JPH05212252A - 逆浸透液体分離装置 - Google Patents

逆浸透液体分離装置

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JPH05212252A
JPH05212252A JP4019212A JP1921292A JPH05212252A JP H05212252 A JPH05212252 A JP H05212252A JP 4019212 A JP4019212 A JP 4019212A JP 1921292 A JP1921292 A JP 1921292A JP H05212252 A JPH05212252 A JP H05212252A
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JP
Japan
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reverse osmosis
membrane module
membrane
water
liquid separation
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JP4019212A
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English (en)
Inventor
Masahide Taniguchi
雅英 谷口
Hiroyuki Yamamura
弘之 山村
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明においては、従来の液体分離装置におい
て液体分離性能維持の面で大きな問題となっている、逆
浸透膜面におけるスケール生成などによる性能低下を防
ぐことを目的とする。 【構成】原水を予め洗浄によって性能回復が可能な中空
糸濾過膜モジュールユニットによって濾過し、しかる後
に逆浸透液体分離膜モジュールユニットに供給すること
を特徴とする逆浸透液体分離装置。 【効果】本発明において、逆浸透膜モジュールユニット
の前に洗浄によって性能回復が可能な中空糸濾過膜モジ
ュールユニットを備え、原水中に含まれる微粒子,懸濁
物,細菌,藻類等を除去することにより、長期にわたり
逆浸透膜モジュールユニットの性能を維持することが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、原水を予め洗浄操作に
より性能回復が可能な中空糸濾過膜モジュールで濾過
し、しかる後に半透性膜を使用した逆浸透膜モジュール
ユニットにより逆浸透液体分離を行う液体分離装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】半透性膜を用いた逆浸透法による液体分
離が海水淡水化,超純水製造,溶液の濃縮等、様々な分
野で実用化されている。逆浸透法で用いられる膜モジュ
ールは、スパイラル型,中空糸型が主であるが、対象と
なる原水を、直接逆浸透膜モジュールに供給すると、膜
モジュール内部で微粒子,懸濁物,細菌,藻類,ゴミ等
により目詰まりが生じやすくまた、膜面においてファウ
リングが生じ、膜の分離性能を大きく低下させる要因と
なる。そこで、逆浸透膜モジュールにより液体の分離を
行う場合、前処理濾過として低圧型逆浸透膜(ルーズR
O),限外濾過膜(UF),精密濾過膜(MF),フィ
ルター,各種濾材等により、微粒子等の除去を行う場合
が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
前処理濾過を行い、逆浸透膜モジュールユニットの性能
低下を防止することができた場合でも、前処理濾過ユニ
ットが、目詰まりなどを起こし、性能を発揮できなくな
るため、ある程度の時間使用した後、交換作業を行わな
ければならないという問題を有していた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、半透性
膜を使用して液体の逆浸透分離を行う液体分離装置にお
いて、原水を予め洗浄操作により性能回復が可能な中空
糸濾過膜モジュールユニットで濾過し、しかる後に逆浸
透膜モジュールユニットに供給することを特徴とする逆
浸透液体分離装置により基本的に達成される。
【0005】図1は、本発明における洗浄操作により性
能回復が可能な中空糸膜モジュールを装備した逆浸透液
体分離装置の回路図の一例である。本図に示すように、
原水ライン1より取り入れられた原水は、供給水ポンプ
2により供給水ライン3を通して中空糸濾過膜モジュー
ル6に送られ、微粒子,懸濁物,細菌,藻類等を濾過・
除去する。濾過水はライン8を通して逆浸透膜モジュー
ル9に送られる。逆浸透膜モジュール9においては、処
理水側をポンプ12により加圧することで処理水を分離
し、透過水をライン10より取り出し、濃縮水をライン
11より排出する。
【0006】また、運転を継続するにしたがって、中空
糸濾過膜モジュール6の膜面には阻止された物質がスケ
ールとなって堆積した場合、供給水ポンプ2を停止さ
せ、バルブ13を閉じ、7,14を開けると共に、エア
ーポンプ5を作動させ、モジュール6内をエアーバブリ
ングすることによって中空糸膜面を振動させ、膜面堆積
物を取り除くことができる。取り除いた堆積物を含有す
る水を排水バルブ4から排出することにより中空糸濾過
膜モジュールの性能回復が行われる。
【0007】中空糸濾過膜モジュールによる濾過におい
ては、供給水の全量濾過が一般的であるが、図2に示す
ような供給水の一部を排出するいわゆるクロスフロー濾
過を行っても全く問題ない。また、必要に応じて流量調
節設備,圧力調節設備,自動洗浄装置を取り付けること
も可能である。
【0008】また、中空糸膜の洗浄にはエアーバブリン
グによる方法が効果的であるが、濾過水または清澄水に
よる中空糸膜の透過側から供給側への逆方向通水(逆
洗)による洗浄,またこれらの併用も全く差し支えな
い。また、必要に応じて薬液による洗浄を行うことも可
能である。
【0009】中空糸濾過膜モジュールの形状としては特
に限定しないが、エアーバブリングによる洗浄を行いや
すい、図3(特開昭60-206415 )や図4(特開昭61-263
605)に見られる様な形状のものが望ましい。
【0010】本発明における逆浸透液体分離装置は、海
水の淡水化,純水製造,ジュースの清澄化・濃縮等、多
分野にわたり応用することができる。また、用途に応じ
ては、各種フィルター,精密濾過装置,イオン交換体,
脱気膜装置,薬品添加装置,殺菌処理装置等を併用する
ことにより、目的の液を製造することが可能である。特
に、超純水製造用途に使用される場合、中空糸濾過膜モ
ジュールユニットにおいて前処理を行い、逆浸透膜モジ
ュールユニットを通した後、処理透過水をイオン交換体
ユニットに供給処理するという基本的には図5に示すよ
うな3つのユニットを通した装置により一次純水を製造
することができる。さらに、紫外線照射,非再生型イオ
ン交換体ユニット,限外濾過膜モジュールユニットを通
すことにより超純水を得ることができる。
【0011】本発明における逆浸透液体分離装置の用途
のひとつとして船舶上での該装置の使用が挙げられる。
船舶上において、とくに、長距離・長時間にわたり航海
するような場合、淡水を必要とするケースはかなり多
い。とくに、漁業に用いられる場合は、大量に必要な場
合が多い。主な用途は魚類の保存目的である。捕獲した
魚類を新鮮なまま陸揚げするためには海水よりの塩濃度
が低い塩水を用いることが必要であり、そのためには海
水を希釈するための淡水が必要となる。当然、水を大量
に持って出漁することは、時間的,コスト的に不利であ
り、出漁先での淡水の調達が可能となることは、非常に
重要な問題である。このような場合、船舶に海水を淡水
化する逆浸透液体分離装置を搭載することにより、問題
は解決することができる。しかしながら、海水中には、
多くの微粒子,懸濁物,藻類,細菌,その他、逆浸透膜
モジュールユニットの性能を低下させる要素が数多く存
在している。このため、前記したように前処理濾過膜モ
ジュールユニットが必要となる。しかも、この濾過膜モ
ジュールユニットを航海中に交換することは困難であ
り、仮に可能であったとしても、スペアユニットを同搬
するのは不利である。さらに、陸地近くで操業する場合
は、海水が汚染されていることが多く、濾過膜モジュー
ルユニットの耐用時間も一定ではない。そのため、洗浄
作業によって性能回復が可能である濾過膜モジュールユ
ニットを使用することにより、これら全ての問題点を解
決することができ、極めて有効な手段となる。また、前
記した中空糸濾過膜モジュールユニットを用いた場合、
エアーバブリングによる洗浄を行うことが可能で、薬液
を必要としないことから、海上における洗浄も容易であ
り、薬物汚染等の心配をする必要もない。
【0012】また、船舶積載用途の中には豪華客船,ク
ルーザー,フェリー等に用いる浴用水等も挙げられる。
非常用としては、飲料水用途に用いることも可能であ
る。
【0013】逆浸透液体分離膜モジュールユニットは、
用途に応じて脱塩率,造水量の性能にいろいろなものが
ある。例えば、漁業用のものであれば、脱塩性能が低く
高造水量である低圧型を用いるのが適当であり、飲料水
として用いることを目的とすれば、高脱塩性能を有する
高圧型を用いるのが適当である。
【0014】本発明に用いる中空糸濾過膜モジュールを
構成する中空糸膜素材としては、多孔質の中空糸であれ
ば特に限定しないが、ポリエチレン,ポリプロピレン,
ポリスルホン,ポリエーテルスルホン,ポリビニルアル
コール,セルロースアセテート,ポリアクリロニトリ
ル,ポリテトラフルオロエチレン,等を用いることが可
能である。この中で、好ましい素材としては、アクリロ
ニトリルを少なくとも一成分とする重合体またはオレフ
ィン系重合体が挙げられ、特に好ましくは、アクリロニ
トリルを50モル%以上,さらに好ましくは60モル%以上
と該アクリロニトリルに対して共重合性を有するビニル
化合物一種または二種以上とからなるアクリロニトリル
系共重合体である。また、これらアクリロニトリル系共
重合体二種以上,さらに他の重合体との混合物でもよ
い。上記ビニル化合物としては、アクリロニトリルに対
して共重合性を有する公知の化合物であればよく、特に
限定されないが、好ましい共重合体成分としては、アク
リル酸,イタコン酸,アクリル酸メチル,メタクリル酸
メチル,酢酸ビニル,アリルスルホン酸ソーダ,p−ス
チレンスルホン酸ソーダ等が挙げられる。
【0015】また、次に好ましい中空糸膜素材として
は、エチレン,プロピレン,4メチルペンテン等の一種
または二種以上のオレフィン系重合体からなり、中空糸
膜形状として、表面に長径0.1 〜1.0 μm,短径0.05〜
0.5 μmのスリット状の細孔を有するものが適当であ
る。
【0016】本発明に用いる逆浸透液体分離膜モジュー
ルは、平膜型,中空糸膜型,スパイラル型等、特にその
形式は限定しないが、膜の充填率を上げることができ、
強度的にも耐圧性の高いものが好ましい。特に好ましい
のは、スパイラル型モジュール、または、中空糸膜モジ
ュールである。スパイラル型モジュールは、封筒状の膜
をネット状流路材とともに多孔質中心管のまわりに巻囲
した基本構造を有しており、膜分離モジュールとして広
く知られているものである。また、中空糸膜モジュール
は、形式は特に限定しないが、供給水,透過水が偏流を
起こしにくく、スケール生成に起因する目詰まりなどが
生じにくい構造のものが望ましい。
【0017】スパイラル型膜モジュールに用いられる膜
は、非対称膜,複合膜が一般的であるが、複合膜が使用
される場合が特に一般的である。複合膜という膜構造
は、膜の形状は平膜形状であり、かつ多孔質支持体層と
その上に設けた高分子均質層または緻密層からなる。多
孔質支持体層は、疎水性気体透過膜の性能に最も影響す
る高分子均質層の支持層として高分子均質層の機械的変
形を防止する役目を持っており、かつ、十分な気体透過
性能を有していることが必要である。また、該支持体層
の強度をさらに上げるために、該支持体層の下にポリエ
ステル織物または不織布などの補強層を有していること
が好ましい。多孔質支持体層の好ましい高分子として
は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリ
アクリレート、ポリメタクリレート、ポリ4フッ化エチ
レン、ポリスルホン、ポリカーボネートなどが例示され
るが、特に好ましくは、ポリスルホン、またはポリプロ
ピレンである。多孔質支持体層の上に形成される高分子
均質層の具体例としては、ポリエーテル系,芳香族ポリ
アミド系、脂肪族ポリアミド系,ポリエチレンイミン
系、ポリ酸化エチレン、などが挙げられ、この中でも薄
膜化することにより透過性能を向上させた場合でも阻止
性能に優れ、さらに、対薬品性も高い芳香族架橋ポリア
ミドを用いることが好ましい。また、非対称膜の場合、
酢酸セルロース系の膜が分離性能,耐久性,耐薬品性に
優れるため、実用性が高い。
【0018】
【実施例】以下実施例をもってもって本発明をさらに具
体的に説明する。ただし、本発明はこれにより限定され
るものではない。
【0019】実施例1 本発明の例である図1に示したような回路の脱気膜装置
において中空糸濾過膜モジュールとしては、内径 350μ
m,外径 500μm,長さ1mのポリアクリロニトリル多
孔質中空糸が 20000本装填されたものを用いた。又、逆
浸透膜モジュールとしてはポリエステルタフタ/ポリス
ルホンからなる支持体上に芳香族ポリアミドの薄膜を形
成させた液体分離膜を、縦溝を有するポリエステル織物
からなる透過側流路材と、ポリプロピレン製ネットから
なる供給側流路材とともに、硬質塩化ビニル製の多孔質
中心管の周りに巻囲したスパイラル型のものを用いた。
【0020】被処理原水には工業用水を用い、中空糸濾
過膜モジュールの洗浄はエアーバブリングにより24時間
毎のインターバルで15分間行った。液体分離試験として
は海水を用いて行い、圧力56Kg/cm 2 で毎分10リットル
流した。この際の透過流量の経時変化を測定し、装置の
造水性能の安定性を調べた。その結果、初期における透
過流量は、3.1m 3/dayで、30日後でも造水性能にほとん
ど変化はみられなかった。
【0021】比較例1 中空糸濾過膜モジュールが装備されていない他は実施例
1と同じである図6に示すような液体分離装置を用いて
実施例1と同条件で海水淡水化試験を行った。その結
果、初期における造水性能は3.0m 3/dayであったが、10
日後には1.6m 3/dayまで造水性能が低下した。
【0022】
【発明の効果】本発明において、半透性膜を使用して液
体の逆浸透分離を行う液体分離装置において、原水を予
め洗浄操作により性能回復が可能な中空糸濾過膜モジュ
ールユニットで濾過し、しかる後に逆浸透膜モジュール
ユニットに供給することを特徴とする逆浸透液体分離装
置により逆浸透膜モジュールの性能を維持しつつ、従来
問題とされていた前処理用濾過膜モジュールの寿命を大
幅にのばすことができ、濾過膜モジュールの交換がほと
んど不要となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る逆浸透液体分離装置の回路図の一
例である。
【図2】本発明に係る逆浸透液体分離装置の回路図の一
例である。
【図3】本発明に係る逆浸透液体分離装置に用いられる
中空糸濾過膜モジュールの一例である。
【図4】本発明に係る逆浸透液体分離装置に用いられる
中空糸濾過膜モジュールの一例である。
【図5】本発明に係る純水製造用液体分離装置の回路図
の一例である。
【図6】従来の逆浸透液体分離装置の一例である。
【図7】従来の前処理濾過装置を有した逆浸透液体分離
装置の一例である。
【符号の説明】
1:原水ライン 2:供給水ポンプ 3:供給水ライン 4:排水バルブ 5:エアポンプ 6:中空糸濾過膜モジュール 7:エア抜きバルブ 8:濾過水ライン 9:逆浸透膜モジュール 10:透過水ライン 11:濃縮水ライン 12:高圧ポンプ 13:逆止バルブ 14:逆止バルブ 15:逆止バルブ 16:排水ライン 17:バルブ 18:原水供給口 19:濃縮水出口 20:透過水出口 21:中空糸膜 22:循環ライン 23:イオン交換体 24:純水 25:濃縮水バルブ 26:濾過膜モジュール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/42 A 9/00 Z 8515−4D

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半透性膜を使用して液体の逆浸透分離を行
    う液体分離装置において、原水を予め洗浄操作により性
    能回復が可能な中空糸濾過膜モジュールユニットで濾過
    し、しかる後に逆浸透膜モジュールユニットに供給する
    ことを特徴とする逆浸透液体分離装置。
  2. 【請求項2】逆浸透膜モジュールの構造がスパイラル型
    モジュールであり、逆浸透膜がポリエーテル系複合膜,
    芳香族ポリアミド系複合膜,脂肪族ポリアミド系複合
    膜,酢酸セルロース系非対称膜のうちのいずれかである
    ことを特徴とする請求項1記載の逆浸透液体分離装置。
  3. 【請求項3】中空糸濾過膜モジュールを構成する多孔質
    中空糸膜が、アクリロニトリルを少なくとも一成分とす
    る重合体またはオレフィン系重合体からなることを特徴
    とする請求項1記載の逆浸透液体分離装置。
  4. 【請求項4】原水を予め洗浄操作により性能回復が可能
    な中空糸濾過膜モジュールユニットで濾過した後に逆浸
    透膜モジュールユニットに供給し、しかる後に逆浸透膜
    モジュールユニットの処理透過水をイオン交換体ユニッ
    トに供給処理することを特徴とする逆浸透液体分離膜装
    置。
  5. 【請求項5】使用する主用途が船舶積載用であることを
    特徴とする請求項1に記載の逆浸透液体分離膜装置。
JP4019212A 1992-02-04 1992-02-04 逆浸透液体分離装置 Pending JPH05212252A (ja)

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