JP2016013555A - Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus - Google Patents
Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016013555A JP2016013555A JP2015205818A JP2015205818A JP2016013555A JP 2016013555 A JP2016013555 A JP 2016013555A JP 2015205818 A JP2015205818 A JP 2015205818A JP 2015205818 A JP2015205818 A JP 2015205818A JP 2016013555 A JP2016013555 A JP 2016013555A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- chamber
- desalting
- base material
- functional group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、海水などの塩水を脱塩するための脱塩処理膜、脱塩処理方法および脱塩処理装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a desalination treatment membrane, a desalination treatment method, and a desalination treatment apparatus for desalinating salt water such as seawater.
従来、海水淡水化方法においては、逆浸透膜(RO膜)法が広く実用化されている。浸透膜に対して浸透圧の逆方向に55気圧をかけて3.5重量%海水から真水を取り出すのが逆浸透圧淡水化法(RO法)である。 Conventionally, a reverse osmosis membrane (RO membrane) method has been widely used in seawater desalination methods. In the reverse osmotic pressure desalination method (RO method), 55 atm is applied to the osmotic membrane in the direction opposite to the osmotic pressure to extract fresh water from 3.5 wt% seawater.
RO法に関連して、疎水性の高分子膜に電解質モノマーを直接グラフト重合させた高分子電解質膜を利用した場合には膜通過流量が増大することが知られている。 In connection with the RO method, it is known that when a polymer electrolyte membrane obtained by directly graft polymerizing an electrolyte monomer to a hydrophobic polymer membrane is used, the flow rate through the membrane increases.
他方、脱塩方法には正浸透膜海水淡水化法(FO法)と呼ばれる方法も知られている。この方法は、RO法と同様な浸透膜を用い、支持膜側に海水より高濃度の炭酸アンモニウム水を配置し、圧力をかけることなく、炭酸アンモニウムの浸透圧により真水を引き込む。その後、炭酸アンモニウム溶液を60℃に加熱し、炭酸とアンモニアを分離して水から取り除く。これにより、真水が得られる。 On the other hand, a method called a forward osmosis membrane seawater desalination method (FO method) is also known as a desalting method. In this method, an osmotic membrane similar to the RO method is used, and ammonium carbonate water having a higher concentration than seawater is arranged on the support membrane side, and fresh water is drawn by the osmotic pressure of ammonium carbonate without applying pressure. Thereafter, the ammonium carbonate solution is heated to 60 ° C. to separate and remove carbonic acid and ammonia from the water. Thereby, fresh water is obtained.
また、イオン性基または非イオン性基を有する複合半透膜が存在する。 There are also composite semipermeable membranes having ionic or nonionic groups.
本実施形態は、より少ないエネルギーで海水を淡水化することが可能な脱塩処理膜、脱塩処理方法および脱塩処理装置を提供する。 This embodiment provides a desalination treatment membrane, a desalination treatment method, and a desalination treatment apparatus that can desalinate seawater with less energy.
本実施形態によれば、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、シランカップリング処理された基材とを備えたことを特徴とする脱塩処理膜が提供される。 According to this embodiment, there is provided a desalting membrane characterized by comprising a desalting membrane and a base material disposed in close contact with the desalting membrane and subjected to a silane coupling treatment.
実施形態では、機能性基を脱塩膜の近傍に配置することにより、脱塩膜を含む脱塩処理膜に対して浸透圧を生ずることが可能になる。これを利用することにより、従来よりも多くの流量で海水から真水を得ることが可能になる。 In the embodiment, by placing the functional group in the vicinity of the desalting membrane, an osmotic pressure can be generated for the desalting treatment membrane including the desalting membrane. By utilizing this, fresh water can be obtained from seawater at a larger flow rate than before.
機能性基を脱塩膜の近傍に配置するために、機能性基が結合された基材(即ち、「修飾基材」)を脱塩膜に密着させてもよく、機能性基を直接に脱塩膜に結合させてもよい。 In order to place the functional group in the vicinity of the desalting membrane, the base material to which the functional group is bonded (ie, “modified base material”) may be adhered to the desalting membrane, and the functional group is directly attached. It may be bound to a desalting membrane.
<第1の実施形態>
以下、第1の実施形態に係る脱塩処理膜、脱塩処理方法および脱塩処理装置を詳細に説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the desalination treatment membrane, the desalination treatment method, and the desalination treatment apparatus according to the first embodiment will be described in detail.
実施形態に係る脱塩処理膜は、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、シランカップリング処理された基材とを備える。脱塩処理膜1は、具体的には図1に示すように脱塩膜2と、この脱塩膜2に密着して配置され、シランカップリング処理された修飾基材3とを備える。修飾基材3は、基材4と、この基材4の脱塩膜2とは反対側の面にシランカップリング剤に由来する基が機能性基5として導入されている。
The desalting membrane according to the embodiment includes a desalting membrane and a base material disposed in close contact with the desalting membrane and subjected to a silane coupling treatment. Specifically, as shown in FIG. 1, the
このような脱塩処理膜を用いて塩水から水(真水)を取り出す脱塩処理方法は、脱塩処理膜の脱塩膜を塩水側に配置し、基材を真水側に配置する。 In the desalination treatment method of taking out water (fresh water) from salt water using such a desalination treatment membrane, the desalination membrane of the desalination treatment membrane is arranged on the salt water side, and the substrate is arranged on the fresh water side.
正浸透圧海水淡水化法は、基本的に海水から真水を吸収し、回収する。このため、海水よりも塩分濃度の高い溶液を浸透膜の海水と反対側に位置させ、海水の水が浸透膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発し、水を塩分濃度の高い溶液に移動させる。塩は、従来、塩化アンモニウムを用いている。 The forward osmotic seawater desalination method basically absorbs and recovers fresh water from seawater. For this reason, a solution with a higher salinity than seawater is positioned on the opposite side of the osmosis membrane from the seawater, inducing the osmotic pressure required for the seawater to penetrate the osmosis membrane, and turning the water into a higher salinity solution. Move. Conventionally, ammonium chloride is used as the salt.
塩化アンモニウムは、水への溶解度が高く、かつ60℃で分解し、気体としてアンモニアと二酸化炭素を放出するため、残った水は真水になる。 Ammonium chloride has high solubility in water and decomposes at 60 ° C. to release ammonia and carbon dioxide as gases, so that the remaining water becomes fresh water.
実施形態は、前記塩分濃度の高い溶液の代わりにシランカップリング処理された修飾基材を脱塩膜に密着して配置する。すなわち、脱塩膜に前記修飾基材を密着させて配置した脱塩処理膜を用いて脱塩処理する方法において、脱塩膜を海水側に、修飾基材を真水側に配置する。このとき、修飾基材に導入されたシランカップリング剤に基づく機能性基は海水の水が脱塩膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。即ち、修飾基材に導入されたシランカップリング剤に基づく機能性基は、脱塩膜の海水側から真水側に向う浸透圧を生じることが可能である。また、導入された機能性基は、脱塩膜を浸透した水で膨潤するが、一定の温度範囲内で溶解することがない。さらに、それらの機能性基は修飾基材に結合されているため、基材から遊離せず、安定的に基材表面に留まる。その結果、脱塩膜から浸透した水は修飾基材を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、従来行われているRO法と比較して、同じ大きさの圧力を加えた場合であっても、多くの流量で迅速に塩水から真水にする可能であり、低い圧力を加えた場合においても塩水から真水を生じることが可能である。従って、従来に比較して、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。 In the embodiment, a modified substrate subjected to silane coupling treatment is disposed in close contact with the desalting membrane instead of the solution having a high salt concentration. That is, in a method of performing a desalting treatment using a desalting treatment membrane in which the modified base material is placed in close contact with the desalting membrane, the desalting membrane is placed on the seawater side and the modified base material is placed on the fresh water side. At this time, the functional group based on the silane coupling agent introduced into the modified base material has an action of inducing an osmotic pressure necessary for seawater water to permeate the desalting membrane. That is, the functional group based on the silane coupling agent introduced into the modified base material can generate an osmotic pressure from the seawater side to the fresh water side of the desalting membrane. In addition, the introduced functional group swells with water that has permeated the desalting membrane, but does not dissolve within a certain temperature range. Furthermore, since these functional groups are bonded to the modified substrate, they are not released from the substrate and remain on the substrate surface stably. As a result, the water that has permeated from the desalting membrane moves stably to the fresh water side through the modified base material and is recovered. That is, in the conventional method using an ammonium chloride solution having a high salinity, seawater is permeated through the osmosis membrane, transferred to the ammonium chloride solution, and then heated at 60 ° C. or higher to release ammonia and carbon dioxide as gases. Although operation is required, in the embodiment, no heat treatment is required. In addition, compared to the conventional RO method, even when the same pressure is applied, it is possible to quickly change from salt water to fresh water at a large flow rate. It is also possible to produce fresh water from salt water. Therefore, it becomes possible to desalinate the salt water with low energy as compared with the prior art.
脱塩膜2は、浸透膜として利用されている、例えば酢酸セルロース膜、ポリアミド膜などを用いることができる。脱塩膜は、45〜250μmの厚さを有することが好ましい。
As the desalting
基材4は、例えば紙、木綿、キュプラ、レーヨン、銅アンモニアレーヨンのようなセルロース膜、布、樹脂膜を用いることができる。中でも、加圧下での脱塩膜の損傷を防止することが可能なろ紙のような柔軟な紙または不織布が好ましい。また、圧損ができるだけ少なくなるように、より通水性の高い基材であることが好ましい。例えば、基材4は、1〜100μmの厚さを有することが好ましい。
As the
また、基材4は、必ずしも浸透膜全体を覆う必要はない。例えば、単数または複数の繊維状またはビーズ状であってもよい。単数または複数の繊維状の場合、セルロース膜、布、樹脂膜の断片またはそれらを解すことにより得られる繊維であってもよい。
Moreover, the
或いは、ビーズ状の樹脂を基材4として使用してもよい。その場合、使用される樹脂は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、加工セルロースおよびポリアクリル酸など、シランカップリング剤の導入が可能な樹脂であればよい。シランカップリング処理された基材4を「シランカップリング基材」とも称する。ビーズ状の樹脂の大きさは、0.01mm〜2mmであってよく、水の通過を考えると1mm〜5mmであってよい。
Alternatively, a bead-shaped resin may be used as the
また、ビーズ状の樹脂または繊維が配置される領域は、必ずしも脱塩膜全体を覆うものでなくともよい。例えば、海水に接する脱塩膜の面積の高圧の場合などにおいて、80%〜95%を覆うように配置されればよいと推定される。脱塩膜側に対して、圧が加えられても、加えられなくてもよい。その場合、配置されるビーズ状の樹脂または繊維の基材4の大きさは、0.01mm〜5mm、好ましくは1mm〜5mmであればよい。
Further, the region where the bead-like resin or fiber is disposed does not necessarily cover the entire desalting membrane. For example, in the case of a high pressure in the area of the desalting membrane in contact with seawater, it is estimated that it may be arranged so as to cover 80% to 95%. Pressure may or may not be applied to the desalting membrane side. In this case, the size of the bead-like resin or
シランカップリング処理とは、シランカップリング剤が導入された基材であってよい。シランカップリング剤とは、例えば、シランに直接結合した炭素からなる置換基に水と親和性の高い構造が導入されているものであればよい。水と親和性の高い構造とは、例えば、−OH、−NH2、NH−、−N=、−NH3 +、−NH2 +−および=N+=などである。 The silane coupling treatment may be a base material into which a silane coupling agent is introduced. The silane coupling agent may be any as long as a structure having a high affinity for water is introduced into a substituent composed of carbon directly bonded to silane. Examples of the structure having a high affinity for water include —OH, —NH 2 , NH—, —N═, —NH 3 + , —NH 2 + —, and = N + =.
シランカップリング剤は、例えば、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、(3−ウレイドプロピル)トリメトキシシラン、(3−ウレイドプロピル)トリエトキシシラン、およびトリメチル[3−(トリエトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロリドなどが挙げられる。これらは、酸、塩基またはその他の対イオンと共に、塩構造および/または錯体構造にあってもよい。 Examples of the silane coupling agent include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and N-2- (aminoethyl). -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3 -Aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, (3-ureidopropyl) trimethoxysilane, (3-ureidopropyl) triethoxysilane, and trimethyl [ 3- (Triethoxysilyl) propyl] ammonium Rorido and the like. These may be in salt and / or complex structures with acids, bases or other counterions.
シランカップリング処理された修飾基材3は、例えば、基材4と、前記基材4に担持された塩形態にあるアミノシランとを具備してもよい。基材4とそれに塩形態にあるアミノシランは、H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Siをその構造の一部分として有してもよい。例えば、好ましいアミノシランは、以下の式Iのような塩形態にある機能性基として基材に担持されて具備されてもよい。
式Iの塩形態の機能性基において、アミノシランは、アンモニウムカチオンであり、更に、その対イオンとしてのアニオンが存在する。水中では、これらの対イオンは互いに遊離した状態にある。 In the functional group of the salt form of formula I, the aminosilane is an ammonium cation and further an anion as its counter ion. In water, these counter ions are free from each other.
好ましいアミノシランの例は、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシランである。好ましくは、これらのアミノシランは何れもアンモニウムカチオンとして塩形態で存在する。アンモニウムカチオンに対する好ましい対イオンは、Cl−、Br−、I−、などである。 Examples of preferred aminosilanes are N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane. Preferably, all of these aminosilanes are present in the salt form as ammonium cations. Preferred counter ions for the ammonium cation are Cl − , Br − , I − , and the like.
修飾基材3に対するシランカップリング剤の導入率は、例えば、5%〜80%であってよく、好ましくは60%〜80%である。ここで、シランカップリング剤の導入率とは、修飾基材3のOH基のモル数に対する導入されるシランカップリング剤の結合割合である。修飾基材3へのシランカップリング剤の導入率は、海水の塩濃度より高くするために修飾基材3に対して50%以上にすることが好ましい。
The introduction rate of the silane coupling agent with respect to the modified
修飾基材3と脱塩膜2との密着は、修飾基材3と脱塩膜2の両方に存在する孔における液体通過を妨げないように、達成されればよく、例えば、単なる貼り付けでも高圧下で密着するが、枠などの支持体による抑え込み、ネットによる押さえ込み、その他の構造による押さえ込み、および当該基材と当該膜との周辺部の熱溶融、当該基材と当該膜との周辺部の接着剤による接着などにより達成されればよい。
The adhesion between the modified
また、修飾基材3と脱塩膜2とを密着させる際には、脱塩膜2の活性層側に配置させることが好ましい。脱塩膜2の「活性層」とは、ロブアンドスリラーヤン型、あるいは非対称の浸透膜2において、脱塩の機能を担う活性のある膜部分である。活性層は、通常1ミクロンから0.1ミクロンの厚さで、脱塩膜2上に造られる。また、脱塩膜2の活性層以外の部分を「支持層」と称する。RO膜が通常使用される向きとは逆向きであるので、その状態で高圧に耐えられない場合には通常の向きで配置されてもよい。
Further, when the modified
実施形態に係る脱塩処理方法において、塩水は例えば海水である。処理される塩水の塩濃度は、例えば、0.05%〜4%であればよい。 In the desalting method according to the embodiment, the salt water is, for example, sea water. The salt concentration of the salt water to be treated may be, for example, 0.05% to 4%.
上記の実施形態においては、修飾基材3において、基材4の脱塩膜2とは反対側の面にシランカップリング剤に由来する基が機能性基5として導入されている例を示したが、機能性基が導入される基材における領域は、これに限定されるものではない。例えば、基材4全体に、即ち、基材の脱塩膜側外面および/または基材内部に対してシランカップリング剤に由来する基が機能性基として導入されてもよい。
In the above embodiment, an example in which a group derived from the silane coupling agent is introduced as the
実施形態に係る脱塩処理方法において、修飾基材3側に真水を接触させることが好ましい。修飾基材3側に真水を接触させることにより、修飾基材3にシランカップリング剤により導入された機能性基が予め真水で膨潤し、塩水の水による脱塩膜2の浸透を助長し、脱塩処理時間を短縮することが可能になる。
In the desalting method according to the embodiment, it is preferable to bring fresh water into contact with the modified
実施形態に係る脱塩処理方法において、必要に応じて塩水側から脱塩処理膜に向けて圧力を付加してもよい。 In the desalination treatment method according to the embodiment, pressure may be applied from the salt water side toward the desalination treatment membrane as necessary.
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係る脱塩処理装置10を図2を参照して説明する。
<Second Embodiment>
Next, a
例えば中空矩形状の密閉処理容器11は、脱塩処理膜12により第1の室13と第2の室14とに区画されている。脱塩処理膜12は、脱塩膜15と、この脱塩膜15に密着して配置され、修飾基材(例えば基材にろ紙を使用)16とから構成されている。第1の流入口17は、第1の室13が位置する処理容器11上部に設けられている。第2の流入口18は、第2の室14に位置する処理容器11上部に設けられている。流出口19は、第2の室14に位置する処理容器11側部に設けられている。塩水20は第1の室13内に第1の流入口17を通して収容されている。真水21は、第2の室14内に第2の流入口18を通して収容されている。脱塩処理膜12の脱塩膜15は、塩水20が収納される第1の室13側に配置され、修飾基材16は真水21が収納される第2の室14側に配置されている。
For example, the hollow rectangular sealed
このような実施形態に係る脱塩処理装置10によれば、脱塩膜15を海水20側に、修飾基材16を真水21側に配置する。このとき、修飾基材16の基材(例えばろ紙)にシランカップリング剤により導入された機能性基は海水20の水が脱塩膜15を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。シランカップリング剤により導入された機能性基は脱塩膜15を浸透した水で膨潤するが、溶解することがない。シランカップリング剤により導入された機能性基は修飾基材16に結合されているため、修飾基材16から遊離せず、安定的に修飾基材16表面に留まる。その結果、脱塩膜15から浸透した水は修飾基材16を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、常に、脱塩膜の真水側に密着して特定の濃度のシランカップリング剤により導入された機能性基が存在しており、それにより塩水側から真水側に水が移動するために、逆浸透膜法のように、常に高い圧力を脱塩膜15に向い塩水側から加える必要がない。従って、実施形態によれば、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。
According to the
上記の実施形態においては、中空矩形状の密閉処理容器11を用いる例を示したが、密閉処理容器11の形状は、矩形状に限るものではなく、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状など中空である種々の形状であってもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the hollow rectangular sealed
上記の実施形態では、横型の密閉処理容器11が示されており、第1の室13と第2の室14は、設置面に対して同じ高さに横並びに配置されている例を示した。しかしながら、密閉処理容器11は縦型であってもよい。例えば、縦型の密閉処理容器11では、第1の室13と第2の室14が設置面に対して上下に配置される。或いは、第1の室13と第2の室14の配置は、その他の配置であってもよい。例えば、第1の室13と第2の室14が、脱塩処理膜22を介して隣合せに、設置面に対して異なる高さに配置されてもよい。
In the above embodiment, the horizontal sealed
或いは、脱塩処理装置は、密閉処理容器内に、少なくともその一辺を中心に巻き込んだ状態で脱塩処理膜を収容し、且つ脱塩処理膜を介して塩水と真水を区画できるような脱塩処理膜エレメントを備える構成であってもよい。 Alternatively, the desalination treatment apparatus accommodates a desalination treatment membrane in a state where the desalination treatment device is wound around at least one side thereof in a sealed treatment vessel, and is capable of partitioning salt water and fresh water through the desalination treatment membrane. The structure provided with a process membrane element may be sufficient.
また、上記の実施形態においては、第2の室14に流入口18を有する例を示したが、流出口19を流入口として利用してもよく、その場合、流入口18は具備されなくてもよい。また、流入口17および18、流出口19の配置される位置は、上記の実施例の位置に限られるものではない。
In the above embodiment, the example in which the
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態に係る脱塩処理膜について詳細に説明する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the demineralized membrane according to the third embodiment will be described in detail.
実施形態に係る脱塩処理膜は、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、その一方の面に式(II)または(III)の基を構成単位として含む機能性基が結合された基材とを備える。
ここで、R1は、Hまたは炭素数5以下のアルキル基であり、R2はポリアミンまたはポリエチレンイミンであり、R3は炭素数5以下のアルキル基である。 Here, R 1 is H or an alkyl group having 5 or less carbon atoms, R 2 is a polyamine or polyethyleneimine, and R 3 is an alkyl group having 5 or less carbon atoms.
脱塩処理膜1は、具体的には図3に示すように脱塩膜2と、脱塩膜2に密着して配置され、式(II)または(III)の基を構成単位として含む機能性基を担持する修飾基材33とを備える。修飾基材33は、基材4と、この基材4の脱塩膜2とは反対の面に、式(II)または(III)の基を構成単位として含む機能性基35を担持する。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
脱塩膜2は、浸透膜として利用されている、例えば酢酸セルロース膜、ポリアミド膜などを用いることができる。脱塩膜は、45〜250μmの厚さを有することが好ましい。
As the
基材4は、例えば紙、木綿、キュプラ、レーヨン、銅アンモニアレーヨンのようなセルロース膜、布、樹脂膜を用いることができる。中でも、加圧下での脱塩膜の損傷を防止することが可能なろ紙のような柔軟な紙または不織布が好ましい。また、圧損ができるだけ少なくなるように、より通水性の高い基材であることが好ましい。例えば、基材は、1〜100μmの厚さを有することが好ましい。
As the
また、基材4は、必ずしも浸透膜全体を覆う必要はない。例えば、単数または複数の繊維状またはビーズ状であってもよい。単数または複数の繊維状の場合、セルロース膜、布、樹脂膜の断片またはそれらを解すことにより得られる繊維であってもよい。
Moreover, the
或いは、ビーズ状の樹脂を基材4として使用してもよい。その場合、使用される樹脂は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、加工セルロースおよびポリアクリル酸など、シランカップリング剤の導入が可能な樹脂であればよい。シランカップリング処理された基材4を「シランカップリング基材」と称する。ビーズ状の樹脂の大きさは、0.01mm〜2mmであってよく、水の通過を考えると1mm〜5mmであってよい。
Alternatively, a bead-shaped resin may be used as the
また、ビーズ状の樹脂または繊維が配置される領域は、必ずしも脱塩膜全体を覆うものでなくともよい。例えば、海水に接する脱塩膜の面積の高圧の場合、80%〜95%を覆うように配置されればよい。その場合、配置されるビーズ状の樹脂または繊維の基材4の大きさは、0.01mm〜5mm、好ましくは1mm〜5mmであればよい。
Further, the region where the bead-like resin or fiber is disposed does not necessarily cover the entire desalting membrane. For example, in the case of the high pressure of the area of the desalting membrane in contact with seawater, it may be arranged so as to cover 80% to 95%. In this case, the size of the bead-like resin or
その場合、配置される繊維の基材4の厚みは、10μm〜100μmであればよい。
In that case, the thickness of the
機能性基35は、式(II)または(III)を構成単位として含むポリマーであり、分子量は、100〜100000、例えば、1000〜50000、1000〜10000、1000〜5000であってよい。しかしながら、実施形態に従う脱塩処理膜の効果は、機能性基の分子量の大きさに依存するものではない。
The
このような機能性基35は、アルデヒドとアミンとの反応、即ち、アルドール反応により形成されてよい。使用されるアルドール反応は、それ自身公知の何れの反応条件で行われてよい。アルデヒド化合物とアミノ基を2つ以上含む化合物との反応は、例えば、次の反応経路IまたはIIを経て行われてよい。
ここにおいて、R1は、Hまたは炭素数5以下のアルキル基であり、R2はポリアミンまたはポリエチレンイミンであり、R3は炭素数5以下のアルキル基である。 Here, R 1 is H or an alkyl group having 5 or less carbon atoms, R 2 is a polyamine or polyethyleneimine, and R 3 is an alkyl group having 5 or less carbon atoms.
また、例えば、ジアルデヒド化合物とアミノ基を2つ以上含む化合物、即ち、ポリアミンとを反応させて得られた化合物、またはホルムアルデヒドとアミノ基を2つ以上含む化合物、即ち、ポリアミンとを反応させて得られた化合物を機能性基35として基材4に結合して使用してもよい。
In addition, for example, a compound obtained by reacting a dialdehyde compound with two or more amino groups, that is, a compound obtained by reacting polyamine, or a compound containing formaldehyde and two or more amino groups, that is, reacting with polyamine. The obtained compound may be used as a
ポリアミンの例は、これらに限定するものではないが、例えば、ポリエチレンイミン、ペンタエチレンヘキサミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジプロピレントリアミン、ペンタエチレンヘキサミン、メンセンジアミンおよびジアミノジフェニルスルホンなどが挙げられる。 Examples of polyamines include, but are not limited to, polyethyleneimine, pentaethylenehexamine, tris (2-aminoethyl) amine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenetetramine, tetraethylenepentamine, diethylene Examples thereof include propylene triamine, dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine, hexamethylenediamine, dipropylenetriamine, pentaethylenehexamine, mensendiamine and diaminodiphenylsulfone.
アルデヒドの例は、これらに限定するものではないが、例えば、グリオキサール、ブタンジアルデヒド、ブテンジアルデヒド、グルタルジアルデヒド、アジプアルデヒド、オクタンジアルデヒド、2,6−ジアルデヒドピリジン、2,4−ジアルデヒドピリジン、2,4,6−トリアルデヒドピリジン、エチレンジアミンテトラアセトアルデヒド、ポルフィリンテトラアルデヒドなどが挙げられる。 Examples of aldehydes include, but are not limited to, glyoxal, butanedialdehyde, butenedialdehyde, glutardialdehyde, adipaldehyde, octanedialdehyde, 2,6-dialdehydepyridine, 2,4- Examples include dialdehyde pyridine, 2,4,6-trialdehyde pyridine, ethylenediaminetetraacetaldehyde, and porphyrin tetraaldehyde.
機能性基35として、例えば、ポリエチレンイミン(PEI)、ペンタエチレンヘキサミン(PEH)および/またはトリス(2−アミノエチル)アミン(TAEA)であってよい。
The
ポリエチレンイミン(PEI)は、例えば、式(IV)
で表される。前記反応によって、この式(IV)を構成単位として有するポリマーが機能性基35として形成され、基材4に結合されて使用される。
It is represented by By the reaction, a polymer having the formula (IV) as a structural unit is formed as the
ペンタエチレンヘキサミン(PEH)は、式(V)により表される。前記反応によって、この式(V)を構成単位として有するポリマー、例えば、式(VI)
(式中、nは1以上の整数、好ましくは10〜100の整数である)
が機能性基35として形成され、基材4に結合されて使用される。
(In the formula, n is an integer of 1 or more, preferably an integer of 10 to 100)
Is formed as a
トリス(2−アミノエチル)アミン(TAEA)は、式(VII)により表される。前記反応によって、式(VII)を構成単位として有するポリマー、例えば、式(VIII)
(式中、nは1以上の整数、好ましくは10〜100の整数である)
が機能性基35として形成され、基材4に結合されて使用される。
(In the formula, n is an integer of 1 or more, preferably an integer of 10 to 100)
Is formed as a
機能性基35の基材4に対する結合は、単官能性アルデヒドの場合には式(IX)、2官能性アルデヒドの場合には式(X)
(ここで、R1は、Hまたは炭素数5以下のアルキル基であり、R2はポリアミンまたはポリエチレンイミンであり、R3は炭素数5以下のアルキル基であり、nは1以上の整数、好ましくは10〜100の整数である)
にそれぞれ示されるように達成される。即ち、機能性基35に含まれるホルミル基が、基材4が備える反応基、例えば、セルロースの場合ではOH基と反応することによってアセタール様結合を形成し、それにより、機能性基35は基材4に結合される。
(Here, R 1 is H or an alkyl group having 5 or less carbon atoms, R 2 is a polyamine or polyethyleneimine, R 3 is an alkyl group having 5 or less carbon atoms, and n is an integer of 1 or more. (It is preferably an integer of 10 to 100)
Each is achieved as shown in That is, the formyl group contained in the
機能性基35の結合は、基材4の一方の面であってよく、脱塩膜2と接する面とは異なる面に結合される。また、機能性基35が結合された基材4は、脱塩膜2の活性層側に密着することが好ましい。
The
このような脱塩処理膜1を用いて塩水から水(真水)を取り出す脱塩処理方法は、脱塩処理膜1の機能性基35の結合していない面を塩水側に配置し、機能性基35の結合した面を真水側に配置する。
In such a desalination treatment method for extracting water (fresh water) from salt water using the
正浸透圧海水淡水化法は、基本的に海水から真水を吸収し、回収する。このため、海水よりも塩分濃度の高い溶液を浸透膜2の海水と反対側に位置させ、海水の水が浸透膜2を浸透するのに必要な浸透圧を誘発し、水を塩分濃度の高い溶液に移動させる。塩は、従来、塩化アンモニウムを用いている。
The forward osmotic seawater desalination method basically absorbs and recovers fresh water from seawater. For this reason, a solution having a higher salinity concentration than seawater is positioned on the opposite side of the
塩化アンモニウムは、水への溶解度が高く、かつ60℃で分解し、気体としてアンモニアと二酸化炭素を放出するため、残った水は真水になる。脱塩膜1から浸透した水は修飾基材33を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、従来行われているRO法と比較して、同じ大きさの圧力を加えた場合であっても、多くの流量で迅速に塩水から真水にする可能であり、低い圧力を加えた場合においても塩水から真水を生じることが可能である。従って、従来に比較して、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。
Ammonium chloride has high solubility in water and decomposes at 60 ° C. to release ammonia and carbon dioxide as gases, so that the remaining water becomes fresh water. The water that has permeated from the
<第4の実施形態>
次に、第4の実施形態に係る脱塩処理装置10を図4を参照して説明する。
<Fourth Embodiment>
Next, a
例えば中空矩形状の密閉処理容器11は、脱塩処理膜12により第1の室13と第2の室14とに区画されている。脱塩処理膜12は、脱塩膜15と、この脱塩膜15に密着して配置され、その一方の面に機能性基を担持する修飾基材16とから構成されている。第1の流入口17は、第1の室13が位置する処理容器11上部に設けられている。第2の流入口18は、第2の室14に位置する処理容器11上部に設けられている。流出口19は、第2の室14に位置する処理容器11側部に設けられている。塩水20は第1の室13内に第1の流入口17を通して収容されている。真水21は、第2の室14内に第2の流入口18を通して収容されている。脱塩処理膜12の脱塩膜15は、塩水20が収納される第1の室13側に配置され、修飾基材46は真水21が収納される第2の室14側に配置されている。
For example, the hollow rectangular sealed
このような実施形態に係る脱塩処理装置10によれば、脱塩膜15を海水20側に、修飾基材46を真水21側に配置する。このとき、修飾基材46の基材に結合された機能性基は海水20の水が脱塩膜15を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。即ち、このような機能性基は、脱塩膜の海水側から真水側に向う浸透圧を生じることが可能である。機能性基は脱塩膜15を浸透した水で膨潤するが、一定の温度範囲内で溶解することがない。機能性基は修飾基材46に結合されているため、修飾基材46から遊離せず、安定的に修飾基材46表面に留まる。その結果、脱塩膜15から浸透した水は修飾基材46を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、常に、脱塩膜の真水側に機能性基が存在しており、それにより塩水側から真水側に水が移動するために、逆浸透膜法のように、常に高い圧力を脱塩膜15に向い塩水側から加える必要がない。従って、実施形態によれば、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。
According to the
上記の実施形態においては、中空矩形状の密閉処理容器11を用いる例を示したが、密閉処理容器11の形状は、矩形状に限るものではなく、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状など中空である種々の形状であってもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the hollow rectangular sealed
上記の実施形態では、横型の密閉処理容器11が示されており、第1の室13と第2の室14は、設置面に対して同じ高さに横並びに配置されている例を示した。しかしながら、密閉処理容器11は縦型であってもよい。例えば、縦型の密閉処理容器11では、第1の室13と第2の室14が設置面に対して上下に配置される。或いは、第1の室13と第2の室14の配置は、その他の配置であってもよい。例えば、第1の室13と第2の室14が、脱塩処理膜22を介して隣合せに、設置面に対して異なる高さに配置されてもよい。
In the above embodiment, the horizontal sealed
或いは、脱塩処理装置は、密閉処理容器内に、少なくともその一辺を中心に巻き込んだ状態で脱塩処理膜を収容し、且つ脱塩処理膜を介して塩水と真水を区画できるような脱塩処理膜エレメントを備える構成であってもよい。 Alternatively, the desalination treatment apparatus accommodates a desalination treatment membrane in a state where the desalination treatment device is wound around at least one side thereof in a sealed treatment vessel, and is capable of partitioning salt water and fresh water through the desalination treatment membrane. The structure provided with a process membrane element may be sufficient.
また、上記の実施形態においては、第2の室14に流入口18を有する例を示したが、流出口19を流入口として利用してもよく、その場合、流入口18は具備されなくてもよい。また、流入口17および18、流出口19の配置される位置は、上記の実施例の位置に限られるものではない。
In the above embodiment, the example in which the
<第5の実施形態>
以下、第5の実施形態に係る脱塩処理膜について詳細に説明する。
<Fifth Embodiment>
Hereinafter, the desalting membrane according to the fifth embodiment will be described in detail.
第5の実施形態は、海水側に接していない側、即ち、真水側の脱塩処理膜の近傍にポリエチレンイミンを配置することにより、脱塩膜の海水側から真水側に向う浸透圧を生じることが可能であるという発見に基づく形態である。 In the fifth embodiment, osmotic pressure from the seawater side of the desalination membrane toward the freshwater side is generated by disposing polyethyleneimine on the side not in contact with the seawater side, that is, in the vicinity of the desalination treatment membrane on the freshwater side. It is a form based on the discovery that it is possible.
実施形態に係る脱塩処理膜は、脱塩膜と、この脱塩膜の一方の面に担持されるポリエチレンイミンからなる機能性基とを備える。 The desalting membrane according to the embodiment includes a desalting membrane and a functional group made of polyethyleneimine supported on one surface of the desalting membrane.
脱塩処理膜1は、具体的には図5に示すように脱塩膜52と、脱塩膜52の一方の面に担持される機能性基53とを備える。
Specifically, the
脱塩膜52は、浸透膜として利用されている、例えば酢酸セルロース膜、ポリアミド膜などを用いることができる。脱塩膜は45〜250μmの厚さを有することが好ましい。
As the
機能性基53は、ポリエチレンイミンであればよく、分子量は、600〜70000、例えば、25000であってよい。しかしながら、実施形態に従う脱塩処理膜の効果は、機能性基の分子量の大きさに依存するものではない。ポリエチレンイミンの構造は、例えば、式(IV)
で表される。 It is represented by
ポリエチレンイミンは、機能性基53におけるカチオンとして機能する。対イオンとなるアニオンは、塩素イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオンであってよく、塩素イオンが好ましい。
Polyethyleneimine functions as a cation in the
このような機能性基53は、それ自身公知の何れかの方法により、ポリエチレンイミンを脱塩膜52に対して結合することにより形成される。例えば、上述のようなアルデヒドを利用して結合されてよい。
Such a
機能性基53の結合は、脱塩膜52の一方の面であってよく、好ましくは脱塩膜52の活性層側に結合される。
The
このような脱塩処理膜を用いて塩水から水(真水)を取り出す脱塩処理方法は、脱塩処理膜の機能性基の結合していない面を塩水側に配置し、機能性基の結合した面を真水側に配置する。 In the desalination treatment method in which water (fresh water) is extracted from salt water using such a desalination treatment membrane, the surface of the desalination treatment membrane where the functional groups are not bonded is arranged on the salt water side, and the functional groups are bonded. Place the finished surface on the fresh water side.
正浸透圧海水淡水化法は、基本的に海水から真水を吸収し、回収する。このため、海水よりも塩分濃度の高い溶液を浸透膜の海水と反対側に位置させ、海水の水が浸透膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発し、水を塩分濃度の高い溶液に移動させる。塩は、従来、塩化アンモニウムを用いている。 The forward osmotic seawater desalination method basically absorbs and recovers fresh water from seawater. For this reason, a solution with a higher salinity than seawater is positioned on the opposite side of the osmosis membrane from the seawater, inducing the osmotic pressure required for the seawater to penetrate the osmosis membrane, and turning the water into a higher salinity solution. Move. Conventionally, ammonium chloride is used as the salt.
塩化アンモニウムは、水への溶解度が高く、かつ60℃で分解し、気体としてアンモニアと二酸化炭素を放出するため、残った水は真水になる。脱塩膜から浸透した水は脱塩膜を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、従来行われているRO法と比較して、同じ大きさの圧力を加えた場合であっても、多くの流量で迅速に塩水から真水にする可能であり、低い圧力を加えた場合においても塩水から真水を生じることが可能である。従って、従来に比較して、低エネルギーで塩水海水省エネが可能になる。 Ammonium chloride has high solubility in water and decomposes at 60 ° C. to release ammonia and carbon dioxide as gases, so that the remaining water becomes fresh water. The water that has permeated from the desalting membrane moves stably to the fresh water side through the desalting membrane and is recovered. That is, in the conventional method using an ammonium chloride solution having a high salinity, seawater is permeated through the osmosis membrane, transferred to the ammonium chloride solution, and then heated at 60 ° C. or higher to release ammonia and carbon dioxide as gases. Although operation is required, in the embodiment, no heat treatment is required. In addition, compared to the conventional RO method, even when the same pressure is applied, it is possible to quickly change from salt water to fresh water at a large flow rate. It is also possible to produce fresh water from salt water. Therefore, it is possible to save energy in salt water and seawater with lower energy than in the past.
更に、上述のように、ポリエチレンイミンを脱塩膜に対して結合させずに、基材に対して結合させてもよい。その場合、ポリエチレンイミン修飾された基材が、脱塩膜に密着して配置されればよい。 Furthermore, as described above, polyethyleneimine may be bonded to the substrate without being bonded to the desalting membrane. In that case, the base material modified with polyethyleneimine may be disposed in close contact with the desalting membrane.
そのような脱塩処理膜は、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、少なくともその一部の表面にポリエチレンイミンからなる機能性基を担持される基材とを備える。 Such a desalting membrane includes a desalting membrane and a base material disposed in close contact with the desalting membrane and having a functional group made of polyethyleneimine supported on at least a part of its surface.
基材は、例えば紙、木綿、キュプラ、レーヨン、銅アンモニアレーヨンのようなセルロース膜、布、樹脂膜を用いることができる。中でも、加圧下での脱塩膜の損傷を防止することが可能なろ紙のような柔軟な紙または不織布が好ましい。また、圧損ができるだけ少なくなるように、より通水性の高い基材であることが好ましい。例えば、基材は、1〜100μmの厚さを有することが好ましい。 As the substrate, for example, cellulose film such as paper, cotton, cupra, rayon, copper ammonia rayon, cloth, or resin film can be used. Among them, a flexible paper or non-woven fabric such as filter paper that can prevent damage to the desalting membrane under pressure is preferable. Moreover, it is preferable that it is a base material with higher water permeability so that pressure loss may be reduced as much as possible. For example, the substrate preferably has a thickness of 1 to 100 μm.
また、基材は、必ずしも浸透膜全体を覆う必要はない。例えば、単数または複数の繊維状またはビーズ状であってもよい。単数または複数の繊維状の場合、セルロース膜、布、樹脂膜の断片またはそれらを解すことにより得られる繊維であってもよい。 Moreover, the base material does not necessarily need to cover the entire permeable membrane. For example, one or a plurality of fibers or beads may be used. In the case of one or a plurality of fibers, it may be a cellulose film, a cloth, a fragment of a resin film or a fiber obtained by breaking them.
或いは、ビーズ状の基材を使用してもよい。その場合、使用される樹脂は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、加工セルロースおよびポリアクリル酸など、ポリエチレンイミンからなる機能性基35の結合が可能な樹脂であればよい。ビーズ状の樹脂の大きさは、ビーズ状の樹脂の大きさは、0.01mm〜2mmであってよく、水の通過を考えると1mm〜5mmであってよい。
Alternatively, a bead-shaped substrate may be used. In that case, the resin used should just be resin in which the
基材へのポリエチレンイミンの結合は、脱塩膜へのポリエチレンイミンの結合と同様に行われればよい。 The binding of polyethyleneimine to the substrate may be performed in the same manner as the binding of polyethyleneimine to the desalting membrane.
ポリエチレンイミンを脱塩膜に対して結合させた場合と同様の効果が、この場合においても得られる。その結果、従来に比較して、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。 In this case, the same effect as that obtained when polyethyleneimine is bound to the desalting membrane can be obtained. As a result, it becomes possible to desalinate the salt water with low energy as compared with the prior art.
<第6の実施形態>
次に、第6の実施形態に係る脱塩処理装置10を図6を参照して説明する。
<Sixth Embodiment>
Next, a
例えば中空矩形状の密閉処理容器11は、脱塩処理膜62により第1の室13と第2の室14とに区画されている。脱塩処理膜62は、脱塩膜15と、この脱塩膜15の一方の面に担持されるポリエチレンイミンからなる機能性基66とから構成されている。第1の流入口17は、第1の室13が位置する処理容器11上部に設けられている。第2の流入口18は、第2の室14に位置する処理容器11上部に設けられている。流出口19は、第2の室14に位置する処理容器11側部に設けられている。塩水20は第1の室13内に第1の流入口17を通して収容されている。真水21は、第2の室14内に第2の流入口18を通して収容されている。脱塩処理膜62の機能性基66が存在しない面が、塩水20が収納される第1の室13側に配置され、機能性基66は真水21が収納される第2の室14側に配置されている。
For example, the hollow rectangular sealed
このような実施形態に係る脱塩処理装置10によれば、脱塩膜15の機能性基66が担持されていない面を海水20側に、機能性基66を担持する面を真水21側に配置する。このとき、脱塩膜15に結合された機能性基66は海水20の水が脱塩膜15を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。即ち、このような機能性基は、脱塩膜の海水側から真水側に向う浸透圧を生じることが可能である。機能性基66は脱塩膜15を浸透した水で膨潤するが、一定の温度範囲内で溶解することがない。機能性基66は脱塩膜15に結合されているため、脱塩膜15から遊離せず、安定的に脱塩膜15表面に留まる。その結果、脱塩膜15から浸透した水は脱塩膜15を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、常に、脱塩処理膜62の真水側に機能性基66が存在しており、それにより塩水側から真水側に水が移動するために、逆浸透膜法のように、常に高い圧力を脱塩膜15に向い塩水側から加える必要がない。従って、実施形態によれば、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。
According to the
上記の実施形態においては、中空矩形状の密閉処理容器11を用いる例を示したが、密閉処理容器11の形状は、矩形状に限るものではなく、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状など中空である種々の形状であってもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the hollow rectangular sealed
上記の実施形態では、横型の密閉処理容器11が示されており、第1の室13と第2の室14は、設置面に対して同じ高さに横並びに配置されている例を示した。しかしながら、密閉処理容器11は縦型であってもよい。例えば、縦型の密閉処理容器11では、第1の室13と第2の室14が設置面に対して上下に配置される。或いは、第1の室13と第2の室14の配置は、その他の配置であってもよい。例えば、第1の室13と第2の室14が、脱塩処理膜62を介して隣合せに、設置面に対して異なる高さに配置されてもよい。
In the above embodiment, the horizontal sealed
或いは、脱塩処理装置は、密閉処理容器内に、少なくともその一辺を中心に巻き込んだ状態で脱塩処理膜を収容し、且つ脱塩処理膜を介して塩水と真水を区画できるような脱塩処理膜エレメントを備える構成であってもよい。 Alternatively, the desalination treatment apparatus accommodates a desalination treatment membrane in a state where the desalination treatment device is wound around at least one side thereof in a sealed treatment vessel, and is capable of partitioning salt water and fresh water through the desalination treatment membrane. The structure provided with a process membrane element may be sufficient.
また、上記の実施形態においては、第2の室14に流入口18を有する例を示したが、流出口19を流入口として利用してもよく、その場合、流入口18は具備されなくてもよい。また、流入口17および18、流出口19の配置される位置は、上記の実施例の位置に限られるものではない。
In the above embodiment, the example in which the
また、この実施形態において、ポリエチレンイミンが基材に結合され、それにより構成されるポリエチレンイミン修飾基材が使用されてもよい。その場合、脱塩膜62には機能性基は結合されず、脱塩処理膜62の塩水側に脱塩膜15が配置され、これに密着してポリエチレンイミン修飾基材が配置される。この時、ポリエチレンイミン修飾基材は、真水側に配置されればよい。
In this embodiment, a polyethyleneimine-modified base material may be used in which polyethyleneimine is bound to the base material and is constituted thereby. In that case, the functional group is not bonded to the
<第7の実施形態>
以下、第7の実施形態に係る脱塩処理膜、脱塩処理方法および脱塩処理層を詳細に説明する。
<Seventh Embodiment>
Hereinafter, the desalination treatment membrane, the desalination treatment method, and the desalination treatment layer according to the seventh embodiment will be described in detail.
実施形態に係る脱塩処理膜は、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置されたイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂とを備える。脱塩処理膜1は、具体的には図7に示すように脱塩膜2と、この脱塩膜2に密着して配置されたイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂76とを備える。
The desalting membrane according to the embodiment includes a desalting membrane and an ion exchange resin or a pulverized ion exchange resin disposed in close contact with the desalting membrane. Specifically, the
このような脱塩処理膜1を用いて塩水から水(真水)を取り出す脱塩処理方法は、脱塩処理膜1の脱塩膜2を塩水側に配置し、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂76を真水側に配置する。
In such a desalination treatment method for taking out water (fresh water) from salt water using the
正浸透圧海水淡水化法は、基本的に海水から真水を吸収し、回収する。このため、海水よりも塩分濃度の高い溶液を浸透膜の海水と反対側に位置させ、海水の水が浸透膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発し、水を塩分濃度の高い溶液に移動させる。塩は、従来、塩化アンモニウムを用いている。 The forward osmotic seawater desalination method basically absorbs and recovers fresh water from seawater. For this reason, a solution with a higher salinity than seawater is positioned on the opposite side of the osmosis membrane from the seawater, inducing the osmotic pressure required for the seawater to penetrate the osmosis membrane, and turning the water into a higher salinity solution. Move. Conventionally, ammonium chloride is used as the salt.
塩化アンモニウムは、水への溶解度が高く、かつ60℃で分解し、気体としてアンモニアと二酸化炭素を放出するため、残った水は真水になる。 Ammonium chloride has high solubility in water and decomposes at 60 ° C. to release ammonia and carbon dioxide as gases, so that the remaining water becomes fresh water.
実施形態は、前記塩分濃度の高い溶液の代わりにイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂を脱塩膜に密着して配置する。すなわち、脱塩膜にイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂を密着させて配置した脱塩処理膜を用いて脱塩処理する方法において、脱塩膜を海水側に、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂を真水側に配置する。このとき、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂に具備される機能性基は海水の水が脱塩膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。また、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂に具備される機能性基は、脱塩膜を浸透した水で膨潤するが、一定の温度範囲内で溶解することがない。さらに、それらのイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂に具備される機能性基は基材に結合されているため、基材から遊離せず、安定的に基材表面に留まる。その結果、脱塩膜から浸透した水はイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、従来行われているRO法と比較して、同じ大きさの圧力を加えた場合であっても、多くの流量で迅速に塩水から真水にする可能であり、低い圧力を加えた場合においても塩水から真水を生じることが可能である。従って、従来に比較して、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。 In the embodiment, an ion exchange resin or a pulverized ion exchange resin is placed in close contact with the desalting membrane instead of the solution having a high salt concentration. That is, in a method of desalinating using a desalination treatment membrane in which an ion exchange resin or a pulverized ion exchange resin is placed in close contact with the desalination membrane, the desalination membrane is placed on the seawater side, or the ion exchange resin or crushed Place the ion exchange resin on the fresh water side. At this time, the functional group included in the ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin has an action of inducing an osmotic pressure necessary for seawater water to permeate the desalting membrane. In addition, the functional group included in the ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin swells with water that has permeated the desalting membrane, but does not dissolve within a certain temperature range. Furthermore, since the functional group provided in the ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin is bonded to the base material, the functional group is not released from the base material and remains stably on the base material surface. As a result, the water that has permeated from the desalting membrane moves stably to the fresh water side through the ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin, and is recovered. That is, in the conventional method using an ammonium chloride solution having a high salinity, seawater is permeated through the osmosis membrane, transferred to the ammonium chloride solution, and then heated at 60 ° C. or higher to release ammonia and carbon dioxide as gases. Although operation is required, in the embodiment, no heat treatment is required. In addition, compared to the conventional RO method, even when the same pressure is applied, it is possible to quickly change from salt water to fresh water at a large flow rate. It is also possible to produce fresh water from salt water. Therefore, it becomes possible to desalinate the salt water with low energy as compared with the prior art.
脱塩膜は、浸透膜として利用されている、例えば酢酸セルロース膜、ポリアミド膜などを用いることができる。脱塩膜は、45〜250μmの厚さを有することが好ましい。 As the desalting membrane, for example, a cellulose acetate membrane or a polyamide membrane, which is used as a permeable membrane, can be used. The desalting membrane preferably has a thickness of 45 to 250 μm.
イオン交換樹脂は、それ自身公知のイオン交換樹脂であればよく、例えば、カチオンイオン交換樹脂、アニオン交換樹脂、これらのイオン交換樹脂に具備される機能性基は、それぞれスルホン酸基、カルボン酸基および4級アンモニウム基である。 The ion exchange resin may be any ion exchange resin known per se, for example, cation ion exchange resin, anion exchange resin, and functional groups provided in these ion exchange resins are a sulfonic acid group and a carboxylic acid group, respectively. And a quaternary ammonium group.
イオン交換樹脂の厚さは、10μm〜100μm、好ましくは10μm〜30μmであってよく、イオン交換樹脂のポアサイズは、1μm〜10μm、好ましくは4μm〜7μmであってよい。例えば、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂は、0.1〜100μmの厚さで配置されることが好ましい。 The thickness of the ion exchange resin may be 10 μm to 100 μm, preferably 10 μm to 30 μm, and the pore size of the ion exchange resin may be 1 μm to 10 μm, preferably 4 μm to 7 μm. For example, the ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin is preferably arranged with a thickness of 0.1 to 100 μm.
イオン交換樹脂の粉砕は、例えば、乳鉢で粉砕することにより行われてよい。また、粉砕されたイオン交換樹脂の大きさは、0.01μm〜10μmであってよい。 The ion exchange resin may be pulverized by, for example, pulverization in a mortar. The size of the pulverized ion exchange resin may be 0.01 μm to 10 μm.
また、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂が配置される領域は、必ずしも脱塩膜全体を覆うように配置される必要はない。例えば、海水に接する脱塩膜の面積の70%〜90%を覆うように配置されればよい。 In addition, the region where the ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin is disposed does not necessarily need to be disposed so as to cover the entire desalting membrane. For example, what is necessary is just to arrange | position so that 70%-90% of the area of the desalination membrane which touches seawater may be covered.
また、上記の実施形態において、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂の代わりに、イオン交換ろ紙を使用してもよい。使用されるイオン交換ろ紙の種類は、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂などであってよい。イオン交換ろ紙を解して繊維状の形態で使用してもよい。 Moreover, in said embodiment, you may use an ion exchange filter paper instead of an ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin. The type of ion exchange filter paper used may be a cation exchange resin, an anion exchange resin, or the like. The ion exchange filter paper may be removed and used in a fibrous form.
<第8の実施形態>
次に、第8の実施形態に係る脱塩処理装置10を図8を参照して説明する。
<Eighth Embodiment>
Next, a
例えば中空矩形状の密閉処理容器11は、脱塩処理膜12により第1の室13と第2の室14とに区画されている。脱塩処理膜12は、脱塩膜15と、この脱塩膜15に密着して配置されたイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂86とから構成されている。第1の流入口17は、第1の室13が位置する処理容器11上部に設けられている。第2の流入口18は、第2の室14に位置する処理容器11上部に設けられている。流出口19は、第2の室14に位置する処理容器11側部に設けられている。塩水20は第1の室13内に第1の流入口17を通して収容されている。真水21は、第2の室14内に第2の流入口18を通して収容されている。脱塩処理膜12の脱塩膜15は、塩水20が収納される第1の室13側に配置され、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂86は真水21が収納される第2の室14側に配置されている。
For example, the hollow rectangular sealed
このような実施形態に係る脱塩処理装置10によれば、脱塩膜15を海水20側に、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂86を真水21側に配置する。このとき、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂に具備される機能性基は海水20の水が脱塩膜15を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂に具備される機能性基は脱塩膜15を浸透した水で膨潤するが、一定の温度範囲内で溶解することがない。イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂に具備される機能性基は基材に結合されているため、基材から遊離せず、安定的に基材表面に留まる。その結果、脱塩膜15から浸透した水はイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、常に、脱塩膜の真水側に密着して特定の濃度のイオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂に具備される機能性基が存在しており、それにより塩水側から真水側に水が移動するために、逆浸透膜法のように、常に高い圧力を脱塩膜15に向い塩水側から加える必要がない。従って、実施形態によれば、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。
According to the
上記の実施形態においては、中空矩形状の密閉処理容器11を用いる例を示したが、密閉処理容器11の形状は、矩形状に限るものではなく、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状など中空である種々の形状であってもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the hollow rectangular sealed
上記の実施形態では、横型の密閉処理容器11が示されており、第1の室13と第2の室14は、設置面に対して同じ高さに横並びに配置されている例を示した。しかしながら、密閉処理容器11は縦型であってもよい。例えば、縦型の密閉処理容器11では、第1の室13と第2の室14が設置面に対して上下に配置される。或いは、第1の室13と第2の室14の配置は、その他の配置であってもよい。例えば、第1の室13と第2の室14が、脱塩処理膜22を介して隣合せに、設置面に対して異なる高さに配置されてもよい。
In the above embodiment, the horizontal sealed
或いは、脱塩処理装置は、密閉処理容器内に、少なくともその一辺を中心に巻き込んだ状態で脱塩処理膜を収容し、且つ脱塩処理膜を介して塩水と真水を区画できるような脱塩処理膜エレメントを備える構成であってもよい。 Alternatively, the desalination treatment apparatus accommodates a desalination treatment membrane in a state where the desalination treatment device is wound around at least one side thereof in a sealed treatment vessel, and is capable of partitioning salt water and fresh water through the desalination treatment membrane. The structure provided with a process membrane element may be sufficient.
また、上記の実施形態においては、第2の室14に流入口18を有する例を示したが、流出口19を流入口として利用してもよく、その場合、流入口18は具備されなくてもよい。また、流入口17および18、流出口19の配置される位置は、上記の実施例の位置に限られるものではない。
In the above embodiment, the example in which the
また、上記の実施形態において、イオン交換樹脂または粉砕されたイオン交換樹脂の代わりに、イオン交換ろ紙を使用してもよい。使用されるイオン交換ろ紙の種類は、カチオン交換樹脂、アニオン交換樹脂などであってよい。イオン交換ろ紙を解して繊維状の形態で使用してもよい。 Moreover, in said embodiment, you may use an ion exchange filter paper instead of an ion exchange resin or the pulverized ion exchange resin. The type of ion exchange filter paper used may be a cation exchange resin, an anion exchange resin, or the like. The ion exchange filter paper may be removed and used in a fibrous form.
<第9の実施形態>
以下、第9の実施形態に係る脱塩処理膜について詳細に説明する。
<Ninth Embodiment>
Hereinafter, the desalting membrane according to the ninth embodiment will be described in detail.
実施形態に係る脱塩処理膜は、脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、その一方の面に式(XI)で表される構造単位を有する機能性基が担持された基材とを備える。
ここで、R4は、アルキレン基もしくは芳香族基であり、R5は、ポリアミン、ハロゲンまたは担体となるポリマーの何れかである。 Here, R 4 is an alkylene group or an aromatic group, and R 5 is any of a polyamine, a halogen, or a polymer serving as a carrier.
脱塩処理膜1は、具体的には図14に示すように脱塩膜2と、脱塩膜2に密着して配置され、式(XI)で表される構造単位を有する機能性基を担持する修飾基材143とを備える。修飾基材143は、基材4と、この基材4の脱塩膜2とは反対の面に、式(XI)または(III)の基を構成単位として含む機能性基145を担持する。
Specifically, as shown in FIG. 14, the
脱塩膜2は、浸透膜として利用されている、例えば酢酸セルロース膜、ポリアミド膜などを用いることができる。脱塩膜は、45μm〜250μmの厚さを有することが好ましい。
As the
基材4は、例えば紙、木綿、キュプラ、レーヨン、銅アンモニアレーヨンのようなセルロース膜、布、樹脂膜を用いることができる。中でも、加圧下での脱塩膜の損傷を防止することが可能なろ紙のような柔軟な紙または不織布が好ましい。また、圧損ができるだけ少なくなるように、より通水性の高い基材であることが好ましい。例えば、基材は、1〜100μmの厚さを有することが好ましい。
As the
また基材4として、例えば次に示す天然高分子(生体高分子)を用いることもできる。具体的には、タンパク質、核酸、脂質、多糖類(セルロース、デンプン)、天然ゴムなどである。また合成高分子として、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エポキシ樹脂、ポリスチレン、フェノール樹脂、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート、シリコン樹脂などが挙げられる。これら基材4に機能性基145が結合している。具体的にはカチオン性樹脂が架橋剤として働く有機ハロゲン化物を介して基材4の骨格に結合しており、このときの有機ハロゲン化物としては、1分子当り2以上のハロゲン原子を有するものが適する。このとき、ハロゲン化アルキル基はすべてが反応するのではなく、一定の割合で未反応部分が残っていることが好ましい。未反応部分が少ないとポリアミンの導入量が少なくなるためである。
As the
また、基材は、必ずしも浸透膜全体を覆う必要はない。例えば、単数または複数の繊維状またはビーズ状であってもよい。単数または複数の繊維状の場合、セルロース膜、布、樹脂膜の断片またはそれらを解すことにより得られる繊維であってもよい。 Moreover, the base material does not necessarily need to cover the entire permeable membrane. For example, one or a plurality of fibers or beads may be used. In the case of one or a plurality of fibers, it may be a cellulose film, a cloth, a fragment of a resin film or a fiber obtained by breaking them.
或いは、ビーズ状の樹脂など基材として使用してもよい。その場合、使用される樹脂は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、加工セルロース、およびポリアクリル酸、さらに樹脂ではないがシリカ粒子など、式(XI)で表される構成単位を有する機能性基145の結合が可能なものであればよい。ビーズの大きさは、0.01mm〜5mmであってよく、好ましくは2mm〜5mmであってよい。
Or you may use as base materials, such as bead-shaped resin. In that case, the resin used is, for example, polyvinyl alcohol, cellulose, processed cellulose, and polyacrylic acid, and the
また、ビーズ状の樹脂または繊維が配置される領域は、必ずしも脱塩膜全体を覆うものでなくともよい。例えば、海水に接する脱塩膜の面積の70%〜95%を覆うように配置されればよい。その場合、配置されるビーズまたは繊維の基材の厚みは、それぞれ1mm〜10mm、1μm〜100μmであればよい。 Further, the region where the bead-like resin or fiber is disposed does not necessarily cover the entire desalting membrane. For example, what is necessary is just to arrange | position so that 70%-95% of the area of the desalination membrane which touches seawater may be covered. In that case, the thickness of the substrate of the beads or fibers to be arranged may be 1 mm to 10 mm, 1 μm to 100 μm, respectively.
機能性基145は、式(XI)で表される構成単位を有するカチオン性ポリマーであり、分子量は、100〜100000、例えば、1000〜50000、1000〜10000、1000〜5000であってよい。しかしながら、実施形態に従う脱塩処理膜の効果は、機能性基の分子量の大きさに依存するものではない。
The
機能性基145のカチオン性ポリマーのカウンターアニオンは塩素イオンであることが、安全であるため好ましい。
The counter anion of the cationic polymer of the
このような機能性基は、ポリアミンとハロゲン化アルキル基含有架橋剤を加熱反応させることにより形成されてよい。 Such a functional group may be formed by heat-reacting a polyamine and a halogenated alkyl group-containing crosslinking agent.
ポリアミンの例は、これらに限定するものではないが、例えば、ポリエチレンイミン、ペンタエチレンヘキサミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジプロピレントリアミン、ペンタエチレンヘキサミン、メンセンジアミンおよびジアミノジフェニルスルホンなどが挙げられる。 Examples of polyamines include, but are not limited to, polyethyleneimine, pentaethylenehexamine, tris (2-aminoethyl) amine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenetetramine, tetraethylenepentamine, diethylene Examples thereof include propylene triamine, dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine, hexamethylenediamine, dipropylenetriamine, pentaethylenehexamine, mensendiamine and diaminodiphenylsulfone.
ハロゲン化アルキル基含有架橋剤の例は、これらに限定するものではないが、例えば、ジブロモメタン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、ジブロモブタン、ジブロモペンタン、ジブロモヘキサン、ジブロモヘプタン、ジブロモオクタン、ジブロモノナン、ジブロモデカン、ジブロモウンデカン、ジブロモドデカン、ジブロモトリデカン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、ジクロロブタン、ジクロロペンタン、ジクロロヘキサン、ジクロロヘプタン、ジクロロオクタン、ジクロロノナン、ジクロロデカン、ジクロロウンデカン、ジクロロドデカン、ジクロロトリデカン、ジヨードメタン、ジヨードエタン、ジヨードプロパン、ジヨードブタン、ジヨードペンタン、ジヨードヘキサン、ジヨードヘプタン、ジヨードオクタン、ジヨードノナン、ジヨードデカン、ジヨードウンデカン、ジヨードドデカン、ジヨードトリデカン、1,2,4,5−テトラキスブロモメチルベンゼン、1,4−ビスブロモメチルベンゼン、1,4−ビスヨードメチルベンゼン、10,10−ビスブロモメチルノナデカン、エピクロロヒドリンオリゴマー、エピブロモヒドリンオリゴマー、ヘキサブロモシクロドデカン、トリス(3,3−ジブロモ−2−ブロモプロピル)イソシアヌル酸、1,2,3−トリブロモプロパン、ジヨードパーフルオロエタン、ジヨードパーフルオロプロパン、ジヨードパーフルオロヘキサン、ポリエピクロルヒドリン、ポリエピクロルヒドリンとポリエチレンエーテルとの共重合体、ポリエピブロモヒドリン及びポリ塩化ビニルなどの多官能ハロゲン化物を挙げることができる。使用する有機ハロゲン化物の種類は、1種または2種以上にすることができる。この中でも、1,2,4,5−テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン、テトラキス(ブロモメチル)メタンが副反応が無いため好ましい。 Examples of the halogenated alkyl group-containing crosslinking agent include, but are not limited to, dibromomethane, dibromoethane, dibromopropane, dibromobutane, dibromopentane, dibromohexane, dibromoheptane, dibromooctane, dibromononane, dibromo Decane, dibromoundecane, dibromododecane, dibromotridecane, dichloromethane, dichloroethane, dichloropropane, dichlorobutane, dichloropentane, dichlorohexane, dichloroheptane, dichlorooctane, dichlorononane, dichlorodecane, dichloroundecane, dichlorododecane, dichlorotridecane, Diiodomethane, diiodoethane, diiodopropane, diiodobutane, diiodopentane, diiodohexane, diiodoheptane, diiodooctane , Diiodononane, diiododecane, diiodoundecane, diiodododecane, diiodotridecane, 1,2,4,5-tetrakisbromomethylbenzene, 1,4-bisbromomethylbenzene, 1,4-bisiodomethylbenzene, 10,10-bisbromomethylnonadecane, epichlorohydrin oligomer, epibromohydrin oligomer, hexabromocyclododecane, tris (3,3-dibromo-2-bromopropyl) isocyanuric acid, 1,2,3-tri Multifunctional halogenation such as bromopropane, diiodoperfluoroethane, diiodoperfluoropropane, diiodoperfluorohexane, polyepichlorohydrin, copolymers of polyepichlorohydrin and polyethylene ether, polyepibromohydrin and polyvinyl chloride It can be mentioned. The kind of the organic halide to be used can be one kind or two or more kinds. Among these, 1,2,4,5-tetrakis (bromomethyl) benzene and tetrakis (bromomethyl) methane are preferable because there is no side reaction.
このような脱塩処理膜を用いて塩水から水(真水)を取り出す脱塩処理方法は、脱塩処理膜の機能性基の結合していない面を塩水側に配置し、機能性基の結合した面を真水側に配置する。 In the desalination treatment method in which water (fresh water) is extracted from salt water using such a desalination treatment membrane, the surface of the desalination treatment membrane where the functional groups are not bonded is arranged on the salt water side, and the functional groups are bonded. Place the finished surface on the fresh water side.
正浸透圧海水淡水化法は、基本的に海水から真水を吸収し、回収する。このため、海水よりも塩分濃度の高い溶液を浸透膜の海水と反対側に位置させ、海水の水が浸透膜を浸透するのに必要な浸透圧を誘発し、水を塩分濃度の高い溶液に移動させる。塩は、従来、塩化アンモニウムを用いている。 The forward osmotic seawater desalination method basically absorbs and recovers fresh water from seawater. For this reason, a solution with a higher salinity than seawater is positioned on the opposite side of the osmosis membrane from the seawater, inducing the osmotic pressure required for the seawater to penetrate the osmosis membrane, and turning the water into a higher salinity solution. Move. Conventionally, ammonium chloride is used as the salt.
塩化アンモニウムは、水への溶解度が高く、かつ60℃で分解し、気体としてアンモニアと二酸化炭素を放出するため、残った水は真水になる。脱塩膜から浸透した水は基材を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、従来行われているRO法と比較して、同じ大きさの圧力を加えた場合であっても、多くの流量で迅速に塩水から真水にする可能であり、低い圧力を加えた場合においても塩水から真水を生じることが可能である。従って、従来に比較して、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。 Ammonium chloride has high solubility in water and decomposes at 60 ° C. to release ammonia and carbon dioxide as gases, so that the remaining water becomes fresh water. The water that has permeated from the desalting membrane moves stably to the fresh water side through the substrate and is collected. That is, in the conventional method using an ammonium chloride solution having a high salinity, seawater is permeated through the osmosis membrane, transferred to the ammonium chloride solution, and then heated at 60 ° C. or higher to release ammonia and carbon dioxide as gases. Although operation is required, in the embodiment, no heat treatment is required. In addition, compared to the conventional RO method, even when the same pressure is applied, it is possible to quickly change from salt water to fresh water at a large flow rate. It is also possible to produce fresh water from salt water. Therefore, it becomes possible to desalinate the salt water with low energy as compared with the prior art.
<第10の実施形態>
次に、第10の実施形態に係る脱塩処理装置10を図15を参照して説明する。
<Tenth Embodiment>
Next, a
例えば中空矩形状の密閉処理容器11は、脱塩処理膜12により第1の室13と第2の室14とに区画されている。脱塩処理膜12は、脱塩膜15と、この脱塩膜15に密着して配置され、その一方の面に機能性基を担持する修飾基材156とから構成されている。第1の流入口17は、第1の室13が位置する処理容器11上部に設けられている。第2の流入口18は、第2の室14に位置する処理容器11上部に設けられている。流出口19は、第2の室14に位置する処理容器11側部に設けられている。塩水20は第1の室13内に第1の流入口17を通して収容されている。真水21は、第2の室14内に第2の流入口18を通して収容されている。脱塩処理膜12の脱塩膜15は、塩水20が収納される第1の室13側に配置され、基材46は真水21が収納される第2の室14側に配置されている。
For example, the hollow rectangular sealed
このような実施形態に係る脱塩処理装置10によれば、脱塩膜15を海水20側に、修飾156を真水21側に配置する。このとき、修飾基材156に結合された機能性基は海水20の水が脱塩膜15を浸透するのに必要な浸透圧を誘発させる作用を有する。即ち、このような機能性基は、脱塩膜の海水側から真水側に向う浸透圧を生じることが可能である。機能性基は脱塩膜15を浸透した水で膨潤するが、一定の温度範囲内で溶解することがない。機能性基は脱塩膜15に結合されているため、脱塩膜15から遊離せず、安定的に脱塩膜15表面に留まる。その結果、脱塩膜15から浸透した水は脱塩膜15を通して真水側に安定的に移動し、回収される。つまり、塩分濃度の高い塩化アンモニウム溶液を用いる従来方法では、海水の水を浸透膜を浸透させ、塩化アンモニウム溶液に移動させ、その後、60℃以上で加熱してアンモニアと二酸化炭素を気体として放出する操作が必要であるが、実施形態では加熱処理が不要になる。また、常に、脱塩膜の真水側に機能性基が存在しており、それにより塩水側から真水側に水が移動するために、逆浸透膜法のように、常に高い圧力を脱塩膜15に向い塩水側から加える必要がない。従って、実施形態によれば、低エネルギーで塩水を淡水化することが可能になる。
According to the
上記の実施形態においては、中空矩形状の密閉処理容器11を用いる例を示したが、密閉処理容器11の形状は、矩形状に限るものではなく、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状など中空である種々の形状であってもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the hollow rectangular sealed
上記の実施形態では、横型の密閉処理容器11が示されており、第1の室13と第2の室14は、設置面に対して同じ高さに横並びに配置されている例を示した。しかしながら、密閉処理容器11は縦型であってもよい。例えば、縦型の密閉処理容器11では、第1の室13と第2の室14が設置面に対して上下に配置される。或いは、第1の室13と第2の室14の配置は、その他の配置であってもよい。例えば、第1の室13と第2の室14が、脱塩処理膜22を介して隣合せに、設置面に対して異なる高さに配置されてもよい。
In the above embodiment, the horizontal sealed
或いは、脱塩処理装置は、密閉処理容器内に、少なくともその一辺を中心に巻き込んだ状態で脱塩処理膜を収容し、且つ脱塩処理膜を介して塩水と真水を区画できるような脱塩処理膜エレメントを備える構成であってもよい。 Alternatively, the desalination treatment apparatus accommodates a desalination treatment membrane in a state where the desalination treatment device is wound around at least one side thereof in a sealed treatment vessel, and is capable of partitioning salt water and fresh water through the desalination treatment membrane. The structure provided with a process membrane element may be sufficient.
また、上記の実施形態においては、第2の室14に流入口18を有する例を示したが、流出口19を流入口として利用してもよく、その場合、流入口18は具備されなくてもよい。また、流入口17および18、流出口19の配置される位置は、上記の実施例の位置に限られるものではない。
In the above embodiment, the example in which the
実施例
例1
<ろ紙へのシランカップリング剤の導入>
以下のように、ろ紙に対してシランカップリング剤を導入して、実施例1〜5を作成した。
Examples Example 1
<Introduction of silane coupling agent into filter paper>
Examples 1 to 5 were prepared by introducing a silane coupling agent into the filter paper as follows.
ろ紙(1)の作製法
N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン100μlをトルエン10mlに加え、よく混合した。この混合液に桐山ロート用ろ紙(No5B)を加え、1h室温にて反応させた。反応終了後、トルエン、アセトン、H2Oにてよく洗浄した。その後、1M HCl aq.にてアミノ基を塩酸塩とした後、過剰なHClはH2Oにてよく洗浄した。これを100℃のオーブンで2時間乾燥させることにより目的物であるろ紙(1)を得た。これを実施例1とした。
Preparation method of filter paper (1) 100 μl of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane was added to 10 ml of toluene and mixed well. A filter paper for Kiriyama funnel (No5B) was added to this mixed solution and reacted at room temperature for 1 h. After completion of the reaction, it was thoroughly washed with toluene, acetone, and H 2 O. Then 1M HCl aq. After the amino group was converted into a hydrochloride at, excess HCl was washed well with H 2 O. This was dried in an oven at 100 ° C. for 2 hours to obtain the target filter paper (1). This was designated Example 1.
ろ紙(2)の作製法
N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン300μlをトルエン10mlに加え、よく混合した。この混合液に桐山ロート用ろ紙(No5B)を加え、1h室温にて反応させた。反応終了後、トルエン、アセトン、H2Oにてよく洗浄した。その後、1MHCl aq.にてアミノ基を塩酸塩とした。過剰なHClはH2Oにてよく洗浄した。これを100℃のオーブンで2時間乾燥させることにより目的物であるろ紙(2)を得た。これを実施例2とした。
Preparation method of filter paper (2) 300 μl of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane was added to 10 ml of toluene and mixed well. A filter paper for Kiriyama funnel (No5B) was added to this mixed solution and reacted at room temperature for 1 h. After completion of the reaction, it was thoroughly washed with toluene, acetone, and H 2 O. Then 1M HCl aq. The amino group was converted to hydrochloride. Excess HCl was washed well with H 2 O. This was dried in an oven at 100 ° C. for 2 hours to obtain the target filter paper (2). This was designated Example 2.
ろ紙(3)の作製法
N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン500μlとイソプロピルアルコール10mlとを混合し、よく撹拌した。この混合液に桐山ロート用ろ紙(No5B)を浸漬し、取り出した後、そのまま3時間風乾させた。これを70℃のオーブンで3時間反応させ、H2Oにてよく洗浄した。その後、1MHCl aq.にてアミノ基を塩酸塩とした。過剰なHClはH2Oにてよく洗浄した。これを100℃のオーブンで2時間乾燥させることにより目的物であるろ紙(3)を得た。これを実施例3とした。
Preparation Method of Filter Paper (3) 500 μl of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane and 10 ml of isopropyl alcohol were mixed and stirred well. The Kiriyama funnel filter paper (No. 5B) was dipped in this mixed solution, taken out, and then allowed to air dry for 3 hours. This was reacted in an oven at 70 ° C. for 3 hours and washed thoroughly with H 2 O. Then 1M HCl aq. The amino group was converted to hydrochloride. Excess HCl was washed well with H 2 O. This was dried in an oven at 100 ° C. for 2 hours to obtain the target filter paper (3). This was designated as Example 3.
ろ紙(4)の作製法
N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン500μlとイソプロピルアルコール10mlとを混合し、よく撹拌した。この混合液に桐山ロート用ろ紙(No5B)を浸漬し、取り出した。その後、そのまま3時間風乾させた。これをもう一度、新たに作製した前述の混合液に浸漬させ、取り出した。その後、そのまま3時間風乾させた。これを70℃のオーブンで3時間反応させ、H2Oにてよく洗浄した。その後、1MHCl aq.にてアミノ基を塩酸塩とした。過剰なHClはH2Oにてよく洗浄した。これを100℃のオーブンで2時間乾乾燥させることにより目的物であるろ紙(4)を得た。これを実施例4とした。
Preparation Method of Filter Paper (4) 500 μl of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane and 10 ml of isopropyl alcohol were mixed and stirred well. The Kiriyama funnel filter paper (No. 5B) was immersed in this mixed solution and taken out. Then, it was air-dried for 3 hours as it was. This was once again immersed in the previously prepared liquid mixture and taken out. Then, it was air-dried for 3 hours as it was. This was reacted in an oven at 70 ° C. for 3 hours and washed thoroughly with H 2 O. Then 1M HCl aq. The amino group was converted to hydrochloride. Excess HCl was washed well with H 2 O. This was dried in an oven at 100 ° C. for 2 hours to obtain the target filter paper (4). This was designated Example 4.
ろ紙(5)の作製法
N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン500μlをイソプロピルアルコール10mlに加え、よく撹拌した。この混合液に桐山ロート用ろ紙(No5B)を浸漬し、取り出した。その後、そのまま3時間風乾させた。これをもう一度、新たに作製した前述の混合液に浸漬させ、取り出した。その後、そのまま3時間風乾させた。これをさらにもう一度、新たに作製した前述の混合液に浸漬させ、取り出した。その後、そのまま3時間風乾させた。これを70℃のオーブンで3時間反応させ、H2Oにてよく洗浄した。その後、1MHCl aq.にてアミノ基を塩酸塩とした。過剰なHClはH2Oにてよく洗浄した。これを100℃のオーブンで2時間乾乾燥させることにより目的物であるろ紙(5)を得た。これを実施例5とした。
Preparation Method of Filter Paper (5) 500 μl of N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane was added to 10 ml of isopropyl alcohol and stirred well. The Kiriyama funnel filter paper (No. 5B) was immersed in this mixed solution and taken out. Then, it was air-dried for 3 hours as it was. This was once again immersed in the previously prepared liquid mixture and taken out. Then, it was air-dried for 3 hours as it was. This was further dipped in the newly prepared liquid mixture described above and taken out. Then, it was air-dried for 3 hours as it was. This was reacted in an oven at 70 ° C. for 3 hours and washed thoroughly with H 2 O. Then 1M HCl aq. The amino group was converted to hydrochloride. Excess HCl was washed well with H 2 O. This was dried and dried in an oven at 100 ° C. for 2 hours to obtain the target filter paper (5). This was designated as Example 5.
<ろ紙シリンジ試験>
(1)シリンジ試験装置
図9(a)を参照しながら、シリンジ試験装置の作製について説明する。まず、2本の1mlツベルクリン用のディスポーザブル樹脂シリンジ91および92を用意した。これらの樹脂シリンジ91および92のそれぞれの注射心をセットする側の先端をそれぞれ切り落とした(S1)。得られた2つの切断されたシリンジ91および92の取っ手部位を互いに向い合せてその間に2枚のゴムラバーと1組の脱塩処理膜を挟み込んだ。挟み込みは、第1のシリンジ91、第1のゴムラバー93、機能性基を結合された基材(修飾基材)94、脱塩膜95、第2のゴムラバー96、第2のシリンジ92とこの順番になるように行い、クリップ(図示せず)で固定した(S2)。ここで、修飾基材は、脱塩膜の活性層側に密着させて配置した。
<Filter paper syringe test>
(1) Syringe test apparatus The production of the syringe test apparatus will be described with reference to FIG. First, two
これによりシリンジ試験装置97を得た(S3)。脱塩膜55としてRO膜である日東電工製ES20を使用した。修飾基材94は、実施例3、実施例4および実施例5を使用した。第1および第2のゴムラバー93および96は板状のゴムラバーを使用し、図9(b)に示すように、各ゴムラバーには、直径5mmの円形穴をそれぞれ開口した。
Thereby, a
(2)シリンジ試験
図10に示すように、上記(1)で作製したシリンジ試験装置97の第1のシリンジ91の開口部98から第1のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。更に、第2のシリンジ92の開口部99から第2のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。何れの開口部からの純水の注入も、脱塩膜95に接するまで行った。これを15時間放置して、15時間の間に生じる、第1のシリンジ91から第2のシリンジ92への水の移動を観測した。結果は、移動した水の体積(ml)を測定し、移動量として示した。比較のために、修飾基材を配置させないブランクを用いて同様の実験を行った。
(2) Syringe test As shown in FIG. 10, 0.5 ml of pure water was injected into the first syringe from the
(3)結果
結果を表1に示す。
表1に示すように、シリンジ試験装置97において、実施例3、4および5を配置した場合には、第1のシリンジ内に注入された水は第2のシリンジ内に移動した。この結果から、シランカップリング反応により基材に導入された機能性基により、第1のシリンジ内の水を第2のシリンジ内に移動させることが可能になった。これは、修飾基材の機能性基により浸透圧が誘起されたためであると考えられる。
As shown in Table 1, when Examples 3, 4 and 5 were arranged in the
<高圧試験>
(1)高圧試験装置
例1に記載の方法により得た実施例1および2について高圧試験を行った。
<High pressure test>
(1) High pressure test apparatus A high pressure test was performed on Examples 1 and 2 obtained by the method described in Example 1.
高圧試験に使用した高圧試験装置を図11(a)に示す。試験装置101は、ポンプ(図示せず)と、第1の接続コネクタ102と、セル103と、圧力計104と、第2の接続コネクタ105と、第1の圧力解放弁106と、第2の圧力解放弁107とを具備する。これらの部材を、互いに液体の流通が可能に接続した。
FIG. 11A shows a high pressure test apparatus used for the high pressure test. The
セル103の構成を図11(b)に示す。セル103は、液体が通る流路を有する第1の支持部材111、第1の支持部材111からの液体を受ける目皿112を具備する第2の支持部材113、第1の支持部材111と第2の支持部材113の目皿112側面とにこの順で挟み込まれた脱塩膜114と修飾基材115、およびパッキンの役割を果たすOリング116を具備する。第1の支持部材111の流路の開口部117から流入した水は、脱塩膜114および修飾基材115を通過して目皿112に流れ込み、その後、目皿112の底部から第2の支持部材113の外部に向けて開口された流出口から排出され、流量が測定された。なお、ブランク試験では、セル内に修飾基材を配置しなかった。各修飾基材は、脱塩膜の支持層側の表面に密着させて配置した。
The configuration of the
図11(a)および(b)に示すように、実験では、ポンプから試験装置101のセル103に純水を流し、浸透圧が1MPaとなるように、ポンプならびに第1の圧力解放弁106と第2の圧力解放弁107を調節した。浸透膜にはRO膜の日東電工製ES20を使用した。修飾基材として実施例1および2を用いた。試験は何れも室温で行い、5分間純水を流した。5分間の間に、脱塩処理膜を透過して目皿に滴下した水の重量を流量として測定した。これを流量としてg単位で表した。
As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), in the experiment, pure water was allowed to flow from the pump to the
結果を表2に記載する。
表2が示すように、実施例1および2の使用により、ブランクに比べて多くの水が脱塩処理膜を通過して移動した。これは、修飾基材の機能性基により浸透圧が誘起されたためであると考えられる。 As Table 2 shows, the use of Examples 1 and 2 moved more water through the desalting membrane compared to the blank. This is considered to be because osmotic pressure was induced by the functional group of the modified substrate.
例2
<グルタルアルデヒドを用いた基材の修飾>
(合成方法)
1.グルタルアルデヒド
架橋剤としてグルタルアルデヒドを使用し、ポリエチレンイミン、ペンタエチレンヘキサミンおよびトリス(2−アミノエチル)アミンを架橋し、そのポリマーを基材であるろ紙に結合させた。
Example 2
<Modification of base material using glutaraldehyde>
(Synthesis method)
1. Glutaraldehyde Glutaraldehyde was used as a crosslinking agent, polyethyleneimine, pentaethylenehexamine and tris (2-aminoethyl) amine were crosslinked, and the polymer was bonded to a filter paper as a base material.
(1)ポリエチレンイミン
桐山漏斗用ろ紙を5%ポリエチレンイミン溶液に1時間含浸した。一時間後にろ紙を取り出して乾燥した。その後、得られたろ紙を10%グルタルアルデヒド溶液に含浸した。含浸は、1時間超音波をかけながら行った。得られたろ紙を取り出し、5%塩酸に5分間含浸した。その後、純水で十分に洗浄し、ポリエチレン修飾ろ紙を得た。これを実施例6とした。
(1)
(2)ペンタエチレンヘキサミン
桐山漏斗用ろ紙を5%ペンタエチレンヘキサミン溶液に1時間含浸した。一時間後にろ紙を取り出して乾燥した。その後、得られたろ紙を10%グルタルアルデヒド溶液に含浸した。含浸は、1時間超音波をかけながら行った。得られたろ紙を取り出し、5%塩酸に5分間含浸した。その後、純水で十分に洗浄し、ペンタエチレンヘキサミン修飾ろ紙を得た。これを実施例7とした。
(2) Pentaethylenehexamine A filter paper for Kiriyama funnel was impregnated in a 5% pentaethylenehexamine solution for 1 hour. One hour later, the filter paper was taken out and dried. Thereafter, the obtained filter paper was impregnated with a 10% glutaraldehyde solution. The impregnation was performed while applying ultrasonic waves for 1 hour. The obtained filter paper was taken out and impregnated with 5% hydrochloric acid for 5 minutes. Thereafter, it was sufficiently washed with pure water to obtain a pentaethylenehexamine-modified filter paper. This was designated as Example 7.
(3)トリス(2−アミノエチル)アミン
桐山漏斗用ろ紙を5%トリス(2−アミノエチル)アミン溶液に1時間含浸した。一時間後にろ紙を取り出して乾燥した。その後、得られたろ紙を10%グルタルアルデヒド溶液に含浸した。含浸は、1時間超音波をかけながら行った。得られたろ紙を取り出し、5%塩酸に5分間含浸した。その後、純水で十分に洗浄し、トリス(2−アミノエチル)アミン修飾ろ紙を得た。これを実施例8とした。
(3) Tris (2-aminoethyl) amine Kiriyama funnel filter paper was impregnated in a 5% tris (2-aminoethyl) amine solution for 1 hour. One hour later, the filter paper was taken out and dried. Thereafter, the obtained filter paper was impregnated with a 10% glutaraldehyde solution. The impregnation was performed while applying ultrasonic waves for 1 hour. The obtained filter paper was taken out and impregnated with 5% hydrochloric acid for 5 minutes. Thereafter, it was sufficiently washed with pure water to obtain a tris (2-aminoethyl) amine-modified filter paper. This was designated Example 8.
2.ホルムアルデヒド
架橋剤としてホルムアルデヒドを使用し、ポリエチレンイミンを架橋し、そのポリマーを基材であるろ紙に結合させた。
2. Formaldehyde Formaldehyde was used as a cross-linking agent, polyethylene imine was cross-linked, and the polymer was bonded to a filter paper as a base material.
桐山漏斗用ろ紙を5%ポリエチレンイミン溶液に1時間含浸した。一時間後にろ紙を取り出して乾燥した。その後、得られたろ紙を35%ホルムアルデヒド溶液に含浸した。含浸は、50℃で1時間行った。得られたろ紙を取り出し、5%塩酸に5分間含浸した。その後、純水で十分に洗浄し、ポリエチレン修飾ろ紙を得た。これを実施例8とした。 Kiriyama funnel filter paper was impregnated with 5% polyethyleneimine solution for 1 hour. One hour later, the filter paper was taken out and dried. Thereafter, the obtained filter paper was impregnated with a 35% formaldehyde solution. Impregnation was performed at 50 ° C. for 1 hour. The obtained filter paper was taken out and impregnated with 5% hydrochloric acid for 5 minutes. Thereafter, it was thoroughly washed with pure water to obtain a polyethylene-modified filter paper. This was designated Example 8.
<高圧試験>
上記の<合成方法>に記載の方法により得られた実施例6〜8について、高圧試験を行った。
<High pressure test>
High pressure tests were performed on Examples 6 to 8 obtained by the method described in <Synthesis Method> above.
高圧試験装置を図11(a)に示す。試験装置101は、ポンプ(図示せず)と、第1の接続コネクタ102と、セル103と、圧力計104と、第2の接続コネクタ105と、第1の圧力解放弁106と、第2の圧力解放弁107とを具備する。これらの部材を、互いに液体の流通が可能に接続した。
A high-pressure test apparatus is shown in FIG. The
セル103の構成を図11(b)に示す。セル103は、液体が通る流路を有する第1の支持部材111、第1の支持部材111からの液体を受ける目皿112を具備する第2の支持部材113、第1の支持部材111と第2の支持部材113の目皿112側面とにこの順で挟み込まれた脱塩膜114と修飾基材115、およびパッキンの役割を果たすOリング116を具備する。第1の支持部材111の流路の開口部117から流入した水は、脱塩膜114および修飾基材115を通過して目皿112に流れ込み、その後、目皿112の底部から第2の支持部材113の外部に向けて開口された流出口から排出され、流量が測定された。なお、ブランク試験では、セル内に修飾基材を配置しなかった。各修飾基材は、脱塩膜の支持層側の表面に密着させて配置した。
The configuration of the
図11(a)および(b)に示すように、実験では、ポンプから試験装置101のセル103に純水を流し、浸透圧が1MPaとなるように、ポンプならびに第1の圧力解放弁106と第2の圧力解放弁107を調節した。浸透膜にはRO膜の日東電工製ES20を使用した。修飾基材として、実施例6〜8を用いた。試験は何れも室温で行い、5分間純水を流す間に、脱塩処理膜を透過して目皿に滴下した水の重量を測定して流量を得た。比較のために、修飾していないろ紙を脱塩膜に接触して同じ試験を行った。
As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), in the experiment, pure water was allowed to flow from the pump to the
結果を表3に記載する。
表3が示すように、実施例6〜8の使用により、ブランクに比べて多くの水が脱塩処理膜を通過して移動した。これは、修飾基材の機能性基により浸透圧が誘起されたためであると考えられる。 As Table 3 shows, the use of Examples 6-8 caused more water to move through the desalting membrane compared to the blank. This is considered to be because osmotic pressure was induced by the functional group of the modified substrate.
<シリンジ試験>
図9(a)を参照しながら、シリンジ試験装置の作製について説明する。まず、2本の1mlツベルクリン用のディスポーザブル樹脂シリンジ91および92を用意した。これらの樹脂シリンジ91および92のそれぞれの注射心をセットする側の先端をそれぞれ切り落とした(S1)。得られた2つの切断されたシリンジ91および92の取っ手部位を互いに向い合せてその間に2枚のゴムラバーと1組の脱塩処理膜を挟み込んだ。挟み込みは、第1のシリンジ91、第1のゴムラバー93、機能性基を結合された基材(修飾基材)94、脱塩膜95、第2のゴムラバー96、第2のシリンジ92とこの順番になるように行い、クリップ(図示せず)で固定した(S2)。ここで、修飾基材は、脱塩膜の活性層側に密着させて配置した。
<Syringe test>
The production of the syringe test device will be described with reference to FIG. First, two
これによりシリンジ試験装置97を得た(S3)。脱塩膜55としてRO膜である日東電工製ES20を使用した。修飾基材94は、実施例6を使用した。第1および第2のゴムラバー93および96は板状のゴムラバーを使用し、図9(b)に示すように、各ゴムラバーには、直径5mmの円形穴をそれぞれ開口した。
Thereby, a
このシリンジ試験装置において、修飾基材として実施例6の修飾基材(ポリエチレンイミンとグルタルアルデヒドの反応物)を用いた。修飾基材と脱塩膜との接着は、脱塩膜の活性層側において行った。 In this syringe test apparatus, the modified base material of Example 6 (reaction product of polyethyleneimine and glutaraldehyde) was used as the modified base material. Adhesion between the modified substrate and the desalting membrane was performed on the active layer side of the desalting membrane.
次に、図10に示すように、第1のシリンジ91の開口部98から第1のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。更に、第2のシリンジ92の開口部99から第2のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。何れの開口部からの純水の注入も、脱塩膜95に接するまで行った。これを24時間放置して、24時間の間に生じる、第1のシリンジ91から第2のシリンジ92への水の移動を観察した。比較のために、修飾基材を配置せず、脱塩膜のみを配置したブランクを用いて同様の実験を行った。結果は、移動した水の体積(ml)を測定し、移動量として示した。
Next, as shown in FIG. 10, 0.5 ml of pure water was injected into the first syringe from the
結果を表4に示す。 The results are shown in Table 4.
表4から明らかであるように、実施例6は、ブランクに比べて多くの水を第1のシリンジから第2のシリンジに移動することができた。これは、修飾基材の機能性基により浸透圧が誘起されたためであると考えられる。 As is clear from Table 4, Example 6 was able to move more water from the first syringe to the second syringe compared to the blank. This is considered to be because osmotic pressure was induced by the functional group of the modified substrate.
例3
<ポリエチレンイミンに対する対イオンの種類についての検討>
ポリエチレンイミンの浸透圧に対するアニオンの種類の影響をシリンジ試験により検討した。ポリエチレンイミンは、そこに含まれるプラスイオンのためにカチオンとして働く。ポリエチレンイミンが、カチオンとして働く場合、その対イオンとなるアニオンの種類によって、ポリエチレンイミンの浸透圧が影響される化合物否かについて検討した。
Example 3
<Examination of counterion type for polyethyleneimine>
The effect of the type of anion on the osmotic pressure of polyethyleneimine was examined by a syringe test. Polyethyleneimine acts as a cation because of the positive ions contained therein. When polyethyleneimine works as a cation, it was investigated whether or not the compound is affected by the osmotic pressure of polyethyleneimine depending on the type of anion serving as a counter ion.
図12(a)を参照しながら、シリンジ試験装置の作製について説明する。まず、2本の1mlツベルクリン用のディスポーザブル樹脂シリンジ91および92を用意した。これらの樹脂シリンジ91および92のそれぞれの注射心をセットする側の先端をそれぞれ切り落とした(S1)。得られた2つの切断されたシリンジ91および92の取っ手部位を互いに向い合せてその間に2枚のゴムラバーと1組の脱塩膜を挟み込んだ。挟み込みは、第1のシリンジ91、第1のゴムラバー93、脱塩膜95、第2のゴムラバー96、第2のシリンジ92とこの順番になるように行い、クリップ(図示せず)で固定した(S2)。
The production of the syringe test apparatus will be described with reference to FIG. First, two
これによりシリンジ試験装置97を得た(S3)。脱塩膜55としてRO膜である日東電工製ES20を使用した。このES20の活性層側が第2のシリンジ内を向き、ES20の支持層側が第1のシリンジ内を向くように配置した。第1および第2のゴムラバー93および96は板状のゴムラバーを使用し、図12(b)に示すように、各ゴムラバーには、直径5mmの円形穴をそれぞれ開口した。
Thereby, a
このシリンジ試験装置において、共存するアニオンの種類が、ポリエチレンイミンの浸透圧に与える影響について次のように検討した。 In this syringe test apparatus, the effect of the coexisting anion type on the osmotic pressure of polyethyleneimine was examined as follows.
図12(c)に示すように、第1のシリンジ91の開口部98から第1のシリンジ内に水中の1%または3.5%のNaCl水溶液を0.5ml注入した。第2のシリンジ92の開口部99から第2のシリンジ内に、純水中に5重量%のポリエチレンイミンと5重量%の酸とを含む混合液を0.5ml注入した。使用した酸は、塩酸、トリフルオロスルホン酸、硫酸またはリン酸であった。これらの酸でカウンターアニオンを1種類ずつ試験した。比較のために、酸を添加せずに、5重量%のポリエチレンイミンのみを第2のシリンジ内に注入して同様の試験を行った。
As shown in FIG. 12C, 0.5 ml of 1% or 3.5% NaCl aqueous solution in water was injected into the first syringe from the
その後、4時間放置し、4時間の間に第1のシリンジ内から第2のシリンジに移動した水の量を観察した。結果は、移動した水の体積(ml)を測定し、移動量として示した。 Thereafter, the sample was left for 4 hours, and the amount of water transferred from the first syringe to the second syringe during 4 hours was observed. As a result, the volume (ml) of the transferred water was measured and expressed as a transfer amount.
結果を表5に示す。
表5から明らかであるように、塩素イオンが、対イオンであるアニオンとして存在すると、ポリエチレンイミンのみが存在する場合に比べて、多くの水が第1のシリンジ内から第2のシリンジ内に移動した。即ち、カチオンとしてのポリエチレンイミンと、アニオンとしての塩素イオンが存在する状態において、より多くの浸透圧が塩水側から真水側に向い脱塩膜において生じることが明らかになった。 As is apparent from Table 5, when chlorine ions are present as anions that are counterions, more water moves from the first syringe into the second syringe than when only polyethyleneimine is present. did. That is, it has been clarified that more osmotic pressure is generated in the desalting membrane from the salt water side to the fresh water side in the presence of polyethyleneimine as a cation and chlorine ion as an anion.
例4
<陰イオン交換樹脂による浸透圧への影響についての検討>
イオン交換樹脂を修飾基材として使用して、シリンジ試験を行った。
Example 4
<Examination of the effect of anion exchange resin on osmotic pressure>
A syringe test was performed using an ion exchange resin as a modified substrate.
イオン交換樹脂として、アンバーライトを使用した。アンバーライトをメノウ乳鉢により大きさが平均直径約1μm〜10μmになるまで粉砕した。このような粉砕されたアンバーライトを用いて、シリンジ試験を行った。 Amberlite was used as the ion exchange resin. Amberlite was pulverized with an agate mortar until the size reached an average diameter of about 1 μm to 10 μm. A syringe test was conducted using such crushed amberlite.
図12(a)を参照しながら、シリンジ試験装置の作製について説明する。まず、2本の1mlツベルクリン用のディスポーザブル樹脂シリンジ91および92を用意した。これらの樹脂シリンジ91および92のそれぞれの注射心をセットする側の先端をそれぞれ切り落とした(S1)。得られた2つの切断されたシリンジ91および92の取っ手部位を互いに向い合せてその間に2枚のゴムラバーと1組の脱塩膜を挟み込んだ。挟み込みは、第1のシリンジ91、第1のゴムラバー93、脱塩膜95、第2のゴムラバー96、第2のシリンジ92とこの順番になるように行い、クリップ(図示せず)で固定した(S2)。
The production of the syringe test apparatus will be described with reference to FIG. First, two
これによりシリンジ試験装置97を得た(S3)。脱塩膜55としてRO膜である日東電工製ES20を使用した。このES20の活性層側が第2のシリンジ内を向き、ES20の支持層側が第1のシリンジ内を向くように配置した。第1および第2のゴムラバー93および96は板状のゴムラバーを使用し、図12(b)に示すように、各ゴムラバーには、直径5mmの円形穴をそれぞれ開口した。
Thereby, a
このシリンジ試験装置において、アンバーライトが、浸透圧に与える影響について次のように検討した。 In this syringe test apparatus, the influence of amberlite on the osmotic pressure was examined as follows.
図12(c)に示すように、第1のシリンジ91の開口部98から第1のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。第2のシリンジ92の開口部99から第2のシリンジ内に、純水中に5重量%の粉砕したアンバーライトを含む懸濁液を0.5ml注入した。
As shown in FIG. 12 (c), 0.5 ml of pure water was injected into the first syringe from the
その後、24時間放置し、24時間の間に第1のシリンジ内から第2のシリンジに移動した水の量を観察した。結果は、移動した水の体積(ml)を測定し、移動量として示した。 Thereafter, the sample was left for 24 hours, and the amount of water moved from the first syringe to the second syringe during the 24 hours was observed. As a result, the volume (ml) of the transferred water was measured and expressed as a transfer amount.
別に、図12(a)に示すシリンジ試験装置において、脱塩膜95と第2のゴムラバー96の間にアンバーライトを配置したことを除いて、上記と同様のシリンジ試験装置を作製した。第1のシリンジ91の開口部98から第1のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。第2のシリンジ92の開口部99から第2のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。その後、24時間放置して、24時間の間に第1のシリンジ内から第2のシリンジに移動した水の量を観察した。結果は、移動した水の体積(ml)を測定し、移動量として示した。
Separately, in the syringe test apparatus shown in FIG. 12A, a syringe test apparatus similar to the above was manufactured except that amberlite was disposed between the desalting
結果を表6に示す。
表6から明らかであるように、アンバーライトおよび粉砕したアンバーライト(アンバーライト粉末)を配置した何れの場合も、第1のシリンジ内から第2のシリンジ内への水の移動が観察された。この結果から、イオン交換樹脂を修飾基材として使用することも可能である。 As is clear from Table 6, in any case where amberlite and crushed amberlite (amberlite powder) were arranged, water movement from the first syringe to the second syringe was observed. From this result, it is also possible to use an ion exchange resin as a modified substrate.
例5
<イオン交換ろ紙の浸透圧に対する影響>
1.高圧試験
イオン交換ろ紙を修飾基材として使用して高圧試験を行った。
Example 5
<Effect of ion-exchange filter paper on osmotic pressure>
1. High pressure test A high pressure test was conducted using ion exchange filter paper as a modified substrate.
高圧試験装置を図11(a)に示す。試験装置101は、ポンプ(図示せず)と、第1の接続コネクタ102と、セル103と、圧力計104と、第2の接続コネクタ105と、第1の圧力解放弁106と、第2の圧力解放弁107とを具備する。これらの部材を、互いに液体の流通が可能に接続した。
A high-pressure test apparatus is shown in FIG. The
セル103の構成を図11(b)に示す。セル103は、液体が通る流路を有する第1の支持部材111、第1の支持部材111からの液体を受ける目皿112を具備する第2の支持部材113、第1の支持部材111と第2の支持部材113の目皿112側面とにこの順で挟み込まれた脱塩膜114と修飾基材115、およびパッキンの役割を果たすOリング116を具備する。第1の支持部材111の流路の開口部117から流入した水は、脱塩膜114および修飾基材115を通過して目皿112に流れ込み、その後、目皿112の底部から第2の支持部材113の外部に向けて開口された流出口から排出され、流量が測定された。なお、ブランク試験では、セル内に修飾基材を配置しなかった。各修飾基材は、脱塩膜の支持層側の表面に密着させて配置した。
The configuration of the
図11(a)および(b)に示すように、実験では、ポンプから試験装置101のセル103に純水を流し、浸透圧が1MPaとなるように、ポンプならびに第1の圧力解放弁106と第2の圧力解放弁107を調節した。浸透膜にはRO膜の日東電工製ES20を使用した。修飾基材として、F−SC10(株式会社ニチビ製,カチオン交換ろ紙)またはF−SA10(株式会社ニチビ製,アニオン交換ろ紙)を使用した。
As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), in the experiment, pure water was allowed to flow from the pump to the
試験は30℃、1MPaおよび送液速度2ml/minで行った。5分間純水を流す間に、脱塩処理膜を透過して滴下した水の重量を測定して流量を得た。比較のために、修飾基材を配置せずにES20のみを配置した高圧試験装置で同様の試験を行った。 The test was performed at 30 ° C., 1 MPa, and a liquid feed rate of 2 ml / min. While flowing pure water for 5 minutes, the weight of water dropped through the desalting membrane was measured to obtain a flow rate. For comparison, the same test was performed with a high-pressure test apparatus in which only ES20 was arranged without arranging the modified base material.
その結果、修飾基材として、F−SC10を配置した場合、ES20のみを配置したブランクの場合と比べて、流量が16%増加した。使用されたF−SC10は、1mm以上と平均的なろ紙よりも厚いろ紙である。この厚さの45%程度を紙やすりで削り、同様の試験を行った。この場合は、流量が14%増加した。この結果から、F−SC10の厚さは、F−SC10のブランクに対する流量の増加率に影響しないことが分かった。 As a result, when F-SC10 was disposed as a modified base material, the flow rate increased by 16% compared to the case of a blank in which only ES20 was disposed. The used F-SC10 is a filter paper thicker than an average filter paper of 1 mm or more. About 45% of this thickness was shaved with a sandpaper and the same test was performed. In this case, the flow rate increased by 14%. From this result, it was found that the thickness of the F-SC10 does not affect the rate of increase of the flow rate with respect to the blank of the F-SC10.
別に、修飾基材としてF−SA10(株式会社ニチビ製,アニオン交換ろ紙)を用いて、上記と同様の高圧試験装置を作製した。この装置を用いて同様の高圧試験を行った。 Separately, a high-pressure test apparatus similar to the above was prepared using F-SA10 (manufactured by Nichibi Corporation, anion exchange filter paper) as a modified base material. A similar high pressure test was performed using this apparatus.
その結果、F−SA10の場合、ブランクよりも流量が6%減少した。しかしながら、F−SA10の厚さを紙やすりで40%分だけ削ったものを同様に試験したところ、ブランクよりも流量が6%増加した。この結果から、F−SA10の場合では、F−SA10の厚さが、F−SA10のブランクに対する流量の増加率に影響することが分かった。 As a result, in the case of F-SA10, the flow rate decreased by 6% compared to the blank. However, when the thickness of F-SA10 was cut by 40% with sandpaper was tested in the same manner, the flow rate increased by 6% over the blank. From this result, in the case of F-SA10, it turned out that the thickness of F-SA10 influences the increase rate of the flow volume with respect to the blank of F-SA10.
更に別に、修飾基材としてDE81(Wattmann、アニオン交換ろ紙)を用いて、上記と同様の高圧試験装置を作製した。この装置を用いて同様の高圧試験を行った。 Separately, a high pressure test apparatus similar to the above was prepared using DE81 (Wattmann, anion exchange filter paper) as a modified base material. A similar high pressure test was performed using this apparatus.
その結果、DE81の場合では、ブランクよりも流量が1%増加した。DE81は上記のろ紙よりも薄いろ紙である。次に、3枚のDE81を重ね合せて脱塩膜に密着させて配置した高圧試験装置を作製した。この装置により高圧試験を行ったところ、ブランクに比べて流量が10%減少した。 As a result, in the case of DE81, the flow rate increased by 1% compared to the blank. DE81 is a filter paper thinner than the above filter paper. Next, a high-pressure test apparatus was prepared in which three DE81s were superposed and placed in close contact with the desalting membrane. When a high pressure test was performed with this apparatus, the flow rate was reduced by 10% compared to the blank.
これらの結果から、基材、例えば、ろ紙による圧損が、脱塩処理膜により得られる真水の量に大きく影響する因子であると考えられた。 From these results, it was considered that the pressure loss due to the substrate, for example, filter paper, is a factor that greatly affects the amount of fresh water obtained by the desalting membrane.
2.シリンジ試験
図9(a)を参照しながら、シリンジ試験装置の作製について説明する。まず、2本の1mlツベルクリン用のディスポーザブル樹脂シリンジ91および92を用意した。これらの樹脂シリンジ91および92のそれぞれの注射心をセットする側の先端をそれぞれ切り落とした(S1)。得られた2つの切断されたシリンジ91および92の取っ手部位を互いに向い合せてその間に2枚のゴムラバーと1組の脱塩処理膜を挟み込んだ。挟み込みは、第1のシリンジ91、第1のゴムラバー93、修飾基材94、脱塩膜95、第2のゴムラバー96、第2のシリンジ92とこの順番になるように行い、クリップ(図示せず)で固定した(S2)。ここで、修飾基材は、脱塩膜の活性層側に密着させて配置した。
2. Syringe Test The production of a syringe test device will be described with reference to FIG. First, two
これによりシリンジ試験装置97を得た(S3)。脱塩膜55としてRO膜である日東電工製ES20を使用した。修飾基材94は、イオン交換ろ紙であるF−SC10(株式会社ニチビ製,カチオン交換ろ紙)を用いた。第1および第2のゴムラバー93および96は板状のゴムラバーを使用し、図9(b)に示すように、各ゴムラバーには、直径5mmの円形穴をそれぞれ開口した。
Thereby, a
(2)シリンジ試験
図10に示すように、上記(1)で作製したシリンジ試験装置97の第1のシリンジ91の開口部98から第1のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。更に、第2のシリンジ92の開口部99から第2のシリンジ内に純水を0.5ml注入した。何れの開口部からの純水の注入も、脱塩膜95に接するまで行った。30℃で水平において15時間放置して、15時間の間に生じる、第1のシリンジ91から第2のシリンジ92への水の移動を観測した。結果は、移動した水の体積(ml)を測定し、移動量として示した。
(2) Syringe test As shown in FIG. 10, 0.5 ml of pure water was injected into the first syringe from the
シリンジ試験の結果を図13にセットAとして示す。図13から明らかであるように、第1のシリンジ内の液量(図13において大四角印で示す)は減少し、第2のシリンジ内の液量(図13において小四角印で示す)は増加した。この時に修飾基材として使用されたF−SC10は、6mmx6mmの四角のろ紙であった。 The result of the syringe test is shown as set A in FIG. As is clear from FIG. 13, the amount of liquid in the first syringe (indicated by a large square mark in FIG. 13) decreases, and the amount of liquid in the second syringe (indicated by a small square mark in FIG. 13) is Increased. F-SC10 used as a modified base material at this time was a square filter paper of 6 mm × 6 mm.
別に、更なるシリンジ試験を行った。そこにおいては、第2のシリンジ内に3.5%のNaClを水溶解して作製した塩水を0.5ml注入すること以外は、上記と同様な方法により行った。この時に修飾基材として使用されたF−SC10は、5mmφのろ紙であった。 Separately, further syringe tests were performed. There, it was carried out in the same manner as described above, except that 0.5 ml of salt water prepared by dissolving 3.5% NaCl in water was injected into the second syringe. F-SC10 used as the modified base material at this time was a filter paper of 5 mmφ.
その結果を図13にセットBとして示す。図13から明らかであるように、第1のシリンジ内の液量(図13において丸印で示す)は増加し、第2のシリンジ内の液量(図13において三角印で示す)は減少した。 The result is shown as set B in FIG. As is clear from FIG. 13, the amount of liquid in the first syringe (indicated by a circle in FIG. 13) increased, and the amount of liquid in the second syringe (indicated by a triangle in FIG. 13) decreased. .
これらの結果から、イオン交換ろ紙を修飾基材として使用できることが明らかになった。 From these results, it became clear that ion exchange filter paper can be used as a modified substrate.
機能性基を脱塩膜の近傍に配置することにより、脱塩膜を含む脱塩処理膜に対して浸透圧を生ずることが可能になり、それにより、従来よりも多くの流量で塩水から真水を得ることが可能になる。従って、従来よりも低エネルギーで海水から真水を得ることが可能になる。 By disposing the functional group in the vicinity of the desalting membrane, it becomes possible to generate osmotic pressure for the desalting treatment membrane including the desalting membrane. Can be obtained. Therefore, fresh water can be obtained from seawater with lower energy than in the past.
例6
<カチオン性ポリマーを用いた基材の修飾>
以下のように、ろ紙に対してカチオン性ポリマーを修飾して、実施例9〜12を作成した。
Example 6
<Modification of base material using cationic polymer>
Examples 9-12 were made by modifying the cationic paper on the filter paper as follows.
(合成方法)
1−(1)テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン
架橋剤としてテトラキス(ブロモメチル)ベンゼンを使用し、ポリエチレンイミンを架橋し、そのポリマーを基材であるろ紙に結合させた。
(Synthesis method)
1- (1) Tetrakis (bromomethyl) benzene Tetrakis (bromomethyl) benzene was used as a crosslinking agent, polyethyleneimine was crosslinked, and the polymer was bonded to a filter paper as a base material.
具体的には、テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン0.5gをアセトン20mlに溶解させ、桐山漏斗用ろ紙を浸し、10%水酸化ナトリウム水溶液を10ml加えた。50℃で5時間撹拌したのち、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水、アセトンで洗浄した。その後、ポリエチレンイミンを1g溶解させたアセトン20mlにろ紙を加え、50℃で6時間反応させた。反応後、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水で洗浄し、5%塩酸に10分含浸させた。その後、純水で十分洗浄し、テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン固定ポリエチレンイミンが結合したろ紙を得た。これを実施例9とした。 Specifically, 0.5 g of tetrakis (bromomethyl) benzene was dissolved in 20 ml of acetone, a filter paper for Kiriyama funnel was immersed, and 10 ml of 10% aqueous sodium hydroxide solution was added. After stirring at 50 ° C. for 5 hours, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and acetone. Thereafter, filter paper was added to 20 ml of acetone in which 1 g of polyethyleneimine was dissolved, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 6 hours. After the reaction, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and impregnated with 5% hydrochloric acid for 10 minutes. Thereafter, the filter paper was sufficiently washed with pure water to obtain a filter paper to which tetrakis (bromomethyl) benzene-fixed polyethyleneimine was bound. This was designated as Example 9.
1−(2)テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン
架橋剤としてテトラキス(ブロモメチル)ベンゼンを使用し、トリス(2-アミノエチル)アミンを架橋し、そのポリマーを基材であるろ紙に結合させた。
1- (2) Tetrakis (bromomethyl) benzene Tetrakis (bromomethyl) benzene was used as a cross-linking agent, tris (2-aminoethyl) amine was cross-linked, and the polymer was bonded to the base filter paper.
具体的には、テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン0.5gをアセトン20mlに溶解させ、桐山漏斗用ろ紙を浸し、10%水酸化ナトリウム水溶液を10ml加えた。50℃で5時間撹拌したのち、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水、アセトンで洗浄した。その後、トリス(2−アミノエチル)アミンを1g溶解させたアセトン20mlにろ紙を加え、50℃で6時間反応させた。反応後、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水で洗浄し、5%塩酸に10分含浸させた。純水で十分洗浄し、テトラキス(ブロモメチル)ベンゼン固定トリス(2−アミノエチル)アミンが結合したろ紙を得た。これを実施例10とした。 Specifically, 0.5 g of tetrakis (bromomethyl) benzene was dissolved in 20 ml of acetone, a filter paper for Kiriyama funnel was immersed, and 10 ml of 10% aqueous sodium hydroxide solution was added. After stirring at 50 ° C. for 5 hours, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and acetone. Thereafter, a filter paper was added to 20 ml of acetone in which 1 g of tris (2-aminoethyl) amine was dissolved, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 6 hours. After the reaction, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and impregnated with 5% hydrochloric acid for 10 minutes. The filter paper was sufficiently washed with pure water to obtain a filter paper to which tetrakis (bromomethyl) benzene-fixed tris (2-aminoethyl) amine was bound. This was designated Example 10.
2−(1)テトラキス(ブロモメチル)メタン
架橋剤としてテトラキス(ブロモメチル)メタンを使用し、ポリエチレンイミンを架橋し、そのポリマーを基材であるろ紙に結合させた。
2- (1) Tetrakis (bromomethyl) methane Tetrakis (bromomethyl) methane was used as a crosslinking agent, polyethyleneimine was crosslinked, and the polymer was bonded to a filter paper as a base material.
具体的には、テトラキス(ブロモメチル)メタン0.5gをアセトン20mlに溶解させ、桐山漏斗用ろ紙を浸し、10%水酸化ナトリウム水溶液を10ml加えた。50℃で5時間撹拌したのち、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水、アセトンで洗浄した。その後、ポリエチレンイミンを1g溶解させたアセトン20mlにろ紙を加え、50℃で6時間反応させた。反応後、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水で洗浄し、5%塩酸に10分含浸させた。純水で十分洗浄し、テトラキス(ブロモメチル)メタン固定ポリエチレンイミンが結合したろ紙を得た。これを実施例11とした。 Specifically, 0.5 g of tetrakis (bromomethyl) methane was dissolved in 20 ml of acetone, the filter paper for Kiriyama funnel was immersed, and 10 ml of 10% aqueous sodium hydroxide solution was added. After stirring at 50 ° C. for 5 hours, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and acetone. Thereafter, filter paper was added to 20 ml of acetone in which 1 g of polyethyleneimine was dissolved, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 6 hours. After the reaction, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and impregnated with 5% hydrochloric acid for 10 minutes. The filter paper was sufficiently washed with pure water to obtain a filter paper to which tetrakis (bromomethyl) methane-fixed polyethyleneimine was bound. This was designated as Example 11.
2−(2)テトラキス(ブロモメチル)メタン
架橋剤としてテトラキス(ブロモメチル)メタンを使用し、トリス(2−アミノエチル)アミンを架橋し、そのポリマーを基材であるろ紙に結合させた。
2- (2) Tetrakis (bromomethyl) methane Tetrakis (bromomethyl) methane was used as a cross-linking agent, tris (2-aminoethyl) amine was cross-linked, and the polymer was bonded to the base filter paper.
具体的には、テトラキス(ブロモメチル)メタン0.5gをアセトン20mlに溶解させ、桐山漏斗用ろ紙を浸し、10%水酸化ナトリウム水溶液を10ml加えた。50℃で5時間撹拌したのち、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水、アセトンで洗浄した。その後、トリス(2−アミノエチル)アミンを1g溶解させたアセトン20mlにろ紙を加え、50℃で6時間反応させた。反応後、ろ紙を取り出し、得られたろ紙を純水で洗浄し、5%塩酸に10分含浸させた。純水で十分洗浄し、テトラキス(ブロモメチル)メタン固定トリス(2−アミノエチル)アミンが結合したろ紙を得た。これを実施例12とした。 Specifically, 0.5 g of tetrakis (bromomethyl) methane was dissolved in 20 ml of acetone, the filter paper for Kiriyama funnel was immersed, and 10 ml of 10% aqueous sodium hydroxide solution was added. After stirring at 50 ° C. for 5 hours, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and acetone. Thereafter, a filter paper was added to 20 ml of acetone in which 1 g of tris (2-aminoethyl) amine was dissolved, and the mixture was reacted at 50 ° C. for 6 hours. After the reaction, the filter paper was taken out, and the obtained filter paper was washed with pure water and impregnated with 5% hydrochloric acid for 10 minutes. The filter paper was thoroughly washed with pure water to obtain a filter paper to which tetrakis (bromomethyl) methane-fixed tris (2-aminoethyl) amine was bound. This was designated Example 12.
<高圧試験>
(1)高圧試験装置
例6に記載の方法により得た実施例9〜12について高圧試験を行った。
<High pressure test>
(1) High pressure test apparatus The high pressure test was done about Examples 9-12 obtained by the method of Example 6. FIG.
高圧試験に使用した高圧試験装置を図11(a)に示す。試験装置101は、ポンプ(図示せず)と、第1の接続コネクタ102と、セル103と、圧力計104と、第2の接続コネクタ105と、第1の圧力解放弁106と、第2の圧力解放弁107とを具備する。これらの部材を、互いに液体の流通が可能に接続した。
FIG. 11A shows a high pressure test apparatus used for the high pressure test. The
セル103の構成を図11(b)に示す。セル103は、液体が通る流路を有する第1の支持部材111、第1の支持部材111からの液体を受ける目皿112を具備する第2の支持部材113、第1の支持部材111と第2の支持部材113の目皿112側面とにこの順で挟み込まれた脱塩膜114と修飾基材115、およびパッキンの役割を果たすOリング116を具備する。第1の支持部材111の流路の開口部117から流入した水は、脱塩膜114および修飾基材115を通過して目皿112に流れ込み、その後、目皿112の底部から第2の支持部材113の外部に向けて開口された流出口から排出され、流量が測定された。なお、ブランク試験では、セル内に修飾基材を配置しなかった。各修飾基材は、脱塩膜の支持層側の表面に密着させて配置した。
The configuration of the
図11(a)および(b)に示すように、実験では、ポンプから試験装置101のセル103に純水を流し、浸透圧が1MPaとなるように、ポンプならびに第1の圧力解放弁106と第2の圧力解放弁107を調節した。浸透膜にはRO膜の日東電工製ES20を使用した。修飾基材として実施例1および2を用いた。試験は何れも室温で行い、5分間純水を流した。5分間の間に、脱塩処理膜を透過して目皿に滴下した水の重量を流量として測定した。これを流量としてg単位で表した。
As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), in the experiment, pure water was allowed to flow from the pump to the
結果を表7に記載する。
表2が示すように、実施例9〜12の使用により、ブランクに比べて多くの水が脱塩処理膜を通過して移動した。これは、修飾基材の機能性基により浸透圧が惹起されたためであると考えられる。 As Table 2 shows, the use of Examples 9-12 caused more water to move through the desalting membrane compared to the blank. This is presumably because osmotic pressure was induced by the functional group of the modified substrate.
なお、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 This embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The present embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
なお、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を実施形態の更なる例として付記する。
[1]脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、シランカップリング処理された基材とを備えたことを特徴とする脱塩処理膜。
[2]前記基材がセルロースまたは布であることを特徴とする[1]に記載の脱塩処理膜。
[3]前記セルロースが紙であることを特徴とする[2]に記載の脱塩処理膜。
[4]前記基材がH2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Siをその構造の一部分として有するアミノシランを具備し、前記アミノシランがアンモニウム塩の形態にあり、その対イオンとしてアニオンを更に具備する[1]〜[3]の何れか1項に記載の脱塩処理膜。
[5]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための[1]〜[4]の何れか1項に記載の脱塩処理膜と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備し、前記脱塩処理膜の脱塩膜は前記塩水が収納される前記第1の室側に配置されることを特徴とする脱塩処置装置。
[6]脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、式(II)または(III)の基を含む機能性基が担持された基材とを備えることを特徴とする脱塩処理膜;
[7]前記機能性基が、ジアルデヒド化合物とアミノ基を2つ以上含む化合物とを反応させて得られた機能性基である[6]に記載の脱塩処理膜。
[8]前記機能性基が、ホルムアルデヒドとアミノ基を2つ以上含む化合物とを反応させて得られた機能性基である[6]に記載の脱塩処理膜。
[9]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための[6]〜[8]の何れか1項に記載の脱塩処理膜と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備し、前記機能性基が担持される脱塩処理膜の面は、前記真水が収納される前記第2の室側に配置されることを特徴とする脱塩処置装置。
[10]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための脱塩膜と、前記脱塩膜の第2の室側近傍に配置された、アミノ基を含み、塩形態にある機能性基を担持する基材と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備することを特徴とする脱塩処置装置。
[11]前記アミノ基を含み、塩形態にある機能性基のカチオンが、カチオン性のポリエチレンイミンであることを特徴とする[10]に記載の脱塩処理装置。
[12]前記塩形態における対イオンが、塩素イオンであることを特徴とする[11]に記載の脱塩処理装置。
[13]前記基材が、シリカ粒子であることを特徴とする[10]〜[11]の何れか1項に記載の脱塩処理装置。
[14]脱塩膜と、
この脱塩膜に密着して配置され、イオン交換樹脂、その粉砕物およびイオン交換ろ紙からなる群より選択された基材と、
を備える脱塩処理膜を用いて、塩水から水を取り出す脱塩処理方法であって、前記脱塩処理膜の前記脱塩膜を前記塩水側に配置し、前記基材を真水側に配置することを特徴とする脱塩処理方法。
[15]脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、式(XI)で表される構造単位を有する機能性基が担持された基材とを備える脱塩処理膜;
[16]前記機能性基が、ポリアミンとハロゲン化アルキル基含有架橋剤を反応させて得られた機能性基である[15]に記載の脱塩処理膜。
[17]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための[15]または[16]の何れか1項に記載の脱塩処理膜と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備し、前記機能性基が担持される脱塩処理膜の面は、前記真水が収納される前記第2の室側に配置されることを特徴とする脱塩処置装置。
This embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The present embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
In the following, the invention described in the scope of the claims of the present application is appended as a further example of the embodiment.
[1] A desalting membrane comprising a desalting membrane and a base material disposed in close contact with the desalting membrane and subjected to a silane coupling treatment.
[2] The desalting membrane according to [1], wherein the substrate is cellulose or cloth.
[3] The desalting membrane according to [2], wherein the cellulose is paper.
[4] The substrate includes an aminosilane having H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 Si as a part of its structure, the amino silane is in the form of an ammonium salt, and further includes an anion as a counter ion. The demineralized membrane according to any one of [1] to [3].
[5] The sealed treatment container, the desalination treatment film according to any one of [1] to [4] for partitioning the treatment container into a first chamber and a second chamber, A first inlet provided in the processing container in which one chamber is located, a second inlet provided in the processing container located in the second chamber, and a second inlet located in the second chamber An outlet provided in the processing vessel; salt water received in the first chamber through the first inlet; and fresh water received in the second chamber through the second inlet. The desalination membrane of the desalination treatment membrane is disposed on the first chamber side where the salt water is stored.
[6] A desalting membrane comprising a desalting membrane and a base material disposed in close contact with the desalting membrane and carrying a functional group containing a group of the formula (II) or (III) Treated membrane;
[7] The desalting membrane according to [6], wherein the functional group is a functional group obtained by reacting a dialdehyde compound with a compound containing two or more amino groups.
[8] The desalinized membrane according to [6], wherein the functional group is a functional group obtained by reacting formaldehyde with a compound containing two or more amino groups.
[9] The sealed treatment container, the desalination treatment film according to any one of [6] to [8] for partitioning the treatment container into a first chamber and a second chamber, A first inlet provided in the processing container in which one chamber is located, a second inlet provided in the processing container located in the second chamber, and a second inlet located in the second chamber An outlet provided in the processing vessel; salt water received in the first chamber through the first inlet; and fresh water received in the second chamber through the second inlet. And the surface of the demineralized membrane on which the functional group is supported is disposed on the second chamber side in which the fresh water is stored.
[10] A hermetically sealed processing container, a desalting membrane for partitioning the processing container into a first chamber and a second chamber, and an amino group disposed in the vicinity of the desalting membrane near the second chamber A base material carrying a functional group in a salt form, a first inlet provided in the processing container in which the first chamber is located, and the processing container located in the second chamber A second inlet provided in the second chamber, an outlet provided in the processing vessel located in the second chamber, salt water accommodated in the first chamber through the first inlet, A desalinization treatment device comprising fresh water accommodated in the second chamber through the second inlet.
[11] The desalting apparatus according to [10], wherein the cation of the functional group containing an amino group and in a salt form is a cationic polyethyleneimine.
[12] The desalting apparatus according to [11], wherein the counter ion in the salt form is a chlorine ion.
[13] The desalination apparatus according to any one of [10] to [11], wherein the base material is silica particles.
[14] a desalting membrane;
A base material selected from the group consisting of an ion exchange resin, a pulverized product thereof, and an ion exchange filter paper, disposed in close contact with the desalting membrane;
A desalination treatment method for extracting water from salt water using a desalination treatment membrane comprising: the desalination membrane of the desalination treatment membrane is disposed on the salt water side, and the substrate is disposed on the fresh water side. And a desalting treatment method.
[15] A desalting membrane comprising a desalting membrane and a base material arranged in close contact with the desalting membrane and carrying a functional group having a structural unit represented by the formula (XI);
[16] The desalinized membrane according to [15], wherein the functional group is a functional group obtained by reacting a polyamine and a halogenated alkyl group-containing crosslinking agent.
[17] The sealed treatment container, the desalination treatment film according to any one of [15] and [16] for partitioning the treatment container into a first chamber and a second chamber, A first inlet provided in the processing container in which one chamber is located, a second inlet provided in the processing container located in the second chamber, and a second inlet located in the second chamber An outlet provided in the processing vessel; salt water received in the first chamber through the first inlet; and fresh water received in the second chamber through the second inlet. And the surface of the demineralized membrane on which the functional group is supported is disposed on the second chamber side in which the fresh water is stored.
1.脱塩処理膜 2.脱塩膜 3.修飾基材 4.基材 5.機能性基
10.脱塩処理装置 11.密閉処理容器 12.脱塩処理膜 13.第1の室14.第2の室 15.脱塩膜 16.修飾基材 17.第1の流入口
18.第2の流入口 19.流出口 20.塩水 21.真水
76.イオン交換樹脂
91.第1のシリンジ 92.第2のシリンジ 93.第1のゴムラバー
94.修飾基材、95.脱塩膜、96.第2のゴムラバー 97.シリンジ試験装置98.第1のシリンジの開口部 99.第2のシリンジの開口部
101.試験装置 102.第1の接続コネクタ 103.セル 104.圧力計105.第2のコネクタ 106.第1の圧力解放弁 107.第2の圧力解放弁111.第1の支持部材 112.目皿 113.第2の支持部材
114.脱塩膜 115.修飾基材 116.Oリング 117.流路の開口部
1. 1.
114.
このような機能性基35は、アルデヒドとアミンとの反応、即ち、アルドール反応により形成されてよい。使用されるアルドール反応は、それ自身公知の何れの反応条件で行われてよい。アルデヒド化合物とアミノ基を2つ以上含む化合物との反応は、例えば、次の反応経路IまたはIIを経て行われてよい。
ここで、R4は、アルキレン基もしくは芳香族基であり、R5は、ポリアミン、ハロゲンまたは担体となるポリマーのいずれかである。 Here, R 4 is an alkylene group or an aromatic group, R 5 is either a polymer comprising a polyamine, halogen or carrier.
なお、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、実施形態の例を付記する。
[1]脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、シランカップリング処理された基材とを備えたことを特徴とする脱塩処理膜。
[2]前記基材がセルロースまたは布であることを特徴とする[1]に記載の脱塩処理膜。
[3]前記セルロースが紙であることを特徴とする[2]に記載の脱塩処理膜。
[4]前記基材がH2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Siをその構造の一部分として有するアミノシランを具備し、前記アミノシランがアンモニウム塩の形態にあり、その対イオンとしてアニオンを更に具備する[1]〜[3]の何れか1項に記載の脱塩処理膜。
[5]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための[1]〜[4]の何れか1項に記載の脱塩処理膜と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備し、前記脱塩処理膜の脱塩膜は前記塩水が収納される前記第1の室側に配置されることを特徴とする脱塩処置装置。
[6]脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、式(II)または(III)の基を含む機能性基が担持された基材とを備えることを特徴とする脱塩処理膜;
[7]前記機能性基が、ジアルデヒド化合物とアミノ基を2つ以上含む化合物とを反応させて得られた機能性基である[6]に記載の脱塩処理膜。
[8]前記機能性基が、ホルムアルデヒドとアミノ基を2つ以上含む化合物とを反応させて得られた機能性基である[6]に記載の脱塩処理膜。
[9]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための[6]〜[8]の何れか1項に記載の脱塩処理膜と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備し、前記機能性基が担持される脱塩処理膜の面は、前記真水が収納される前記第2の室側に配置されることを特徴とする脱塩処置装置。
[10]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための脱塩膜と、前記脱塩膜の第2の室側近傍に配置された、アミノ基を含み、塩形態にある機能性基を担持する基材と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備することを特徴とする脱塩処置装置。
[11]前記アミノ基を含み、塩形態にある機能性基のカチオンが、カチオン性のポリエチレンイミンであることを特徴とする[10]に記載の脱塩処理装置。
[12]前記塩形態における対イオンが、塩素イオンであることを特徴とする[11]に記載の脱塩処理装置。
[13]前記基材が、シリカ粒子であることを特徴とする[10]〜[12]の何れか1項に記載の脱塩処理装置。
[14]脱塩膜と、
この脱塩膜に密着して配置され、イオン交換樹脂、その粉砕物およびイオン交換ろ紙からなる群より選択された基材と、
を備える脱塩処理膜を用いて、塩水から水を取り出す脱塩処理方法であって、前記脱塩処理膜の前記脱塩膜を前記塩水側に配置し、前記基材を真水側に配置することを特徴とする脱塩処理方法。
[15]脱塩膜と、この脱塩膜に密着して配置され、式(XI)で表される構造単位を有する機能性基が担持された基材とを備える脱塩処理膜;
[16]前記機能性基が、ポリアミンとハロゲン化アルキル基含有架橋剤を反応させて得られた機能性基である[15]に記載の脱塩処理膜。
[17]密閉処理容器と、この処理容器を第1の室と第2の室とに区画するための[15]または[16]の何れか1項に記載の脱塩処理膜と、前記第1の室が位置する前記処理容器に設けられた第1の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた第2の流入口と、前記第2の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口と、前記第1の室に前記第1の流入口を通して収容された塩水と、前記第2の室に前記第2の流入口を通して収容される真水とを具備し、前記機能性基が担持される脱塩処理膜の面は、前記真水が収納される前記第2の室側に配置されることを特徴とする脱塩処置装置。
This embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The present embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
Examples of the embodiment will be additionally described below.
[1] A desalting membrane comprising a desalting membrane and a base material disposed in close contact with the desalting membrane and subjected to a silane coupling treatment.
[2] The desalting membrane according to [1], wherein the substrate is cellulose or cloth.
[3] The desalting membrane according to [2], wherein the cellulose is paper.
[4] The substrate includes an aminosilane having H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 Si as a part of its structure, the amino silane is in the form of an ammonium salt, and further includes an anion as a counter ion. The demineralized membrane according to any one of [1] to [3].
[5] The sealed treatment container, the desalination treatment film according to any one of [1] to [4] for partitioning the treatment container into a first chamber and a second chamber, A first inlet provided in the processing container in which one chamber is located, a second inlet provided in the processing container located in the second chamber, and a second inlet located in the second chamber An outlet provided in the processing vessel; salt water received in the first chamber through the first inlet; and fresh water received in the second chamber through the second inlet. The desalination membrane of the desalination treatment membrane is disposed on the first chamber side where the salt water is stored.
[6] A desalting membrane comprising a desalting membrane and a base material disposed in close contact with the desalting membrane and carrying a functional group containing a group of the formula (II) or (III) Treated membrane;
[7] The desalting membrane according to [6], wherein the functional group is a functional group obtained by reacting a dialdehyde compound with a compound containing two or more amino groups.
[8] The desalinized membrane according to [6], wherein the functional group is a functional group obtained by reacting formaldehyde with a compound containing two or more amino groups.
[9] The sealed treatment container, the desalination treatment film according to any one of [6] to [8] for partitioning the treatment container into a first chamber and a second chamber, A first inlet provided in the processing container in which one chamber is located, a second inlet provided in the processing container located in the second chamber, and a second inlet located in the second chamber An outlet provided in the processing vessel; salt water received in the first chamber through the first inlet; and fresh water received in the second chamber through the second inlet. And the surface of the demineralized membrane on which the functional group is supported is disposed on the second chamber side in which the fresh water is stored.
[10] A hermetically sealed processing container, a desalting membrane for partitioning the processing container into a first chamber and a second chamber, and an amino group disposed in the vicinity of the desalting membrane near the second chamber A base material carrying a functional group in a salt form, a first inlet provided in the processing container in which the first chamber is located, and the processing container located in the second chamber A second inlet provided in the second chamber, an outlet provided in the processing vessel located in the second chamber, salt water accommodated in the first chamber through the first inlet, A desalinization treatment device comprising fresh water accommodated in the second chamber through the second inlet.
[11] The desalting apparatus according to [10], wherein the cation of the functional group containing an amino group and in a salt form is a cationic polyethyleneimine.
[12] The desalting apparatus according to [11], wherein the counter ion in the salt form is a chlorine ion.
[13] The desalination apparatus according to any one of [10] to [ 12 ], wherein the base material is silica particles.
[14] a desalting membrane;
A base material selected from the group consisting of an ion exchange resin, a pulverized product thereof, and an ion exchange filter paper, disposed in close contact with the desalting membrane;
A desalination treatment method for extracting water from salt water using a desalination treatment membrane comprising: the desalination membrane of the desalination treatment membrane is disposed on the salt water side, and the substrate is disposed on the fresh water side. And a desalting treatment method.
[15] A desalting membrane comprising a desalting membrane and a base material arranged in close contact with the desalting membrane and carrying a functional group having a structural unit represented by the formula (XI);
[16] The desalinized membrane according to [15], wherein the functional group is a functional group obtained by reacting a polyamine and a halogenated alkyl group-containing crosslinking agent.
[17] The sealed treatment container, the desalination treatment film according to any one of [15] and [16] for partitioning the treatment container into a first chamber and a second chamber, A first inlet provided in the processing container in which one chamber is located, a second inlet provided in the processing container located in the second chamber, and a second inlet located in the second chamber An outlet provided in the processing vessel; salt water received in the first chamber through the first inlet; and fresh water received in the second chamber through the second inlet. And the surface of the demineralized membrane on which the functional group is supported is disposed on the second chamber side in which the fresh water is stored.
Claims (9)
この脱塩膜に密着して配置され、イオン交換樹脂、その粉砕物およびイオン交換ろ紙からなる群より選択された基材と、
を備える脱塩処理膜を用いて、塩水から水を取り出す脱塩処理方法であって、前記脱塩処理膜の前記脱塩膜を前記塩水側に配置し、前記基材を真水側に配置する脱塩処理方法。 A desalting membrane,
A base material selected from the group consisting of an ion exchange resin, a pulverized product thereof, and an ion exchange filter paper, disposed in close contact with the desalting membrane;
A desalination treatment method for extracting water from salt water using a desalination treatment membrane comprising: the desalination membrane of the desalination treatment membrane is disposed on the salt water side, and the substrate is disposed on the fresh water side. Desalination treatment method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015205818A JP2016013555A (en) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015205818A JP2016013555A (en) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014205790A Division JP5902270B2 (en) | 2014-10-06 | 2014-10-06 | Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016013555A true JP2016013555A (en) | 2016-01-28 |
JP2016013555A5 JP2016013555A5 (en) | 2016-05-12 |
Family
ID=55230201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015205818A Pending JP2016013555A (en) | 2015-10-19 | 2015-10-19 | Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016013555A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0999228A (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Mitsubishi Chem Corp | Dual semipermeable membrane |
WO2010113656A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and process for production thereof |
WO2011008549A2 (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-20 | NanoH2O Inc. | Improved hybrid tfc ro membranes with nitrogen additives |
JP2012091166A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Fujifilm Corp | Forward osmosis device, and forward osmosis method |
-
2015
- 2015-10-19 JP JP2015205818A patent/JP2016013555A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0999228A (en) * | 1995-10-06 | 1997-04-15 | Mitsubishi Chem Corp | Dual semipermeable membrane |
WO2010113656A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and process for production thereof |
WO2011008549A2 (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-20 | NanoH2O Inc. | Improved hybrid tfc ro membranes with nitrogen additives |
JP2012091166A (en) * | 2010-09-29 | 2012-05-17 | Fujifilm Corp | Forward osmosis device, and forward osmosis method |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6016046883; FLANAGAN Michael, et al.: 'Surface Functionalization of Polybenzimidazole Membranes To Increase Hydrophilicity and Charge' ACS. Symp. Ser. No.1078, 2011, Page.303-321 * |
JPN6016046885; QIU Changquan, et al.: 'Synthesis of high flux forward osmosis membranes by chemically crosslinked layer-by-layer polyelectr' J. Membr. Sci. Vol.381 No.1-2, 20110930, Page.74-80 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5677381B2 (en) | Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus | |
US6851561B2 (en) | Positively charged membrane | |
JP4271871B2 (en) | Positively charged membrane | |
US4604204A (en) | Porous, semipermeable membranes of chemically modified cellulose acetate | |
JPS59132905A (en) | Encapsulated semi-permeable membrane and production and use thereof | |
EP1163044B1 (en) | Negatively charged membrane | |
JPS59150502A (en) | Highly flowable ro/uf membrane obtained by pressure modifying treatment of polymer membrane and process for producing same | |
EP1470854B1 (en) | Epoxide-crosslinked, charged cellulosic membrane | |
CA2371060A1 (en) | Charged membrane | |
JP2014173013A (en) | Cationic polyketone porous membrane | |
CN103827135B (en) | There is the ion-exchange material of the high tolerance of salinity | |
CN117597193A (en) | Chromatographic medium for purifying enveloped virus particles or exosomes | |
JP5902270B2 (en) | Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus | |
CN108892803B (en) | Salt-resistant anion exchange chromatography medium and preparation method thereof | |
EP0240586B1 (en) | Post-cross-linked polymeric gels | |
JP2016013555A (en) | Desalination treatment membrane, desalination treatment method, and desalination treatment apparatus | |
RU2531829C1 (en) | Filtration material, method of its production and application | |
EP1614459B1 (en) | Positively charged membrane | |
TWI753293B (en) | Salt tolerant anion exchange medium | |
EP1842582B1 (en) | Positively charged membrane | |
TW202332492A (en) | Depth filters and related methods | |
JPS62257903A (en) | Insoluble solid crosslinked composition and treatment of paper or fabric | |
JP2016013555A5 (en) | ||
CN115672029A (en) | Acid-resistant nanofiltration membrane as well as preparation method and application thereof | |
김예지 | Surface-Charged PVDF Membrane via Assembly of Charged Hyperbranched Polyglycerol (HPG) for Suppresion of Membrane Fouling |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151118 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161206 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170620 |