JP3289376B2 - 膜分離装置 - Google Patents
膜分離装置Info
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Description
膜面に付着物が堆積しにくい膜分離装置に関する。
した工業用水や水道水などの原水をRO(逆浸透)膜分
離により塩や溶存有機物を除去する方法が知られてい
る。この方法は半導体の製造に使う洗浄用の超純水の製
造プロセスの基本的操作としても多用されている。この
RO膜分離に使う工業的な膜モジュールとしては、スパ
イラル形や中空糸形のものが使われている。
使うには、原水中の成分が膜面に付着しないように原水
を調質する必要がある。即ち、原水中の濁質やコロイド
成分が膜面に付着しゲル状のケーク層が成長するとフラ
ックスを著しく低下させる。また、ケーク層中で溶質が
過剰に濃縮されるために、膜性能が一定であっても見掛
けの阻止率が低下し、透過水質を悪化させるなどの障害
を与える。
体を占めるまで発達すると、ついには原水流路が閉塞し
採水が不可能となる。
止された物質が膜面近傍に濃縮する。
どのコロイド成分は膜面上に強固なゲル状の付着層を形
成する。また、微生物菌体などもコロイド成分と同様な
ゲル状の付着層を形成する。
組成によっても差はあるが、一旦付着すると徐々にその
厚みを増していく。そして、付着層の成長に伴いフラッ
クス(透過水量)は減少する。
の濃縮が過剰に進行するために見掛けの脱塩率も低下す
る。また、シリカや炭酸カルシウムが過溶解度以上に濃
縮すると、それらの結晶が析出しスケールを発生させ、
フラックスを減少させる。
ためには、前処理として凝集・沈殿(あるいは加圧浮
上)・濾過を組み合わせる操作が一般的であった。
装置に比して多大な分離面積、即ち広大な敷地を必要と
する欠点があった。
大きい膜モジュールを用いることによりこのような要求
に対応できる。しかしながら、この場合においても、原
水流路の閉塞に対しては対応できるものの、膜汚染(フ
ァウリング)現象に対しては対応しきれずフラックスの
低下を抑止できない。このため、一定のフラックスを維
持するには薬品による洗浄の頻度を高める必要があっ
た。
も、膜汚染(ファウリング)現象の少ない膜分離装置が
望まれている。
水側と透過水側とが区画されている分離膜装置におい
て、該分離膜は平膜状であり、該分離膜に局部的な不透
水部を多数設けたものである。
水部を多数設けているため、膜面に一面に付着しようと
する付着物が、この不透水部で寸断され、この不透水部
のところで付着物に切れ目が入るようになる。
から膜面より引き剥され易くなり、付着層の成長が抑止
されるようになる。
と次の通りである。
膜面に付着する力と剥離させる力の平衡の上に成り立っ
ている。付着層を膜面から剥離させる力は、クロスフロ
ーや逆洗などの水力学的な剪断力である。一方、付着物
を膜面に付着させておこうとする力は、付着面の面積と
膜と付着物との間の吸着力の積に比例する。
有効透過領域が不透過領域で断続的に仕切られているの
で、付着物の付着力はこの不透過領域のために小さく寸
断される。このため、小さい水力学的な剪断力によって
付着層が剥離され、付着層が厚く成長することがない。
ことと、隣り合う付着層の架橋を寸断することにより、
付着層の剥離を容易にする。
的には付着層の厚さは、付着層の成長と剥離が平衡する
ところで一定の厚み以下に維持される。付着層は剥離と
成長とを不定期的に繰り返すので、付着層の内部での過
剰濃縮により発生し易いスケールも強固に固化する前に
剥離される。このことにより、フラックスの不可逆的な
低下を抑止し、フラックスを安定維持させる。また、薬
品洗浄時の洗浄剥離効果も高まる。
続的な剪断力を加えることにより、付着層の剥離効果を
より一層高めることができる。
る。第1、2図は平膜型の膜モジュールを備えた膜分離
装置の分離膜膜面の平面図である。
水部2が多数、分散状に設けられている。第2図の分離
膜3には、分離膜3の一辺側から他辺側まで延在する長
い細幅状の不透水部4が多数設けられている。この不透
水部4は綾模様状に多数、交叉して設けられている。
ようにして形成される。
の上から製膜する。 不透水性の素材を織り込んだり、積層した支持布の
上から製膜する。 膜から透過した透過水を流下させるための透水材に
不透過領域を設けることにより、圧力濾過時に膜と透水
材が密着するときにのみ、不透過領域に位置する透水材
と接する膜面に不透過領域を発生させる。
み方向の断面である。
分離膜6が重ねられている。この分離膜6に不透水剤7
を塗付するか、熱処理による不透水化部8を設けること
により不透水部が形成されている。第3図(b)では、
支持布5に不透水領域9を設けることにより不透水部が
形成されている。第3図(c)では、支持布5の下側に
多孔質支持板10が設けられており、この多孔質支持板
10同志の間に細棒状の不透水材11を配置することに
より不透水部が形成されている。
透水部を設ける場合、この不透水部の幅は0.5〜10
mm程度が好適であり、不透水部相互間の間隔(不透水
部長手方向と直交する方向の不透水部間隔)は5〜50
mm程度が好適である。
離膜を備えた膜分離装置をクロスフロー濾過で使用する
場合、原水の流れ方向は、不透水部の帯状ないし線状部
の長手方向と交叉(好ましくは45°〜90°の交叉角
度)するのが好適である。
方向が一定とならない濾過方式では、有効透過領域が上
記の単位で断続的に交互に繰り返されれば良い。
積の10%以下となるようにするのが好ましい。なお、
不透水部は、線ないし帯状のほか、散点状に設けても良
い。
レートアンドフレーム型モジュールにするのがよい。
幅7.5mmの不透水部が2本入っているセルロースア
セテート膜を用いた平膜セルによって加圧濾過を行なっ
た。
き、物理洗浄として、間欠停止(10分)+高速フラッ
シング(5分,1m/s)を1日1回行なった。フラッ
クスの経日変化を第5図に示す。
ていない膜を用いたこと以外は実施例1と同様にして通
水を行なった。フラックスの経日変化を第5図に併せて
示す。
フラックスが得られることが明らかである。
面の付着物堆積が抑制され、フラックスや阻止率を長期
間にわたって高く維持することが可能となる。
である。
面図である。
面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 分離膜によって原水側と透過水側とが区
画されている膜分離装置において、該分離膜は平膜状で
あり、該分離膜に局部的な不透水部を多数設けたことを
特徴とする膜分離装置。 - 【請求項2】 請求項1において、該不透水部が細幅状
の帯状ないし線状であって、該不透水部の幅が0.5〜
10mmであることを特徴とする膜分離装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、該不透水部の
面積が透過部の面積の10%以下であることを特徴とす
る膜分離装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP06840593A JP3289376B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 膜分離装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
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JP06840593A Expired - Fee Related JP3289376B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 膜分離装置 |
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1993
- 1993-03-26 JP JP06840593A patent/JP3289376B2/ja not_active Expired - Fee Related
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