JP2002001331A

JP2002001331A - 浄水の製造方法

Info

Publication number: JP2002001331A
Application number: JP2000190739A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Komatsu; 賢作小松; Shigenobu Ishii; 重信石井; Yoshio Sato; 芳雄佐藤; Seiichi Nakahara; 清一中原
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】高い水質の浄水を低い造水コストで安定して
製造すること。【解決手段】水源からの原水を分画粒子径が１〜１０
μｍの分離膜で濾過する浄水の製造方法である。水源か
らの原水を凝集剤により凝集処理した後、分画粒子径が
１〜１０μｍの分離膜で濾過しても良く、沈殿処理また
は加圧浮上処理、砂濾過の工程を組み合せても良い。さ
らにはオゾン処理、活性炭処理工程、塩素殺菌工程を組
み合せても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分離膜による分離
操作によって浄水を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】選択透過性を有する分離膜を用いる分離
操作技術の進展はめざましく、各種用途で実用化されて
いる。代表的な用途の例として、超純水の製造、医薬品
の製造、醸造製品の除菌・仕上げ、水道・飲料水の製造
が挙げられる。これらの用途では、水のファイン化（高
度処理）や安全性向上、精度向上などの要求があり、こ
れを実現するものとして分離膜を用いる分離操作技術が
普及したものである。

【０００３】これら用途の中で水道の製造分野では、例
えば平成８年に埼玉県越生町で発生したクリプトスポリ
ジウム症の集団発生の問題、主に大都市で発生している
水源の水質悪化にともなう「まずい水道水」の問題を受
けて、水に対する安全性向上や水質改善の要求が年々高
まってきている。

【０００４】現在、一般に、飲料水は原水の凝集沈殿と
砂濾過とを組み合せた浄化設備で製造されている。しか
し、このような設備では、安全性に関して必ずしも信頼
性があるとは言い切れない。これに対し、分離膜を用い
た濾過技術によれば、砂濾過の１／１００以下の精度で
濾過物質を分離することができ、はるかに高い信頼性を
有する。このため、最近では簡易水道を中心に、従来の
砂濾過設備から膜濾過設備へ転換する所が増えてきてお
り、新しい浄水技術として膜濾過技術の実用化が進めら
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、膜濾過
技術には、砂濾過であれば単位面積当たりの濾過が非常
に高く（緩速濾過で３〜１０ｍ³／ｍ²／ｄ、急速濾過で
は１２０〜１５００ｍ³／ｍ²／ｄ）、低コストで水を浄
化することができるのに対して、現在の分離膜では、単
位面積当たりの濾過速度が砂濾過に比べて極めて低い
（０．５〜２ｍ³／ｍ²／ｄ）ため造水コストが高いとい
う問題がある。

【０００６】膜濾過による濾過速度が砂濾過に対して圧
倒的に低い原因として、分画粒子径が０．２μｍ以下の
精密濾過膜や限外濾過膜が主流である従来の分離膜で
は、分画粒子径が小さいために純水透過速度がもともと
低い上、水中に存在する不純物や懸濁物質のほとんどが
分離膜でトラップされ、不純物等の抵抗でさらに低くな
ってしまうことが推定されている。これに対し、砂濾過
の分画精度は５〜１０μｍ程度であり、もともとの純水
透過速度が高く、さらに水中に不純物や懸濁物質が存在
しても、大きさが５μｍ以下であれば透過してしまうこ
とから、不純物等の抵抗を受けにくく、高い濾過速度を
維持することができる。

【０００７】大都市圏などの一部除いて、現在の凝集沈
殿と砂濾過とを組み合せた浄化設備で水質的に十分であ
り、精密濾過や限外濾過領域の水質が必ずしも必要では
ないところも多いと思われる。また、水道水以外の用途
では砂濾過だけで水質的には十分要求が満足され、精密
濾過や限外濾過領域の水質が必要とされない用途も多い
と推定される。しかし、分離膜は砂濾過と比較して次の
ような利点があり、造水コストが改善できれば、砂濾過
に変わる新しい濾過技術として急速に普及するものと思
われる。

【０００８】分離精度がシャープなため、原水水質
に左右されず、安定した濾過液が得られ、安全性も高
い。砂の入れ替えなど煩雑なメンテナンスが少なく廃棄
物も少ない。砂濾過であれば分画精度を改善させるために凝集沈
殿処理が必要であるが、分離膜濾過であれば凝集沈殿処
理を省略するか、簡素化することができ、システムの省
スぺース化や処理工程の単純化が図れる。濾過液回収率が高く逆洗排水が少ないため、逆洗廃
液処理が簡単になる。

【０００９】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
で、高い水質の浄水を低い造水コストで安定して製造す
ることができる浄水の製造方法を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の浄水の製造方法は、分画粒子径が１〜１０μｍの
分離膜で濾過する工程を含み、下記のいずれかの特徴を
有するものである。河川、湖沼、地下水などの原水は、
その種類によって混在する不純物（例えば、クリプトス
ポリジウム、ジアルジアなどの原虫類・微生物類、藻
類、砂などの無機微粒子、酸化鉄などの金属酸化物）の
種類や量が異なる。要求される水質レベル、除去目的物
質、設備設置に要する費用など考慮して本件各発明のい
ずれかの方法を適宜選択して、これらの不純物を除去
し、飲料用、工程用、原料用、冷却用などの種々の用途
に適合した浄水を得ることができる。（１）水源からの原水を分画粒子径が１〜１０μｍの分
離膜で直接濾過する。（２）水源からの原水を凝集剤により凝集処理した後、
分画粒子径が１〜１０μｍの分離膜で濾過する。（３）水源からの原水を凝集剤により凝集処理した後、
沈殿または加圧浮上により懸濁物質を分離させた処理液
を分画粒子径が１〜１０μｍの分離膜で濾過する。（４）水源からの原水を凝集剤により凝集処理した後、
沈殿または加圧浮上により懸濁物質を分離させた処理液
を砂濾過し、その後、分画粒子径が１〜１０μｍの分離
膜で濾過する。（５）水源からの原水を砂濾過し、その後、分画粒子径
が１〜１０μｍの分離膜で濾過する。（６）水源からの原水を凝集剤により凝集処理した後、
砂濾過し、その後、分画粒子径が１〜１０μｍの分離膜
で濾過する。

【００１１】本件各発明でいう分画粒子径とは、中空糸
膜による阻止率が９０％である粒子の粒子径（Ｓ）のこ
とをいい、異なる粒子径を有する少なくとも２種類の粒
子の阻止率を測定し、その測定値を元にして下記の近似
式（１）において、Ｒが９０となるＳの値を求め、これ
を分画粒子径としたものである。Ｒ＝１００／（１−ｍ×ｅｘｐ（−ａ×ｌｏｇ（ｓ））） …(1) 上記の式中、ａ及びｍは中空糸膜によって定まる定数で
あって、２種類以上の阻止率の測定値をもとに算出され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】一般的な分離膜の分画粒子径は
０．２μｍ以下であり、原水中の不純物の大部分が分離
膜で阻止されるため、懸濁物質の多い原水であると分離
膜の表面や内部に懸濁物質が堆積して流量低下を起こし
てしまう。本件各発明では、分画粒子径が１〜１０μｍ
の分離膜を用いることで、目詰まりによる流量低下を大
幅に抑え、高い濾過速度を発現・維持する。

【００１３】分画粒子径の大きさは、目的、用途に応じ
て適宜選択することができる。例えば、水道水中のクリ
プトスポリジウムやジアルジアなどの原虫類の除去が目
的であれば、これらの粒径は４〜５μｍであるため、２
〜３μｍの分画粒子径を有する分離膜を使用すれば良
い。また、５μｍ以上の懸濁微粒子の除去が目的であれ
ば、４〜５μｍの分画粒子径を有する分離膜を使用すれ
ば良い。除去しようとする物質にできるだけ近い大きさ
の分画粒子径を有する分離膜を選定することが、高い濾
過速度を得るために効果的である。

【００１４】分離膜による濾過を長時間継続すると目詰
まりによる濾過速度の低下を引き起こす。砂濾過の場合
は、大量の逆洗水を濾過の流れとは反対の方向に流し
て、堆積している懸濁物質を剥離させて洗浄することが
一般的である。分離膜による濾過の場合もこれと同様に
一定時間毎に逆洗処理を行う必要があるが、逆洗水の量
は砂濾過に比べ遙かに少なくて済む。逆洗方法として
は、例えば透過液を通常の反対方向に流す透過液逆洗
や、原水側に空気を送り込んでバブリングさせるバブリ
ング洗浄、濾過液側から原水側にガスを透過させること
によって逆洗を行うガス逆洗などが挙げられる。これら
の中で、ガス逆洗は気体の噴出効果と中空糸膜膜が振動
してこすれ合う効果とが相まって懸濁物質を効率的に除
去することができるので好ましい。このような逆洗は、
一定時間毎に自動的に逆洗を行うようシステム化すれ
ば、運転の維持管理が容易となる。

【００１５】中空糸膜がポリスルホン系などの耐熱性の
高い素材からなるときは、一定時間毎に６０℃以上の温
水を循環することで濾過性能を回復させることも可能で
ある。原水にバクテリアなどの有機性の懸濁物質が多く
含まれており、殺菌剤などの投入ができない用途におい
ては、温水を循環することによる洗浄は有効な手段であ
る。また、分離膜の洗浄に一般的に行われているアルカ
リや酸による化学洗浄を行うことも可能である。

【００１６】上記の（２）〜（４）、（６）の各発明に
おいて、凝集剤とは、懸濁物質を凝集させて懸濁物質の
沈降性、浮遊性、浮揚性、濾過性などを変える働きを有
するものである。凝集剤として、ポリ塩化アルミニウ
ム、硫酸バンド、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、塩化亜鉛な
どの無機塩類、硫酸、塩酸、炭酸ガスなどの酸類、炭酸
ナトリウムや石灰、水酸化ナトリウムなどのアルカリ
類、電解水酸化アルミニウム、カオリン、ベントナイ
ト、活性シリカなどの固体微粉や、ポリアクリル酸ナト
リウム、ポリアクリルアミド、デンプン、ゼラチン、ア
ルギン酸ナトリウム、マレイン酸共重合物塩、ポリビニ
ルピリジン塩酸塩などの有機高分子凝集剤を用いること
ができる。これらの凝集剤の種類やその添加量は、原水
中の懸濁物質の種類、量、用途、目的に応じて適宜選択
すれば良い。凝集処理装置の種類やその運転方法、処理
条件（温度、時間、ｐＨ調整など）は公知のものの中か
ら適宜適用することができる。凝集剤を用いて凝集処理
を行うことにより、分離膜の分画粒子径よりも小さな懸
濁物質を凝集させて、これを除去することが可能であ
り、より清澄な浄水を得ることが可能となる。また、凝
集剤を添加することによって懸濁物質のケーク抵抗が小
さくなり、凝集剤を添加しない場合と比較して濾過速度
が大幅に向上することもある。

【００１７】上記の（３）、（４）の各発明において、
沈殿処理とは、凝集剤で凝集されたフロックを沈殿させ
上澄み液のみを取り出すことでフロックを除去すること
であり、加圧浮上処理とは、微細なエアーなどを用いて
凝集されたフロックを水面上に浮かして分離除去するこ
とである。これらの前処理を行うことで分離膜に導入さ
れる液中の懸濁物質の量が少なくなることから、高い濾
過速度で、長期間安定して濾過しやすくなる。懸濁物質
が多く凝集剤の添加量を多くしなければならない場合
に、（３）、（４）の各発明を適用することが有効であ
る。

【００１８】上記の（４）の発明において、原水を凝集
処理した後、さらに沈殿処理または加圧浮上処理をした
処理液を砂濾過を行うことによって大部分の懸濁物質を
除去することができる。このような処理工程は、例えば
水道水の製造にも用いられている。大部分の懸濁物質を
除去した後、さらに分画粒子径が１〜１０μｍの分離膜
で濾過することによって、水質を向上させる他に、分画
性がシャープである分離膜の特徴を生かして、砂濾過で
は完全に除去が難しい物質、例えばクリプトスポリジウ
ムやジアルジアなどの原虫類を除去することができると
いう安全性の向上や、砂濾過後の水質の変動をより少な
くするという水質安定化などのより一層重要な効果が奏
される。

【００１９】また、上記のいずれの方法においても、分
離膜を用いた濾過処理の前または濾過処理の後の任意の
段階でオゾン処理、活性炭処理、塩素殺菌処理のいずれ
か１つ以上の処理を行っても良い。有機物を分解させた
り細菌類を死滅させたりする必要がある場合にオゾン処
理を利用すればよく、有機物を吸着除去する必要がある
場合に活性炭を使用すればよい。細菌類を死滅させる必
要がある場合には、塩素殺菌処理をしても良い。これら
の処理を組み合わせることによって、水質の優れた浄水
を得ることができるだけでなく、濾過速度が向上するこ
ともある。オゾン処理、活性炭処理、塩素殺菌処理を組
み合せた浄水の製造方法の工程例を以下に示す。オゾン処理→活性炭処理→分離膜濾過→塩素殺菌凝集処理→沈殿処理→砂濾過→活性炭処理→塩素殺菌
→分離膜濾過凝集処理→砂濾過→分離膜濾過→塩素殺菌

【００２０】本件各発明で用いられる分離膜の種類は、
平膜、管状膜、中空糸膜など特に限定されないが、中空
糸膜は単位膜面積当たりのスペースを最もコンパクトに
出来る特徴があり、特に処理量の大きな用途において有
利である。本発明に使用される分離膜を中空糸膜を例に
とって説明する。中空糸膜の分画粒子径は、１〜１０μ
ｍであり、また純粋透過速度が３００００Ｌ／ｍ²／ｈ
ｒ／１００ｋＰａが以上であることが好ましく、更に分
画粒子径が２〜５μｍであり、純水透過速度が１０００
００Ｌ／ｍ²／ｈｒ／１００ｋＰａ以上であることがよ
り好ましい。上記の純水透過速度は、有効長が３ｃｍの
片端開放型の中空糸膜モジュールを用いて、原水として
純水を利用し、濾過圧力が５０ｋＰａ、温度が２５℃の
条件で中空糸膜の外側から内側に濾過（外圧濾過）して
時間当たりの透水量を測定し、単位膜面積、単位時間、
単位圧力当たりの透水量に換算した数値を示す。

【００２１】中空糸膜の素材は特に限定されず、セルロ
ース系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー、ポリイ
ミド系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ポリスルホン
系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、塩ビ系
ポリマー、フッ素系ポリマーなどの素材やこれらの変成
ポリマーや混合体が用いられる。これらの中では、耐熱
性、耐酸・アルカリ性、強度物性、耐酸化剤性に優れた
多孔質中空糸膜が得られるため、ポリスルホン系ポリマ
ーを用いることが好ましい。ポリスルホン系ポリマーの
代表例として、次の一般式（Ｉ）または（ＩＩ）で表さ
れるような繰り返しユニットを有するものが挙げられ
る。

【化１】

【化２】

【００２２】ベースとなる膜素材に、例えば水濡れ性や
耐汚染性などの機能性を付与するために親水性高分子を
含有しても良い。親水性高分子の例として、ポリビニル
アルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、エ
チレン・酢ビ共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリエ
チレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸な
どやこれらの変性ポリマーが挙げられる。該親水性高分
子の中では、変成物が多数存在するポリビニルアルコー
ルが目的に応じた機能性を付与しやすい点で好ましい。
ベースポリマーの特性を阻害せず機能性を付与できる範
囲とするために、親水性高分子の含有量は１〜１０ｗｔ
％の範囲が好ましい。ポリスルホン系ポリマーであるベ
ースポリマーに１〜１０ｗｔ％の親水性高分子（特にポ
リビニルアルコール系ポリマー）を含有することが好ま
しい。水濡れ性などの機能性を付与するためにベースポ
リマーに親水性高分子を含有させる場合は、原液に親水
性高分子を添加することができる。

【００２３】中空糸膜の構造は、内部が網目状構造、ハ
ニカム状構造、微細間隙構造などの微細多孔質構造を有
している。中空糸膜内部には、いわゆるフィンガーライ
ク状構造やボイド構造があっても良い。中空糸膜内部の
微細多孔質構造が、分画粒子径および純水透過速度を決
定する。中空糸膜の内径は、一般に０．２〜３ｍｍ、外
径は０．４〜５ｍｍである。

【００２４】分画粒子径が１〜１０μｍの中空糸膜は、
中空糸膜を構成する素材のベースポリマー、添加剤、こ
れらの共通溶媒および該共通溶媒に不溶で液中で均一に
分散した平均粒径が１〜２０μｍの微粉体からなる原液
と中空糸を形成するための注入液を用い、乾湿式紡糸法
または湿式紡糸法によって中空糸を形成する工程と、紡
糸後の中空糸を該ベースポリマーを溶解せず、上記微粉
体を溶解する抽出液に浸漬して、上記微粉体を抽出除去
する工程とを含む方法により製造することができる。ベ
ースポリマーの濃度は、中空糸膜として十分な強度が得
られ、かつ貫通孔が形成されるような範囲に決められ
る。ベースポリマーの種類によって異なるが、一般に
は、５〜４０ｗｔ％、好ましくは１５〜２５ｗｔ％であ
る。

【００２５】添加剤を添加することによって、原液の相
分離を促進させることにより大きな孔径の中空糸膜を得
ることができる。添加剤は液体でも固体でも良く、例え
ば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリエチレングリコールなどのグリコール類、酢酸メチ
ル、酢酸エチルなどのエステル類、エタノール、プロパ
ノール、グリセリンなどのアルコール類、ブタンジオー
ルなどのジオール類、塩化リチウム、硫酸マグネシウム
などの無機塩類やこれらの混合物を例示することができ
る。添加剤の添加量は添加剤の種類により異なるが、ベ
ースポリマー、添加剤および両者の共通溶媒のみを溶解
した場合には相分離を起こすが、これに微粉体を混合す
ることで相分離が抑えられて紡糸が可能な均一な原液と
なるような添加量であることが好ましい。

【００２６】ベースポリマーと添加剤を共に溶解するも
のであれば、共通溶媒の種類に特に制限はなく、例えば
Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセ
トアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリド
ン、ジメチルスルホキシド、スルホランなどを挙げるこ
とができる。

【００２７】共通溶媒に不溶な微粉体としては、例えば
酸化珪素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等の金属酸化
物、珪素、亜鉛、銅、鉄、アルミニウムなどの金属微粒
子、塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、燐酸ナトリウ
ム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム等の無機化合物
などを例示することができる。ベースポリマー、添加剤
等の種類に応じて、微粉体の種類や添加量を適宜決めれ
ば良い。溶液中で微粉体同士の分子間力が強く、凝集作
用を起こしやすいものを微粉体として選定することが好
ましい。中でも酸化珪素微粉体（シリカパウダー）が、
平均粒径が小さく、かつ各種の粒径のものが市販されて
おり、さらに紡糸原液中に分散させやすく凝集性を有す
る点で最良である。微粉体の平均粒径の大きさは１〜２
０μｍの範囲が好ましく、２〜１０μｍの範囲がより好
ましい。微粉体の平均粒径の大きさが１μｍ未満では、
大きな分画粒子径を有する中空糸膜を得ることが困難で
ある。平均粒径が５μｍを越えるような大きな微粉体を
用いる場合には、平均粒径が大きくなるにつれて微粉体
同士の凝集作用が弱くなるために、ボイドの大きな不均
質な中空糸膜ができやすくなる傾向になる。このため、
平均粒径の小さな粒子を適宜混合したり、添加量を多く
して微粉体の凝集作用をより有効に活用するなどの調製
をする必要がある。ここで、「不溶」とは、紡糸原液の
溶解温度においてその溶解度が０．１ｇ（微粉体）／１
００cc（溶媒）以下であることをいう。

【００２８】以上の組成からなる紡糸原液を、通常は脱
泡した後に、２重環構造のノズルから吐出し、次いで凝
固浴に浸漬して中空糸膜を製膜する。製膜方法に関して
は、ノズルから吐出された紡糸原液を、一旦、一定長の
空気中に通し、しかる後に凝固浴中に導入する乾湿式紡
糸法でも、ノズルより吐出された紡糸原液を直接凝固浴
中に導入する湿式紡糸法でもいずれでも良い。乾湿式紡
糸法によることが、中空糸膜の外面構造の制御が容易で
あり、また、透水性の高い中空糸膜を製造することが可
能である点で好適である。

【００２９】中空糸膜の紡糸にあたっては、通常、ノズ
ルから吐出された紡糸原液の形状を中空糸状に保持する
目的で、２重環構造ノズルの内側に注入液が導入され
る。注入液の凝固速度を制御することで中空糸膜の内面
構造を制御することができる。注入液は原液の溶媒と混
和し、かつベースポリマーに対して凝固能力を有するも
のであれば特に制限はなく、水、水と溶媒の水溶液、ア
ルコール類、グリコール類、エステル類や水や溶媒との
混合物が挙げられる。また、注入液中にポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性親水性高分
子を添加することによって、凝固段階での拡散によって
親水性高分子を中空糸膜の内表面あるいは中空糸膜全体
にコーティングすることが可能である。凝固液には、注
入液と同様な組成の液が用いられる。

【００３０】乾湿式紡糸法では、ドライゾーンの長さ、
温度、湿度などにより得られる中空糸膜の外表面構造が
決定される。ドライゾーンの長さを長くするか、あるい
はドライゾーンの温度又は湿度を高くすると相分離が進
み外表面に形成される微孔の孔径は大きくなる傾向があ
る。ドライゾーンの長さが短く、例えば０．１ｃｍであ
っても、ドライゾーンを経ない湿式紡糸法による場合と
は全く異なった外表面構造の中空糸膜が得られる。な
お、ドライゾーンを長くしすぎると紡糸安定性に影響を
与えるので、通常０．１〜２００ｃｍ、好ましくは０．
１〜５０ｃｍの範囲に設定される。

【００３１】凝固浴で凝固した中空糸膜中には、共通溶
媒、添加剤及び多量の微粉体を含有している。これら
は、紡糸工程中、あるいは一旦巻き取られた後に、以下
の操作によって中空糸膜から除去される。まず、中空糸
膜中に残存する共通溶媒及び添加剤を水洗または、４０
〜９０℃の温水洗によって抽出除去する。中空糸膜中に
親水性高分子を残存させる場合は、上記の洗浄操作の
後、必要に応じて親水性高分子を物理的または科学的に
架橋構造化する。架橋構造化の方法は、親水性高分子の
種類に応じて公知の方法を選択すればよい。例えば、親
水性高分子がポリビニルアルコールの場合には、硫酸触
媒の存在下にグルタルアルデヒド等のアルデヒド類によ
ってアセタール化する方法が簡便である。

【００３２】次いで、上記微粉体を溶解するが中空糸膜
のベースポリマーを溶解しない抽出溶媒によって中空糸
膜中に残存する微粉体を抽出除去する。該粉体が抽出除
去された跡に微孔が形成される。微粉体の抽出条件は、
微粉体の９５％以上、好ましくは１００％が抽出される
ように設定する必要がある。微粉体はポリスルホンのマ
トリックス中に存在しているため、微粉体の種類と抽出
溶媒の溶解性によって異なるが、微粉体単独での溶解条
件よりもかなり厳しく設定され、抽出温度および溶剤濃
度を高くし、しかも抽出時間を長くする必要がある。た
とえば、酸化珪素を抽出する場合であれば、抽出溶媒と
して５〜２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液を使用
し、抽出温度は６０℃以上、かつ抽出時間は３０分以上
という条件で中空糸膜を処理することが必要である。な
お、微粉体の抽出除去は紡糸工程で行っても良く、中空
糸をモジュールとして成形した後、該モジュールの状態
で行っても良い。

【００３３】上記のようにして製造された多孔質中空糸
膜は、例えば枠やカセに巻き取った後に乾燥される。乾
燥後の中空糸膜を所定の本数ずつ束ね、所定の形状のケ
ースに収納された後、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等で
端部を固定化することによって中空糸膜モジュールが得
られる。中空糸膜モジュールとしては、中空糸膜の両端
が開口固定されているタイプのもの、中空糸膜の一端が
開口するように固定されており、他端が密封されている
が固定化されていないタイプのもの等、種々の形態のも
のが公知である。

【００３４】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００３５】（実施例１）ポリスルホン（アモコジャパ
ン（株）社製ＵＤＥＬ―Ｐ１８００。以下、これをＰＳ
ｆと略称する。）２０重量％、エチレングリコール（以
下、これをＥＧと略称する。）６重量％、酸化珪素（平
均粒径４．５μｍ）１８重量％およびＮ，Ｎ―ジメチル
アセトアミド（以下、これをＤＭＡｃと略称する。）５
４重量％からなる紡糸原液を以下の手順により作製し
た。すなわち、ＥＧをＤＭＡｃに溶解した後、シリカパ
ウダーをホモジェッターを用いてＤＭＡｃ中に均一に分
散させ、得られた分散液にＰＳｆを添加し、次いで、６
０℃にて８時間撹拌することによりＰＳｆを溶解させ、
酸化珪素が均一に分散した白色のスラリー状の紡糸原液
を得た。

【００３６】上記の方法で得られた紡糸原液を脱泡した
後、５０℃に保ち、外径１．６５ｍｍ、内径０．８ｍｍ
の２重環構造ノズルから、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド（以下、これをＤＭＦと略称する。）８０重量％、水
１９重量％およびポリビニルアルコール（（株）クラレ
社製ＰＶＡ２０５。以下、これをＰＶＡと略称する。）
１重量％からなる注入液と共に５０℃で吐出した。５０
℃・９０％の加湿雰囲気のドライゾーンを１０ｃｍ走行
させた後、凝固浴である５０℃の水中に導入して中空糸
膜を形成させた。紡糸速度は４．５ｍ／ｍｉｎとした。

【００３７】次いで、得られた中空糸膜を９８℃の温水
で２時間洗浄して、中空糸膜中のＤＭＡｃ、ＥＧを抽出
した後、グルタルアルデヒドを３ｇ／ｌの割合で含有
し、かつ硫酸を３０ｇ／ｌの割合で含有する６０℃の水
溶液に１時間浸漬してＰＶＡを架橋させた。次に、中空
糸膜を１３重量％・８０℃の水酸化ナトリウム水溶液に
２時間浸漬して、中空糸膜中の酸化珪素を抽出除去し
た。さらに９０℃の温水で２時間洗浄し、次いで４５℃
で１６時間以上乾燥することにより、外径１．３ｍｍ、
内径０．８ｍｍの中空糸膜を得た。得られた中空糸膜
は、純水透過速度が１３５０００Ｌ／ｈｒ・ｍ²・１０
０ｋＰａ、分画粒子径が２．４μｍであった。

【００３８】得られた中空糸膜を用いて、有効長が５０
ｃｍの片端開放型のモジュール（有効膜面積３．５
ｍ²）を構成し、河川水を凝集沈殿処理および砂濾過処
理、塩素殺菌処理を行った後の水を原水として、表１に
示す運転条件により外圧全量濾過方式による濾過試験を
実施した。濾過速度は２４ｍ³／ｍ²／ｄ、一般的な分離
膜の濾過速度の１０倍以上の速度である。比較対照のた
め、分画粒子径が０．１μであり、純水透過速度が２４
００Ｌ／ｈｒ・ｍ²・１００ｋＰａである中空糸膜を用
いて同様に濾過試験を実施し、膜間差圧の推移を見た。
試験結果を図１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】図１に示すように、分画粒子径が０．１μ
ｍの分離膜では約３日で膜差圧の上昇（流量低下）が起
こったのに対して、分画粒子径が２．４μｍの分離膜で
は約１ヶ月経過しても差圧の上昇がほとんど認められ
ず、極めて安定した濾過を行うことができた。

【００４１】（実施例２〜６）実施例１と同様にして製
造した中空糸膜を用い、濁度１５〜２９度の河川表流水
を原水としてそれぞれ次の条件で処理を実施した。試験
は、１週間連続して処理したときに差圧上昇が０．０１
ＭＰａ以下で推移できる濾過速度を測定した。試験結果
を表２に示す。処理方法により分離膜の濾過速度に差は
あるが、濾過液の水質は安定して得られた。実施例２：原水→分離膜濾過実施例３：原水→凝集処理→分離膜濾過実施例４：原水→凝集処理→沈殿処理→分離膜濾過実施例５：原水→凝集処理→沈殿処理→急速砂濾過→分
離膜濾過実施例６：原水→凝集処理→急速砂濾過→分離膜濾過

【００４２】

【表２】

【００４３】

【発明の効果】分画粒子径の大きな分離膜を用いた本件
各発明の浄水の製造方法によれば、高い濾過速度を得る
ことができ、造水コストを大幅に削減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例および比較対象例の濾過試験の結果を示
す図である。

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）Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｈ５０２Ｒ５０３５０３Ａ５０４５０４Ｂ (72)発明者中原清一岡山県倉敷市酒津1621番地株式会社クラレ内Ｆターム(参考） 4D006 GA02 KA01 KA71 KB12 KB13 KB30 KC03 KC14 KC15 MA01 MA28 MB01 MC62X NA03 NA05 PB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水源からの原水を分画粒子径が１〜１０
μｍの分離膜で濾過する工程を含むことを特徴とする浄
水の製造方法。
【請求項２】水源からの原水を凝集剤により凝集処理
した後、分画粒子径が１〜１０μｍの分離膜で濾過する
ことを特徴とする浄水の製造方法。
【請求項３】水源からの原水を凝集剤により凝集処理
した後、沈殿処理または加圧浮上処理により懸濁物質を
分離させた処理液を分画粒子径が１〜１０μｍの分離膜
で濾過することを特徴とする浄水の製造方法。
【請求項４】水源からの原水を凝集剤により凝集処理
した後、沈殿処理または加圧浮上処理により懸濁物質を
分離させた処理液を砂濾過し、その後、分画粒子径が１
〜１０μｍの分離膜で濾過することを特徴とする浄水の
製造方法。
【請求項５】水源からの原水を砂濾過し、その後、分
画粒子径が１〜１０μｍの分離膜で濾過することを特徴
とする浄水の製造方法。
【請求項６】水源からの原水を凝集剤により凝集処理
した後、砂濾過し、その後、分画粒子径が１〜１０μｍ
の分離膜で濾過することを特徴とする浄水の製造方法。
【請求項７】分画粒子径が１〜１０μｍの分離膜での
濾過前または濾過後に、オゾン処理、活性炭処理、塩素
殺菌処理のいずれか１つ以上の処理を行う請求項１〜６
のいずれか１項に記載の浄水の製造方法。
【請求項８】分離膜が中空糸膜である請求項１〜６の
いずれか１項に記載の浄水の製造方法。
【請求項９】気体を使用して、所定の時間毎に分離膜
の逆洗を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の浄水
の製造方法。
【請求項１０】６０℃以上の温水を使用して所定の時
間毎に分離膜の逆洗を行う請求項１〜６のいずれか１項
に記載の浄水の製造方法。