JP6506987B2 - 逆浸透膜の改質方法、およびホウ素含有水の処理方法 - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
本発明の実施形態に係る逆浸透膜の改質方法は、ポリアミド系の逆浸透膜に、臭素系酸化剤、もしくは臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物と、スルファミン酸化合物とを接触させる、または、臭素系酸化剤、もしくは臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物と、スルファミン酸化合物との反応生成物を接触させる方法である。また、本発明の実施形態に係る逆浸透膜は、この逆浸透膜の改質方法により改質された逆浸透膜である。ここで、本明細書における逆浸透膜の「改質」とは、透過水質の改善、すなわち阻止率の向上を指す。
R2NSO3H (1)
(式中、Rは独立して水素原子または炭素数1〜8のアルキル基である。)
本実施形態に係るポリアミド系逆浸透膜用改質剤組成物は、「臭素系酸化剤」または「臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物」と、「スルファミン酸化合物」とを含有するものであり、さらにアルカリを含有してもよい。
本実施形態に係るポリアミド系逆浸透膜用改質剤組成物は、臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを混合する、または臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物と、スルファミン酸化合物とを混合することにより得られ、さらにアルカリを混合してもよい。
窒素雰囲気下で、液体臭素:16.9重量%(wt%)、スルファミン酸:10.7重量%、水酸化ナトリウム:12.9重量%、水酸化カリウム:3.94重量%、水:残分を混合して、組成物を調製した。組成物のpHは14、有効ハロゲン濃度(有効塩素換算濃度)は7.5重量%であった。安定化次亜臭素酸組成物の詳細な調製方法は以下の通りである。
上記で調製した安定化次亜臭素酸組成物(実施例1)、次亜塩素酸(比較例1)、次亜臭素酸(臭化ナトリウムと次亜塩素酸の混合物)(比較例2)を改質剤としてそれぞれ用いて、ポリアミド系高分子逆浸透膜(日東電工(株)製「ES20」、φ75mmの平膜、NaCl阻止率=95%に低下させたもの)の改質を行った。改質は、この逆浸透膜を備える逆浸透膜装置に、操作圧0.75MPaで、上記改質剤を1ppm添加した水をpH=5、25±1℃で24時間通水して実施した。その後、操作圧0.75MPaで、500ppmの塩化ナトリウム(NaCl)と、1ppmの上記改質剤とを添加した水を、pH=7、25±1℃でCT(Concentration Time)値=1000[ppm・h]となるまで連続通水した。原水および透過水の導電率を測定し、下記のNaCl阻止率を算出した。CT値は下記の通り算出した。結果を表1に示す。なお、比較例2では、改質剤として、臭化ナトリウム:15重量%、12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液:42.4重量%を水中に別々に添加した。
NaCl阻止率[%]=(100−[透過水導電率/給水導電率]×100)
CT値[ppm・h]=(遊離塩素濃度)×(接触時間)
上記で調製した安定化次亜臭素酸組成物を改質剤として用いて実施例1と同様の条件で改質および連続通水を行い、逆浸透膜への給水のpHの影響を調べた。結果を表2に示す。
下記の条件でホウ素含有水の逆浸透膜処理を行った後、実施例1と同様の方法で逆浸透膜処理を行い、引き続きホウ素含有水の逆浸透膜処理を行った。結果を表3に示す。
上記で調製した安定化次亜臭素酸組成物を改質剤として用いて、ポリアミド系高分子逆浸透膜(日東電工(株)製「SWC5」8インチエレメント、ホウ素阻止率=78%に低下させたもの)の改質を行った。改質は、この逆浸透膜を備える逆浸透膜装置に、操作圧6.0MPaで、上記改質剤を4ppm添加した水をpH=6.5、24±1℃で300時間通水して実施した。その後、操作圧6.0MPaで、4ppmのホウ素と、4ppmの上記改質剤とを添加した水を、pH=7、24±1℃で通水した。原水、濃縮水および透過水のホウ素濃度を、ICP発光分光分析装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、SPS3100)によって、ICP発光分光分析法で測定し、下記のホウ素阻止率を算出した。結果を表3に示す。
ホウ素阻止率[%]=100−[透過水ホウ素濃度÷{(給水ホウ素濃度+濃縮水ホウ素濃度)÷2}×100]
上記で調製した安定化次亜臭素酸組成物を改質剤として用いて、ポリアミド系高分子逆浸透膜(日東電工(株)製「ES15」、NaCl阻止率=98.5%に低下させたもの)の改質を行った。超純水に上記改質剤を1ppm添加し、pHを7に調整した水に逆浸透膜を、25±1℃で72時間浸漬して実施した。その後、操作圧0.75MPaで、500ppmの塩化ナトリウム(NaCl)溶液を、pH=7、25±1℃で通水した。原水および透過水の導電率を測定し、下記のNaCl阻止率を算出した。結果を表4に示す。
NaCl阻止率[%]=(100−[透過水導電率/給水導電率]×100)
Claims (4)
- ポリアミド系の逆浸透膜に、臭素系酸化剤、もしくは臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物と、スルファミン酸化合物とをpH4〜6.5の範囲で接触させる、または、臭素系酸化剤、もしくは臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物と、スルファミン酸化合物との反応生成物をpH4〜6.5の範囲で接触させることを特徴とする逆浸透膜の改質方法。
- ポリアミド系の逆浸透膜に、臭素とスルファミン酸化合物とをpH4〜6.5の範囲で接触させる、または、臭素とスルファミン酸化合物との反応生成物をpH4〜6.5の範囲で接触させることを特徴とする逆浸透膜の改質方法。
- 請求項2に記載の逆浸透膜の改質方法であって、
前記臭素とスルファミン酸化合物との反応生成物が、水、アルカリおよびスルファミン酸化合物を含む混合液に臭素を不活性ガス雰囲気下で添加して反応させる工程を含む方法により得られたものであることを特徴とする逆浸透膜の改質方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の逆浸透膜の改質方法により改質された逆浸透膜を用いてホウ素含有水を逆浸透膜処理することを特徴とするホウ素含有水の処理方法。
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