JP2014000489A - Water-purifying membrane module for drinking water - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、飲料水用の浄水用膜モジュールに関する。 The present invention relates to a membrane module for water purification for drinking water.
河川水や地下水を原水として飲料水を製造する際、大型の膜モジュール装置を使用した膜濾過法が採用されている。
このような大型の膜モジュール装置では、濾過用ポンプを備えた濾過ライン、洗浄用ポンプを備えた逆圧洗浄ライン、薬剤用ポンプを備えた薬剤供給ラインなどが必要になり、装置全体が大規模なものになってしまう(特許文献1の図1〜4、特許文献2の図1、特許文献3)。
さらに大型の膜モジュール装置は、設置に要する初期投資が過大となり、設置用の広いスペースも必要となる。
このため、飲料水の使用量が少ない場合には、大型の膜モジュール装置の設置及び使用は制限されていた。
When drinking water is produced using river water or groundwater as raw water, a membrane filtration method using a large membrane module device is employed.
Such a large membrane module device requires a filtration line equipped with a filtration pump, a back pressure washing line equipped with a washing pump, a chemical supply line equipped with a chemical pump, etc. (FIGS. 1 to 4 of Patent Document 1, FIG. 1 of Patent Document 2, and Patent Document 3).
Furthermore, a large membrane module device requires an excessive initial investment for installation and requires a large space for installation.
For this reason, when there is little usage-amount of drinking water, installation and use of a large sized membrane module apparatus were restrict | limited.
また、最近では河川水や地下水中に含まれる原虫(クリプトスポリジウム)が飲料水に混入するおそれも指摘されており、飲料水の使用量が少ない場合であっても、原虫除去能力のより高い浄水設備の導入が望まれている。 Recently, it has also been pointed out that protozoa (cryptospodium) contained in river water and groundwater may be mixed in drinking water, and even if the amount of drinking water is small, purified water with higher protozoa removal ability Introduction of equipment is desired.
本発明は、ポンプなどを必要としない簡単な装置で、高い浄水供給能力を有している飲料水用の浄水用モジュールと、その使用方法を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the module for water purification for drinking water which has a high purified water supply capability with the simple apparatus which does not require a pump etc., and its usage method.
本発明は、限外濾過膜モジュールを備えた飲料水用の浄水用モジュールであって、
前記限外濾過膜モジュールがケース内に中空糸膜束が充填されたものであり、
前記中空糸膜束が、束を構成する中空糸膜の一端側開口部が封止された状態で束ねられているか、又は中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものであり、
前記中空糸膜が酢酸セルロースからなるものである、飲料水用の浄水用モジュールと、その使用方法に関する。
The present invention is a water purification module for drinking water provided with an ultrafiltration membrane module,
The ultrafiltration membrane module is a case filled with a hollow fiber membrane bundle in a case,
The hollow fiber membrane bundle is bundled in a state where one end side opening of the hollow fiber membrane constituting the bundle is sealed, or bundled in a state where one end side of the hollow fiber membrane bundle is bent. ,
The present invention relates to a water purification module for drinking water and a method for using the same, wherein the hollow fiber membrane is made of cellulose acetate.
本発明の飲料水用の浄水用モジュールは、原虫や細菌などを取り除くことができ、逆圧洗浄などの洗浄をすることなく、長期間、高い浄水供給能力を発揮することができる。 The water purification module for drinking water according to the present invention can remove protozoa, bacteria, and the like, and can exhibit high purified water supply capability for a long period of time without washing such as reverse pressure washing.
<飲料水用の浄水用モジュール>
図1、図2により飲料水用の浄水用モジュールの実施形態を説明する。
飲料水用の浄水用モジュール10は、限外濾過膜モジュール11を有している。
限外濾過膜モジュール11は、合成樹脂製や金属製の筒状ケース本体31とキャップ32からなるケース内に中空糸膜束33が充填されたものである。
筒状ケース本体11は原水入口11aを有しており、キャップ32は透過水出口11bを有している。
ケース本体31のキャップ32近傍には、原水と共に入ってきた空気を外部に排出するための空気抜きノズル37が取り付けられている。
中空糸膜束33は、原水が直接に中空糸膜束33に衝突しないようにするための保護ネット34で覆われている。なお、保護ネット34を使用しないで、原水入口11aに正対する位置に原水が直接に中空糸膜束33に衝突しないようにするための邪魔板を設置してもよい。
限外濾過膜モジュール11は、外圧式でも内圧式でもよいが、外圧式が好ましい。
<Water purification module for drinking water>
An embodiment of a water purification module for drinking water will be described with reference to FIGS.
The
The
The
In the vicinity of the
The hollow
The
限外濾過膜モジュール11で使用されている中空糸膜束は、束を構成する中空糸膜の一端側開口部がで封止された状態で束ねられているもの、又は中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものである。
図2に示す中空糸膜束33は、エポキシ樹脂やウレタン樹脂などの封止材35で一端側の開口部のみが閉塞されており、他端側(透過水出口11b側)の開口部は開口している。図2においては、透過水出口11b側の中空糸膜束33の端部は開口したままで封止材36により一体にされている。
The hollow fiber membrane bundle used in the
The hollow
中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものは、例えば一端側がU字型に折り曲げられて重ね合わされた状態で、折り曲げられた湾曲部分(角部分)及び重ね合わされた部分の一方又は両方が細い糸状紐などの結束具で束ねられたものであってもよい。折り曲げられた部分は実質的に閉塞状態にあり、他端側は結束具や樹脂で一体にされていてもよいが、開口部は封止されていない。 A bundle of hollow fiber membrane bundles folded at one end side is, for example, one of the bent portion (corner portion) and the overlapped portion with one end side folded into a U-shape and superimposed. Or both may be bundled with a binding tool such as a thin thread string. The bent portion is substantially in a closed state, and the other end side may be integrated with a binding tool or resin, but the opening is not sealed.
中空糸膜(限外濾過膜)は酢酸セルロースからなるものであり、原虫、細菌などを除去する観点から、分画分子量が1万〜50万の範囲であるものが好ましく、分画分子量1万〜20万がより好ましい。中空糸膜(限外濾過膜)の材質が酢酸セルロースであると、膜表面が親水性のため、原水中に含まれる水溶性有機物質などの不純物が膜面に付着したり膜表面を汚染・閉塞したりすることが少ない。このため、外圧全量濾過方式を採用し、かつ逆洗や薬液洗浄などを行わない場合でも長期間安定した透水量を確保することができる。全量濾過で逆洗や薬液洗浄を行わないので、供給水は全量が飲料水として供され、水の利用効率は100%となる利点もある。
分画分子量の範囲については、分画分子量1万以上であると透水量が良く、膜モジュールが小型化でき、分画分子量が50万以下であると原虫等の除去能力が良い。
例えば、酢酸セルロースからなる中空糸膜(限外濾過膜)としては、ダイセン・メンブレン・システムズ(株)から販売されているFUC1582を使用することができる。
The hollow fiber membrane (ultrafiltration membrane) is made of cellulose acetate, and from the viewpoint of removing protozoa and bacteria, it is preferable that the molecular weight cut off is in the range of 10,000 to 500,000, and the molecular weight cut off is 10,000. ~ 200,000 is more preferable. When the material of the hollow fiber membrane (ultrafiltration membrane) is cellulose acetate, the membrane surface is hydrophilic, so impurities such as water-soluble organic substances contained in the raw water adhere to the membrane surface or contaminate the membrane surface. It is less likely to be blocked. For this reason, it is possible to secure a stable water permeability for a long period of time even when the external pressure total amount filtration method is adopted and backwashing or chemical cleaning is not performed. Since backwashing and chemical cleaning are not performed by filtration of the entire amount, the entire amount of supplied water is provided as drinking water, and there is an advantage that the water use efficiency is 100%.
Regarding the range of the molecular weight cut off, if the molecular weight cut off is 10,000 or more, the water permeability is good, the membrane module can be miniaturized, and if the molecular weight cut off is 500,000 or less, the ability to remove protozoa and the like is good.
For example, as a hollow fiber membrane (ultrafiltration membrane) made of cellulose acetate, FUC1582 sold by Daisen Membrane Systems Co., Ltd. can be used.
限外濾過膜モジュール11の有効膜面積(外圧濾過方式)は、蛇口30からの採水量により異なるが、採水量が10〜200L/dayであるときは、0.2〜3m2であることが好ましい。
The effective membrane area (external pressure filtration method) of the
限外濾過膜モジュール11は、原水(水道水、地下水又は工業用水)を使用するための蛇口30に至る水の供給経路であって、蛇口30に近接した水の供給経路(水道管)15、16の間に設置することができる。
水の供給経路(水道管)15は、水源と限外濾過膜モジュール11の原水入口11aを接続するものである。
水の供給経路(水道管)16は、限外濾過膜モジュール11の透過水出口11bと蛇口20を接続するものである。
水源は、上水道管の本管、地下水源(井戸、湧水など)、工業用水の供給源である。工業用水は、河川水や地下水を凝集処理、濾過処理(例えば、砂濾過処理)などしたものである。いずれの水源も塩素殺菌に起因する塩素イオンを含んでもよい。
なお、以下において使用する「水道管」は、水源は問わず、飲料水となる原水の送水管となるものを意味する。
The
The water supply path (water pipe) 15 connects the water source and the raw water inlet 11 a of the
The water supply path (water pipe) 16 connects the
The water sources are the mains of water supply pipes, groundwater sources (wells, springs, etc.), and industrial water supplies. Industrial water is obtained by subjecting river water or groundwater to agglomeration treatment, filtration treatment (for example, sand filtration treatment), and the like. Any water source may contain chlorine ions resulting from chlorine sterilization.
In addition, the "water pipe" used below means what becomes a water supply pipe of raw water used as drinking water regardless of a water source.
限外濾過膜モジュール11の設置場所は、水源や蛇口30の取り付け場所に応じて異なるが、蛇口20から2m以内(好ましくは1m以内)の水の供給経路(水道管)が好ましく、例えば、蛇口が設置された流し台の下にある床面から蛇口までの水の供給経路(水道管)である。
The installation location of the
飲料水用の浄水用モジュール10は、水の供給経路(水道管)20の途中に圧力調整手段となる圧力調整弁12を設置することができる。
圧力調整弁12は、原水入口11aの水圧を調整するためのものであり、水の供給経路(水道管)15を流れる原水の圧力(水圧)が過大のときは弁を開放して圧力を下げ、水圧が過小のときは弁を絞って圧力を上げるように機能するものである。
圧力調整弁12は、市販品を使用することができ、例えばRD−43N型M((株)ベン製)を使用することができる。
このようにして圧力調整弁12で原水入口11aの水圧を調整することで、限外濾過膜モジュール11において水圧のみで十分な濾過性能を発揮させることができる。
圧力調整弁12は、好ましくは0.05〜0.35MPa、より好ましくは0.1〜0.2MPaに調整できるものである。また調整しない圧力固定式のものでもよい。
水の供給経路(水道管)15の圧力調整弁12と限外濾過膜モジュール11との間には、必要に応じて圧力計13を設置することもできる。
The
The
A commercial item can be used for the
Thus, by adjusting the water pressure of the
The
A
飲料水用の浄水用モジュール10は、圧力調整弁12及び必要に応じて圧力計を備えたものにするときは、限外濾過膜モジュール11、圧力調整弁12及び圧力計13を一つの容器内に収容した形態にすることもできる。
このときは、上記したとおり、蛇口20から2m以内(好ましくは1m以内)の水の供給経路(水道管)に設置することが好ましく、例えば、流し台の下にある床面から蛇口までの水の供給経路(水道管)に設置することが好ましい。
なお、圧力計13も含めるときには、圧力計13のゲージが外から見えるようにすることが望ましい。
When the
At this time, as described above, it is preferable to install in a water supply path (water pipe) within 2 m (preferably within 1 m) from the
In addition, when including the
<飲料水用の浄水用モジュールの使用方法>
本発明の飲料水用の浄水用モジュール10の使用方法を図1の実施形態により説明する。原水が上水道の場合で説明する。
蛇口20をひねって水を流したとき、水道管15から送られる原水(上水道水)は、圧力調整弁12により適切な圧力に調整された後、限外濾過膜モジュール11に送られて水圧のみで濾過される。
原水が水道管15から限外濾過膜モジュール11に送られる際にケース内に空気が混入したときには濾過性能に悪影響を与えることも考えられるが、空気抜きノズル37から適宜脱気することで、濾過性能に及ぼす混入空気の影響を抑制することができる。
このとき、上記したとおり、限外濾過膜モジュール11内の中空糸膜束は一端側開口部が閉塞された状態になっているため、原水は全量濾過される。
その後、限外濾過膜モジュール11にて濾過された透過水が水道管16から蛇口20に送られて使用される。
上水道に原虫や細菌が含まれているような場合であっても、限外濾過膜モジュール11において取り除かれる。
<Usage of water purification module for drinking water>
The use method of the
When water flows by twisting the
When raw water is sent from the
At this time, as described above, since the hollow fiber membrane bundle in the
Thereafter, the permeated water filtered by the
Even in the case where protozoa and bacteria are contained in the water supply, they are removed by the
実施例1
中空糸膜(限外濾過膜)として、酢酸セルロースからなる、内径0.8mm、外径1.3mm、分画分子量15万のダイセン・メンブレン・システムズ(株)製のFUC1582膜(水道水用濾過膜モジュールとしての認定を受けている)を使用した。
この中空糸膜の一端側開口部をエポキシ樹脂で封止した中空糸膜束を作製した。
次に、前記中空糸膜束をダイセン・メンブレン・システムズ(株)から販売されているFF03型の外圧中空糸膜モジュールケース(最大外径10.2cm、最大長29.7cm)内に収容して、外圧式の限外濾過膜モジュールを得た。外圧濾過換算の有効膜面積は1.2m2であった。
Example 1
As a hollow fiber membrane (ultrafiltration membrane), an FUC1582 membrane (filter for tap water) made of cellulose acetate and having an inner diameter of 0.8 mm, an outer diameter of 1.3 mm, and a molecular weight cut off of 150,000, manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd. Used as a membrane module).
A hollow fiber membrane bundle was produced in which the opening at one end of the hollow fiber membrane was sealed with an epoxy resin.
Next, the hollow fiber membrane bundle is housed in an FF03 type external pressure hollow fiber membrane module case (maximum outer diameter 10.2 cm, maximum length 29.7 cm) sold by Daisen Membrane Systems Co., Ltd. An external pressure ultrafiltration membrane module was obtained. The effective membrane area in terms of external pressure filtration was 1.2 m 2 .
原水と蛇口25を接続するパイプ15の途中(蛇口20がある流し台の下の空間)に圧力調整弁12を取り付け、さらに圧力調整弁12と蛇口20の間に限外濾過膜モジュール11を取り付けた(図1参照)。
圧力調整弁12は、限外濾過膜モジュール11の原水入口11aの圧力が0.2MPaに調整されるように設定した。
なお、原水は、姫路市の揖保川の水を凝集沈殿処理した後、砂濾過処理したものを次亜塩素酸ソーダで殺菌処理したもの(濁度0.2、遊離塩素濃度0.5ppm)を使用した。
A
The
The raw water used is one that has been coagulated and settled from Hibo River in Himeji City, then sand-filtered and sterilized with sodium hypochlorite (turbidity 0.2, free chlorine concentration 0.5 ppm) did.
この状態で約4ヶ月間飲料水として使用した。総濾過量は約3m3であった。使用開始日の透過流量は650L/hrであり、4ヶ月経過後の透過流量は350L/hrであった。使用開始日〜4ヶ月経過後の間、1週間に1回程度採水して、一般細菌、大腸菌、原虫の有無を検査したが、いずれも発見されなかった。 In this state, it was used as drinking water for about 4 months. The total filtration amount was about 3 m 3 . The permeate flow rate on the day of use was 650 L / hr, and the permeate flow rate after 4 months was 350 L / hr. During the period from the start of use to 4 months later, water was collected about once a week and examined for the presence of general bacteria, Escherichia coli, and protozoa, but none were found.
比較例1
実施例1で使用した限外濾過膜モジュール11に代えて、除菌フィルターとして市販されている外圧型FF03−FL−FUS1041膜モジュール(ポリエーテルスルホン膜,分画分子量10万,外圧濾過換算の有効膜面積2.3m2;ダイセン・メンブレン・システムズ(株)製)を使用したほかは同様にして使用した。
その結果、一般細菌、大腸菌、原虫は除去することができたが、使用開始日の透過流量は1300L/hrであったが、4ヶ月経過後の透過流量は200L/hr以下となった。
Comparative Example 1
Instead of the
As a result, general bacteria, Escherichia coli, and protozoa were able to be removed, but the permeate flow rate at the start of use was 1300 L / hr, but the permeate flow rate after 4 months was 200 L / hr or less.
実施例、比較例の結果から、酢酸セルロース限外濾過膜モジュールは、逆洗や薬液洗浄などの透水量回復のための複雑な洗浄操作を行わなくとも、長期間安定して、優れた浄水能力を維持することができた。 From the results of Examples and Comparative Examples, the cellulose acetate ultrafiltration membrane module is stable for a long period of time and has an excellent water purifying capability without performing complicated washing operations for water permeation recovery such as backwashing or chemical washing. Could be maintained.
10 飲料水用の浄水用モジュール
11 限外濾過膜モジュール
12 圧力調整弁
20 蛇口
10 Water Purification Module for
Claims (4)
前記限外濾過膜モジュールがケース内に中空糸膜束が充填されたものであり、
前記中空糸膜束が、束を構成する中空糸膜の一端側開口部が封止された状態で束ねられているか、又は中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものであり、
前記中空糸膜が酢酸セルロースからなるものである、飲料水用の浄水用モジュール。 A water purification module for drinking water with an ultrafiltration membrane module,
The ultrafiltration membrane module is a case filled with a hollow fiber membrane bundle in a case,
The hollow fiber membrane bundle is bundled in a state where one end side opening of the hollow fiber membrane constituting the bundle is sealed, or bundled in a state where one end side of the hollow fiber membrane bundle is bent. ,
A water purification module for drinking water, wherein the hollow fiber membrane is made of cellulose acetate.
原水を供給するときの水圧によって全量濾過して飲料水を製造する、飲料水用の浄水用モジュールの使用方法。 It is the usage method of the module for water purification for drinking water of any one of Claims 1-3,
A method of using a water purification module for drinking water, wherein the drinking water is produced by filtering the whole amount by the water pressure when supplying raw water.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108786473A (en) * | 2018-08-29 | 2018-11-13 | 郑州恒博环境科技股份有限公司 | A kind of polysulfone hollow fiber ultrafiltration membrane system |
WO2021006180A1 (en) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 住友精化株式会社 | Method for producing water-absorbing resin particles |
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CN108786473B (en) * | 2018-08-29 | 2023-10-03 | 郑州恒博环境科技股份有限公司 | Hollow fiber ultrafiltration membrane component |
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