JP5461449B2 - 分離膜用洗浄剤及び洗浄方法 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸や、シュウ酸、クエン酸等の有機酸の水溶液で分離膜を洗浄した後、過酸化水素や次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤の水溶液で洗浄する方法が提案されている。
また特許文献2には、ヒポハライト(注:例えば次亜塩素酸、次亜臭素酸や、これらの塩)の酸化分解能を増進して洗浄剤の洗浄力を高める為に、ヒポハライトと共に、2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジン−N−オキシルを始めとする環状ニトロキシルラジカルを触媒とし、アルカリブロマイド(注:例えば臭化ナトリウム)を助触媒として使用する洗浄方法が提案されている。
第2の発明は、酸化剤、ニトロキシルラジカルおよび亜硝酸塩を含有する洗浄剤を、分離膜と接触させることを特徴とする分離膜の洗浄方法である。
この結果、分離膜に強固に付着・堆積した目詰まり物質の除去が促進される他、酸化剤の使用量を減らしたり、洗浄時間を短くすることも可能となり、更には膜濾過装置への負荷が軽減されるので同装置の寿命を長くすることも期待される。
本発明の実施においては、酸化剤、ニトロキシラジカルおよび亜硝酸塩を溶媒に溶解させて洗浄剤を調製するが、溶媒としては水が好ましく使用され、有機溶剤や、有機溶剤と水の混合溶剤の使用も可能である。
(a)酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化マンガン;
(b)過マンガン酸ナトリウムや同カリウムなどの過マンガン酸塩、重クロム酸ナトリウムや同カリウムなどの重クロム酸塩;
(c)塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン分子;
(d)ClO、ClO2、Cl2O6、BrO2、Br3O7などのハロゲン酸化物;
(e)NO、NO2、N2O3などの窒素酸化物;
(f)次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、亜塩素酸、亜臭素酸、亜ヨウ素酸、過塩素酸、過ヨウ素酸、またはこれらのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩やマグネシウム塩、カルシウム塩などのアルカリ土類金属塩;
(g)過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸水素ナトリウム、過硫酸水素カリウム、モノ過硫酸水素カリウム複塩(デュポン社製、商品名「OXONE」)等の過硫酸塩;
(h)過炭酸アンモニウム、過炭酸ナトリウム、過炭酸カリウム等の過炭酸塩;
(i)過ホウ酸ナトリム一水塩、同四水塩等の過ホウ酸塩;
(j)硫酸ナトリウムやケイ酸ナトリウムの過酸化水素付加物、過リン酸塩;
(k)1,3−ジブロモ−5,5−ジメチルヒダントイン、1−ブロモ−3−クロロ−5,5−ジメチルヒダントイン、3−ブロモ−1−クロロ−5,5−ジメチルヒダントイン、1,3−ジクロロ−5,5−ジメチルヒダントイン、1,3−ジクロロ−5−エチル−5−メチルヒダントイン等のハロゲン化ヒダントイン化合物;
(l)トリクロロイソシアヌル酸、トリブロモイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸、ジブロモイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム(無水物および水和物を含む)、ジブロモイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸カリウム等のハロゲン化イソシアヌル酸化合物;
(m)N−クロロスクシンイミド、N−ブロモスクシンイミド;
(n)トリクロロメラミン、トリブロモメラミン、N−クロロ−p−トルエンスルホンアミドのナトリウム塩(クロラミンT);
(o)過酢酸、ペルオキシ安息香酸、ペルオキシ−α−ナフトエ酸、ペルオキシラウリン酸、ペルオキシステアリン酸、フタルイミドペルオキシカプロン酸、1,12−ジペルオキシドデカン二酸、1,9−ジペルオキシアゼライン酸、ジペルオキシブラシル酸、ジペルオキシセバシン酸、ジペルオキシイソフタル酸、2−デシルジペルオキシブタン−1,4−ジオイン酸、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、過フタル酸ナトリウム等の有機過酸化物などが挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて使用してもよい。
この濃度が100mg/lより低い場合には、満足すべき洗浄力が得られず、10000mg/lより高くしても、使用量に見合う洗浄力が得られず、徒に薬剤コストが嵩むばかりである。
(a)2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジン−N−オキシル、
4−オキソ−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジン−N−オキシル、
4−ヒドロキシル−2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジン−N−オキシル、
4,4−ジメチルオキサゾリジン−N−オキシルや、
2,2,5,5−テトラ−メチルピロリジン−N−オキシル等の環状ニトロキシルラジカル;
(b)2−アザアダマンタン−N−オキシル、
1−メチル−2−アザアダマンタン−N−オキシル、
1,3−ジメチル−2−アザアダマンタン−N−オキシル等のアダマンタン型ニトロキシラジカルが挙げられる。
この濃度が0.01mg/lより低い場合には、満足すべき触媒効果が得られず、また、該濃度を300mg/lより高くしても、使用量に見合う触媒効果が得られず、徒に薬剤コストが嵩むばかりである。
この亜硝酸塩としては、溶媒中で亜硝酸の陰イオンを発生する物質であれば特に限定されないが、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸アンモニウム、亜硝酸カルシウム等が使用できる。
この濃度が0.05mg/lより低い場合には、ニトロキシラジカルの触媒作用を高める効果が十分ではなく、また該濃度を1000mg/lより高くしても、使用量に見合う当該触媒作用を高める効果が得られず、徒に薬剤コストが嵩むばかりである。
洗浄剤と分離膜を接触させる方法に別段の制限はなく、例えば、浸漬または通液による接触方法が挙げられる。浸漬とは、分離膜を洗浄剤(液)に浸すことを指し、通液とは、通常の濾過運転と同様にして、分離膜に被処理液の代わりに洗浄液を通すことを指す。
なお、本発明の洗浄方法の実施前または実施後において、従来のアルカリ洗浄、酸洗浄、酵素洗浄などの化学的な手段による分離膜の洗浄や、エア−バブリング、超音波照射などによる物理的な手段による分離膜の洗浄を実施してもよい
・分離膜:旭化成ケミカルズ社製中空糸膜モジュール、商品名「マイクローザMFモジュールUMP−053」、材質ポリフッ化ビニリデン、内径2.6mm、公称孔径0.2μm、有効膜面積70cm2
・無濾過ビール:麒麟麦酒社製、商品名「ザ・プレミアム無濾過」
・次亜塩素酸ナトリウム(NaOClと略記することがある):水溶液、和光純薬工業社製
・2,2,6,6−テトラ−メチルピペリジン−N−オキシル(TEMPOと略記する):シグマアルドリッチ社製
・亜硝酸ナトリウム:和光純薬工業社製
・亜硝酸カリウム:和光純薬工業社製
・臭化ナトリウム:和光純薬工業社製
イオン交換水を用いて、25℃/膜間差圧35kPaにて分離膜を水洗し、純水透過流束(PWFと略記する)を測定した(このPWFを使用前PWFと云う)。
続いて、この分離膜を膜濾過試験機に装着し、予め炭酸ガスを脱気した無濾過ビールを用いて約30分間循環濾過運転を行い、該ビールを膜面積1平方メートル当たり10リットル透過させた。その後、15分間水洗してPWFを測定した(このPWFを洗浄前PWFと云う)。
次いで、洗浄剤を膜濾過試験機内で循環させて分離膜の洗浄を行い、15分ごとにPWFを測定した(このPWFを洗浄後PWFと云う)。
前記の使用前PWF、洗浄前PWFおよび洗浄後PWFから、次式に従って洗浄回復率を算出し、表1に示した。なお、このパラメータは分離膜の濾過性の回復度合いを表し、数値が大きい程、洗浄剤の洗浄力が優れていると判定される。
洗浄回復率(%)=(洗浄後PWF−洗浄前PWF)/(使用前PWF−洗浄前PWF)×100
イオン交換水に次亜塩素酸ナトリウム、TEMPOおよび亜硝酸ナトリウムを溶解させて、各々が4000mg/l(有効塩素換算)、20mg/l、200mg/lの濃度で含有する洗浄剤を調製した。
この洗浄剤を使用して分離膜の洗浄試験を行い、洗浄回復率を算出して、洗浄剤の洗浄力を評価した。得られた試験データは、表1に示したとおりであった。
実施例1と同様にして、表1記載の組成を有する洗浄剤を調製し、分離膜の洗浄試験を行って、洗浄回復率を算出した。得られた試験データは、表1に示したとおりであった。
実施例1と同様にして表2記載の洗浄剤を調製し、分離膜の洗浄試験を行って洗浄回復率を算出した。得られた試験データは、表2に示したとおりであった。
Claims (2)
- 酸化剤、ニトロキシルラジカルおよび亜硝酸塩を含有することを特徴とする分離膜用洗浄剤。
- 酸化剤、ニトロキシルラジカルおよび亜硝酸塩を含有する洗浄剤を、分離膜と接触させることを特徴とする分離膜の洗浄方法。
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