JP6468305B2 - 水処理薬品及びその調製方法、並びにポリアミド系逆浸透膜の洗浄方法 - Google Patents
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また、近年、排水中のリン濃度が規制されることに伴い、リンを含まない洗浄剤が望まれている。
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
分子量>−34.4×HLB+1005 …(2)
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
分子量>−34.4×HLB+1005 …(2)
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
本発明の水処理薬品は、グルコン酸(塩)と、下記式(1)で求められるHLBが下記式(2)を満たす界面活性剤、或いは下記式(1)で求められるHLBが15以上で、分子量が380以上のアニオン界面活性剤とを一剤で含む溶液状水処理薬品であって、該グルコン酸(塩)及び界面活性剤の濃度と、該界面活性剤の分子量及びHLBとの関係において、ゲル化ないし析出しない関係で、該グルコン酸(塩)と界面活性剤を含むことを特徴とするものであり、このような本発明の水処理薬品は、グルコン酸(塩)と界面活性剤とをゲル化ないし析出が生じないような組み合わせ及び濃度で水に混合することにより調製される。
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
分子量>−34.4×HLB+1005 …(2)
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
上記式(1)に示されるHLB値は、小田らによるHLB算出方法として、当業者において広く知られていられるものである(小田良平ほか、「界面活性剤の合成とその応用」、槇書店(1964))。ここで、「無機性値」と「有機性値」は、化合物の基(部位)ごとにあらかじめ決められた値を、それぞれ分子全体について合計することによって求められるものであり、例えば、「乳化・可溶化の技術」(工学図書株式会社版、辻薦)等に記載されて当業者に周知の物性値である。
まず、前記式(2)を満たす界面活性剤とグルコン酸(塩)とを用い、その組み合わせの配合において水に添加、混合し、低温領域、例えば6℃以下、より具体的には4〜6℃におけるゲル化ないし析出の有無を確認し、ゲル化ないし析出がない場合はその配合を採用する。ゲル化ないし析出を生じる場合は、その配合から、グルコン酸(塩)及び界面活性剤のうちの一方又は双方の濃度を下げ、再度ゲル化ないし析出の有無を確認する。この操作を2〜10回繰り返してもゲル化ないし析出が起こる場合は、当該界面活性剤は、グルコン酸(塩)との併用は好ましくないと判断し、他の界面活性剤を用い、再び上記と同様に好適濃度の確認を行う。
なお、界面活性剤及びグルコン酸(塩)の高濃度水溶液においてゲル化ないし析出を生じないものは、それよりも低濃度の水溶液でゲル化ないし析出を生じることはないので、使用濃度よりも高濃度の水溶液としてゲル化ないし析出の有無の確認を行い、予め、ゲル化ないし析出を生じないグルコン酸(塩)と界面活性剤の組み合わせを確認しておくことも好ましい。
この場合の一例として、例えば、界面活性剤濃度10重量%以下、例えば0.1〜5重量%で、グルコン酸(塩)濃度20重量%以下、例えば10〜20重量%の水溶液でゲル化ないし析出の有無の確認を行う方法が挙げられる。
本発明のポリアミド系RO膜用洗浄液は、上記のようにして調製された、グルコン酸(塩)と特定の界面活性剤を含み、ゲル化ないし析出のない一剤化水処理薬品であり、ポリアミド系RO膜の洗浄効果に優れる。
従って、本発明のポリアミド系RO膜用洗浄液は、前述のアルカリ剤の添加により、上記好適pHとなるように調製される。
本発明のポリアミド系RO膜用洗浄液を用いてポリアミド系RO膜を洗浄する方法としては、この洗浄液にポリアミド系RO膜を接触させればよく、特に制限はない。通常、RO膜モジュールの原水側に洗浄液を導入して静置する浸漬洗浄が行われる。また、この浸漬洗浄の前及び/又は後に洗浄液を循環する循環洗浄を行ってもよい。
ここで、本発明のポリアミド系RO膜用洗浄液以外の洗浄液による洗浄としては、本発明のポリアミド系RO膜用洗浄液による洗浄後に、グルコン酸(塩)及び界面活性剤を含まないアルカリ水溶液による洗浄を行うことができる。このアルカリ水溶液のアルカリ剤としては、本発明のポリアミド系RO膜用洗浄液に用いるアルカリ剤として前記したものを用いることができる。このアルカリ水溶液のpHは、洗浄効果と取り扱い性の面から、pH10以上、特にpH11〜13であることが好ましい。
表1に示すアニオン界面活性剤とグルコン酸ナトリウム(グルコン酸Na)と48重量%水酸化ナトリウム水溶液(48%苛性ソーダ)を用い、表2に示す組み合わせでアニオン界面活性剤3重量%(固形分濃度)、グルコン酸Na10重量%(但し、組成1−1〜1−10ではグルコン酸Na不使用)、NaOH濃度0.1重量%でpH12の一剤化薬液を調製した。
図1(a)に示されるように、グルコン酸Naを含まない場合ではゲル化しないアニオン界面活性剤であっても、グルコン酸Naが共存すると図1(b)のようにゲル化してしまうものがあるが、分子量が「分子量>−34.4×HLB+1005」の条件を満たすもの、特に分子量が380以上、HLBが15以上のアニオン界面活性剤であればゲル化しない領域が存在する。
たとえば、疎水基にエチレンオキサイド基(EO基)を含有するアニオン界面活性剤であるAS−2,7〜10を用いたものとして、組成1−12,1−17〜1−20が挙げられるが、HLBが17.5以上のものはゲル化しない。
図2,3に示す平膜試験装置を用いて、以下の試験方法に従って、RO膜の洗浄効果を調べた。
この平膜試験装置において、RO膜供給水は、配管11より高圧ポンプ4で、密閉容器1のRO膜をセットした平膜セル2の下側の原水室1Aに供給される。図3に示すように、密閉容器1は、原水室1A側の下ケース1aと、透過水室1B側の上ケース1bとで構成され、下ケース1aと上ケース1bとの間に、平膜セル2がOリング8を介して固定されている。平膜セル2はRO膜2Aの透過水側が多孔質支持板2Bで支持された構成とされている。平膜セル2の下側の原水室1A内はスターラー3で撹拌子5を回転させることにより撹拌される。RO膜透過水は平膜セル2の上側の透過水室1Bを経て配管12より取り出される。濃縮水は配管13より取り出される。密閉容器1内の圧力は、給水配管11に設けた圧力計6と、濃縮水取出配管13に設けた圧力調整バルブ7により調整される。
東レ社製 芳香族ポリアミド系RO膜「TM−820A」(新膜、透過流束0.6[m3/(m2・day)])を海水淡水化ROシステムにおけるRO装置に装填し、3年間運転した。運転後の膜をRO装置から取り出して解体し、汚染膜の平膜試料を入手した。この平膜試料を円形に切り取り、同サイズの膜を装填できる、図2,3に示す平膜試験装置に設置して、以下の手順で試験を行った。
(2) その後、表3に示す各洗浄液を供給して洗浄を行った。洗浄操作は、いずれも、2時間の循環洗浄→15時間の浸漬洗浄→2時間の循環洗浄の順で行った。循環洗浄時の運転圧力は0.2MPaとした。
(3) その後、上記(1)と同様に、純水を24時間通水後、評価水として、2000mg/L塩化ナトリウム水溶液を1.55MPaで通水して透過流束(洗浄後の透過流束)を求めた。
(4) 下記式で回復率を算出した。
回復率[−]=F1/F2
ここで、F1は、洗浄後の透過流束/洗浄前の透過流束で算出される値であり、F2は、pH11の水酸化ナトリウム水溶液を用いて洗浄を行った比較例1におけるF1である。
結果を表3に示す。表中、「GANa」はグルコン酸ナトリウムを示し、「PG」はプロピレングリコールを示す。また、表3には、実験例1で求めた、各界面活性剤或いは界面活性剤とグルコン酸ナトリウムとの組み合わせにおけるゲル化の有無の試験結果を併記した。
実験例1の結果から、疎水基にエチレンオキサイド基を有するアニオン界面活性剤は、ゲル化し難いものが多いが、ポリアミド系RO膜の洗浄効果の面ではスルホネート系の界面活性剤が有効である。
スルホネート系界面活性剤であるAS−4とAS−5のうち、AS−4はグルコン酸ナトリウムとの共存でゲル化するため、洗浄効果が悪く(比較例12)、グルコン酸ナトリウムを添加していない場合(比較例3)よりもむしろ洗浄効果が劣るものとなる。
AS−5は、グルコン酸ナトリウムとの共存でもゲル化することはなく、比較例11と実施例1との対比から、グルコン酸ナトリウムとの併用で洗浄効果を高めることができることが分かる。
更にプロピレングリコールを添加した実施例2では、より一層洗浄効果が向上している。
2 平膜セル
2A RO膜
2B 多孔質支持板
3 スターラー
4 高圧ポンプ
5 撹拌子
6 圧力計
7 圧力調整バルブ
8 Oリング
Claims (16)
- グルコン酸及び/又はその塩(以下、「グルコン酸(塩)」と記載する。)と、下記式(1)で求められるHLBが下記式(2)を満たすアニオン界面活性剤とを一剤で含む溶液状水処理薬品であって、
該グルコン酸(塩)及びアニオン界面活性剤の濃度と、該アニオン界面活性剤の分子量及びHLBとの関係において、ゲル化ないし析出しない関係で、該グルコン酸(塩)とアニオン界面活性剤とを含み、液温6℃以下でゲル化ないし析出しないことを特徴とする水処理薬品。
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
分子量>−34.4×HLB+1005 …(2) - 請求項1において、前記アニオン界面活性剤が、分子量380以上、HLB15以上のアニオン界面活性剤であることを特徴とする水処理薬品。
- グルコン酸及び/又はその塩(以下、「グルコン酸(塩)」と記載する。)と、下記式(1)で求められるHLBが15以上であって、分子量が380以上のアニオン界面活性剤とを一剤で含む溶液状水処理薬品であって、
該グルコン酸(塩)及びアニオン界面活性剤の濃度と、該アニオン界面活性剤の分子量及びHLBとの関係において、ゲル化ないし析出しない関係で、該グルコン酸(塩)とアニオン界面活性剤とを含み、液温6℃以下でゲル化ないし析出しないことを特徴とする水処理薬品。
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1) - 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記グルコン酸(塩)の濃度が20重量%以下、前記アニオン界面活性剤の濃度が10重量%以下であることを特徴とする水処理薬品。
- 請求項1ないし4のいずれかにおいて、更に、アルカリ剤を含むことを特徴とする水処理薬品。
- 請求項1ないし5のいずれかにおいて、更に、分子量1000以下のポリオール化合物を含むことを特徴とする水処理薬品。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の水処理薬品を含むポリアミド系逆浸透膜用洗浄液。
- 請求項7に記載の洗浄液を用いたポリアミド系逆浸透膜の洗浄方法。
- グルコン酸及び/又はその塩(以下、「グルコン酸(塩)」と記載する。)と、下記式(1)で求められるHLBが下記式(2)を満たすアニオン界面活性剤とを一剤で含み、液温6℃以下でゲル化ないし析出しない溶液状水処理薬品を調製する方法であって、
該グルコン酸(塩)及びアニオン界面活性剤の濃度と、該アニオン界面活性剤の分子量及びHLBとの関係において、ゲル化ないし析出しない関係で、該グルコン酸(塩)とアニオン界面活性剤を混合することを特徴とする水処理薬品の調製方法。
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1)
分子量>−34.4×HLB+1005 …(2) - 請求項9において、前記アニオン界面活性剤が、分子量380以上、HLB15以上のアニオン界面活性剤であることを特徴とする水処理薬品の調製方法。
- グルコン酸及び/又はその塩(以下、「グルコン酸(塩)」と記載する。)と、下記式(1)で求められるHLBが15以上であって、分子量380以上のアニオン界面活性剤とを一剤で含み、液温6℃以下でゲル化ないし析出しない溶液状水処理薬品を調製する方法であって、
該グルコン酸(塩)及びアニオン界面活性剤の濃度と、該アニオン界面活性剤の分子量及びHLBとの関係において、ゲル化ないし析出しない関係で、該グルコン酸(塩)とアニオン界面活性剤を混合することを特徴とする水処理薬品の調製方法。
HLB=(Σ無機性値/Σ有機性値)×10 …(1) - 請求項9ないし11のいずれか1項において、前記グルコン酸(塩)の濃度が20重量%以下、前記アニオン界面活性剤の濃度が10重量%以下となるように混合することを特徴とする水処理薬品の調製方法。
- 請求項9ないし12のいずれかにおいて、更に、アルカリ剤を混合することを特徴とする水処理薬品の調製方法。
- 請求項9ないし13のいずれかにおいて、更に、分子量1000以下のポリオール化合物を混合することを特徴とする水処理薬品の調製方法。
- 請求項9ないし14のいずれかに記載の方法によりポリアミド系逆浸透膜用洗浄液を調製するポリアミド系逆浸透膜用洗浄液の調製方法。
- 請求項15に記載の方法により調製されたポリアミド系逆浸透膜用洗浄液を用いてポリアミド系逆浸透膜を洗浄するポリアミド系逆浸透膜の洗浄方法。
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