JP6910889B2 - Filtration membrane module and its manufacturing method and installation method of filtration membrane module - Google Patents
Filtration membrane module and its manufacturing method and installation method of filtration membrane module Download PDFInfo
- Publication number
- JP6910889B2 JP6910889B2 JP2017162138A JP2017162138A JP6910889B2 JP 6910889 B2 JP6910889 B2 JP 6910889B2 JP 2017162138 A JP2017162138 A JP 2017162138A JP 2017162138 A JP2017162138 A JP 2017162138A JP 6910889 B2 JP6910889 B2 JP 6910889B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane module
- filtration membrane
- filtration
- pure water
- hollow fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
本発明は、超純水製造プロセスにおいて、被処理水中の微粒子を取り除くファイナルフィルターとして好適なろ過膜モジュールおよびその製造方法並びにろ過膜モジュールの設置方法に関する。 The present invention relates to a filtration membrane module suitable as a final filter for removing fine particles in water to be treated in an ultrapure water production process, a method for producing the same, and a method for installing the filtration membrane module.
半導体や表示素子等の電子・電気部品の製造で用いられる超純水を製造するラインにおいては、精密ろ過膜やイオン交換樹脂、逆浸透ろ過膜を用いて製造した超純水をユースポイントに供給する直前に超純水から微粒子を取り除くファイナルフィルターとしてろ過膜モジュールが用いられている。本用途のろ過膜モジュールとしては、1モジュールあたりのろ過流量が大きく出来るメリットがあることから、中空糸膜の外側に原水を供給してろ過する外圧ろ過式の中空糸膜モジュールが主に使用されている。 In the line that manufactures ultrapure water used in the manufacture of electronic and electrical parts such as semiconductors and display elements, ultrapure water manufactured using microfiltration membranes, ion exchange resins, and reverse osmosis filtration membranes is supplied to use points. A filtration membrane module is used as a final filter for removing fine particles from ultrapure water immediately before the filtration. Since the filtration membrane module for this purpose has the advantage that the filtration flow rate per module can be increased, an external pressure filtration type hollow fiber membrane module that supplies raw water to the outside of the hollow fiber membrane to filter is mainly used. ing.
本用途のろ過膜モジュールに求められる性質として、使用開始後短い時間で超純水としての水質、すなわち、ろ過水中の微粒子数、ろ過水の導電率、およびTOC(Total
Organic Carbon)などが要求レベルに達することが求められる。その為、一般的に本用途のろ過膜モジュールでは、製品の製造工程の最後に、フィルターからの微粒子発塵、イオン成分および有機物の溶出を低減するための洗浄工程が設けられ、清浄な状態まで洗浄された状態で出荷されている。
The properties required for the filtration membrane module for this application are the water quality as ultrapure water in a short time after the start of use, that is, the number of fine particles in the filtered water, the conductivity of the filtered water, and TOC (Total).
Organic Carbon) etc. are required to reach the required level. Therefore, in general, in the filtration membrane module for this application, a cleaning process for reducing fine particle dust generation from the filter and elution of ionic components and organic substances is provided at the end of the product manufacturing process until the product is in a clean state. It is shipped in a cleaned state.
一方、ろ過膜モジュールはそのろ過性能を保ち、かつ製品内での微生物の増殖を抑えるために、製造後は殺菌、制菌作用のある保存液を用いて湿潤状態で保管することが必要であり、一般的な膜モジュールでは、グリセリン水溶液、アルコール水溶液、または次亜塩素酸ナトリウム水溶液などが保存液として用いられる(たとえば特許文献1参照)。
しかし、超純水の製造ラインで使用されるろ過膜モジュールは上述の通り使用開始から短い時間で超純水としての水質を満足することが求められるため、グリセリン、アルコールなどの有機物、ナトリウムなどの金属イオン成分を含む保存液を用いるとその洗浄に時間を要する問題があった。その為、本用途の保存液としては、低濃度であっても微生物の繁殖を抑制するホルムアルデヒド水溶液や、有機物、イオン成分を残留させずに殺菌効果が有る過酸化水素水溶液が用いられてきた。
On the other hand, in order to maintain the filtration performance of the filtration membrane module and suppress the growth of microorganisms in the product, it is necessary to store the filtration membrane module in a wet state using a preservative solution having a bactericidal and bacteriostatic effect after production. In a general membrane module, an aqueous solution of glycerin, an aqueous solution of alcohol, an aqueous solution of sodium hypochlorite, or the like is used as a preservation solution (see, for example, Patent Document 1).
However, as described above, the filtration membrane module used in the ultrapure water production line is required to satisfy the water quality as ultrapure water in a short time from the start of use, so organic substances such as glycerin and alcohol, sodium and the like are used. When a preservative solution containing a metal ion component is used, there is a problem that it takes time to clean the solution. Therefore, as the preservation solution for this purpose, a formaldehyde aqueous solution that suppresses the growth of microorganisms even at a low concentration, and a hydrogen peroxide aqueous solution that has a bactericidal effect without leaving organic substances and ionic components have been used.
しかしながら、ホルムアルデヒド水溶液を用いた場合は、1%未満の低濃度で微生物の繁殖は抑制できるものの、TOCの低減に影響を及ぼしてしまう。一方、過酸化水素水は微生物の繁殖を抑制しつつ、かつTOCにも影響しないが、過酸化水素の酸化力が強いため、本用途のろ過膜の素材として一般的に用いられる高分子膜を少しずつであるが劣化させ、膜の分離性能低下や破損等が発生する可能性がある。 However, when an aqueous formaldehyde solution is used, although the growth of microorganisms can be suppressed at a low concentration of less than 1%, it affects the reduction of TOC. On the other hand, hydrogen peroxide solution suppresses the growth of microorganisms and does not affect TOC, but since hydrogen peroxide has a strong oxidizing power, a polymer membrane generally used as a material for filtration membranes for this application is used. It may be deteriorated little by little, and the separation performance of the film may be deteriorated or broken.
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、ろ過膜のろ過性能を保持し、微生物の繁殖を抑制しつつ、かつ使用開始後の水質に与える影響が無いろ過膜モジュール及びその製造方法並びにろ過膜モジュールの設置方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems, to maintain the filtration performance of the filtration membrane, suppress the growth of microorganisms, and manufacture a filtration membrane module having no influence on the water quality after the start of use. It is an object of the present invention to provide a method as well as a method for installing a filtration membrane module.
本発明者らは、上記の多様な要求項目を満足すべく鋭意研究を重ね、検証を行った。その結果、保存液としては高温で殺菌された状態の水を封入することですべての要求事項を満足する事を確認し、その製造方法を見出し本発明に想到した。 The present inventors have conducted extensive research and verification in order to satisfy the above-mentioned various requirements. As a result, it was confirmed that all the requirements were satisfied by enclosing water in a state of being sterilized at a high temperature as the preservation solution, and a manufacturing method thereof was found and the present invention was conceived.
すなわち、本発明のろ過膜モジュールは、液体のろ過に使用されるろ過膜と、そのろ過膜が収容されるケースとを備えたろ過膜モジュールにおいて、ケース内に、ろ過膜のろ過性能を保持するための保存液として、殺菌された純水が充填されていることを特徴とする。 That is, the filtration membrane module of the present invention maintains the filtration performance of the filtration membrane in the case in the filtration membrane module including the filtration membrane used for filtering the liquid and the case in which the filtration membrane is housed. It is characterized in that it is filled with sterilized pure water as a preservative solution for this purpose.
また、上記本発明のろ過膜モジュールにおいて、保存液中の有機物含有量は、TOC(Total Organic Carbon)として5ppm以上50ppm未満であることが好ましい。 Further, in the filtration membrane module of the present invention, the content of organic matter in the preservation liquid is preferably 5 ppm or more and less than 50 ppm as TOC (Total Organic Carbon).
また、上記本発明のろ過膜モジュールにおいて、保存液に含まれる金属イオンの濃度は、10ppb以上100ppb未満であることが好ましい。 Further, in the filtration membrane module of the present invention, the concentration of metal ions contained in the preservation solution is preferably 10 ppb or more and less than 100 ppb.
また、上記本発明のろ過膜モジュールにおいて、保存液に含まれる塩化物イオンの濃度は、25ppb以上250ppb未満であることが好ましい。 Further, in the filtration membrane module of the present invention, the concentration of chloride ions contained in the preservation solution is preferably 25 ppb or more and less than 250 ppb.
本発明のろ過膜モジュールの製造方法は、液体のろ過に使用されるろ過膜と、そのろ過膜が収容されるケースとを備えたろ過膜モジュールであって、ケース内に、ろ過膜のろ過性能を保持するための保存液として、殺菌された純水が充填されているろ過膜モジュールの製造方法であって、ろ過膜が収容されたケース内に、ろ過によって除菌された純水を封入し、その純水が封入されたケースを80℃以上100℃未満で加熱処理することによって、ろ過膜モジュール内の純水を滅菌して保存液とすることを特徴とする。 The method for manufacturing a filtration membrane module of the present invention is a filtration membrane module including a filtration membrane used for filtering a liquid and a case in which the filtration membrane is housed, and the filtration performance of the filtration membrane is contained in the case. This is a method for manufacturing a filtration membrane module filled with sterilized pure water as a preservative solution for holding the membrane, and the pure water sterilized by filtration is sealed in a case containing the filtration membrane. The case characterized in that the pure water is sealed is heat-treated at 80 ° C. or higher and lower than 100 ° C. to sterilize the pure water in the filtration membrane module to obtain a preservation solution.
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法においては、純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、封入した純水の熱膨張による圧力上昇を軽減するため、ろ過膜モジュールの原水側に圧力緩衝機構を設けることが好ましい。 Further, in the method for manufacturing the filtration membrane module of the present invention, in the step of heat-treating the case filled with pure water, in order to reduce the pressure increase due to the thermal expansion of the sealed pure water, the raw water side of the filtration membrane module is used. It is preferable to provide a pressure buffer mechanism in the water.
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法において、純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、封入した純水の熱による体積膨張を吸収するため、ろ過膜モジュールの原水側に体積膨張吸収機構を設けることが好ましい。 Further, in the method for manufacturing the filtration membrane module of the present invention, in the step of heat-treating the case filled with pure water, the volume expansion due to the heat of the sealed pure water is absorbed, so that the volume is on the raw water side of the filtration membrane module. It is preferable to provide an expansion absorption mechanism.
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法において、ろ過によって除菌された純水は、限外ろ過膜または逆浸透膜でろ過された水であって、純水に含まれる50nm以上の微粒子が10個/L以上200個/L以下であることが好ましい。 Further, in the method for producing a filtration membrane module of the present invention, the pure water sterilized by filtration is water filtered by an ultrafiltration membrane or a reverse osmosis membrane, and fine particles of 50 nm or more contained in the pure water. Is preferably 10 pieces / L or more and 200 pieces / L or less.
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法において、純水中の有機物含有量は、TOC(Total Organic Carbon)として5ppm以上50ppm未満であることが好ましい。 Further, in the method for producing a filtration membrane module of the present invention, the content of organic substances in pure water is preferably 5 ppm or more and less than 50 ppm as TOC (Total Organic Carbon).
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法において、純水に含まれる金属イオンの濃度は、10ppb以上100ppb未満であることが好ましい。 Further, in the method for producing a filtration membrane module of the present invention, the concentration of metal ions contained in pure water is preferably 10 ppb or more and less than 100 ppb.
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法において、純水に含まれる塩化物イオンの濃度は、25ppb以上250ppb未満であることが好ましい。 Further, in the method for producing a filtration membrane module of the present invention, the concentration of chloride ions contained in pure water is preferably 25 ppb or more and less than 250 ppb.
また、純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、封入した純水の熱膨張に
よる圧力上昇を軽減するため、ろ過膜モジュールの原水側に圧力緩衝機構を設けるとともに、封入した純水の熱による体積膨張を吸収するため、ろ過膜モジュールの原水側に体積膨張吸収機構を設け、ろ過膜モジュールのろ過側は密閉状態とすることが好ましい。
In addition, in the process of heat-treating the case filled with pure water, the thermal expansion of the sealed pure water
In order to reduce the pressure rise due to the filtration membrane module, a pressure buffer mechanism is provided on the raw water side of the filtration membrane module, and in order to absorb the volume expansion due to the heat of the enclosed pure water, a volume expansion absorption mechanism is provided on the raw water side of the filtration membrane module. The filtration side of the filtration membrane module is preferably sealed.
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法において、ろ過膜モジュールは、ケース内にろ過膜として中空糸膜を収容した中空糸膜モジュールであって、中空糸膜の中空部と連通するろ過側ポートと、中空糸膜の外側と連通する原水側ポートとを有することができ、純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、原水側ポートに、体積膨張吸収機構を設けるとともに、圧力緩衝機構をその圧力緩衝機構内に密栓部材を含有した状態で設け、かつろ過側ポートを密閉状態とし、加熱処理の工程後に、圧力緩衝機構内で、体積膨張吸収機構を密栓部材に付け替え、その後、圧力緩衝機構と体積膨張吸収機構を取り外すことが好ましい。 Further, in the method for manufacturing a filter membrane module of the present invention, the filter membrane module is a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane is housed as a filter membrane in a case, and is a filtration side communicating with a hollow portion of the hollow fiber membrane. It is possible to have a port and a raw water side port communicating with the outside of the hollow fiber membrane, and in the step of heat-treating a case filled with pure water, the raw water side port is provided with a volume expansion absorption mechanism and pressure buffered. The mechanism is provided with the sealing member contained in the pressure buffering mechanism, and the filtration side port is sealed, and after the heat treatment step, the volume expansion absorption mechanism is replaced with the sealing member in the pressure buffering mechanism, and then It is preferable to remove the pressure buffer mechanism and the volume expansion absorption mechanism.
また、上記本発明のろ過膜モジュールの製造方法において、ろ過膜モジュールは、ケース内にろ過膜として中空糸膜を収容した中空糸膜モジュールであって、中空糸膜の中空部と連通するろ過側ポートと、中空糸膜の外側と連通する原水側ポートとを有することができ、純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、原水側ポートに、体積膨張吸収機構を設けるとともに、その体積膨張吸収機構に対して、気体を透過可能であってかつ菌体を透過させない圧力緩衝機構を設け、さらに原水側ポートに外気が流入するのを防止する気体流入防止部材をその気体流入部材内に密栓部材を含有した状態で設け、かつろ過側ポートを密閉状態とし、加熱処理の工程後に、気体流入防止部材内で、体積膨張吸収機構を密栓部材に付け替え、その後、圧力緩衝機構が設けられた体積膨張吸収機構および気体流入防止部材を取り外すことが好ましい。 Further, in the method for manufacturing a filter membrane module of the present invention, the filter membrane module is a hollow yarn membrane module in which a hollow yarn membrane is housed as a filter membrane in a case, and is a filtration side communicating with a hollow portion of the hollow yarn membrane. It is possible to have a port and a raw water side port communicating with the outside of the hollow filament film, and in the step of heat-treating a case filled with pure water, the raw water side port is provided with a volume expansion absorption mechanism and its volume. The expansion and absorption mechanism is provided with a pressure buffer mechanism that allows gas to permeate and does not allow bacterial cells to permeate, and a gas inflow prevention member that prevents outside air from flowing into the raw water side port is installed in the gas inflow member. It was provided with the sealing member contained, and the filtration side port was sealed, and after the heat treatment step, the volume expansion absorption mechanism was replaced with the sealing member in the gas inflow prevention member, and then the pressure buffering mechanism was provided. It is preferable to remove the volume expansion absorption mechanism and the gas inflow prevention member.
本発明のろ過膜モジュールの設置方法は、上述したろ過膜モジュールを、水処理装置の配管に取り付ける方法において、ろ過膜モジュールのろ過側ポートおよび原水側ポートを密閉している密栓部材を取り外し、ろ過膜モジュール内に封入した純水を、水処理装置の配管以外に廃棄した後、水処理装置の配管の取り付けることを特徴とする。 In the method of installing the filtration membrane module of the present invention, in the method of attaching the above-mentioned filtration membrane module to the piping of the water treatment device, the sealing member that seals the filtration side port and the raw water side port of the filtration membrane module is removed for filtration. It is characterized in that the pure water sealed in the membrane module is discarded in addition to the piping of the water treatment device, and then the piping of the water treatment device is attached.
本発明のろ過膜モジュールによれば、ろ過性能を保持する為のろ過膜モジュールの保存液として、殺菌された純水が封入されているため、膜のろ過性能を保ちつつ、モジュール内での微生物の増殖を抑えることが出来る。すなわち、薬品類を使用せずとも、ろ過モジュールの長期保管が可能となると共に、使用開始時の洗浄時間を大幅に低減できる。 According to the filtration membrane module of the present invention, sterilized pure water is sealed as a preservative solution for the filtration membrane module to maintain the filtration performance, so that microorganisms in the module can be maintained while maintaining the filtration performance of the membrane. Can suppress the growth of. That is, the filtration module can be stored for a long period of time without using chemicals, and the cleaning time at the start of use can be significantly reduced.
また、上記本発明のろ過膜モジュールにおいて、保存液中の有機物含有量を、TOCとして5ppm以上50ppm未満とした場合には、このように有機物成分が少ない水とすることで、使用開始時の有機物の洗浄時間を大幅に低減出来る。 Further, in the above-mentioned filtration membrane module of the present invention, when the organic matter content in the preservation liquid is 5 ppm or more and less than 50 ppm as the TOC, the organic matter at the start of use can be obtained by using water having a small amount of organic matter components in this way. Cleaning time can be significantly reduced.
さらに、保存液に含まれる金属イオンを、10ppb以上100ppb未満とした場合には、使用開始時の金属成分の洗浄時間を大幅に低減できる。 Further, when the metal ion contained in the preservation solution is set to 10 ppb or more and less than 100 ppb, the cleaning time of the metal component at the start of use can be significantly reduced.
また、保存液に含まれる塩化物イオンを、25ppb以上250ppb未満とした場合には、このように塩化物イオンを微量含むことで、過剰な温度を加えずとも十分な殺菌性を得ることが出来る。 Further, when the chloride ion contained in the preservation solution is 25 ppb or more and less than 250 ppb, sufficient bactericidal property can be obtained without applying an excessive temperature by containing a trace amount of chloride ion in this way. ..
本発明のろ過膜モジュールの製造する方法によれば、ろ過によって除菌された純水をケース内に封入し、その純水が封入されたケースを80℃以上100℃未満で加熱処理することによって、ろ過膜モジュール内の純水を滅菌して保存液とするようにしたので、膜のろ過性能を保ちつつ、モジュール内での微生物の増殖を抑えることが出来る。 According to the method for producing a filtration membrane module of the present invention, pure water sterilized by filtration is sealed in a case, and the case containing the pure water is heat-treated at 80 ° C. or higher and lower than 100 ° C. Since the pure water in the filtration membrane module is sterilized and used as a preservation solution, it is possible to suppress the growth of microorganisms in the module while maintaining the filtration performance of the membrane.
さらに純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、封入した純水の熱膨張による圧力上昇を軽減するため、ろ過膜モジュールの原水側に圧力緩衝機構を設けるようにした場合には、加熱による水の膨張でろ過モジュール内の圧力が上昇し、ケースや中空糸膜が破損することを防ぐことが出来る。また、ろ過側を完全に封止するようにした場合には、外部からのコンタミネーションを防ぐことが可能となる。 Further, in the step of heat-treating the case filled with pure water, in order to reduce the pressure increase due to the thermal expansion of the sealed pure water, if a pressure buffer mechanism is provided on the raw water side of the filtration membrane module, it is heated. It is possible to prevent the case and the hollow fiber membrane from being damaged due to the pressure inside the filtration module rising due to the expansion of water. Further, when the filtration side is completely sealed, contamination from the outside can be prevented.
また、純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、封入した純水の熱による体積膨張を吸収するため、ろ過膜モジュールの原水側に体積膨張吸収機構を設けるようにした場合には、加熱処理時の体積膨張を吸収し、その後、膨張分を冷却によって収縮させることでろ過膜モジュールの原水側からモジュール内に再流入させることが可能となり、ろ過モジュール内を満液状態とすることが可能となる。 In addition, in the step of heat-treating the case filled with pure water, in order to absorb the volume expansion due to the heat of the sealed pure water, if a volume expansion absorption mechanism is provided on the raw water side of the filtration membrane module, By absorbing the volume expansion during heat treatment and then shrinking the expansion by cooling, it is possible to re-inflow into the module from the raw water side of the filtration membrane module, and the inside of the filtration module can be filled. It will be possible.
以下、本発明のろ過膜モジュールの一実施形態を用いた中空糸膜モジュールについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a hollow fiber membrane module using one embodiment of the filtration membrane module of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の中空糸膜モジュールは、超純水製造用のろ過装置にて利用することができる。本実施形態の中空糸膜モジュールは、精密ろ過膜、イオン交換樹脂、または逆浸透ろ過膜を用いて製造した超純水をユースポイントに供給する直前に行う外圧式ろ過に利用することができ、ファイナルフィルターとして微粒子除去の機能を担うことができる。また、中空糸膜モジュールとしては、設備のコンパクト化のために、高いろ過性能が要求されるが、本実施形態の中空糸膜モジュールは、単位容積あたりのろ過流量を大きくすることが出来る中空糸膜モジュールとすることができる。 The hollow fiber membrane module of the present embodiment can be used in a filtration device for producing ultrapure water. The hollow fiber membrane module of the present embodiment can be used for external pressure filtration performed immediately before supplying ultrapure water produced using a microfiltration membrane, an ion exchange resin, or a reverse osmosis filtration membrane to a use point. It can take on the function of removing fine particles as a final filter. Further, the hollow fiber membrane module is required to have high filtration performance in order to make the equipment compact, but the hollow fiber membrane module of the present embodiment can increase the filtration flow rate per unit volume. It can be a membrane module.
図1は、本実施形態の中空糸膜モジュール1の概略構成を示す断面図である。また、図2は、図1に示す中空糸膜モジュール1を分解した斜視図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the hollow
本実施形態の中空糸膜モジュール1は、図1に示されるように、複数の中空糸膜3aが束ねられた中空糸膜束3と、中空糸膜束3を収容する筒状のケース5とを備えるものである。
As shown in FIG. 1, the hollow
ケース5の両端開口には、配管が接続される管路10a,11aが形成された配管接続用のキャップ10,11が設けられており、配管接続用のキャップ10,11はナット13によってケース5に固定装着されている。ナット13は、ケース5の両端の側面に形成された雄ネジに螺合し、ナット13を締めることによって、キャップ10,11の溝に配置されたOリング12によりケーシング両端とキャップ10,11の間がシールされる。
The openings at both ends of the
また、ケース5の両端部には、流体が流れる上側ノズル5aと下側ノズル5bとがそれぞれ形成されている。上側ノズル5aと下側ノズル5bは、ケース5の長手方向に直交する方向に突き出すように設けられている。
Further,
中空糸膜束3の両端面においては、各中空糸膜3aは開口されており、かつ各中空糸膜3a間がポッティング材によって接着されて接着部14が形成されている。
On both end faces of the hollow
外圧式ろ過においては、たとえば下側ノズル5bから液体が流入され、その液体が両端部の接着部14の間の各中空糸膜3aの外表面から染み込み、各中空糸膜3aの中空部を通過した液体が、キャップ10,11の管路10a,11aから流出される。
In external pressure filtration, for example, a liquid flows in from the
中空糸膜3aとしては、精密ろ過膜、限外ろ過膜等を用いることができる。中空糸膜の素材は特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチルペンテン)、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられ、また、これらの複合素材も使用できる。
As the
中空糸膜3aの内径は50μm〜3000μmであり、好ましくは500μm〜2000μmである。内径が小さい場合、圧損が大きくなり、ろ過に悪影響を及ぼすため、中空糸膜3aの内径は50μm以上とすることが好ましい。また、内径を大きくした場合、紡糸時に膜の形状を保持することが困難になるため、3000μm以下とすることが好ましい。
The inner diameter of the
ポッティング材としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、オレフィン系ポリマー、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂等の高分子材料が好ましく、これらの高分子材料のいずれかでもよいし、複数の高分子材料を組み合わせて用いるようにしてもよい。 As the potting material, a polymer material such as an epoxy resin, a vinyl ester resin, a urethane resin, an unsaturated polyester resin, an olefin polymer, a silicone resin, or a fluorine-containing resin is preferable, and any of these polymer materials may be used. A plurality of polymer materials may be used in combination.
なお、超純水製造プロセスにおいて、構成部材には熱水に対する耐熱性と、低い溶出性が求められる。そのため中空糸膜3aやケース5の素材としては、ポリスルホン系の溶出の少ない素材であることが好ましい。また、同様の理由からポッティング材にはエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
In the ultrapure water production process, the constituent members are required to have heat resistance to hot water and low elution. Therefore, as the material of the
また、本実施形態の中空糸膜モジュール1では、保存液として、殺菌された純水が用いられる。保存液とは、中空糸膜3aのろ過性能を保持するための液体であって、ケース5内の両端部の接着部14の間に形成された貯留部5c、キャップ10、11と接着部14との間の空間、さらに中空糸膜3aの中空部および多孔質部に充填される液体である。
Further, in the hollow
ここで、本発明における純水とは、イオン成分を低減させ、水の電気導電度が1μS/cm以下で、さらに逆浸透膜または限外ろ過膜などでろ過された水のことを示す。 Here, the pure water in the present invention means water having an ionic component reduced, an electric conductivity of water of 1 μS / cm or less, and further filtered by a reverse osmosis membrane or an ultrafiltration membrane.
また、本実施形態の中空糸膜モジュール1においては、保存液中の有機物含有量が、TOC(Total Organic Carbon)として1ppm以上50ppm未満であることが好ましい。TOCが1ppm以上であれば、後述する純水の加熱殺菌時に、純水中の有機物が優先的に酸化されるため、加熱による中空糸膜3aの酸化劣化を抑制できる。なお、TOCは5ppm以上であることがさらに好ましい。
Further, in the hollow
また、50ppm未満であれば、中空糸膜モジュール1の使用開始時における保存液中の有機物濃度を速やかに低減できる共に、加熱殺菌で菌が完全に死滅しなかった場合にも、その炭素源を少なく出来る為に菌の増殖を抑制することが可能となる。
Further, if it is less than 50 ppm, the concentration of organic substances in the storage liquid at the start of use of the hollow
さらに、本実施形態の中空糸膜モジュール1においては、保存液に含まれる金属イオンの濃度が10ppb以上100ppb未満であることが好ましい。超純水製造プロセスでは、半導体製造に悪影響を与える金属イオンの混入は避けるべきであり、その含有量は少ない程良い。一方、殺菌について考えた場合、金属イオンは殺菌作用を示すことが知られており、半導体製造に悪影響を与えない範囲で金属イオンを含むことで加熱による殺菌作用を向上させることが可能となる。
Further, in the hollow
同様に、本実施形態の中空糸膜モジュール1においては、保存液に含まれる塩化物イオンの濃度が25ppb以上250ppb未満であることが好ましい。塩化物イオンも半導体製造においては、回路を侵食する為、超純水中では極低濃度に管理することが求められる。一方で、塩化物イオンは殺菌作用を示すため、保存液として用いる純水中には半導体製造に悪影響を与えない範囲で含むことが好ましい。
Similarly, in the hollow
上述した本実施形態の中空糸膜モジュール1であれば、保存中に菌類が増殖することを抑制しつつ、半導体製造に用いられる際の水質要求を満たす超純水を容易に製造することが可能となる。
With the hollow
次に、本実施形態の中空糸膜モジュール1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the hollow
本実施形態の中空糸膜モジュール1の製造方法においては、まず、保存液が充填される前の状態の図1に示す中空糸膜モジュール1のケース5内に、ろ過によって除菌された純水が封入される。
In the method for producing the hollow
純水としては、上述したように逆浸透膜または限外ろ過膜などでろ過された水が用いられる。純水に含まれる50nm以上の微粒子は、10個/L以上200個/L以下であることが好ましい。 As the pure water, water filtered by a reverse osmosis membrane or an ultrafiltration membrane as described above is used. The fine particles of 50 nm or more contained in pure water are preferably 10 particles / L or more and 200 particles / L or less.
また、純水中の有機物含有量は、TOCとして1ppm以上50ppm未満の水を用いることが好ましい。なお、TOCは5ppm以上であることがさらに好ましい。 As for the organic matter content in pure water, it is preferable to use water having a TOC of 1 ppm or more and less than 50 ppm. The TOC is more preferably 5 ppm or more.
さらに、純水に含まれる金属イオンの濃度は、10ppb以上100ppb未満であることが好ましく、純水に含まれる塩化物イオンの濃度は、25ppb以上250ppb未満であることが好ましい。 Further, the concentration of metal ions contained in pure water is preferably 10 ppb or more and less than 100 ppb, and the concentration of chloride ions contained in pure water is preferably 25 ppb or more and less than 250 ppb.
そして、本実施形態の中空糸膜モジュール1の製造方法においては、ろ過によって除菌された純水が封入された中空糸膜モジュール1(ケース5)を80℃以上100℃未満で加熱処理する。このように、ろ過で除菌された純水を、さらに加熱殺菌することで中空糸膜モジュール1の保存液が菌を含まない状態とすることが可能となる。
Then, in the method for producing the hollow
なお、水の殺菌方法としては、薬品の添加などもあるが、超純水製造プロセスで使用される中空糸膜モジュールの場合、余計な成分を添加しない加熱による殺菌でなければならない。 The water sterilization method includes addition of chemicals, but in the case of the hollow fiber membrane module used in the ultrapure water production process, sterilization by heating without adding extra components must be performed.
また、本実施形態のように純水を加熱によって殺菌する場合、80℃未満であっても、多くの生菌は時間を掛けることで死滅するが、3ヶ月以上の長期間の保管を考えた場合、80℃以上に加熱し、十分に菌を死滅させておくのが良い。また、加熱温度を100℃以上とした場合、純水が沸騰して中空糸膜モジュール1内で中空糸膜3aが揺れ動き、これにより破損してしまうことや、部材の熱膨張率の差で破損が生じる可能性がある。これらの観点から、加熱処理の温度としては、本実施形態のように、80℃以上100℃未満であることが好ましく、さらに好ましくは85℃以上95℃以下である。
Further, when pure water is sterilized by heating as in the present embodiment, many viable bacteria are killed over time even if the temperature is lower than 80 ° C., but long-term storage of 3 months or more is considered. In that case, it is better to heat it to 80 ° C. or higher to sufficiently kill the bacteria. Further, when the heating temperature is 100 ° C. or higher, pure water boils and the
ここで、上述したように中空糸膜モジュール1を加熱処理する際、圧力による変形がほとんどない剛直な部材で密閉されていると、純水の熱膨張によってモジュール内部の圧力上昇が発生し、中空糸膜3aやケース5が破損する危険性がある。この圧力上昇を回避する方法として、モジュール内部と外部を通じた状態とする方法があるが、この場合、加熱処理によって体積膨張した水が外部にあふれてしまい、さらに冷却される際の体積収縮によって外気を吸入してしまうため、その際に大気中から菌類がモジュール内に取り込まれてしまう可能性がある。これを回避するためには、加熱処理工程を無菌室内で実施することが考えられるが、超純水製造プロセスに用いられるような大きな中空糸膜モジュールでは無菌室内で製造することは困難である。
Here, when the hollow
そこで、本実施形態の中空糸膜モジュール1の製造方法においては、加熱処理する工程において、封入した純水の熱膨張による圧力上昇を軽減するため、中空糸膜モジュール1の下側ノズル5bに圧力緩衝機構を設ける。なお、本実施形態の中空糸膜モジュール1は、外圧式ろ過に用いられるものであるので、下側ノズル5bは、本発明の原水側ポートに相当するものである。
Therefore, in the method for manufacturing the hollow
膨張による圧力を緩衝させつつ、外気の流入を防ぐ圧力緩衝機構としては、たとえば図3に示すように中空糸膜モジュール1の下側ノズル5bに対して、しぼんだ状態のゴム風船またはポリ袋などからなる圧力緩衝機構21を接続する方法が簡便であり好ましい。ただし、一般にゴム状の柔軟な物質は加熱に弱く、柔軟性を持たせるために添加されている物質が接触した純水中に溶け込んでしまい、保存液の純度を低下させてしまう可能性があるため、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどからなるポリ袋のような、加熱処理に対しても耐熱性を持つ添加剤の少ない材質の袋で覆う事がより好ましい。
As a pressure buffering mechanism that prevents the inflow of outside air while buffering the pressure due to expansion, for example, as shown in FIG. 3, a rubber balloon or a plastic bag in a deflated state with respect to the
また、上述したように、しぼんだ状態のポリ袋をノズルに設置することでも体積膨張を吸収することは可能であるが、袋中に大量の水があふれ出てしまうと、モジュール内に本来封入すべき保存液の量が減少し、封入目的の1つである膜の乾燥防止機能が十分でなくなってしまう。 Further, as described above, it is possible to absorb the volume expansion by installing a deflated plastic bag in the nozzle, but if a large amount of water overflows into the bag, it is originally enclosed in the module. The amount of preservative solution to be stored is reduced, and the drying prevention function of the film, which is one of the purposes of encapsulation, becomes insufficient.
これを回避するため、本実施形態の中空糸膜モジュール1の製造方法においては、加熱処理工程において、封入した純水の加熱による体積膨張を吸収するため、中空糸膜モジュール1の下側ノズル5bに体積膨張吸収機構を設けることが好ましい。
In order to avoid this, in the method for manufacturing the hollow
体積膨張吸収機構としては、たとえば図3に示すように、加熱に強く、溶出の心配も少ない超純水設備の配管に用いられるポリフッ化ビニリデン製またはポリプロピレン製の液受けからなる体積膨張吸収機構20を下側ノズル5bに接続することが好ましい。そして、その液受けを覆う形で、圧力を緩衝可能な部材、たとえばポリエチレンまたはポリプロピレン製の袋などからなる圧力緩衝機構21を接続するのがより好ましい。このように圧力緩衝機構21と体積膨張吸収機構20を合わせて持たせることで加熱による熱膨張の影響を抑えつつ、冷却によって外気が吸入されることもなく、加熱処理による殺菌を実施することが出来る。
As the volume expansion / absorption mechanism, for example, as shown in FIG. 3, a volume expansion /
なお、上述した加熱処理の際には、図3に示すように、上側の管路10a、下側の管路11aおよび上側ノズル5aは、それぞれ密栓部材10b、11b、23によって塞がれて密閉状態となっている。上側の管路10aおよび下側の管路11aは、本発明におけるろ過側ポートに相当するものである。
In the heat treatment described above, as shown in FIG. 3, the
さらに、本実施形態の中空糸膜モジュール1の製造方法においては、図3に示すように、圧力緩衝機構21内に密栓部材22を含めることが好ましい。そして、加熱処理の工程後に、圧力緩衝機構21内で、体積膨張吸収機構20を密栓部材22に付け替え、その後、圧力緩衝機構21と体積膨張吸収機構20を取り外すようにすることが好ましい。
Further, in the method for manufacturing the hollow
このような方法を採用することによって、閉鎖系のままで下側ノズル5bを密閉することができる。また、本実施形態の中空糸膜モジュール1の製造方法においては、体積膨張吸収機構20および圧力緩衝機構21の設置並びに密栓部材22の付け替えを、全て原水側の下側ノズル5bで行うようにしたので、万が一、菌類のコンタミが起きたとしても、密栓部材22の付け替えがある原水側でしか起きず、中空糸膜3aによって仕切られた完全密閉系であるろ過側において菌類のコンタミが生じるのを防止することができる。
By adopting such a method, the
また、加熱処理する工程において、封入した純水の熱膨張による圧力上昇を軽減し、かつ封入した純水の体積膨張を吸収するための構成としては、図3に示す構成に限らず、図4に示すような構成を採用するようにしてもよい。図4に示す中空糸膜モジュール1においては、体積膨張吸収機構として、ポリプロピレン(PP)製ボトル24およびチューブ25が設けられている。ポリプロピレン製ボトル24は、チューブ25を介した状態で原水側の下側ノズル5bに取り付けられ、そのポリプロピレン製ボトル24の上部に対して、圧力緩衝機構として孔径0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のエアベント用フィルター26が設けられている。エアベント用フィルター26は、気体を透過可能であって、かつ菌体を透過させないものである。
Further, in the step of heat treatment, the configuration for reducing the pressure increase due to the thermal expansion of the enclosed pure water and absorbing the volume expansion of the enclosed pure water is not limited to the configuration shown in FIG. 3, and is not limited to the configuration shown in FIG. The configuration as shown in the above may be adopted. In the hollow
さらに、図4に示す中空糸膜モジュール1においては、下側ノズル5bに外気が流入するのを防止する気体流入防止部材として、ポリエチレン製の袋27が設けられている。ポリエチレン製の袋27は、その中に密栓部材22を含有した状態で下側ノズル5bを覆うように設けられている。なお、チューブ25がポリエチレン製の袋27を通過する部分(図4において点線楕円で示す部分)は、密閉した状態でシールされている。
Further, in the hollow
そして、加熱処理の工程後に、ポリエチレン製の袋27内で、チューブ25を密栓部材22に付け替え、その後、ポリエチレン製の袋27、チューブ25、ポリプロピレン(PP)製ボトル24およびエアベント用フィルター26を下側ノズル5bから取り外すようにすることが好ましい。
Then, after the heat treatment step, the
次に、本実施形態の中空糸膜モジュール1を超純粋製造用の水処理装置100に設置した態様の一例について、図5を参照して説明し、さらに、本実施形態の中空糸膜モジュール1を用いたろ過方法について説明する。なお、この超純粋製造用の水処理装置100において、外圧ろ過でのクロスフローろ過方式を想定している。
Next, an example of the embodiment in which the hollow
図5に示されるように、水処理装置100は、例えば、超純水のファイナルフィルター用途であり、下側ノズル5bから中空糸膜3aの外側である貯留部5cに被処理水を供給し、中空糸膜3aの内部(中空部)側にろ過し、中空糸膜束3の両端の管路10a、11aからろ過水(超純水)を排出する。また、循環水(濃縮水)は上側ノズル5aを通じて排出される。
As shown in FIG. 5, the
水処理装置100は、中空糸膜モジュール1の下側ノズル5bに接続されて被処理水を供給する供給配管101と、上側ノズル5aに接続されて循環水を送り出す循環配管102とを備えている。さらに、供給配管101や循環配管102の途中には、圧力計や各種弁101a,102aなどが配設されている。また、水処理装置100は、ろ過水の流路となる第1ろ過水集水管103と第2ろ過水集水管104とを備えている。第1ろ過水集水管103や第2ろ過水集水管104は、ろ過水の合流管105に接続されており、合流管105は、外部の配管(図示せず)に連絡している。なお、合流管105には、圧力計や各種弁105aなどが配設されている。
The
そして、上述した水処理装置100に対して中空糸膜モジュール1を設置する際には、まず、中空糸膜モジュール1を密閉している密栓部材10b、11b、22、23が取り外され、中空糸膜モジュール1内に封入した純水(保存液)が、水処理装置100の配管以外に廃棄される。そして、その後、中空膜モジュール1が水処理装置100の配管に取り付けられる。
When installing the hollow
通常、滅菌された中空糸膜モジュールを水処理装置に設置する際には、菌類のコンタミ等を防止するため、クローズな形で配管に取り付けるか、中空糸膜モジュール内の保存液を捨てずに取り付けて、供給水で置換しながら中空糸膜モジュール内の保存液を廃棄する。しかしながら、半導体装置などに用いる超純水用の水処理装置の場合、系内に中空糸膜モジュール内の保存液を流入させると、超純水の水の清浄度が下がり、系内を清浄な状態とするために時間がかかる。したがって、本実施形態においては、中空糸膜モジュール1内の保存液を積極的に系外に廃棄した後に水処理装置100に取り付けるようにしている。
Normally, when installing a sterilized hollow fiber membrane module in a water treatment device, in order to prevent contamination of bacteria, attach it to the pipe in a closed form or do not discard the storage solution in the hollow fiber membrane module. Install and discard the preservative in the hollow fiber membrane module while replacing with feed water. However, in the case of a water treatment device for ultrapure water used for a semiconductor device or the like, if the preservative solution in the hollow fiber membrane module is allowed to flow into the system, the cleanliness of the ultrapure water water is lowered and the inside of the system is cleaned. It takes time to get into the state. Therefore, in the present embodiment, the preservative liquid in the hollow
空糸膜モジュール1は上側ノズル5a側が上になるように縦に配置され、上側ノズル5aが循環配管102に接続され、また、キャップ10の管路10aが第1ろ過水集水管103に接続される。また、下側ノズル5bは供給配管101に接続され、キャップ11の管路11aが第2ろ過水集水管104に接続される。
The air
被処理水は、供給配管101から下側ノズル5bを通じて所定の圧力で中空糸膜モジュール1の貯留部5cに導入される。ケース5内では、導入された被処理水の大部分が中空糸膜3aでろ過されて中空部に至り、ろ過水として上方または下方に移動する。上方または下方に移動したろ過水は、中空糸膜3aの端部の開口からキャップ10またはキャップ11内に抜け、各管路10a,11a、第1ろ過水集水管103または第2ろ過水集水管104を通って合流管105に排出され、外部配管を通じて採取される。一方で、中空糸膜3aを透過せずにケース5内の貯留部5cを上昇した被処理水は、循環水として上側ノズル5aから排出され、循環配管102に送り出される。
The water to be treated is introduced from the
以下、本実施形態を実施例および比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施形態は、これらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present embodiment is not limited to these Examples.
以下の実施例および比較例においては、中空糸膜モジュールを使用した。その特性および各種水質分析方法を以下に示す。 Hollow fiber membrane modules were used in the following examples and comparative examples. Its characteristics and various water quality analysis methods are shown below.
[中空糸膜について]
材質:ポリスルホン
分画分子量:6000Da(限外ろ過膜)
内径/外径:0.6mm/1.0mm
[About hollow fiber membranes]
Material: Polysulfone Fraction Molecular weight: 6000 Da (ultrafiltration membrane)
Inner diameter / outer diameter: 0.6 mm / 1.0 mm
[中空糸膜モジュール作製に用いたケース]
材質:ポリスルホン
形状:円筒状
サイズ:ろ過領域における円筒部内径/外径:154mm/170mm
ノズル部における円筒部内径/外径:162mm/183mm
ノズルの内径:58mm
筒状ケースの長さ/ノズルの中心間距離:1050mm/872mm
[Case used for manufacturing hollow fiber membrane module]
Material: Polysulfone Shape: Cylindrical Size: Cylindrical inner / outer diameter in the filtration area: 154 mm / 170 mm
Inner diameter / outer diameter of cylindrical part in nozzle part: 162 mm / 183 mm
Nozzle inner diameter: 58 mm
Cylindrical case length / nozzle center distance: 1050 mm / 872 mm
[殺菌効果の確認方法]
中空糸膜モジュールに封入された水をサンプリングし、ミリポア社製HPCトータルカウント サンプラー(型式:MHPC10025)を用いて生菌の有無を判断した。また
、中空糸膜モジュールとして使用した際にろ過水中の微粒子としてカウントされる菌の状態をパーティクルメジャリングシステムズ社製UltraDI−50を用いて確認した。
[How to check the bactericidal effect]
The water enclosed in the hollow fiber membrane module was sampled, and the presence or absence of viable bacteria was determined using an HPC total count sampler (model: MHPC10025) manufactured by Millipore. In addition, the state of bacteria counted as fine particles in the filtered water when used as a hollow fiber membrane module was confirmed using UltraDI-50 manufactured by Particle Measuring Systems.
[保存液の含有物分析]
保存液(純水)中の各種成分濃度の分析は、以下の機器を用いて行った。
微粒子:パーティクルメジャリングシステムズ社製 UltraDI−50
TOC:島津製作所製 TOC5000A
金属イオンの濃度:アジレントテクノロジー社製 7500cs
塩化物イオンの濃度:メトローム社製 881CompactIC
[Analysis of contents of preservative solution]
The concentration of various components in the storage solution (pure water) was analyzed using the following equipment.
Fine particles: UltraDI-50 manufactured by Particle Measuring Systems Co., Ltd.
TOC: Shimadzu TOC5000A
Metal ion concentration: Agilent Technologies 7500cs
Chloride ion concentration: Metrohm 881CompactIC
[実施例1]
限外ろ過膜を用いてろ過した純水を中空糸膜モジュールに封入し、その中空糸膜モジュールをオーブンに入れ、90℃で、16時間の加熱処理を実施し、殺菌された純水がモジュール内に封入されている状態とした。なお、この加熱処理時には圧力緩衝機構としてポリエチレン(PE)製の袋を、また、体積膨張吸収機構としてポリプロピレン(PP)製のカップを原水側のノズルに取り付けた。加熱処理終了後には、所定の密栓部材でノズルを封止し、20℃〜25℃に温度調整された保管室で3か月間保管した。
[Example 1]
Pure water filtered using an ultrafiltration membrane is sealed in a hollow fiber membrane module, the hollow fiber membrane module is placed in an oven, heat treatment is performed at 90 ° C. for 16 hours, and the sterilized pure water is used as the module. It was in a state of being enclosed inside. At the time of this heat treatment, a polyethylene (PE) bag was attached to the nozzle on the raw water side as a pressure buffering mechanism, and a polypropylene (PP) cup was attached as a volume expansion absorption mechanism. After the heat treatment was completed, the nozzle was sealed with a predetermined sealing member, and the nozzle was stored in a storage room whose temperature was adjusted to 20 ° C. to 25 ° C. for 3 months.
3ヶ月保管後に、保存液のとして封入された純水をサンプリングし、保存液中の生菌数をカウントした。また合わせて保存液中のTOC、金属イオンおよび塩化物イオンのそれぞれの濃度を測定した。その結果を表1に示す。 After storage for 3 months, pure water enclosed as a preservation solution was sampled, and the number of viable bacteria in the preservation solution was counted. At the same time, the concentrations of TOC, metal ion and chloride ion in the preservation solution were measured. The results are shown in Table 1.
この中空糸膜モジュールを用いて、超純水の製造を実施したところ、稼働開始から直ちに超純水として使用可能な水質のろ過水が得られた。 When ultrapure water was produced using this hollow fiber membrane module, filtered water having a water quality that could be used as ultrapure water was obtained immediately after the start of operation.
[実施例2、3]
加熱温度と加熱時間を表1に記載の条件に変えた以外は、実施例1と同様にして、加熱処理および保管後の生菌数カウント、保存液中のTOC、金属イオン、および塩化物イオンのそれぞれの濃度を測定した。その結果を表1に示す。実施例3においては、3ヶ月保管後に生菌が3カウントされたが、本実施例のそれぞれの中空糸膜モジュールを用いて、超純水の製造を実施したところ、稼働開始から直ちに超純水として使用可能な水質のろ過水が得られた。
[Examples 2 and 3]
Counting viable cells after heat treatment and storage, TOC in storage solution, metal ions, and chloride ions in the same manner as in Example 1 except that the heating temperature and heating time were changed to the conditions shown in Table 1. Each concentration of was measured. The results are shown in Table 1. In Example 3, viable bacteria were counted as 3 after storage for 3 months, but when ultrapure water was produced using each hollow fiber membrane module of this example, ultrapure water was immediately started from the start of operation. Filtered water of water quality that can be used as water was obtained.
[実施例4、5、6]
実施例1と同様にして、加熱処理および保管後の生菌数カウント、保存液中のTOC、金属イオン、および塩化物イオンのそれぞれの濃度を測定した。その結果を表1に示す。本実施例のそれぞれの中空糸膜モジュールを用いて、超純水の製造を実施したところ、稼働開始から直ちに超純水として使用可能な水質のろ過水が得られた。
[Examples 4, 5, 6]
In the same manner as in Example 1, the viable cell count after heat treatment and storage, and the concentrations of TOC, metal ion, and chloride ion in the preservation solution were measured. The results are shown in Table 1. When ultrapure water was produced using each of the hollow fiber membrane modules of this example, filtered water having a water quality that could be used as ultrapure water was obtained immediately after the start of operation.
[実施例7]
圧力緩衝機構を設けることなく原水側のノズルを開放し、体積吸収機構を設けない状態で加熱処理を実施した以外は実施例1と同様にして加熱処理および保管後の生菌数カウント、純水中のTOC、金属イオン、および塩化物イオンのそれぞれの濃度を測定した。その結果を表1に示す。加熱処理中にノズルから多量の水があふれ出てしまった為、常温まで冷ました際には、モジュール内に空気溜まり部が発生してしまった。また、3ヶ月保管後には生菌が29カウントされた為、本実施例の中空糸膜モジュールを用いた、超純水の製造試験は実施しなかった。
[Example 7]
The number of viable bacteria after heat treatment and storage was counted and pure water was obtained in the same manner as in Example 1 except that the nozzle on the raw water side was opened without providing the pressure buffer mechanism and the heat treatment was performed without providing the volume absorption mechanism. The concentrations of TOC, metal ions, and chloride ions in the mixture were measured. The results are shown in Table 1. Since a large amount of water overflowed from the nozzle during the heat treatment, an air pool was generated in the module when it was cooled to room temperature. Moreover, since 29 viable bacteria were counted after storage for 3 months, the production test of ultrapure water using the hollow fiber membrane module of this example was not carried out.
[実施例8]
体積膨張吸収機構としてのポリプロピレン製カップを用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして、加熱処理および保管後の生菌数カウント、純水中のTOC、金属イオン、および塩化物イオンのそれぞれの濃度を測定した。その結果を表1に示す。加熱処理中に圧力緩衝機構としてのポリエチレン製の袋内への水漏れが確認された。本実施例の中空糸膜モジュールを用いて、超純水の製造を実施したところ、稼働開始から直ちに超純水として使用可能な水質のろ過水が得られた。
[Example 8]
Similar to Example 1, the count of viable cells after heat treatment and storage, TOC in pure water, metal ions, and chloride ions, except that a polypropylene cup was not used as the volume expansion and absorption mechanism. Each concentration was measured. The results are shown in Table 1. During the heat treatment, water leakage into the polyethylene bag as a pressure buffer mechanism was confirmed. When ultrapure water was produced using the hollow fiber membrane module of this example, filtered water having a water quality that could be used as ultrapure water was obtained immediately after the start of operation.
[実施例9]
限外ろ過膜を用いてろ過した純水を中空糸膜モジュールに封入し、その中空糸膜モジュールをオーブンに入れ、90℃で、16時間の加熱処理を実施し、殺菌された純水がモジュール内に封入されている状態とした。なお、実施例9では、図4に示す構成を採用し、加熱処理を行い際には、体積膨張吸収機構として、ポリプロピレン(PP)製ボトルを、チューブを介した状態で原水側のノズルに取り付け、そのポリプロピレン製ボトルの上部に圧力緩衝機構として孔径0.2μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のエアベント用フィルター(PTFEフィルタ)を取り付けた。加熱処理終了後には、あらかじめノズルに取付けたポリエチレン製の袋内に入れておいた所定の密栓部材でノズルを封止し、20℃〜25℃に温度調整された保管室で3か月間保管した。
[Example 9]
Pure water filtered using an ultrafiltration membrane is sealed in a hollow fiber membrane module, the hollow fiber membrane module is placed in an oven, heat treatment is performed at 90 ° C. for 16 hours, and the sterilized pure water is used as the module. It was in a state of being enclosed inside. In Example 9, the configuration shown in FIG. 4 is adopted, and when heat treatment is performed, a polypropylene (PP) bottle is attached to the nozzle on the raw water side as a volume expansion and absorption mechanism through a tube. An air vent filter (PTFE filter) made of polytetrafluoroethylene (PTFE) having a pore size of 0.2 μm was attached to the upper part of the polypropylene bottle as a pressure buffer mechanism. After the heat treatment was completed, the nozzle was sealed with a predetermined sealing member placed in a polyethylene bag attached to the nozzle in advance, and stored in a storage room whose temperature was adjusted to 20 ° C to 25 ° C for 3 months. ..
3ヶ月保管後に、保存液のとして封入された純水をサンプリングし、保存液中の生菌数をカウントした。また合わせて保存液中のTOC、金属イオンおよび塩化物イオンのそれぞれの濃度を測定した。 After storage for 3 months, pure water enclosed as a preservation solution was sampled, and the number of viable bacteria in the preservation solution was counted. At the same time, the concentrations of TOC, metal ion and chloride ion in the preservation solution were measured.
実施例9の中空糸膜モジュールを用いて、超純水の製造を実施したところ、稼働開始から直ちに超純水として使用可能な水質のろ過水が得られた。 When ultrapure water was produced using the hollow fiber membrane module of Example 9, filtered water having a water quality that could be used as ultrapure water was obtained immediately after the start of operation.
[比較例1]
実施例1と同時期に、保存液として限外ろ過膜を用いてろ過された純水を中空糸膜モジュールに封入して密閉した。このモジュールを20℃〜25℃に温度調整された保管室で3か月間保管した。3ヶ月保管後に、保存液のとして封入された純水をサンプリングし、保存液中の生菌数をカウントした。また合わせて保存液中のTOC、金属イオン、および塩化物イオンのそれぞれの濃度を測定した。その結果を表1に示す。本比較例においては、保存液である純水中から多数(100以上でカウントが困難)の生菌が確認された。
この中空糸膜モジュールを用いて、超純水の製造を実施したところ、ろ過水中に生菌由来の多数の微粒子が観測され、その低減に実施例1に比べると14倍の時間を要した。
At the same time as in Example 1, pure water filtered using an ultrafiltration membrane as a preservation liquid was sealed in a hollow fiber membrane module. The module was stored for 3 months in a temperature controlled storage room at 20 ° C to 25 ° C. After storage for 3 months, pure water enclosed as a preservation solution was sampled, and the number of viable bacteria in the preservation solution was counted. In addition, the concentrations of TOC, metal ions, and chloride ions in the preservation solution were also measured. The results are shown in Table 1. In this comparative example, a large number of viable bacteria (difficult to count at 100 or more) were confirmed in pure water, which is a preservation solution.
When the production of ultrapure water was carried out using this hollow fiber membrane module, a large number of fine particles derived from viable bacteria were observed in the filtered water, and it took 14 times longer time than in Example 1 to reduce the fine particles.
1 中空糸膜モジュール
3 中空糸膜束
3a 中空糸膜
5 ケース
5a 上側ノズル
5b 下側ノズル
5c 貯留部
10,11 キャップ
10a,11a 管路
10b 密栓部材
12 Oリング
13 ナット
14 接着部
20 体積膨張吸収機構
21 圧力緩衝機構
22 密栓部材
23 密栓部材
24 ポリプロピレン(PP)製ボトル
25 チューブ
26 エアベント用フィルター
27 ポリエチレン製の袋
100 過装置
101 供給配管
101a,102a 各種弁
102 循環配管
103 第1ろ過水集水管
104 第2ろ過水集水管
105 合流管
105a 各種弁
1 Hollow
Claims (11)
前記ケース内に、前記ろ過膜のろ過性能を保持するための保存液として、殺菌された純水が充填されているろ過膜モジュールであって、
前記保存液中の有機物含有量が、TOC(Total Organic Carbon)として5ppm以上50ppm未満であり、
前記保存液に含まれる金属イオンの濃度が、10ppb以上100ppb未満であり、
前記保存液に含まれる塩化物イオンの濃度が、25ppb以上250ppb未満であるろ過膜モジュール。 A filtration membrane used for filtering liquid and a case in which the filtration membrane is housed are provided.
A filtration membrane module in which sterilized pure water is filled in the case as a preservative liquid for maintaining the filtration performance of the filtration membrane.
The organic matter content in the preservation solution is 5 ppm or more and less than 50 ppm as TOC (Total Organic Carbon).
The concentration of metal ions contained in the preservation solution is 10 ppb or more and less than 100 ppb.
A filtration membrane module in which the concentration of chloride ions contained in the preservation solution is 25 ppb or more and less than 250 ppb.
前記ろ過膜が収容されたケース内に、ろ過によって除菌された純水を封入し、該純水が封入されたケースを80℃以上100℃未満で加熱処理することによって、前記ろ過膜モジュール内の純水を滅菌して前記保存液とし、
前記純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、
前記封入した純水の熱による体積膨張を吸収するため、前記ろ過膜モジュールの原水側に体積膨張吸収機構を設けることを特徴とするろ過膜モジュールの製造方法。 A filtration membrane module including a filtration membrane used for filtering a liquid and a case in which the filtration membrane is housed, as a preservative liquid for maintaining the filtration performance of the filtration membrane in the case. A method for manufacturing a filtration membrane module filled with sterilized pure water.
Pure water sterilized by filtration is sealed in the case containing the filtration membrane, and the case containing the pure water is heat-treated at 80 ° C. or higher and lower than 100 ° C. to inside the filtration membrane module. Pure water was sterilized to obtain the preservation solution .
In the step of heat-treating the case filled with pure water,
A method for manufacturing a filtration membrane module, which comprises providing a volume expansion absorption mechanism on the raw water side of the filtration membrane module in order to absorb the volume expansion due to the heat of the enclosed pure water.
前記封入した純水の熱膨張による圧力上昇を軽減するため、前記ろ過膜モジュールの原水側に圧力緩衝機構を設けることを特徴とする請求項2記載のろ過膜モジュールの製造方法。 In the step of heat-treating the case filled with pure water,
The method for manufacturing a filtration membrane module according to claim 2 , wherein a pressure buffering mechanism is provided on the raw water side of the filtration membrane module in order to reduce a pressure increase due to thermal expansion of the enclosed pure water.
前記封入した純水の熱膨張による圧力上昇を軽減するため、前記ろ過膜モジュールの原水側に圧力緩衝機構をさらに設け、前記封入した純水の熱による体積膨張を吸収するため、前記ろ過膜モジュールの原水側に前記体積膨張吸収機構を設け、前記ろ過膜モジュールのろ過側は密閉状態とする請求項2記載のろ過膜モジュールの製造方法。 In the step of heat-treating the case filled with pure water,
To reduce the pressure rise due to thermal expansion of the pure water the sealed, since the filtering membrane module further provided pressure buffer mechanism raw water side of absorbs volume expansion due to heat of pure water the encapsulated the filtration membrane module The method for manufacturing a filtration membrane module according to claim 2 , wherein the volume expansion and absorption mechanism is provided on the raw water side of the above, and the filtration side of the filtration membrane module is in a sealed state.
前記純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、
前記原水側ポートに、前記体積膨張吸収機構を設けるとともに、前記圧力緩衝機構を該圧力緩衝機構内に密栓部材を含有した状態で設け、かつ前記ろ過側ポートを密閉状態とし、
前記加熱処理の工程後に、前記圧力緩衝機構内で、前記体積膨張吸収機構を前記密栓部材に付け替え、その後、前記圧力緩衝機構と前記体積膨張吸収機構を取り外すことを特徴とする請求項8記載のろ過膜モジュールの製造方法。 The filtration membrane module is a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane is housed as the filtration membrane in the case, and communicates with a filtration side port communicating with the hollow portion of the hollow fiber membrane and the outside of the hollow fiber membrane. Has a raw water side port and
In the step of heat-treating the case filled with pure water,
The raw water side port is provided with the volume expansion absorption mechanism, the pressure buffer mechanism is provided with a sealing member contained in the pressure buffer mechanism, and the filtration side port is sealed.
8. The eighth aspect of claim 8, wherein after the heat treatment step, the volume expansion / absorption mechanism is replaced with the sealing member in the pressure buffering mechanism, and then the pressure buffering mechanism and the volume expansion / absorption mechanism are removed. A method for manufacturing a filtration membrane module.
前記純水が封入されたケースを加熱処理する工程において、
前記原水側ポートに、前記体積膨張吸収機構を設けるとともに、該体積膨張吸収機構に対して、気体を透過可能であってかつ菌体を透過させない前記圧力緩衝機構を設け、さらに前記原水側ポートに外気が流入するのを防止する気体流入防止部材を該気体流入部材内に密栓部材を含有した状態で設け、かつ前記ろ過側ポートを密閉状態とし、
前記加熱処理の工程後に、前記気体流入防止部材内で、前記体積膨張吸収機構を前記密栓部材に付け替え、その後、前記圧力緩衝機構が設けられた前記体積膨張吸収機構および前記気体流入防止部材を取り外すことを特徴とする請求項8記載のろ過膜モジュールの製造方法。 The filtration membrane module is a hollow fiber membrane module in which a hollow fiber membrane is housed as the filtration membrane in the case, and communicates with a filtration side port communicating with the hollow portion of the hollow fiber membrane and the outside of the hollow fiber membrane. Has a raw water side port and
In the step of heat-treating the case filled with pure water,
The raw water side port is provided with the volume expansion and absorption mechanism, and the volume expansion and absorption mechanism is provided with the pressure buffer mechanism capable of allowing gas to permeate and not allowing bacterial cells to permeate, and further, the raw water side port is provided with the pressure buffer mechanism. A gas inflow prevention member for preventing the inflow of outside air is provided in a state where the gas inflow member contains a sealing member, and the filtration side port is sealed.
After the heat treatment step, the volume expansion absorption mechanism is replaced with the sealing member in the gas inflow prevention member, and then the volume expansion absorption mechanism provided with the pressure buffer mechanism and the gas inflow prevention member are removed. The method for manufacturing a filtration membrane module according to claim 8 , wherein the filtration membrane module is manufactured.
前記ろ過膜モジュールの前記ろ過側ポートおよび前記原水側ポートを密閉している密栓部材を取り外し、
前記ろ過膜モジュール内に封入した純水を、前記水処理装置の配管以外に廃棄した後、前記水処理装置の配管の取り付けることを特徴とするろ過膜モジュールの設置方法。 The filtration membrane module manufactured by the manufacturing method according to claim 9 or 1 0, in the process of attaching the piping of the water treatment device,
The sealing member that seals the filtration side port and the raw water side port of the filtration membrane module is removed.
A method for installing a filtration membrane module, which comprises disposing of pure water sealed in the filtration membrane module other than the piping of the water treatment device, and then attaching the piping of the water treatment device.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW106136608A TWI644720B (en) | 2016-11-28 | 2017-10-25 | Filter membrane module, manufacturing method thereof and method for setting filter membrane module |
CN201721620864.9U CN208916877U (en) | 2016-11-28 | 2017-11-28 | Filtering film component |
CN201711213250.3A CN108117133B (en) | 2016-11-28 | 2017-11-28 | Filtration membrane module, method for producing same, and method for installing filtration membrane module |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016229824 | 2016-11-28 | ||
JP2016229824 | 2016-11-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018089614A JP2018089614A (en) | 2018-06-14 |
JP6910889B2 true JP6910889B2 (en) | 2021-07-28 |
Family
ID=62564794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017162138A Active JP6910889B2 (en) | 2016-11-28 | 2017-08-25 | Filtration membrane module and its manufacturing method and installation method of filtration membrane module |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6910889B2 (en) |
CN (1) | CN208916877U (en) |
TW (1) | TWI644720B (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7269850B2 (en) * | 2019-09-13 | 2023-05-09 | 株式会社放電精密加工研究所 | Recycling method of nitric acid aqueous solution, electrolytic processing method using the same, recycling liquid of nitric acid aqueous solution, and recycling system |
CN111238884B (en) * | 2020-01-21 | 2022-09-20 | 力合科技(湖南)股份有限公司 | Filter membrane fixed knot constructs, sample stove and OCEC analysis appearance |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58143804A (en) * | 1982-02-16 | 1983-08-26 | Nitto Electric Ind Co Ltd | Removal of preservative liquid of membrane separation module |
JPH0824826B2 (en) * | 1987-03-31 | 1996-03-13 | 日東電工株式会社 | Membrane module preservation method |
JP2784656B2 (en) * | 1989-02-28 | 1998-08-06 | 日東電工株式会社 | Sterilization method of membrane module |
NL1009457C2 (en) * | 1998-06-19 | 1999-12-21 | Sepeq B V | Apparatus and method for filtering a liquid. |
-
2017
- 2017-08-25 JP JP2017162138A patent/JP6910889B2/en active Active
- 2017-10-25 TW TW106136608A patent/TWI644720B/en active
- 2017-11-28 CN CN201721620864.9U patent/CN208916877U/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201819034A (en) | 2018-06-01 |
TWI644720B (en) | 2018-12-21 |
CN208916877U (en) | 2019-05-31 |
JP2018089614A (en) | 2018-06-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9511327B2 (en) | Ionomer-membrane water processing methods | |
JP6910889B2 (en) | Filtration membrane module and its manufacturing method and installation method of filtration membrane module | |
US9695066B2 (en) | Ionomer-membrane water processing apparatus | |
TWI483771B (en) | System and method for purifying water, with automatic purge | |
US11224239B2 (en) | Method of preparing hydrogen-enriched water and method of filling flexible pouches with hydrogen-enriched water | |
TWI802696B (en) | Ultrafiltration membrane module and method for producing ultrapure water using the ultrafiltration membrane module | |
JP2009545136A5 (en) | ||
JP2019025456A (en) | Method and device for producing injection water | |
JP2010511510A (en) | Fluid flow director for water treatment equipment | |
US9926210B2 (en) | System and method for purification and distribution of water with separation barrier taking away the biological contamination | |
CN108117133B (en) | Filtration membrane module, method for producing same, and method for installing filtration membrane module | |
CN103752174A (en) | Antibacterial hydrophilic hollow fiber assembly for water treatment | |
JP3243051B2 (en) | Membrane module | |
JPH0768103A (en) | Membrane deaerating method | |
CN102847435A (en) | Sterilization of membrane filters | |
JPS60110390A (en) | Aseptic water preparing apparatus | |
US20240009624A1 (en) | Hollow fiber membrane module and a manufacturing method of the same | |
JP3363453B2 (en) | Filter package forming method and filter package | |
WO2015163429A1 (en) | Method for operating clarifying-film module | |
JP2020138154A (en) | Apparatus and method for manufacturing water for injection | |
JP4738728B2 (en) | Hollow fiber blood processor and sterilization packaging method thereof | |
WO2021131145A1 (en) | Method for manufacturing hollow fiber membrane module, and hollow fiber membrane module | |
JPH07178324A (en) | Heat-resistant deaeration hollow-fiber membrane and its sterilizing method | |
JP2781012B2 (en) | Degassing of dissolved gas from liquid | |
JP2020131093A (en) | Device for producing injection water and method for producing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200522 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210409 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210421 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210603 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210630 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210707 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6910889 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |