JP6164366B2 - Adsorption member - Google Patents

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Description

本発明は、吸着部材に関する。   The present invention relates to an adsorption member.

本技術分野の背景技術として、特許第3864817号公報(特許文献1)、特開2005−518272号公報(特許文献2)および特開2012−091151号公報(特許文献3)がある。   As background arts in this technical field, there are Japanese Patent No. 3864817 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-518272 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-091151 (Patent Document 3).

特許第3864817号公報(特許文献1)には、被処理水を、逆浸透膜装置に供給するに先だって、この逆浸透膜の構成材料を含む吸着剤を用いた吸着筒により吸着処理する水処理方法および装置が記載されている。   In Japanese Patent No. 3864817 (Patent Document 1), prior to supplying water to be treated to a reverse osmosis membrane device, water treatment is performed by an adsorption cylinder using an adsorbent containing a constituent material of the reverse osmosis membrane. Methods and apparatus are described.

特表2005−518272号公報(特許文献2)には、多数の開口を備えた平面状のフレキシブルな支持体と、その支持体上または支持体中に存在する被覆とを有し、バッテリー用のセパレータとしてまたは精密濾過膜として使用可能な膜が記載されている。支持体の材料はポリマー遷移の不織布から選択され、この不織布の多孔性は50%よりも高く、かつ、被膜は多孔性のセラミック被膜であり、その際、支持体は10〜200μmの厚さを有する。   JP-T-2005-518272 (Patent Document 2) has a flat flexible support having a large number of openings, and a coating existing on or in the support, and is used for a battery. Membranes are described that can be used as separators or as microfiltration membranes. The material of the support is selected from polymer transition nonwovens, the porosity of which is higher than 50% and the coating is a porous ceramic coating, the support having a thickness of 10 to 200 μm. Have.

特開2012−091151号公報(特許文献3)には、外壁と、外壁の内側に設けられた複数の流路と、複数の流路のそれぞれを隔てる隔壁とを備え、隔壁は、流路の径よりも小さく、流路と他の流路とを連通させる連通孔と、有機物を吸着する吸着物質とを有する吸着構造体が記載されている。   JP 2012-091151 A (Patent Document 3) includes an outer wall, a plurality of flow paths provided inside the outer wall, and a partition that separates each of the plurality of flow paths. An adsorbing structure that has a communication hole that is smaller than the diameter and that communicates a channel with another channel and an adsorbing substance that adsorbs organic matter is described.

特許第3864817号公報Japanese Patent No. 3864817 特表2005−518272号公報JP 2005-518272 A 特開2012−091151号公報JP 2012-091151A

水処理システムには、原水から被分離物質を除去する分離膜を有するモジュールが備わっている。しかし、分離膜にファウリング(Fouling:目詰まり)が発生すると、被分離物質を原水から除去する分離性能が低下するため、分離膜にファウリングが発生した状態で、ファウリングが発生していない状態と同じ量の水を造水するには、水処理システムの運転能力を増加する必要がある。   The water treatment system includes a module having a separation membrane that removes a substance to be separated from raw water. However, when fouling (clogging) occurs in the separation membrane, the separation performance for removing the substance to be separated from the raw water deteriorates. Therefore, fouling does not occur in the state where fouling has occurred in the separation membrane. In order to produce the same amount of water as the state, it is necessary to increase the operating capacity of the water treatment system.

また、分離膜にファウリングが発生すると、分離膜の膜面を洗浄する必要がある。さらに、分離膜の膜面を洗浄しても、ファウリングが発生した分離膜のろ過能力が回復しない場合は、エレメントの交換が必要になる。エレメントの交換時には、水処理システムを長時間停止する必要があり、また、部品代および交換の作業費用がランニングコストに加算される。このため、分離膜にファウリングが発生することで、水処理システムの水処理コストも増加する。   Further, when fouling occurs in the separation membrane, it is necessary to clean the membrane surface of the separation membrane. Furthermore, when the membrane surface of the separation membrane does not recover the filtration capability of the separation membrane in which fouling has occurred, the element needs to be replaced. At the time of element replacement, it is necessary to stop the water treatment system for a long time, and the part cost and replacement work cost are added to the running cost. For this reason, the occurrence of fouling in the separation membrane increases the water treatment cost of the water treatment system.

そこで、本発明は、分離膜の膜面への吸着物を減少させて、水処理システムの水処理コストを低減することのできる技術を提供する。   Then, this invention provides the technique which can reduce the water treatment cost of a water treatment system by reducing the adsorbate to the membrane surface of a separation membrane.

上記課題を解決するために、本発明の一例である吸着部材は、外壁と、外壁の内側に設けられた流路を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、流路は、親水性物質を吸着する部材と疎水性物質を吸着する部材とを有する吸着部を有しており、親水性物質を吸着する部材または疎水性物質を吸着する部材は、粒子状に形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an adsorbing member that is an example of the present invention includes an outer wall and a flow path provided inside the outer wall, and inputs treated water containing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance. The flow path has an adsorbing portion having a member that adsorbs a hydrophilic substance and a member that adsorbs a hydrophobic substance, and the member that adsorbs the hydrophilic substance or the hydrophobic substance. The adsorbing member is formed in a particle shape.

また、本発明の一例である吸着部材は、外壁と、外壁の内側に設けられた流路を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、吸着部材には、中空構造であって、二つの端部のうちいずれか一端が閉じられている複数の中空糸を有しており、中空糸は、中空糸の外部の空間と内部の空間とを互いに隔てる隔壁と、隔壁には中空糸の内部の空間から外部の空間へ接続される連通孔とを備え、中空糸の内部には、流路が構成されており、流路と連通孔には、親水性物質または疎水性物質を吸着させる吸着部が形成されており、中空糸のうち一の中空糸の吸着部は疎水性物質を吸着する部材で構成され、中空糸のうち他の中空糸の吸着部は親水性物質を吸着する部材で構成されることを特徴とする。   An adsorbing member that is an example of the present invention is an adsorbing member that includes an outer wall and a flow path provided inside the outer wall, and into which treated water containing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance is introduced. The adsorbing member has a hollow structure and has a plurality of hollow fibers in which one of the two ends is closed, and the hollow fiber has a space outside and an inside of the hollow fiber. A partition wall that separates the space from each other, and a partition wall that includes a communication hole that is connected from the space inside the hollow fiber to the outside space, and a flow path is formed inside the hollow fiber, and communicates with the channel. The hole is formed with an adsorbing part for adsorbing a hydrophilic substance or a hydrophobic substance, and the adsorbing part of one hollow fiber of the hollow fibers is composed of a member adsorbing the hydrophobic substance, and the other of the hollow fibers. The hollow fiber adsorbing part is constituted by a member adsorbing a hydrophilic substance.

また、本発明の一例である吸着部材は、外壁と、外壁の内側に設けられた複数の流路と、複数の流路のうち一の流路と他の流路を互いに隔てる隔壁と、を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、隔壁は、一の流路と他の流路とを接続させる連通孔を有しており、隔壁の厚さdと流路の幅lに対して、d/l≧0.23の関係を有していることを特徴とする。   An adsorbing member that is an example of the present invention includes an outer wall, a plurality of flow paths provided inside the outer wall, and a partition that separates one of the plurality of flow paths from the other flow path. An adsorbing member into which water to be treated containing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance is charged, and the partition wall has a communication hole that connects one channel to another channel In addition, it has a relationship of d / l ≧ 0.23 with respect to the thickness d of the partition wall and the width l of the flow path.

本発明によれば、分離膜の膜面への吸着物を減少させて、水処理システムの水処理コストを低減することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adsorbate to the membrane surface of a separation membrane can be reduced, and the water treatment cost of a water treatment system can be reduced.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本実施例による海水淡水化システムの構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the seawater desalination system by a present Example. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材を有する吸着モジュールの一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the adsorption | suction module which has the porous ceramic honeycomb adsorbent by a present Example. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の一例を示す流入側の端面図である。(a)は、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が四角形の場合の端面図、(b)は、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が三角形の場合の端面図である。It is an end view of the inflow side which shows an example of the porous ceramic honeycomb adsorbent by a present Example. (A) is an end view when the cross section of the flow path in a direction orthogonal to the direction in which water flows is a square, and (b) is an end face in the case where the cross section of the flow path in a direction orthogonal to the direction in which water flows is a triangle. FIG. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の一例を示す水が流れる方向に沿った断面図である。It is sectional drawing along the direction through which the water flows which shows an example of the porous ceramic honeycomb adsorbent by a present Example. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁の表面の一部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a part of surface of the partition of the porous ceramic honeycomb adsorbent by a present Example. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁の表面の一部を拡大して示す模式図である。(a)は、疎水性粒子と親水性粒子とがバインダを用いて固定された吸着材料の模式図、(b)は、疎水性粒子が親水性バインダを用いて固定された吸着材料の模式図、(c)は、親水性粒子が疎水性バインダを用いて固定された吸着材料の模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows a part of surface of the partition of the porous ceramic honeycomb adsorbent by a present Example. (A) is a schematic diagram of an adsorbing material in which hydrophobic particles and hydrophilic particles are fixed using a binder, and (b) is a schematic diagram of an adsorbing material in which hydrophobic particles are fixed using a hydrophilic binder. (C) is a schematic diagram of an adsorbent material in which hydrophilic particles are fixed using a hydrophobic binder. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁の表面の一部を拡大して示す模式図である。(a)は、疎水性粒子と親水性粒子とがバインダを用いて固定された吸着材料の性能回復メカニズムを説明する模式図、(b)は、疎水性粒子が親水性バインダを用いて固定された吸着材料の性能回復メカニズムを説明する模式図、(c)は、親水性粒子が疎水性バインダを用いて固定された吸着材料の性能回復メカニズムを説明する模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows a part of surface of the partition of the porous ceramic honeycomb adsorbent by a present Example. (A) is a schematic diagram illustrating the performance recovery mechanism of an adsorbent material in which hydrophobic particles and hydrophilic particles are fixed using a binder, and (b) is a diagram in which hydrophobic particles are fixed using a hydrophilic binder. (C) is a schematic diagram illustrating the performance recovery mechanism of the adsorbing material in which hydrophilic particles are fixed using a hydrophobic binder. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の流路の一部を拡大して示す断面図である。(a)は、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が四角形の場合の断面図、(b)は、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が三角形の場合の断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of flow path of the porous ceramic honeycomb adsorbent by a present Example. (A) is a cross-sectional view when the cross section of the flow path in the direction orthogonal to the direction in which water flows is a quadrangle, (b) is a cross section in the case where the cross section of the flow path in the direction orthogonal to the direction through which water flows is a triangle FIG. 本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材における水の通過時間係数と、流路の幅に対する隔壁の厚さの比との関係を説明するグラフ図である。(a)は、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が四角形の場合のグラフ図、(b)は、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が三角形の場合のグラフ図である。It is a graph explaining the relationship between the passage time coefficient of water and the ratio of the partition wall thickness to the channel width in the porous ceramic honeycomb adsorbent according to this example. (A) is a graph in the case where the cross section of the flow path in the direction orthogonal to the direction in which water flows is a square, and (b) is a graph in the case where the cross section of the flow path in the direction orthogonal to the direction in which water flows is a triangle. FIG. 本実施例における他の吸着部材の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other adsorption | suction member in a present Example. 本実施例における他の吸着部材の構造の実施例の模式図である。It is a schematic diagram of the Example of the structure of the other adsorption | suction member in a present Example. 本実施例における他の吸着部材の構造の断面の模式図である。It is a schematic diagram of the cross section of the structure of the other adsorption member in a present Example. 本実施例における他の吸着部材の構造の断面の模式図である。It is a schematic diagram of the cross section of the structure of the other adsorption member in a present Example.

以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other, and one is the other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.

また、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   In addition, when referring to “consisting of A”, “consisting of A”, “having A”, and “including A”, other elements are excluded unless specifically indicated that only that element is included. It goes without saying that it is not what you do. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Further, in the drawings used in the following embodiments, hatching may be added to make the drawings easy to see even if they are plan views. In all the drawings for explaining the following embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals in principle, and repeated description thereof is omitted. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施の形態による水処理システムが明確となると思われるため、背景技術および本発明者らによって見いだされた水処理システムにおける解決しようとする課題について詳細に説明する。   First, since it seems that the water treatment system by this Embodiment becomes clear, the problem which it is going to solve in the background art and the water treatment system discovered by the present inventors is demonstrated in detail.

水の浄化の高度処理においては、原水から被分離物質を除去する分離膜として逆浸透膜(以下、RO(Reverse Osmosis)膜と言う)が用いられている。RO膜には半透膜が用いられるが、半透膜の材質は大きく分けて、酢酸セルロース系と芳香族ポリアミド系とがある。このうち、芳香族ポリアミド系のRO膜は、水透過性能および電解質除去性能が高いため、工業用に広く用いられている。その構造は、微孔多孔質支持体の表面に芳香族ポリアミド膜を形成した複合膜の構造が多く用いられ、芳香族ポリアミド膜の厚さは、例えば0.1μm以下である。   In advanced treatment for water purification, a reverse osmosis membrane (hereinafter referred to as RO (Reverse Osmosis) membrane) is used as a separation membrane for removing substances to be separated from raw water. A semipermeable membrane is used for the RO membrane, and the material of the semipermeable membrane is roughly divided into cellulose acetate type and aromatic polyamide type. Among these, aromatic polyamide RO membranes are widely used for industrial use because of their high water permeation performance and electrolyte removal performance. The structure is often a composite membrane structure in which an aromatic polyamide film is formed on the surface of a microporous porous support, and the thickness of the aromatic polyamide film is, for example, 0.1 μm or less.

RO膜は、半導体などの精密電子機器製造に用いる純水製造、上水の高度処理および下水・排水の最終処理などにおける水中溶解した有機物の除去、または海水淡水化における電解質の除去などに用いられる。   RO membranes are used for the production of pure water used in the manufacture of precision electronic equipment such as semiconductors, the removal of organic substances dissolved in water in advanced treatment of water and final treatment of sewage and wastewater, or the removal of electrolytes in seawater desalination. .

これらの用途のうち、RO膜を海水淡水化に用いる場合は、例えば以下のような処理プロセスを経て水がRO膜に供給される。まず、砂などの細かい懸濁物を限外ろ過膜(以下、UF(Ultrafiltration)膜と言う)でろ過する、沈殿池で沈下させる、または両者を組み合わせることによって分離する。この際、必要に応じて懸濁物に凝集剤などを添加してフロックを形成してもよい。このようにして得られた水(以下、前処理水と言う)を加圧しながらRO膜の表面に供給すると、RO膜の反対側の裏面から、ほとんど電解質および有機物が含まれない、飲用に適した水(以下、透過水と言う)が得られる。海水には、電解質である食塩が20〜40g/L含まれる。これをRO膜で分離すると電解質を1mg/L以下まで低下させることが可能である。   Among these uses, when the RO membrane is used for seawater desalination, for example, water is supplied to the RO membrane through the following treatment process. First, a fine suspension such as sand is separated by filtering through an ultrafiltration membrane (hereinafter referred to as UF (Ultrafiltration) membrane), subsiding in a sedimentation basin, or a combination of both. At this time, a floc may be formed by adding a flocculant or the like to the suspension as necessary. When the water obtained in this way (hereinafter referred to as pretreated water) is supplied to the surface of the RO membrane while being pressurized, it is suitable for drinking because it contains almost no electrolytes and organic substances from the back surface on the opposite side of the RO membrane. Water (hereinafter referred to as permeate) is obtained. Seawater contains 20 to 40 g / L of sodium chloride as an electrolyte. When this is separated by the RO membrane, the electrolyte can be reduced to 1 mg / L or less.

ところで、前処理水には、有機物などが含まれており、その一部はRO膜の表面に吸着して、浸透作用を阻害する。RO膜の表面に吸着する吸着物には、有機物が吸着する有機物ファウリングのほか、電解質がRO膜の表面付近で高濃度となって析出するスケール、前処理水に含まれる微生物がRO膜の表面で増殖するバイオファウリングなどがある。スケールおよびバイオファウリングの場合は、定期的にRO膜の表面に清浄水を流して、せん断力によって吸着物を除去することができる。   By the way, the pretreated water contains organic substances and the like, and a part of the pretreated water is adsorbed on the surface of the RO membrane and inhibits the osmotic action. The adsorbate adsorbed on the surface of the RO membrane includes organic matter fouling that adsorbs organic matter, scales in which electrolyte is deposited at a high concentration near the surface of the RO membrane, and microorganisms contained in the pretreatment water. Biofouling that grows on the surface. In the case of scale and biofouling, the adsorbate can be removed by shearing force by periodically flowing clean water over the surface of the RO membrane.

しかし、有機物ファウリングの場合は、有機物がRO膜の表面の流速の境界層と比べて著しく小さいため、吸着物をせん断力では完全に除去することができず、徐々にRO膜の表面に吸着物が蓄積して水の透過性能を阻害する。その結果、一定圧力で運転する場合には、透過水量が低下し、一定した透過水量を得るために動力(例えば圧力)にフィードバックをかける場合には、運転圧力が増加する。いずれの場合にも、単位透過水量あたりのポンプの動力費が増加する。   However, in the case of organic matter fouling, the organic matter is remarkably smaller than the boundary layer of the flow velocity on the surface of the RO membrane, so the adsorbate cannot be completely removed by shearing force and gradually adsorbs on the surface of the RO membrane. Objects accumulate and impede water permeability. As a result, when operating at a constant pressure, the permeated water amount decreases, and when feedback is applied to power (for example, pressure) to obtain a constant permeated water amount, the operating pressure increases. In either case, the power cost of the pump per unit permeate increases.

また、吸着物をせん断力では完全に除去できないため、洗浄液により化学的にRO膜の洗浄を行うと、徐々にRO膜が劣化する。このため、イオンの阻止率が低下する。さらに、これらが進むとRO膜モジュールを交換する必要が生じる。RO膜モジュールの交換時には、水処理システムの運転を長時間止める必要があり、また、RO膜モジュールは再生利用ができないため、新しいRO膜モジュールに交換する必要がある。このため、水処理システムの稼働率の低下、RO膜の消耗品代、廃棄物処理費などによって、単位水量当たりのランニングコストがさらにあがる原因となる。   Further, since the adsorbate cannot be completely removed by the shearing force, the RO membrane gradually deteriorates when the RO membrane is chemically cleaned with the cleaning liquid. For this reason, the ion rejection is reduced. Further, as these progress, it becomes necessary to replace the RO membrane module. When replacing the RO membrane module, it is necessary to stop the operation of the water treatment system for a long time, and since the RO membrane module cannot be recycled, it is necessary to replace it with a new RO membrane module. For this reason, the running cost per unit amount of water further increases due to a decrease in the operation rate of the water treatment system, the cost of consumables for the RO membrane, the waste treatment cost, and the like.

このため、前処理水をRO膜へ供給する前に、有機物をあらかじめ除去する前処理工程を追加して、RO膜モジュールの交換までの寿命を延ばす方法がある。前処理方法としては、有機物を分解する方法、有機物を配管中に固定された吸着材に吸着させることにより捕集して除去する方法、または凝集剤を添加して有機物を粗大粒子として捕集して除去する方法などがある。   For this reason, before supplying pretreatment water to the RO membrane, there is a method of adding a pretreatment step for removing organic substances in advance and extending the life until the replacement of the RO membrane module. The pretreatment method includes a method of decomposing organic matter, a method of collecting and removing organic matter by adsorbing it on an adsorbent fixed in a pipe, or a method of adding a flocculant to collect organic matter as coarse particles. There is a method to remove it.

前記特許文献1には、有機物を吸着する方法として、RO膜と同じ材料からなる吸着材を用いる方法が開示されている。しかし、前述したように、RO膜は再生利用ができないことから、RO膜と同じ材料からなる吸着材も再生利用は困難であるという問題がある。そのため、RO膜と同じ材料からなる吸着材を前処理に用いない場合のRO膜の交換頻度と同等の頻度で、RO膜と同じ材料からなる吸着材を交換する必要がある。   Patent Document 1 discloses a method using an adsorbent made of the same material as the RO membrane as a method for adsorbing organic matter. However, as described above, since the RO membrane cannot be recycled, there is a problem that it is difficult to reuse the adsorbent made of the same material as the RO membrane. Therefore, it is necessary to replace the adsorbent made of the same material as the RO membrane at a frequency equivalent to the replacement frequency of the RO membrane when the adsorbent made of the same material as the RO membrane is not used for the pretreatment.

また、前記特許文献2には、有機物を除去する方法として、繊維状高分子とセラミック多孔体とを用いて、処理水との接触面積を大きくした吸着材を用いる技術が開示されている。しかし、前記特許文献2の方式では、流路の径が200nm程度であり、閉塞しやすいという問題がある。   Patent Document 2 discloses a technique of using an adsorbent having a large contact area with treated water using a fibrous polymer and a ceramic porous body as a method for removing organic substances. However, the method of Patent Document 2 has a problem that the diameter of the flow path is about 200 nm and is easily blocked.

また、前記特許文献3には、有機物を除去する方法として、多孔質セラミックハニカム構造体を用いた吸着材を使用する技術が開示されている。しかし、本発明者らの検討によれば、前記特許文献3の方法では、使用する海域の水質によって吸着性能が大きく異なるという問題がある。ここでいう水質とは、具体的には次の4種類の有機物の濃度および比率のことを指す。すなわち海水中において、(1)後に述べる疎水性表面への吸着性が、後に述べる親水性表面への吸着性を上回る物質(以下、疎水性有機物と言う)、(2)後に述べる親水性表面への吸着性が、後に述べる疎水性表面への吸着性を上回り、かつ、海水中で正に帯電する物質(以下、陽イオン性有機物と言う)、(3)後に述べる親水性表面への吸着性が、後に述べる疎水性表面への吸着性を上回り、かつ、海水中で負に帯電する物質(以下、陰イオン性有機物と言う)、(4)後に述べる親水性表面への吸着性が、後に述べる疎水性表面への吸着性を上回り、かつ、海水中で帯電しない物質(以下、中性親水性有機物と言う)の4種類である。また、ここでいう吸着性が高い(上回る)とは、吸着平衡定数が大きい(上回る)ことを指す。これら4種類の物質の比率が、使用する海域の水質によって異なるため、前記特許文献3の方法では使用する海域によって吸着性能が大きく異なることが、本発明者らの検討によって明らかとなった。このような特徴の結果、使用する海域によっては必要となる吸着材の量が膨大となり、海水の淡水化処理に掛かるランニングコストが増加する。   Patent Document 3 discloses a technique using an adsorbent using a porous ceramic honeycomb structure as a method for removing organic substances. However, according to the study by the present inventors, the method of Patent Document 3 has a problem that the adsorption performance varies greatly depending on the water quality of the sea area used. The water quality here refers specifically to the concentrations and ratios of the following four types of organic substances. That is, in seawater, (1) a substance whose adsorptivity to a hydrophobic surface described later exceeds the adsorptivity to a hydrophilic surface described later (hereinafter referred to as a hydrophobic organic substance), and (2) a hydrophilic surface described later. The adsorbing property of this material is higher than the adsorbing property on the hydrophobic surface described later, and is positively charged in seawater (hereinafter referred to as a cationic organic substance). (3) Adsorbing property on the hydrophilic surface described later However, a substance that exceeds the adsorptivity to the hydrophobic surface described later and is negatively charged in seawater (hereinafter referred to as an anionic organic substance), (4) the adsorptivity to the hydrophilic surface described later is There are four types of substances that exceed the adsorptivity to the hydrophobic surface to be described and that are not charged in seawater (hereinafter referred to as neutral hydrophilic organic substances). Moreover, the high adsorbability here means that the adsorption equilibrium constant is large (exceeds). Since the ratio of these four kinds of substances varies depending on the water quality of the sea area used, it has been clarified by the inventors that the adsorption performance varies greatly depending on the sea area used in the method of Patent Document 3. As a result of such a feature, the amount of adsorbent required depending on the sea area to be used becomes enormous, and the running cost for seawater desalination treatment increases.

本実施例では、水処理システムの一例として、RO膜を用いて海水を淡水化する海水淡水化システムについて説明する。本実施例による水処理システムは、RO膜を用いた海水淡水化システムに限定されるものではなく、例えば精密ろ過膜(以下、NF(Microfiltration)膜と言う)またはイオン交換膜を用いた海水淡水化システム、廃水を浄化して再利用水を生成する再利用水製造システム、並びに純水または超純水を生成する純水・超純水製造システムなどにも適用できることは言うまでもない。   A present Example demonstrates the seawater desalination system which desalinates seawater using an RO membrane as an example of a water treatment system. The water treatment system according to the present embodiment is not limited to a seawater desalination system using an RO membrane. For example, seawater freshwater using a microfiltration membrane (hereinafter referred to as NF (Microfiltration) membrane) or an ion exchange membrane. Needless to say, the present invention can also be applied to a purification system, a reused water production system that purifies wastewater to produce reused water, and a pure water / ultrapure water production system that produces pure water or ultrapure water.

以下に、海水淡水化システムの構成、海水淡水化システムにおける水処理方法、RO膜モジュールのろ過方式、多孔質セラミックハニカム吸着材(吸着構造体、多孔質セラミックハニカム構造体、セラミックス構造体またはセラミックハニカム構造体などとも言う)を有する吸着モジュールの構造および多孔質セラミックハニカム吸着材の機能について説明する。
<海水淡水化システムの構成>
The configuration of the seawater desalination system, the water treatment method in the seawater desalination system, the RO membrane module filtration method, the porous ceramic honeycomb adsorbent (adsorption structure, porous ceramic honeycomb structure, ceramic structure or ceramic honeycomb) The structure of the adsorption module having a structure and the like and the function of the porous ceramic honeycomb adsorbent will be described.
<Configuration of seawater desalination system>

本実施例による海水淡水化システムの構成を図1を用いて説明する。図1は、本実施例による海水淡水化システムの構成の一例を示す概略図である。   The structure of the seawater desalination system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of a seawater desalination system according to the present embodiment.

図1に示すように、本実施例による海水淡水化システム1は、海水に含まれる塩分、有機物、微生物(菌類を含む)、ホウ素および固形浮遊物などを被分離物質として除去して淡水化する水処理システムであり、上流側から海水取水部10、前処理部20および脱塩部30の順に、主に3つの部分で構成される。   As shown in FIG. 1, the seawater desalination system 1 according to this embodiment removes salt, organic matter, microorganisms (including fungi), boron, solid suspended matters, and the like contained in seawater as substances to be separated for desalination. It is a water treatment system, and is mainly composed of three parts in the order of the seawater intake part 10, the pretreatment part 20, and the desalination part 30 from the upstream side.

海水取水部10は、取水管11、取水ポンプ12および原水タンク13で構成される。取水管11は、海中に設置されて原水となる海水を吸上げる構成のほか、沖まで伸ばして深層水を原水として吸上げる構成であってもよく、または海底に埋設して海底砂でろ過した後に原水となる海水を吸上げる構成であってもよい。取水ポンプ12は、陸上に設置される構成のほか、海中に設置される構成であってもよい。   The seawater intake unit 10 includes an intake pipe 11, an intake pump 12, and a raw water tank 13. The intake pipe 11 may be configured to be installed in the sea and suck up seawater as raw water, or may be configured to extend to the offshore and suck deep water as raw water, or buried in the seabed and filtered with seabed sand. The structure which sucks up the seawater used as raw water later may be sufficient. The intake pump 12 may be configured to be installed in the sea as well as configured to be installed on land.

また、取水管11内で微生物、藻類および貝類などの生物が増殖して取水管11が閉塞することを防止するため、これら生物の増殖を防止する薬品(例えば殺菌剤など)が取水管11内に注入される構成としてもよい。   Further, in order to prevent organisms such as microorganisms, algae and shellfish from growing in the intake pipe 11 and blocking the intake pipe 11, chemicals (for example, bactericides, etc.) that prevent the growth of these organisms are contained in the intake pipe 11. It is good also as a structure inject | poured into.

前処理部20は、例えば砂ろ過槽21、多孔質セラミックハニカム吸着材22、送水ポンプ22aおよびRO膜供給水タンク23で構成され、微生物の殺菌およびその他の懸濁成分を除去する前処理を行う。さらに、前処理部20には、複数種類の薬品を原水に注入する薬注システム24が備わっている。薬注システム24は、原水に注入する薬品の種類に応じて構成される。なお、懸濁成分は有機物である場合が多い。また、無機物を有している場合もある。   The pretreatment unit 20 includes, for example, a sand filtration tank 21, a porous ceramic honeycomb adsorbent 22, a water feed pump 22a, and an RO membrane supply water tank 23, and performs pretreatment for sterilizing microorganisms and removing other suspended components. . Furthermore, the pretreatment unit 20 includes a chemical injection system 24 that injects a plurality of types of chemicals into raw water. The medicinal injection system 24 is configured according to the type of chemical injected into the raw water. The suspended component is often an organic substance. Moreover, it may have an inorganic substance.

図1には、殺菌剤注入部24a、pH調整剤注入部24b、凝集剤注入部24cおよび中和還元剤注入部24dを示している。殺菌剤注入部24aは、微生物を殺菌する殺菌剤を注入する。pH調整剤注入部24bは、多価イオンによるスケールの発生防止および凝集効率の向上のためのpH調整剤を注入する。凝集剤注入部24cは、砂ろ過槽21で効率よく有機物を取り除くための凝集剤を注入する。中和還元剤注入部24dは、中和剤および還元剤を注入する。   FIG. 1 shows a bactericide injecting unit 24a, a pH adjusting agent injecting unit 24b, a flocculant injecting unit 24c, and a neutralizing / reducing agent injecting unit 24d. The sterilizing agent injection unit 24a injects a sterilizing agent that sterilizes microorganisms. The pH adjuster injection unit 24b injects a pH adjuster for preventing the generation of scale due to multivalent ions and improving the aggregation efficiency. The flocculant injection part 24c injects the flocculant for efficiently removing organic substances in the sand filtration tank 21. The neutralizing / reducing agent injection unit 24d injects a neutralizing agent and a reducing agent.

殺菌剤注入部24aからは微生物を殺菌する殺菌剤として、次亜塩素酸または塩素などが原水に注入される。殺菌剤注入部24aから注入される殺菌剤の間歇注入の間隔および濃度によって原水における微生物の死滅率または生存率が変化する。   From the sterilizing agent injecting section 24a, hypochlorous acid or chlorine is injected into the raw water as a sterilizing agent for sterilizing microorganisms. The killing rate or survival rate of microorganisms in the raw water varies depending on the interval and concentration of intermittent injection of the bactericide injected from the bactericide injection unit 24a.

なお、殺菌剤として注入される次亜塩素酸または塩素は、脱塩部30のRO膜モジュール32に備わるRO膜の機能を低下させるため、RO膜モジュール32へ送水される前に、原水を還元する構成が好ましい。そのため、殺菌剤の過剰な注入は回避されることが好ましく、殺菌剤注入部24aには殺菌剤の注入量を調節する調節バルブVL1が備わっている。   Hypochlorous acid or chlorine injected as a disinfectant reduces the function of the RO membrane provided in the RO membrane module 32 of the desalting unit 30, so that the raw water is reduced before being sent to the RO membrane module 32. The structure which does is preferable. For this reason, it is preferable to avoid excessive injection of the bactericidal agent, and the bactericidal agent injection portion 24a is provided with an adjustment valve VL1 for adjusting the injection amount of the bactericidal agent.

また、殺菌剤注入部24aから取水管11に殺菌剤を注入してもよい。この場合、取水管11に殺菌剤を注入する管路にも注入量を調節する調節バルブVL1を備えることが好ましい。   Moreover, you may inject | pour a disinfectant into the intake pipe 11 from the disinfectant injection | pouring part 24a. In this case, it is preferable that an adjustment valve VL1 for adjusting the injection amount is also provided in a pipe line for injecting the bactericide into the water intake pipe 11.

また、多価イオンによるスケールの発生を防止し、かつ、凝集効率を向上させるため、海水淡水化システム1で処理される原水は酸性(pH3〜5)に調整されることが好ましい。そこで、pH調整剤注入部24bから硫酸などのpH調整剤が原水に注入されて好適にpHが調整される。pH調整剤注入部24bにはpH調整剤の注入量を調節する調節バルブVL2が備わっている。   Moreover, in order to prevent generation | occurrence | production of the scale by a multivalent ion and to improve agglomeration efficiency, it is preferable that the raw | natural water processed with the seawater desalination system 1 is adjusted to acidity (pH 3-5). Therefore, a pH adjuster such as sulfuric acid is injected into the raw water from the pH adjuster injecting section 24b, and the pH is adjusted appropriately. The pH adjuster injection part 24b is provided with an adjustment valve VL2 for adjusting the injection amount of the pH adjuster.

また、凝集剤注入部24cからポリ塩化アルミニウムまたは塩化第2鉄などの凝集剤が原水に注入される。原水に含まれる有機物は凝集剤によって成長が促進されるため、凝集剤の注入によって0.1μm以上の大きさの有機物の微粒子を1μm以上の大きさの有機物のフロックに成長させる。これにより、砂ろ過槽21における有機物の除去効率が向上する。   Further, a coagulant such as polyaluminum chloride or ferric chloride is injected into the raw water from the coagulant injection part 24c. Since the organic matter contained in the raw water is promoted by the flocculant, the organic fine particles having a size of 0.1 μm or more are grown into organic flocs having a size of 1 μm or more by the injection of the flocculant. Thereby, the removal efficiency of the organic substance in the sand filtration tank 21 improves.

凝集剤の注入量が過少の場合は、フロックが好適に成長せず、有機物が砂ろ過槽21を通り抜ける場合がある。また、凝集剤の注入量が過剰の場合は、フロックの成長に使用されない余剰分が、脱塩部30のRO膜モジュール32に備わるRO膜に負荷を与える。従って、凝集剤注入部24cには凝集剤の注入量を調節する調節バルブVL3が備わっている。   When the amount of the flocculant injected is too small, flocs do not grow properly, and organic matter may pass through the sand filtration tank 21. Further, when the amount of the flocculant injected is excessive, surplus that is not used for floc growth gives a load to the RO membrane provided in the RO membrane module 32 of the desalting unit 30. Accordingly, the flocculant injection portion 24c is provided with an adjustment valve VL3 for adjusting the injection amount of the flocculant.

中和還元剤注入部24dからは、pH3〜5の酸性に調節された原水を中和するための中和剤、および主に殺菌剤を還元するための還元剤が原水に注入される。中和還元剤注入部24dには中和剤および還元剤の注入量を調節する調節バルブVL4が備わっている。   From the neutralizing / reducing agent injection unit 24d, a neutralizing agent for neutralizing the raw water adjusted to acidic pH 3-5 and a reducing agent for mainly reducing the bactericidal agent are injected into the raw water. The neutralizing / reducing agent injection part 24d is provided with an adjusting valve VL4 for adjusting the injection amounts of the neutralizing agent and the reducing agent.

以上のように、前処理部20における前処理工程では、殺菌剤の注入によって微生物を殺菌する工程と、凝集剤を注入して有機物のフロックを成長させ、砂ろ過槽21で有機物を除去する工程と、が行われる。   As described above, in the pretreatment process in the pretreatment unit 20, a process of sterilizing microorganisms by injecting a bactericide, a process of injecting a flocculant to grow organic flocs, and removing organic substances in the sand filtration tank 21. And done.

脱塩部30は、高圧ポンプ31、RO膜モジュール32および淡水タンク33で構成される主ラインLMと、RO膜モジュール32、エネルギ回収装置34および濃縮水タンク35で構成される副ラインLSとを備える。さらに、脱塩部30は、廃水タンク36と、測定部と、複数種類の薬液を原水に注入する薬注システム39とを備える。   The desalination unit 30 includes a main line LM composed of a high-pressure pump 31, an RO membrane module 32, and a fresh water tank 33, and a sub-line LS composed of an RO membrane module 32, an energy recovery device 34, and a concentrated water tank 35. Prepare. Further, the desalting unit 30 includes a waste water tank 36, a measuring unit, and a chemical injection system 39 for injecting a plurality of types of chemical solutions into the raw water.

RO膜モジュール32に備わるRO膜には半透膜が用いられている。半透膜は、半透膜と水分子との相互作用と、半透膜と被分離物質との相互作用との違いによって水分子のみを透過させる膜であり、酢酸セルロース系のものと芳香族ポリアミド系のものとがある。本実施例では、芳香族ポリアミド系の半透膜からなるRO膜を使用するが、酢酸セルロース系の半透膜からなるRO膜を使用してもよい。   A semipermeable membrane is used for the RO membrane provided in the RO membrane module 32. A semipermeable membrane is a membrane that allows only water molecules to permeate due to the difference between the interaction between the semipermeable membrane and water molecules and the interaction between the semipermeable membrane and the substance to be separated. Some are polyamide-based. In this embodiment, an RO membrane made of an aromatic polyamide-based semipermeable membrane is used, but an RO membrane made of a cellulose acetate-based semipermeable membrane may be used.

RO膜モジュール32の構成は限定されない。例えば厚さが数100μm程度の微孔多孔質支持体の表面に、厚さが0.1μm以下のポリアミド膜(例えば芳香族ポリアミド系の半透膜)を形成した複合膜をスパイラルと呼ばれる形状に折り畳んだエレメント、または中空糸状膜を束ねたエレメントによってRO膜モジュール32を構成することができる。この場合のエレメントは、直径が4インチ(約10cm)、8インチ(約20cm)、または16インチ(約40cm)で、長さが1m程度の円筒形のものが多く、このようなエレメントをベッセルという耐圧容器内に直列に並べたRO膜モジュール32が用いられる。   The configuration of the RO membrane module 32 is not limited. For example, a composite membrane in which a polyamide membrane (for example, an aromatic polyamide-based semipermeable membrane) having a thickness of 0.1 μm or less is formed on the surface of a microporous support having a thickness of about several hundreds μm in a shape called a spiral. The RO membrane module 32 can be configured by a folded element or an element in which hollow fiber membranes are bundled. In this case, the element has a diameter of 4 inches (about 10 cm), 8 inches (about 20 cm), or 16 inches (about 40 cm), and a cylindrical shape having a length of about 1 m is often used. The RO membrane module 32 arranged in series in the pressure vessel is used.

RO膜をスパイラル状に折り畳んだ形状のエレメントでは、RO膜同士の密着を防止するために、例えば膜間にポリエチレン製のスペーサが挟み込まれる。しかし、スペーサとRO膜との間隙は0.5μm程度と狭くなる。そこで、RO膜モジュール32の上流側には保安フィルタを取り付けてもよい。   In an element in which the RO membrane is folded in a spiral shape, for example, a polyethylene spacer is sandwiched between the membranes in order to prevent the RO membranes from sticking to each other. However, the gap between the spacer and the RO membrane is as narrow as about 0.5 μm. Therefore, a safety filter may be attached on the upstream side of the RO membrane module 32.

薬注システム39は、RO膜モジュール32の洗浄に用いる薬品の種類に応じて構成される。図1には、微生物の繁殖を抑制する制菌剤を注入する制菌剤注入部39a、スケールを除去するための酸注入部39bおよび有機物を除去するためのアルカリ注入部39cを示している。   The chemical injection system 39 is configured according to the type of chemical used for cleaning the RO membrane module 32. FIG. 1 shows an antibacterial agent injection part 39a for injecting an antibacterial agent that suppresses the growth of microorganisms, an acid injection part 39b for removing scales, and an alkali injection part 39c for removing organic substances.

制菌剤注入部39aからは微生物の繁殖を抑制する制菌剤として、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド(以下、DBNPAと言う)などが原水に注入される。制菌剤注入部39aから注入される制菌剤の間歇注入の間隔および濃度によって原水における微生物の死滅率または生存率が変化する。なお、制菌剤として注入されるDBNPAなどの過剰な注入は回避されることが好ましく、制菌剤注入部39aには制菌剤の注入量を調節する調節バルブVL5が備わっている。   2,2-Dibromo-3-nitrilopropionamide (hereinafter referred to as DBNPA) or the like is injected into the raw water as an antibacterial agent that suppresses the growth of microorganisms from the antibacterial agent injection unit 39a. The killing rate or survival rate of microorganisms in the raw water varies depending on the interval and concentration of intermittent injection of the antibacterial agent injected from the antibacterial agent injection unit 39a. It should be noted that excessive injection of DBNPA or the like injected as a bacteriostatic agent is preferably avoided, and the bactericidal agent injection part 39a is provided with a control valve VL5 for adjusting the injection amount of the bactericidal agent.

また、酸注入部39bからは発生したスケールを定期的に除去するため、硫酸などの酸が原水に注入される。酸注入部39bには酸の注入量を調節する調節バルブVL6が備わっている。   In addition, in order to periodically remove the generated scale from the acid injection part 39b, an acid such as sulfuric acid is injected into the raw water. The acid injection part 39b is provided with a control valve VL6 for adjusting the amount of acid injected.

また、アルカリ注入部39cからは苛性ソーダなどのアルカリが原水に注入される。アルカリ注入部39cにはアルカリの注入量を調節する調節バルブVL7が備わっている。
<海水淡水化システムにおける水処理方法>
Further, alkali such as caustic soda is injected into the raw water from the alkali injection part 39c. The alkali injection part 39c is provided with an adjustment valve VL7 for adjusting the injection amount of alkali.
<Water treatment method in seawater desalination system>

本実施例による海水淡水化システム1において、海水取水部10の取水ポンプ12によって取水管11を介して海から取水された原水は、原水タンク13に一時貯水され、原水に含まれる被分離物質の一部が沈殿除去された後に、前処理部20へ送られる。   In the seawater desalination system 1 according to the present embodiment, the raw water taken from the sea through the intake pipe 11 by the intake pump 12 of the seawater intake unit 10 is temporarily stored in the raw water tank 13, and the separated substances contained in the raw water After a part of the precipitate is removed, it is sent to the pretreatment unit 20.

前処理部20では、殺菌剤注入部24aからの殺菌剤注入と、pH調整剤注入部24bからのpH調整剤注入と、凝集剤注入部24cからの凝集剤注入とがなされた原水が、砂ろ過槽21に流れ込む。砂ろ過槽21では、主に凝集剤によって1μm以上の大きさに成長した有機物のフロックがろ過されて除去され、砂ろ過槽21を透過した原水は送水ポンプ22aによって多孔質セラミックハニカム吸着材22へ送られる。砂ろ過槽21を通過した原水には凝集剤によってフロックを形成できなかった有機物が溶解しているが、多孔質セラミックハニカム吸着材22の表面との相互作用により、吸着して原水から分離除去される。   In the pretreatment unit 20, the raw water subjected to the bactericide injection from the bactericide injection unit 24a, the pH adjustment agent injection from the pH adjustment agent injection unit 24b, and the flocculant injection from the flocculant injection unit 24c is sand. It flows into the filtration tank 21. In the sand filtration tank 21, organic flocs grown to a size of 1 μm or more are mainly filtered and removed by the flocculant, and the raw water that has passed through the sand filtration tank 21 is transferred to the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 by the water pump 22a. Sent. In the raw water that has passed through the sand filtration tank 21, organic substances that could not form flocs by the flocculant are dissolved, but are adsorbed and separated from the raw water by interaction with the surface of the porous ceramic honeycomb adsorbent 22. The

原水は、例えば送水ポンプ22aなどの加圧手段によって0.1〜0.5MPa程度まで加圧されて多孔質セラミックハニカム吸着材22へ送水される(圧送)。多孔質セラミックハニカム吸着材22へ送水される原水は、高圧であるほど多孔質セラミックハニカム吸着材22を透過する速度が高くなるが、被分離物質を原水から分離する性能(いわゆる分離性能)は低下する。   The raw water is pressurized to about 0.1 to 0.5 MPa by a pressurizing means such as a water pump 22a, and is fed to the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 (pressure feed). The raw water sent to the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 has a higher rate of permeation through the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 as the pressure increases, but the ability to separate the substance to be separated from the raw water (so-called separation performance) is reduced. To do.

多孔質セラミックハニカム吸着材22を透過した原水には、中和還元剤注入部24dから中和剤および還元剤が注入され、pH調整剤で酸性に調整されている原水が中和されるとともに、注入されている殺菌剤が還元される。そして、原水はRO膜供給水タンク23に貯水される。   The raw water that has passed through the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 is injected with a neutralizing agent and a reducing agent from the neutralizing / reducing agent injection part 24d, and the raw water adjusted to be acidic with a pH adjuster is neutralized, The injected germicide is reduced. The raw water is stored in the RO membrane supply water tank 23.

RO膜供給水タンク23に貯水された原水は、脱塩部30の高圧ポンプ31で加圧されてRO膜モジュール32へ送られ(圧送)、RO膜モジュール32でろ過される。そして、RO膜モジュール32に備わるRO膜を透過して懸濁成分が除去された原水は、淡水として淡水タンク33に貯水される。一方、RO膜モジュール32に備わるRO膜を透過しない原水は、高圧ポンプ31で加圧された状態で懸濁成分を含む濃縮水となって濃縮水タンク35に貯水される。   The raw water stored in the RO membrane supply water tank 23 is pressurized by the high-pressure pump 31 of the desalting unit 30, sent to the RO membrane module 32 (pressure feed), and filtered by the RO membrane module 32. The raw water that has passed through the RO membrane provided in the RO membrane module 32 and from which suspended components have been removed is stored in the fresh water tank 33 as fresh water. On the other hand, the raw water that does not pass through the RO membrane provided in the RO membrane module 32 becomes concentrated water containing suspended components in a state pressurized by the high-pressure pump 31 and is stored in the concentrated water tank 35.

なお、濃縮水タンク35に貯水された濃縮水を、例えば海に戻す排水系が備わる場合もある。この場合、排水系では、塩分濃度を低下させる処理、並びに塩分および化学薬品の原料となりうる物質を取り出す処理が行われる。   In some cases, a drainage system for returning the concentrated water stored in the concentrated water tank 35 to the sea, for example, may be provided. In this case, in the drainage system, a process of reducing the salinity concentration and a process of taking out a substance that can be a raw material for the salinity and chemicals are performed.

また、脱塩部30に備わるエネルギ回収装置34は、例えば濃縮水タンク35に貯水された高圧の濃縮水(高圧水)が排水されるときのエネルギで回転するタービンと、そのタービンの回転で発電する発電機とにより構成され、発電した電力は高圧ポンプ31などの駆動電力として利用することが可能である。
<RO膜モジュールのろ過方式>
In addition, the energy recovery device 34 provided in the desalinization unit 30 is, for example, a turbine that rotates with energy when high-pressure concentrated water (high-pressure water) stored in the concentrated water tank 35 is drained, and power is generated by the rotation of the turbine. The generated power can be used as drive power for the high-pressure pump 31 and the like.
<RO membrane module filtration method>

本実施例による海水淡水化システム1において、RO膜モジュール32には分離膜としてRO膜が備わっている。原水をRO膜でろ過するろ過方式には下記の2つの方式がある。   In the seawater desalination system 1 according to the present embodiment, the RO membrane module 32 includes an RO membrane as a separation membrane. There are the following two methods for filtering raw water with an RO membrane.

ろ過方式の1つは「全量ろ過方式」であり、原水の全量をRO膜に通す方式である。この方式では、RO膜を透過しない被分離物質はRO膜の膜面に堆積する。そして、被分離物質の堆積によってRO膜の微孔が閉塞するため、透過水量が運転時間とともに低下する現象、すなわちファウリングが発生する。   One of the filtration methods is a “total amount filtration method”, which is a method in which the entire amount of raw water is passed through the RO membrane. In this method, a substance to be separated that does not pass through the RO membrane is deposited on the membrane surface of the RO membrane. And since the micropores of the RO membrane are blocked by the deposition of substances to be separated, a phenomenon that the amount of permeated water decreases with operating time, that is, fouling occurs.

ろ過方式の他の1つは「クロスフローろ過方式」であり、RO膜の膜面に沿うように原水を流し、その一部がRO膜を透過する方式である。この方式では、RO膜を透過しない被分離物質は原水とともに排出されてRO膜の膜面に堆積しない。しかしながら、クロスフローろ過方式でも長時間の運転によって原水に含まれる被分離物質がRO膜に少しずつ吸着して微孔が閉塞し、RO膜の透過水量が次第に低下する現象、すなわちファウリングが発生する。本実施例では、クロスフローろ過方式としたが、全量ろ過方式としてもよい。   Another one of the filtration methods is a “cross flow filtration method”, which is a method in which raw water flows along the membrane surface of the RO membrane, and a part thereof passes through the RO membrane. In this method, the substance to be separated that does not pass through the RO membrane is discharged together with the raw water and is not deposited on the membrane surface of the RO membrane. However, even in the cross-flow filtration method, the substance to be separated contained in the raw water is gradually adsorbed on the RO membrane due to long-time operation, the micropores are blocked, and the amount of permeated water of the RO membrane gradually decreases, that is, fouling occurs. To do. In this embodiment, the cross-flow filtration method is used, but the whole-volume filtration method may be used.

RO膜に吸着する被分離物質としては、電解質がRO膜の膜面付近で高濃度となって析出するスケール、原水に含まれる微生物がRO膜の膜面で増殖するバイオファウリング、および原水に含まれる有機物が吸着する有機物ファウリングなどがある。   The substances to be separated adsorbed on the RO membrane include scales in which the electrolyte is deposited at a high concentration near the membrane surface of the RO membrane, biofouling in which microorganisms contained in the raw water grow on the membrane surface of the RO membrane, and raw water Organic matter fouling that adsorbs organic matter is included.

例えば電解質濃度が高くなって析出するスケールについては、スケール防止剤またはpH調整剤の注入により電解質濃度が高くなってもスケールが析出しにくい条件に調整すること、または定期的にRO膜の膜面に清浄水を流してせん断力で除去することによって対応することができる。   For example, with respect to the scale that deposits when the electrolyte concentration increases, the scale should not be deposited even when the electrolyte concentration increases by injection of a scale inhibitor or pH adjuster, or the RO membrane surface periodically It is possible to cope with this by flowing clean water through and removing with shearing force.

しかしながら、有機物ファウリングはせん断力で除去することができず、長時間の運転によって次第に蓄積する。例えば海水淡水化システム1の場合、前処理部20の構成および性能、海水の水質、並びに薬注システム24で注入される薬品の種類などによる変動はあるが、TOC(Total Organic Carbon:全有機炭素量)換算で、0.1〜10mg/L程度の有機物が、脱塩部30へ送られる原水に含まれる。   However, organic matter fouling cannot be removed by shearing force and gradually accumulates over a long period of operation. For example, in the case of the seawater desalination system 1, the TOC (Total Organic Carbon) varies depending on the configuration and performance of the pretreatment unit 20, the quality of seawater, and the type of chemicals injected by the chemical injection system 24. In terms of amount), about 0.1 to 10 mg / L of organic matter is contained in the raw water sent to the desalting unit 30.

また、有機物スケールがRO膜に吸着して蓄積すると、その有機物を培地として微生物が増殖し、バイオフィルムを形成してバイオファウリングの要因となる。   In addition, when the organic matter scale is adsorbed and accumulated on the RO membrane, microorganisms grow using the organic matter as a medium to form a biofilm, which causes biofouling.

海水淡水化システム1の場合、原水に含まれる微生物は、殺菌剤注入部24aから注入される殺菌剤によって死滅する。しかしながら、RO膜(特に、芳香族ポリアミド系のRO膜)は殺菌剤である次亜塩素酸または塩素とわずかずつ反応して分解し、劣化するため、殺菌剤が還元剤によって還元されて殺菌成分が含まれない状態の原水が脱塩部30に送水される。   In the case of the seawater desalination system 1, the microorganisms contained in the raw water are killed by the bactericide injected from the bactericide injection part 24a. However, RO membranes (especially aromatic polyamide-based RO membranes) decompose and degrade little by little with hypochlorous acid or chlorine, which is a bactericidal agent, so that the bactericidal agent is reduced by the reducing agent and the bactericidal component The raw water in a state not containing water is sent to the desalting unit 30.

脱塩部30を構成する配管などの部材は施工後に充分洗浄され、さらに、使用開始後も定期的に薬品によって洗浄されるが、配管などの部材から完全に微生物を排除することは不可能である。   The members such as pipes constituting the desalination unit 30 are sufficiently cleaned after construction, and further regularly cleaned with chemicals after the start of use, but it is impossible to completely eliminate microorganisms from the members such as pipes. is there.

また、殺菌剤注入部24aから注入される殺菌剤で殺菌しきれない微生物が脱塩部30に流れ込むこともあり、脱塩部30(より詳細には、RO膜供給水タンク23の下流)に微生物が存在する場合がある。そしてこの場合、脱塩部30に送水される原水には殺菌成分(殺菌力のある殺菌剤)が含まれていないため、脱塩部30に存在する微生物を除去できず、脱塩部30に存在する微生物によってバイオフィルムが形成される。   In addition, microorganisms that cannot be sterilized by the sterilizing agent injected from the sterilizing agent injecting unit 24a may flow into the desalting unit 30 and enter the desalting unit 30 (more specifically, downstream of the RO membrane supply water tank 23). Microorganisms may be present. In this case, since the raw water sent to the desalting unit 30 does not contain a bactericidal component (bactericidal agent having bactericidal power), microorganisms present in the desalting unit 30 cannot be removed, Biofilms are formed by the microorganisms present.

このように、RO膜モジュール32に、有機物ファウリングまたはバイオファウリングが発生すると、RO膜における原水のろ過能力が低下するため、RO膜の交換が必要になる。海水淡水化システム1においては、RO膜モジュール32のエレメントの洗浄またはRO膜モジュール32の交換となる。   As described above, when organic matter fouling or bio-fouling occurs in the RO membrane module 32, the filtering ability of the raw water in the RO membrane is reduced, so that the RO membrane needs to be replaced. In the seawater desalination system 1, the elements of the RO membrane module 32 are cleaned or the RO membrane module 32 is replaced.

このようなRO膜モジュール32のエレメントの洗浄時またはRO膜モジュール32の交換時には、海水淡水化システム1を長時間停止するため、海水淡水化システム1の稼動率が低下する。また、エレメントの部品代および交換の作業費用がランニングコストに加算されるため、海水淡水化システム1のランニングコストが上昇する。
従って、有機物を原水から可能な限り前処理部20において除去しておくことが望ましい。
<吸着モジュールの構造>
When the element of the RO membrane module 32 is washed or the RO membrane module 32 is replaced, the seawater desalination system 1 is stopped for a long time, so that the operating rate of the seawater desalination system 1 is lowered. In addition, since the component cost of the element and the replacement work cost are added to the running cost, the running cost of the seawater desalination system 1 increases.
Therefore, it is desirable to remove the organic matter from the raw water as much as possible in the pretreatment unit 20.
<Adsorption module structure>

本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の構造、および多孔質セラミックハニカム吸着材を有する吸着モジュールの構造を図2〜図4を用いて説明する。   The structure of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment and the structure of the adsorption module having the porous ceramic honeycomb adsorbent will be described with reference to FIGS.

図2は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材を有する吸着モジュールの一例を示す側面図である。   FIG. 2 is a side view showing an example of an adsorption module having a porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment.

図2に示すように、吸着モジュールMは、多孔質セラミックハニカム吸着材22、ハウジング(樹脂性収納容器)201およびフィルタ支持体202から構成され、多孔質セラミックハニカム吸着材22は、把持部材を介してハウジング201内のフィルタ支持体202によって収納されている。   As shown in FIG. 2, the adsorption module M is composed of a porous ceramic honeycomb adsorbent 22, a housing (resinous storage container) 201, and a filter support 202. The porous ceramic honeycomb adsorbent 22 is interposed via a gripping member. The filter support 202 in the housing 201 is housed.

フィルタ支持体202は、処理前の水が流入する一端と、処理後の水が流出する他端とに固定されている。フィルタ支持体202は、水が抵抗なく通過可能で、水を0.1MPaで透過させたときに、固定端の長軸方向の長さに対して、長軸の中央部での位置変化が5%以内となる強度を持つように、その素材、厚さおよび保持方法が設定される。また、フィルタ支持体202は、水への溶出物がない材質であれば良く、例えば樹脂系では、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートまたはポリスチレンなどからなるメッシュスペーサ、金属系では、ステンレスまたはチタンなどからなるメッシュまたはパンチングメタルなどを用いることができる。本実施例では、フィルタ支持体202として、例えば厚さが1mm程度のパンチングメタルを使用した。   The filter support 202 is fixed to one end into which water before treatment flows and the other end from which water after treatment flows out. The filter support 202 allows water to pass through without resistance, and when water is permeated at 0.1 MPa, the position change at the center of the long axis is 5 with respect to the length of the fixed end in the long axis direction. The material, the thickness, and the holding method are set so that the strength is within%. The filter support 202 may be made of any material that does not have an eluate into water. For example, a resin-based mesh spacer made of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, or the like, and a metal-based material made of stainless steel, titanium, or the like. A mesh or punching metal can be used. In this embodiment, a punching metal having a thickness of about 1 mm is used as the filter support 202, for example.

図3は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の一例を示す流入側の端面図であり、図3(a)および(b)はそれぞれ、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が四角形の場合の端面図および水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が三角形の場合の端面図である。水が流れる方向とは、多孔質セラミックハニカム吸着材の流入側である入口から出口へ向かう方向を指す。直交する方向とは、水が流れる方向に対して略直角に形成される角度を意味し、90度のみを指すものではない。ここで、端面とは、多孔質セラミックハニカム吸着材22のフィルタ支持体202との接触面を言い、処理水が流れる方向に対向して、処理前の水が流入する第1の面と、処理後の水が流出する第2の面とがある。なお、図3(a)には、断面が正方形の流路を示し、図3(b)には、断面が正三角形の流路を示しているが、これに限定されるものではない。例えば長方形または二等辺三角形などであってもよい。   FIG. 3 is an end view on the inflow side showing an example of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment. FIGS. 3 (a) and 3 (b) are flow paths in a direction orthogonal to the direction in which water flows. It is an end view when the cross section is a quadrangle, and an end view when the cross section of the flow path in the direction orthogonal to the direction in which water flows is a triangle. The direction in which water flows refers to the direction from the inlet to the outlet on the inflow side of the porous ceramic honeycomb adsorbent. The orthogonal direction means an angle formed substantially perpendicular to the direction in which water flows, and does not indicate only 90 degrees. Here, the end surface refers to a contact surface of the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 with the filter support 202, facing the direction in which the treated water flows, and a first surface into which the water before treatment flows, There is a second surface through which the subsequent water flows out. 3A shows a channel having a square cross section, and FIG. 3B shows a channel having a regular triangle cross section, but the present invention is not limited to this. For example, it may be a rectangle or an isosceles triangle.

図3(a)および(b)に示すように、多孔質セラミックハニカム吸着材22は、外周壁209と、外周壁209の内側に設けられた複数の流路212と、隣り合う流路212の間を隔てる隔壁210とを有している。隔壁210は、例えばセラミックからなる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 includes an outer peripheral wall 209, a plurality of channels 212 provided inside the outer peripheral wall 209, and an adjacent channel 212. And a partition wall 210 to be spaced apart from each other. The partition wall 210 is made of, for example, ceramic.

複数の流路212は、端面において互いに平行でない第1方向および第2方向に並んで配置されており、流入側の面から流出側の面まで貫通している貫通孔を、流入側の端面または流出側の端面を目封止することにより形成されている。具体的には、処理前の水の流入側が開口し、反対側の処理後の水の流出側が目封止部211によって目封止された第1の流路212aと、処理後の水の流出側が開口し、反対側の処理前の水の流入側が目封止部211によって目封止された第2の流路212bとを有する。第1の流路212aと第2の流路212bとは、第1方向および第2方向にそれぞれ交互に配置されている。流路212の径は、例えば0.5〜5mm程度である。   The plurality of flow paths 212 are arranged side by side in the first direction and the second direction that are not parallel to each other on the end surface, and the through holes penetrating from the inflow side surface to the outflow side surface are connected to the inflow side end surface or It is formed by plugging the end face on the outflow side. Specifically, the first flow path 212a in which the inflow side of water before treatment is opened and the outflow side of water after treatment on the opposite side is plugged by the plugging portion 211, and the outflow of water after treatment The second flow path 212b is opened on the side, and the inflow side of the water before treatment on the opposite side is plugged with the plugging portion 211. The first channel 212a and the second channel 212b are alternately arranged in the first direction and the second direction, respectively. The diameter of the channel 212 is, for example, about 0.5 to 5 mm.

また、外周壁209および隔壁210に形成される連通孔は、流路212の径よりも細い孔構造である平均細孔径(例えば20μm程度)で構成され、隣り合う流路212間(例えば第1の流路212aと第2の流路212bとの間)を連通する多数の連通孔(図示は省略)が形成されている。   In addition, the communication holes formed in the outer peripheral wall 209 and the partition wall 210 are configured with an average pore diameter (for example, about 20 μm) that is a hole structure thinner than the diameter of the flow path 212, and between the adjacent flow paths 212 (for example, the first channel A large number of communication holes (not shown) are formed to communicate between the second flow path 212a and the second flow path 212b.

図4は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の一例を示す水が流れる方向に沿った断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view along the direction in which water flows showing an example of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment.

図4に示すように、多孔質セラミックスハニカム吸着材22には、流入側が開口した第1の流路212aに処理前の水が流入する。第1の流路212aに流入した処理前の水は、隔壁210に形成された多数の連通孔を通じて、第1の流路212aと隣り合う第2の流路212bに流れる。隔壁210の表面または隔壁210に形成された連通孔の内面には吸着材料(図示は省略)が形成されており、水が隔壁210を通過するときに、吸着材料が水に含まれる有機物を吸着し、除去する。この後、第2の流路212bに流れ込んだ水は、第2の流路212bの開口した流出側から流出する。
<多孔質セラミックハニカム吸着材の機能>
As shown in FIG. 4, the pre-treatment water flows into the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 into the first flow path 212a having an open inflow side. The pre-treatment water that has flowed into the first flow path 212a flows through a large number of communication holes formed in the partition wall 210 to the second flow path 212b adjacent to the first flow path 212a. An adsorbing material (not shown) is formed on the surface of the partition wall 210 or on the inner surface of the communication hole formed in the partition wall 210, and when the water passes through the partition wall 210, the adsorbing material adsorbs organic substances contained in the water. And remove. Thereafter, the water that has flowed into the second flow path 212b flows out from the opened outflow side of the second flow path 212b.
<Function of porous ceramic honeycomb adsorbent>

本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材を用いた有機物の除去のメカニズムについて図5を用いて説明する。図5は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁の表面の一部を示す模式図である。   The mechanism of organic matter removal using the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view showing a part of the surface of the partition wall of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present example.

海水淡水化システムで淡水化する海水には、多種類の有機物が含まれており、数種類に特定できるものではない。有機物には、その分子構造の違いから、電気的に分極し、水、イオンまたは分極した固体表面との親和性の高いものと、電気的な分極が小さく、水、イオンまたは分極した固体表面との親和性の低いものとがある。さらに、電気的な分極については、正に帯電するものと負に帯電するものがある。また、海水淡水化に用いられるRO膜のうち、本実施例で使用する芳香族ポリアミド膜は、芳香環、カルボニル基、アミノ基などを含むことから、親水性領域(主に芳香環によって形成される領域)と疎水性領域(主にカルボニル基、アミノ基によって形成される領域)とが存在する。また、カルボニル基の分極に比べてアミノ基の分極が強いことから、水中の水素イオンを誘引して親水性領域の一部が正に帯電する。このため、芳香族ポリアミド膜に吸着して造水性能を阻害する物質は、中性または負に帯電する親水性有機物(中性親水性有機物または陰イオン性有機物)と、疎水性有機物となる。このようなRO膜に吸着しやすい物質を原水から除去するためには、中性または正に帯電する親水性領域と、疎水性領域とが必要である。   Seawater desalinated by the seawater desalination system contains many types of organic matter and cannot be specified in several types. Due to the difference in the molecular structure of organic matter, it is electrically polarized and has a high affinity with water, ions or polarized solid surfaces, and it has a small electrical polarization with water, ions or polarized solid surfaces. Some have low affinity. Furthermore, there are electrical polarizations that are positively charged and those that are negatively charged. Of the RO membranes used for seawater desalination, the aromatic polyamide membrane used in this example contains an aromatic ring, a carbonyl group, an amino group, and the like, so that it has a hydrophilic region (mainly formed by an aromatic ring. Regions) and hydrophobic regions (regions formed mainly by carbonyl groups and amino groups). Moreover, since the polarization of the amino group is stronger than that of the carbonyl group, a part of the hydrophilic region is positively charged by attracting hydrogen ions in water. For this reason, the substances that adsorb on the aromatic polyamide membrane and inhibit the water generation performance are neutral or negatively charged hydrophilic organic substances (neutral hydrophilic organic substances or anionic organic substances) and hydrophobic organic substances. In order to remove such substances that are easily adsorbed to the RO membrane from the raw water, a hydrophilic region that is neutrally or positively charged and a hydrophobic region are required.

ここで、疎水性および親水性について簡単に説明する。親水性とは、固体表面に純水を滴下した際に自発的に濡れ拡がることを意味し、疎水性とは、固体表面に純水を滴下した際に自発的に濡れ拡がらないことを意味する。本発明者らの検討の結果、液体の表面の接線と固体・液体界面とのなす角である接触角を用いると、接触角が40度以下の状態を親水性、接触角が40度を超える場合を疎水性と考えると、観察される現象をよく説明できることが明らかとなった。   Here, hydrophobicity and hydrophilicity will be briefly described. Hydrophilic means spontaneously spreading when pure water is dropped on the solid surface, and hydrophobic means not spontaneously spreading when pure water is dropped on the solid surface. To do. As a result of the study by the present inventors, when a contact angle formed by the tangent line of the liquid surface and the solid / liquid interface is used, the contact angle is 40 degrees or less in a hydrophilic state, and the contact angle exceeds 40 degrees. Considering the case as hydrophobic, it became clear that the observed phenomenon could be well explained.

図5に示すように、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材22の隔壁210の表面(連通孔の内面も含む)には、親水性領域と疎水性領域とが形成されている。隔壁210の表面および連通孔の内面の両方に親水性領域と疎水性領域を形成することが望ましい。両者に親水性領域と疎水性領域を形成することで吸着に寄与する面積が増加するからである。   As shown in FIG. 5, a hydrophilic region and a hydrophobic region are formed on the surface of the partition wall 210 (including the inner surface of the communication hole) of the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 according to the present embodiment. It is desirable to form a hydrophilic region and a hydrophobic region on both the surface of the partition wall 210 and the inner surface of the communication hole. This is because the area contributing to adsorption increases by forming a hydrophilic region and a hydrophobic region in both.

なお、隔壁210の表面とは、単に原水と隔壁210とが接触する物理的な境界面のみを意味するのではなく、多孔質セラミックハニカム吸着材上に層状に形成された親水性領域と疎水性領域の層構造を表面と定義する。また、親水性領域と疎水性領域を粒状に形成し、バインダに混ぜ込んだものを塗布したものも含む。すなわち厚みを有する塗布されたバインダ構造も隔壁210の表面と呼ぶ。
また、連通孔の内面も隔壁210の表面同様に厚みを有するものとする。
The surface of the partition wall 210 does not simply mean a physical boundary surface where the raw water and the partition wall 210 are in contact with each other, but a hydrophilic region formed in a layer on the porous ceramic honeycomb adsorbent and a hydrophobic property. The layer structure of the region is defined as the surface. Moreover, the thing which formed the hydrophilic area | region and the hydrophobic area | region in the shape of a particle | grain, and apply | coated what was mixed with the binder is also included. That is, a coated binder structure having a thickness is also referred to as the surface of the partition wall 210.
In addition, the inner surface of the communication hole has a thickness similar to the surface of the partition wall 210.

なお、隔壁210の表面および連通孔の内面に形成される親水性領域と疎水性領域は、いずれも必須構成ではなく、一方だけでも実施可能である。ただし、親水性領域と疎水性領域を形成することでより高い水処理能力となることは明らかである。   Note that the hydrophilic region and the hydrophobic region formed on the surface of the partition wall 210 and the inner surface of the communication hole are not essential, and only one of them can be implemented. However, it is clear that a higher water treatment capacity can be obtained by forming a hydrophilic region and a hydrophobic region.

また、原水に含まれる親水性有機物と疎水性有機物との比率に応じて親水性領域と疎水性領域との構成比率を変更すると水処理能力が向上する。例えば原水に含まれる親水性有機物:疎水性有機物が3:7程度の割合で存在する場合には、親水性領域:疎水性領域は7:3程度の比率で形成することが望ましい。また、親水性有機物:疎水性有機物が6:4程度の割合で存在する場合には、親水性領域:疎水性領域は4:6程度の比率で形成することが望ましい。   Moreover, water treatment capability will improve if the structural ratio of a hydrophilic region and a hydrophobic region is changed according to the ratio of the hydrophilic organic substance and hydrophobic organic substance which are contained in raw | natural water. For example, when the hydrophilic organic substance: hydrophobic organic substance contained in the raw water is present at a ratio of about 3: 7, it is desirable to form the hydrophilic area: hydrophobic area at a ratio of about 7: 3. Moreover, when hydrophilic organic substance: hydrophobic organic substance exists in the ratio of about 6: 4, it is desirable to form a hydrophilic area | region: hydrophobic area | region in the ratio of about 4: 6.

従って、原水に含まれる親水性有機物および疎水性有機物は、RO膜モジュール32(図1参照)に到達する前に、多孔質セラミックハニカム吸着材22によって効率的に除去されることになる。ここで、多孔質セラミックハニカム吸着材22の隔壁210の表面(連通孔の内面も含む)に形成される親水性領域は、中性または正に帯電することが望ましい。   Therefore, the hydrophilic organic substance and the hydrophobic organic substance contained in the raw water are efficiently removed by the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 before reaching the RO membrane module 32 (see FIG. 1). Here, it is desirable that the hydrophilic region formed on the surface of the partition wall 210 (including the inner surface of the communication hole) of the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 is neutrally or positively charged.

ここで、コーディエライトを用いて多孔質セラミックハニカム吸着材22を製作すると、ほぼ親水性領域のみからなる多孔質セラミックハニカム吸着材22が得られるが、アルミナを用いて多孔質セラミックハニカム吸着材22を製作すると、適度に親水性領域と疎水性領域が混在した表面が形成される。それらの比率は、多孔質セラミックハニカム吸着材22の製造条件によって一概には規定できない。従って、海水に含まれる有機物の捕捉性能も一概には規定できないが、例えば横浜港で採取した海水を空間速度120(1/h)で多孔質セラミックハニカム吸着材22に流通したところ、コーディエライト製では除去率が3〜7%であったのに対し、アルミナ製では除去率が10〜60%であった。   Here, when the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 is manufactured using cordierite, the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 having only a hydrophilic region is obtained. However, the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 is formed using alumina. Is produced, a surface where a moderately hydrophilic region and a hydrophobic region are mixed is formed. These ratios cannot be defined unconditionally depending on the manufacturing conditions of the porous ceramic honeycomb adsorbent 22. Therefore, although the trapping performance of organic substances contained in seawater cannot be defined in general, for example, when seawater collected at Yokohama Port is circulated through the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 at a space velocity of 120 (1 / h), cordierite. The product removal rate was 3-7%, while the product made of alumina was 10-60%.

さらに海水中の有機物の除去率を向上させたい場合には、次に記す方法により、親水性領域と疎水性領域を形成することができる。本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁の表面および連通孔の内面に形成される吸着材料の親水性領域および疎水性領域の形成方法について図6を用いて説明する。図6は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁の表面の一部を拡大して示す模式図であり、図6(a)、(b)および(c)はそれぞれ、疎水性粒子と親水性粒子とがバインダを用いて固定された吸着材料の模式図、疎水性粒子が親水性バインダを用いて固定された吸着材料の模式図、および親水性粒子が疎水性バインダを用いて固定された吸着材料の模式図である。
図6(a)に示す吸着材料の第1の形成方法を説明する。
Furthermore, when it is desired to improve the removal rate of organic substances in seawater, a hydrophilic region and a hydrophobic region can be formed by the method described below. A method for forming the hydrophilic region and the hydrophobic region of the adsorbent material formed on the surface of the partition wall and the inner surface of the communication hole of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic view showing a part of the surface of the partition wall of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment in an enlarged manner, and FIGS. 6 (a), (b) and (c) are respectively hydrophobic particles. Schematic diagram of adsorbent material in which hydrophobic particles are fixed using a binder, schematic diagram of adsorbent material in which hydrophobic particles are fixed using a hydrophilic binder, and hydrophilic particles fixed using a hydrophobic binder It is a schematic diagram of the made adsorption material.
A first forming method of the adsorbing material shown in FIG.

まず、多孔質セラミックハニカム吸着材を準備する。多孔質セラミックハニカム吸着材の細孔径は、特に限定されるものではないが、一般に細孔径が小さいほど単位体積あたりの表面積(比表面積)が大きくなり、吸着容量が大きくなることから、小さい細孔径ほど望ましい。一方、ハーゲンポアズイユの式より、細孔径が小さいほど透過抵抗が大きくなるため、多孔質セラミックハニカム吸着材に水を通過させるのに動力を要することになる。また、細孔径が小さいほど微細な懸濁成分により閉塞が起こりやすくなる。そのため、多孔質セラミックハニカム吸着材に最適な細孔径には下限値が存在することになる。本発明者らの検討では、隔壁210の厚さが0.5mmで平均細孔径が20μmのもの、隔壁210の厚さが1mmで平均細孔径が10μmのもの、隔壁210の厚さが1mmで平均細孔径が1μmのものなどを主に使用した。多孔質セラミックハニカム吸着材に空間速度120(1/h)で海水を通過させたときに発生する差圧を測定したところ、いずれの多孔質セラミックハニカム吸着材においても最大で4kPaであり、通常の送水ポンプの能力と比べて十分小さい。すなわち平均細孔径1μm以上であれば、多孔質セラミックハニカム吸着材として好適である。   First, a porous ceramic honeycomb adsorbent is prepared. The pore diameter of the porous ceramic honeycomb adsorbent is not particularly limited. Generally, the smaller the pore diameter, the larger the surface area (specific surface area) per unit volume and the larger the adsorption capacity. Desirable. On the other hand, according to the Hagen Poiseuille's equation, the smaller the pore diameter, the greater the permeation resistance. Therefore, power is required to pass water through the porous ceramic honeycomb adsorbent. Also, the smaller the pore diameter, the more likely the blockage occurs due to fine suspended components. For this reason, there is a lower limit for the optimum pore diameter for the porous ceramic honeycomb adsorbent. In the study by the present inventors, the thickness of the partition wall 210 is 0.5 mm and the average pore diameter is 20 μm, the thickness of the partition wall 210 is 1 mm and the average pore diameter is 10 μm, and the thickness of the partition wall 210 is 1 mm. Those having an average pore diameter of 1 μm were mainly used. When the differential pressure generated when seawater was passed through the porous ceramic honeycomb adsorbent at a space velocity of 120 (1 / h) was measured, the maximum was 4 kPa in any porous ceramic honeycomb adsorbent. Small enough compared to the capacity of the water pump. That is, an average pore diameter of 1 μm or more is suitable as a porous ceramic honeycomb adsorbent.

続いて、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210に形成された流路と他の流路とを連通させる連通孔の孔径(例えば20μm程度)より小さい粒子(例えば10nm程度)であって、親水性を有する親水性微粒子と、疎水性を有する疎水性微粒子とを、適切なバインダを用いて、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210の表面および連通孔の内面に固定する。上記適切なバインダとは、例えばアクリル系ポリマーまたはメチルセルロースなどである。複数の親水性微粒子および複数の疎水性微粒子からなる層が複数層堆積される。その後、多孔質セラミックハニカム吸着材を乾燥させることにより、また必要に応じて熱処理を行うことにより、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210の表面および連通孔の内面に、親水性領域および疎水性領域を有し、厚さが、例えば1μm程度の吸着材料が形成する。この場合、一定の厚みで塗布することができ、層構造をとりやすくなる。複数回塗布を繰り返し、このような層構造をとることによって、原水に接触する層が劣化した場合に、最表面の一層を剥がすことが容易となる。一層を剥がすことにより、劣化していない面が原水と接触することとなり、水処理システムの処理能力を回復させることができる。   Subsequently, particles (for example, about 10 nm) smaller than the pore diameter (for example, about 20 μm) of the communication hole for communicating the flow path formed in the partition wall 210 of the porous ceramic honeycomb adsorbent with other flow paths, and having hydrophilicity The hydrophilic fine particles having a hydrophobic property and the hydrophobic fine particles having a hydrophobic property are fixed to the surface of the partition wall 210 of the porous ceramic honeycomb adsorbent and the inner surface of the communication hole using an appropriate binder. The suitable binder is, for example, an acrylic polymer or methyl cellulose. A plurality of layers composed of a plurality of hydrophilic fine particles and a plurality of hydrophobic fine particles are deposited. Thereafter, by drying the porous ceramic honeycomb adsorbent and, if necessary, heat treatment, a hydrophilic region and a hydrophobic region are formed on the surface of the partition wall 210 and the inner surface of the communication hole of the porous ceramic honeycomb adsorbent. An adsorbing material having a thickness of, for example, about 1 μm is formed. In this case, it can apply | coat with fixed thickness and it becomes easy to take a layer structure. By repeating the application a plurality of times and adopting such a layer structure, when the layer in contact with the raw water deteriorates, it becomes easy to peel off the outermost layer. By removing one layer, the non-deteriorated surface comes into contact with the raw water, and the treatment capacity of the water treatment system can be recovered.

ここで、親水性微粒子としては、シリカ(二酸化ケイ素)、アルミナ(酸化アルミニウム)、チタニア(酸化チタン)、ジルコニア(酸化ジルコニウム)またはマグネシア(酸化マグネシウム)などがある。また、疎水性微粒子としては、シリコンカーバイド(炭化ケイ素)、グラファイト、ダイヤモンド、ポリスチレン、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィンなどがある。
図6(b)に示す吸着材料の第2の形成方法を説明する。
Here, examples of the hydrophilic fine particles include silica (silicon dioxide), alumina (aluminum oxide), titania (titanium oxide), zirconia (zirconium oxide), and magnesia (magnesium oxide). Examples of the hydrophobic fine particles include silicon carbide (silicon carbide), graphite, diamond, polystyrene, polyolefin such as polyethylene or polypropylene.
A second forming method of the adsorbing material shown in FIG.

まず、多孔質セラミックハニカム吸着材を準備する。続いて、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210に形成された流路と他の流路とを連通させる連通孔の孔径(例えば20μm程度)より小さい粒子(例えば10nm程度)であって、疎水性を有する疎水性微粒子を、親水性バインダを用いて、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210の表面および連通孔の内面に固定する。その後、多孔質セラミックハニカム吸着材を乾燥させることにより、また必要に応じて熱処理を行うことにより、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210の表面および連通孔の内面に、親水性領域および疎水性領域を有し、厚さが、例えば1μm程度の吸着材料を形成する。   First, a porous ceramic honeycomb adsorbent is prepared. Subsequently, particles (for example, about 10 nm) smaller than the diameter of the communication hole (for example, about 20 μm) that communicates the flow path formed in the partition wall 210 of the porous ceramic honeycomb adsorbent with other flow paths, and are hydrophobic Is fixed to the surface of the partition wall 210 of the porous ceramic honeycomb adsorbent and the inner surface of the communication hole using a hydrophilic binder. Thereafter, by drying the porous ceramic honeycomb adsorbent and, if necessary, heat treatment, a hydrophilic region and a hydrophobic region are formed on the surface of the partition wall 210 and the inner surface of the communication hole of the porous ceramic honeycomb adsorbent. An adsorbent material having a thickness of, for example, about 1 μm is formed.

ここで、疎水性微粒子には、前記第1の形成方法に例示した疎水性微粒子を用いることができ、親水性バインダには、アルミナゾルまたはシリカゾルなどの無機ゾル系バインダを用いることができる。
図6(c)に示す吸着材料の第3の形成方法を説明する。
Here, the hydrophobic fine particles exemplified in the first forming method can be used as the hydrophobic fine particles, and the inorganic sol binder such as alumina sol or silica sol can be used as the hydrophilic binder.
A third method for forming the adsorbent material shown in FIG.

まず、多孔質セラミックハニカム吸着材を準備する。続いて、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210に形成された流路と他の流路とを連通させる連通孔(例えば20μm程度)の孔径より小さい粒子(例えば10nm程度)であって、親水性を有する親水性微粒子を、疎水性バインダを用いて、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210の表面および連通孔の内面に固定する。その後、多孔質セラミックハニカム吸着材を乾燥させることにより、また必要に応じて熱処理を行うことにより、多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁210の表面および連通孔の内面に、親水性領域および疎水性領域を有し、厚さが、例えば1μm程度の吸着材料を形成する。   First, a porous ceramic honeycomb adsorbent is prepared. Subsequently, particles (for example, about 10 nm) smaller than the diameter of the communication hole (for example, about 20 μm) that communicates the flow path formed in the partition wall 210 of the porous ceramic honeycomb adsorbent with other flow paths, and are hydrophilic. Is fixed to the surface of the partition wall 210 of the porous ceramic honeycomb adsorbent and the inner surface of the communication hole using a hydrophobic binder. Thereafter, by drying the porous ceramic honeycomb adsorbent and, if necessary, heat treatment, a hydrophilic region and a hydrophobic region are formed on the surface of the partition wall 210 and the inner surface of the communication hole of the porous ceramic honeycomb adsorbent. An adsorbent material having a thickness of, for example, about 1 μm is formed.

ここで、親水性微粒子には、前記第1の形成方法に例示した親水性微粒子を用いることができ、疎水性バインダには、芳香族カルボン酸と芳香族アミンとの混合溶液などを用いることができる。   Here, the hydrophilic fine particles exemplified in the first forming method can be used as the hydrophilic fine particles, and a mixed solution of an aromatic carboxylic acid and an aromatic amine can be used as the hydrophobic binder. it can.

次に、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の吸着性能を回復するメカニズムについて図7を用いて説明する。図7は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁の表面の一部を拡大して示す模式図であり、(a)、(b)および(c)はそれぞれ、疎水性粒子と親水性粒子とがバインダを用いて固定された吸着材料の模式図、疎水性粒子が親水性バインダを用いて固定された吸着材料の模式図、および親水性粒子が疎水性バインダを用いて固定された吸着材料の模式図である。   Next, a mechanism for recovering the adsorption performance of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an enlarged schematic view showing a part of the surface of the partition wall of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present example. (A), (b) and (c) are respectively a hydrophobic particle and a hydrophilic particle. Schematic diagram of the adsorbent material fixed with the binder using a binder, Schematic diagram of the adsorbent material with the hydrophobic particle fixed using a hydrophilic binder, and the hydrophilic particle fixed using a hydrophobic binder It is a schematic diagram of adsorption material.

図7(a)に示すように、第1の形成方法によって形成された親水性領域および疎水性領域に対しては、それぞれを構成する粒子を溶解する溶液を用いて洗浄することにより、上層の粒子が溶解して下層の新たな粒子が表面に露出する。   As shown in FIG. 7A, the hydrophilic region and the hydrophobic region formed by the first forming method are washed with a solution that dissolves the particles constituting each of the upper region, The particles dissolve and new particles underneath are exposed on the surface.

図7(b)に示すように、第2の形成方法によって形成された親水性領域および疎水性領域に対しては、親水性バインダを溶解する溶液(例えばpH=10以上のアルカリ性溶液、水酸化ナトリウム水溶液など)を用いて洗浄することにより、親水性バインダの表層が溶解する。これに伴い、表層に含まれていた疎水性粒子が脱落して、下層の疎水性粒子が新たに表面に露出する。   As shown in FIG. 7B, for the hydrophilic region and the hydrophobic region formed by the second forming method, a solution for dissolving the hydrophilic binder (for example, an alkaline solution having a pH of 10 or more, hydroxylation) By washing with a sodium aqueous solution or the like, the surface layer of the hydrophilic binder is dissolved. Along with this, the hydrophobic particles contained in the surface layer fall off, and the lower hydrophobic particles are newly exposed on the surface.

図7(c)に示すように、第3の形成方法によって形成された親水性領域および疎水性領域に対しては、疎水性バインダを溶解する溶液(例えばpH=10以上のアルカリ性溶液、水酸化ナトリウム水溶液など)を用いて洗浄することにより、疎水性バインダの表層が溶解する。これに伴い、表層に含まれていた親水性粒子が脱落して、下層の親水性粒子が新たに表面に露出する。   As shown in FIG. 7C, for the hydrophilic region and the hydrophobic region formed by the third forming method, a solution for dissolving the hydrophobic binder (for example, an alkaline solution having a pH of 10 or more, hydroxylation) By washing with a sodium aqueous solution or the like, the surface layer of the hydrophobic binder is dissolved. Along with this, the hydrophilic particles contained in the surface layer fall off, and the hydrophilic particles in the lower layer are newly exposed on the surface.

次に、多孔質セラミックハニカム吸着材の交換について述べる。前記第1、第2および第3のいずれの形成方法でも、一度の洗浄処理により、例えば0.1〜100nm程度の表層が溶解するが、その溶解量はあらかじめ知ることができる。そこで、吸着材料の厚さと洗浄処理の回数から吸着材料の残りの厚さを算出して、吸着モジュールの交換のタイミングをはかることができる。これにより、吸着材料が全て除去される前に、吸着モジュールを交換することができる。   Next, replacement of the porous ceramic honeycomb adsorbent will be described. In any of the first, second, and third forming methods, a surface layer of, for example, about 0.1 to 100 nm is dissolved by a single cleaning process, and the amount of dissolution can be known in advance. Therefore, it is possible to calculate the remaining thickness of the adsorbing material from the thickness of the adsorbing material and the number of cleaning processes, and to determine the replacement timing of the adsorption module. As a result, the adsorption module can be replaced before all the adsorption material is removed.

水処理システムは計算部を備えており、この計算部による計算は、吸着モジュールの運用開始時の処理能力と測定時の処理能力とを比較し、運用開始時よりも処理能力が落ちていることを確認または判定するものである。すなわち吸着モジュールの使用時間を測定するものである。   The water treatment system has a calculation unit, and the calculation by this calculation unit compares the processing capacity at the start of operation of the adsorption module with the processing capacity at the time of measurement, and the processing capacity is lower than at the start of operation. Is confirmed or determined. That is, the usage time of the adsorption module is measured.

吸着モジュールの水処理性能が運用当初よりも落ちている場合に、例えば水処理システムに備えられた表示部に交換を行うように表示される。また、判定結果を水処理システムの管理者またはメンテナンスを行うサービスメーカーにメール等で連絡し、吸着モジュールの交換を行うように知らせてもよい。この場合は、水処理システム以外からも吸着モジュールの交換時期(交換を推奨する時期)を知ることができる。   When the water treatment performance of the adsorption module is lower than that at the beginning of operation, for example, it is displayed on the display unit provided in the water treatment system so as to be replaced. Further, the determination result may be notified by e-mail or the like to the administrator of the water treatment system or a service maker that performs maintenance, so that the adsorption module is replaced. In this case, it is possible to know the replacement time of the adsorption module (time when replacement is recommended) from other than the water treatment system.

また、吸着モジュールの交換のタイミングは、例えば水処理システムに備わる計算部によって管理されており、適切な交換時期を計算部からユーザーに通知してもよい。また、吸着モジュールの交換のタイミングは、例えば多孔質セラミックハニカム吸着材メーカーによって管理されており、適切な交換時期を多孔質セラミックハニカム吸着材メーカーからユーザーに通知してもよい。   Further, the replacement timing of the adsorption module is managed by, for example, a calculation unit provided in the water treatment system, and an appropriate replacement time may be notified to the user from the calculation unit. Moreover, the replacement timing of the adsorption module is managed by, for example, a porous ceramic honeycomb adsorbent manufacturer, and the user may be notified of an appropriate replacement timing from the porous ceramic honeycomb adsorbent manufacturer.

この交換時期の計算では、先に使用した吸着モジュールの運用開始から交換するまでの時間、すなわち使用時間を記憶する。また、現在使用されている吸着モジュールの運用時間を測定し、先に使用した吸着モジュールの交換時期との差を判定し、交換までの推奨時間を計算し、そして、適切な水処理性能が得られる状態の耐用期間の残り時間を通知してもよい。適切な水処理性能は使用する水処理システムによって適宜設定するものである。また、吸着モジュールの交換期間を測定し記憶することにより、その水処理システムに対応する交換頻度を求め、通知してもよい。この場合は、水処理システムで処理する被処理水と吸着モジュールの耐久性能との関係から吸着モジュールそのものの性能低下のみならず被処理水との関係からより適した交換の時期を提案することができる。   In the calculation of the replacement time, the time from the start of operation of the previously used adsorption module to the replacement, that is, the usage time is stored. Also, measure the operation time of the adsorption module currently in use, determine the difference from the replacement time of the adsorption module used earlier, calculate the recommended time until replacement, and obtain appropriate water treatment performance. You may notify the remaining time of the useful life of the state to be prepared. Appropriate water treatment performance is appropriately set depending on the water treatment system used. Moreover, you may obtain | require and notify the replacement frequency corresponding to the water treatment system by measuring and memorize | storing the replacement | exchange period of an adsorption | suction module. In this case, it is possible to propose a more suitable replacement time based not only on the performance deterioration of the adsorption module itself but also on the relationship with the treated water from the relationship between the treated water to be treated by the water treatment system and the durability performance of the adsorption module. it can.

これらの通知方法は、その他、先に述べたユーザー、システム管理者またはメールによる通知方法を用いてもよい。この場合は、吸着モジュールの処理能力が低下する前に事前に交換時期を知らせることができる。そのため、他の構成のメンテナンスと併せて水処理システム全体のメンテナンス計画を立てることに役立てられる。   In addition to these notification methods, the above-described notification method by a user, a system administrator, or mail may be used. In this case, the replacement time can be notified in advance before the processing capacity of the adsorption module decreases. Therefore, it is useful for making a maintenance plan for the entire water treatment system together with maintenance of other configurations.

また、通知方法は複数備えてもよく、例えば水処理システムの管理者等に知らせるだけでなく、吸着モジュールを販売または供給するメーカーに併せて知らせることで、吸着モジュールの交換時期をそれぞれに事前に知らせることができる。この場合は、水処理システムのユーザーが、処理能力が低下した吸着モジュールの交換を望む際に前記メーカーは既に水処理システムに対応する交換用の吸着モジュールを事前に準備することができる。   Also, a plurality of notification methods may be provided, for example, not only informing the manager of the water treatment system, but also informing the manufacturer of selling or supplying the adsorption module in advance so that the time for replacing the adsorption module can be determined in advance. I can inform you. In this case, when the user of the water treatment system desires to replace the adsorption module having a reduced processing capacity, the manufacturer can prepare an adsorption module for replacement corresponding to the water treatment system in advance.

これらの通知方法は他の実施例でも同様に適用可能であり、水処理システムの効率的な運用を考慮すると実施することが望ましい。
なお、これらの通知方法は必須構成ではなく、水処理システムの実施形態の一例である。
These notification methods can be similarly applied to other embodiments, and it is desirable to implement them in consideration of efficient operation of the water treatment system.
In addition, these notification methods are not essential components, but are an example of an embodiment of a water treatment system.

また、先に述べた通知においては、吸着モジュールの交換だけでなく、洗浄によって吸着モジュールの性能を回復させることができる場合には、洗浄頻度として洗浄する時期(洗浄を推奨する時期)を通知してもよい。この場合は、吸着モジュールを洗浄することによって長時間利用することを実現できる。   In addition, in the above-mentioned notification, when the performance of the adsorption module can be recovered not only by replacing the adsorption module but also by cleaning, the cleaning time (time when cleaning is recommended) is notified. May be. In this case, it can be used for a long time by washing the adsorption module.

また、洗浄頻度と交換頻度とを併せて通知してもよく、この場合は、洗浄による吸着モジュールの長寿命化、交換時期の適切な提案、およびメンテナンス計画の立案に貢献できる。他にも、全体として水処理システムの水処理性能の低減を防止することができる。   Further, the cleaning frequency and the replacement frequency may be notified together, and in this case, it is possible to contribute to the extension of the life of the adsorption module by the cleaning, the appropriate proposal of the replacement time, and the preparation of the maintenance plan. In addition, it is possible to prevent a reduction in water treatment performance of the water treatment system as a whole.

また、吸着モジュールに形成されている親水性領域または疎水性領域の厚さの情報と、吸着モジュールの洗浄処理により親水性領域または疎水性領域の厚さの減少した量の情報と、減少した後の吸着モジュールの厚みの情報と、吸着モジュールの洗浄頻度または交換頻度の情報と、を測定してもよい。また、測定された各情報を参考として予測した情報を算出してもよい。   In addition, information on the thickness of the hydrophilic region or hydrophobic region formed in the adsorption module, information on the amount of decrease in the thickness of the hydrophilic region or hydrophobic region due to the cleaning process of the adsorption module, and after the reduction The information on the thickness of the adsorption module and the information on the cleaning frequency or replacement frequency of the adsorption module may be measured. Moreover, you may calculate the information estimated with reference to each measured information.

これらの情報のうち少なくとも1つを用いて吸着モジュールの交換頻度または洗浄頻度を算出し、ユーザーに通知することもできる。さらに、測定された各情報を参考として統計的または経験的に交換頻度等を求めることもできる。   It is also possible to calculate the replacement frequency or cleaning frequency of the adsorption module using at least one of these pieces of information and notify the user. Furthermore, the exchange frequency or the like can be obtained statistically or empirically with reference to each measured information.

前記図2に示す吸着モジュールMは、必要に応じて並列および直列に配列することができ、各吸着モジュールMの入口および出口にはバルブが設けてある(図示は省略)。また、各吸着モジュールMの入口または出口には圧力開放口が設けてある(図示は省略)。吸着モジュールMの交換の際には、交換する吸着モジュールMの入口および出口のバルブを閉状態とした後、圧力開放口を開放してハウジング201の圧力を開放し、ハウジング201から多孔質セラミックハニカム吸着材22を取り出す。この後、新しい多孔質セラミックハニカム吸着材22をハウジング201に装填し、ハウジング201を組み立て、吸着モジュールMの圧力開放口を閉じたのち、吸着モジュールMの出口側バルブおよび入口側バルブを開けて通水を開始する。   The adsorption modules M shown in FIG. 2 can be arranged in parallel and in series as necessary, and valves are provided at the inlet and outlet of each adsorption module M (not shown). Further, a pressure release port is provided at the inlet or outlet of each adsorption module M (not shown). When replacing the adsorption module M, the inlet and outlet valves of the adsorption module M to be replaced are closed, then the pressure release port is opened to release the pressure of the housing 201, and the porous ceramic honeycomb is removed from the housing 201. The adsorbent 22 is taken out. Thereafter, a new porous ceramic honeycomb adsorbent 22 is loaded into the housing 201, the housing 201 is assembled, the pressure release port of the adsorption module M is closed, and then the outlet side valve and the inlet side valve of the adsorption module M are opened. Start water.

このように、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材は、適切な洗浄処理を施すことによって、長期間にわたって透過性能を維持することが可能である。   Thus, the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present example can maintain the permeation performance over a long period of time by performing an appropriate cleaning process.

なお、第1、第2および第3の形成方法のいずれにおいても、前述した処理により新たな親水性領域または疎水性領域を形成した後、すぐに多孔質セラミックハニカム吸着材を海水淡水化処理に使用することも可能である。しかし、前述した処理により新たな親水性領域または疎水性領域を形成した後、さらに、その表層の洗浄を行い、その後、多孔質セラミックハニカム吸着材を海水淡水化処理に使用することが望ましい。これは、前述した処理により新たな親水性領域または疎水性領域を形成した直後は、親水性領域および疎水性領域の微粒子表面をバインダが覆っていることが多く、目的の比率の親水性領域および疎水性領域が形成されていない場合があるためである。   In any of the first, second, and third forming methods, the porous ceramic honeycomb adsorbent is immediately subjected to seawater desalination treatment after forming a new hydrophilic region or hydrophobic region by the above-described treatment. It is also possible to use it. However, after forming a new hydrophilic region or hydrophobic region by the above-described treatment, it is desirable to further wash the surface layer and then use the porous ceramic honeycomb adsorbent for seawater desalination treatment. This is because immediately after the formation of a new hydrophilic region or hydrophobic region by the treatment described above, the binder often covers the surface of the fine particles of the hydrophilic region and the hydrophobic region, This is because the hydrophobic region may not be formed.

次に、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の隔壁および流路の設計について図8および図9を用いて説明する。図8は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材の流路の一部を拡大して示す断面図であり、(a)および(b)はそれぞれ、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が四角形の場合の断面図、および水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が三角形の場合の断面図である。図9は、本実施例による多孔質セラミックハニカム吸着材における水の通過時間係数と、流路の幅に対する隔壁の厚さの比との関係を説明するグラフ図であり、(a)および(b)はそれぞれ、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が四角形の場合のグラフ図、水が流れる方向と直交する方向の流路の断面が三角形の場合のグラフ図である。   Next, the design of the partition walls and flow paths of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the flow path of the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment, in which (a) and (b) are flows in a direction perpendicular to the direction in which water flows. It is sectional drawing in case the cross section of a path is a rectangle, and sectional drawing in case the cross section of the flow path of the direction orthogonal to the direction through which water flows is a triangle. FIG. 9 is a graph for explaining the relationship between the water passage time coefficient and the ratio of the partition wall thickness to the flow path width in the porous ceramic honeycomb adsorbent according to the present embodiment. ) Are graphs in the case where the cross section of the flow path in the direction orthogonal to the direction in which water flows is a quadrangle, and the graph in the case where the cross section of the flow path in the direction orthogonal to the direction in which water flows is triangular.

図8(a)および(b)に示す隔壁210および流路212の寸法は、隣り合う流路212の間の隔壁210を水が通過する時間を決定する因子となる。   The dimensions of the partition 210 and the channel 212 shown in FIGS. 8A and 8B are factors that determine the time for water to pass through the partition 210 between the adjacent channels 212.

図8(a)に示す流路212の断面が四角形の場合は、隔壁210の厚さをd、流路212の幅をl、流路212の長さをL、多孔質セラミックハニカム吸着材の端面の面積をA、全流量をQとすると、隔壁210を水が通過する時間tは、次のように表される。ここでは、断面が正方形の流路212を例示する。   When the cross section of the flow channel 212 shown in FIG. 8A is a square, the thickness of the partition wall 210 is d, the width of the flow channel 212 is l, the length of the flow channel 212 is L, and the porous ceramic honeycomb adsorbent is made of When the area of the end face is A and the total flow rate is Q, the time t for water to pass through the partition wall 210 is expressed as follows. Here, the channel 212 having a square cross section is illustrated.

Figure 0006164366
Figure 0006164366

ここで、通過時間tを(端面の面積A×流路長さL/全流量Q)で除したものを通過時間係数と定義し、図9(a)に図示する。隔壁210の厚さdと流路212の幅lとが等しいときに、最大の通過時間係数が得られる。通過時間係数が最大ということは、吸着材料との相互作用が許される時間が最大であることを示しており、水の流量が同一であってもより多い吸着量が得られることを示す。本発明者らの検討によれば、通過時間係数≧0.3のときに良好な吸着性能が得られ、通過時間係数≧0.3を実現する条件は図9(a)よりd/l≧0.23である。   Here, a value obtained by dividing the passage time t by (the end face area A × the flow path length L / the total flow rate Q) is defined as a passage time coefficient, and is illustrated in FIG. When the thickness d of the partition wall 210 and the width l of the channel 212 are equal, the maximum transit time coefficient is obtained. The maximum passage time coefficient indicates that the time allowed for interaction with the adsorbing material is the maximum, and that a larger amount of adsorption can be obtained even when the water flow rate is the same. According to the study by the present inventors, good adsorption performance is obtained when the passage time coefficient ≧ 0.3, and the condition for realizing the passage time coefficient ≧ 0.3 is d / l ≧ from FIG. 0.23.

また、図8(b)に示す流路212の断面が三角形の場合は、隔壁210の厚さをd、流路212の幅(三角形の底辺からの高さ)をlとすると、隔壁210を水が通過する時間tは、次のように表される。ここでは、断面が正三角形の流路212を例示する。   8B, when the cross section of the channel 212 is a triangle, the partition 210 is defined as d, where the thickness of the partition 210 is d and the width of the channel 212 (height from the bottom of the triangle) is l. The time t during which water passes is expressed as follows. Here, the flow path 212 whose cross section is an equilateral triangle is illustrated.

Figure 0006164366
Figure 0006164366

ここで同様に、通過時間tを(端面の面積A×流路長さL/全流量Q)で除したものを通過時間係数と定義し、図9(b)に図示する。流路212の幅lと隔壁210の厚さdとの比l/dが2/3(約0.67)のときに、最大の通過時間係数が得られる。通過時間係数が最大ということは、吸着材料との相互作用が許される時間が最大であることを示しており、水の流量が同一であってもより多い吸着量が得られることを示す。本発明者らの検討によれば、通過時間係数≧0.3のときに良好な吸着性能が得られ、通過時間係数≧0.3を実現する条件は図9(b)よりd/l≧0.06である。   Similarly, a value obtained by dividing the passage time t by (the end face area A × the flow path length L / the total flow rate Q) is defined as a passage time coefficient and is shown in FIG. 9B. When the ratio 1 / d between the width l of the channel 212 and the thickness d of the partition wall 210 is 2/3 (about 0.67), the maximum transit time coefficient is obtained. The maximum passage time coefficient indicates that the time allowed for interaction with the adsorbing material is the maximum, and that a larger amount of adsorption can be obtained even when the water flow rate is the same. According to the study by the present inventors, good adsorption performance is obtained when the passage time coefficient ≧ 0.3, and the condition for realizing the passage time coefficient ≧ 0.3 is d / l ≧ 3 from FIG. 0.06.

またここで、本実施例における隔壁の気孔率および平均細孔径について説明する。隔壁の気孔率および平均細孔径は、マイクロメリティクス社製の水銀圧入式ポロシメータを用いて測定した。平均細孔径とは連通孔の孔径を意味する。   Here, the porosity and average pore diameter of the partition walls in this example will be described. The porosity and average pore diameter of the partition walls were measured using a mercury intrusion porosimeter manufactured by Micromeritics. An average pore diameter means the hole diameter of a communicating hole.

水銀圧入式ポロシメータは、真空状態にした隔壁試料中に水銀を圧入し、圧入圧力と隔壁試料の細孔内に圧入された水銀の容積との関係を求めることにより、細孔径と細孔容積の関係(細孔径分布)を求める方法である。気孔率Pは、全細孔容積Vと隔壁材料の真比重ρとから、以下の式を用いて計算した。
P={V/(V+1/ρ)}×100
隔壁がコーディエライトの場合は、ρ=2.52g/cmとなる。
Mercury intrusion porosimeters inject mercury into a vacuum septum sample and determine the relationship between the indentation pressure and the volume of mercury injected into the pores of the septum sample. This is a method for obtaining the relationship (pore size distribution). The porosity P was calculated from the total pore volume V and the true specific gravity ρ of the partition wall material using the following formula.
P = {V / (V + 1 / ρ)} × 100
When the partition wall is cordierite, ρ = 2.52 g / cm 3 .

平均細孔径は、細孔径分布において全細孔容積の50%に相当する細孔直径であり、メディアン細孔径と表記してもよい。   The average pore diameter is a pore diameter corresponding to 50% of the total pore volume in the pore diameter distribution, and may be expressed as a median pore diameter.

次に、本実施例における他の吸着部材の構造を、図10を用いて説明する。本実施例による他の吸着部材22xを有する吸着モジュールの一例を示す側面図は、図2と同様であるので、説明は省略する。   Next, the structure of another adsorbing member in the present embodiment will be described with reference to FIG. A side view showing an example of a suction module having another suction member 22x according to the present embodiment is the same as that shown in FIG.

図10(a)および(b)はそれぞれ、本実施例による吸着部材の一例を示す流入側の端面図および側面図である。ここで端面とは、図2に示す多孔質セラミックハニカム吸着材22を、吸着部材22xに置き換えた際に、図2に示すフィルタ支持体202との接触面を言い、処理水が流れる方向に対向して、処理前の水が流入する第1の面と、処理後の水が流出する第2の面とがある。   FIGS. 10A and 10B are respectively an end view and a side view on the inflow side showing an example of the adsorbing member according to the present embodiment. Here, the end face refers to the contact surface with the filter support 202 shown in FIG. 2 when the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 shown in FIG. 2 is replaced with the adsorbing member 22x, and is opposed to the direction in which the treated water flows. Thus, there are a first surface into which water before treatment flows and a second surface from which water after treatment flows out.

図10(a)および(b)に示すように、吸着部材22xは、粒子501が外周壁209内部に充填された構造を有している。   As shown in FIGS. 10A and 10B, the adsorbing member 22 x has a structure in which the particles 501 are filled in the outer peripheral wall 209.

粒子501は、例えばセラミックからなり、その表面が吸着部を構成する。粒子501はまた、例えば図10(c)に示すように、親水性表面を有する粒子511と、疎水性表面を有する粒子512からなる構成を用いるとなお吸着性が向上する。ここで、本実施例での吸着部とはセラミック表面に設けられた親水性表面を有する粒子511または疎水性表面を有する粒子512とを有する部分である。粒子501の径は、例えば10μm〜5mm程度である。粒径は同一である必要もなく、粒子間でばらつきを持っている。流路となる、粒子501間の空隙502を確保することを考慮するとできるだけ近い値の粒径であることが望ましい。   The particles 501 are made of ceramic, for example, and the surface thereof constitutes an adsorbing part. For example, as shown in FIG. 10C, the particles 501 can be further improved in adsorbability by using a configuration including particles 511 having a hydrophilic surface and particles 512 having a hydrophobic surface. Here, the adsorption part in this embodiment is a part having particles 511 having a hydrophilic surface or particles 512 having a hydrophobic surface provided on the ceramic surface. The diameter of the particles 501 is, for example, about 10 μm to 5 mm. The particle size does not need to be the same, and varies among particles. In consideration of securing the gap 502 between the particles 501 which becomes a flow path, it is desirable that the particle size is as close as possible.

この親水性表面を有する粒子511は親水性物質を吸着しやすいものであり、すなわち、親水性物質を吸着する部材である。また、疎水性表面を有する粒子512は疎水性物質を吸着しやすい部材、すなわち、疎水性物質を吸着する部材である。なお、親水性表面を有する粒子511であっても、疎水性物質の一部は吸着することができる部材である。また、疎水性表面を有する粒子512であっても、親水性物質の一部を吸着することができる部材である。   The particles 511 having a hydrophilic surface are easy to adsorb a hydrophilic substance, that is, a member that adsorbs a hydrophilic substance. The particle 512 having a hydrophobic surface is a member that easily adsorbs a hydrophobic substance, that is, a member that adsorbs a hydrophobic substance. In addition, even if it is the particle | grains 511 which have a hydrophilic surface, a part of hydrophobic substance is a member which can adsorb | suck. Further, even a particle 512 having a hydrophobic surface is a member that can adsorb a part of a hydrophilic substance.

図10(d)は、本実施例による他の吸着部材の一例を示す水が流れる方向に沿った断面図である。ここでは、異なる粒径の球で構成された例を示している。   FIG.10 (d) is sectional drawing along the direction through which the water flows which shows an example of the other adsorption member by a present Example. Here, an example in which spheres having different particle diameters are configured is shown.

処理される水は、吸着部材22xの、粒子501間に存在する空隙502を流路として通過する。   The water to be treated passes through the void 502 existing between the particles 501 of the adsorbing member 22x as a flow path.

ここで、図10(a)〜(c)には、粒子501の形状は球状として説明されているが、これに限定されるものではなく、例えば略回転楕円体(ラグビーボール状)、略直方体、略立方体、略三角錐などであってもよく、また金平糖のような突起を有する形状であってもよい。粒子501はまた、前記した例えば10μm〜5mm程度の粒子の表面に、例えば大きさ数10nmの粒子を結合させた形状であってもよい。このとき、結合させる例えば大きさ数10nmの粒子として、図5〜図7に示すような親水性粒子や疎水性粒子を用いてもよい。   Here, in FIGS. 10A to 10C, the shape of the particle 501 is described as a spherical shape. However, the shape is not limited to this, and for example, a substantially spheroid (rugby ball shape) or a substantially rectangular parallelepiped. The shape may be a substantially cubic shape, a substantially triangular pyramid shape, or a shape having protrusions such as confetti. The particle 501 may have a shape in which, for example, a particle having a size of several tens of nanometers is bonded to the surface of the particle having a size of, for example, about 10 μm to 5 mm. At this time, for example, hydrophilic particles or hydrophobic particles as shown in FIGS. 5 to 7 may be used as the particles having a size of several tens of nanometers.

次に、本発明の他の実施例として吸着部材の構造を、図11を用いて説明する。特に中空糸構造の部材を用いた例について説明する。   Next, as another embodiment of the present invention, the structure of the suction member will be described with reference to FIG. In particular, an example using a member having a hollow fiber structure will be described.

図11(a)および(b)はそれぞれ、本実施例による吸着部材の一例を示す流入側の端面図および中空糸の方向に切断した断面図である。   FIGS. 11A and 11B are an end view on the inflow side showing an example of the adsorbing member according to this embodiment and a cross-sectional view cut in the direction of the hollow fiber.

ここで端面とは、図2に示す多孔質セラミックハニカム吸着材22を、吸着材22yに置き換えた際に、図12に示すフィルタ支持体202a,202bとの接触面を言い、処理水が流れる方向に対向して、処理前の水が流入する第1の面と、処理後の水が流出する第2の面とがある。   Here, the end face refers to a contact surface with the filter supports 202a and 202b shown in FIG. 12 when the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 shown in FIG. 2 is replaced with the adsorbent 22y, and the direction in which the treated water flows. There are a first surface through which water before treatment flows and a second surface through which water after treatment flows out.

図11(a)および(b)に示すように、吸着部材22yは、複数の中空糸601が並んで配置され、固定部602によって互いの間に形成される空隙が封止された構造を有している。   As shown in FIGS. 11A and 11B, the adsorbing member 22y has a structure in which a plurality of hollow fibers 601 are arranged side by side and a gap formed between them is sealed by a fixing portion 602. doing.

固定部602は、中空糸の第一の端部近傍を固定し、中空部603を封止しない第一の固定部602aと、第二の端部を固定し、中空部603を封止する第二の固定部602bの、少なくとも2つからなる。   The fixing part 602 fixes the vicinity of the first end of the hollow fiber, the first fixing part 602 a that does not seal the hollow part 603, and the second fixing part that fixes the second end part and seals the hollow part 603. It consists of at least two of the two fixed parts 602b.

中空糸601の中空部603と外部604を隔離する隔壁605には、中空部603と外部604を連通する多数の連通孔が形成されている。隔壁605に形成される連通孔は、中空部603の径よりも細い孔構造である平均細孔径(例えば1μm程度)で構成される。中空糸601は、例えばセラミックからなる。つまり、部材がセラミックで構成されるものであっても本願発明においては、この構造であれば中空糸と呼ぶ。   In the partition wall 605 that separates the hollow portion 603 and the outside 604 of the hollow fiber 601, a large number of communication holes that communicate the hollow portion 603 and the outside 604 are formed. The communication hole formed in the partition wall 605 has an average pore diameter (for example, about 1 μm) that is a pore structure smaller than the diameter of the hollow portion 603. The hollow fiber 601 is made of, for example, ceramic. That is, even if the member is made of ceramic, in the present invention, this structure is called a hollow fiber.

吸着部材22yはまた、例えば親水性物質を吸着する表面を有する中空糸611と、疎水性物質を吸着する表面を有する中空糸612を組み合わせてなる。中空糸601の径は、例えば1〜5mm程度である。それぞれの中空糸は、先説明した親水性粒子と疎水性粒子を構成する材料によって作ることが可能である。   The adsorbing member 22y is also formed by combining, for example, a hollow fiber 611 having a surface that adsorbs a hydrophilic substance and a hollow fiber 612 having a surface adsorbing a hydrophobic substance. The diameter of the hollow fiber 601 is, for example, about 1 to 5 mm. Each hollow fiber can be made of the material constituting the hydrophilic particles and the hydrophobic particles described above.

図12および図13は、図11に示す吸着部材を有する吸着モジュールの一例を示す断面図である。   12 and 13 are cross-sectional views showing an example of a suction module having the suction member shown in FIG.

図12に示すように、吸着モジュールMは、吸着部材22y、ハウジング201およびフィルタ支持体202a,202bから構成され、吸着部材22yは、把持部材を介してハウジング201内のフィルタ支持体202によって収納されている。   As shown in FIG. 12, the adsorption module M includes an adsorption member 22y, a housing 201, and filter supports 202a and 202b. The adsorption member 22y is accommodated by the filter support 202 in the housing 201 via a gripping member. ing.

フィルタ支持体202は、ハウジング201の2つの開口部のうち一方の開口部203a側に位置する第一のフィルタ支持体202aと、他方の開口部203b側に位置する第二のフィルタ支持体202bの2つからなる。   The filter support 202 includes a first filter support 202a located on one opening 203a side of the two openings of the housing 201 and a second filter support 202b located on the other opening 203b side. It consists of two.

2つのフィルタ支持体のうち第一のフィルタ支持体202aは、吸着部材22yの2つの固定部602のうち第一の固定部602aと接触し、第一の固定部602aとハウジング201との間を、空隙なく充填するよう設置されている。   Of the two filter supports, the first filter support 202a is in contact with the first fixed part 602a of the two fixed parts 602 of the adsorption member 22y, and between the first fixed part 602a and the housing 201. It is installed to fill without gaps.

また第二のフィルタ支持体202bは、吸着部材22yの2つの固定部602のうち第二の固定部602bと接触し、第二の固定部602bとハウジング201との間に、空隙700が形成されるよう設置されている。   Further, the second filter support 202b is in contact with the second fixing portion 602b of the two fixing portions 602 of the adsorption member 22y, and a gap 700 is formed between the second fixing portion 602b and the housing 201. Is installed.

図12(b)は図12(a)中のA−A断面、図12(c)は図12(a)中のB−B断面、図12(d)は図12(a)中のC−C断面をそれぞれ示している。図12(c)にはフィルタ支持体202bはハウジング201と第二の固定部602bを3箇所で接続する例を示したが、3箇所に限定されるものではなく、第二の固定部602bとハウジング201との間に空隙700が形成されていればよい。   12B is an AA cross section in FIG. 12A, FIG. 12C is a BB cross section in FIG. 12A, and FIG. 12D is a C cross section in FIG. -C cross-sections are shown respectively. FIG. 12C shows an example in which the filter support 202b connects the housing 201 and the second fixing portion 602b at three locations. However, the filter supporting body 202b is not limited to three locations, and the second fixing portion 602b and A gap 700 may be formed between the housing 201 and the housing 201.

フィルタ支持体202a,202bは、水を通過せず、水への溶出物がない材質で構成され、例えばふっ素ゴム、シリコンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどを用いることができる。   The filter supports 202a and 202b are made of a material that does not pass water and does not elute into water. For example, fluorine rubber, silicon rubber, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, or the like can be used.

図13(a)および(b)は、いずれも図12のX−X断面を示したもので、本実施例による吸着部材の一例を示す水が流れる方向に沿った断面図である。図13(a)は第一の開口部203a側から水を流す例を、図13(b)は第二の開口部203b側から水を流す例を、それぞれ示す。   FIGS. 13A and 13B both show the XX cross-section of FIG. 12 and are cross-sectional views along the direction in which water flows showing an example of the adsorbing member according to the present embodiment. FIG. 13A shows an example of flowing water from the first opening 203a side, and FIG. 13B shows an example of flowing water from the second opening 203b side.

図13(a)に示すように、吸着部材22yには、開口部203a側から流入した処理前の水が、開口した中空糸の中空部603に、流入する。中空部603に流入した処理前の水は、隔壁605に形成された多数の連通孔を通じて、中空糸の外部604に流れる。   As shown to Fig.13 (a), the water before the process which flowed in from the opening part 203a flows in into the adsorption | suction member 22y into the hollow part 603 of the open hollow fiber. The untreated water that has flowed into the hollow portion 603 flows to the outside 604 of the hollow fiber through a large number of communication holes formed in the partition wall 605.

隔壁605の表面または隔壁605に形成された連通孔の内面には吸着材料(図示は省略)が形成されており、水が隔壁605を通過するときに、吸着材料が水に含まれる有機物を吸着し、除去する。   An adsorbing material (not shown) is formed on the surface of the partition wall 605 or the inner surface of the communication hole formed in the partition wall 605, and when the water passes through the partition wall 605, the adsorbing material adsorbs organic substances contained in the water. And remove.

この後、中空糸の外部604に流れ込んだ水は、ハウジング201と第二の固定部602bの間の空隙700を経由して、ハウジング201の開口部203bから流出する。   Thereafter, the water flowing into the outside 604 of the hollow fiber flows out from the opening 203b of the housing 201 through the gap 700 between the housing 201 and the second fixing portion 602b.

また、図13(b)に示すように、吸着部材22yには、開口部203b側から流入した処理前の水は、開口していない中空糸の中空部603には流入せず、第二のフィルタ支持体202bと第二の固定部602bの間の空隙700を経由して、中空糸の外部604に到達する。   Moreover, as shown in FIG.13 (b), the water before the process which flowed into the adsorption member 22y from the opening part 203b side does not flow into the hollow part 603 of the hollow fiber which is not open, It reaches the outside 604 of the hollow fiber via the gap 700 between the filter support 202b and the second fixing portion 602b.

中空糸の外部604に到達した処理前の水は、隔壁605に形成された多数の連通孔を通じて、中空糸の中空部603に流れる。隔壁605の表面または隔壁605に形成された連通孔の内面には吸着材料(図示は省略)が形成されており、水が隔壁605を通過するときに、吸着材料が水に含まれる親水性物質または疎水性物質を吸着し、除去する。特に、親水性または疎水性の有機物を吸着する。   The water before treatment that reaches the outside 604 of the hollow fiber flows into the hollow portion 603 of the hollow fiber through a large number of communication holes formed in the partition wall 605. An adsorbing material (not shown) is formed on the surface of the partition wall 605 or the inner surface of the communication hole formed in the partition wall 605, and when the water passes through the partition wall 605, the adsorbing material is a hydrophilic substance contained in water. Alternatively, a hydrophobic substance is adsorbed and removed. In particular, it adsorbs hydrophilic or hydrophobic organic substances.

この後、中空糸の中空部603に流れ込んだ水は、中空糸の開口した端部を経由して、ハウジング201の開口部203aから流出する。   Thereafter, the water that has flowed into the hollow portion 603 of the hollow fiber flows out from the opening 203a of the housing 201 via the open end of the hollow fiber.

ここで、本発明の実施例において、図5並びに図6に記載した親水性粒子および疎水性粒子の大きさについて追記する。粒子の形状は必ずしも球形であるとは限らず、測定法も多岐にわたるため、粒子径についてもさまざまな定義がある。   Here, in the Example of this invention, it adds additionally about the magnitude | size of the hydrophilic particle and hydrophobic particle which were described in FIG.5 and FIG.6. Since the shape of the particles is not necessarily spherical, and there are various measurement methods, there are various definitions for the particle size.

例えば日本工業規格(JIS Z 8901)には試験用粒子の粒子径について「ふるい分け法によって測定した試験用ふるいの目開きで表したもの、沈降法によるストークス相当径で表したもの、顕微鏡法による円相当径で表したものおよび光散乱法による球相当径、並びに電気的抵抗試験方法による球相当値で表したもの」のいずれかと定義されている。   For example, in Japanese Industrial Standard (JIS Z 8901), the particle size of the test particles is expressed as “the size of the test sieve measured by the sieving method, the Stokes equivalent diameter by the sedimentation method, the circle by the microscope method” “Equivalent diameter”, “Equivalent sphere diameter by light scattering method, and Sphere equivalent value by electrical resistance test method”.

このうち光散乱法には、レーザー回折法や動的光散乱法などがあり、特に後者では数nmの微粒子の粒子径も測定することができる。本発明において粒子径と称する場合は、この動的光散乱法を用いた球相当径を指すものとする。   Among these, the light scattering method includes a laser diffraction method, a dynamic light scattering method, and the like, and in particular, the latter can measure the particle diameter of fine particles of several nm. In the present invention, the term “particle diameter” refers to a sphere equivalent diameter using this dynamic light scattering method.

本発明に使用する親水性粒子および疎水性粒子の粒子径は、セラミックスハニカムフィルタの場合は隔壁に形成された連通孔の平均細孔径より十分小さければよく、例えば平均細孔径が20μmのセラミックスハニカムフィルタに対しては、粒子径2μm以下の粒子、例えばシーアイ化成株式会社からNanoTek(登録商標)の商品名で販売されている平均粒子径31nmのアルミナ粒子などを使用することができる。   In the case of a ceramic honeycomb filter, the particle diameters of the hydrophilic particles and the hydrophobic particles used in the present invention may be sufficiently smaller than the average pore diameter of the communication holes formed in the partition walls. For example, the ceramic honeycomb filter having an average pore diameter of 20 μm In contrast, particles having a particle size of 2 μm or less, for example, alumina particles having an average particle size of 31 nm sold under the trade name of NanoTek (registered trademark) from CI Kasei Co., Ltd. can be used.

なお、本発明でいう疎水性粒子や親水性粒子等の粒子とは、前出の微粒子をも包含する概念である。   In addition, particles, such as hydrophobic particle | grains and hydrophilic particle | grains as used in the field of this invention, are the concept also including above-mentioned fine particle.

また図10に示す粒子状セラミック吸着材の粒子501の粒子径は、前記したように10μm〜5mm程度の粒子を使用することができる。   In addition, as described above, the particle diameter of the particulate ceramic adsorbent particle 501 shown in FIG. 10 can be about 10 μm to 5 mm.

また、図11に示す吸着部材22xの中空糸吸着材の母材がセラミックで構成される場合について説明する。このセラミックで構成される中空糸セラミック吸着材に対しては、中空糸壁面に開口された連通孔の平均細孔径より十分小さければよく、例えば平均細孔径が1μmの連通孔を有する中空糸に対しては、粒子径100nm以下の粒子、例えば前記した平均粒子径31nmのアルミナ粒子などを使用することができる。先に図5および図6等の例と同様に疎水性材料、親水性材料、疎水性物質を吸着する材料や親水性物質を吸着する材料によって中空糸セラミック吸着材の内部の表面を構成することもできる。   Moreover, the case where the base material of the hollow fiber adsorbent of the adsorbing member 22x shown in FIG. For the hollow fiber ceramic adsorbent composed of this ceramic, it is sufficient that it is sufficiently smaller than the average pore diameter of the communication holes opened in the hollow fiber wall. For example, for hollow fibers having communication holes with an average pore diameter of 1 μm. For example, particles having a particle diameter of 100 nm or less, such as alumina particles having an average particle diameter of 31 nm as described above, can be used. First, the surface of the hollow fiber ceramic adsorbent is constituted by a hydrophobic material, a hydrophilic material, a material that adsorbs a hydrophobic substance, or a material that adsorbs a hydrophilic substance, as in the examples of FIGS. You can also.

また、図6および図10では簡単のために粒子径が単一である例を示したが、粉体を構成する粒子の粒径は単一ではなく分布を持っている。動的光散乱法を用いると、粒子径とともに粒子径の分布も計測することができる。本発明に使用する親水性粒子および疎水性粒子の粒子径分布は小さいほど望ましいが、粒子径の対数に対する体積基準の頻度分布を正規分布で近似した場合の標準偏差σが1程度であっても実用上問題はない。   6 and 10 show an example in which the particle diameter is single for the sake of simplicity, the particle diameter of the particles constituting the powder is not single but has a distribution. When the dynamic light scattering method is used, the particle size distribution can be measured together with the particle size. Although the particle size distribution of the hydrophilic particles and the hydrophobic particles used in the present invention is preferably as small as possible, even when the standard deviation σ when the volume-based frequency distribution with respect to the logarithm of the particle size is approximated by a normal distribution is about 1 There is no practical problem.

ここで、平均値m、標準偏差sなる標本がある場合、(m−s)以上(m+s)以下の値を有する要素の割合は、全体の68.3%であることが知られている。   Here, when there is a sample having an average value m and a standard deviation s, it is known that the ratio of elements having a value not less than (ms) and not more than (m + s) is 68.3% of the whole.

前記した粒子径の場合、粒子径の対数を正規分布で近似した場合の平均値がmであることから、平均粒子径をμとするとm=log(μ)となる。   In the case of the above-mentioned particle diameter, since the average value when the logarithm of the particle diameter is approximated by a normal distribution is m, m = log (μ) when the average particle diameter is μ.

また、s=log(α)とおくと、粒子径の対数が(m−s)以上(m+s)以下の値を有する要素とは、粒子径の対数がlog(μ)−log(α)=log(μ/α)以上、(log(μ)+log(α)=log(μ・α))以下の値を有する要素、すなわち粒子径が(μ/α)以上(μ・α)以下なる粒子ということになる。   Further, when s = log (α) is set, an element having a logarithm of particle diameter of (m−s) or more and (m + s) or less means that the logarithm of particle diameter is log (μ) −log (α) = log (μ / α) or more and (log (μ) + log (α) = log (μ · α)) or less, that is, particles having a particle size of (μ / α) or more and (μ · α) or less It turns out that.

前記した、粒子径の対数に対する体積基準の頻度分布を正規分布で近似した場合の標準偏差σが1程度ということは、粒子径が0.1μ以上10μ以下であることを意味し、そのような粒子が体積基準で全粒子の68.3%を占め、それ以上およびそれ以下の粒子径を有する粒子は全体の31.7%であることを意味する。   The standard deviation σ when the volume-based frequency distribution with respect to the logarithm of the particle diameter is approximated by a normal distribution is about 1 means that the particle diameter is 0.1 μm or more and 10 μm or less. This means that particles account for 68.3% of the total particles on a volume basis, with particles having particle sizes above and below 31.7% of the total.

このような多孔質セラミックハニカム吸着部材22や吸着部材22x等を用いて、被処理水を浄化することにより、大きな表面積で効率よく親水性有機物や疎水性有機物を代表とする親水性物質や疎水性物質を吸着して除去することが可能となる。   By purifying the water to be treated using the porous ceramic honeycomb adsorbing member 22 or the adsorbing member 22x, a hydrophilic material or a hydrophobic material typified by a hydrophilic organic material or a hydrophobic organic material can be efficiently obtained with a large surface area. Substances can be adsorbed and removed.

また、流路212の断面を広くできることから、目詰まりは起こりにくいので、吸着モジュールの洗浄頻度および交換頻度が減少して、ランニングコストを低減することができる。   In addition, since the cross section of the flow path 212 can be widened, clogging is unlikely to occur, so the frequency of cleaning and replacement of the adsorption module is reduced, and the running cost can be reduced.

また、吸着部材22xに投入された被処理水に含まれる有機物は、親水性有機物と疎水性有機物とがあり、これらを効率よく吸着させることが可能となる。   Moreover, the organic substance contained in the to-be-processed water thrown into the adsorption | suction member 22x has a hydrophilic organic substance and a hydrophobic organic substance, and it becomes possible to adsorb these efficiently.

例えば、図10(c)に示される親水性表面を有する粒子511は親水性を有する有機物を吸着しやすく、疎水性表面を有する粒子512は疎水性を有する有機物を吸着するためである。これらの粒子を総称して吸着部と呼ぶ。   For example, the particles 511 having a hydrophilic surface shown in FIG. 10C are likely to adsorb hydrophilic organic substances, and the particles 512 having a hydrophobic surface adsorb hydrophobic organic substances. These particles are collectively called an adsorbing part.

図5、図6および図7では、親水性粒子、親水性バインダ、疎水性粒子、疎水性バインダ、という表現を用いて説明したが、前二者は親水性物質を吸着する部材、後二者は疎水性物質を吸着する部材ということである。   5, 6, and 7, the description has been made using expressions such as hydrophilic particles, hydrophilic binders, hydrophobic particles, and hydrophobic binders. The former two are members that adsorb hydrophilic substances, and the latter two Is a member that adsorbs a hydrophobic substance.

図5では、親水性粒子、疎水性粒子が1層として形成された例を示しているが、これに最表面を模式的に示したものであって、前記したように、吸着性能を回復するためには積層して形成する方が望ましい。なお、この1層とは、製造時に層構造として明確に構成するものではなく、薬品等で除去した厚みを層とする概念を含むものである。すなわち、表面に現れる層を除去することで、除去された層とは異なる層が表面に現れることによって、吸着力が回復する。   FIG. 5 shows an example in which hydrophilic particles and hydrophobic particles are formed as a single layer, but this is a schematic illustration of the outermost surface, and as described above, the adsorption performance is recovered. For this purpose, it is desirable to form them by laminating. In addition, this 1 layer does not comprise clearly as a layer structure at the time of manufacture, but includes the concept which uses the thickness removed with the chemical | medical agent etc. as a layer. That is, by removing the layer that appears on the surface, a different layer from the removed layer appears on the surface, thereby restoring the adsorption force.

また、図2では多孔質セラミックハニカム吸着材22を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図10に示すような粒子充填型フィルタ(吸着部材22x)や、図11〜図13に示すような中空糸フィルタ(吸着部材22y)を用いてもよい。   Further, although the porous ceramic honeycomb adsorbent 22 has been described in FIG. 2, the present invention is not limited to this, and a particle-filled filter (adsorbing member 22x) as shown in FIG. A hollow fiber filter (adsorption member 22y) as shown in FIG. 13 may be used.

多孔質セラミックハニカム吸着材は、粒子充填型フィルタや中空糸フィルタと比較して、被処理水と接触する吸着部の面積を確保しつつ、被処理水が通過する際の抵抗が小さいという優れた点を有する。   The porous ceramic honeycomb adsorbent is superior to the particle-filled filter and the hollow fiber filter in that the area of the adsorbing portion that comes into contact with the water to be treated is secured and the resistance when the water to be treated passes is small. Has a point.

また、吸着に必要な平均径5〜40μmの孔で構成される薄壁を有し、かつ入口側および出口側に十分な流路を確保できる。
また、入口側と出口側が面対称構造であり、逆洗浄は小抵抗で実施可能である。
Moreover, it has a thin wall comprised by a hole with an average diameter of 5-40 micrometers required for adsorption | suction, and can ensure sufficient flow path on the entrance side and exit side.
Further, the inlet side and the outlet side have a plane-symmetric structure, and the reverse cleaning can be performed with a small resistance.

図10に示される吸着部材22xを用いた粒子充填型フィルタでは、粒子の内部は吸着機能に寄与しないため、粒子の体積を小さくすることで、吸着部の面積を確保しなければならないが、このとき流路の幅も同時に小さくなるために被処理水の通過抵抗は大きくなる。   In the particle-filling type filter using the adsorbing member 22x shown in FIG. 10, since the inside of the particle does not contribute to the adsorption function, it is necessary to secure the area of the adsorption part by reducing the volume of the particle. When the width of the flow path is also reduced at the same time, the passage resistance of the water to be treated is increased.

中空糸フィルタでは、その製造工程において、中空糸を作製した後に整列させたのち固定するため、個々の中空糸の強度を確保するために隔壁が他の構造よりも厚くなりやすい。   In the hollow fiber filter, in the manufacturing process, the hollow fibers are prepared and then aligned and then fixed. Therefore, in order to secure the strength of the individual hollow fibers, the partition walls tend to be thicker than other structures.

被処理水は隔壁に設けられた連通孔を通過するため、隔壁が厚いと通過抵抗が大きくなるため、隔壁は薄い方が好ましい。   Since the water to be treated passes through the communication hole provided in the partition wall, the passage resistance increases when the partition wall is thick. Therefore, the partition wall is preferably thin.

従って、多孔質セラミックハニカム構造は、他の粒子充填型フィルタと中空糸フィルタとよりも、隔壁を薄くし、流路の幅を確保しやすくなる。   Therefore, in the porous ceramic honeycomb structure, it is easier to secure the width of the flow path by making the partition wall thinner than other particle-filled filters and hollow fiber filters.

ここで、被処理水の浄化に好適な多孔質セラミックハニカム吸着材を用いる場合は、処理する水の水質にもよるが、おおよそ次のように規定することができる。   Here, when a porous ceramic honeycomb adsorbent suitable for purification of water to be treated is used, it can be roughly defined as follows depending on the quality of water to be treated.

すなわち、流路断面の形状は四角形または三角形であり、隔壁の気孔率は40%から80%であり、連通孔の平均細孔径は5μmから20μmである。流路の幅と隔壁の比は前記した通りである。   That is, the cross-sectional shape of the channel is a square or a triangle, the porosity of the partition walls is 40% to 80%, and the average pore diameter of the communication holes is 5 μm to 20 μm. The ratio of the width of the channel and the partition is as described above.

多孔質セラミックハニカム吸着材において、流路の形状が四角形や三角形の場合には、前記した流路の径は図8に示す流路の幅を意味する。   In the porous ceramic honeycomb adsorbent, when the shape of the flow path is a square or a triangle, the diameter of the flow path means the width of the flow path shown in FIG.

流路の断面が正方形でなく長方形の場合は、長方形の長辺及び短辺の長さの算術平均をlとすることで、d/lの好適な範囲を規定する。流路の四角形の互いに接する2辺を構成する隔壁の厚さが異なる場合には、それらの算術平均をdとすることで、d/lの好適な範囲を規定する。   When the cross section of the flow path is rectangular instead of square, a suitable range of d / l is defined by setting the arithmetic average of the long side and short side of the rectangle to l. When the thicknesses of the partition walls constituting the two sides of the channel quadrangle that are in contact with each other are different, the arithmetic average thereof is set to d, thereby defining a suitable range of d / l.

流路の断面が三角形であり、かつ正三角形でない場合には、3辺の長さの算術平均をlとすることで、d/lの好適な範囲を規定する。流路の四角形の互いに接する2辺を構成する隔壁の厚さが異なる場合には、それらの算術平均をdとすることで、d/lの好適な範囲を規定する。   When the cross section of the channel is a triangle and is not a regular triangle, the arithmetic average of the lengths of the three sides is set to l to define a suitable range of d / l. When the thicknesses of the partition walls constituting the two sides of the channel quadrangle that are in contact with each other are different, the arithmetic average thereof is set to d, thereby defining a suitable range of d / l.

d/lの下限値は前記したとおりであるが、d/lの上限値も同様に通過時間係数≧0.3を満たす条件として求めることができ、流路の断面が正方形並びに三角形それぞれについて、数1並びに数2より、4.4並びに7.4である。   The lower limit value of d / l is as described above, but the upper limit value of d / l can also be obtained as a condition satisfying the passage time coefficient ≧ 0.3, and the cross section of the flow path is square and triangular respectively. From Equation 1 and Equation 2, they are 4.4 and 7.4.

図10(c)においては、薬品等によって吸着部の表面を除去することによって、除去前には現れていなかった疎水性表面を有する粒子512と親水性表面を有する511とが露出し、新しい界面として現れる。つまり除去後には、疎水性表面を有する粒子512と親水性表面を有する粒子511とを有する吸着部の新しい表面が現れる。   In FIG. 10 (c), by removing the surface of the adsorbing portion with a chemical or the like, the particles 512 having a hydrophobic surface and the 511 having a hydrophilic surface that did not appear before the removal are exposed, and a new interface is obtained. Appears as That is, after the removal, a new surface of the adsorbing portion having the particles 512 having a hydrophobic surface and the particles 511 having a hydrophilic surface appears.

また、粒子のうち疎水性の性質を有する疎水性の固体バインダを用いた場合には、固体バインダの表面を除去し、新たな疎水性表面を有する粒子512が露出され、界面に現れる。   When a hydrophobic solid binder having hydrophobic properties is used among the particles, the surface of the solid binder is removed, and particles 512 having a new hydrophobic surface are exposed and appear at the interface.

そのため、新たな界面に現れる吸着部には、有機物が吸着されていないため、吸着性能を回復させることができる。これによって、吸着部材を交換する回数を減らすことが可能となる。さらに、水処理システム全体の水処理コストの低減を実現できる。
上記した界面の除去は本実施例のみならず他の実施例においても適用可能である。
Therefore, since the organic substance is not adsorbed in the adsorbing portion appearing at the new interface, the adsorbing performance can be recovered. Thereby, it is possible to reduce the number of times of exchanging the adsorption member. Furthermore, the water treatment cost of the whole water treatment system can be reduced.
The above-described removal of the interface is applicable not only to this embodiment but also to other embodiments.

また、図11(c)に示される親水性物質を吸着する表面を有する中空糸611と、疎水性物質を吸着する表面を有する中空糸612とは、それぞれ薬品等によって表面を除去することによって除去前には現れていなかった表面が新たな界面として露出することによって、吸着力を回復することができる。   In addition, the hollow fiber 611 having a surface that adsorbs a hydrophilic substance and the hollow fiber 612 having a surface that adsorbs a hydrophobic substance shown in FIG. 11C are removed by removing the surface with a chemical or the like, respectively. The surface that has not appeared before is exposed as a new interface, so that the attractive force can be recovered.

このように、本実施例によれば、前処理部において、あらかじめRO膜の性能を劣化させる原因となる有機物を多孔質セラミックハニカム吸着材によって選択的に原水から除去することができる。これにより、RO膜モジュールの交換頻度が減少し、海水淡水化システムのランニングコストを低減することができる。つまり、水処理システムの水処理コストを低減することができる。   As described above, according to the present embodiment, in the pretreatment unit, the organic matter that causes the performance of the RO membrane to deteriorate in advance can be selectively removed from the raw water by the porous ceramic honeycomb adsorbent. Thereby, the replacement frequency of the RO membrane module is reduced, and the running cost of the seawater desalination system can be reduced. That is, the water treatment cost of the water treatment system can be reduced.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

1 海水淡水化システム
10 海水取水部
11 取水管
12 取水ポンプ
13 原水タンク
20 前処理部
21 砂ろ過槽
22 多孔質セラミックハニカム吸着材
22a 送水ポンプ
22x 吸着部材
22y 吸着部材
23 RO膜供給水タンク
24 薬注システム
24a 殺菌剤注入部
24b pH調整剤注入部
24c 凝集剤注入部
24d 中和還元剤注入部
30 脱塩部
31 高圧ポンプ
32 RO膜モジュール
33 淡水タンク
34 エネルギ回収装置
35 濃縮水タンク
36 廃水タンク
39 薬注システム
39a 制菌剤注入部
39b 酸注入部
39c アルカリ注入部
201 ハウジング(樹脂性収納容器)
202 フィルタ支持体
202a 第一のフィルタ支持体
202b 第二のフィルタ支持体
203a 第一の開口部
203b 第二の開口部
209 外周壁
210 隔壁
211 目封止部
212 流路
212a 第1の流路
212b 第2の流路
501 粒子
502 空隙
511 親水性表面を有する粒子
512 疎水性表面を有する粒子
601 中空糸
602 固定部
602a 第一の固定部
602b 第二の固定部
603 中空部
604 外部
605 隔壁
611 親水性物質を吸着する表面を有する中空糸
612 疎水性物質を吸着する表面を有する中空糸
700 空隙
LM 主ライン
LS 副ライン
M 吸着モジュール
VL1,VL2,VL3,VL4,VL5,VL6,VL7 調節バルブ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seawater desalination system 10 Seawater intake part 11 Intake pipe 12 Intake pump 13 Raw water tank 20 Pretreatment part 21 Sand filtration tank 22 Porous ceramic honeycomb adsorbent 22a Water pump 22x Adsorption member 22y Adsorption member 23 RO membrane supply water tank 24 Medicine Injection system 24a Disinfectant injection unit 24b pH adjuster injection unit 24c Coagulant injection unit 24d Neutralization reducing agent injection unit 30 Desalination unit 31 High pressure pump 32 RO membrane module 33 Fresh water tank 34 Energy recovery device 35 Concentrated water tank 36 Waste water tank 39 Chemical Injection System 39a Antibacterial Injection Unit 39b Acid Injection Unit 39c Alkali Injection Unit 201 Housing (Resin Container)
202 filter support 202a first filter support 202b second filter support 203a first opening 203b second opening 209 outer peripheral wall 210 partition wall 211 plugging portion 212 flow path 212a first flow path 212b Second flow path 501 Particle 502 Void 511 Particle 512 having hydrophilic surface Particle 601 having hydrophobic surface Hollow fiber 602 Fixed portion 602a First fixed portion 602b Second fixed portion 603 Hollow portion 604 External 605 Partition 611 Hydrophilic Hollow fiber 612 having a surface that adsorbs a hydrophobic substance Hollow fiber 700 having a surface that adsorbs a hydrophobic substance Gap LM Main line LS Subline M Adsorption module VL1, VL2, VL3, VL4, VL5, VL6, VL7 Control valve

Claims (11)

外壁と、前記外壁の内側に設けられた流路を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、
前記流路は、前記親水性物質を吸着する第1部材と前記疎水性物質を吸着する第2部材とから構成される吸着部を有し、
前記第1部材は、粒子状に形成された、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはマグネシアであり、
前記第1部材は、芳香族カルボン酸と芳香族アミンを用いて合成される前記第2部材によって保持されていること
を特徴とする吸着部材。
An adsorbing member comprising an outer wall and a flow path provided inside the outer wall, into which water to be treated containing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance is charged,
The flow path has an adsorbing portion composed of a first member that adsorbs the hydrophilic substance and a second member that adsorbs the hydrophobic substance,
The first member is formed of particles, silica, alumina, titania, zirconia or magnesia,
The adsorbing member, wherein the first member is held by the second member synthesized using an aromatic carboxylic acid and an aromatic amine.
外壁と、前記外壁の内側に設けられた流路を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、
前記流路は、前記親水性物質を吸着する第1部材と前記疎水性物質を吸着する第2部材とから構成される吸着部を有し、
前記第2部材は、粒子状に形成された、シリコンカーバイト、グラファイト、ダイアモンド、ポリスチレンまたはポリオレフィンであり、
前記第2部材は、アルミナまたはシリカを含む前記第1部材によって保持されていること
を特徴とする吸着部材。
An adsorbing member comprising an outer wall and a flow path provided inside the outer wall, into which water to be treated containing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance is charged,
The flow path has an adsorbing portion composed of a first member that adsorbs the hydrophilic substance and a second member that adsorbs the hydrophobic substance,
The second member is formed of particles, silicon carbide, graphite, diamond, polystyrene, or polyolefin,
The adsorbing member, wherein the second member is held by the first member containing alumina or silica.
請求項1または2に記載の吸着部材であって、
前記吸着部の表面を除去することによって、前記表面に現れていた前記第1部材および前記第2部材が剥離し、剥離された前記第1部材および前記第2部材とは異なる前記第1部材および前記第2部材が、前記吸着部の新しい表面に現れること
を特徴とする吸着部材。
The adsorption member according to claim 1 or 2 ,
By removing the surface of the adsorbing portion, the first member and the second member that have appeared on the surface are peeled off, and the first member and the second member different from the peeled first member and the second member The suction member, wherein the second member appears on a new surface of the suction portion.
請求項1または2に記載の吸着部材であって、
前記吸着部の表面のうち、前記第1部材と前記第2部材との面積比は、前記吸着部材に投入される被処理水に含有される親水性物質と疎水性物質との構成比率によって決定されること
を特徴とする吸着部材。
The adsorption member according to claim 1 or 2 ,
Of the surface of the adsorbing part, the area ratio between the first member and the second member is determined by the composition ratio of the hydrophilic substance and the hydrophobic substance contained in the water to be treated that is put into the adsorbing member. An adsorbing member characterized by being made.
外壁と、前記外壁の内側に設けられた複数の流路と、前記複数の流路のうち一の流路と他の流路を互いに隔てる隔壁と、を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、
前記隔壁は、前記一の流路と前記他の流路とを接続させる連通孔を有し、
前記流路および前記連通孔の内面には、前記親水性物質を吸着する第1部材と前記疎水性物質を吸着する第2部材とから構成される吸着部が設けられ、
前記隔壁の厚さdと前記流路の幅lに対して、d/l≧0.23の関係を有し、
前記第1部材は、粒子状に形成された、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはマグネシアであり、
前記第1部材は、芳香族カルボン酸と芳香族アミンを用いて合成される前記第2部材によって保持され、
前記第2部材の厚みは、前記第1部材の直径よりも大きな厚みを有していること
を特徴とする吸着部材。
An outer wall, a plurality of flow paths provided inside the outer wall, and a partition wall that separates one of the plurality of flow paths from the other flow path, and includes a hydrophilic substance and a hydrophobic substance. An adsorbing member into which water to be treated containing water is charged,
The partition has a communication hole for connecting the one channel and the other channel,
An inner surface of the flow path and the communication hole is provided with an adsorbing portion composed of a first member that adsorbs the hydrophilic substance and a second member that adsorbs the hydrophobic substance,
A relationship of d / l ≧ 0.23 with respect to the thickness d of the partition wall and the width l of the flow path;
The first member is formed of particles, silica, alumina, titania, zirconia or magnesia,
The first member is held by the second member synthesized using an aromatic carboxylic acid and an aromatic amine,
The adsorption member according to claim 1, wherein the second member has a thickness larger than a diameter of the first member.
外壁と、前記外壁の内側に設けられた複数の流路と、前記複数の流路のうち一の流路と他の流路を互いに隔てる隔壁と、を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、
前記隔壁は、前記一の流路と前記他の流路とを接続させる連通孔を有し、
前記流路および前記連通孔の内面には、前記親水性物質を吸着する第1部材と前記疎水性物質を吸着する第2部材とから構成される吸着部が設けられ、
前記隔壁の厚さdと前記流路の幅lに対して、d/l≧0.23の関係を有し、
前記第2部材は、粒子状に形成された、シリコンカーバイト、グラファイト、ダイアモンド、ポリスチレンまたはポリオレフィンであり、
前記第2部材は、アルミナまたはシリカを含む前記第1部材によって保持され、
前記第1部材の厚みは、前記第2部材の直径よりも大きな厚みを有していること
を特徴とする吸着部材。
An outer wall, a plurality of flow paths provided inside the outer wall, and a partition wall that separates one of the plurality of flow paths from the other flow path, and includes a hydrophilic substance and a hydrophobic substance. An adsorbing member into which water to be treated containing water is charged,
The partition has a communication hole for connecting the one channel and the other channel,
An inner surface of the flow path and the communication hole is provided with an adsorbing portion composed of a first member that adsorbs the hydrophilic substance and a second member that adsorbs the hydrophobic substance,
A relationship of d / l ≧ 0.23 with respect to the thickness d of the partition wall and the width l of the flow path;
The second member is formed of particles, silicon carbide, graphite, diamond, polystyrene, or polyolefin,
The second member is held by the first member containing alumina or silica,
The adsorption member according to claim 1, wherein the first member has a thickness larger than a diameter of the second member.
請求項5または6に記載の吸着部材であって、
前記吸着部の表面を除去することによって、前記表面に現れていた前記第1部材および前記第2部材が剥離し、剥離された前記第1部材および前記第2部材とは異なる前記第1部材および前記第2部材が、前記吸着部の新しい表面に現れること
を特徴とする吸着部材。
The adsorption member according to claim 5 or 6 ,
By removing the surface of the adsorbing portion, the first member and the second member that have appeared on the surface are peeled off, and the first member and the second member different from the peeled first member and the second member The suction member, wherein the second member appears on a new surface of the suction portion.
請求項5または6に記載の吸着部材であって、
前記被処理水が流れる方向に対向する一の面と他の面とを有し、
前記一の流路は、前記被処理水が流れる方向と直交する方向に並んで設けられ、前記一の面に開口し、前記他の面に開口しない構成であり、
前記他の流路は、前記他の面に開口し、前記一の面に開口しない構成であって、
前記一の流路と前記他の流路は、前記被処理水が前記吸着部材の入口から出口へ向かう方向とは異なる方向に交互に配置されたこと
を特徴とする吸着部材。
The adsorption member according to claim 5 or 6 ,
Having one surface facing the direction in which the water to be treated flows and the other surface;
The one flow path is provided side by side in a direction orthogonal to the direction in which the water to be treated flows, and is configured to open to the one surface and not to the other surface.
The other channel is configured to open to the other surface and not open to the one surface,
The adsorbing member, wherein the one channel and the other channel are alternately arranged in a direction different from a direction from the inlet to the outlet of the adsorbing member.
外壁と、前記外壁の内側に設けられた流路を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、
前記吸着部材には、中空構造であって、二つの端部のうちいずれか一端が閉じられている複数の中空糸を有し、
前記中空糸は、前記中空糸の外部の空間と内部の空間とを互いに隔てる隔壁と、前記隔壁には前記中空糸の内部の空間から外部の空間へ接続される連通孔とを備え、
前記中空糸の内部には、前記流路が構成され、
前記流路と前記連通孔には、前記親水性物質または前記疎水性物質を吸着させる吸着部が形成され、
前記中空糸のうち一の中空糸の吸着部は前記疎水性物質を吸着する第2部材で構成され、前記中空糸のうち他の中空糸の吸着部は前記親水性物質を吸着する第1部材で構成され、
前記第1部材は、粒子状に形成された、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニアまたはマグネシアであり、
前記第1部材は、芳香族カルボン酸と芳香族アミンを用いて合成される前記第2部材によって保持され、
前記第2部材の厚みは、前記第1部材の直径よりも大きな厚みを有していること
を特徴とする吸着部材。
An adsorbing member comprising an outer wall and a flow path provided inside the outer wall, into which water to be treated containing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance is charged,
The adsorbing member has a hollow structure, and has a plurality of hollow fibers in which one end of two ends is closed,
The hollow fiber includes a partition that separates an external space and an internal space of the hollow fiber from each other, and a communication hole that is connected to the external space from the space inside the hollow fiber in the partition,
The flow path is configured inside the hollow fiber,
An adsorbing part for adsorbing the hydrophilic substance or the hydrophobic substance is formed in the flow path and the communication hole,
Of the hollow fibers, one hollow fiber adsorbing part is constituted by a second member adsorbing the hydrophobic substance, and the other hollow fiber adsorbing part of the hollow fibers is a first member adsorbing the hydrophilic substance. Consists of
The first member is formed of particles, silica, alumina, titania, zirconia or magnesia,
The first member is held by the second member synthesized using an aromatic carboxylic acid and an aromatic amine,
The adsorption member according to claim 1, wherein the second member has a thickness larger than a diameter of the first member.
外壁と、前記外壁の内側に設けられた流路を備え、親水性物質と疎水性物質とが含有された被処理水を投入される吸着部材であって、
前記吸着部材には、中空構造であって、二つの端部のうちいずれか一端が閉じられている複数の中空糸を有し、
前記中空糸は、前記中空糸の外部の空間と内部の空間とを互いに隔てる隔壁と、前記隔壁には前記中空糸の内部の空間から外部の空間へ接続される連通孔とを備え、
前記中空糸の内部には、前記流路が構成され、
前記流路と前記連通孔には、前記親水性物質または前記疎水性物質を吸着させる吸着部が形成され、
前記中空糸のうち一の中空糸の吸着部は前記疎水性物質を吸着する第2部材で構成され、前記中空糸のうち他の中空糸の吸着部は前記親水性物質を吸着する第1部材で構成され、
前記第2部材は、粒子状に形成された、シリコンカーバイト、グラファイト、ダイアモンド、ポリスチレンまたはポリオレフィンであり、
前記第2部材は、アルミナまたはシリカを含む前記第1部材によって保持され、
前記第1部材の厚みは、前記第2部材の直径よりも大きな厚みを有していること
を特徴とする吸着部材。
An adsorbing member comprising an outer wall and a flow path provided inside the outer wall, into which water to be treated containing a hydrophilic substance and a hydrophobic substance is charged,
The adsorbing member has a hollow structure, and has a plurality of hollow fibers in which one end of two ends is closed,
The hollow fiber includes a partition that separates an external space and an internal space of the hollow fiber from each other, and a communication hole that is connected to the external space from the space inside the hollow fiber in the partition,
The flow path is configured inside the hollow fiber,
An adsorbing part for adsorbing the hydrophilic substance or the hydrophobic substance is formed in the flow path and the communication hole,
Of the hollow fibers, one hollow fiber adsorbing part is constituted by a second member adsorbing the hydrophobic substance, and the other hollow fiber adsorbing part of the hollow fibers is a first member adsorbing the hydrophilic substance. Consists of
The second member is formed of particles, silicon carbide, graphite, diamond, polystyrene, or polyolefin,
The second member is held by the first member containing alumina or silica,
The adsorption member according to claim 1, wherein the first member has a thickness larger than a diameter of the second member.
請求項9または10に記載の吸着部材であって、
前記吸着部の表面を除去することによって、前記表面に現れていた前記第1部材および前記第2部材が剥離し、剥離された前記第1部材および前記第2部材とは異なる前記第1部材および前記第2部材が、前記吸着部の新しい表面に現れること
を特徴とする吸着部材。
The adsorption member according to claim 9 or 10 ,
By removing the surface of the adsorbing portion, the first member and the second member that have appeared on the surface are peeled off, and the first member and the second member different from the peeled first member and the second member The suction member, wherein the second member appears on a new surface of the suction portion.
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