JP2006263510A

JP2006263510A - 膜分離用スライム防止剤及び膜分離方法

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Publication number: JP2006263510A
Application number: JP2005081945A
Authority: JP
Inventors: Nobutoki Arai; 伸説新井; Naoto Ichiyanagi; 直人一柳
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-05

Abstract

【課題】耐塩素性の低い透過膜においても、透過膜の劣化による除去率や脱塩率の低下を引き起こすことなく、微生物の増殖による透過膜の汚染を防止し、効率良く膜分離を行う。
【解決手段】塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物、或いは塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を含有する膜分離用スライム防止剤。膜分離装置の給水又は洗浄水中に、塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物、或いは塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を存在させる膜分離方法。原水水質の変動や事故によりｐＨが変動した場合においても、被処理水中の遊離塩素濃度は大きく変動しないため、安定した微生物の殺菌・増殖抑制効果を得ることができる。耐塩素性の低いポリアミド系高分子等を素材とする透過膜を用いる場合においても、遊離塩素濃度は瞬間的にも増加するようなことはなく、透過膜の酸化劣化を回避することができ、効率良く膜分離を行うことが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、膜分離処理において、微生物に起因して発生する透過膜の汚染を有効に防止し得るスライム防止剤に関する。より詳しくは、本発明は、耐塩素性の低いポリアミド系高分子等を素材とする透過膜においても、透過膜を損傷することなく、微生物による汚染を有効に防止し得る膜分離用スライム防止剤に関する。本発明はまた、このような膜分離用スライム防止剤を用いた膜分離方法に関する。

逆浸透膜（ＲＯ膜）、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）、精密濾過膜（ＭＦ膜）等の透過膜を用い、被処理水中の濁質や溶解性物質、イオン類を分離する膜分離処理においては、被処理水中に含まれる微生物が装置配管内や透過膜膜面で増殖してスライムを形成し、透過膜における透過水量低下等の障害を引き起こす問題がある。

このような微生物による透過膜の汚染を防止するために、被処理水に殺菌剤を常時又は間欠的に添加し、被処理水又は装置内を殺菌しながら膜分離する方法が知られている。一般的には、安価であり取り扱いも比較的容易な殺菌剤として、次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系酸化剤を添加し、微生物を殺菌する方法が知られている。

しかしながら、透過膜がポリアミド系高分子膜のような耐塩素性を持たない透過膜である場合、このような塩素系酸化剤を添加すると、透過膜は塩素系酸化剤由来の遊離塩素による酸化劣化をうけ、除去率が低下してしまうという問題があった。

特開平１−１０４３１０号公報、特開平１−１３５５０６号公報には、このような透過膜の劣化を最小限にするために、遊離塩素による殺菌後、アンモニウムイオンを添加し、クロラミン（モノクロラミン、ジクロラミン）を生成させる方法、或いはクロラミンＴ、ジクロラミンＴ等の結合塩素化合物を添加する方法が示されている。

クロラミンの殺菌力は、遊離塩素の殺菌力に比べて１／５０〜１／２００程度と小さいが、微生物の増殖抑制効果は十分あり、酸化力も小さいため、耐塩素性の低いポリアミド系高分子膜等においても酸化劣化による除去率や脱塩率の低下を招くことなく、スライム発生を防止することができる。また、クロラミン殺菌においては、遊離塩素により殺菌した場合に問題となる、トリハロメタンの生成が抑制されるという利点もある。
特開平１−１０４３１０号公報特開平１−１３５５０６号公報

しかしながら、微生物の増殖抑制を目的に、これらクロラミンを用いる場合であっても、透過膜の劣化が発生し、除去率が低下してしまう場合があった。

この劣化の原因についての詳細は定かではないが、被処理水中における遊離塩素濃度の変動が確認されており、瞬間的な遊離塩素濃度の増加に伴い透過膜が劣化してしまうものと考えられた。また、この透過膜の劣化は、被処理水中に鉄や銅など金属が含まれる系において発生することが多いことから、被処理水中の金属と塩素剤との間で触媒作用により高い酸化力が発現し、透過膜の酸化劣化を引き起こしているとも考えられた。

本発明は、上記課題を解決し、耐塩素性の低い透過膜においても、透過膜の劣化による除去率や脱塩率の低下を引き起こすことなく、微生物の増殖による透過膜の汚染を防止し、効率良く膜分離を行うことを可能とする膜分離用スライム防止剤及び膜分離方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは上記課題について鋭意検討し、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物、或いは塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を、膜分離装置への給水又は洗浄水に添加して透過膜に供給することにより、ポリアミド系高分子膜等の耐塩素性の低い透過膜においても、透過膜の劣化を引き起こすことなく、微生物による透過膜の汚染を防止することが可能であることを見出した。

本発明はこのような知見に基き完成されたものであり、以下を要旨とするものである。
（１）塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物を含有することを特徴とする膜分離用スライム防止剤。
（２）塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を含有することを特徴とする膜分離用スライム防止剤。
（３）膜分離装置への給水又は洗浄水に、塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物を存在させることを特徴とする膜分離方法。
（４）膜分離装置への給水又は洗浄水に、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を存在させることを特徴とする膜分離方法。

本発明に従って、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物、或いは塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を、膜分離装置への給水又は洗浄水に添加して透過膜に供給することにより、ポリアミド系高分子膜等の耐塩素性の低い透過膜においても、透過膜の劣化を引き起こすことなく、微生物による透過膜の汚染を防止することができる。このため、透過膜の劣化による除去率や脱塩率の低下を回避して、効率良く膜分離を継続することが可能となる。

以下に本発明の膜分離用スライム防止剤及び膜分離方法の実施の形態を詳細に説明するが、それに先立ち、本発明による膜劣化防止の作用機構について説明する。

被処理水に次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を添加する場合においてはもちろん、モノクロラミン（ＮＨ_２Ｃｌ）、ジクロラミン（ＮＨＣｌ_２）、さらにはクロラミンＴ（Ｃ_７Ｈ_７ＣｌＮＮａＯ_２Ｓ・３Ｈ_２Ｏ）のような結合塩素化合物を被処理水中で生成、又は添加する場合においても、濃度の大小はあるものの、水中では遊離塩素（ＨＣｌＯなど）が解離、生成すると考えられる。

ポリアミド系高分子膜等の耐塩素性の低い透過膜で発生する透過膜の劣化は、この酸化力の高い遊離塩素によりなされると考えられ、透過膜の劣化においては被処理水中の遊離塩素濃度が大きく影響すると考えられる。

「水道協会雑誌」第６６巻第１０号（第７５７号），ｐ２１−２９には、結合塩素化合物からの遊離塩素の解離が、結合塩素化合物の種類により、さらに詳しくは結合塩素を形成する相手の化合物（通常は窒素系化合物）により大きく異なることが報告されている。

また、本発明者らは、後述のように、結合塩素化合物からの遊離塩素の解離が、結合塩素化合物の種類が異なる場合はもちろん、結合塩素化合物を溶解した水溶液のｐＨによっても大きく異なることを確認している。通常、結合塩素化合物の水溶液においては、ｐＨが低い領域では多くの遊離塩素が解離し、ｐＨの高い領域での遊離塩素の解離は少なくなるが、このｐＨに対する遊離塩素の解離の依存性の大小も結合塩素化合物の種類によって異なる。

一般に、水処理においては、原水の水質変動等に応じたｐＨ調整を伴う場合であっても、即ち、人為的にｐＨを所定値に調整している場合であっても、ｐＨがある程度の変動幅を持って変動してしまうことは珍しくない。このような水処理系に対し、結合塩素化合物を微生物の増殖抑制を目的に用い、該結合塩素化合物の遊離塩素の解離の程度がｐＨに大きく依存する場合、ｐＨが高くなったときには、被処理水中の遊離塩素濃度が既定値よりも低くなってしまうこととなり、微生物の殺菌・増殖抑制効果が低下してしまう。また、ｐＨが低くなったときには遊離塩素濃度が高まり、微生物の殺菌・増殖抑制効果は高まるが、一方で過剰な遊離塩素に起因する副生成物の生成が懸念されることとなり好ましくない。特に、膜分離処理において、耐塩素性の低いポリアミド系高分子等を素材とする透過膜を用いる場合においては、ｐＨが低下した場合、高濃度の遊離塩素に晒される危険性が高まり、膜の劣化リスクを高めることとなる。

膜の劣化は、その他の膜分離処理で発生する問題、即ち、スケーリングやバイオファウリングによる透過流束、除去率の低下とは異なり、分離膜自体が塩素酸化により破壊されてしまうため、洗浄操作等では回復し得ない不可逆な障害であり、最優先に回避しなければならない問題である。この問題は、厳密なｐＨ調整及び遊離塩素濃度の制御（結合塩素化合物添加量の制御）により回避可能と考えられるが、このような対策では、制御機器コストの増加を伴うばかりでなく、予期せず発生する事故への対応は難しいことから、十分な解決手段とは言い難い。

本発明は、これらの問題を、よりｐＨ依存性の低い結合塩素化合物を用いることにより解決するものであり、詳しくは、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物、或いは塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を被処理水に添加した場合に、被処理水中における遊離塩素濃度が、酸性域からアルカリ性域にわたる広いｐＨ範囲において大きく変化しないという特徴を生かすことにより解決するものである。

図１に、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物を含有するスライム防止剤と、クロラミンＴを、それぞれ全残留塩素濃度≒１００ｍｇ・Ｃｌ／Ｌとなるよう市水に添加した場合の、ｐＨによる遊離塩素濃度の変化を調べた結果を示す。

実験には、次亜塩素酸ナトリウムを２重量％（ａｓ有効塩素）と、スルファミン酸８重量％とからなるスライム防止剤水溶液と、５重量％クロラミンＴ（ｐ−トルエンスルホンクロロアミドナトリウム三水和物，関東化学（株））水溶液を用い、ｐＨ調整は硫酸にて実施し、残留塩素濃度の測定はＤＰＤ法（ポケット残留塩素計，ＨＡＣＨ社製）で実施した。

図１より次のことが明らかである。

クロラミンＴ水溶液を用いた場合、遊離塩素濃度はｐＨにより大きく変化した。このようにｐＨにより遊離塩素濃度が変化する場合、ｐＨが高くなった場合には、遊離塩素濃度の低下に伴い微生物の殺菌・増殖抑制効果は低下し、ｐＨが低くなった場合には、遊離塩素濃度の増加に伴い副生成物の生成量が増加すると考えられる。また、耐塩素性の低い透過膜を使用している場合には、遊離塩素濃度の増加により膜劣化の危険性も高まることとなり好ましくない。更に被処理水中に金属類が共存するような場合には、遊離塩素と金属間での触媒反応により、わずかな遊離塩素濃度の変化が大きな酸化力の増加に繋がるとも考えられ、そのとき膜劣化のリスクは飛躍的に高まると予想される。

一方、本発明で用いる塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物を含有する水溶液を用いた場合においては、遊離塩素濃度はｐＨにより殆ど変化しない。この特徴により、上述のような問題は回避されることとなる。

即ち、本発明によれば、膜分離処理において、被処理水のｐＨが原水水質の変動や事故により変動した場合においても、被処理水中の遊離塩素濃度は大きく変動しないため、安定した微生物の殺菌・増殖抑制効果を得ることができる。また、耐塩素性の低いポリアミド系高分子等を素材とする透過膜を用いる場合においても、遊離塩素濃度は瞬間的にも増加するようなことはなく、透過膜の酸化劣化を回避することができ、効率良く膜分離を行うことが可能となる。

以下に本発明の膜分離用スライム防止剤及び膜分離方法を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

本発明の膜分離用スライム防止剤は、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物、或いは塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を含むものである。

本発明で用いる塩素系酸化剤に特に制限はなく、例えば、塩素ガス、二酸化塩素、次亜塩素酸又はその塩、亜塩素酸又はその塩、塩素酸又はその塩、過塩素酸又はその塩、塩素化イソシアヌル酸又はその塩などを挙げることができる。これらのうち、塩形のものの具体例としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸アルカリ金属塩、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリウムなどの次亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムなどの亜塩素酸アルカリ金属塩、亜塩素酸バリウムなどの亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ニッケルなどの他の亜塩素酸金属塩、塩素酸アンモニウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウムなどの塩素酸アルカリ金属塩、塩素酸カルシウム、塩素酸バリウムなどの塩素酸アルカリ土類金属塩などを挙げることができる。これらの塩素系酸化剤は、１種を単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。これらの中で、次亜塩素酸塩は取り扱いが容易なので、好適に用いることができる。

一方、本発明で用いるスルファミン酸化合物としては、下記一般式［１］で表される化合物又はその塩が挙げられる。

（ただし、一般式［１］において、Ｒ^１及びＲ^２は、各々独立に、水素又は炭素数１〜８の炭化水素である。）

このようなスルファミン酸化合物としては、例えば、Ｒ^１とＲ^２がともに水素であるスルファミン酸のほかに、Ｎ−メチルスルファミン酸、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファミン酸、Ｎ−フェニルスルファミン酸などを挙げることができる。本発明に用いるスルファミン酸化合物のうち、前記化合物の塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などのアルカリ土類金属塩、マンガン塩、銅塩、亜鉛塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩などの他の金属塩、アンモニウム塩及びグアニジン塩などを挙げることができ、具体的には、スルファミン酸ナトリウム、スルファミン酸カリウム、スルファミン酸カルシウム、スルファミン酸ストロンチウム、スルファミン酸バリウム、スルファミン酸鉄、スルファミン酸亜鉛などを挙げることができる。スルファミン酸及びこれらのスルファミン酸塩は、１種を単独で用いることもでき、２種以上を組み合わせて用いることもできる。

次亜塩素酸塩等の塩素系酸化剤とスルファミン酸塩等のスルファミン酸化合物を混合すると、これらが結合して、クロロスルファミン酸塩を形成して安定化し、従来のクロラミンのようなｐＨによる解離性の差、それによる遊離塩素濃度の変動を生じることなく、水中で安定した遊離塩素濃度を保つことが可能となる。

本発明において、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物との使用割合には特に制限はないが、塩素系酸化剤の有効塩素１モルあたりスルファミン酸化合物を０．５〜５．０モルとすることが好ましく、０．５〜２．０モルとすることがより好ましい。

本発明の膜分離用スライム防止剤は、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む水溶液として好適に用いられるが、何らこの混合水溶液の形態に限らず塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とは別々に提供されるものであっても良い。

本発明の膜分離用スライム防止剤は、その効果を損なうことのない範囲において、塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物以外の他の成分を含有していても良い。この他の成分としては、アルカリ剤、アゾール類、アニオン性ポリマー、ホスホン酸類等が挙げられる。

アルカリ剤は、膜分離用スライム防止剤中の塩素系酸化剤を安定化させるために用いられ、通常、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が用いられる。

アゾール類は、ヘテロ原子を２個以上含む５員環を有する芳香族化合物である。本発明で用いるアゾール類としては、例えば、イミダゾール、ピラゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、テトラゾールなどの単環式アゾール系化合物、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾチアゾール、メルカプトベンゾイミダゾール、メルカプトメチルベンゾイミダゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、インダゾール、プリン、イミダゾチアゾール、ピラゾロオキサゾールなどの縮合多環式アゾール系化合物などや、さらにアゾール系化合物の中で塩を形成する化合物にあってはそれらの塩などを挙げることができる。これらのアゾール系化合物は、１種を単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。

アニオン性ポリマーとしては、重量平均分子量が５００〜５０，０００のものが好ましく、１，０００〜３０，０００のものがより好ましく、１，５００〜２０，０００のものがさらに好ましい。

このアニオン性ポリマーを構成するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及びこれらの不飽和カルボン酸の塩、例えば、ナトリウム塩やカリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩やマグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、さらには無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸の無水物などを挙げることができる。これらのモノマーは単独で重合することができ、また２種以上を共重合することもでき、あるいは、該モノマー１種以上とその他の共重合可能なモノマー１種以上とを共重合させることもできる。他の共重合可能なモノマーとしては、例えば、不飽和アルコール、不飽和カルボン酸エステル、アルケン、スルホン酸基を有するモノマーなどを挙げることができる。不飽和アルコールとしては、例えば、アリルアルコール、メタリルアルコールなどを挙げることができる。不飽和カルボン酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシエチルなどを挙げることができる。アルケンとしては、例えば、イソブチレン、ｎ−ブチレン、ジイソブチレン、ペンテンなどを挙げることができる。スルホン酸基を有するモノマーとしては、例えば、ビニルスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−アリロキシ−１−プロパンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、スチレンスルホン酸などを挙げることができる。

本発明に使用し得るアニオン性ポリマーの例としては、ポリマレイン酸、ポリアクリル酸、アクリル酸と２−ヒドロキシ−３−アリロキシプロパンスルホン酸との共重合物、アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸との共重合物、アクリル酸とイソプレンスルホン酸との共重合物、アクリル酸とメタクリル酸２−ヒドロキシエチルとの共重合物、アクリル酸とメタクリル酸２−ヒドロキシエチルとイソプロピレンスルホン酸の共重合物、マレイン酸とペンテンとの共重合物、前記アニオン性ポリマーのアルカリ金属塩及び前記アニオン性ポリマーのアルカリ土類金属塩などを挙げることができる。

また、ホスホン酸類としては、例えば、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸、ヒドロキシホスホノ酢酸、ニトリロトリメチレンホスホン酸、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチレンホスホン酸又は前記ホスホン酸の塩などを挙げることができる。本発明において、ホスホン酸類は遊離の酸として用いても、塩として用いても良い。ホスホン酸の塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩などのアルカリ土類金属塩などを挙げることができる。ホスホン酸の塩は、酸の特性成分である水素が完全に置換された正塩であってもよく、酸成分の水素の一部が残っている酸性塩であってもよい。これらのホスホン酸及びその塩は、１種を単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。

これらの他の成分を含む場合、本発明の膜分離用スライム防止剤の剤型に特に制限はなく、例えば、塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物と、アゾール類、アニオン性ポリマー、ホスホン酸類のいずれか１種以上とからなる１液型薬剤であっても良く、各成分を２液に分けた２液型薬剤とすることもできる。２液型薬剤としては、例えば、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物を含有するＡ液と、その他の成分Ｂ液からなる２液型薬剤なとを挙げることができる。

１液型薬剤とする場合は、塩素系酸化剤の安定性を保つために、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリを添加して、ｐＨ１２以上に調整することが好ましく、ｐＨ１３以上に調整することがより好ましい。２液型薬剤とする場合は、同様に塩素系酸化剤を含有する剤をｐＨ１２以上に調整することが好ましく、ｐＨ１３以上に調整することがより好ましい。

本発明の膜分離用スライム防止剤は例えば、次のような配合とすることが好ましい。
（Ａ）有効塩素濃度１〜８重量％、好ましくは３〜６重量％の塩素系酸化剤と、１．５〜９重量％、好ましくは４．５〜８重量％のスルファミン酸化合物を含む、ｐＨ≧１２水溶液
（Ｂ）上記（Ａ）に、更に０．０５〜３．０重量％のアゾール類、１．５〜３．０重量％のアニオン性ポリマー、０．５〜４．０重量％のホスホン酸類の１種又は２種以上を含むｐＨ≧１２の水溶液
なお、上記（Ａ），（Ｂ）において、ｐＨはアルカリ剤の添加により調整される。

本発明の膜分離方法は、膜分離装置への給水又は洗浄水中に、このような本発明の膜分離用スライム防止剤を存在させることにより、スライム障害を防止するものである。

この場合、水中の各薬剤濃度は、所期のスライム防止効果が得られる程度であれば良く、特に制限はないが、塩素系酸化剤の濃度として０．１〜１０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは１〜２００ｍｇ／Ｌとなるように添加することが好ましい。膜分離装置への給水又は洗浄水に塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物を添加することにより、水中に安定な結合塩素剤であるクロロスルファミン酸塩が形成され、この結合塩素剤により、安定した遊離塩素濃度を維持することにより、透過膜の劣化を引き起こすことなく、スライム防止処理を行うことが可能となる。

本発明が適用される膜分離装置の透過膜としては、逆浸透膜（ＲＯ膜）、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）、精密濾過膜（ＭＦ膜）等の透過膜が挙げられ、その型式には特に制限はなく、スパイラル型、中空糸型、管型、平膜型など任意の構造のものが使用できる。

透過膜の材質としても任意のものが使用できるが、本発明は耐塩素性の低い芳香族ポリアミド、ポリ尿素、ポリピペラジンアミドなどの窒素含有基を有する高分子膜に対して特に有効である。透過膜の構造も任意のものが使用でき、均一な高分子膜からなる透過膜でも良いが、支持膜上に超薄膜を形成した複合膜に対しても効果的であり、特に超薄膜として窒素含有基を有する高分子膜を形成した複合膜に対して有効である。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

［実施例１］
市水に、次亜塩素酸ナトリウム２重量％（ａｓ有効塩素濃度）とスルファミン酸ナトリウム８重量％を含有する本発明のスライム防止剤の水溶液を所定の全残留塩素濃度となるように添加し、ポリアミド系逆浸透膜（ＥＳ２０−Ｄ４，日東電工（株）製）に温度２５℃前後、操作圧０．７５ＭＰａで約１０００時間連続通水を実施した。
ｐＨ調整には硫酸を用い、ｐＨ＝５．５を目標値に自動制御を実施した。

スライム防止剤は、被処理水（逆浸透膜原水）中の全残留塩素濃度が、通水開始から４５０時間後まで（期間Ｉ）は５０ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ、４５０時間後から１０００時間後まで（期間II）は１００ｍｇ−Ｃｌ／Ｌとなるように定量注入を実施した。

このときの膜の透過流束、除去率、膜濃縮水の遊離塩素濃度及び全残留塩素濃度と、ｐＨの経時変化を図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。

なお、逆浸透膜の除去率は、逆浸透膜原水、濃縮水、透過水の電気伝導度を測定し、下式より算出した。
除去率（脱塩率）
＝１−透過水の電気伝導度／（原水の電気伝導度＋濃縮水の電気伝導度）×２

図２（ａ）〜（ｃ）から次のことが明らかである。
試験期間を通じ、ｐＨは５〜６の間で調整され、一方、被処理水（逆浸透膜原水）中の遊離塩素濃度は変動したが、期間Ｉにおいて２〜５ｍｇ−Ｃｌ／Ｌ、期間IIにおいて４〜６ｍｇ−Ｃｌ／Ｌで推移する、非常に小幅な変動であった。

逆浸透膜の透過流束は、試験期間を通じ、０．８ｍ／ｄ（０．７５ＭＰａ，２５℃前後）を維持することができ、微生物の増殖によるスライム障害の発生は確認されなかった。

また、除去率（脱塩率）も９９．７％以上を維持し、透過膜の劣化、除去率の低下は確認されなかった。

以上の結果より、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物を含有するスライム防止剤を用いることにより、水中の遊離塩素濃度を大きく変動させることがないため、安定した微生物の殺菌・増殖抑制効果を得ることができ、なおかつ耐塩素性の低いポリアミド系高分子等を素材とする透過膜を用いる場合においても、透過膜の酸化劣化を回避することができ、効率良く膜分離を行うことが可能であることを確認した。

次亜塩素酸ナトリウムとスルファミン酸ナトリウムを用いた場合と、クロラミンＴを用いた場合の、ｐＨによる遊離塩素濃度の変化を示すグラフである。（ａ）図は実施例１における逆浸透膜の透過流束及び除去率の経時変化を示すグラフであり、（ｂ）図は同膜濃縮水の遊離塩素濃度及び全残留塩素濃度の経時変化を示すグラフであり、（ｃ）図は同逆浸透膜原水のｐＨの経時変化を示すグラフである。

Claims

塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物を含有することを特徴とする膜分離用スライム防止剤。
塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を含有することを特徴とする膜分離用スライム防止剤。
膜分離装置への給水又は洗浄水中に、塩素系酸化剤及びスルファミン酸化合物を存在させることを特徴とする膜分離方法。
膜分離装置への給水又は洗浄水中に、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤を存在させることを特徴とする膜分離方法。