JPH05138165A - 水道水の処理方法 - Google Patents

水道水の処理方法

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JPH05138165A
JPH05138165A JP32989791A JP32989791A JPH05138165A JP H05138165 A JPH05138165 A JP H05138165A JP 32989791 A JP32989791 A JP 32989791A JP 32989791 A JP32989791 A JP 32989791A JP H05138165 A JPH05138165 A JP H05138165A
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membrane
unpleasant odor
halogenated hydrocarbon
tap water
component
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JP32989791A
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English (en)
Inventor
Masaomi Kondo
雅臣 近藤
Yoshihiro Takubo
芳博 田窪
Masao Nasu
正夫 那須
Akira Shimazu
彰 島津
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、残留塩素濃度を維持しつつ、ハロゲ
ン化炭化水素および気化性不快臭の除去された水道水を
得るための処理方法を提供することにある。 【構成】水不透過性膜を介して、その一方に、ハロゲン
化炭化水素及び気化性不快臭成分が溶解している水道水
を接触させ、他方を、このハロゲン化炭化水素及び気化
性不快臭成分の蒸気圧をゼロに近づけることにより、ハ
ロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分を選択的に膜を
透過させて、ハロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分
が除去された水道水を膜の不透過側に得ると共に、透過
したハロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分を除去及
び回収する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハロゲン化炭化水素及
び気化性不快臭成分が溶解している水道水の処理方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】最近、地球環境汚染が問題となっている
中、ハロゲン化炭化水素が水道水中に含まれていること
が明らかになり、人体・環境への悪影響が懸念されてお
り、その除去・回収が必要となってきている。
【0003】水道事業における浄水処理工程において、
天然腐食物質であるフミン酸やフルボ酸の増加や生活排
水がもたらす有機物質が問題となって、水源の川や湖な
どの有機物汚染が環境基準以上の値を示すようになって
来ている。 かかる汚染の進行とともに塩素酸化殺菌の
ための塩素使用量が増大し、この結果化学反応によって
ハロゲン化炭化水素、特にクロロホルム、ブロモジクロ
ロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルムなどの
トリハロメタン類が生成され、これらの中には発癌性を
有するものもあるため、これらを除去・回収しなければ
ならない。
【0004】また近年、水道水の不快臭による実例が多
発している。 水道水の不快臭としては、塩素処理工程
に由来する塩素、水源に存在する藍藻類、放線菌による
ジオスミン、2−メチルイソボルネオール等が確認され
ている。 これらを除去するためには、通常、塩素やオ
ゾンによる酸化分解処理を必要とし、その結果として、
特に限定されないが、例えば、クロロホルムなどのトリ
ハロメタン類やアセトアルデヒドなどのアルデヒド類な
どの気化性不快臭成分が発生する。気化性不快臭のある
水道水は毒性を有する恐れがあり、飲む人に不安感を与
えるため除去されるべきである。
【0005】しかし、近年の水道水への関心の高まりと
ともに、上記成分を除去する高度処理が必要とされてい
るにもかかわらず、コスト的な問題から有効な処理がな
されていないのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これまでも、活性炭吸
着法やばっ気法などによるトリハロメタンや気化性不快
臭成分の除去方法も検討されているが、活性炭吸着法は
活性炭再生頻度を多く必要とするため、処理コストが膨
大になることや、ばっ気法は大きな気液接触比を必要と
するので設備容積が大きくなるうえに、ばっ気で除かれ
るトリハロメタンが大気中に放出されてしまうという問
題があり、満足できる処理方法ではなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、水道水に
溶存するハロゲン化炭化水素および気化性不快臭成分の
除去および回収における前記問題点を解決するために鋭
意研究した結果、水不透過性膜の一方に水道水を流し、
透過側のハロゲン化炭化水素および気化性不快臭成分の
蒸気圧をゼロに近づけることにより、殺菌に必要な水道
水中の残留塩素濃度を維持しつつ、効率よく上記成分を
除去することができ、さらに除去したハロゲン化炭化水
素および気化性不快臭成分を種々の方法で回収すること
によって、外部に放出することなく処分できることを見
い出して、本発明に至ったものである。
【0008】即ち本発明は、水不透過性膜を介して、そ
の一方に、ハロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分が
溶解している水道水を接触させ、他方を、該ハロゲン化
炭化水素及び気化性不快臭成分の蒸気圧をゼロに近づけ
ることにより、ハロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成
分を選択的に膜を透過させて、ハロゲン化炭化水素及び
気化性不快臭成分が除去された水道水を膜の不透過側に
得ると共に、透過したハロゲン化炭化水素及び気化性不
快臭成分を除去及び回収することを特徴とする水道水の
処理方法を提供する。
【0009】本発明において水道水中に溶存しているハ
ロゲン化炭化水素としては、クロロホルム、ブロモジク
ロロメタン、ジブロモクロロメタン、ブロモホルム、塩
化メチレン、四塩化炭素、トリクロロエタン、トリクロ
ロエチレン、テトラクロロエチレン、臭化メチレン、フ
ッ化メチル、フッ化メチレンなどが挙げられる。
【0010】また気化性不快臭成分としては、上記水道
中の溶存ハロゲン化炭化水素、及びホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、プロピルアルデヒドなどのアルデヒ
ド類などが挙げられる。
【0011】本発明においては、上記成分を含む水道水
を水不透過性膜の一方に接触させて、他方において上記
成分の蒸気圧をゼロに近づけることにより、殺菌に必要
な水道水中の残留塩素濃度を維持しつつ、各成分を透過
させる。 かかる殺菌に必要な水道水中の残留塩素濃度
は、水源の川や湖などの汚染程度により異なるが、水道
法施行規則により0.1ppm以上と定められている。
【0012】本発明において、水道水の上記成分の蒸気
圧をゼロに近づける方法は、特に限定されないが、例え
ば、真空ポンプ等で機械的に透過成分を除去する方法、
不活性ガスを流して透過成分を除去する方法、透過成分
と化学反応を起こし透過成分を蒸発させない物質を流し
て透過成分を除去する方法等が挙げられる。
【0013】ここで、真空ポンプ等で機械的に透過成分
を除去する場合、透過成分として被除去成分以外に水蒸
気が透過して、真空ポンプの負荷が増大し運転コストが
増加する場合がある。 また不活性ガスを流して透過成
分を除去する場合には、不活性ガスへ被除去成分以外の
水蒸気が透過し、目的成分の除去効率が落ちる恐れがあ
る。 よって、真空ポンプを用いる場合は、操作温度の
飽和水蒸気以上に、真空度を上げないようにしたり、不
活性ガスを用いる場合には、あらかじめ操作温度の水蒸
気を含ませた湿った不活性ガス、すなわち操作温度にお
ける飽和水蒸気と平衡な不活性ガスを流すことが好まし
く、これによりさらに効率よく透過成分を除去できる。
【0014】本発明において用いる不活性ガスは、特に
制限されないが、例えば通常、窒素、アルゴン、ヘリウ
ム等が挙げられ、透過成分によっては空気や炭酸ガス等
も使用できる。また本発明において用いる、透過成分と
化学反応を起こし透過成分を蒸発させない物質は、その
透過成分に応じて適宜選ばれ、例えば透過成分がクロロ
ホルムの場合、ヒドラジン、亜鉛粉末、酢酸ナトリウム
等が用いられる。
【0015】本発明において用いる水不透過性膜は、特
にその構造に限定されないが、例えば非多孔質活性薄膜
からなる均質膜や、緻密層または活性緻密層とこれを一
体に支持する多孔質層とからなる非対称膜や、かかる非
対称膜上に非多孔質活性薄膜が形成されてなる複合膜、
好ましくは非対称膜の緻密層中に非多孔質活性薄膜が一
部しみこんで形成されてなる複合膜等である。 ここで
活性とは、ハロゲン化炭化水素および気化性不快臭成分
と水とを分離する性質を有するという意味である。
【0016】上記水不透過性膜の30℃における窒素ガス
透過速度は、7×10-4〜2×102 Nm3/m2・ h ・ atm 、
好ましくは、3×10-3〜5×100 Nm3/m2・ h ・ atm で
ある。 窒素ガス透過速度が7×10-4Nm3/m2・h ・ atm
より小さい場合、ハロゲン化炭化水素および気化性不
快臭成分の透過速度が小さくなる恐れがあり、一方2×
102 Nm3/m2・ h ・ atm より大きい場合は、水不透過性
が維持できなくなる可能性があるため好ましくない。
【0017】上記均質膜や非多孔質活性薄膜の具体例と
しては、シリコーン、ポリ(4−メチルペンテン−
1)、天然ゴム、ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオ
キシド)、テフロン、ネオプレン、ポリエチレン、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリトリメチルシリルプロ
ピン等が挙げられる。
【0018】また本発明において用いる非対称膜は特に
限定されないが、例えば芳香族ポリスルホン系、芳香族
ポリアミド系、芳香族ポリイミド系等が挙げられるが、
特に耐塩素性、耐pH性、耐熱性等の水系での耐久性を
有するという理由により、芳香族ポリスルホン系が好ま
しく用いられる。
【0019】前記水不透過性膜の形状は特に限定されな
いが、中空糸状または平膜状が挙げられ、また不織布の
ような補強材上に形成されていてもよい。かかる水不透
過性膜及びその膜を内蔵してなるモジュールの形状は何
ら限定されないが、シート状の膜を巻回してなる所謂ス
パイラル型モジュールが好ましい。
【0020】本発明におけるハロゲン化炭化水素および
気化性不快臭成分の除去現象は、ハロゲン化炭化水素お
よび気化性不快臭成分が選択的に膜透過することに基づ
いているため、ハロゲン化炭化水素および気化性不快臭
成分の膜透過をできるだけ妨げないことが望ましい。
このため、上記スパイラル型モジュールを用いる場合に
は、その透過側流路間隙(透過側膜間ギヤップ)が、
0.3〜2.5mm であるのが好ましく、特に好ましく
は0.5〜2.0mmである。 0.3mmよりも薄くなる
と、透過側流路間隙における圧力損失が大きくなりすぎ
るため、ハロゲン化炭化水素および気化性不快臭成分の
膜透過が抑えられてしまい、それら成分の除去速度が悪
くなる恐れがある。 また、2.5mmより厚くなると、
各成分の除去速度に対する膜モジュールの容積効率が悪
くなってしまう恐れがある。
【0021】本発明において、前記のごとく透過したハ
ロゲン化炭化水素および気化性不快臭成分を回収する方
法は、特に限定されないが、例えば、活性炭吸着法、溶
剤吸収法、冷却凝縮法などを用いるのが好ましい。
【0022】活性炭吸着法は、通常脱臭などに用いられ
ているものでよく、吸着効率を向上させるため、ハニカ
ム構造、繊維状、粒状、微粉状などを適宜選ぶことがで
きる。 また、透過成分中に水蒸気が通常より多く含ま
れるため、前処理として乾燥工程を経ることが好まし
い。
【0023】また溶剤吸収法は、ハロゲン化炭化水素お
よび気化性不快臭成分の溶解性の高い溶剤に吸収し分離
・回収する方法で、例えば、エチルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール
類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢
酸ブチル、プロピオン酸ブチル、酪酸ブチルなどのエス
テル類、ヘキサン、ペンタン、石油ベンジン、ケロシ
ン、重油、軽油、トルエンなどの炭化水素類、機械油、
パラフィン油、植物油などが用いられる。 この場合、
ハロゲン化炭化水素および気化性不快臭成分の回収効率
を上げるためには、一般に蒸気圧の低い高沸点性の溶剤
が優れており、特にケロシン、重油、軽油、機械油、パ
ラフィン油、植物油などが好ましく用いられる。 これ
らの液状物はまた、吸収回収されたハロゲン化炭化水素
及び気化性不快臭成分とともに焼却することにより処理
することも可能である。 この場合も前処理として乾燥
工程を経ることが好ましい。
【0024】冷却凝縮法は、水冷、アルコール類、ドラ
イアイス、液体窒素などを用いて凝縮器により凝縮回収
する方法であり、上記方法よりも回収方法が簡単である
反面、回収率が劣る場合もある。
【0025】
【発明の効果】本発明の処理方法によれば、殺菌に必要
な水道水中の残留塩素濃度を維持しつつ、ハロゲン化炭
化水素および気化性不快臭成分の膜透過速度を大きくで
き、かつ水蒸気の膜透過を抑えることができるため、従
来法に比べて設備費、運転費、メンテナンス費等が低減
できるという利点がある。
【0026】
【実施例】以下に実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。 実施例1 不織布上に形成されたポリスルホン多孔質膜上に、ポリ
ジメチルシロキサンを1.5μmの厚みで形成させて複
合膜を得た。 かかる複合膜の30℃における窒素ガス透
過速度は、0.6 Nm3/m2・ h ・ atm であった。 この膜
(膜面積: 2.0cm2 )を外径2インチ、長さ1m、透過
側流路間隙0.6mmのスパイラル型膜モジュールに成型
した。
【0027】かかるモジュールの一方に、残留塩素を
0.92ppm含み、表1に示すハロゲン化炭化水素お
よび気化性不快臭成分が溶解した水道水を、120リッ
トル/hで流し、他方を温度40℃、真空ポンプで真空
度−730mmHgに保った結果、残留塩素濃度は0.66
ppmとなった。得られた透過ガスを真空ポンプの後工
程に設備した充填量500gの活性炭塔を透過させたと
ころ、出口気体中のハロゲン化炭化水素および気化性不
快臭成分は検出されなかった。 このときの膜モジュー
ルの供給液、処理液のハロゲン化炭化水素濃度および気
化性不快臭成分濃度と水蒸気透過量の測定結果を表1に
示す。
【0028】実施例2 活性炭吸着塔の代わりにケロシン500mmリットルを充
填した吸収槽に、透過ガスを100時間通した以外は、
実施例1と同様にして処理したときの膜モジュールの供
給液、処理液のハロゲン化炭化水素濃度および気化性不
快臭成分濃度と水蒸気透過量およびハロゲン化炭化水素
の回収量の測定結果を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】これらの結果から、本発明の方法によれ
ば、残留塩素濃度を維持しつつハロゲン化炭化水素およ
び気化性不快臭成分の除去された水道水が、効率的に得
られることがわかる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水不透過性膜を介して、その一方に、ハ
    ロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分が溶解している
    水道水を接触させ、他方を、該ハロゲン化炭化水素及び
    気化性不快臭成分の蒸気圧をゼロに近づけることによ
    り、ハロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分を選択的
    に膜を透過させて、ハロゲン化炭化水素及び気化性不快
    臭成分が除去された水道水を膜の不透過側に得ると共
    に、透過したハロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分
    を除去及び回収することを特徴とする水道水の処理方
    法。
  2. 【請求項2】 殺菌に必要な残留塩素濃度を維持しつ
    つ、ハロゲン化炭化水素及び気化性不快臭成分が除去さ
    れた水道水を得ることを特徴とする請求項1記載の水道
    水の処理方法。
  3. 【請求項3】 水不透過性膜よりなるスパイラル型膜モ
    ジュールを使用することを特徴とする請求項1記載の水
    道水の処理方法。
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