JPH0317528B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、かん水の淡水化、産業廃水の浄化な
どに用いられるダイナミツク膜を形成させる支持
板積層体に関するものである。

従来、酢酸セルロース膜のような半透膜を用い
て、海水やかん水中の塩分を除去しうることは知
られている。しかし、この酢酸セルロース膜は、
PHが中性領域のものに対してのみ使用可能であ
り、それ以外のPHのものには使用できない、膜の
単位面積当りの透過水量が小さい、高温下では使
用できない等の欠点があり、実用上、満足できる
ものでなかつた。

他方、多孔質基体中にジルコニウム、鉄、アル
ミニウムなどの金属の含水酸化物の膜を形成させ
たもの、いわゆるダイナミツク膜が良好な塩分離
性を示し、単位面積当りの透過水量も酢酸セルロ
ース膜の数倍と大きく、また使用温度に制限がな
いことから、海水やかん水の淡水化処理用として
適していることも知られており、ジルコニウム−
ポリアクリル酸系の２層構造を有するものが現
在、最も広く使用されている。

そして、これを用いる水処理装置の原理は、第
１図に示すように、外面に半透膜１を被着した多
孔質セラミツク支持体a′に、海水等の原水を30〜
70Kg／cm²の圧力で供給し、透過水を多孔質セラミ
ツク支持体a′の中心孔に集め、その開口部２から
取り出すものである。この場合、透過水の量は単
位膜面積によつて定まるものであるから、一定の
空間にできるだけ大きな膜面積を持たせるため
に、実際の装置においては第２図のように過体
は、一端（図の右端）閉塞したチユーブである多
本数の多孔質セラミツク支持体a′……を束ね、そ
の開口端側に、中間にＯリング３′を有する金属
環３を嵌装するとともに、端面に各多孔質セラミ
ツク支持体a′……の中心孔である開口部２を現わ
して金属環３内面にわたり樹脂モールド４を施し
た１本の集束体Ａに形成し、これを１つの圧力容
器Ｂに封入して、一端に設けた原水入口５から原
水を高圧ポンプにより加圧注入し、各多孔質セラ
ミツク支持体a′……の周面に圧接させたのち原水
出口６から排出させて高圧ポンプに戻し、他方、
透過水はＯリング３′により原水通過部分と隔離
された圧力容器他端の透過水出口７から取り出す
ものである。

以上のように、従来のチユーブラータイプの限
外過およびダイナミツク膜法逆浸透装置では円
柱状の多孔質セラミツク支持体a′……を集めてモ
ジユール化して使用されている。しかし、このモ
ジユールを小型化するためには、各セラミツク支
持体a′……を極めて細い、例えば１〜２mm径の多
孔質チユーブを使用しなければならず、その肉厚
は極めて薄く、ぜい弱であるため、高圧の原水流
に対して強度的に満足し得るものでなく、実用上
大きな制約を受ける。

これに対し、本発明は強度が充分確保され、高
い原水圧を適用して極めて効率的に原水を処理す
る新規なダイナミツク膜支持板積層体を提供す
る。

すなわち、本発明は、多孔質セラミツクス又は
金属焼結体からなる正方形又は長方形の平板の片
面に、その一辺に平行な多数の条溝を全面にわた
つて形成させ、さらにその条溝を設けた面全体に
微粉末を被着したダイナミツク膜支持板の複数枚
を重ね合わせ、その際、各支持板は、その条溝を
有する面が隣接する支持板の条溝を有しない面と
対向するように、かつ隣接する支持板の条溝が異
なる方向に順次配置されるようにして一体化され
たダイナミツク膜支持板積層体である。

以下、添付図面により、本発明の積層体をさら
に詳細に説明する。

第３図は、本発明の積層体を構成するダイナミ
ツク膜支持板の１例を示す斜面図で、ダイナミツ
ク膜支持板ａは多孔質のセラミツク又は金属焼結
体よりなる正方形の平板の片面に、一辺に平行し
て多数の条溝１０，……が片面に形成され、その
板状の多孔質基板の外面に微粉末１１が被着され
ている。なお、この微粉末は、平均粒径0.5μ程度
以下のものが好ましい。

また、第４図は、積層用単板が長方形を有する
ダイナミツク膜支持板の他の例を示す斜面図で、
第４図−１は長辺に平行な多数の条溝１０′が片
面に形成されたダイナミツク膜支持板ｂ、第４図
−２は短辺に平行な多数の条溝１０″が片面に形
成されたダイナミツク膜支持板ｃであつて、この
支持板ｂとｃは長辺と短辺を一致させて交互に積
層される組合わせ支持板である。もちろん、それ
らの支持板には、すべてそれぞれ外面に微粉末１
１が被着されている。長方形の板状支持体の場合
には、上記のように支持体ｂとｃを条溝を有する
面を、例えばすべて上側にして交互に積層するこ
とにより、隣接する支持板の条溝は異なる方向
に、かつ各支持板間に条溝が存在するように積層
させることができる。第３図の正方形の板状支持
板ａの場合には、同様に条溝面を同じ側にして条
溝の方向が交互に異なるように積層すればよい。

第５図は、本発明の積層体の１例の斜面図で、
正方形の板状ダイナミツク膜支持板ａが条溝面を
上側にし、かつ隣接する支持板の条溝の方向が異
なるように複数枚が重ねられ、その重合体の最上
面及び最下面には、同一形状の金属板１２，１
２′が取り付けられて、各四隅に設けたボルト孔
を介してボルト１３……で締め付け固定されて、
一体化されたブロツク状積層体が形成されてい
る。この積層体においては、異なる方向の条溝
は、多孔質セラミツクス又は金属焼結体支持板に
よつて完全に分離され、原液と透過液が混合しな
いように構成することが必要である。これには、
例えば第６図に示すように、積層体１４に隣接す
る２側面に角錘台状の筒状フード１５，１６を付
設した角箱状の圧力容器１７に装着し、四隅すな
わち積層体の周縁部をゴムシーリング１８……に
より液密的に密封する。

そして、一方のフード１５に連結した原水導入
管１９より原水を圧入すると、一方向のすべての
条溝に原水が充満し、これがダイナミツク膜を透
過し、他方のフード１６に設けられた排出管２０
を通つて透過水として取り出される。

この発明の支持体上に設けるダイナミツク膜の
材料としては、例えばZrCl₄、ZrOCl₂、
ThCl₄FeCl₃、Pb（OH）Cl₂、UO₂（OH）Cl、
AlCl₃のような無機物質や、フミン酸、ポリビニ
ルピリジン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル
酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸
のような有機物質が用いられる。

このダイナミツク膜は単一層で用いることもで
きるが、例えばジルコニウム−ポリアクリル酸の
ように無機質層と有機質層を組合せた２層として
用いるのが有利である。

ダイナミツク膜は、長期間使用しているうち
に、その性能が低下するので、適宜支持板から除
去したのち、再び支持板表面に新らしいダイナミ
ツク膜を形成させて使用する。このようにして、
この発明の支持体は反覆して使用することができ
る。

この発明の積層体は、上記のように正方形又は
長方形の板状のダイナミツク膜支持体を積層し、
強固に一体化されたコンパクトなブロツク状構造
体で、優れた強度を有し、しかも透過が従来の円
筒管壁で行なわれるのとは異なり、各条溝によつ
て形成された空隙で行なわれるものであるから、
圧力原水によつて破壊されることがなく、しかも
条溝の形成がリブ効果によつて支持板を一層強化
しているので極めて有利である。

本発明の積層体において、各支持板に設けられ
た条溝は、隣接する支持板の対向面との間に空隙
を形成するが、各条溝が形成する空隙は完全に分
離させるよりも相互連通状にすることが望まし
い。また、本発明の複数の支持板を重ね合わせて
構成される積層体は、支持板の数に何ら制約はな
いが、数枚〜20枚程度が実用的である。

本発明のダイナミツク膜支持板積層体は、かん
水の淡水化、含水食品の濃縮、排水からの有価物
質類の回収などに好都合に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はダイナミツク膜支持体の作用を示す説
明断面図、第２図は水処理装置としての使用例に
おけるダイナミツク膜支持体及び圧力容器を示す
斜面図、第３図及び第４図１，２は、この発明の
積層体を構成するダイナミツク膜支持板の異なつ
た例の斜面図、第５図は、この発明のダイナミツ
ク膜支持板積層体の１例を示す斜面図、第６図
は、この発明のダイナミツク膜支持板積層体の使
用態様の１例を示す斜面図である。図中ａ，ｂ，
ｃはダイナミツク膜支持板、１０，１０′，１
０″は条溝、１１は微粉末層である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔質セラミツクス又は金属焼結体からなる
   正方形又は長方形の平板の片面に、その一辺に平
   行な多数の条溝を全面にわたつて形成させ、さら
   にその条溝を設けた面全体にダイナミツク膜を形
   成した支持板の複数枚を、各支持板の条溝を有す
   る面と隣接する支持板の条溝を有しない面とを対
   向させ、かつ隣接する支持板の条溝が異なる方向
   に順次配置されるように重ね合わせて一体化され
   てなるダイナミツク支持板積層体。 ２ 前記ダイナミツク膜が、平均粒径0.5μ以下の
   微粉末を被着することによつて形成されている特
   許請求の範囲第１項記載のダイナミツク支持板積
   層体。