JP2001170622A

JP2001170622A - 吸着物質の脱着方法、濃縮器、及び濃縮方法

Info

Publication number: JP2001170622A
Application number: JP35732499A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kida; 文夫木田; Takashi Kimura; 喬木村
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】中空糸膜の集合体と、中空糸膜の末端
開口部に連通する第１流体出入口、及び前記中空糸膜外
周に連通する第２流体出入口を備える中空糸膜ケース
と、前記中空糸膜ケース内に存在する吸着剤とを有する
分離器における吸着物質の脱着方法を提供する。【解決手段】前記分離器における第１流体出入口及
び前記第２流体出入口の一方から他方に向かって水・有
機溶媒・気体等を流通させ、前記分離器に吸着された吸
着物質を脱着させる脱着方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着物質の脱着方
法に関し、更に詳しくは、例えば水系溶液中及び空気な
どの気体中に混在している吸着物質を吸着した分離器か
ら、前記吸着物質を脱着させる吸着物質の脱着方法に関
する。

【０００２】本発明は、更に、濃縮器及び濃縮方法に関
し、更に詳しくは、流体中の親水性物質及び油性物質の
何れか又は両方を濃縮する濃縮器及び濃縮方法に関す
る。

【０００３】

【従来の技術】水道水から溶存塩素及びハロゲン化炭化
水素等を除去する浄水装置として、従来、活性炭を充填
した活性炭吸着装置が一般的に用いられていた。

【０００４】前記活性炭吸着装置においては、一般的に
活性炭の密度に粗密があるので、水道水等の流れは、活
性炭の密度が低い箇所を選択的に流れる。それ故に前記
活性炭吸着装置においては、充填された活性炭が必ずし
も高い効率で利用されないという問題点、及び流体が固
形物を含有する場合に、固形物を除去することが困難で
あるという問題点があった。

【０００５】水系溶媒から溶質を分離・除去する方法と
しては、他に、イオン交換樹脂を用いた分離手段が知ら
れている。

【０００６】しかし、前記分離手段によっては、電解質
等のイオン物質及び分極・荷電物質以外の溶質を有効に
除去することができなかった。

【０００７】塗装工場、クリーニング工場、及び半導体
製造工場等からは、トリクロロエチレン等のハロゲン化
炭化水素の蒸気、及び前記ハロゲン化炭化水素が分解し
て発生したハロゲン化水素等を含有する排気ガスが大量
に発生する。

【０００８】近年、気体状のハロゲン化炭化水素の排出
についても規制が厳しくなってきた故に、前記工場にお
いては、排気ガスに含まれているハロゲン化炭化水素等
を除去してから前記排気ガスを排出する必要が高まって
きた。

【０００９】更に、近年においては、新建材等から放出
されるホルムアルデヒド等の有害物質に対する関心が高
まり、新築家屋等の室内に存在するホルムアルデヒドを
除去する手段が望まれるようになってきた。

【００１０】従来は、前記排気ガスの処理に、活性炭を
充填した吸着塔が主に用いられていた。前記吸着塔に
も、前記活性炭吸着装置のところで述べたのと同様の問
題点があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、中空糸膜と
吸着剤とを備え、流体中に微量に存在する物質を除去す
る分離器に吸着された吸着物質、具体的には塩素などの
親水性物質及びトリクロロエチレン等の油性物質の少な
くとも一方を効率よく脱着する方法を提供することを目
的とする。

【００１２】更に、本発明は、前記吸着器を用いて、流
体中に微量に存在する親水性物質及び油性物質等を効率
よく濃縮する濃縮方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すること
を目的とする本発明の手段は、少なくとも一端が開口し
た中空糸膜の集合体と、前記中空糸膜の集合体を収容
し、前記中空糸膜の末端開口部の少なくとも一方に連通
する第１流体出入口、及び前記中空糸膜の外周に連通す
る第２流体出入口を備える中空糸膜ケースと、前記中空
糸膜ケース内に存在する吸着剤とを有してなる分離器を
使用し、前記第１流体出入口及び前記第２流体出入口の
何れか一方から他方に向かって、流体を流通させて、前
記分離器内で吸着された吸着物質を脱着させることを特
徴とする吸着物質の脱着方法である。

【００１４】本発明に係る吸着物質の脱着方法の好まし
い態様としては、前記吸着物質は、親水性物質及び油性
物質の少なくとも一方である吸着物質の脱着方法、前記
油性物質は、含ハロゲン有機化合物及び炭化水素からな
る群より選択された少なくとも１つの物質である吸着物
質の脱着方法、前記親水性物質は、ハロゲン類及び親水
性有機化合物からなる群より選択された少なくとも１つ
の物質である吸着物質の脱着方法、前記分離器の備える
中空糸膜は、水に対する接触角が６０°以上であるポリ
マーから形成されてなる吸着物質の脱着方法、前記中空
糸膜は、ポリアリレートと、ポリスルホン及びポリエー
テルスルホンの少なくとも１つとを含有するポリマーア
ロイから形成されてなる吸着物質の脱着方法、前記分離
器の備える吸着剤は、前記親水性物質及び油性物質の少
なくとも一方を吸着する吸着物質の脱着方法、前記吸着
剤は、無機物質を主成分とする無機吸着剤、及びポリマ
ーを主成分とするポリマー吸着剤の少なくとも一方であ
る吸着物質の脱着方法、前記無機吸着剤は、活性炭及び
ゼオライトから選択されてなる前記吸着物質の脱着方
法、前記ポリマー吸着剤は、水に対する接触角が６０°
以上であるポリマーから形成されてなる吸着物質の脱着
方法、前記ポリマーは、ポリアリレートと、ポリスルホ
ン及びポリエーテルスルホンの少なくとも１つとを含有
するポリマーアロイである前記記載の吸着物質の脱着方
法を挙げることができる。

【００１５】本発明の手段は、又、少なくとも一端が開
口した中空糸膜の集合体と、前記中空糸膜の集合体を収
容し、前記中空糸膜の末端開口部の少なくとも一方に連
通する第１流体出入口、及び前記中空糸膜の外周に連通
する第２流体出入口を備える中空糸膜ケースと、前記中
空糸膜ケース内に存在する吸着剤とを有することを特徴
とし、流体中の親水性物質及び油性物質の何れか又は両
方を濃縮する濃縮器、及び親水性物質及び油性物質の少
なくとも一方を含有する流体を、前記濃縮器に流通さ
せ、次いで、前記親水性物質及び前記油性物質の何れも
少量しか含有しないか又は実質的に含有しない流体を前
記濃縮器に流通させることを特徴とする濃縮方法であ
る。

【００１６】

【発明の実施の態様】１．吸着器の具体例本発明に係る吸着物質の脱着方法が適用できる吸着器と
しては、例えば、トリクロロエチレン、ダイオキシン、
フェノール類、塩素、及び農薬類等の有害物質を含有す
る水道水等の液体から、前記有害物質を除去することを
目的とする液体浄化器、及び前記有害物質を含有する空
気等の排ガスから前記有害物質を除去することを目的と
する気体浄化器等を挙げることができる。以下、前記液
体浄化器及び気体浄化器につき具体例を示す。（１）例１前記液体浄化器について、中心線に沿って切断した縦断
面を図１に示す。図１に示された液体浄化器は、特に水
の浄化を目的としている故に、浄水器ということができ
る。

【００１７】前記浄水器は、略円筒状の中空糸膜ケース
２を有する。前記中空糸膜ケース２の外周面における両
末端部近傍には、円周方向に沿って、環状突起２ａ及び
２ｂが形成されている。

【００１８】図１に示されるように、中空糸膜１は、円
柱状に束ねられ、前記中空糸膜ケース２の中空部に充填
され、両端部において、ポッティングによって前記中空
糸膜ケース２の内周面に固定されている。前記ポッティ
ングによって形成されたポッティング部２３及び２４
は、それぞれ中空糸膜ケース２の両端面に沿って切断さ
れ、これにより、中空糸膜１の末端開口部１１及び末端
開口部１２が形成されている。尚、末端開口部１２は、
本発明の脱着方法が適用できる吸着器における第１流体
流路に相当する。

【００１９】図１に示されるように、前記中空糸膜ケー
ス２におけるところの、中空糸膜１の末端開口部１１が
形成された側の端部、及び中空糸膜１の末端開口部１２
が形成された側の端部には、それぞれ一端が開口した略
円筒状の第１キャップ３１及び第２キャップ３２が装着
されている。第２キャップ３２の底面における中央部に
は、前記中空糸膜１を透過した処理水を取り出す処理水
取り出し管３２ａが設けられている。中空糸膜ケース２
の外周面における環状突起２ａ及び環状突起２ｂよりも
末端側の部分には、それぞれ第１Ｏリング嵌装溝２５及
び第２Ｏリング嵌装溝２６が円周方向に形成されてい
る。前記第１Ｏリング嵌装溝２５及び第２Ｏリング嵌挿
溝には、それぞれＯリング６１及びＯリング６２が嵌装
されている。

【００２０】図１に示されるように、前記中空糸膜ケー
ス２の外周面の環状突起２ａ及び２ｂよりも内側の部分
における環状突起２ａ寄りには、この浄水器で処理され
る水である被処理水を前記浄水器に供給する被処理水供
給管２１が設けられ、前記外周面における環状突起２ｂ
寄りには、前記被処理水を必要に応じてドレンとして排
出するドレン排出管２２が設けられている。前記被処理
水供給管２１は、本発明の脱着方法が適用できる分離器
における第２流路に相当する。前記ドレン排出管２２に
は、流量調節が可能なダイヤフラム弁であるドレン弁２
２ａが設けられている。

【００２１】更に、前記中空糸膜ケース２の内周面と前
記中空糸膜１の束との間、及び前記中空糸膜１同士の間
には、図１に示されるように、吸着剤の粒子が充填さ
れ、吸着剤層４が形成されている。前記吸着剤層４は、
本発明の脱着方法が適用できる分離器における吸着剤に
相当する。尚、前記ドレン排出管２２には、前記吸着剤
の粒子が水流により粉砕されて生じた微粉末が外部に流
出することを防止するフィルタ５が設けられている。

【００２２】前記中空糸膜１の外径は、通常約５mm以下
であり、好ましくは４０μm〜３mm程度の範囲である。

【００２３】前記中空糸膜１としては、具体的には精密
濾過膜及び限外濾過膜等が挙げられる。前記中空糸膜１
の構造としては、均質膜構造、不均質膜構造、対称膜構
造、及び非対称膜構造等が挙げられる。

【００２４】前記浄水器としては、更に、中空糸膜１の
内側から外側に流体が透過する内圧型、および前記中空
糸膜１の外側から内側に流体が透過する外圧型の何れも
可能である。

【００２５】前記中空糸膜１において吸着しようとする
物質が主に後述する油性物質である場合においては、前
記中空糸膜１の材質としては、水に対する接触角が６０
°以上、好ましくは７０度以上、特に７０〜１１０度で
あるポリマー（以下「疎水性ポリマー」ということがあ
る。）が好ましい。

【００２６】前記接触角は、蒸留水を接触させたとき、
固体、液体、気体の三相の接触点で液体に引いた接線と
固体面とのなす角のうち液体を含む側の角度をいい、前
記接触角の測定には、通常、共和界面科学株式会社製の
接触角計（ＣＡ−Ａ型）が使用される。

【００２７】前記疎水性ポリマーとしては、例えば、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、
並びにポリアリレートとポリスルホン及び／又はポリエ
ーテルスルホンとのポリマーアロイを挙げることがで
き、特に好ましいものとしては、前記ポリマーアロイを
挙げることができる。

【００２８】前記ポリアリレートとしては、以下の式
(I)に示す繰り返し単位を有するポリマーを好適に用い
ることができる。

【００２９】

【化１】但し、式(I)において、Ｒ¹及びＲ²は炭素数が１〜５の
低級アルキル基である。Ｒ¹及びＲ²は互いに同一であっ
ても相違していても良い。Ｒ¹及びＲ²としては、例えば
メチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基等が好ま
しく、特に、Ｒ ¹及びＲ²の何れもメチル基であることが
好ましい。

【００３０】前記ポリアリレートの分子量は、２０，０
００〜５０，０００程度の範囲が好ましい。

【００３１】ポリスルホンとしては、以下の式(II)に示
す繰り返し単位を有するポリマーを好適に用いることが
できる。

【００３２】

【化２】前記式(II)においてＲ³及びＲ⁴は、互いに同一であって
も相違していても良く、前記Ｒ¹及びＲ²と同様の炭素数
が１〜５の低級アルキル基である。特にＲ³及びＲ⁴の何
れもメチル基であることが好ましい。

【００３３】前記ポリスルホンの分子量は、好ましくは
約２０，０００〜約４０，０００の範囲である。

【００３４】前記ポリエーテルスルホンとしては、以下
の式(III)に示す繰り返し単位を有するポリマーを好適
に採用することができる。

【００３５】

【化３】前記ポリエーテルスルホンの分子量は、好ましくは約２
０，０００〜約４０，０００の範囲である。

【００３６】以下、前記ポリスルホン及び前記ポリエー
テルスルホンを「ポリスルホン系ポリマー」と総称する
ことがある。

【００３７】前記ポリマーアロイにおけるポリアリレー
トとポリスルホン系ポリマーとの混合重量比は、通常
０．１〜１０の範囲であり、好ましくは０．３〜４の範
囲が好ましい。

【００３８】前記ポリマーアロイから形成された中空糸
膜１としては、例えば、前記式（I）においてＲ¹及びＲ
²の何れもメチル基であるポリアリレートと前記ポリエ
ーテルスルホンとからなるポリマーアロイから形成さ
れ、ポリマー鎖が網目状に組み合わさった所謂フィブリ
ル構造を有する中空糸膜が挙げられる。

【００３９】前記中空糸膜１は、例えば、紡糸原液とし
て、前記ポリマーアロイのｎ−メチルピロリドン（ＮＭ
Ｐ）溶液を用い、凝固浴及び芯液としてＮＭＰ水溶液を
用いる湿式紡糸法により製造できる。

【００４０】前記中空糸膜１としては、他に、水に対す
る接触角が６０°未満であるポリマー（以下「親水性ポ
リマー」ということがある。）から形成された中空糸膜
も用いられる。前記中空糸膜においては、水中の親水性
物質が主に吸着される。

【００４１】前記吸着剤層４を形成する吸着剤として
は、例えば活性炭、ゼオライト、及びクロマトグラフィ
用充填剤等の無機吸着剤を挙げることができる。前記無
機吸着剤は、主に水中の有機物質を吸着する。

【００４２】活性炭としては、粉末状活性炭、粒状活性
炭、活性炭を特定の形状に成形した成形炭、繊維状活性
炭、及び任意の繊維に活性炭を担持した活性炭繊維等を
挙げることができる。

【００４３】粉末状活性炭としては、例えば２５０メッ
シュよりも小さな粒度を有する活性炭粒子を挙げること
ができる。

【００４４】粒状活性炭としては、例えば４〜２５０メ
ッシュ程度の粒度を有する活性炭粒子を挙げることがで
きる。

【００４５】成形炭としては、例えば、塊状活性炭、粉
末状活性炭、及び粒子状活性炭等の何れかを、立方体、
直方体、円柱形、及び球形等の所定の形状に成形した活
性炭を挙げることができる。前記成形炭の大きさは、１
０メッシュ程度かそれより大きいことが好ましい。前記
成形炭が立方体状である場合には、前記成形炭の寸法
は、通常１〜２０mm角程度であり、好ましくは２〜８mm
角程度である。前記成形炭が直方体状である場合には、
前記成形炭の寸法は、通常、底面の対角線の長さが１〜
２０mm程度であり、高さが１〜２０mm程度であり、好ま
しくは、底面の対角線の長さが２〜８mm程度であり、高
さが２〜８mm程度である。前記成形炭が円柱状である場
合には、前記成形炭の寸法は、通常、底面の直径が１〜
２０mm程度であり、高さが１〜２０mm程度であり、好ま
しくは底面の直径が２〜８mm程度であり、高さが２〜８
mm程度である。前記成形炭が球状である場合には、前記
成形炭の寸法は、通常直径が１〜２０mm程度であり、好
ましくは２〜８mm程度である。

【００４６】前記活性炭としては、他に、粉末状活性
炭、粒状活性炭、及び繊維状活性炭の何れかを所定の形
状に燒結した活性炭燒結体を挙げることができる。前記
活性炭燒結体の形状としては、例えば円筒形及び円柱形
等の形状を挙げることができる。

【００４７】ゼオライトとしては、天然ゼオライト及び
合成ゼオライトを挙げることができる。

【００４８】前記天然ゼオライトとしては、例えば、モ
ルデナイト、黄沸石、及びクリノプチロライト等を挙げ
ることができる。

【００４９】前記合成ゼオライトとしては、ゼオライト
Ａ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、水和ソーダライト、
ゼオライトＢ、ゼオライトＺＫ−５、ゼオライトΩ、ゼ
オライトＳ、ゼオライトＲ、ゼオライトＤ、ゼオライト
Ｇ、ゼオライトＴ、ゼオライトＬ、水和カンクリナイ
ト、ゼオライトＷ、ゼオロン、ゼオライトＣ、及びゼオ
ライトＮ−Ａ等を挙げることができる。

【００５０】前記ゼオライトの形態には特に制限はな
く、前記形態としては、例えばペレット状、ビーズ状、
及び粉末状等を挙げることができる。

【００５１】クロマトグラフィ用充填剤としては、例え
ばガスクロマトグラフィ用充填剤、ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィ（ＧＰＣ）用充填剤、吸着クロマト
グラフィ用充填剤、逆相クロマトグラフィ用充填剤、及
びイオン交換クロマトグラフィ用充填剤等を挙げること
ができる。

【００５２】前記クロマトグラフィ用充填剤としては、
具体的にはシリカゲル、多孔質ガラス、多孔質アルミ
ナ、マグネシア、及びヒドロキシアパタイト等を挙げる
ことができる。

【００５３】前記吸着剤としては、前記無機吸着剤の他
に、前記疎水性ポリマー及び親水性ポリマーの何れかか
ら形成されたポリマー吸着剤も挙げることができる。前
記ポリマー吸着剤の内、疎水性ポリマーから形成された
ものは、主に水中の油性物質を吸着する機能を有し、親
水性ポリマーから形成されたものは、主に水中の親水性
物質を吸着する機能を有する。

【００５４】ポリマー吸着剤の形態としては、例えば、
シート状、紐状、短冊状等のような長尺状の形態、顆粒
状、粒状、粉末状等のような粒子状の形態、及び繊維形
態等の各種の形態を挙げることができる。前記ポリマー
吸着剤は、見方を変えると、チューブ状、スポンジ状、
ブロック状、スパイラル状等の様々の形態を有する吸着
剤である。

【００５５】前記ポリマー吸着剤としては、例えば、前
記ポリアリレートと前記ポリスルホン及び／又はポリエ
ーテルスルホンとのポリマーアロイとを成分とするポリ
マーアロイから形成されたポリマー吸着剤を挙げること
ができ、具体的には前記中空糸膜１のところで述べた中
空糸膜を０．１〜３０mm程度の長さに裁断した中空糸膜
裁断物を挙げることができる。

【００５６】前記ポリマー吸着剤としては、他に、前記
疎水性ポリマー及び親水性ポリマーの何れかにより形成
された多孔質円筒体及び多孔質円柱体等を挙げることが
できる。

【００５７】例１の浄水器において吸着することのでき
る油性物質としては、分子量が１，０００以下であっ
て、水に対して難溶性又は微溶性である化合物を挙げる
ことができる。例えば、水に対する溶解性が１ｇ／水１
００ｇ程度かそれ以下である有機化合物は、水に対して
微溶性又は難溶性であると言えるから前記油性物質に含
まれる。

【００５８】油性物質の具体例としては、クロロホル
ム、ブロモジクロロメタン、ジブロモクロロメタン、及
びブロモホルム等のトリハロメタン類、ＤＤＴ、ダイオ
キシン、及びＰＣＢ等の芳香族系含ハロゲン有機化合
物、トリクロロエタン、トリブロモエタン、及びモノク
ロロジブロモエタン等のトリハロエタン類、並びにテト
ラクロロエチレン、テトラクロロエタン、トリクロロエ
チレン、及び四塩化炭素等の脂肪族系含ハロゲン有機化
合物等を挙げることができる。

【００５９】油性物質の他の例としては、ベンゼン、ア
ントラセン、及びヘキサン等の炭化水素等を挙げること
ができる。

【００６０】一方、前記浄水器において吸着することの
できる親水性物質としては、分子量が１，０００以下で
あって、水に対して可溶性又は親水性を有する化合物を
挙げることができる。前記親水性化合物としては、例え
ば、水に対する溶解性が１．０ｇ／水１００ｇ程度かそ
れ以上である有機又は無機の化合物を挙げることができ
る。又、それ自体の水への溶解度は低いが、特定のイオ
ン、酸、またはアルカリ等が水中に存在すると水への溶
解性が高くなる化合物も前記親水性化合物に含まれる。
具体的には、ハロゲン類、並びに水酸基、アミノ基、カ
ルボキシル基、スルホキシル基、ニトロキシル基、及び
スルホン酸基等の親水性基を少なくとも１つ有する親水
性有機化合物等を挙げることができる。

【００６１】前記ハロゲン類としては、例えばフッ素、
塩素、臭素、及び沃素を挙げることができる。

【００６２】前記親水性有機化合物としては、例えばフ
ェノール及びクレゾール等のフェノール類、ホルムアル
デヒド、アセトアルデヒド、及びプロピオンアルデヒド
等のアルデヒド類、メタノール、エタノール、及びイソ
プロパノール等のアルコール類、アミン類、アニオン系
界面活性剤、並びに各種農薬類等を挙げることができ
る。

【００６３】前記例１の浄水器においては、処理水取り
出し管３２ａ及び被処理水供給管２１の一方から他方に
向かって、前記浄水器の内部に水、有機溶剤、及び水と
有機溶媒との混合物の何れか（以下「水等」ということ
がある。）を流通させることにより、前記浄水器におい
て吸着された親水性物質及び油性物質（両方を総称して
以下「吸着物質」ということがある。）の脱着を行うこ
とができる。前記水等の流通方向は、前記浄水器におい
て主に親水性物質及び油性物質の吸着を行う場合には特
に制限は無いが、前記浄水器において濾過と前記親水性
物質及び油性物質の吸着とを共に行う場合には、吸着時
における水の流通方向とは反対の方向、即ち前記処理水
取り出し管３２ａから被処理水供給管２１に向かう方向
が好ましい。

【００６４】前記有機溶剤としては、通常、１００℃以
下の沸点を有する溶剤を挙げることができ、具体例とし
て、ベンゼン及びトルエン等の芳香族炭化水素、ヘキサ
ン及びヘプタン等の飽和炭化水素、メタノール及びエタ
ノール等の低級アルコール、アセトン及びメチルエチル
ケトン等のケトン類、ジメチルエーテル、メチルエチル
エーテル及びジエチルエーテル等のエーテル類、並びに
石油エーテル等を挙げることができる。

【００６５】前記有機溶剤を前記浄水器に通過させて油
性物質を脱着させることにより、油性物質を含有する有
機溶剤液を得ることができる。この有機溶剤液を加熱し
て有機溶剤を除去すると、簡単に油性物質を高濃度で得
ることができる。

【００６６】脱着の効果を向上させる目的で、前記水等
を適宜加熱してもよい。

【００６７】前記浄水器に水等を流通させると同時に中
空糸膜及び吸着剤を加熱することが好ましい。

【００６８】前記浄水器を加熱する加熱手段としては、
具体的には、熱媒用ジャケット及び電熱ヒータ等を挙げ
ることができる。

【００６９】加熱温度は、通常その上限が２００℃であ
るが、水及び／又は有機溶媒を分離器内に流通させて脱
着を行う場合には、前記水及び／又は有機溶剤により前
記中空糸膜１が膨潤しない程度の温度が好ましい。

【００７０】したがって、前記中空糸膜１がポリエーテ
ルスルホンとポリアリレートとからなるポリマーアロイ
から形成されている場合には、加熱温度を１９０℃に設
定することができる。このような温度は通常の有機溶剤
の沸点よりも高いので、例１の浄水器の内部において
は、有機溶剤及び水の何れも蒸気の状態で存在している
と考えられる。

【００７１】水及び／又は有機溶剤の沸点よりも高い温
度で、中空糸膜及び吸着剤の脱着操作をすると、飽和吸
着量が低下するのみならず、脱着速度が向上するから、
脱着液（脱着処理して得られる液）における油性物質の
濃度を高めることができ、したがって吸着対象の原液中
の濃度よりも遙かに高濃度の脱着液を得ることができ
る。故に、前記浄水器は、濃縮器としても使用できる。

【００７２】水及び／又は有機溶剤の存在下に前記浄水
器に超音波を照射することも、脱着を効率化する上で好
ましい。

【００７３】前記浄水器に超音波を照射する方法として
は、水、パラフィン、シリコン油、及び圧力伝達油等の
圧力変動を伝達することのできる圧力伝達媒体を満たし
た槽に、前記浄水器を浸漬し、前記槽の内部において前
記浄水器に超音波を照射する態様を挙げることができ
る。

【００７４】前記浄水器に超音波を照射する方法として
は、他に、前記浄水器における中空糸膜ケース２の内部
に超音波発振器を設置し、前記中空糸膜ケース２内部に
水等を充填して前記超音波発振器を作動させる方法が挙
げられる。

【００７５】（２）例２本発明に係る吸着物質の脱着方法が適用できる浄水器の
他の例につき、中心線に沿って切断した縦断面を図２に
示す。図２において、図１と同一の符号は、特に断らな
い限り、図１において前記符号が示す構成要素と同一の
構成要素を示す。

【００７６】例２の浄水器において、中空糸膜ケース２
は、被処理水供給管２１及びドレン排出管２２を有しな
い以外は、図１の浄水器が有する中空糸膜ケース２と同
様である。尚、中空糸膜ケース２としては、他に、有底
円筒状のケースも用いることができる。

【００７７】前記中空糸膜ケース２の中空部には、図２
に示されるように、例１の浄水器と同様の中空糸膜１
が、Ｕ字型に屈曲された状態で収容されている。

【００７８】前記中空糸膜１は、前記中空糸膜ケース２
における中空部の両端においてポッティングされ、これ
により、中空糸膜ケース２における両端部にポッティン
グ部２３及びポッティング部２４が形成されている。例
２の浄水器において、ポッティング部２３は、前記中空
糸膜１における屈曲端部を固定するポッティング部であ
り、前記ポッティング部２４は、前記中空糸膜１におけ
る開放端部側を固定するポッティング部である。前記ポ
ッティング部２３及び２４は、いずれも、中空糸膜ケー
ス２の両端において切断され、これにより、前記中空糸
膜ケース２の端面が形成されている。前記中空糸膜１に
おける開放端部は、ポッティング部２４と共に切断さ
れ、これによって前記中空糸膜１には末端開口部１２が
形成されている。前記ポッティング部２３における前記
中空糸膜１よりも外側の部分には、被処理水流通流路１
３が前記中空糸膜１の束に対して平行に貫通している。

【００７９】図２に示されるように、前記中空糸膜ケー
ス２におけるポッティング部２３が形成された側の端部
には、第１キャップ３１が装着され、ポッティング部２
４が形成された側の端部には、第２キャップ３２が装着
されている。前記第１キャップ３１の底部における中央
部には、被処理水供給管３１ａが設けられ、前記第２キ
ャップ３２の底部における中央部には、処理水取り出し
管３２ａが設けられている。

【００８０】前記例２の浄水器において吸着できる油性
物質及び親水性物質の種類、並びに前記油性物質及び前
記親水性物質の脱着方法は、前記例１の浄水器の場合と
同様である。

【００８１】（３）例３本発明の脱着方法が適用できる分離器の他の例である気
体浄化器につき、図３に縦断面を示す。図３において、
図１及び図２と同一の符号は、特に断らない限り、図１
及び図２において前記符号が示す構成要素と同一の構成
要素を示す。

【００８２】例３に示された気体浄化器は、中空糸膜１
が、図１の浄水器における中空糸膜１を乾燥させた乾燥
中空糸膜である点を除いては、図１に示された浄水器と
ほぼ同様の構造を有する。

【００８３】前記中空糸膜１は、前記例１及び例２の浄
水器における中空糸膜１と同様の湿潤中空糸膜を自然乾
燥若しくは真空乾燥させるか、又は、前記湿潤中空糸膜
を、エタノール、メタノール、イソプロパノール等の低
級アルコール等に浸漬して水を前記低級アルコールによ
って置換し、次いで乾燥させること等により作製でき
る。

【００８４】前記乾燥中空糸膜は、他に、紡糸直後の湿
潤中空糸膜に含まれている水を、エチレングリコール、
プロピレングリコール、及びグリセリン等の常温で液状
である多価アルコールで置換し、次いで乾燥する方法に
よっても作製できる。

【００８５】図３に示されるように、中空糸膜ケース２
の外周面における、第１キャップ３１が装着される側の
端部には、前記気体浄化器で処理される被処理ガスを供
給する被処理ガス供給管２７が設けられている。第２キ
ャップ３２における底面の中央部には、前記気体浄化器
で処理された処理ガスを取り出す処理ガス取り出し管３
２ｂが立設されている。

【００８６】例３の気体浄化器により処理することので
きる気体としては、例１の浄水器のところで述べた油性
物質及び／又は親水性物質を蒸気として含有する気体混
合物を挙げることができる。

【００８７】前記気体混合物としては、例えば、前記油
性物質及び／又は親水性物質を含有する排ガス等を挙げ
ることができ、具体的には、例えば、塗装工場、クリー
ニング店、クリーニング工場、及び半導体工場等からの
排ガス等を挙げることができる。前記排ガスとしては、
他に、前記油性物質及び／又は親水性物質が溶存してい
る水系溶液に高温の水蒸気又は高温空気等を吹き込むこ
とにより発生するところの、前記油性物質、親水性物
質、及び水の蒸気を含有する空気も挙げることができ
る。

【００８８】例３の気体浄化器においては、処理ガス取
り出し管３２ｂ及び被処理ガス供給管２７の何れか一方
から他方に向かって、前記親水性物質及び／又は油性物
質を少量しか含有しないか、又は実質的に含有しない窒
素ガス、アルゴンガス、空気、及び炭酸ガス等の脱着ガ
スを流通させることにより、前記中空糸膜１及び吸着剤
層４に吸着された吸着物質を脱着することができる。

【００８９】前記脱着ガスを流通させる際は、前記気体
浄化器及び脱着ガスの何れか一方又は両方を加熱するこ
とが好ましい。但し、前記加熱温度は、前記中空糸膜１
が熱変形しない程度の温度が好ましい。

【００９０】尚、例３の気体浄化器においても、前記例
１及び例２の浄水器と同様に、水蒸気及び有機溶媒蒸気
の何れかを流通させることにより吸着物質を脱着するこ
とができる。但し、この場合においては、脱着後に気体
浄化器内に清浄な窒素ガス、アルゴンガス、及び空気等
の何れかを流通させ、前記水蒸気及び有機溶媒蒸気等が
前記気体浄化器内に残存しないようにすることが好まし
い。

【００９１】

【実施例】（実施例１）＜浄水器の作成＞前記式（I）においてＲ¹及びＲ²がい
ずれもメチル基であるポリアリレート樹脂（（株）ユニ
チカ製、商品名；Ｕポリマー「Ｕ−１００」、水に対す
る接触角：７４．１度、以下「ＰＡ」と略する。）と、
前記式（III）で示されるポリエーテルスルホン樹脂
（住友化学工業株式会社製、商品名：スミカエクセルＰ
ＥＳ、水に対する接触角：６６．４度、以下「ＰＥＳ」
と略する。）とをＮＭＰに加え、６０℃に加熱しながら
溶解して紡糸原液を調製した。前記紡糸原液におけるＰ
ＡとＰＥＳとの含有量を合計したポリマー濃度、即ちＰ
ＡとＰＥＳとからなるポリマー組成物の濃度は１７重量
％であった。前記紡糸原液中のポリマー組成物中のＰＡ
とＰＥＳとの混合重量比は、１：１であり、接触角は７
０．６°であった。

【００９２】二重管紡糸口金の内側から、芯液として、
ＮＭＰ５０容量％及び水５０容量％の混合液を吐出し、
前記二重管紡糸口金の外側から前記紡糸原液を吐出し、
空気中を２０〜５０mm通過させた後、ＮＭＰ６０容量％
及び水４０容量％の混合液である凝固液中に導いて凝固
させ、中空糸膜を得た。二重管紡糸口金の温度は７〜８
℃に設定した。

【００９３】得られた中空糸を用いて、有効膜面積が
１．２ｍ²であり、図１に示される構成を有する浄水器
を作製した。尚、中空糸膜の束と中空糸膜ケースとの間
には、粒度１０メッシュの粒状活性炭２５ｇを充填し
た。

【００９４】＜トリハロメタン及び塩素の除去試験＞ (1)原水の調製トリハロメタンとして、クロロホルム、ブロモジクロロ
メタン、ジブロモクロロメタン、及びブロモホルムの４
種類を含有するメタノール混合溶液を調製した。前記メ
タノール混合溶液を、１０リットル／分で流通する活性
炭処理水に、定量ポンプによって０．５ml／分の流量で
添加し、更に、０．３％の次亜塩素酸ソーダ溶液を添加
し、連続的に原水を調製した。原水中における前記４種
のトリハロメタン及び塩素の含有量は、下記の表１に示
す通りであった。

【００９５】(2)トリハロメタン及び塩素の除去試験前記浄水器に、前記原水を、水温１６℃、流量０．２リ
ットル／分の条件で流通させた。流通方向は、中空糸膜
の外側から内側に向かう方向とした。前記原水を５０分
間通水後、前記中空糸膜で濾過された透過水を採取し、
ガスクロマトグラフを用いて前記４種類のトリハロメタ
ン（油性物質）の濃度を測定し、比色法（オルトトリジ
ン法）で塩素（親水性物質）の濃度を測定した。結果を
表１に示す。

【００９６】

【表１】

【００９７】＜トリハロメタン及び塩素の脱着試験＞前
記トリハロメタン及び塩素の除去試験(2)において、３
０日間連続処理してトリハロメタン及び塩素を飽和吸着
させた浄水器を用いて、下記条件でトリハロメタン及び
塩素の脱着試験を行った。脱着水通水量：１Ｌ／分（水道水の活性炭処理水）脱着水温度：６０℃ 流通方向：中空糸膜の内側から外側２時間後には、脱着処理水中のトリハロメタン及び塩素
の濃度が検出不可となった。

【００９８】（実施例２）＜気体浄化器の作製＞実施例１に記載のＰＡ及びＰＥＳ
と同様のＰＡ及びＰＥＳを、混合重量比１：１でＮＭＰ
に溶解させて紡糸原液を得た。

【００９９】この紡糸原液を、実施例１と同様にして湿
式紡糸し、中空糸膜を得た。得られた中空糸膜を水洗後
乾燥し、図３に示される構造を有する気体浄化器を作製
した。前記気体浄化器における有効膜面積は１．２ｍ²
であった。尚、前記気体浄化器において、中空糸膜の束
と中空糸膜ケースとの間には、粒度６０メッシュの粒状
活性炭２５ｇを充填した。

【０１００】＜トリクロロエチレンの除去試験＞ a) 試験装置の構成前記気体浄化器を図４に示す構成を有する試験装置に接
続して、トリクロロエチレンの除去性能を調べた。前記
試験装置は、流量計Ａの入口側に、窒素ガスボンベ及び
流量制御装置（いずれも図示せず。）が接続されてい
る。図４に示されるように、流量計Ａの出口側には、内
部にトリクロロエチレンを入れた第１三角フラスコＢに
接続されている。

【０１０１】前記第１三角フラスコＢは、前記窒素ボン
ベからの窒素ガスに所定濃度のトリクロロエチレンを含
有させて供給ガスを調製する機能を有する。第１三角フ
ラスコＢの開口部には、シリコンゴム栓が装着され、前
記シリコンゴム栓には、前記流量計の出口側に接続さ
れ、窒素ガスが導入される入口側管路Ｂ１、及び前記第
１三角フラスコＢ内部を通過し、所定濃度のトリクロロ
エチレンを含有する窒素ガスである供給ガスが流出する
出口側管路Ｂ２が装着されている。

【０１０２】前記第１三角フラスコＢにおける出口側管
路Ｂ２は、第１三角フラスコＢと同様の大きさ及び形状
を有する空の三角フラスコである第２三角フラスコＣに
接続されている。前記第２三角フラスコＣは、前記第１
三角フラスコＢにおいて流入側管路Ｂ１からの窒素ガス
によってトリクロロエチレンの飛沫が生じたときに、前
記飛沫が、後述する気体浄化器Ｄの内部に飛び込むのを
防ぐ機能を有する。尚、前記第１三角フラスコＢの底部
は、室温（２５℃）に保持された恒温槽Ｊの内部に浸漬
されている。

【０１０３】前記第１三角フラスコＢと同様に、第２三
角フラスコＣにおいても、開口部にシリコンゴム栓が装
着され、前記シリコンゴム栓には、前記第１三角フラス
コＢからのトリクロロエチレンを含む窒素ガスが導入さ
れる入口側管路Ｃ１、及び前記窒素ガスが流出する出口
側管路Ｃ２が装着されている。尚、入口側管路Ｃ１の先
端は、前記第２の三角フラスコＢの底部近傍まで延在し
ている。

【０１０４】前記第２三角フラスコＣにおける出口側管
路Ｃ２は、図１に示された構造を有する気体浄化器Ｄに
おける被処理ガス供給管２７に、管路Ｅを介して接続さ
れている。

【０１０５】前記管路Ｅからは分岐管路Ｆが分岐してい
る。前記管路Ｅと分岐管路Ｆとの間には、前記第２三角
フラスコＣを、気体浄化器Ｄ及び分岐管路Ｆの何れかと
連通させる三方弁Ｈが設けられている。前記管路Ｅにお
ける前記三方弁Ｈと被処理ガス供給管２７との間には、
開閉弁Ｇが介装されている。

【０１０６】b) 試験条件前記トリクロロエチレン除去試験は、以下の条件によっ
て行った。

【０１０７】・トリクロロエチレン濃度：表２に示す。・キャリアガス：窒素・キャリアガス流量：２．５リットル／分・温度：室温（２５℃）・供給ガス中のトリクロロエチレン濃度：三方弁Ｈを切
り替えて第２三角フラスコＣと分岐管路Ｆとを連通さ
せ、管路Ｅを流れる供給ガスを分岐管路Ｆから採取し、
ガスクロマトグラフィによってトリクロロエチレン濃度
を求めた。・処理ガス中のトリクロロエチレン濃度：三方弁Ｈを切
り替えて第２三角フラスコＣと気体浄化器Ｄとを連通さ
せ、処理ガス取り出し管３２ｂから処理ガスを採取し、
ガスクロマトグラフィによってトリクロロエチレン濃度
を求めた。

【０１０８】c) 結果前記トリクロロエチレン及び塩素の除去試験の結果を表
２に示す。

【０１０９】

【表２】

【０１１０】＜トリクロロエチレン脱着試験＞前記トリ
クロロエチレン除去試験によって、約４４０mgのトリク
ロロエチレンを吸着した気体浄化器Ｄについて、以下の
ようにしてトリクロロエチレンの脱着試験を行った。

【０１１１】図４に示される試験装置の管路Ｅに、前記
気体浄化器Ｄの処理ガス取り出し管３２ｂを接続し、前
記フラスコＢにトリクロロエチレンを入れない状態で、
以下の条件に従って窒素ガスを流通させた。

【０１１２】b) 試験条件前記トリクロロエチレン脱着試験は、以下の条件によっ
て行った。・キャリアガス：窒素（温度２７．７℃）・キャリアガス流量：２．５リットル／分・温度：室温（２６．５℃）・脱着ガス中のトリクロロエチレン濃度：被処理ガス供
給管２７から脱着ガスを採取し、ガスクロマトグラフィ
によってトリクロロエチレン濃度を求めた。

【０１１３】c) 結果前記トリクロロエチレン除去試験の結果を表３に示す。

【０１１４】

【表３】

【０１１５】表３に示された結果から明らかなように、
前記気体浄化装置１に毎分２．５リットルの流量で窒素
ガスを約５時間半流通させることによって、最初に吸着
された約４４０mgのトリクロロエチレンの約８５％に当
たる約３７６mgのトリクロロエチレンが除去された。

【０１１６】このことから、本発明の脱着方法によっ
て、前記気体浄化器を再生すると同時に、前記気体浄化
器に吸着されたトリクロロエチレンを回収することがで
きることが判る。

【０１１７】

【発明の効果】本発明によれば、水中及び気体中におけ
るトリハロメタン類等のの油性物質、及び塩素などの親
水性物質を吸着するのに用いられる分離器に吸着された
油性物質及び親水性物質を効率良く脱着する方法が提供
される。

【０１１８】本発明の脱着方法によれば、前記分離器に
吸着された油性物質及び親水性物質を脱着させて前記分
離器を再生するから、前記分離器において吸着剤等の交
換周期を大幅に延長することができる。

【０１１９】本発明の吸着方法は、疎水性の表面を有す
る中空糸膜と、低分子量物質を吸着する細孔を多数有す
る活性炭等の吸着剤とを備え、油性物質及び親水性物質
の低濃度水溶液から前記中空糸膜及び吸着剤によって油
性物質及び親水性物質を吸着除去する分離器に特に好ま
しく適用できる。

【０１２０】加えて、本発明の脱着方法によれば、油性
物質及び親水性物質を吸着した浄水器から前記油性物質
等を脱着させることにより、前記油性物質等を濃縮して
回収することが容易にできる。

【０１２１】油性物質及び親水性物質が混在している排
ガス等の気体から油性物質及び親水性物質を除去する気
体浄化器においても、本発明の脱着方法を実施すること
により、前記分離器を容易且つ効率的に再生することが
できる上、前記油性物質及び親水性物質を濃縮された状
態で容易に回収できるから、前記回収後の油性物質及び
親水性物質の後処理及び再利用が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の脱着方法を適用できる浄水器
の例を示す縦断面図である。

【図２】図２は、本発明の脱着方法を適用できる浄水器
の別の例を示す縦断面図である。

【図３】図２は、本発明の脱着方法を適用できる気体浄
化器の別の例を示す縦断面図である。

【図４】図４は、図３に示された気体浄化器についてト
リクロロエチレン除去試験を行ったときに使用した試験
装置の構成の概略を示す概略図である。

【符号の説明】

１…中空糸膜、１１、１２…末端開口部；２…中空糸膜
ケース、２１…被処理水供給管、２２…ドレン排出管、
２３、２４…ポッティング部、２５…第１Ｏリング嵌装
溝、２６…第２Ｏリング嵌装溝、２７…被処理ガス供給
管；３１…第１キャップ、３１ａ…被処理水供給管、３
２…第２キャップ、３２ａ…処理水取り出し管、３２ｂ
…処理ガス取り出し管；４・・・吸着剤層；５・・・
フィルタ；６１、６２、６３、６４・・・Ｏリング；Ａ
・・・流量計、Ｂ・・・第１三角フラスコ、Ｂ１・・・
入口側ガラス管、Ｂ２・・・出口側ガラス管、Ｃ・・・
第２三角フラスコ、Ｃ１・・・入口側ガラス管、Ｃ２・
・・出口側ガラス管、Ｄ・・・気体浄化器、Ｅ・・・管
路、Ｆ・・・分岐管路、Ｇ・・・開閉弁、Ｈ・・・三方
弁、Ｊ・・・恒温槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 53/70 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｂ 63/02 Ｂ０１Ｄ 53/34 ＺＡＢ 71/48 １１７Ａ 71/68 １３４ＥＣ０２Ｆ 1/44 Ｆターム(参考） 4D002 AA17 AA21 AA32 AA33 AC10 BA04 CA07 DA41 DA45 DA59 EA07 GA02 GA03 GB01 GB02 GB03 HA03 4D006 GA06 GA07 HA01 KB12 MA01 MC47 MC62 MC83 NA05 NA10 PA02 PB06 PB08 PB19 PC51 PC73 4D024 AA02 AB06 AB11 BA02 BA07 BB01 BB02 BC01 CA11 DA07 DB05 DB06 DB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一端が開口した中空糸膜の
集合体と、前記中空糸膜の集合体を収容し、前記中空糸
膜の末端開口部の少なくとも一方に連通する第１流体出
入口、及び前記中空糸膜の外周に連通する第２流体出入
口を備える中空糸膜ケースと、前記中空糸膜ケース内に
存在する吸着剤とを有してなる分離器を使用し、前記第
１流体出入口及び前記第２流体出入口の何れか一方から
他方に向かって、流体を流通させて、前記分離器内で吸
着された吸着物質を脱着させることを特徴とする吸着物
質の脱着方法。
【請求項２】前記請求項１における吸着物質は、親
水性物質及び油性物質の少なくとも一方である請求項１
に記載の吸着物質の脱着方法。
【請求項３】前記請求項２における油性物質は、含
ハロゲン有機化合物及び炭化水素からなる群より選択さ
れた少なくとも１つの物質である請求項２に記載の吸着
物質の脱着方法。
【請求項４】前記請求項２における親水性物質は、
ハロゲン類及び親水性有機化合物からなる群より選択さ
れた少なくとも１つの物質である請求項２に記載の吸着
物質の脱着方法。
【請求項５】前記請求項１における中空糸膜は、水
に対する接触角が６０°以上であるポリマーから形成さ
れてなる請求項１〜４の何れか１項に記載の吸着物質の
脱着方法。
【請求項６】前記請求項５における中空糸膜は、ポ
リアリレートと、ポリスルホン及びポリエーテルスルホ
ンの少なくとも１つとを含有するポリマーアロイから形
成されてなる請求項５に記載の吸着物質の脱着方法。
【請求項７】前記請求項１における吸着剤は、前記
請求項２における親水性物質及び油性物質の少なくとも
一方を吸着する請求項１〜６の何れか１項に記載の吸着
物質の脱着方法。
【請求項８】前記請求項７における吸着剤は、無機
物質を主成分とする無機吸着剤、及びポリマーを主成分
とするポリマー吸着剤の少なくとも一方である吸着物質
の脱着方法。
【請求項９】前記請求項８における無機吸着剤は、
活性炭及びゼオライトから選択されてなる請求項８に記
載の吸着物質の脱着方法。
【請求項１０】前記請求項８におけるポリマー吸着剤
は、水に対する接触角が６０°以上であるポリマーから
形成されてなる請求項８に記載の吸着物質の脱着方法。
【請求項１１】前記請求項１０におけるポリマーは、
ポリアリレートと、ポリスルホン及びポリエーテルスル
ホンの少なくとも１つとを含有するポリマーアロイであ
る請求項１０に記載の吸着物質の脱着方法。
【請求項１２】少なくとも一端が開口した中空糸膜の
集合体と、前記中空糸膜の集合体を収容し、前記中空糸
膜の末端開口部の少なくとも一方に連通する第１流体出
入口、及び前記中空糸膜の外周に連通する第２流体出入
口を備える中空糸膜ケースと、前記中空糸膜ケース内に
存在する吸着剤とを有することを特徴とし、流体中の親
水性物質及び油性物質の何れか又は両方を濃縮する濃縮
器。
【請求項１３】親水性物質及び油性物質の少なくとも
一方を含有する流体を、請求項１２における濃縮器に流
通させ、次いで、前記親水性物質及び前記油性物質の何
れも少量しか含有しないか又は実質的に含有しない流体
を前記濃縮器に流通させることを特徴とする濃縮方法。