JPH0252087A

JPH0252087A - 純水の製造方法

Info

Publication number: JPH0252087A
Application number: JP20216788A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Inoue; 哲男井上; Tadahiro Uemura; 忠廣植村
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-21
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: JPH0824908B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、液状混合物の成分を逆浸透法によって選択分
離することによる純水の製造方法に関するものである。

［従来の技術］膜による分離技術は、海水及びかん水の淡水化、工業廃
水処理、医療、工業用純水の製造など、福広い分野にお
いて急速な発展を見せている。その中で、膜の微生物に
よる汚染問題が、必然的に生じてくる。特に重要な問題
として、膜分離システムの殺菌が、挙げられる。微生物
による問題としては、被処理液中、配管の壁面、あるい
は、膜面上に菌体及び菌の代謝物などから成る有機性物
質が付着し、膜の水透過性を低下させる。そのため微生
物の殺菌方法が種々提案されている。一般的な方法とし
ては、被処理液中に殺菌剤を、常時、あるいは間欠的に
添加する方法がある。

殺菌剤としては、塩素が広く用いられているが、従来の
非対称酢酸セルロース膜に変わって、高性能な複合逆浸
透膜が出現し、これらの膜は耐塩素性が劣るため、新し
い殺菌方法が必要になってきた。

このような、工業的に利用されている複合逆浸透膜とし
ては、ポリスルホン多孔性支持膜に実質的に膜性能を司
る活性層を被覆した複合逆浸透膜がある。これらの複合
膜は、ポリアミド系の素材を活性層の素材として用いた
膜が主流にあり、特に性能の高い膜として特開昭５５−
１４７１０６号公報、特開昭６１−４２３０２号公報、
特開昭６２−１２１６０３号公報、等の架橋芳香族ポリ
アミド系膜が、注目されている。

［発明が解決しようとする課題］本発明者らはこのような複合逆浸透膜によって遣水を行
う際に特に問題となる、塩素による膜性能の変動、すな
わち殺菌処理による遣水システムの信頼性向上を目的と
して鋭意検討を行い、特に高い脱塩性能と高い遣水量を
同時に有する複合逆浸透膜を用いて遣水を行う際に、ク
ロラミンの添加を行うことにより、従来、塩素に対して
耐久性を有していない複合逆浸透膜による遣水を安定し
て行うことができることを見出だし本発明に到達した。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため本発明は下記の構成を有する。

「モノクロラミンおよびダイクロラミンから選ばれる少
なくとも一種のクロラミンを注入した被処理液を、複合
逆浸透膜に供給し、透過液と濃縮液に分離し、次いで該
透過液を脱クロラミン化した後、イオン交換することを
特徴とする純水の製造方法。」本発明において、クロラミンとしては、アンモニア性窒
素と遊離塩素の反応によって得られるモノクロラミン（
Ｎｌ２　Ｃｌ　）またはダイクロラミン（ＮＨＣｌ　２
　）のいずれか一方、あるいはその混合物を用いる。ク
ロラミンは通常殺菌のために、被処理液中に０．２〜ｌ
Ｏｐｐｍ程度注入する。しかし、この注入量は、被処理
液の性状に拠って変えられるへきであり、被処理液中の
生菌数、有機成分濃度等によって決定される。

本発明において、クロラミンは、アンモニア性窒素源と
して塩化アンモニウム、遊離塩素源として次亜塩素酸ナ
トリウムを用いた反応により容易に発生可能である。そ
の際、遊離塩素に対して、３〜１０倍当量のアンモニア
性窒素を用いることが好ましく、さらにシステムの信頼
性を考慮すると、３〜５倍、特に経済性を考慮すると、
約３倍の量で充分である。ここで遊離塩素とは、通常の
全残留塩素の中で結合塩素を除いた塩素成分のことを言
い、遊離塩素の測定は、オルトｌ−リジン法などによっ
て、簡単に行うことができ、その方法は、ＪＩＳ−ＫＯ
ＩＯＬに記載されている。

さらに、アンモニア性窒素と遊離塩素は、通常反応器を
設けてｐＨ８〜９程度、時間にして１〜１０分間程度で
クロラミンに変換する方法が好適に用いられる。一般に
は、ｐＨ＞８．５ではもっばらモノクロラミンの生成が
みられ、８．５＞ｐＨ＞４．５ではモノクロラミンとダ
イクロラミンとの混合物が生成され、ｐＨ＝４．５では
ダイクロラミンが生成される。ｐＨ＜４．）では三塩化
窒素（ＮＣｌ　３　）のみが生成され、このものは殺菌
力はない。このさいの塩化アンモニウム、および次亜塩
素酸ナトリウムの濃度は、それぞれ０５〜１０％、０．
２〜５％が最適である。塩化アンモニウム、次亜塩素酸
ナトリウムともに、その範囲を越えた濃度においてクロ
ラミンを生成すると、下式の副反応によって窒素が発生
して好ましくない。

Ｎｌ２　Ｃｌ　＋ＮＨＣ１２→Ｎ２　＋３ＨＣ１複合逆
浸透膜としては、ポリアミド系の活性層を有する膜、特
に、架橋芳香族ポリアミド系の活性層を有する膜におい
て、本発明の方法を適用すると有効である。この様な膜
としては、Ｆｒ２Ｏ、ＵＴＣ−７０，ＺＦ−９９、ＨＲ
−９９などの商品名で市販されているものが挙げられ、
一般には、芳香族アミンと、多官能酸塩化物とを、イン
　サイチュー法により、多孔性支持膜上で界面重縮合し
て製造される。

膜エレメントの型式は、スパイラル型、チューブラ−型
、中空糸型などが一般に用いられ、本発明はどれにも適
用可能である。

被処理液としては、通常河川水や地下水などのかん水な
ど、どのようなものを用いてもよい。被処理液のｐ）Ｉ
は、用いる膜の耐加水分解性、配管等の部材の腐蝕性、
被処理液のスケールの析出などを考慮して決定されるが
、一般にｐＨ４〜１０好ましくは、６〜８程度の範囲に
するのが好ましい。

被処理液は、複合逆浸透膜によって、濃縮液と透過液に
分離され、この際クロラミンは、複合逆浸透膜によって
、はとんど除去されず透過する。

このため、純水を得るには、透過液を更にイオン交換し
て脱塩する必要があり、その場合には、クロラミンが非
荷電性であるために、イオン交換する前に脱クロラミン
化すると得られる純水の純度が向上する。クロラミンを
分解するには、種々の方法が考えられるが、イオン交換
によって除去し易く、また反応の速度が速いという点で
、亜硫酸塩や、重亜硫酸塩を用いる方法が、工業的には
好適に用いられる。さらに、価格と取扱性面を考えると
、重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムなどが最も好
ましく用いられる。この際、重亜硫酸ナトリウムの添加
量は、該クロラミンに対して、１〜５倍当量であること
が好ましく、システムの信頼性と経済性を考巾すると約
２倍の量で十分である。クロラミンと重亜硫酸塩、また
は亜硫酸塩は、通常反応してアンモニウムイオン、塩素
イオン、硫酸イオン等に分解し、イオン交換樹脂に吸着
されて、除去されるが、脱クロラミン反応の遅い場合に
は、紫外線を照射することにより反応を加速することが
できる。またこの様な紫外線の照射は、得られる純水中
の生菌数を減少させ、好ましい結果となる場合が多い。

［実施例］以下の実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。

なお、実施例において、排除（脱塩）率は、次式により
求めた。

実施例１塩化アンモニウムの１．２４％水溶液を４ｃｃＺ分、次
亜塩素酸ナトリウムの０．６５％水溶液を４ｃｃ／分の
速度で、６０ｃｃの反応容器に注入しクロラミンを合成
した。反応容器中のｐＨは８．５、滞留時間は７．５分
である。市水を凝集７濾過し、二のｉ濾過水２ｉに、得
られたクロラミンを８ｃｃ／分で注入し、逆浸透装置に
供給した。

複合逆浸透膜として、架橋芳香族ポリアミド系の膜を使
用した東し製の５Ｕ−７１０エレメントを使用し、圧力
１”３ｋｇ／ｃｒ＆で逆浸透処理を行った。

その結果、回収率約４０？≦の運転で、７２０ｓ’／ｄ
の透過水を得た。透過水の全溶解固形分（ＴＤＳ）は約
２ｐｐｍであり、２５００時間の運転中変化はなかった
。オルト（〜リジン法による結合塩素および遊離塩素は
、供給水で０．７５ｐｐｍ、０．２５ｐｐｍ、透過水で
０．５ｐｐｍ、０．５ｐｐｍであった。また、クロラミ
ン添加前の生菌数は４５０個／　ｃ　ｃ、クロラミン添
加後の生菌数は０．５個／　ｃ　ｃ以下であった。

得られた透過水に、重亜硫酸すｌ・リウムを３ｐｐｍ添
加し、脱クロラミンしたのち、イオン交換、紫外線照射
、ポリシングイオン交換を行い純水を得た。この純水の
比抵抗は１８．２ＭΩ／　ｃ　ｍであった。

この運転の前後に、使用したエレメントの性能チエツク
を、食塩水で行った。その結果を第１表に示した。第１
表において脱塩率は％、造水量はｍ３／ｄで示され、評
価条件は、圧力１５　ｋ　ｇ／（７、温度２５℃、原水
は、１５００ｐｐｍのＮａＣ１、濃縮水流量は１０α／
ｍｉｎであった。

比穀例１実施例１において、塩化アンモニウムを添加せずに逆浸
透処理を行ったところ、５００時間後にＴＤＳは、初期
の倍の、４ｐｐｍに変化した。使用したエレメントの性
能チエツクの結果を第１表に示した。

第１表比較例２実施例１において、得られた透過水に重亜硫酸ナトリウ
ムを添加しないでイオン交換、紫外線照射、ポリシング
イオン交換を行い純水を得たところ、純水の比抵抗は１
７．６ＭΩ／　ｃ　ｍであった。

比較例３実施例１において、重亜硫酸ナトリウムｔｏｐｐｍを、
塩化アンモニウムの代わりにもちいて残留塩素を消去し
運転を行ったところ、１０００時間後に造水量は約１２
％低下した。エレメントを調べたところ、膜面に微生物
と思われるスライムが沈着していた。

［発明の効果］本発明の方法により、高性能の複合逆浸透膜による遣水
が、クロラミンを添加することにより、経済性良く、ま
た、信頼性良く行うことが提供できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モノクロラミンおよびダイクロラミンから選ばれ
る少なくとも一種のクロラミンを注入した被処理液を、
複合逆浸透膜に供給し、透過液と濃縮液に分離し、次い
で該透過液を脱クロラミン化した後、イオン交換するこ
とを特徴とする純水の製造方法。
（２）複合逆浸透膜が、ポリアミド系膜であることを特
徴とする請求項（１）記載の純水の製造方法。