JPH03109904A - Permeable gasifying membrane module and degassing method - Google Patents
Permeable gasifying membrane module and degassing methodInfo
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Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は新規にして有用なる透過気化膜モジュールなら
びに脱気方法に関する。さらに詳細には、本発明は搬送
ガス導入手段という新たな手段を設けて成る、改良され
た透過気化膜モジュール(以下、膜モジュールまたはモ
ジュールとも言う。)ならびに、かかる搬送ガス導入手
段が設けられた膜モジュールを用いるごとから成る、改
良された脱気方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a new and useful pervaporation membrane module and a degassing method. More specifically, the present invention provides an improved pervaporation membrane module (hereinafter also referred to as a membrane module or module) provided with a new means of introducing a carrier gas, and an improved pervaporation membrane module (hereinafter also referred to as a membrane module or module) provided with a new means of introducing a carrier gas. An improved degassing method comprising the use of a membrane module.
そして、本発明は改良された透過気化式脱気装置ならび
に透過気化方式による脱気方法を提供するものであり、
つまり、液体中に含有される気体、悪臭物質または揮発
性物質などの、除去すべき対象(被処理液体)を効率よ
く除去せしめるとい・う、改良された透過気化膜モジュ
ールならびに脱気方法を提供するものである。The present invention provides an improved pervaporation deaerator and a pervaporation deaeration method,
In other words, we provide an improved pervaporation membrane module and degassing method that efficiently removes the target (liquid to be treated) that should be removed, such as gases, malodorous substances, or volatile substances contained in the liquid. It is something to do.
ところで、これまでの処、選択性透過膜を隔膜として、
この隔膜の一方の側に被処理液体を導入し、線膜の他方
の側を減圧することにより、液体中に溶存する気体や揮
発性物質などを除去せしめるという、いわゆる透過気化
(パーベーパレーション)方式による隔膜脱気が知られ
ている。By the way, so far, we have used a selectively permeable membrane as a diaphragm.
By introducing the liquid to be treated into one side of this diaphragm and reducing the pressure on the other side of the membrane, gases and volatile substances dissolved in the liquid are removed, which is called pervaporation. Diaphragm deaeration using this method is known.
こうした技術的現況下において、たとえば、上水の浄化
、すなわち、水中に含まれる悪臭物質や、低沸点ハロゲ
ン化合物などの揮発性有害物質の除去に当たっては、処
理水中の残存量が極めて微量であることが要求される。Under these current technological conditions, for example, when purifying tap water, that is, removing volatile harmful substances such as foul-smelling substances and low-boiling halogen compounds contained in water, the amount remaining in the treated water must be extremely small. is required.
因みに、黴臭の原因物質とされる2−メチルイソボルネ
オールば、10ppt (ppt =10−12)で臭
気を感じるとされ、したがって、それ以下のオーダーに
まで除去することが求められることになる。Incidentally, it is said that 2-methylisoborneol, which is considered to be the causative agent of moldy odor, gives off an odor at 10 ppt (ppt = 10-12), and therefore it is required to remove the odor to an order of magnitude lower than that.
ところが、これまでの隔膜脱気においては、溶存物質が
気体であっても、その完全除去は困難な技術であり、除
去対象物質が常温で液体であるような、蒸気圧の低い物
質の場合には、特に困難であった。すなわち、透過気化
により液体から揮発性溶存物質を除去するに当たって、
常温で液体であるような物質の残存濃度を○、 t p
pm以下にまで除去する方法は知られていなかった。However, with conventional diaphragm degassing, it is difficult to completely remove dissolved substances even if they are gases, and it is difficult to completely remove dissolved substances when they are liquids at room temperature and have low vapor pressure. was particularly difficult. That is, in removing volatile dissolved substances from a liquid by pervaporation,
The residual concentration of a substance that is liquid at room temperature is ○, t p
There was no known method for removing it to below pm.
また、水から酸素を除去する用途において、真空ポンプ
として、水封式真空ポンプを用いた場合には、減圧度上
の制約のために、常温下で、たとえば、溶存酸素濃度を
0.5 ppm以下という低残存量にしようとすると、
処理流量が著しく小さくなるという欠点があった。In addition, when a water ring type vacuum pump is used as a vacuum pump in an application to remove oxygen from water, due to restrictions on the degree of pressure reduction, the dissolved oxygen concentration may be reduced to 0.5 ppm at room temperature, for example. If you try to make the remaining amount as low as below,
There was a drawback that the processing flow rate became significantly small.
〔発明が解決しようとする課題]
しかるに、木発明者らは上述した如き従来技術における
種々の問題点ないしは諸々の欠点の存在に鑑みて、それ
らの問題点の解決を図かり、諸欠点の解消を目的として
、鋭意、研究に着手した。[Problems to be Solved by the Invention] However, in view of the various problems and various drawbacks in the prior art as described above, the inventors of the invention have attempted to solve these problems, and have attempted to eliminate the various drawbacks. With this goal in mind, we began earnest research.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、−・に
かかって、透過気化による効果的な上水の浄化方法、す
なわち、上水に含まれるトリハロメクンやI・リクロロ
エチレンなどの揮発性有害物質を、はぼ完全に除去せし
める方法、および、黴奥などの悪臭を感覚の闇値以下に
まで除去せしめる方法、さらには、水から酸素を除去せ
しめる場合において、残存酸素濃度を低く保ちながら、
処理量を増大化せしめる方法を提供することであり、な
らびに、かかる種々の場合における浄化方法に適合した
、極めて有用なる透過気化膜モジュールを提供すること
である。Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an effective method for purifying clean water by pervaporation, that is, to develop a method for effectively purifying clean water by permeating volatile harmful substances such as trihalomecune and I-lichloroethylene contained in clean water. A method for almost completely removing odors such as mold, a method for removing odor such as mold to a level below the sensory darkness level, and a method for removing oxygen from water while keeping the residual oxygen concentration low.
The object of the present invention is to provide a method for increasing the throughput, and also to provide an extremely useful pervaporation membrane module that is suitable for purification methods in such various cases.
つまり、本発明が解決しようとする課題は、I」で言え
ば、改良された透過気化式脱気装置ならびに透過気化方
式による脱気方法を提供することである。In other words, the problem to be solved by the present invention is to provide an improved pervaporation type deaerator and a deaeration method using the pervaporation type.
[課題を解決するための手段]
そこで、本発明者らは上述した如き発明が解決しようと
する課題に照準を合わせて、鋭意、検討を重ねた結果、
搬送ガス導入手段という新たな手段を設けて成る、改良
された透過気化膜モジュール、ならびに、かかる搬送ガ
ス導入手段が設けられた膜モジュールを用いることから
成る、改良された脱気方法を見い出すに及んで、本発明
を完成させるに到った。[Means for Solving the Problems] Therefore, the inventors of the present invention focused on the problems to be solved by the invention as described above, and as a result of intensive studies,
An improved pervaporation membrane module comprising a new means for introducing a carrier gas, and an improved method of degassing comprising using a membrane module provided with such a means for introducing a carrier gas. Thus, we have completed the present invention.
すなわち、本発明は一つには、搬送ガス導入手段を設け
て成る透過気化膜モジュール、すなわち、液体を隔膜の
一方の側に導入し、もう一方の例の気相を減圧せしめる
ことにより、該液体中に含有される気体ないしは揮発性
物質を、北記気相側へ除去せしめる透過気化膜モジュー
ルにおいて、膜モジュールの減圧側に、搬送ガス導入手
段を設けるようにした透過気化膜モジュールを提供しよ
うとするものであり、二つには、III送ガス導入手段
が設けられて成る透過気化膜モジュールを用いることか
ら成る脱気方法、ずなわぢ、液体を隔膜の一方の側に導
入し、もう一方の側の気相を減圧せしめることにより、
該液体中に含有される気体ないしは揮発性物質を上記気
相側へ除去せしめることからなる透過気化方式による脱
気方法において、膜モジュールの気相側に搬送ガスを導
入させて、除去効果を増大せしめるようにしだ脱気方法
を提供しようとするものである。That is, the present invention provides, in part, a pervaporation membrane module comprising means for introducing a carrier gas, that is, by introducing a liquid into one side of the diaphragm and reducing the pressure of the gas phase on the other side. The present invention provides a pervaporation membrane module that removes gas or volatile substances contained in a liquid to the gas phase side, in which a carrier gas introducing means is provided on the pressure reduction side of the membrane module. The second method is a degassing method which consists of using a pervaporation membrane module equipped with a III gas feed introduction means; By depressurizing the gas phase on one side,
In a degassing method using a pervaporation method, which involves removing gases or volatile substances contained in the liquid to the gas phase side, a carrier gas is introduced into the gas phase side of the membrane module to increase the removal effect. The purpose of this invention is to provide a method for degassing the air in a manner that will encourage the user to do so.
ここにおいて、まず、本発明の透過気化膜モジュール、
つまり、脱気用膜モジュールは、隔膜の一方の側に被処
理液体を導入すると共に、隔膜のもう一方の側を、真空
ホンダなどの慣用の減圧手段によって減圧せしめ、隔膜
の減圧側に、1般送ガス導入手段により、微量の搬送ガ
スを導入せしめるようにしたものである。Here, first, the pervaporation membrane module of the present invention,
In other words, the deaeration membrane module introduces the liquid to be treated into one side of the diaphragm, and reduces the pressure on the other side of the diaphragm using a conventional pressure reduction means such as a vacuum Honda, and then 1 A small amount of carrier gas is introduced by the general gas introduction means.
当該搬送ガス導入手段として特に代表的なものにば、エ
アブリーダーなどがあるが、ががるエアブリーダーの要
点としては、モジュルー外部よりモジュールの減圧部へ
向げて、空気やその他のガス類を導入させる機能をもっ
た、微小な通気孔を備えたものと理解されたい。Air bleeders are a particularly typical means of introducing the carrier gas, but the main point of the Gagaru air bleeder is to introduce air or other gases from outside the module to the decompression section of the module. It should be understood that it is equipped with minute ventilation holes that have the function of introducing air.
こうした微小な通気孔を備えたエアブリーダーとしては
、オリフィス、バルブ、またはガス流量調節装置などの
機構を有するものであってよい。The air bleeder with such minute ventilation holes may have a mechanism such as an orifice, a valve, or a gas flow rate regulating device.
就中、ニードルバルブなる機構のものが、安価でもあり
、取扱いも簡便であり、しかも、流量の調節が可能であ
るという点などから、望ましい。Among these, a needle valve mechanism is preferable because it is inexpensive, easy to handle, and allows the flow rate to be adjusted.
また、当該搬送ガス導入手段としては、気体ポンプを備
えた定量ガス供給装置なとが用いられてもよい。Further, as the carrier gas introducing means, a metered gas supply device equipped with a gas pump may be used.
導入すべき搬送ガスとして特に代表的なもののみを例示
するに留めれば、空気、窒素、炭酸ガスまたは不活性ガ
スなどであり、目的に応じて、適宜、選択されうるが、
−1−水の浄化を目的とする場合には、簡便であるとい
う点で、空気を使用するのが望ましい。Typical examples of the carrier gas to be introduced include air, nitrogen, carbon dioxide, and inert gas, which may be selected as appropriate depending on the purpose.
-1- When the purpose is to purify water, it is desirable to use air because it is simple.
そして、エアブリーダー人口には、塵埃や油分などを除
去する1濾過フイルターを設けることも望ましい。It is also desirable for air breeders to be equipped with a filter to remove dust, oil, etc.
以下においても、特に断りのない限りは、当該搬送ガス
導入手段をエアブリーダーで代表させて述べるものとす
る。In the following, unless otherwise specified, the carrier gas introduction means will be described as being represented by an air bleeder.
かかるエアブリーダーを設ける位置としては、このエア
ブリーダーから導入されたガスの流線が隔膜と接しさえ
ずればよい処から、膜モジコ、−ルの任意の部位であっ
てもよいが、減圧手段(図示されず。)の接続口から最
も遠い位置に設けられ、このエアブリーダーから導入さ
れたガスの体積流で、隔膜を透過した揮発性物質を運び
去るような位置に設けられるのが、最も効率がよく、望
ましい。The air bleeder may be installed at any location on the membrane module, as long as the streamline of the gas introduced from the air bleeder comes into contact with the diaphragm. The most efficient method is to install the air bleeder at the farthest position from the connection port (not shown), so that the volumetric flow of gas introduced from this air bleeder carries away the volatile substances that have passed through the diaphragm. is good and desirable.
因みに、本発明の透過気化膜モジュールの好ましい一実
施態様を示す、たとえば、外部潅流型の膜モジュールを
図示している第2図のような、隔膜が中空糸型の膜モジ
ュールであって、その中空糸1の内側が気相である場合
には、気体排出口8に面する中空糸端とは反対側の中空
糸端にガス導入される形の構造となることが望ましい。Incidentally, a preferred embodiment of the pervaporation membrane module of the present invention is shown in FIG. 2, which shows an external perfusion type membrane module, in which the diaphragm is a hollow fiber type membrane module. When the inside of the hollow fiber 1 is in a gas phase, it is desirable to have a structure in which the gas is introduced into the hollow fiber end opposite to the hollow fiber end facing the gas outlet 8.
他方、本発明透過気化膜モジュールの、もう一つの好ま
しい実施態様を示す、たとえば、内部潅流型の膜モジュ
ールを図示している第1図のような、隔膜が中空糸型の
膜モジュールであって、その中空糸lの外側が気相であ
る場合には、この中空糸1とガスとの接触効率を上げる
ために、中空糸それ自体を編組体の形で封止せしめたり
、あるいは、モジュールに邪魔板の如き頚の流路変更手
段などの、エアブリーダーから導入されたガスが、隔膜
を透過した揮発性物質を効率よく運び去るような、格別
の構造をもたせることもできる。On the other hand, another preferred embodiment of the pervaporation membrane module of the present invention is a membrane module in which the diaphragm is of a hollow fiber type, as shown in FIG. When the outside of the hollow fiber 1 is in the gas phase, the hollow fiber itself is sealed in the form of a braided body, or the module is It is also possible to provide a special structure, such as a neck flow path diversion means such as a baffle plate, so that the gas introduced from the air bleeder efficiently carries away the volatile substances that have passed through the diaphragm.
本発明にあっては、気体の流量調節機構をモジュールと
一体化させた形での搬送ガス導入手段を用いることもで
きるし、あるいは、この気体流量調節機構と七ジ1−ル
とを、全く、別々に設けた形での搬送ガス導入手段を用
いることもでき、かくして、当該搬送ガス導入手段をモ
ジュールの気相側に接続せしめることによってガスを導
入せしめることもできる。In the present invention, it is also possible to use a carrier gas introducing means in which the gas flow rate adjustment mechanism is integrated with the module, or the gas flow rate adjustment mechanism and the seven wheels may be combined together. It is also possible to use carrier gas introduction means in the form of a separate carrier gas introduction means, thus allowing the gas to be introduced by connecting the carrier gas introduction means to the gas phase side of the module.
コニアフ゛リーダーから導入されるガスの量は、減圧手
段の種類、減圧度および排気量、モジュール減圧側の圧
力損失、ならびに、除去すべき揮発性物質の種類、蒸気
圧、膜透過性および透過量などにより、それぞれ、異な
るものではあるが、本発明においては、排気口8で測定
されるエアブリーダーを全く設けない場合の真空度より
も0.01〜50Torr高くなるように設定された流
量である。The amount of gas introduced from the conical reader depends on the type of pressure reduction means, degree of pressure reduction and displacement, pressure loss on the pressure reduction side of the module, type of volatile substance to be removed, vapor pressure, membrane permeability and permeation amount, etc. In the present invention, the flow rate is set to be 0.01 to 50 Torr higher than the degree of vacuum measured at the exhaust port 8 when no air bleeder is provided, although each is different.
かかる範囲以外の導入ガス量では、除去効果が低下した
り、または大容量の減圧手段が必要になってくる。If the amount of introduced gas is outside this range, the removal effect will be reduced or a large capacity decompression means will be required.
最適なガス導入量は、ガス導入量を、適宜、変化させて
、処理水中の残存ガス量もしくは残存低揮発性物質量を
測定するという、簡単な実験を行な・うことによって決
定することができる。The optimal amount of gas to be introduced can be determined by conducting a simple experiment by varying the amount of gas introduced as appropriate and measuring the amount of residual gas or residual low-volatile substances in the treated water. can.
エアブリーダーに供給されるガスの圧力は、特巨 に限定されない。The pressure of the gas supplied to the air bleeder is but not limited to.
また、本発明におけるモジュールの気相側の真空度は、
透過気化法で、通常、用いられる程度のものでよく、た
とえば、排出口8において、0.01〜20 Torr
程度の真空度を採用することができる。In addition, the degree of vacuum on the gas phase side of the module in the present invention is
The level normally used in the pervaporation method may be used; for example, at the outlet 8, the pressure may be 0.01 to 20 Torr.
A degree of vacuum can be employed.
本発明は、液体から揮発性物質を除去する系全般に適用
できるが、特に、除去を目的とする揮発性物質が、沸点
が35〜250°Cであるような蒸気圧の低い物質であ
る場合に効果を発揮する。たとえば、トリハロメクン、
トリクロロエチレン、テトラクロロコニチレン、ジクロ
ロエタンモジくハトリクロロエタンの如きハロゲン化合
物;)ルエンもしくはヘンゼンまたはガソリンの如き炭
化水素;メタノール、エタノールもしくはアセトンなど
の水溶性有機溶剤:あるいはフレオンの如き含フン素化
合物などをはじめとする各種の有機溶剤や2−メチルイ
ソボルネオールまたはジオスミンなどの各種の悪臭物質
などである。また同定されていなくとも、上水に含有さ
れる揮発性悪臭物質や揮発性有害物質なども包含される
。The present invention can be applied to all systems for removing volatile substances from liquids, but especially when the volatile substance to be removed is a substance with a low vapor pressure and a boiling point of 35 to 250°C. effective. For example, trihalomecun,
halogen compounds such as trichloroethylene, tetrachloroconylene, dichloroethane, trichloroethane;) hydrocarbons such as luene or henzene or gasoline; water-soluble organic solvents such as methanol, ethanol or acetone; or fluorine-containing compounds such as freon. These include various organic solvents such as 2-methylisoborneol and diosmin, and various malodorous substances such as 2-methylisoborneol and diosmin. It also includes volatile malodorous substances and volatile harmful substances contained in tap water, even if they are not identified.
1
本発明はまた、特に、液体から揮発性物質を高度に脱気
する用途に効果を発揮する。たとえば、飲用や食用に供
される一11水から、悪臭物質やi・リハロメタンなど
の有害物質を除去する用途に効果を発揮する。本発明に
よれば、水に含まれるり「ゴロホルムやトリクロロエチ
レンなどの低沸点ハロゲン化合物を0.1 ppm以下
まで除去することが可能であるし、また、2−メチルイ
ソボルネオールのような高沸点化合物を臭気の検知限界
(10ρρ亡と言われる。)以下にまで除去することが
可能である。1 The present invention is also particularly effective in applications where volatile substances are highly degassed from liquids. For example, it is effective in removing harmful substances such as malodorous substances and i-rehalomethane from water used for drinking or eating. According to the present invention, it is possible to remove low boiling point halogen compounds such as goloform and trichloroethylene contained in water to 0.1 ppm or less, and it is also possible to remove high boiling point compounds such as 2-methylisoborneol. It is possible to remove odor to below the detection limit of odor (referred to as 10 ρρ).
本発明が適用できる液体についても特に制限はない。す
なわち、対象の液体に適する隔膜を選択することで、本
発明を適用できるということである。しかしながら、液
体が水、である場合が特に有用である。たとえば、上水
、中水、洗浄用水または廃水などである。There are no particular limitations on the liquid to which the present invention can be applied. In other words, the present invention can be applied by selecting a diaphragm suitable for the target liquid. However, it is particularly useful when the liquid is water. For example, tap water, gray water, washing water or waste water.
本発明はさらに、水の脱酸素にも効果を発揮する。The present invention is also effective in deoxidizing water.
とくに、搬送ガスとして空気を導入することに】 2
より、それぞれ、一定処理景ならば残存酸素濃度を低下
さ−Lることが可能となるし、一定残存酸素濃度ならば
処理流量を増大させることが可能となる。In particular, by introducing air as a carrier gas], it is possible to reduce the residual oxygen concentration if the treatment is constant, and increase the treatment flow rate if the residual oxygen concentration is constant. becomes possible.
このさいの処理量の増大の程度は、膜モジュールの減圧
側の真空度が5〜200 Torrと低真空であって、
しかも、残存酸素濃度が斯かる真空度における平衡値(
処理流量を無限小に外挿させたときの残存酸素濃度の収
束値)の4倍以下と低い場合に、特に大きく、本発明の
効果が最大限に発揮される。The degree of increase in throughput at this time is due to the low vacuum of 5 to 200 Torr on the reduced pressure side of the membrane module.
Moreover, the residual oxygen concentration is at the equilibrium value (
The effect of the present invention is particularly large when it is as low as 4 times or less the convergence value of the residual oxygen concentration when the processing flow rate is extrapolated to an infinitesimal value, and the effect of the present invention is maximized.
また、搬送ガスとして、窒素や不活性ガスなどではなく
て、酸素を含有する、いわゆる空気を用いることによっ
て、処理流量の増大化効果ないしは残存酸素濃度の低減
化効果が上がることば、実に、驚くべきことである。Furthermore, it is truly surprising that by using so-called air containing oxygen as the carrier gas, rather than nitrogen or inert gas, the effect of increasing the processing flow rate or reducing the residual oxygen concentration increases. That's true.
而して、本発明においては、隔膜の種類や構造などを何
ら限定する必要もなく、目的とする系に適した隔膜でさ
えあれば、いかなるものでも採用することができるが、
そのうちでも特に代表的な3
もののみを例示するに留めれば、非多孔層を有する非対
称膜、非多孔均質膜、または多孔質膜などであり、さら
には、平膜、中空糸膜、または管状膜などの任意のもの
が適用できる。Therefore, in the present invention, there is no need to limit the type or structure of the diaphragm, and any diaphragm can be used as long as it is suitable for the intended system.
Among these, the most representative ones are asymmetric membranes with non-porous layers, non-porous homogeneous membranes, porous membranes, flat membranes, hollow fiber membranes, and tubular membranes. Any material such as a membrane can be applied.
減圧手段についても制約がなく、目的および用途に応し
て、適宜、選択することができる。There are no restrictions on the pressure reducing means, and it can be selected as appropriate depending on the purpose and application.
(発明の効果]
本発明は、まず、液体に溶存する揮発性物質を極めて低
残存量の領域にまで除去せしめることを可能にしたもの
であり、とりわけ、上水中に含有される悪臭原因Th質
を検知限界以下にまで除去せしめることを可能にしたも
のであり、加えて、上水中に含有される低沸点ハロゲン
化合物などの有害物質を0.1 ppm以下6ごまで除
去せしめることをも可能にしたものである。(Effects of the Invention) First, the present invention makes it possible to remove volatile substances dissolved in a liquid to an extremely low residual amount. In addition, it is also possible to remove harmful substances such as low boiling point halogen compounds contained in tap water down to 0.1 ppm or less. This is what I did.
このように、透過気化方式による脱気によって、常温で
液体であるよ・うな低蒸気圧物質を0.1. ppm以
下という低残留量にまで除去しうる方法は、これまでの
処、全く知られていなかったものである。In this way, by deaeration using the pervaporation method, low vapor pressure substances that are liquid at room temperature can be converted to 0.1. Up to now, no method has been known that can remove the residual amount to a level as low as ppm or less.
本発明はまた、水の脱酸素にも適用しうるちの4
であり、かかる本発明に従えば、低残留酸素濃度の処理
水を、大きな処理量で、確実に得ることができる。The present invention is also applicable to the deoxidation of water, and according to the present invention, treated water with a low residual oxygen concentration can be reliably obtained in a large throughput.
しかも、この水の脱酸素に当たり、小型軽〒−で、かつ
、保守が容易なろ水封式真空ポンプを使用することがで
き、また、搬送ガスとしても、安価にして簡便なる空気
を用いることができるというメリソI・がある。Moreover, to deoxidize this water, it is possible to use a filtration seal vacuum pump that is small, lightweight, and easy to maintain, and it is also possible to use air, which is inexpensive and simple, as the carrier gas. There is a Meriso I. that says it can be done.
本発明はさらに、ト述した如き種々の効果を、極めて簡
単な機構で実現化かliり得たものであり、したがって
、特殊で大損りな機構を何ら持ち込むことなしδこ、既
存の透過気化装置を、その極<−部に限って、改造しし
めるのみで、より一層の脱気効果の増大化が図れるとい
うメリノI・をも有するものである。Furthermore, the present invention can realize the various effects described above with an extremely simple mechanism, and therefore can be used in existing pervaporation devices without introducing any special and costly mechanism. It also has Merino I., in which the degassing effect can be further increased by simply modifying only the extreme <- part.
そして、本発明の透過気化膜モジュールおよび脱気方法
は、たとえば、上水の脱臭ならびに浄化に有用なもので
ある。The pervaporation membrane module and deaeration method of the present invention are useful, for example, for deodorizing and purifying tap water.
〔実施例]
以F、本発明を実施例によりさらるこ具体的に説5
明するが、本発明はこれにより限定されるものではない
。[Examples] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
ポリ4メチルペンテン1を素材として溶融成形法により
製造した中空糸不均質膜は、外径が253pmで、内径
が199 μmであり、IIsTM旧434に準じて測
定した気体透過速度は、酸素透過速度2、4 X 1.
0− ”cm3(STP) 7cm2. sec、 c
mllIXて、かつ、窒素透過速度が6.2 XIO”
’cm”(STP)7cm2.sec、cmllgであ
った。この中空糸膜1.0000本を平行な束状でモジ
ュールハウジングに装填し、有効中空糸長500 mm
の、第1図に示されるような内部潅流型モジュールを作
製した。モジュールハウジング2の中空糸1の内側につ
ながる空間部には、液体の導入口4および液体の排出「
5が、また、中空糸の外側につながる空間部には、ニー
ドルバルブ6と気体導入ロアからなるエアブリーダーと
、真空ポンプを接続する排気口8とが設けられている。Example 1 A hollow fiber heterogeneous membrane manufactured by a melt molding method using poly 4 methylpentene 1 as a material has an outer diameter of 253 pm and an inner diameter of 199 μm, and the gas permeation rate measured according to IIsTM old 434 is as follows. Oxygen permeation rate 2, 4 x 1.
0-”cm3(STP) 7cm2.sec, c
mllIX and the nitrogen permeation rate is 6.2XIO”
'cm' (STP) 7 cm2.sec, cmllg. 1,0000 of these hollow fiber membranes were loaded into a module housing in a parallel bundle, and the effective hollow fiber length was 500 mm.
An internal perfusion type module as shown in FIG. 1 was fabricated. A space connected to the inside of the hollow fiber 1 of the module housing 2 includes a liquid inlet 4 and a liquid discharge port 4.
Further, in the space connected to the outside of the hollow fiber, an air bleeder consisting of a needle valve 6 and a gas introduction lower, and an exhaust port 8 to which a vacuum pump is connected are provided.
このモジュールに、2−メチルイソボルネオールを添加
した蒸留水、たまはクロロボルムおよび6
トリクロロエチレンを添加した蒸留水を0.51! /
minで流し、排気口に排気量か50 、i’! /m
inなる油回転真空ポンプを接続して減圧し、ニードル
バルブにて空気導入量を調節した。このときの、原水中
および排出される水中の揮発性物質の量を、ニードルバ
ルブを全閉にした場合の比較例とともに第1表に示した
。なお、表中の気相圧力は、排気口8にて測定した値で
ある。To this module, add 0.51% of distilled water to which 2-methylisoborneol has been added, or distilled water to which chloroborum and 6-trichlorethylene have been added. /
It flows at min, and the displacement is 50 at the exhaust port, i'! /m
An oil rotary vacuum pump was connected to reduce the pressure, and the amount of air introduced was adjusted using a needle valve. The amounts of volatile substances in the raw water and the discharged water at this time are shown in Table 1 along with a comparative example when the needle valve was fully closed. Note that the gas phase pressure in the table is a value measured at the exhaust port 8.
比較例1
ニードルバルブを全閉にして全く空気を導入しないよう
に変更した以外は、実施例1と全く同様の実験を行った
。結果を第1表に示す。Comparative Example 1 An experiment was carried out in exactly the same manner as in Example 1, except that the needle valve was completely closed so that no air was introduced at all. The results are shown in Table 1.
実施例2
外径か28271mで、内径が217μm、かつ、酸素
透過速度が3.4 X IF ’cm″(STP)/c
m2. sec、 cmtlgで、窒素透過速度が3.
1 Xl0−’cm’(STP)/cm”、seccm
llgであるというように変更した以外は、実施例1と
同し中空糸膜を、30デニール12フィラメントのポリ
エステル糸を用いて、絡み織り法にて中空糸密度が25
本/ CT11なる簾状シートに力1]工した。この中
空糸シートを、多数の穴が穿たれた直径13mmなる硬
質ポリ塩化ヒニル製パイプ9に巻き付け、内径100■
なる硬質ポリ塩化ビニル製の−[ジュールハウジング2
に装填し、第2図に示されるような形状の、有効膜面積
(中空糸外表面基準)が5.Orイなる外部潅流型モジ
ュールを製作した。Example 2 The outer diameter is 28271 m, the inner diameter is 217 μm, and the oxygen permeation rate is 3.4 X IF 'cm' (STP)/c
m2. sec, cmtlg, nitrogen permeation rate is 3.
1 Xl0-'cm'(STP)/cm", seccm
The hollow fiber membrane was fabricated in the same manner as in Example 1, except that it was changed to 12 filaments of 30 denier, and the hollow fiber density was 25 using the twine weaving method.
A force 1] was applied to a blind-like sheet called CT11. This hollow fiber sheet was wrapped around a hard polyhinyl chloride pipe 9 with a diameter of 13 mm and an inner diameter of 10 mm.
-[Joule Housing 2] made of hard PVC
The effective membrane area (based on the hollow fiber outer surface) of the shape shown in FIG. 2 is 5. We have created an external perfusion type module.
ごのモジュールに、2−メチルイソボルネオールを添加
した蒸留水、たまばクロロボルムおよびトリクロロエチ
レンを添加した蒸留水を2.0A/minで流し、排気
口に排気量が45 Of2 /minなる水封式真空ポ
ンプを接続して減圧し、ニードル9
バルブにて空気導入量を調節した。このときの、原水中
および排出される水中の揮発性物質の量を、ニー]・′
ルハルブを全閉にした場合の比較例とともに第1表に示
した。なお、表中の気相圧力は、1ノ1気ロ8にて測定
した値である。Distilled water added with 2-methylisoborneol, distilled water added with chloroborum, and trichloroethylene was flowed through the module at 2.0 A/min, and a water ring vacuum with an exhaust volume of 45 Of2/min was applied to the exhaust port. A pump was connected to reduce the pressure, and the amount of air introduced was adjusted using a needle 9 valve. At this time, the amount of volatile substances in the raw water and the discharged water is
The results are shown in Table 1 along with a comparative example in which Leharbe is fully closed. Note that the gas phase pressure in the table is a value measured at 1-1-8.
比較例2
ニードルバルブを全閉にして全く空気を導入しないよう
に変更した以外は、実施例2と全く同様の実験を行った
。結果を第1表に示す。Comparative Example 2 An experiment was carried out in exactly the same manner as in Example 2, except that the needle valve was completely closed so that no air was introduced at all. The results are shown in Table 1.
実施例3
実施例1と同じ中空糸膜を用いて、実施例1と同様の形
状を持つ膜面積(内表面積)が130τのモジュールを
作製した。このモジュールに水道水を流し、排気口に排
気量が450β/ m i nなる水封式真空ポンプを
接続して減圧し、ニードルバルブにて排気口8における
圧力が29 torrどなるように空気導入量を調節し
た。このときモジュールに導入される原水の溶存酸素濃
度ば8.5 ppmであり、処理水の溶存酸素濃度は、
水の流量が極低流量(0,l l /min )時にo
、ssppmであった。処0
理水の溶存酸素濃度は水の流量増加に伴って増加し、0
、!5 ppmになる流量は7.41 /minであっ
た。Example 3 Using the same hollow fiber membrane as in Example 1, a module having the same shape as in Example 1 and a membrane area (inner surface area) of 130τ was produced. Tap water is run through this module, a water ring vacuum pump with a displacement of 450β/min is connected to the exhaust port to reduce the pressure, and the amount of air introduced is adjusted using a needle valve so that the pressure at the exhaust port 8 is 29 torr. adjusted. At this time, the dissolved oxygen concentration of the raw water introduced into the module is 8.5 ppm, and the dissolved oxygen concentration of the treated water is:
o when the water flow rate is extremely low (0, l l /min)
, ssppm. Treatment 0 The dissolved oxygen concentration of treated water increases with the increase in water flow rate, and
,! The flow rate to reach 5 ppm was 7.41/min.
さらに、圧力が33 torrとなるように空気導入量
を調節した条件下では、処理水の溶存酸素濃度は、水の
流量が0. I Q /m1nO時には0.38 pp
mと、比較例3よりも、やや、悪化したものの、処理水
の溶存酸素濃度が、0.5ρρmになる流量は8、31
/minに増加した。Furthermore, under conditions where the amount of air introduced was adjusted so that the pressure was 33 torr, the dissolved oxygen concentration of the treated water was as low as the water flow rate of 0. 0.38 pp when I Q /m1nO
m, which was slightly worse than Comparative Example 3, but the flow rate at which the dissolved oxygen concentration of the treated water reached 0.5ρρm was 8.31
/min.
比較例3
ニードルバルブを全閉とするように変更した以外は、実
施例3と同じ試験を行った。排気口8における圧力は2
8 torrで、原水の溶存酸素濃度は8.5 ppm
で、水の流量が0.11/minなる場合の処理におけ
る溶存酸素濃度は0.35ppmであって、処理水の溶
存酸素濃度が0.5 ppmになる流量は7、OR/m
tnであった。Comparative Example 3 The same test as in Example 3 was conducted except that the needle valve was changed to be fully closed. The pressure at the exhaust port 8 is 2
At 8 torr, the dissolved oxygen concentration in raw water is 8.5 ppm
So, when the flow rate of water is 0.11/min, the dissolved oxygen concentration in the treatment is 0.35 ppm, and the flow rate at which the dissolved oxygen concentration of the treated water becomes 0.5 ppm is 7, OR/m.
It was tn.
各図面ば、本発明の好ましい実施態様を示すもので、そ
れぞれ、第1図は、実施例1で用いた膜モジュールの部
分縦断面正面図であり、第2図は、1
実施例2で用いた膜モジュールの縦断面正面図である。
図中、1は中空糸、2はハウジング、3は樹脂封止部、
4は液体導入口、5は液体排出口、6はニードルバルブ
、′1は気体導入口、8は排出口を、そして9は多孔パ
イプを指称するものである。
代
理
人Each drawing shows a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional front view of the membrane module used in Example 1, and FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional front view of the membrane module. In the figure, 1 is a hollow fiber, 2 is a housing, 3 is a resin sealing part,
4 is a liquid inlet, 5 is a liquid outlet, 6 is a needle valve, '1 is a gas inlet, 8 is an outlet, and 9 is a porous pipe. agent
Claims (1)
段を設けることを特徴とする、透過気化膜モジュール。 2、透過気化膜モジュールの減圧側に、搬送ガス導入手
段が設けられた透過気化膜モジュールを用いることを特
徴とする、脱気方法。 3、前記した搬送ガスが空気である、請求項3または4
に記載された脱気方法。 4、前記した液体が、水または水溶液である、請求項4
に記載された脱気方法。 5、前記した揮発性物質が、トリハロメタン、トリクロ
ロエチレン、テトラクロロエチレンおよびトリクロロエ
タンである、請求項4に記載された脱気方法。 6、除去せしめるべき対象が酸素である、請求項4に記
載された脱気方法。[Scope of Claims] 1. A pervaporation membrane module, characterized in that a carrier gas introduction means is provided on the pressure reduction side of the pervaporation membrane module. 2. A deaeration method characterized by using a pervaporation membrane module provided with a carrier gas introduction means on the pressure reduction side of the pervaporation membrane module. 3. Claim 3 or 4, wherein the carrier gas is air.
Deaeration method described in. 4. Claim 4, wherein the liquid is water or an aqueous solution.
Deaeration method described in. 5. The degassing method according to claim 4, wherein the volatile substances are trihalomethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, and trichloroethane. 6. The deaeration method according to claim 4, wherein the target to be removed is oxygen.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24941689A JP2949732B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Degassing method using pervaporation membrane module |
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