる際にもこの技術の性質からどのような雨水を採取するのか。これを如何なる駆動力を利用した具体的な膜分離技術で精製するのかを明確にしなければ省エネルギーの特性のみで純水が製造できることにはならない。膜分離技術の省エネルギーの特性を利用するためには膜間差圧は従来の濾過技術で利用される圧以下の低めに設定されていなくてはならない。 Even if membrane separation technology is fixed as the purification method after collecting rainwater, there are no set standards for the water properties suitable for this purification method. Ultimately, the only way to determine a method for producing pure water that requires almost no energy is to use rainwater as raw water and use energy-saving membrane separation technology as the purification method. When applying this technology, it is necessary to determine what kind of rainwater will be collected based on the characteristics of the technology, and what specific membrane separation technology will be used to purify it, without clarifying what driving force is used to purify it, otherwise pure water will not be produced by the energy-saving characteristics alone. In order to utilize the energy-saving characteristics of membrane separation technology, the transmembrane pressure difference must be set lower than the pressure used in conventional filtration technology.

膜間差圧を1気圧未満に設定すれば膜分離装置の省エネルギ化は可能となり、また該装置の材料が軽量化され装置としての耐圧性の要求も低くなる。一方、膜間差圧の低下は膜分離装置に装填される膜の平均孔径を大きくしないと想定する処理速度が達成できない。膜の平均孔径の増大は膜による水処理後の精製度の増大が期待できない。 Setting the transmembrane pressure difference to less than 1 atmosphere makes it possible to reduce energy consumption of the membrane separation device, and also reduces the weight of the materials used to make the device, lowering the pressure resistance requirements for the device. On the other hand, a decrease in the transmembrane pressure difference means that the expected treatment speed cannot be achieved unless the average pore size of the membranes loaded into the membrane separation device is increased. Increasing the average pore size of the membranes cannot be expected to increase the degree of purification after water treatment using the membrane.

本発明の第一の特徴は特定された地域に降る降雨のみを集積しこれをプラスチック製の受器内で雨水として集積する点にある。ここで特定された地域とは日本国内で海岸線より15Kmの内陸部を意味する。この内陸部での降雨を採集する。 The first feature of the present invention is that it collects only rainfall that falls in a specified area and accumulates it as rainwater in a plastic receiver. The specified area here means an area inland 15 km from the coastline in Japan. Rainfall in this inland area is collected.

海岸線より15Km内陸部に特定した根拠は降雨中の雨水内の塩素イオン濃度の実測値と建設物の塩害の海岸線からの距離依存性の実測データと雨滴の降下速度に関する理論的考察に基づく。雨滴に働く力の間には重力加速度と空気との間に働く粘性力との釣り合いが成立する。理論的考察の結果によると、雨滴の大きさを定めると一定の落下速度を雨滴が持つ。雨滴の大きさを0.1mm径とすると落下速度は0.3m/秒である。風速を10m/秒の場合には雨滴はこの風速で流され、500mの天空から落下する場合には、最大17Kmの地表面での水平距離をこの雨滴は移動する。 The basis for specifying the location 15km inland from the coastline is based on actual measurements of chloride ion concentration in rainwater during rainfall, actual data on the dependency of salt damage on buildings on distance from the coastline, and theoretical considerations regarding the falling speed of raindrops. There is a balance between the forces acting on a raindrop, which is the acceleration of gravity and the viscous force acting between the raindrop and the air. Theoretical considerations show that once a raindrop's size is determined, it will have a constant falling speed. If the size of the raindrop is 0.1mm in diameter, the falling speed is 0.3m/sec. If the wind speed is 10m/sec, the raindrop will be carried away at this wind speed, and if it falls from 500m into the sky, it will travel a horizontal distance on the ground surface of up to 17km.

福岡県内、山口県内と大分県内で実測された降雨の平均的な電気伝導度を第1表に示す。福岡県内の例として、北九州市若松区二島では降雨の経時変化の詳細を図1に示す。表1に例示されるように降雨の電気伝導度は海岸線からの距離が長くなるほど雨水の電気伝導度は低くなる。例えば表1の下関港で表示されている海上では800μS/cm、若松区北湊で海岸線から1kmでは90μS/cm、2Kmでは40μS/cm、4Kmでは20μS/cm、20Kmでは17μS/cm、40Kmでは9μS/cmである。ただし、9μS/cmの雨水を約1ケ月の長期保存を続けると有機性の微粒子の発生が認められる。すなわち雨水では電気伝導度での精製度が上がっても安全性は高まってはいない。雨水中にはエアロゾルが混入しているためと考えられる。 Table 1 shows the average electrical conductivity of rainfall measured in Fukuoka, Yamaguchi and Oita prefectures. As an example in Fukuoka prefecture, the change in rainfall over time in Futajima, Wakamatsu-ku, Kitakyushu City is shown in Figure 1. As shown in Table 1, the electrical conductivity of rainwater decreases the further away from the coastline it is. For example, at Shimonoseki Port in Table 1, the electrical conductivity is 800μS/cm at sea, 90μS/cm at 1km from the coastline, 40μS/cm at 2km, 20μS/cm at 4km, 17μS/cm at 20km and 9μS/cm at 40km. However, if rainwater with a conductivity of 9μS/cm is stored for a long period of time, such as about one month, the generation of organic fine particles is observed. In other words, the safety of rainwater does not increase even if the degree of purification in electrical conductivity increases. This is thought to be due to the presence of aerosols in the rainwater.

水源として雨水を利用することによってエネルギーをほとんど使うことなく精製度の高い原水を入手できる。降雨のみを集積するには例えば家屋での屋根の雨樋等を利用するが雨樋の材質としてプラスチック製が望ましい。雨水のみを積極的に集積する目的の場合にはプラスチック製の板状物(フィルム等)で雨を受けこれを雨樋的なプラスチック製の導管で集積しプラスチック製のタンクに集積する。海水より産生する飛沫が風等で乾燥し海塩成分が空気中に残留する。海塩成分が空気中に浮遊しつつ金属成分を腐食する。海塩成分の一部は雨滴中に残留し、これが降雨による金属成分の腐食の原因となる。雨水を水源として回収する際には海塩成分の金属成分の腐食を防止するために、降雨の集積のために利用する材料としてプラスチック製の素材を利用する。 By using rainwater as a water source, highly refined raw water can be obtained with almost no energy consumption. To collect only rainfall, for example, gutters on the roof of a house can be used, and plastic gutters are preferably made of this material. If the goal is to actively collect only rainwater, the rain is collected using a plastic plate (film, etc.) and then collected in a plastic gutter-like conduit, which is then stored in a plastic tank. The droplets produced from the seawater are dried by the wind, etc., and sea salt components remain in the air. As the sea salt components float in the air, they corrode metal components. Some of the sea salt components remain in the raindrops, which causes corrosion of metal components due to rainfall. When collecting rainwater as a water source, plastic materials are used as materials to collect the rainfall in order to prevent corrosion of the metal components of the sea salt components.

本発明の第二の特徴は先に特定した地域の降雨の中で初期降雨のみを除去する点にある。ここで初期降雨とは、降雨の開始より降雨量2mm以内の降雨を意味する。降雨開始時より降雨量の2mm以内を除いた雨水のみを集めることにより大気中の汚染物質が降雨中に混入することを防止することが可能となる。初期降雨中のイオン成分の大部分が後述する複合膜ではほとんど除去出来ないことを見出し、本発明の降雨の選定の必要性に至った。 The second feature of the present invention is that it removes only the initial rainfall from the rainfall in the area specified above. Here, initial rainfall means rainfall with a rainfall amount of 2 mm or less from the start of rainfall. By collecting only the rainwater excluding the rainfall amount of 2 mm or less from the start of rainfall, it is possible to prevent atmospheric pollutants from being mixed into the rainfall. It was discovered that most of the ionic components in the initial rainfall could hardly be removed by the composite membrane described below, which led to the need for the selection of the rainfall of the present invention.

屋根等の平面状の物体上に降雨を集めこれを雨樋等の導管に導き、該導管に直列的に連結した一定容量のタンクへ初期降雨を導く。第二図に導管と直列的に連結したタンクA(初期降雨を入れるタンク)と並列的に連結したタンクB(初期降雨に後続する降雨を入れるタンク)の2種類のタンクを示す。タンクAの一定容量の値はほぼ降雨面の面積と初期降雨の2mmとの積(体積量)で与えられる。ここで除去対象である初期降雨量2mmは後述の降雨体積中の水分率の理論値と実測される初期降雨中の塩素イオン濃度の変化より定められた。 Rainfall is collected on a flat object such as a roof and directed into a conduit such as a rain gutter, and the initial rainfall is directed into a tank of fixed capacity connected in series to the conduit. Figure 2 shows two types of tanks: Tank A (a tank that holds the initial rainfall) connected in series to the conduit, and Tank B (a tank that holds rainfall following the initial rainfall) connected in parallel. The fixed capacity of Tank A is given approximately by the product (volume) of the area of the rainfall surface and 2 mm of the initial rainfall. The initial rainfall volume of 2 mm that is to be removed here is determined from the theoretical value of the moisture content in the rainfall volume described below and the measured change in chloride ion concentration during the initial rainfall.

降雨体積は地表面積1平方cmから上空500メートルの間の体積(すなわち0.05立方メートル)である。初期降雨量はこの空間内の過剰水分量として計算された。過剰水分量は地表の温度(20℃)と上空の温度(0℃)とのそれぞれの飽和水分率の差(17.3gと4.9gとの差)をもとに算出される。
例えば上空200メートルで露点に達し、地表での相対湿度が70%とすると、過剰水分量は7.21(=(17.3x0.7-4.9))g/立方メートルでこの水分が上空200メートル~500メートルにわたって存在し、この過剰水分量が雨の原因となる。1平方センチメートルの地上面積で500~200メートルの高さの空気量である0.03立方メートルの空気にこの過剰の水分率が存在し、これが初期降雨の原因となる。このようにして見積った初期降雨の量は0.03x7.21≒0.22g/平方cmすなわち2.2mmである。一方、雨水の実測された塩素イオン濃度が降水初期の約1/10に減少する降雨量の実測は2mmであった。これらの降雨量の計算値と実測値とより、除去すべき初期降雨量として2mmを決定した。
The rainfall volume is the volume between 1 cm2 of the ground surface area and 500 meters above the ground (i.e. 0.05 cubic meters). The initial rainfall volume was calculated as the amount of excess water in this space. The amount of excess water is calculated based on the difference in the saturated water content between the ground surface temperature (20°C) and the sky temperature (0°C) (the difference between 17.3 g and 4.9 g).
For example, if the dew point is reached at 200 meters above ground and the relative humidity at the ground surface is 70%, the amount of excess moisture is 7.21 (=(17.3x0.7-4.9))g/m3, and this moisture exists from 200 to 500 meters above ground, and this excess moisture is what causes the rain. This excess moisture exists in 0.03 m3 of air, which is the volume of air at a height of 500 to 200 meters for a ground area of 1 cm2, and this is what causes the initial rainfall. The amount of initial rainfall estimated in this way is 0.03x7.21≒0.22g/cm2, or 2.2mm. Meanwhile, the actual amount of rainfall at which the measured chloride ion concentration of rainwater decreases to about 1/10 of the initial amount of rainfall was 2mm. Based on these calculated and measured values of the amount of rainfall, 2mm was determined as the initial amount of rainfall to be removed.

初期降雨のみを除外し、後続する降雨を集積するには図2に示すタンクAとタンクBとの2種のタンクをそれぞれ導管に直列的におよび並列的に連結し、それぞれに初期降雨と後続降雨とに分けて集積すれば良い。初期降雨の成分に如何なる物質が多量に含まれているかは明瞭ではないが海塩成分が想定できる。 To exclude only the initial rainfall and collect subsequent rainfall, two types of tanks, Tank A and Tank B shown in Figure 2, can be connected in series and in parallel to a conduit, and the initial rainfall and subsequent rainfall can be collected separately in each tank. It is not clear what substances are contained in large quantities in the components of the initial rainfall, but it is assumed that it is sea salt.

本発明で利用される雨水としては日本の冬期での降水を採集しない方が望ましい。選定される雨水として11月から翌年の2月までの冬期の降雨を除外するのが好適である。除外するのはこの期の降雨が少ないだけでなく、この期の雨水の電気伝導度が一般的に高いためである。例えば雨水の電気伝導度が50μS/cm以上の降雨が多い。またこの期の雨水には黄砂等の異常な大気汚染を反映しやすい。 It is preferable not to collect precipitation during the winter in Japan as rainwater to be used in this invention. It is preferable to exclude rainfall during the winter from November to February of the following year from the rainwater to be selected. This is because not only is there little rainfall during this period, but the electrical conductivity of rainwater during this period is generally high. For example, there is a lot of rainfall with an electrical conductivity of 50 μS/cm or more. In addition, rainwater during this period is likely to reflect abnormal air pollution such as yellow sand.

本発明の第三の特徴は前述のように特定された降雨を集積しこれを以下に示す特徴を持った孔拡散膜分離モジュールを用いて膜間差圧が0.05気圧以下で膜表面での一次流体の流れ速度が2/秒以上で膜処理することにある。すなわち、該孔拡散膜モジュールに装填される膜は平均孔径20nm以上200nm未満の平膜のセルロース製の複合膜であり、膜厚は600μm以下で空孔率は60%以上である。平膜の平均孔径は雨水中には混入する微粒子として細菌が考えられこれを除去する機能を持たせるために200nm未満の孔径が必要である。また回収される雨水の孔拡散による回収速度が平均孔径で20nm以上になると急増する。ここで孔拡散とは多孔膜内部の孔を介しての水以外の成分の物質輸送が主として拡散機構で行われる膜分離を意味している。この孔拡散は装填される平膜の平均孔径が10nm以上で多数の孔の存在が電子顕微鏡で確認されるいわば多孔膜においてのみ起こる。多孔膜で膜間差圧が小さく一次流体の流れ速度が2/秒より大きく層流である場合の組み合わせで実現される。該膜を透過する成分には粒子成分がなくそのため該膜を通過する水成分中には粒子成分はほぼ皆無である。集積された雨水の安全な純水にするには孔拡散膜分離による精製工程が不可欠である。 The third feature of the present invention is to collect the rainfall specified as described above and to treat it with a pore diffusion membrane separation module having the following characteristics at a transmembrane pressure difference of 0.05 atm or less and a flow rate of the primary fluid on the membrane surface of 2/sec or more. That is, the membrane loaded into the pore diffusion membrane module is a flat cellulose composite membrane with an average pore size of 20 nm or more and less than 200 nm, a membrane thickness of 600 μm or less and a porosity of 60% or more. The average pore size of the flat membrane needs to be less than 200 nm in order to have the function of removing bacteria, which are considered to be fine particles mixed in rainwater. In addition, the recovery rate of the recovered rainwater by pore diffusion increases sharply when the average pore size is 20 nm or more. Here, pore diffusion means membrane separation in which the transport of components other than water through the pores inside the porous membrane is mainly carried out by a diffusion mechanism. This pore diffusion occurs only in so-called porous membranes in which the average pore size of the loaded flat membrane is 10 nm or more and the presence of many pores is confirmed by electron microscope. This is achieved by combining a porous membrane with a small transmembrane pressure difference and a primary fluid flow rate of greater than 2/sec, resulting in laminar flow. The components that permeate the membrane do not contain particulate components, and therefore the water components that pass through the membrane are almost completely free of particulate components. A purification process using pore diffusion membrane separation is essential to turn the accumulated rainwater into safe pure water.

本発明における孔拡散膜分離モジュールの構成は充填される多孔膜を除けば特許文献2で示された特徴をすべて持つモジュールである。装填される多孔膜は前述のように平膜のセルロース製の複合膜である。すなわち、(ア)一次流路
長さ3cm以上、(イ)流動分別を伴う長さ6cm以上の一次流路域、(ウ)平膜の裏面と3種の板条壁面で構成される拡散域の貯留域、(エ)流路が一体化される一次流体の集積域の4種の領域で構成されるモジュールである。
The pore diffusion membrane separation module of the present invention has all the features shown in Patent Document 2, except for the porous membrane. The porous membrane is a flat cellulose composite membrane as described above. That is, (a) a primary flow path
The module is composed of four regions: (a) a primary flow path area of 3 cm or more in length and 6 cm or more in length with flow separation; (b) a diffusion storage area consisting of the back surface of the flat membrane and three types of stripe walls; and (c) a primary fluid accumulation area where the flow paths are integrated.

第3図に本発明で利用する孔拡散膜分離モジュールの典型例であるプラスチック製ダンボール状の模式図を示す。プラスチックとして溶融成型の容易なポリエチレン、ポリプロピレンやポリカーボネートが利用される。これらの素材高分子を段ボール状に成型して断面形状が長方形の中空部を持つハーモニカ状の板状物を作製する。すなわち、2枚の板状のプラスチック板を多数の短冊状の板で階段的に結合したハーモニカに似た断面構造を持つ。このハーモニカの中空部を一次流体である雨水が層流として流れる。装填された複合膜および総体であるモジュール自体がプラスチック製であるため軽量でかつ雨水による腐食がない利点を持つ。 Figure 3 shows a schematic diagram of a plastic cardboard-like module, a typical example of a pore diffusion membrane separation module used in the present invention. The plastics used are polyethylene, polypropylene, and polycarbonate, which are easy to melt mold. These polymeric materials are molded into a cardboard shape to create a harmonica-like plate with a rectangular cross-sectional hollow section. In other words, it has a cross-sectional structure similar to a harmonica, with two plate-like plastic plates joined in a stepped manner by many rectangular plates. Rainwater, the primary fluid, flows as a laminar flow through the hollow section of this harmonica. The loaded composite membrane and the entire module itself are made of plastic, which has the advantage of being lightweight and not corroded by rainwater.

第3図のモジュールの断面構造に特徴がある。2枚の板状のプラスチック板(ライナーと呼称)の間に多数の等間隔に並んだ短冊状の柱(リブと呼称)が挟まれたハーモニカ状の中空構造を持つプラスチック製段ボールの断面構造を持つ。そのためプラスチック段ボール状孔拡散膜分離モジュールと略称する。該構造体の柱部(リブ部)を残し、板状部(ライナー部)のプラスチック板部の板状部を除去し、これに替えて複合膜を装着すればプラスチック段ボール状のモジュールが作製出来る。ハーモニカ状の中空部に雨水が流れこの流れが一次流体に対応し、層流で膜間差圧が0.05気圧以下でわずかに加圧状態にある。 The cross-sectional structure of the module in Figure 3 is distinctive. It has a cross-sectional structure resembling a plastic cardboard with a harmonica-shaped hollow structure, with numerous equally spaced rectangular columns (called ribs) sandwiched between two plastic plate-shaped sheets (called liners). For this reason, it is abbreviated as a plastic cardboard-shaped hole diffusion membrane separation module. A plastic cardboard-shaped module can be created by leaving the columnar portion (rib portion) of the structure, removing the plate-shaped portion of the plastic plate portion of the plate-shaped portion (liner portion), and replacing it with a composite membrane. Rainwater flows through the harmonica-shaped hollow portion, and this flow corresponds to the primary fluid, and is in a laminar flow state with a slight pressure difference between the membranes of 0.05 atmospheres or less.

上記のモジュールの運転状態では一次流体は層流状態で流れる。そのため流体(この場合は雨水)内の粒子による複合膜の孔の目詰まりが防止できる効果が認められる。孔拡散膜分離モジュール内の一次流体内部において分別効果が表れて粒子成分は流れの中心部分に集まる。平膜状である複合膜を通過した粒子のない水のみを回収することで純水を製造する点に本発明の特徴がある。また該孔拡散膜分離モジュールに装填される複合膜と一次流体の流れをつくる回路などモジュール全体がプラスチック製である。集積される雨水の酸性度が酸側にあるのでこの雨水によってモジュールの腐食はほとんどない。 When the above module is in operation, the primary fluid flows in a laminar state. This prevents clogging of the pores in the composite membrane due to particles in the fluid (rainwater in this case). A separation effect occurs within the primary fluid in the pore diffusion membrane separation module, and particle components gather in the center of the flow. The present invention is characterized in that pure water is produced by recovering only the particle-free water that has passed through the flat composite membrane. In addition, the entire module, including the composite membrane loaded into the pore diffusion membrane separation module and the circuit that creates the flow of the primary fluid, is made of plastic. The acidity of the accumulated rainwater is on the acid side, so there is almost no corrosion of the module due to this rainwater.

膜間差圧を低めれば低めるほど純水として回収される水溶液の電気伝導度は低下する。しかし、低めるほど雨水の回収速度は低下する。そのため膜間差圧は0.02気圧程度まで高める必要がある。膜間差圧の上昇は雨水の回収速度の増加と回収水の精製度の減少をもたらす。この膜間差圧に認められる関係は該モジュールに装填される複合膜の平均孔径にも認められる。例えば該膜の平均孔径が20nm以上でなければ回収速度は極度に減少し、平均孔径が100nmを超えると回収される水の精製度は減少する。 The lower the transmembrane pressure difference, the lower the electrical conductivity of the aqueous solution recovered as pure water. However, the lower the pressure difference, the slower the rainwater recovery rate. For this reason, the transmembrane pressure difference must be increased to about 0.02 atmospheres. An increase in the transmembrane pressure difference leads to an increase in the rainwater recovery rate and a decrease in the degree of purification of the recovered water. The same relationship to this transmembrane pressure difference is also seen in the average pore size of the composite membrane loaded into the module. For example, if the average pore size of the membrane is not 20 nm or more, the recovery rate will decrease drastically, and if the average pore size exceeds 100 nm, the degree of purification of the recovered water will decrease.

膜間差圧を0.02気圧までに低めると同時に一次流体の流れ速度を10/秒以上に高めると回収液の精製度は上がる。ただし、これらのモジュールの運転条件をモジュールの設置条件(例えば、一次流体の流れ速度を変えるために一次流体の流れの方向を水平方向からの角度を高めるなど)を変更することによって人工的なエネルギーを利用せずに実現できる。該モジュールは小型で軽量でありしかも動力なしでも条件設定を簡単に変更できる。膜間差圧と一次流れの速度を変えることによって孔拡散膜分離条件の変更は可能である。該モジュールは特許文献2に与えられたモジュールと同一形状と構成を持つ。ただし装填された多孔膜のみが本発明で与えられた平膜状のセルロース製の複合膜である点が異なる。また該モジュールでの処理対象が雨水であるため一次流体を流すためのモータ等の駆動力を利用することなく自然の水の流れのみで実現する省エネルギーの駆動力を利用する点に本発明の特徴がある。 The degree of purification of the recovered liquid increases when the transmembrane pressure difference is reduced to 0.02 atm and the flow rate of the primary fluid is increased to 10/sec or more. However, the operating conditions of these modules can be achieved without using artificial energy by changing the installation conditions of the modules (for example, by increasing the angle of the flow direction of the primary fluid from the horizontal direction to change the flow rate of the primary fluid). The module is small and lightweight, and the condition settings can be easily changed without power. The pore diffusion membrane separation conditions can be changed by changing the transmembrane pressure difference and the primary flow rate. The module has the same shape and configuration as the module given in Patent Document 2. However, it differs in that only the loaded porous membrane is a flat membrane-shaped cellulose composite membrane given in the present invention. In addition, since the treatment target in the module is rainwater, the present invention is characterized in that it uses an energy-saving driving force realized only by the natural flow of water without using the driving force of a motor or the like to flow the primary fluid.

本発明で降雨水より最終的に純水を製造する技術を提示している。ただし、その技術を具体化する際には自然のエネルギーを利用し、電気的な駆動力を利用しないという省エネルギー的な特徴がある。電気的なエネルギーを使用しないで良いのは、特定された雨水のみを集積し、それを特定された膜を装填した孔拡散膜分離モジュールを用いることで自然的な駆動力(例として膜間差圧としては水頭差圧として1メートル未満の水中頭差)のみで雨水中の微粒子成分を除去することができるためである。該モジュールが特定された運転条件で孔拡散の特徴を発揮できる。特定された孔拡散膜分離モジュールに装填された平膜の平均孔径は160nm以下が望ましい。その理由は回収される雨水中での感染性物質がたとえ存在してもレトロウイルス以上の径を持つ微生物は含まないためである。微粒子径が160nmを超えるウイルスでは結核菌等の空気を介して感染する微生物としてのウイルス(例としてコロナウイルス)がある。平均孔径を低めに設定することで回収される雨水の安全性が高まり該雨水の医療機器の洗浄水としての用途の可能性が高まる。雨水の回収速度を上げるのに平均孔径としては80nm以上が好適である。 This invention presents a technology for producing pure water from rainwater. However, when this technology is realized, it has the energy-saving feature of using natural energy and not using electrical driving force. The reason why electrical energy does not need to be used is that by collecting only specified rainwater and using a pore diffusion membrane separation module loaded with a specified membrane, it is possible to remove particulate components in the rainwater using only natural driving force (for example, a head difference of less than 1 meter as a head difference pressure across the membrane). The module can exhibit the characteristics of pore diffusion under specified operating conditions. The average pore size of the flat membrane loaded in the specified pore diffusion membrane separation module is preferably 160 nm or less. This is because even if infectious substances are present in the collected rainwater, they do not contain microorganisms with a diameter larger than that of a retrovirus. Viruses with a particle diameter of more than 160 nm include viruses (for example, coronaviruses) that are microorganisms that infect through the air, such as tuberculosis bacteria. Setting the average pore size to a low value increases the safety of the collected rainwater and increases the possibility of using the rainwater as washing water for medical equipment. To increase the rainwater collection rate, an average pore size of 80 nm or more is ideal.

本発明で孔拡散膜分離モジュールに装填されたセルロース製の複合膜は以下に示す製法で作製される。すなわち、アスペクト比20以上の天然セルロース短繊維を平膜状の集合体として膜厚170μm~400μmのろ紙状の平膜としこの平膜の表面上に酢酸セルロースのアセトン溶液とメタノール/シクロヘキサノール/塩化カルシュウム2水塩との3種の貧溶媒との5種成分の混合溶液を塗布することによって作製される。この混合溶液は良溶媒であるアセトンの蒸発によってミクロ相分離を起こす。ミクロ相分離後、水洗し、アリカリ水溶液で鹸化処理後水洗し、乾燥することによって天然セルロース繊維と再生セルロース微粒子との複合膜が作製出来る。該複合膜の平均孔径は主として酢酸セルロースとアセトンとの比で決まる。 The cellulose composite membrane loaded in the pore diffusion membrane separation module in the present invention is manufactured by the following manufacturing method. That is, natural cellulose short fibers with an aspect ratio of 20 or more are assembled into a flat membrane-like assembly, which is made into a filter paper-like flat membrane with a thickness of 170 μm to 400 μm, and a mixed solution of five components, consisting of an acetone solution of cellulose acetate and three poor solvents, methanol, cyclohexanol, and calcium chloride dihydrate, is applied to the surface of the flat membrane. This mixed solution causes microphase separation due to the evaporation of acetone, which is a good solvent. After the microphase separation, the membrane is washed with water, saponified with an alkaline solution, washed with water, and dried to produce a composite membrane of natural cellulose fibers and regenerated cellulose particles. The average pore size of the composite membrane is mainly determined by the ratio of cellulose acetate to acetone.

降雨を水源として利用することにより省エネルギー的に原水が入手できる。降雨の採取場所を特定することにより、降雨中に混入する可能性の高い海水成分(海水のしぶきなどから水分が蒸発した後に残る海塩成分)を降雨中から除去できる。また特定した初期降雨中には海塩成分の他に大気中の環境汚染物資である煤やNOx成分やSOx成分なども存在するのでこれらの大気汚染も一部除去できる。初期降雨を除去することで雨水中の塩素イオン濃度を1/10に低下させることが可能となり孔拡散法での精製度の高い純水を製造するのに適する。 By using rainfall as a water source, raw water can be obtained in an energy-saving manner. By identifying the location where rainfall is collected, seawater components that are likely to be mixed into rainfall (sea salt components that remain after water evaporates from sea spray, etc.) can be removed from the rainfall. In addition to sea salt components, the identified initial rainfall also contains soot, NOx components, and SOx components, which are environmental pollutants in the air, so this air pollution can also be partially removed. By removing the initial rainfall, it is possible to reduce the chloride ion concentration in the rainwater to 1/10, making it suitable for producing highly purified pure water using the hole diffusion method.

特定された降雨成分をさらに孔拡散膜分離することにより、雨水中に混入する恐れのある感染性粒子成分を除去できる。該膜分離によりばかりでなく海塩成分であるが雨水中への未溶解粒子成分を除去できる。これらの粒子成分を除去することで降雨中に存在していた有機性の微粒子もほぼ完全に除去される。そのため作製された純水として長期保存が可能となる。雨中に存在していた有機性のエアゾル成分が除去され安全性が高まった純水が提供できる。雨水の電気伝導度が10以下でも該雨水を1ケ月以上長期に保存していると有機性で非晶性の沈殿成分が発生する場合があるが孔拡散処後にはこの沈殿物は発生しない。本発明の純水は医療系材料の洗浄水あるいはバイオ産業での洗浄水として利用できる。 By further separating the identified rainfall components using a pore diffusion membrane, infectious particulate components that may be mixed into the rainwater can be removed. This membrane separation can also remove undissolved particulate components in the rainwater, such as sea salt components. By removing these particulate components, organic fine particles present in the rainfall are almost completely removed. This makes it possible to store the pure water for a long time. Pure water with improved safety can be provided by removing the organic aerosol components present in the rain. Even if the electrical conductivity of rainwater is 10 or less, organic and amorphous precipitate components may occur if the rainwater is stored for a long period of time of one month or more, but this precipitate does not occur after the pore diffusion treatment. The pure water of the present invention can be used as washing water for medical materials or washing water in the bioindustry.

北九州市若松区二島での短時間(10時間)降雨の雨水の電気伝導度の降雨時間依存性(a図)および長時間(4日間)降雨の雨水の電気伝導度の降雨時間依存性(b図)。測定地点;北九州市若松区二島の地上より25メートルの高さ(マンションのテラス)、本地点より北側5kmに海岸(響灘)線、南西側0.7kmに河川、南側0.2kmに洞海湾、東側は15km内には陸地部である。図1(a)中の実直線の縦方向の矢印は北~北西の風で風速20m/秒の降雨であったことを示している。図1(a)および(b)中の水平方向の実直線1,2,3および4は電気伝導度のレベルを示し、それぞれ二島陸地部上空(おそらく500m)、二島陸地部と洞海湾上空(おそらく500m)、洞海湾上空(おそらく500m)および響灘上空(おそらく500m)の雲からの降雨と考えられる雨水の電気伝導度のレベルと予測している。Dependence of electrical conductivity of rainwater on rainfall time for short-term (10 hours) rainfall in Futajima, Wakamatsu Ward, Kitakyushu City (Figure a) and long-term (4 days) rainfall on rainfall time (Figure b). Measurement location: 25 meters above ground level (apartment terrace) in Futajima, Wakamatsu Ward, Kitakyushu City. 5 km north of the location is the coast (Hibiki-nada Sea), 0.7 km southwest is a river, 0.2 km south is Dokai Bay, and within 15 km east is land. The vertical arrows in the solid straight lines in Figure 1 (a) indicate rainfall with a north-northwest wind speed of 20 m/s. The horizontal solid lines 1, 2, 3, and 4 in Figures 1(a) and (b) indicate the levels of electrical conductivity, and are predicted to be the levels of electrical conductivity of rainwater thought to be precipitation from clouds above the land area of Futajima (probably 500 m), above the land area of Futajima and Dokai Bay (probably 500 m), above Dokai Bay (probably 500 m), and above Hibiki-nada Sea (probably 500 m), respectively.

初期降雨を除去するためのシステムの原理を示す模式図。タンクA;初期降雨を選択的に貯留するためのタンクでその容量は雨水の採取面積と所定の初期雨量によって決まった容量を持つ。例えば雨水の採集面(採取面Aと略省)の面積がS(単位として平方メートル)で初期雨量が2mmであればタンク容量は2Sリットルである。タンクB;初期降雨に後続する降雨水を貯留するためのプラスチック製のタンク。雨水の採取面に応じてタンクの容積は設計されるが容量が採取量に応じて変化可能なプラスチック製の袋などで構成される。導管C;2種のタンクA,Bと雨水の採集用の平面状物質(採取面A)を連結する導管でプラスチック製のパイプ状物質。採取面A,タンクAと導管Cとは直列的に連結し、タンクBとは並列的に導管Cは連結している。初期降雨とは4時間以上、通常は10時間以上降雨の無い状況が続いた後に再開した降雨であり、降雨の開始より降雨量2mmまでの降雨を意味する。この降雨中には拡散によて輸送された大気中の海塩成分が混入していることが多い。A schematic diagram showing the principle of the system for removing initial rainfall. Tank A: A tank for selectively storing initial rainfall, with a capacity determined by the rainwater collection area and the initial rainfall amount. For example, if the area of the rainwater collection surface (abbreviated as collection surface A) is S (unit: square meter) and the initial rainfall amount is 2 mm, the tank capacity is 2S liters. Tank B: A plastic tank for storing rainwater following the initial rainfall. The tank volume is designed according to the rainwater collection surface, but it is composed of a plastic bag whose capacity can be changed according to the amount collected. Conduit C: A conduit made of plastic pipe material that connects two types of tanks A and B and a flat material for collecting rainwater (collection surface A). Collection surface A, tank A and conduit C are connected in series, and conduit C is connected in parallel to tank B. Initial rainfall is rainfall that resumes after a period of no rainfall for more than 4 hours, usually more than 10 hours, and refers to rainfall up to 2 mm from the start of rainfall. This precipitation often contains sea salt components from the atmosphere that have been transported by diffusion.

プラスチックダンボール(通称プラダン)状の孔拡散モジュールの構造を示す模式図。図a:孔拡散モジュールの外観図、3枚のシート状物(シート1,シート2,シート3)と一次流体(雨水)の流出入口(e1,e2)、および拡散液の流出口(e3)とで構成される。シート1には空気の出入口を有し、シート状物2は複合膜とパッキング部とで構成される。シート3はプラダンの加工品で一次流体の流出入口(e1,e2)で構成される。図b:モジュールを構成する3種のシート状物の平面図、シート1;プラスチック段ボールのライナ―部の下面の一部(いわゆる下部、図中で破線の直線で表示)のみが切断除去されている。この部分当するシート2部分に複合膜が装填される。シート2;パッキング部と複合膜部とで構成されるシート状物で両者の接合部には接着剤の役割をする包埋剤が存在する。シート3;プラスチック段ボールのライナー部(いわゆる上部のライナ―部)の一部のみが除去されている。この部分に該当する一部のシート2の箇所に複合膜が装填される。図c;モジュールの断面図。1-1’の断面と2-2‘の断面、1-1’断面にはリブの垂直断面が現れ一次流体の流れ方向に直交した方向からの断面であり、2-2‘断面はモジュールの長軸方向の沿って平行に存在するリブ面の方向と複合膜の厚さ方向との二方向で定まる断面である。この断面に沿って一次流体の流れに平行な面でもある。Schematic diagram showing the structure of a plastic cardboard (commonly known as Pladan)-shaped hole diffusion module. Figure a: External view of the hole diffusion module, consisting of three sheets (Sheet 1, Sheet 2, Sheet 3), inlet/outlet ports (e1, e2) for the primary fluid (rainwater), and outlet port (e3) for the diffusion liquid. Sheet 1 has an air inlet/outlet, and Sheet 2 is composed of a composite membrane and a packing section. Sheet 3 is a processed product of the plastic cardboard, consisting of inlet/outlet ports (e1, e2) for the primary fluid. Figure b: Plan view of the three types of sheets that make up the module. Sheet 1: Only a part of the underside of the liner part of the plastic cardboard (the so-called lower part, shown by the dashed straight line in the figure) has been cut and removed. The composite membrane is loaded into the part of Sheet 2 that corresponds to this part. Sheet 2: A sheet-like material consisting of a packing section and a composite membrane section, with an embedding agent acting as an adhesive at the joint between the two. Sheet 3: Only a part of the liner part of the plastic cardboard (the so-called upper liner part) has been removed. A composite membrane is loaded in the portion of the sheet 2 that corresponds to this portion. Figure c: Cross-section of the module. Cross sections 1-1' and 2-2', 1-1' cross section shows the vertical cross section of the rib and is a cross section perpendicular to the flow direction of the primary fluid, while 2-2' cross section is a cross section determined by two directions: the direction of the rib surface that exists parallel to the longitudinal axis of the module and the thickness direction of the composite membrane. Along this cross section, the plane is also parallel to the flow of the primary fluid.

採取した雨水をプラスチック段ボール状の孔拡散モジュールで膜処理する装置のモデル図:特定された採取条件で貯留された雨水が受器R1に満たされている。該雨水は孔拡散膜分離モジュールMによって膜処理後受器R2に流入される。孔拡散膜分離モジュールMはその長軸が水平な直線(図中一点鎖線で表示)と一定の角度αだけ傾いている。αを指定することでモジュール内での複合膜へ付加される膜間差圧を指定する。膜の長手方向の長さをLとすると膜間差圧=(Δh1-Δh2)/2=L/2・ sin αで与えられる。雨水の流れ速度は膜間差圧の場合と同様にsinαと該モジュールのリブ部の高さで定まる。雨水の流れは図中の実線の矢印でその方向とが示されている。流れはs1,s2,s3およびs4で示される。すなわち回収された特定の雨水は受器R1からチューブを通ってs1の流れとなり、孔拡散膜分離モジュールM中の流れs2となる。該モジュールで膜処理を受けた雨水はR2にs3を介して集積する。集積した雨水の一部はポンプPあるいは人力により受器R1に再び戻される。雨水は流路s2の箇所で複合膜cmによって孔拡散膜分離を受けて拡散液となりその流れ(図中破線の矢印)d1となる。拡散液はチューブによってd2の流れとなりモジュールに連結している受器R3に回収される。Model diagram of an apparatus for membrane treatment of collected rainwater using a plastic cardboard-shaped pore diffusion module: Rainwater collected under specified collection conditions is filled in the receiver R1. The rainwater is treated by the pore diffusion membrane separation module M and then flows into the receiver R2. The long axis of the pore diffusion membrane separation module M is inclined at a certain angle α with respect to a horizontal line (shown by a dashed line in the figure). By specifying α, the transmembrane pressure applied to the composite membrane in the module is specified. If the longitudinal length of the membrane is L, the transmembrane pressure is given by (Δh1-Δh2)/2=L/2·sin α. The flow rate of rainwater is determined by sin α and the height of the rib part of the module, as in the case of the transmembrane pressure. The flow direction of rainwater is indicated by solid arrows in the figure. The flows are indicated by s1, s2, s3, and s4. That is, the collected specific rainwater flows from the receiver R1 through the tube as flow s1, and then flows as flow s2 in the pore diffusion membrane separation module M. The rainwater that has been treated by the membrane in the module is accumulated in R2 via s3. A part of the accumulated rainwater is returned to the receiver R1 by pump P or by manual power. The rainwater is separated by the composite membrane cm at the flow path s2 into a diffused liquid, which flows as d1 (indicated by the dashed arrow in the figure). The diffused liquid flows through a tube into d2 and is collected in the receiver R3 connected to the module.

発明するための最良の形態The best way to invent

一定の降雨時間を経過した後(約10分程度)の雨水を福岡県朝倉町の地点(標高約100メートル)で令和4年10月と12月とに採集した。それらを試料1と試料2した。同地点は、玄界灘、有明海および周防灘の3種の海岸線より約45Kmの内陸部に位置する。採取した雨水の電気伝導度は試料1と2とのそれぞれで9μS/cmおよび22μS/cmであった。若松区の二島地区で例示された降雨の電気伝導度の結果(図1に典型的な例を示す)のように雨水の電気伝導度(水中に溶解した塩類の濃度に比例)は降雨時間と共に急速に低下する。初期降雨中の電気伝導度に寄与する成分は主として海塩成分である。この成分を孔拡散膜分離のみで除去するのは困難であるので雨水の採取の段階で効率的に除去する必要がある。図1(a)の実線矢印部分は北風が2メートル/秒以上の風が吹いていた時である。この時には北側の海岸線である響灘上空の雲に原因した降雨によって雨水の電気伝導度が急上昇している。図1(b)の破線の矢印は雨が中断する場合に風向きが変化することが同時に起こっていることを意味する。海岸線より15km内陸部では図1(b)に示すレベル4の降雨が起こらないことが予測できる。図1の二島地区での降雨では海岸線からの風が強いと図1(b)のレベル4の雨水中の電気伝導度は上昇する。海岸線より雨水の採取点の距離が15Kmよりさらに遠くなると雨水中の電気伝導度はさらに小さくなると予測される。 Rainwater after a certain period of rainfall (about 10 minutes) was collected in October and December 2022 at a site in Asakura Town, Fukuoka Prefecture (at an altitude of about 100 meters). These samples were designated as Sample 1 and Sample 2. The site is located about 45 km inland from the three coastlines of the Genkai Sea, Ariake Sea, and Suo-Nada Sea. The electrical conductivity of the collected rainwater was 9 μS/cm and 22 μS/cm for Samples 1 and 2, respectively. As shown in the results of the electrical conductivity of rainfall exemplified in the Futajima area of Wakamatsu Ward (a typical example is shown in Figure 1), the electrical conductivity of rainwater (proportional to the concentration of salts dissolved in the water) decreases rapidly with the duration of rainfall. The main component contributing to the electrical conductivity during the initial rainfall is sea salt. It is difficult to remove this component by pore diffusion membrane separation alone, so it is necessary to remove it efficiently at the rainwater collection stage. The solid arrows in Figure 1(a) indicate when the north wind was blowing at 2 meters per second or more. At this time, the electrical conductivity of the rainwater rises sharply due to rainfall caused by clouds over Hibikinada, the northern coastline. The dashed arrows in Figure 1(b) indicate that when the rain stops, the wind direction changes at the same time. It is predicted that level 4 rainfall shown in Figure 1(b) will not occur 15 km inland from the coastline. When rainfall occurs in the Futajima area in Figure 1, if the wind from the coastline is strong, the electrical conductivity in the rainwater at level 4 in Figure 1(b) will rise. If the distance of the rainwater collection point is further than 15 km from the coastline, the electrical conductivity in the rainwater is predicted to decrease even further.

表1に雨水採集地点までの海岸線からの距離を変化させた際の雨水の電気伝導度を示す。雨水の採取地点は福岡県と山口県と大分県とに分布している。海岸線からの採取地点までの距離は4万五〇〇〇分の1の地図上で計測された値を用いた。
採取された雨水は降雨量として20mm~50mmの間の降水量のいずれかのところで集められた雨である。雨水の電気伝導度は海岸線より遠のくと急速に低下し、15Km以上となると10μS/cm以下のレベルまで下がることが分かる。しかし海岸線より40Kmの地点である朝倉での雨水はその電気伝導度は10μS/cm以下である場合が多いにもかかわらずその雨水(例えば試料1の雨水)は以下に示すように有機性の異物が混入していて安全ではない。
Table 1 shows the electrical conductivity of rainwater when the distance from the coastline to the rainwater collection points is changed. The rainwater collection points are distributed in Fukuoka, Yamaguchi, and Oita prefectures. The distance from the coastline to the collection points was measured on a 1:45,000 map.
The rainwater collected was collected at a location where the rainfall was between 20mm and 50mm. The electrical conductivity of rainwater drops rapidly the further away from the coastline, dropping to a level of 10μS/cm or less at distances of 15km or more. However, although the electrical conductivity of rainwater in Asakura, 40km from the coastline, is often below 10μS/cm, the rainwater (for example, the rainwater in sample 1) is unsafe due to the presence of organic foreign matter as shown below.

該雨水をプラスチック製の容器内の密閉状態のまま室温で1週間放置すると肉眼でも観察できる程度に成長した異物が発生する。この異物は薄緑~灰色を呈し比重は雨水に近いがやや大きい1.0である。この異物の偏光顕微鏡での観察より、異物が無定形の有機物で構成されていることが明らかとなった。比重、無定形、および雨の原因とを考慮するとこの異物は有機性のエアロゾルが成長したものと結論した。したがって、特定した雨水には有機性の無定形の異物が混入したままであり、後続する孔拡散膜分離処理が安全な純水を製造するのに不可欠であることがわかる。 When the rainwater is left in a sealed plastic container at room temperature for a week, foreign matter grows to a size that can be seen with the naked eye. The foreign matter is light green to gray in color and has a specific gravity of 1.0, which is close to rainwater but slightly larger. Observation of the foreign matter under a polarizing microscope reveals that the foreign matter is composed of amorphous organic matter. Taking into account the specific gravity, amorphousness, and the cause of the rain, it is concluded that the foreign matter is an organic aerosol that has grown. Therefore, it is clear that the identified rainwater still contains amorphous organic foreign matter, and that subsequent pore diffusion membrane separation processing is essential to producing safe pure water.

表1に示す雨水の採取地点の中で雨水の電気伝導度の低い例として朝倉を取り上げる。同地点での雨水で初期降雨を除外すると電気伝導度のレベルでは純水のレベルではあるが粒子の除去性能については純水の条件を満足していないことは明白である。例えば該雨水を数日間保存していると雨水中に有機性の微粒子が発生することで分かる。朝倉で採取した雨水である試料1を2分割して室温で2週間保存した。すなわち、分割された1成分である採取された雨水をペットボトル中に移し密閉状態で室温保存した(これを試料1bと略称)。残りの雨水を図3の孔拡散モジュールで膜処理した(試料1s)。

Figure 0007633612000001
Asakura is taken as an example of rainwater with low electrical conductivity among the rainwater collection points shown in Table 1. If the initial rainfall is excluded from the rainwater at this point, the electrical conductivity level is at the level of pure water, but it is clear that the particle removal performance does not meet the conditions of pure water. For example, if the rainwater is stored for several days, organic fine particles will be generated in the rainwater. Sample 1, which is rainwater collected at Asakura, was divided into two and stored at room temperature for two weeks. That is, the collected rainwater, which is one of the divided components, was transferred to a plastic bottle and stored at room temperature in a sealed state (this is abbreviated as sample 1b). The remaining rainwater was treated with a membrane using the hole diffusion module in Figure 3 (sample 1s).
Figure 0007633612000001

試料1sの処理条件は以下の通りである。膜モジュールに装填されたセルロース製複合膜の平均孔径は90nmで空孔率は80%、膜厚390μmの多孔膜である。膜間差圧0.02気圧で一次流体としての雨水の歪速度は100/秒の運転状況で雨水を孔拡散膜分離処理し、処理後にペットボトル中に注ぎ密閉して室温で保存した。試料1sと1bとの電気伝導度はそれぞれ8~9μS/cmであり、試料1sでは1Bに比較して1μS/cm程度小さくなっているが両者にほとんど差がなかった。しかし、試料1bの下部に白色~灰色の綿状物の浮遊塊が発生し、大きさ5mm径まで成長していた。一方、試料1sでは雨水の透明度において試料1bより高くさらに綿状の浮遊粒子の発生は認められなかった。この事実より試料1sは本特許で定義した純水であると結論した。 The treatment conditions for sample 1s are as follows. The composite cellulose membrane loaded in the membrane module is a porous membrane with an average pore size of 90 nm, a porosity of 80%, and a membrane thickness of 390 μm. Rainwater was separated using a pore diffusion membrane under operating conditions of a transmembrane pressure difference of 0.02 atm and a strain rate of rainwater as the primary fluid of 100/sec. After treatment, the rainwater was poured into a plastic bottle, sealed, and stored at room temperature. The electrical conductivity of samples 1s and 1b was 8 to 9 μS/cm, respectively. Sample 1s was about 1 μS/cm lower than 1B, but there was almost no difference between the two. However, a floating mass of white to gray cotton-like matter was generated at the bottom of sample 1b, and grew to a size of 5 mm in diameter. On the other hand, the transparency of the rainwater in sample 1s was higher than that of sample 1b, and no cotton-like floating particles were observed. From this fact, it was concluded that sample 1s is pure water as defined in this patent.

電気伝導度が10μS/cm以下でありかつ0.2μm以上の径の粒子を含まないことが本発明での純水の定義である。実験的に雨水の電気伝導度を実測するのは容易である。しかし、該粒子を含まないことを実証することは不可能であろう。何故ならば粒子を含まない対象液体の量が定義されていないので1ml規模なのか1Kl規模なのか不明である。人体への安全性の要求より“粒子を含まない”との条件を入れたことを考慮すると、本発明では“0.02μm径のコロイド粒子の対数除去係数Φが2以上である孔拡散膜分離技術”での処理でこの項の必要条件を満足していると結論した。Φは次式で与えられる。
Φ= log N0/Nf (1)
ここで、N0は孔拡散膜分離処理前のコロイド粒子の濃度、Nfは膜処理後の溶液中の濃度である。
In the present invention, pure water is defined as having an electrical conductivity of 10 μS/cm or less and containing no particles with a diameter of 0.2 μm or more. It is easy to experimentally measure the electrical conductivity of rainwater. However, it is impossible to prove that it is free of particles. This is because the amount of the target liquid that does not contain particles is not defined, so it is unclear whether it is on the scale of 1 ml or 1 kl. Considering that the condition "containing no particles" was included due to the requirement for safety to the human body, it was concluded that the necessary conditions of this section are satisfied in the present invention by processing using "pore diffusion membrane separation technology with a logarithmic removal coefficient Φ of 0.02 μm colloidal particles of 2 or more". Φ is given by the following formula.
Φ = log N0/Nf (1)
Here, N0 is the concentration of colloidal particles before separation treatment with the pore diffusion membrane, and Nf is the concentration in the solution after treatment with the membrane.

福岡県朝倉市須川地区の標高約60メートルの地点に降雨の採集地区と定め図2の初期降雨を除去した雨水の貯留用タンクシステムを組み立てた。該地点は海岸線より40Km内陸にある。採雨面としてポリエチレン製のシート(厚さ0.05mmを2枚重ね)を正六角形の傘状に組みたてその中心部より導管を接続し、採雨面積として0.81平方メートルに仕上げた。タンクAはポリエチィレン性のボトルであり容積を2リットルとした。タンクBは容積18リットルのポリエチレン製の容積である。導管Cとしてポリ塩化ビニール製のパイプ(直径3cm)を切断し接着固定して図2のように試作した。 The rainfall collection area was set at an altitude of about 60 meters in the Sugawa area of Asakura City, Fukuoka Prefecture, and a tank system for storing rainwater after removing the initial rainfall (Figure 2) was constructed. The location is 40 km inland from the coastline. A polyethylene sheet (two layers of 0.05 mm thick) was assembled into a regular hexagonal umbrella shape to serve as the rain collection surface, and a conduit was connected to the center, resulting in a rain collection area of 0.81 square meters. Tank A was a polyethylene bottle with a volume of 2 liters. Tank B was a polyethylene tank with a volume of 18 liters. A polyvinyl chloride pipe (diameter 3 cm) was cut and glued to serve as conduit C, and a prototype was constructed as shown in Figure 2.

令和5年3月21日の降雨を図2の装置を用いて採取した。風速は10 m/秒以内であることを確認後初期降雨を採取した。初期降雨として約2リットルの雨水をタンクAに貯留すると自動的に雨水はタンクBに貯留し続けた。タンクB内の降雨の電気伝導度は24μS/cm であり、一方、タンクB内の降雨の電気伝導度は5μS/cmであった。初期降雨の成分がタンクAに貯留され、この成分の電気伝導度が高いことが分かる。初期降雨を除去することで採集された雨水が純水であるとする必要条件を満足させるために必須であることが分かる。初期降雨に関する北九州市若松区二島地区(海岸線より約2~4km内陸部となる)でのデータより初期降雨の成分が海の上空より注目する地区の大気中に拡散した海塩成分の寄与が大きい。この見解を考慮すると初期降雨を除去する雨水の採取方法を内陸部の雨水を採取するとする本願の方法の妥当性を支持している。 Rainfall on March 21, 2023 was collected using the device shown in Figure 2. After confirming that the wind speed was within 10 m/s, the initial rainfall was collected. When about 2 liters of rainwater was stored in Tank A as the initial rainfall, the rainwater automatically continued to be stored in Tank B. The electrical conductivity of the rainfall in Tank B was 24 μS/cm, while the electrical conductivity of the rainfall in Tank B was 5 μS/cm. It can be seen that the components of the initial rainfall were stored in Tank A and that the electrical conductivity of this component was high. It can be seen that removing the initial rainfall is essential to satisfy the necessary condition that the collected rainwater is pure water. Data on the initial rainfall in the Futajima area of Wakamatsu Ward, Kitakyushu City (about 2 to 4 km inland from the coastline) shows that the contribution of the sea salt components that diffused into the atmosphere of the area of interest from the sky above the sea is large for the components of the initial rainfall. Considering this view, the validity of the method of collecting rainwater to remove the initial rainfall is supported by collecting inland rainwater.

ポリカーボネート製のプラスチック製の段ボール(プラダンと略称)を利用して図3に示す孔拡散膜分離モジュールを製作した。すなわち、図3に示すプラダンのシート1とシート3のライナー部の片側の一部を切除し、その部にシート状物2を挿入し接着した。シート2のスペーサー部(すなわちパッキング部に相当)は厚さ0.5mmのエチレン・プロピレンゴム製のパッキングシートで構成されている。シート2の複合膜部は平均孔径80nm(ろ過速度法での測定)で空孔率72%の平膜状でセルロース製である。該複合膜は以下のミクロ相分離法で作製した。天然セルロース短繊維の平膜形状体として市販のろ紙(セルロース製、Whatman社製Grade 3、型番1003917、厚さ約390μm)を採用した。ろ紙を2等分して23cmx57cmの2枚を作製した。それぞれのろ紙の一表面にスチームアイロン処理し、この面をろ紙の表面とした。 A pore diffusion membrane separation module shown in Figure 3 was produced using polycarbonate plastic cardboard (abbreviated as "pladan"). That is, a part of one side of the liner part of sheets 1 and 3 of the plastic cardboard shown in Figure 3 was cut off, and sheet-like material 2 was inserted and glued in that part. The spacer part of sheet 2 (i.e., equivalent to the packing part) is composed of a packing sheet made of ethylene-propylene rubber with a thickness of 0.5 mm. The composite membrane part of sheet 2 is made of cellulose in the form of a flat membrane with an average pore size of 80 nm (measured by the filtration rate method) and a porosity of 72%. The composite membrane was produced by the following microphase separation method. Commercially available filter paper (made of cellulose, Whatman Grade 3, model number 1003917, thickness approximately 390 μm) was used as a flat membrane-shaped body of natural cellulose short fibers. The filter paper was divided into two equal pieces measuring 23 cm x 57 cm. One surface of each filter paper was treated with a steam iron, and this surface was used as the surface of the filter paper.

このろ紙表面上にアプリケーターを用いて流延厚さ750μmで流延用の溶液を25℃で塗布した。ミクロ相分離を生起する流延用溶液の組成として酢酸セルロース/アセトン/メタノール/シクロヘキサノール/塩化カルシウム2水塩の重量比率を0.07/0.57/0.15/0.15/0.06とした組成を採用した。流延後4時間かけて流水下で12時間水洗後、1規定の水酸化カリウム水溶液で48時間鹸化処理した。処理後流水を用いて24時間洗滌後25℃で定長下で乾燥しセルロースの複合膜を作製した。 The casting solution was applied to the surface of this filter paper with an applicator to a casting thickness of 750 μm at 25°C. The casting solution used to induce microphase separation had a weight ratio of cellulose acetate/acetone/methanol/cyclohexanol/calcium chloride dihydrate of 0.07/0.57/0.15/0.15/0.06. After casting, the film was washed for 12 hours under running water over a period of 4 hours, and then saponified for 48 hours in a 1N potassium hydroxide aqueous solution. After treatment, the film was washed for 24 hours with running water and dried at 25°C at a constant length to produce a cellulose composite membrane.

上記の製法で作製された複合膜の膜厚は410μm 、水の濾過速度法での平均孔径は0.08μm、空孔率72%であった。本膜の水酸化第二鉄コロイド粒子水溶液(動的光散乱法での平均粒子径20 nm、日本特殊膜開発(株)製、コロイド濃度1200 ppm)の膜間差圧0.015気圧での対数除去係数は2.0であった。該複合膜をシート2に示すシート状物(スペーサー部と複合膜との接着には市販の溶剤系接着剤を利用)に成型した。これを図3に示すポリカーボネート製のプラダン型孔拡散モジュールに装填した。リブ高さ3.5mm、リブ間隔6.5mm、ライナー部厚さ0.5mmであった。膜間差圧を0.05気圧以下で運転するためにモジュールの耐圧性は0.1気圧で十分であり、プラダンの強度はこの圧力に耐える。 The composite membrane produced by the above method had a membrane thickness of 410 μm, an average pore size of 0.08 μm by the water filtration rate method, and a porosity of 72%. The logarithmic removal coefficient of this membrane at a transmembrane pressure difference of 0.015 atmospheres for an aqueous solution of ferric hydroxide colloid particles (average particle size of 20 nm by dynamic light scattering method, manufactured by Nippon Tokushu Membrane Development Co., Ltd., colloid concentration of 1200 ppm) was 2.0. The composite membrane was molded into a sheet-like material shown in Sheet 2 (a commercially available solvent-based adhesive was used to bond the spacer part and the composite membrane). This was loaded into a polycarbonate plastic board-type pore diffusion module shown in Figure 3. The rib height was 3.5 mm, the rib spacing was 6.5 mm, and the liner thickness was 0.5 mm. In order to operate the transmembrane pressure difference at 0.05 atmospheres or less, the pressure resistance of the module is sufficient at 0.1 atmospheres, and the strength of the plastic board is sufficient to withstand this pressure.

複合膜を装填したプラダン型の孔拡散モジュール(有効膜面積180平方cm)を利用してタンクB中の雨水を膜処理した。該モジュールを図4に従って膜処理装置を組み立てた。該モジュールの長軸方向(膜の長さをLとしこの方向が長軸方向となる)は水平方向に対してαだけ傾斜させる。このαを設定することにより膜間差圧はL/2・sinα(水柱ヘッド差で表示)で算出される。αとして1.3°、L=40cmとした。計算された膜間差圧は40/2・sin1.3°で約0.5cmH2O(すなわち約0.0005気圧)が複合膜に負荷される。この膜間差圧により雨水中の水分子のみが濾過機構により複合膜中を移動する。この水の移動に伴って雨水中の水以外の分子の拡散も起こり膜を介した輸送が起こる。雨水中に溶解あるいは分散しているエアロゾルが膜処理で除去される。膜表面での流れ速度S2はS3に近似的に近い。S3は回路S3内に設置されている流速制御コックの開閉でほぼ流速は決定される。S3の流れ速度を10/秒に設定した。雨水の流れ速度この膜除去により回収された雨水の成分は膜を拡散して膜の裏面側に移動して拡散液の流れd1となる。本発明では図中のd1あるいはd2の拡散液の流れとなった雨水成分を回収する。拡散液の流れはd2を通って図4中の受器R3で回収される。R3内の拡散後の雨水成分の電気伝導度は約4~5μS/cmであり膜処理により約1μS/cm低下している。また該水の透明度は肉眼的観察でも明らかな程度に膜処理により増加していた。 Rainwater in tank B was treated with a membrane using a plastic cardboard-type hole diffusion module (effective membrane area 180 cm2) loaded with a composite membrane. The module was assembled into a membrane treatment device according to Figure 4. The long axis direction of the module (the length of the membrane is L, and this direction is the long axis) is inclined by α with respect to the horizontal direction. By setting this α, the transmembrane pressure difference is calculated as L/2 sinα (expressed as a water column head difference). α is set to 1.3° and L = 40 cm. The calculated transmembrane pressure difference is 40/2 sin1.3°, and approximately 0.5 cmH2O (i.e., approximately 0.0005 atm) is loaded on the composite membrane. This transmembrane pressure difference causes only the water molecules in the rainwater to move through the composite membrane by a filtration mechanism. As this water moves, the diffusion of molecules other than water in the rainwater also occurs, and transport occurs through the membrane. Aerosols dissolved or dispersed in the rainwater are removed by membrane treatment. The flow velocity S2 at the membrane surface is approximately close to S3. The flow rate of S3 is determined by opening and closing the flow rate control cock installed in the circuit S3. The flow rate of S3 was set to 10/sec. Rainwater flow rate The rainwater components collected by removing the membrane diffuse through the membrane and move to the back side of the membrane, becoming the diffused liquid flow d1. In the present invention, the rainwater components that become the diffused liquid flow d1 or d2 in the figure are collected. The diffused liquid flow passes through d2 and is collected in receiver R3 in Figure 4. The electrical conductivity of the rainwater components after diffusion in R3 is about 4 to 5 μS/cm, which is reduced by about 1 μS/cm due to the membrane treatment. The transparency of the water was also increased by the membrane treatment to a degree that was obvious even when observed with the naked eye.

複合膜に沿ったタンクB中の雨水の流れは、その流速と流れの駆動力の負荷条件と流れの直接的な観察結果より層流であった。該流れ速度はひずみ速度で表現される。すなわち、S2の流れ速度はひずみ速度としてはリブの高さ5mmであるのでS2/(4・(リブの高さ))で近似できる。S3につけた制御コックでS2値を定める。S2のひづみ速度は10/秒に設定することでS2を流れる雨水で粒子成分が流れの中央部へ集中する。この条件下では膜分離技術での流動分別機構が利用できる。そのため受器R3の雨水の透明度が高くなったと考えられる。タンクBの雨水とR3の雨水とをペットボトルに栓をして15℃の室温で1週間保存した。その結果、タンクBの雨水からは0.1mm~3mm径の緑灰色の綿状の浮遊物が発生した。一方、R3内の雨水では浮遊物の発生は認められなかった。この実験結果より複合膜を利用した孔拡散膜処理により雨水中に存在するエアゾルが除去されていると考える。 The flow of rainwater in tank B along the composite membrane was laminar, based on the flow velocity, the load conditions of the driving force of the flow, and the direct observation of the flow. The flow velocity is expressed as the strain rate. In other words, the flow velocity of S2 can be approximated as S2/(4 x (rib height)) as a strain rate, since the rib height is 5 mm. The S2 value is determined by the control cock attached to S3. By setting the strain rate of S2 to 10/sec, the particulate components in the rainwater flowing through S2 are concentrated in the center of the flow. Under these conditions, the flow separation mechanism using membrane separation technology can be used. This is thought to have increased the transparency of the rainwater in receiver R3. The rainwater from tank B and the rainwater from R3 were stored in stoppered PET bottles at room temperature of 15°C for one week. As a result, greenish-gray cotton-like floating matter with diameters of 0.1 mm to 3 mm was generated from the rainwater in tank B. On the other hand, no floating matter was observed in the rainwater in R3. Based on these experimental results, we believe that aerosols present in rainwater are removed by the pore diffusion membrane treatment using the composite membrane.

図4に示すプラダン型の孔拡散モジュールの膜処理装置に液流速制御ポンプPを雨水の流れ回路S4に設置することで受器R2中の雨水を受器R1に自動的に注ぐことが可能となる。そのために雨水に対して複数回の孔拡散による膜処理も可能となる。複数回の膜処理により雨水内部に分散していたエアロゾル成分が濃縮できる。 By installing a liquid flow rate control pump P in the rainwater flow circuit S4 of the membrane treatment device of the plastic board type hole diffusion module shown in Figure 4, it becomes possible to automatically pour the rainwater in receiver R2 into receiver R1. This makes it possible to perform membrane treatment of the rainwater by hole diffusion multiple times. The aerosol components dispersed within the rainwater can be concentrated by multiple membrane treatments.

雨水中に溶解する塩成分や分散する有機性物質など空気中に分散する微粒子の除去は雨水を飲料用や工業製品の洗浄用水などの用途に用いる際には品質管理上で必須である。本発明で提供する純水は、食品用や洗浄用水のみでなく、化学製品製造用(例、尿素水)に適用される。また微粒子が感染性微生物(例、ウイルス、細菌など)や花粉などの成分微粒子のように生体への作用が強い物質の場合などはその除去は健康管理上でも必須である。産業としては医薬品製造、再生医療等製品の製造、食品・化粧品製造などの製造工程での清浄用に本技術が用できる。 Removal of fine particles dispersed in the air, such as salt components dissolved in rainwater and dispersible organic substances, is essential for quality control when using rainwater for drinking purposes or as water for cleaning industrial products. The pure water provided by the present invention is applicable not only to food and cleaning water, but also to chemical product manufacturing (e.g., urea water). Furthermore, when the fine particles are substances that have a strong effect on living organisms, such as infectious microorganisms (e.g., viruses, bacteria, etc.) or pollen component fine particles, their removal is also essential for health management. In industry, this technology can be used for purification in the manufacturing processes of pharmaceuticals, regenerative medicine products, food and cosmetics, etc.

図1~図4の図中に示す数字、英字等の意味を以下にまとめて示す。
破線の縦方向の矢印;初期降雨が原因の雨滴の電気伝導度の上昇を意味する。実線の縦方向の矢印;20m/秒以上の強い北あるいは北西の風が原因の電気伝導度の上昇を意味する。破線の縦方向の直線;終末降雨が原因の電気伝導度の上昇を意味する。水平方向の実線1,2,3,4;電気伝導度のある特定レベルを意味する。実線1は二島上空での雨雲による定常降雨の際の雨水の電気伝導度ノレベルを示す、実線2,3,および4はそれぞれ二島陸上部と洞海湾西部との上空の雨雲による定常降雨の電気伝導度のレベル、主として洞海湾入口と小倉の上空部の雨雲による定常降雨の電気伝導度のレベル、および響灘上空の雨雲による定常降雨の電気伝導度のレベルのそれぞれの予測値である。
The meanings of the numbers, letters, etc. shown in FIGS. 1 to 4 are summarized below.
Dashed vertical arrows indicate an increase in the electrical conductivity of raindrops due to initial rainfall. Solid vertical arrows indicate an increase in electrical conductivity due to strong northerly or northwesterly winds of over 20 m/s. Dashed vertical straight lines indicate an increase in electrical conductivity due to terminal rainfall. Horizontal solid lines 1, 2, 3, and 4 indicate a certain level of electrical conductivity. Solid line 1 indicates the level of electrical conductivity of rainwater during steady rainfall caused by rainclouds over Futajima, while solid lines 2, 3, and 4 are the predicted values of the level of electrical conductivity of steady rainfall caused by rainclouds over the land part of Futajima and the western part of Dokai Bay, the level of electrical conductivity of steady rainfall caused by rainclouds mainly over the entrance to Dokai Bay and Kokura, and the level of electrical conductivity of steady rainfall caused by rainclouds over Hibiki-nada Sea, respectively.

tank A;雨受けのシート(rain reservoir sheet)に降った雨を導管(pipe)Cを介して導管に直列的に連結しているタンクである。タンクの体積量は2mmの雨の降雨量に匹敵する値で設定されている。タンクの材質はプラスチック製である。tank B;導管Cを介して並列的に連結しているタンクで、定常降雨を集積するタンクである。タンクの材質はプラスチック製である。pole;雨受けのシートを支える支柱。Rigger lid; tank Aの雨水がtank Bへ逆流しないためのしかけ。 Tank A: A tank that connects the rain that falls on the rain reservoir sheet to the pipe in series via pipe C. The tank's volume is set to a value equivalent to the amount of rainfall of 2 mm. The tank is made of plastic. Tank B: A tank that is connected in parallel via pipe C, and is a tank that collects steady rainfall. The tank is made of plastic. Pole: A support that supports the rain reservoir sheet. Rigger lid: A mechanism to prevent rainwater from tank A from flowing back into tank B.

e1;孔拡散モジュールのシート1(膜を介して拡散や濾過した膜処理後の雨水の成分が流動するシート)に設けられた雨水の出入り口。e2;孔拡散モジュールのシート3に設けられた膜処理前の雨水の出入口。cm;複合膜。ad;スペーサー(sp)と複合膜との間の隙間を接着する接着剤。sp;スペーサーで複合膜の膜厚と等しい厚さを持つエチレンープロピレン共重合体の膜状物。複合膜の厚さ方向を通した雨水の流れを防止する。ln;プラスチック製段ボール(シート1および3を構成する)ライナー部。rb;プラスチック製段ホ゛ールのリブ部。se;シール部。P;雨水を受器R2から受器R1へ揚げるための液体用のポンプ。 e1; A rainwater inlet/outlet provided on sheet 1 of the hole diffusion module (a sheet through which the components of rainwater after membrane treatment that have been diffused or filtered through the membrane flow). e2; A rainwater inlet/outlet provided on sheet 3 of the hole diffusion module before membrane treatment. cm; Composite membrane. ad; Adhesive that bonds the gap between the spacer (sp) and the composite membrane. sp; A spacer, a membrane-like material made of ethylene-propylene copolymer with a thickness equal to the membrane thickness of the composite membrane. It prevents rainwater from flowing through the thickness of the composite membrane. ln; Liner part of plastic cardboard (constituting sheets 1 and 3). rb; Rib part of plastic cardboard. se; Sealing part. P; Liquid pump for lifting rainwater from receiver R2 to receiver R1.

f;空気の流入口に設置した空気除菌用フィルター。M;孔拡散用膜分離モジュール。d1;膜を透過した雨水の拡散液の該モジュール内の流れ。d2;雨水の拡散液に近い成分が該モジュール内での流れを作りこの流れは受器R3へ流出する。s1、s2,s3およびs4;細線の矢印に沿った雨水の流れを実現する回路で、s1は受器R1から膜分離モジュールの入口部へと連結する回路で、s2は該モジュールの入口部より空気用フィルターfが存在する出口部への流れを形成する回路で該モジュール内の雨水の回路である。s3は受器2へ導く雨水の流路で水柱頭差Δh2が流れの駆動力となる。s4は受器R2内の雨水をR1へ輸送するための回路である。この輸送には液体ポンプPが利用され自動的に輸送される。R2からR1の輸送が手動でなされる場合にはこの回路を利用することはない。R1,R2およびR3;膜処理前の雨水を一次的に保存するためのプラスチック製の受器。Δh1;受器R1とR3との間の水頭柱差、Δh2;受器R1と膜分離モジュールMの出口との間の水頭柱差。
f: air sterilization filter installed at the air inlet. M: membrane separation module for pore diffusion. d1: flow of rainwater diffusion liquid permeated through the membrane in the module. d2: components similar to the rainwater diffusion liquid create a flow in the module, and this flow flows out to the receiver R3. s1, s2, s3, and s4: circuits that realize the flow of rainwater along the thin arrows, s1 is a circuit connecting the receiver R1 to the inlet of the membrane separation module, and s2 is a circuit that forms a flow from the inlet of the module to the outlet where the air filter f is located, and is the rainwater circuit in the module. s3 is a flow path for rainwater leading to the receiver 2, and the water column difference Δh2 is the driving force for the flow. s4 is a circuit for transporting the rainwater in the receiver R2 to R1. A liquid pump P is used for this transport, and the transport is automatic. When the transport from R2 to R1 is done manually, this circuit is not used. R1, R2, and R3: plastic receivers for temporarily storing rainwater before membrane treatment. Δh1: hydraulic head difference between receivers R1 and R3, Δh2: hydraulic head difference between receiver R1 and the outlet of membrane separation module M.

Claims (3)

下記過程(1)-(4)を通して雨水より省エネルギー的に純水を製造する方法。すなわち、過程(1)、天空より降る雨で海岸線より15km以上離れた内陸部で採取される降雨で、初期降雨より降雨量2mm以内の雨が除外された降雨を採集し、過程(2)、該降雨を平均孔径20nm以上200nm未満で膜厚が200μm以上で600μm未満の平膜状セルロース製の複合膜を装填した全プラスチック製の孔拡散モジュールを用いて、過程(3)、膜間差圧が0.05気圧以下で該膜表面での一次流体の流れがひずみ速度で表示すると2/秒以上の層流となる条件で該モジュールを運転し、過程(4)、膜を介して通過する降雨成分のみを回収することによって安全な純水を製造することを特徴とする製造方法。 A method for producing pure water from rainwater in an energy-saving manner through the following steps (1) to (4): step (1) collecting rainfall that falls from the sky and is collected in an inland area 15 km or more away from the coastline, excluding rainfall with a rainfall amount of 2 mm or less from the initial rainfall, step (2) passing the rainwater through an all-plastic pore diffusion module loaded with a flat membrane-like cellulose composite membrane having an average pore size of 20 nm or more but less than 200 nm and a membrane thickness of 200 μm or more but less than 600 μm, step (3) operating the module under conditions in which the transmembrane pressure difference is 0.05 atm or less and the flow of the primary fluid on the membrane surface is a laminar flow of 2/sec or more when expressed in terms of strain rate , and step (4) recovering only the rainfall components that pass through the membrane to produce safe pure water. 請求項1において、過程(1)の初期降雨より降雨量2mm以内の雨を除外する方法として、屋根などの例にあるように水に不溶な平面状の物体上に降雨を集めこれを雨樋等の水に不溶な素材で作製された水路を形成する導管に導き、該導管に直列的に連結した一定容量のタンク(これをタンクAと略称)へ初期降雨を導き、タンクAの容量を超えた後続する降雨をオーバーフローさせてこれを該導管に並列的に連結したタンク(タンクBと略称)で採取することで初期降雨のみを除去する方法を採用することを特徴とする純水の製造方法。 The method for producing pure water according to claim 1, characterized in that as a method for removing rainfall of 2 mm or less from the initial rainfall in step (1), the method comprises collecting the rainfall on a water-insoluble flat object such as a roof, guiding the collected rainfall to a conduit forming a waterway made of a water-insoluble material such as a gutter, guiding the initial rainfall to a tank of a certain capacity (abbreviated as Tank A) connected in series to the conduit, and allowing subsequent rainfall that exceeds the capacity of Tank A to overflow and be collected in a tank (abbreviated as Tank B) connected in parallel to the conduit, thereby removing only the initial rainfall. 請求項1あるいは2において、過程(1)において選定される雨水として11月から翌年2月までの冬期以外の降雨を採取し、該降雨を過程(2)において平均孔径80nm以上で160nm未満のセルロース製の平膜状の複合膜を装填したポリカーボネート製のプラスチック段ボール型の孔拡散膜モジュールを用いて、過程(4)において膜を介して通過する成分を常圧下で回収することを特徴とする純水の製造方法。

A method for producing pure water according to claim 1 or 2, characterized in that rainfall collected in a period other than winter from November to February of the following year is used as the rainwater selected in step (1), and in step (2) the rainfall is collected using a polycarbonate plastic cardboard-type pore diffusion membrane module loaded with a cellulose flat-membrane composite membrane having an average pore size of 80 nm or more and less than 160 nm, and in step (4) components passing through the membrane are recovered under normal pressure.

JP2023087698A 2023-05-29 2023-05-29 How to make pure water that is safer than rainwater Active JP7633612B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023087698A JP7633612B2 (en) 2023-05-29 2023-05-29 How to make pure water that is safer than rainwater

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023087698A JP7633612B2 (en) 2023-05-29 2023-05-29 How to make pure water that is safer than rainwater

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024170927A JP2024170927A (en) 2024-12-11
JP7633612B2 true JP7633612B2 (en) 2025-02-20

Family

ID=93797408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023087698A Active JP7633612B2 (en) 2023-05-29 2023-05-29 How to make pure water that is safer than rainwater

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7633612B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004009032A (en) 2002-06-11 2004-01-15 Yamakage Firutekku:Kk Method of manufacturing deionized water, and hydroponics method and apparatus
JP2011121003A (en) 2009-12-10 2011-06-23 Jfe Engineering Corp System for utilizing rain water
JP3184913U (en) 2013-05-10 2013-07-25 正雄 安宅 Rainwater storage drinking water freshwater generator
JP2017000922A (en) 2015-06-05 2017-01-05 日本特殊膜開発株式会社 Flow separation type pore diffusion membrane separation module
JP2017087097A (en) 2015-11-04 2017-05-25 日本特殊膜開発株式会社 Flow separation type pore diffusion membrane separation module for concentration
JP2017189753A (en) 2016-04-15 2017-10-19 日本特殊膜開発株式会社 Method for producing clean water by making use of snow and clean water made by said method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004009032A (en) 2002-06-11 2004-01-15 Yamakage Firutekku:Kk Method of manufacturing deionized water, and hydroponics method and apparatus
JP2011121003A (en) 2009-12-10 2011-06-23 Jfe Engineering Corp System for utilizing rain water
JP3184913U (en) 2013-05-10 2013-07-25 正雄 安宅 Rainwater storage drinking water freshwater generator
JP2017000922A (en) 2015-06-05 2017-01-05 日本特殊膜開発株式会社 Flow separation type pore diffusion membrane separation module
JP2017087097A (en) 2015-11-04 2017-05-25 日本特殊膜開発株式会社 Flow separation type pore diffusion membrane separation module for concentration
JP2017189753A (en) 2016-04-15 2017-10-19 日本特殊膜開発株式会社 Method for producing clean water by making use of snow and clean water made by said method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024170927A (en) 2024-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Microplastics in different water samples (seawater, freshwater, and wastewater): Removal efficiency of membrane treatment processes
Dawoud et al. Characterization and treatment technologies applied for produced water in Qatar
JP2005537121A (en) Double porous filter
CN103523980A (en) Method and system for high-efficiency recovery of high-salinity mine water
Dao et al. Direct As (III) removal from brackish groundwater by vacuum membrane distillation: Effect of organic matter and salts on membrane fouling
US20120085687A1 (en) Unihousing portable water filtration system
Bahuguna et al. Physical method of Wastewater treatment-A review
Becker et al. Preparing for Wildfires and Extreme Weather
CN107473489A (en) A kind of rainwater purification apparatus peculiar to vessel and its application process
JP7633612B2 (en) How to make pure water that is safer than rainwater
Al Mehrate et al. A review of sulfate removal from water using polymeric membranes
Elma et al. Nanofiltration technology applied for peat and wetland saline water
Rashad et al. A systematic literature review of ceramic membranes applications in water treatment
KR102144059B1 (en) Submerged water treatment and water reservoir system for adjusting siphon driving water level
Wlodarczyk et al. Treatment of waterborne pathogens by reverse osmosis
Yeniçeri et al. Recycling wastewater with membrane technology and the case of Singapore
CN206886885U (en) A kind of hotting mask coupling seawater desalination plant
Ashok et al. Polymer membrane for desalination and distillation
Tewari Advanced Water Technologies: Concepts and Applications
JP6708834B2 (en) A method for producing clean water using snow and clean water produced by the method.
Goosen et al. 11Membrane Fouling: Recent Strategies and Methodologies for Its Minimization
Jabeen et al. Studies on Polymeric Ceramic Composite Membranes for Water Treatment
CN106061589A (en) System and method for point of use/point of entry water treatment
CN206337069U (en) A kind of high concentration suspended matter and oil-contained waste water treatment device
Cohen et al. Membrane desalination of agricultural drainage water

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240930

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7633612

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150