JPH04114722A - 有機物を含む液の濾過方法 - Google Patents

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、河川水や湖沼水のような有機物を含む汚れた
水を膜で濾過する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、河川水、湖沼水等を半導体用の超純水、製薬用の
無菌水として使用する場合、上記水をいきなり膜で濾過
すると膜がすぐに目づまりして、数日の運転で初期値の
１７１０以下に透水量が低下してしまうため、砂濾過や
凝集沈澱を行ってから膜で濾過するのが通常であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、河川水や湖沼水を半導体用の超純水や製
薬用の無菌水として利用するには、砂濾過や凝集沈澱設
備が必要であり、大きな設備面積を必要とするとともに
、設備コストが高いという問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

河川水や湖沼水のように有機物を含む水を膜で濾過する
と、粘着性の菌体、菌体の代謝生産物が膜に付着し透水
量が低下する。しかも付着物の剥離性が悪いために、次
亜塩素酸ソーダー等で付着した有機物を分解し、溶かさ
ないと膜の透水量は回復しない。一方、金属酸化物、活
性炭等の無機微粒子を含む水を膜で濾過すると、濾滓の
抵抗により膜の見掛上の透水量は若干低下するが、無機
微粒子は膜からの剥離性が良いために、逆洗等によって
無機微粒子を剥離させると膜の透水量はほとんど低下し
ていない。本発明は、この知見に基づいてなされたもの
である。

すなわちこの発明は、有機物を含む液を無機微粒子がプ
リコートされた中空糸膜を用いて濾過し、液の透過量が
低下したときに逆洗またはスクラビングを行って中空糸
膜から無機微粒子を剥離させて系外に抜き出すことを特
徴とする有機物を含む液の濾過方法である。

本発明に用いる無機微粒子がプリコートされた中空糸膜
は、通常の合成高分子からなる中空糸膜に無機微粒子を
コートしたものが用いられる。コートされる前の中空糸
膜としては、透水量が多いものが好ましいが、孔径が大
きすぎると目づまりしやすいので、孔径は２０人〜０．
５μｍ程度のものが好ましい。また、膜材質については
特に限定されないが、逆洗時の耐久性から考えると、伸
度の大きなポリオレフィン樹脂、ポリスルホン樹脂製の
膜が好ましい。無機微粒子としては、Ａｊ２２０３゜Ｆ
ｅ２Ｏ３，Ｆｅａｒ、　Ａｇｏ等の金属酸化物、活性炭
、シリカ等の微粒子が用いられる。微粒子の粒径は用い
る膜の孔径より大きい０．５〜１０μｍの範囲のものが
好ましく、また、表面積はできるだけ大きい方が汚れを
吸着し易いので好ましい。

無機微粒子の膜へのプリコートは、濾過に先立って無機
微粒子と水からなるスラリーを膜で濾過する方法か最も
簡単である。

無機微粒子をプリコートした膜で有機物を含む水を濾過
すると、有機物は無機微粒子に付着し、水は膜を透過す
る。無機微粒子は凹凸があって表面積が大きいため、有
機物がよく付着する。また、無機微粒子間のすき間が多
層となってプリコートされているため、膜の透水量の低
下は少ない。

濾過を行って膜の透水量が低下したときは、膜を逆洗ま
たはスクラビングして有機物が付着した無機微粒子を剥
離させて該無機微粒子を系外に抜き出し、再度、無機微
粒子を膜にプリコートすることにより、短時間濾過を停
止するだけで膜の透水量を回復させ、再運転することが
できる。系外に抜き出した無機微粒子は薬品で洗浄すれ
ば再び使用することができる。本発明によれば、膜を薬
品洗浄することなく、長期間安定な濾過を行うことがで
きる。

以下、本発明について図面で説明する。

第１図は本発明に用いる濾過装置の一例を示す模式図で
ある。容器１は仕切板２によって濾液室３と原液室４に
区画されており、仕切板２には中空糸膜モジュール５が
液密に懸垂されている。容器１には原液流入管６があり
、原液は原液流入管６を通って容器１の原液室４に入り
、中空糸膜モジュール５で濾過されて濾液室３に入り、
濾液管７を通って系外に抜き出されて使用される。中空
糸膜（省略して１本しか記載していない）８の外側には
濾過に先立って無機微粒子９がコーティングされている
。中空糸膜モジュールが目づまりした場合は、濾過を中
止して逆洗またはスクラビングを行う。逆洗は濾液管７
に設けた気体導入管ｌＯより気体を導入し、濾液室３に
溜った濾液を押し出して中空糸膜８の外側に付着した汚
染物を無機微粒子９ごと剥離させる。剥離された無機微
粒子９は、廃液管１１より系外に抜き出して無機微粒子
タンク１２に溜める。無機微粒子は次亜塩素酸ソーダー
等で洗浄され、濾過開始に先立って中空糸膜にプリコー
トするのに用いられる。次亜塩素酸ソーダーで再生する
場合は、水洗等に時間がかかるので、無機微粒子タンク
を２つ設けて、予め再生しておいた無機微粒子を用いる
ようにすると運転停止時間は１時間程度で済む。

中空糸膜モジュール５は、第２図に一部省略して示すよ
うに、細い中空糸膜と太い中空糸膜が混合しており、両
端部は開口状態で接着剤によって原液導入穴１３Ａを持
つ外筒１４に固定されている。

モジュールの下端部には濾液集水室１５と濾液集水室１
５の外周にはスカート状凹部１６があり、モジュール上
部には、０−リング１７を備えた環状リング１８があり
、該環状リング１８によってモジュールは仕切板２に液
密に固定されている。中空糸膜で濾過された濾液は中空
糸膜の内側を上下に流れる。

下部に流れた濾液はモジュール下部の集液室１５に集ま
り、太糸中空糸膜を通ってモジュール上部に流れ、細い
中空糸膜の上部に流れた濾液と一緒になって濾液管７よ
り系外に抜き出される。中空糸膜が目づまりした時のス
クラビングは、モジュール下部に設けた気体導入管１９
のノズル２０より、モジュール下部のスカート状凹部１
６に集められ、濾液集水室との間のスリット２１、外筒
部の穴２２を通ってモジュール内に入る。モジュール内
に入った気体は、中空糸膜８に沿って上昇する時に、中
空糸膜を振動させ、中空糸膜にコーティングした無機微
粒子を、付着した有機物ごと剥離させる。モジュール内
の水、気体、剥離した無機微粒子はモジュール上部の穴
１３Ｂより抜き出される。同時にエアーリフト効果によ
り、モジュール下部の穴１３Ａより水が吸い込まれ、モ
ジュール内の水が循環することによってモジュール内の
無機微粒子濃度は原液室濃度と同等になる。気体は原液
室の上部の管２３より系外に抜き出され、中空糸膜モジ
ュルより剥離した無機微粒子９は容器下部より抜き出し
、無機微粒子タンク１２に集められ再生される。

実施例 平均孔径０．１７μｍ、外径１．２４ｍｍ、内径０．６
８Ｍのポリエチレン製の中空糸膜と、外径５．５ｍｍ、
内径４ｍｍのポリエチレン製中空糸膜を混ぜて、両端開
口の第２図に示すような形状のモジュールを作製した。

このモジュールを、仕切板によって濾液室と原液室が区
画された密閉容器内に、上記仕切板に液密に吊設して第
１図に示すような装置を作製した。

この装置で、予め平均粒径３５μｍの粉末活性炭を濾過
し、膜にＩｇ／ｉのプリコートを行った。

プリコートされたモジュールの透水量は初期値の８５％
であった。このモジュールで０．２μｍ以上の微粒子数
が約１０３個／−の地下水を０．１ｍ／ｍ／耐流速で濾
過し、１週間毎に濾過を停止し、モジュール下部より空
気を導入し、１５分間スクラビングを行った。膜から剥
離した活性炭は系外に抜き出し、４％ＮａＯＨに溶解し
た３０００ｐｐｍのＮａＣＩ　Ｏ溶液に浸漬した後洗浄
し、再びモジュールにプリコートした。このようにして
１ケ月間濾過を行ったときのモジュールの透水保持率は
第３図のようであった。

比較例 実施例で用いたモジュールを用いて、活性炭をプリコー
トしないで、実施例と同じ水を濾過し、１週間毎に実施
例と同様にスクラビングを行って、１ケ月濾過したとき
の、モジュールの透水保持率は第４図のようであった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、有機物を含む汚れの多い水でも長期間
安定に濾過することができるうえに、砂濾過や凝集沈澱
を用いることなく膜で直接濾過できるので、安価に良質
の水を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる濾過装置の例を示す模式図、第
２図は本発明に用いる中空糸膜モジュールの一例を示す
断面図である。第３図および第４図は、運転日数に対す
るモジュールの透水保持率を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機物を含む液を無機微粒子がプリコートされた中空糸
   膜を用いて濾過し、液の透過量が低下したときに逆洗ま
   たはスクラビングを行って中空糸膜から無機微粒子を剥
   離させて系外に抜き出すことを特徴とする有機物を含む
   液の濾過方法