JP3210733B2 - Multistage reverse osmosis system and method for producing ultrapure water using the same - Google Patents

Multistage reverse osmosis system and method for producing ultrapure water using the same

Info

Publication number
JP3210733B2
JP3210733B2 JP19264792A JP19264792A JP3210733B2 JP 3210733 B2 JP3210733 B2 JP 3210733B2 JP 19264792 A JP19264792 A JP 19264792A JP 19264792 A JP19264792 A JP 19264792A JP 3210733 B2 JP3210733 B2 JP 3210733B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
stage
composite semipermeable
semipermeable membrane
module
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19264792A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05309237A (en
Inventor
和男 田中
一郎 河田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=16294731&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP3210733(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP19264792A priority Critical patent/JP3210733B2/en
Publication of JPH05309237A publication Critical patent/JPH05309237A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3210733B2 publication Critical patent/JP3210733B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直列に連結した複数台
の膜モジュールによって液体を膜処理する方法に関し、
さらに詳しくは特に、半導体製造において必要不可欠な
超純水を長期間安定して得ることのできる多段式逆浸透
(以下ROということがある)システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for membrane-treating a liquid using a plurality of membrane modules connected in series.
More particularly, the present invention relates to a multistage reverse osmosis (hereinafter, sometimes referred to as RO) system capable of stably obtaining ultrapure water essential for semiconductor production for a long period of time.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の製造においてLSIの洗浄に用
いられる超純水は、近年の集積密度の一層の高度化に伴
って、より優れたレベルの水質が要求されてきている。
このため、超純水の水質レベルが上がると、従来は吸
着により不純物を除去する機能を担ってきたイオン交換
樹脂からの有機化合物の溶出が問題となってきている。
2. Description of the Related Art Ultrapure water used for cleaning LSIs in the manufacture of semiconductors has been required to have a higher level of water quality as the integration density has further increased in recent years.
For this reason, when the water quality level of ultrapure water rises, elution of organic compounds from ion exchange resins, which has conventionally been responsible for removing impurities by adsorption, has become a problem.

【0003】この問題を解決する手段として、超純水製
造ラインの前段において用いられる再生型のイオン交換
樹脂の代わりに、逆浸透(RO)膜モジュールを用いる
2段式のROシステムが最近開発されてきている。 こ
のシステムでは、1段目と2段目の膜の荷電性を変え、
効率よくイオンを阻止する方法が知られている(例え
ば、特開昭61−287492号公報)。
As a means for solving this problem, a two-stage RO system using a reverse osmosis (RO) membrane module instead of the regenerative ion exchange resin used in the preceding stage of the ultrapure water production line has recently been developed. Is coming. This system changes the charge of the first and second stage membranes,
A method for efficiently blocking ions is known (for example, JP-A-61-287492).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一般に逆浸透膜は、活
性層とこれを支持する支持層を異種素材から製造してな
る複合半透膜が種々提案されており、さらにこの活性層
はその生成のし易さから架橋ポリアミドからなるものが
主流となっている。 これらは負の固定荷電基を有して
おり、2段式のROシステムの1段目にこれらが用いら
れる場合が多く、2段目は正の荷電性を持つ膜が必要に
なってくる。 このため、従来の負の荷電性を持つ逆浸
透膜の表面に、正の固定荷電基を有する有機重合体を被
覆してなる複合半透膜が提案されている(例えば、特開
昭62−266103号公報)。
In general, as a reverse osmosis membrane, various composite semipermeable membranes in which an active layer and a supporting layer for supporting the active layer are manufactured from different materials have been proposed. What consists of a crosslinked polyamide has become mainstream because of its ease of use. These have negative fixed charge groups, and these are often used in the first stage of a two-stage RO system, and the second stage requires a membrane having a positive charge. For this reason, there has been proposed a composite semipermeable membrane in which the surface of a conventional reverse osmosis membrane having negative chargeability is coated with an organic polymer having a positive fixed charge group (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-62). 266103).

【0005】しかしながらかかる複合半透膜は、その製
造方法からして吸着機構を主にしていることにより、繰
り返しの使用に際し荷電基のある程度の脱落をともな
い、所望の性能が低下する場合があるという点で不十分
であった。 そのため、このような膜モジュールを用い
て2段式のROシステムを作製しても、短期間のうちに
透過水の水質が悪くなってしまい、さらに超純水製造ラ
インにこのシステムを用いると、後段の非再生型のイオ
ン交換樹脂への負荷が大きくなり、樹脂の交換を頻繁に
行う必要があるという欠点を有していた。
However, since such a composite semipermeable membrane mainly has an adsorption mechanism in view of its production method, the desired performance may be reduced due to a certain amount of removal of the charged group upon repeated use. Point was insufficient. Therefore, even if a two-stage RO system is manufactured using such a membrane module, the quality of the permeated water deteriorates in a short period of time, and when this system is used in an ultrapure water production line, The subsequent non-regeneration type ion exchange resin has a disadvantage that the load on the ion exchange resin is increased and the resin needs to be frequently replaced.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる従来技
術の問題点を解決するためになされたもので、長期間に
わたって安定した性能を維持できる多段式ROシステム
およびこれを用いた超純水の製造方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and has a multi-stage RO system capable of maintaining stable performance for a long period of time and an ultrapure water system using the same. And a method for producing the same.

【0007】即ち本発明は、直列に連結した複数台の膜
モジュールによって液体を膜処理する方法において、少
なくとも1台の膜モジュールに、負荷電性の複合半透膜
が、正荷電を持つ重合体が架橋されてなる架橋重合体層
により被覆された複合半透膜を用いることを特徴とする
多段式逆浸透システムに関する。
That is, according to the present invention, there is provided a method of treating a liquid with a plurality of membrane modules connected in series, wherein at least one membrane module is provided with a negatively chargeable composite semipermeable membrane.
Is a crosslinked polymer layer formed by crosslinking a polymer having a positive charge
The present invention relates to a multi-stage reverse osmosis system characterized by using a composite semipermeable membrane coated with a polymer.

【0008】以下、本発明を2段式のROシステムを例
に説明するが、本発明は2段式に限定されるものではな
く、2段式もしくはそれ以上の多段式にも適用できる。
Hereinafter, the present invention will be described by taking a two-stage RO system as an example. However, the present invention is not limited to a two-stage type RO system, and can be applied to a two-stage type or more multi-stage type.

【0009】本発明においては、直列に連結した複数台
の膜モジュールのうち、少なくとも1台の膜モジュール
に正荷電性の特定の複合半透膜を用いればよく、例え
ば、2段式のROシステムの場合、1段目に正荷電性で
も負荷電性でもいずれの複合半透膜を用いても構わない
が、2段目の複合半透膜は1段目とは逆の荷電性を持つ
ものとする。 通常は、原水にNaOHを添加して炭酸ガス
をHCO3 - やCO3 2-に変えて炭酸ガスを除くため、1段目
は負荷電性の複合半透膜を用いるのが好ましい。
In the present invention, a specific composite semipermeable membrane having positive charge may be used for at least one of a plurality of membrane modules connected in series. For example, a two-stage RO system In the case of, either composite positive or negatively chargeable semipermeable membrane may be used in the first stage, but the composite semipermeable membrane in the second stage has the opposite chargeability to the first stage. And Normally, it is preferable to use a negatively chargeable composite semipermeable membrane in the first stage, since NaOH is added to raw water to convert carbon dioxide into HCO 3 - or CO 3 2- to remove carbon dioxide.

【0010】ここで用いる負荷電性の複合半透膜とは、
例えばポリスルホンなどからなる微多孔性支持層上に負
荷電性を有する活性層が形成されたものである。 かか
る活性層とは、負固定荷電基としてカルボン酸、スルホ
ン酸、リン酸、硫酸などの基を有する架橋有機重合体か
らなり、特に脱塩性能、透水性の点から、界面重縮合に
よって合成された架橋ポリアミド系重合体が好ましい。
具体的には、ピペラジンポリアミドや芳香族ポリアミ
ドなどを活性層とする複合半透膜を挙げることができ
る。
The negatively chargeable composite semipermeable membrane used herein is:
For example, an active layer having negative charge is formed on a microporous support layer made of, for example, polysulfone. Such an active layer is composed of a crosslinked organic polymer having groups such as carboxylic acid, sulfonic acid, phosphoric acid, and sulfuric acid as negatively fixed charged groups, and is synthesized by interfacial polycondensation, particularly from the viewpoint of desalination performance and water permeability. Crosslinked polyamide-based polymers are preferred.
Specifically, a composite semipermeable membrane having piperazine polyamide, aromatic polyamide, or the like as an active layer can be given.

【0011】本発明で用いる正荷電を持つ重合体が架橋
されてなる架橋重合体層により被覆された複合半透膜と
は、上記のような種々の負固定荷電膜の表面が、正荷電
性基を持つ3次元架橋された有機重合体で被覆されたも
のであればよく、その有機重合体の構造は特に限定され
るものではない。
The composite semipermeable membrane coated with a crosslinked polymer layer obtained by crosslinking a polymer having a positive charge used in the present invention means that the surface of the above-mentioned various negatively fixed charged membranes is positively charged. Any structure may be used as long as it is coated with a three-dimensionally crosslinked organic polymer having a group, and the structure of the organic polymer is not particularly limited.

【0012】しかしながら、本発明においては作業性、
加工性などの点から、当該有機重合体自体は溶媒に可溶
であることが望ましく、そのため複合半透膜上に被覆後
に3次元架橋するものが好ましい。 このような有機重
合体としては、分子内に正荷電性基と架橋反応を起こす
官能基を持つものであり、それ自体は溶媒に可溶なもの
が用いられる。 例えば一例として、正荷電性基と共に
分子内に少なくとも2つの水酸基または/およびアミノ
基を有する重合体(以下重合体Aという)や、正荷電性
基と共に分子内に少なくとも2つの水酸基または/およ
びアミノ基と2つの保護されたイソシアネート基を有す
る重合体(以下重合体Bという)などが挙げられる。
However, in the present invention, workability,
From the viewpoint of processability and the like, it is desirable that the organic polymer itself is soluble in a solvent. Therefore, it is preferable that the organic polymer is three-dimensionally crosslinked after coating on the composite semipermeable membrane. As such an organic polymer, a polymer having a functional group capable of causing a cross-linking reaction with a positively charged group in the molecule, which is itself soluble in a solvent is used. For example, as an example, a polymer having at least two hydroxyl groups and / or amino groups in a molecule together with a positively charged group (hereinafter referred to as polymer A), or at least two hydroxyl groups and / or amino groups together with a positively charged group in a molecule And a polymer having a group and two protected isocyanate groups (hereinafter referred to as polymer B).

【0013】ここで正荷電性基としては、アンモニウム
基、ホスホニウム基、スルホニウム基などを挙げること
ができる。 また、保護されたイソシアネート基とは、
ブロック化剤を用いてブロックされたイソシアネート基
や、あるいはアミンイミド基の形で保護されているイソ
シアネート基をいう。
Here, the positively charged group includes an ammonium group, a phosphonium group, a sulfonium group and the like. In addition, the protected isocyanate group,
An isocyanate group blocked with a blocking agent or an isocyanate group protected in the form of an amine imide group.

【0014】イソシアネート基をブロックするためのブ
ロック化剤は、種々のものが知られており、例えば、フ
ェノール、クレゾールなどのフェノール系、メタノー
ル、エタノール、メチルセロソルブなどのアルコール
系、メチルエチルケトオキシム、アセトアルデヒドオキ
シムなどのオキシム系を挙げることができる。
Various blocking agents for blocking the isocyanate group are known, for example, phenols such as phenol and cresol, alcohols such as methanol, ethanol and methyl cellosolve, methyl ethyl ketoxime and acetaldehyde oxime. And the like.

【0015】上記重合体Aとしては、例えば、メタクリ
ル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イドの単独重合体および他の重合体可能なモノマーとの
共重合体、メタクリル酸エチルトリメチルアンモニウム
クロライドとメタクリル酸ヒドロキシエチルとの共重合
体、4−ビニルピリジンとメタクリル酸ヒドロキシエチ
ルとの共重合体の4級化物などを挙げることができる。
Examples of the polymer A include a homopolymer of hydroxypropyltrimethylammonium methacrylate and a copolymer with other polymerizable monomers, and a copolymer of ethyltrimethylammonium methacrylate with hydroxyethyl methacrylate. Copolymers and quaternized copolymers of 4-vinylpyridine and hydroxyethyl methacrylate can be exemplified.

【0016】また、上記重合体Bとしては、例えば、2
−メタクリロイルオキシエチレンイソシアネートを適宜
のブロック化剤でブロックしてなるイソシアネート単量
体とメタクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロライドとの共重合体、上記ブロック化イソシ
アネートと4−ビニルピリジンおよびメタクリル酸ヒド
ロキシエチルとの共重合体の4級化物、1,1−ジメチ
ル−1−(2−ヒドロキシプロピル)アミンメタクリル
イミドのようなアミンイミド基を有するビニル単量体と
メタクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロライドとの共重合体などを挙げることができる。
The polymer B is, for example, 2
A copolymer of an isocyanate monomer obtained by blocking methacryloyloxyethylene isocyanate with an appropriate blocking agent and hydroxypropyltrimethylammonium methacrylate chloride, a copolymer of the above blocked isocyanate with 4-vinylpyridine and hydroxyethyl methacrylate Quaternized copolymer, copolymer of vinyl monomer having an amine imide group such as 1,1-dimethyl-1- (2-hydroxypropyl) amine methacrylimide and hydroxypropyltrimethylammonium methacrylate chloride, etc. Can be mentioned.

【0017】上記の重合体AおよびBは、いずれも水や
アルコールに可溶性である。 したがって、本発明にお
いて架橋重合体層は、例えば、次のような種々の方法に
よって従来の複合半透膜の半透性超薄膜の上に形成する
ことができる。
The above polymers A and B are both soluble in water and alcohol. Accordingly, in the present invention, the crosslinked polymer layer can be formed on the semipermeable ultrathin film of the conventional composite semipermeable membrane by, for example, the following various methods.

【0018】重合体Aを架橋してなる架橋重合体層を形
成するには、重合体Aの水溶液またはアルコール溶液を
複合半透膜に塗布した後、乾燥し、多官能架橋剤として
のポリイソシアネート化合物を溶解させた溶液を接触さ
せ、必要に応じて加熱して、重合体Aを分子間にて架橋
させればよい。
In order to form a crosslinked polymer layer formed by crosslinking the polymer A, an aqueous solution or alcohol solution of the polymer A is applied to the composite semipermeable membrane, dried, and then a polyisocyanate as a polyfunctional crosslinking agent is applied. The solution in which the compound is dissolved is brought into contact with the solution, and if necessary, the polymer A is crosslinked between the molecules by heating.

【0019】また別の方法として、重合体Aの水溶液ま
たはアルコール溶液に前記したようなブロック剤にてブ
ロック化した多官能ポリイソシアネート化合物を加え、
得られた溶液を複合半透膜に塗布した後、このブロック
化ポリイソシアネートの解離温度以上の温度に加熱し、
ポリイソシアネート化合物を遊離させ、重合体Aと架橋
反応させてもよい。
As another method, a polyfunctional polyisocyanate compound blocked with a blocking agent as described above is added to an aqueous solution or alcohol solution of polymer A,
After applying the obtained solution to the composite semipermeable membrane, heated to a temperature equal to or higher than the dissociation temperature of this blocked polyisocyanate,
The polyisocyanate compound may be liberated to cause a crosslinking reaction with the polymer A.

【0020】ここで用いるポリイソシアネート化合物
は、特に限定されるものではないが、例えば、トリレン
ジイソシアネートやジフェニルメタンジイソシアネー
ト、それらの多量体、イソホロンジイソシアネート ヘ
キサメチレンジイソシアネート、トリフェニルメタント
リイソシアネート、トリス(p−イソシアネートフェニ
ル)チオフォスファイト、トリメチロ−ルプロパンとト
リレンジイソシアネートとの付加体、トリメチロールプ
ロパンとキシリレンジイソシアネートとの付加体などを
挙げることができる。
The polyisocyanate compound used here is not particularly limited, and examples thereof include tolylene diisocyanate and diphenylmethane diisocyanate, polymers thereof, isophorone diisocyanate hexamethylene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tris (p- Isocyanate phenyl) thiophosphite; adducts of trimethylolpropane with tolylene diisocyanate; adducts of trimethylolpropane with xylylene diisocyanate;

【0021】また、前記重合体Bの架橋重合体層を複合
半透膜上に形成するには、例えば、重合体Bの水または
アルコール溶液を複合半透膜上に塗布し、ブロック化イ
ソシアネートの解離温度以上の温度に加熱し、イソシア
ネート基を遊離させて、分子間または/および分子内で
架橋させればよい。
In order to form the crosslinked polymer layer of the polymer B on the composite semipermeable membrane, for example, a water or alcohol solution of the polymer B is applied on the composite semipermeable membrane, and the blocked isocyanate is applied. What is necessary is just to heat to a temperature higher than the dissociation temperature to release the isocyanate group and to crosslink between molecules or / and intramolecularly.

【0022】また、上述したイソシアネート基と水酸基
による架橋反応を促進するために、架橋反応に際して、
必要に応じて、3級アミンや有機スズ化合物などの触媒
を用いることもできる。
In order to promote the above-mentioned cross-linking reaction between isocyanate groups and hydroxyl groups,
If necessary, a catalyst such as a tertiary amine or an organotin compound can be used.

【0023】また、上記のように有機重合体が架橋性の
官能基を持たなくても、複合半透膜上に正荷電を持つ有
機重合体を被覆後電子線を照射したり、あるいは有機重
合体溶液中に過酸化物を混入し、複合半透膜上に被覆後
加熱するなどの方法によって、有機重合体骨格上にラジ
カルを生じさせ、3次元架橋させることもできる。
Even if the organic polymer does not have a crosslinkable functional group as described above, the composite semipermeable membrane may be irradiated with an electron beam after being coated with the organic polymer having a positive charge, or may be irradiated with an organic polymer. By mixing a peroxide in the coalescing solution, coating the composite semipermeable membrane, and then heating, a radical is generated on the organic polymer skeleton to perform three-dimensional crosslinking.

【0024】本発明において、このようにして形成され
る架橋重合体層の膜厚は、通常10オングストローム乃
至10μm の範囲が好ましい。 10オングストローム
よりも薄いときは、得られる複合半透膜を2段式ROシ
ステムに用いても塩の除去性能がほとんど改善されず、
他方、10μm を超えるときは、得られる膜の透水性能
が著しく低下するので好ましくない。
In the present invention, the thickness of the crosslinked polymer layer thus formed is usually preferably in the range of 10 Å to 10 μm. When the thickness is less than 10 angstroms, salt removal performance is hardly improved even when the obtained composite semipermeable membrane is used in a two-stage RO system,
On the other hand, when it exceeds 10 μm, the water permeability of the obtained membrane is remarkably reduced, which is not preferable.

【0025】以下、図面により本発明の多段式ROシス
テムについて説明する。図1は、多段式ROシステムの
一例として、2段式ROシステムを示す説明図である。
図1において、1は第1段目の膜モジュールであり、
11は同モジュール1の原液室、12は透過液室であ
る。 2は第2段目の膜モジュールであり、21は同モ
ジュール2の原液室、22は透過室である。 上記第1
段目モジュール1の透過液室12を第2段目モジュール
2の原液室21に連通して、両モジュール1および2を
直列に連結してある。 31、32は各モジュール1、
2の原液室出口に設けた調圧バルブであり、各バルブ3
1、32により各モジュール1、2の原液室圧力を調整
する。 4は送液ポンプであり、5は原液槽である。
Hereinafter, the multistage RO system of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a two-stage RO system as an example of a multi-stage RO system.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first-stage membrane module;
Reference numeral 11 denotes a stock solution chamber of the module 1 and reference numeral 12 denotes a permeate solution chamber. Reference numeral 2 denotes a second-stage membrane module, reference numeral 21 denotes a stock solution chamber of the module 2, and reference numeral 22 denotes a permeation chamber. The first
The permeated liquid chamber 12 of the first-stage module 1 communicates with the stock solution chamber 21 of the second-stage module 2 so that both modules 1 and 2 are connected in series. 31 and 32 are each module 1,
2 is a pressure regulating valve provided at the outlet of the stock solution chamber.
The pressure of the stock solution chamber of each module 1 and 2 is adjusted by 1 and 32. Reference numeral 4 denotes a liquid sending pump, and reference numeral 5 denotes a stock solution tank.

【0026】本発明により原液を膜処理するには、調圧
バルブ31、32の操作により各モジュール1、2の原
液室圧力を所定圧力に設定し、送液ポンプ4を駆動す
る。この場合、原液中に金属塩、例えばNaClが含有
されており、第1段目膜モジュール1が負荷電状態にあ
るとすれば、Na+ イオンに対しては透過方向の静電吸
引力が作用するから、Na+ の阻止率がCl- の阻止率
よりも悪く、第1段目モジュール1における透過液はN
+ 濃度がCl- 濃度よりも大となる。 この透過液は
第2段目モジュール2に至り、該モジュールの膜で処理
される。 しかるに、第2段目モジュール2の膜の荷電
状態が、第1段目モジュール1とは逆極性であって、正
荷電状態であるから、Na+ の阻止率がCl- の阻止率
よりも大であり、第2段目膜モジュール2の透過液にお
いては、Na+ 濃度とCl- 濃度との差が小さくなり
(両イオン濃度の不均衡がなくなる)、透過液質を向上
できる。
In order to perform the membrane treatment of the undiluted solution according to the present invention, the pressure of the undiluted solution chamber of each of the modules 1 and 2 is set to a predetermined pressure by operating the pressure regulating valves 31 and 32, and the liquid sending pump 4 is driven. In this case, if the undiluted solution contains a metal salt, for example, NaCl, and the first-stage membrane module 1 is in a negatively charged state, an electrostatic attraction in the permeation direction acts on Na + ions. Therefore, the rejection of Na + is lower than the rejection of Cl , and the permeate in the first-stage module 1 is N
The a + concentration is higher than the Cl - concentration. The permeate reaches the second stage module 2 and is treated by the membrane of the module. However, since the charge state of the membrane of the second-stage module 2 is opposite to that of the first-stage module 1 and is in a positive charge state, the rejection of Na + is larger than that of Cl −. In the permeated liquid of the second-stage membrane module 2, the difference between the Na + concentration and the Cl concentration is reduced (the imbalance between both ion concentrations is eliminated), and the permeated liquid quality can be improved.

【0027】上記において、第1段目モジュール1の透
過液にNaOHを注入し、該透過液中の炭酸ガスをHCO3
- やCO3 2- に変換し、これらのイオンを第2段目モジュ
ール2で除去して上記炭酸ガスを最終的に透過液から除
去する場合は、第1段目膜モジュール1の透過液中にN
aOHのNa+ が多量に含まれても、その多くを第2段
目膜モジュール2によって除去できるので有効である。
In the above, NaOH is injected into the permeate of the first-stage module 1 and the carbon dioxide in the permeate is converted into HCO 3
When the carbon dioxide gas is finally removed from the permeated liquid by converting these ions into CO 2 or CO 3 2- and removing these ions in the second-stage module 2, the permeated liquid in the first-stage membrane module 1 N
be included in a large amount is aOH of Na +, it is effective because the number can be removed by the second stage membrane module 2.

【0028】また、原液槽5にNaOHを注入し、該原
液の炭酸ガスをHCO3 - やCO3 2- に変換し、これらのイオ
ンを第1段目モジュール1で除去して上記炭酸ガスを最
終的に透過液から除去する場合は、HCO3 - やCO3 2- など
の陰イオンは負荷電状態である第1段目モジュール1で
効率よく除去することができ、さらに第1段目モジュー
ル1の透過液中にNaOHのNa+ が多量に含まれて
も、その多くを第2段目膜モジュール2によって除去で
きるので、さらに有効である。
Further, NaOH is injected into the stock solution tank 5, the carbon dioxide gas of the stock solution is converted into HCO 3 - or CO 3 2- , and these ions are removed by the first-stage module 1 to remove the carbon dioxide gas. When finally removing the permeate from the permeate, anions such as HCO 3 - and CO 3 2- can be efficiently removed by the first-stage module 1 in the negatively charged state. Even if a large amount of Na + of NaOH is contained in the first permeate, most of it can be removed by the second-stage membrane module 2, which is more effective.

【0029】上記膜モジュール1、2に用いる複合半透
膜には、通常、操作圧力20kgf/cm2 以下、好ましくは
15kgf/cm2 以下において、約1.0m3/m2 ・日の透過
流束を有し、かつ少なくとも80%以上、好ましくは9
0%以上の塩阻止率を有するものを使用する。また、使
用する膜モジュールの形態は何ら限定されず、例えば、
菅状、ホローファイバー、プレートアンドフレーム、ス
パイラル形状のものが挙げられる。
The composite semipermeable membrane used for the membrane modules 1 and 2 generally has a permeation flow of about 1.0 m 3 / m 2 · day at an operating pressure of 20 kgf / cm 2 or less, preferably 15 kgf / cm 2 or less. A bundle and at least 80% or more, preferably 9%
Those having a salt rejection of 0% or more are used. The form of the membrane module to be used is not limited at all, for example,
Tubular, hollow fiber, plate-and-frame, and spiral shapes are included.

【0030】上記2段式ROシステムにおいて、第1段
目モジュール1の透過液の貯液槽、並びに該貯液槽内の
透過液を所定の圧力で第2段目モジュール2の原液室に
供給するための送液ポンプを設ければ、第1段目モジュ
ール1にも、第2段目モジュール2と同様、透過液室1
2を定圧設計とせる通常の膜モジュールを使用できる。
また、上記各段のモジュール1、2には、並列接続の
膜モジュール群を使用することもできる。
In the two-stage RO system, the permeated liquid storage tank of the first-stage module 1 and the permeated liquid in the storage tank are supplied to the stock solution chamber of the second-stage module 2 at a predetermined pressure. If the liquid supply pump is provided for the first stage module 1 as well as the second stage module 2, the permeated liquid chamber 1
An ordinary membrane module that can be designed to have a constant pressure can be used.
In addition, a membrane module group connected in parallel can be used for the modules 1 and 2 in each stage.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の多段式ROシステムは、異なる
荷電を持つ膜モジュールを組み合わせると共に特に特定
の複合半透膜、すなわち従来の吸着機構によるだけでな
くそれ自体が3次元架橋によって不溶化し、耐久性に優
れた被膜を形成する正固定荷電を有する有機重合体から
なる複合半透膜を用いるため、効率のよい塩阻止性能を
発揮し、透過液質を向上させることができ、さらに繰り
返しの使用によっても、正固定荷電を有する有機重合体
が脱落することなく、システム全体の性能が低下するこ
ともなく、長期間にわたって安定した透過液質が得られ
るという利点がある。 したがって本発明は、超純水の
製造、例えば半導体製造における一次純水システムにお
いて特に有効である。
The multi-stage RO system of the present invention combines membrane modules having different charges, and is particularly insolubilized not only by a specific composite semipermeable membrane, that is, by a conventional adsorption mechanism but also by three-dimensional crosslinking. The use of a composite semi-permeable membrane made of an organic polymer having a fixed positive charge to form a coating with excellent durability enables efficient salt rejection performance, improved permeate quality, and further repetition. Even when used, there is an advantage that a stable permeated liquid quality can be obtained for a long period of time without dropping the organic polymer having a positive fixed charge and without deteriorating the performance of the whole system. Therefore, the present invention is particularly effective in the production of ultrapure water, for example, a primary pure water system in semiconductor production.

【0032】[0032]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples.

【0033】参考例1 メチルエチルケトキシム29gをベンゼン50gに溶解
し、この溶液に25℃の温度で2−メタクロイルオキシ
エチレンイソシアネート51.6gを約40分を要して
滴下し、さらに45℃で2時間攪拌した。 得られた反
応生成物をプロトンNMRにて分析して、2−メタクロ
イルオキシエチレンイソシアネートにほぼ定量的にメチ
ルエチルケトキシムが付加しているブロック化物である
ことを確認した。
REFERENCE EXAMPLE 1 29 g of methyl ethyl ketoxime was dissolved in 50 g of benzene, and 51.6 g of 2-methacryloyloxyethylene isocyanate was added dropwise at a temperature of 25 ° C. over about 40 minutes. Stirred for hours. The obtained reaction product was analyzed by proton NMR to confirm that it was a blocked product in which methyl ethyl ketoxime was almost quantitatively added to 2-methacryloyloxyethylene isocyanate.

【0034】参考例2 メタクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロライド16gと参考例1で得たブロック化イソシ
アネート化合物8gとをメタノール60gに溶解させ、
これにアゾビスイソブチロニトリル0.4gを加え、窒
素ガス雰囲気下に60℃で6時間攪拌して、4級アンモ
ニウム基を有する共重合体を得た。
Reference Example 2 16 g of hydroxypropyltrimethylammonium methacrylate chloride and 8 g of the blocked isocyanate compound obtained in Reference Example 1 were dissolved in 60 g of methanol.
0.4 g of azobisisobutyronitrile was added thereto, and the mixture was stirred at 60 ° C. for 6 hours under a nitrogen gas atmosphere to obtain a copolymer having a quaternary ammonium group.

【0035】参考例3 メタクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロライド6gとメタクリル酸ブチル18gとをメタ
ノール60gに溶解させ、これにアゾビスイソブチロニ
トリル0.7gを加え、窒素ガス雰囲気下に60℃で6
時間攪拌して、4級アンモニウム基を有する共重合体を
得た。 この共重合体を加熱乾燥すると、非架橋性であ
るが、水には不溶性であった。
Reference Example 3 6 g of hydroxypropyltrimethylammonium methacrylate chloride and 18 g of butyl methacrylate were dissolved in 60 g of methanol, and 0.7 g of azobisisobutyronitrile was added thereto.
After stirring for an hour, a copolymer having a quaternary ammonium group was obtained. When this copolymer was dried by heating, it was non-crosslinkable but insoluble in water.

【0036】参考例4 特開平2−187135号公報に記載されている方法に
したがって、負荷電性を有する芳香族ポリアミド系複合
半透膜を得た。
Reference Example 4 According to the method described in JP-A-2-187135, an aromatic polyamide-based composite semipermeable membrane having negative charge was obtained.

【0037】参考例5 参考例2で得た共重合体1gを水に溶解させ、1重量%
水溶液を作製した。これに架橋触媒として1,4-アザビシ
クロ(2,2,2) オクタン0.005gを加えた。 このよ
うにして得られた溶液を、乾燥膜厚0.05μm となる
ように参考例4の複合半透膜上に塗布し、150℃で1
0分間加熱し、共重合体を架橋させて正荷電性を有する
複合半透膜を得た。
Reference Example 5 1 g of the copolymer obtained in Reference Example 2 was dissolved in water, and 1% by weight
An aqueous solution was prepared. To this, 0.005 g of 1,4-azabicyclo (2,2,2) octane was added as a crosslinking catalyst. The solution obtained in this manner was applied on the composite semipermeable membrane of Reference Example 4 so as to have a dry film thickness of 0.05 μm.
Heating was performed for 0 minutes to crosslink the copolymer to obtain a positively chargeable composite semipermeable membrane.

【0038】参考例6 参考例3で得た共重合体1gをエタノールに溶解させ、
1重量%エタノール溶液を作製した。 このようにして
得られた溶液を、乾燥膜厚0.05μm となるように参
考例4の複合半透膜上に塗布し、150℃で10分間加
熱し、正荷電性を有する複合半透膜を得た。
Reference Example 6 1 g of the copolymer obtained in Reference Example 3 was dissolved in ethanol.
A 1% by weight ethanol solution was prepared. The solution thus obtained was applied on the composite semipermeable membrane of Reference Example 4 so as to have a dry film thickness of 0.05 μm, and heated at 150 ° C. for 10 minutes to obtain a positively charged composite semipermeable membrane. I got

【0039】実施例1 参考例4および5で得られた複合半透膜で、それぞれス
パイラル型モジュールを作製した。 参考例4より得ら
れた負荷電性を有する複合半透膜を用いて作製したモジ
ュールを第1段目に、そして参考例5より得られた正荷
電性を有する複合半透膜を用いた作製したモジュールを
第2段目に用いて、2段式ROシステムを構成し、この
試験を下記の如く行った。
Example 1 Using the composite semipermeable membranes obtained in Reference Examples 4 and 5, spiral modules were respectively manufactured. A module prepared using the negatively chargeable composite semipermeable membrane obtained from Reference Example 4 was used in the first stage, and a module was prepared using the positively chargeable composite semipermeable membrane obtained from Reference Example 5 The two-stage RO system was configured by using the module thus completed in the second stage, and this test was performed as follows.

【0040】原液には、電導度100μS/cm 、pH=
6.5の井戸水を用い、第1段目モジュールへの供給圧
力を30kg/cm2 とし、第2段目モジュールへの供給圧
力を15kg/cm2 に調整した。 また原液槽にNaOH
を注入し、第2段目モジュールの透過液の比抵抗が最も
高くなるようにpH調整した。 この条件で連続して評価
を行い、第2段目モジュールの透過液の最高比抵抗値の
経時変化を調べ、その結果を図2に示した。
The undiluted solution had an electric conductivity of 100 μS / cm and a pH =
Using 6.5 well water, the supply pressure to the first stage module was adjusted to 30 kg / cm 2 and the supply pressure to the second stage module was adjusted to 15 kg / cm 2 . NaOH is added to the stock solution tank.
And the pH was adjusted so that the specific resistance of the permeate of the second stage module was the highest. Evaluation was performed continuously under these conditions, and the change with time in the maximum specific resistance value of the permeate of the second stage module was examined. The results are shown in FIG.

【0041】比較例1 実施例1において、参考例5で得た複合半透膜を用いて
作製したモジュールの代わりに、参考例6で得た複合半
透膜を用いて作製したモジュールを用いて、実施例1と
同様の2段式ROシステムの試験を行い、その結果を図
2に併せて示した。
Comparative Example 1 In Example 1, a module manufactured using the composite semipermeable membrane obtained in Reference Example 6 was used instead of the module manufactured using the composite semipermeable membrane obtained in Reference Example 5. The same two-stage RO system test as in Example 1 was performed, and the results are shown in FIG.

【0042】図2に示す結果から明らかなように、本発
明の多段式ROシステムでは、比較例の未架橋タイプの
正荷電を持つ重合体を有する複合半透膜を用いる従来の
多段式ROシステムに比べて、長期間にわたって安定し
た透過液質が得られることがわかる。
As is apparent from the results shown in FIG. 2, the multi-stage RO system of the present invention is a conventional multi-stage RO system using a composite semipermeable membrane having an uncrosslinked type polymer having a positive charge of a comparative example. It can be seen that a stable permeate quality can be obtained over a long period of time as compared with

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図1は、本発明の多段式ROシステムの一例を示す説明
図である。図2は、多段式ROシステムにおける透過水
の比抵抗の経時変化を示すグラフである。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the multi-stage RO system of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the change over time in the specific resistance of the permeated water in the multi-stage RO system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1段目膜モジュール 2 第2段目膜モジュール 1 First-stage membrane module 2 Second-stage membrane module

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直列に連結した複数台の膜モジュールによ
って液体を膜処理する方法において、少なくとも1台の
膜モジュールに、負荷電性の複合半透膜が、正荷電を持
つ重合体が架橋されてなる架橋重合体層により被覆され
複合半透膜を用いることを特徴とする多段式逆浸透シ
ステム。
1. A method for membrane-treating a liquid with a plurality of membrane modules connected in series, wherein at least one membrane module is formed by cross-linking a negatively chargeable composite semipermeable membrane with a polymer having a positive charge. Covered with a crosslinked polymer layer consisting of
Multistage reverse osmosis system characterized by using a composite semipermeable membrane.
【請求項2】複合半透膜として、負荷電性の複合半透膜
が、4級アンモニウム基および水酸基を有する重合体
が、分子内または/および分子間でイソシアネート基に
より架橋さてなる架橋重合体層により被覆された複合
半透膜を用いることを特徴とする請求項1記載の多段式
逆浸透システム。
2. A negatively chargeable composite semipermeable membrane as the composite semipermeable membrane.
But polymers having a quaternary ammonium group and a hydroxyl group
Is converted into an isocyanate group intramolecularly and / or intermolecularly.
Multistage reverse osmosis system of claim 1, wherein the use of coated composite semipermeable membrane with a more crosslinked formed by cross-linked polymer layer.
【請求項3】直列に連結した複数台の膜モジュールによ
って原水を膜処理して超純水を製造する方法において、
少なくとも1台の膜モジュールに、負荷電性の複合半透
膜が、正荷電を持つ重合体が架橋されてなる架橋重合体
により被覆された複合半透膜を用いることを特徴とす
る超純水の製造方法。
3. A method for producing ultrapure water by subjecting raw water to membrane treatment using a plurality of membrane modules connected in series,
At least one membrane module has a composite semi-transmissive
A method for producing ultrapure water, comprising using a composite semipermeable membrane whose membrane is covered with a crosslinked polymer layer formed by crosslinking a polymer having a positive charge.
JP19264792A 1992-05-11 1992-05-11 Multistage reverse osmosis system and method for producing ultrapure water using the same Expired - Lifetime JP3210733B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19264792A JP3210733B2 (en) 1992-05-11 1992-05-11 Multistage reverse osmosis system and method for producing ultrapure water using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19264792A JP3210733B2 (en) 1992-05-11 1992-05-11 Multistage reverse osmosis system and method for producing ultrapure water using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05309237A JPH05309237A (en) 1993-11-22
JP3210733B2 true JP3210733B2 (en) 2001-09-17

Family

ID=16294731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19264792A Expired - Lifetime JP3210733B2 (en) 1992-05-11 1992-05-11 Multistage reverse osmosis system and method for producing ultrapure water using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3210733B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5624561A (en) * 1993-07-28 1997-04-29 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Cellulose acetate hemodialysis membrane
US5614099A (en) * 1994-12-22 1997-03-25 Nitto Denko Corporation Highly permeable composite reverse osmosis membrane, method of producing the same, and method of using the same
US5989426A (en) * 1995-07-05 1999-11-23 Nitto Denko Corp. Osmosis membrane
US6171497B1 (en) 1996-01-24 2001-01-09 Nitto Denko Corporation Highly permeable composite reverse osmosis membrane
JP3681214B2 (en) * 1996-03-21 2005-08-10 日東電工株式会社 High permeability composite reverse osmosis membrane
KR100899009B1 (en) * 2008-08-18 2009-05-21 (주)삼원엔지니어링 Apparatus for water treatment using membrane filtration
JP5670069B2 (en) * 2010-03-03 2015-02-18 三浦工業株式会社 Pure water production system
BR112016023514A2 (en) * 2014-04-08 2017-08-15 Purifics Es Inc apparatus, systems and methods for removing fully dissolved solids from a fluid
KR102326780B1 (en) * 2017-08-30 2021-11-17 후지필름 가부시키가이샤 How to purify a drug solution
CN113631242A (en) * 2019-03-29 2021-11-09 栗田工业株式会社 Particle removing device and particle removing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05309237A (en) 1993-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100424396B1 (en) High Permeability Composite Reverse Osmosis Membrane
DE69534096T2 (en) High permeability reverse osmosis composite membrane, process for its preparation and method of use
US5547575A (en) Method for the surface modification of formed bodies and formed bodies produced thereby
JP3210733B2 (en) Multistage reverse osmosis system and method for producing ultrapure water using the same
JP4297516B2 (en) Microporous membrane and use thereof
JPH07178327A (en) Composite semipermeable membrane and its production
JPH09245818A (en) Electrolyte film for fuel cell and manufacture thereof
JP3023300B2 (en) High permeability composite reverse osmosis membrane, method for producing the same and reverse osmosis treatment method
CN1039678C (en) polymer porous structure and process
JP3021692B2 (en) Composite semipermeable membrane
EP1301559B1 (en) Modified sulfonamide polymers
JP2563072B2 (en) Novel solid polyamphiphilic polymer used for separation method
JP3587937B2 (en) Treatment method using composite reverse osmosis membrane
JPH0938469A (en) High permeable composite reverse osmotic membrane
JPS62197105A (en) Composite reverse osmosis membrane
JP3489913B2 (en) High permeability composite reverse osmosis membrane
JPH0952031A (en) Semipermeable membrane and its manufacture
JPH047026A (en) Composite semi-permeable membrane
JP3829501B2 (en) Composite semipermeable membrane and method for producing the same
JP3587936B2 (en) Treatment method using composite reverse osmosis membrane
JPH11319492A (en) Treatment of sewage
JPH04338225A (en) Dual semipermeable membrane
JPH0494725A (en) Composite semipermeable membrane
JPS59203613A (en) Method for desalting organic compound by using amphoteric ion exchange membrane
JPS60156507A (en) Treatment of compound semipermeable membrane

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250