JPH05253454A

JPH05253454A - 新規複合分離膜およびそれを用いた排水の処理方法

Info

Publication number: JPH05253454A
Application number: JP8789092A
Authority: JP
Inventors: Yuji Izeki; 祐司伊関; Zenjiro Honda; 善次郎本田; Tomonobu Ase; 智暢阿瀬
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1993-10-05
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JP3212129B2

Abstract

(57)【要約】【目的】油脂を含む排水の処理に使用しても透水速度
が経時的に安定で、かつ透過水速度の高い分離膜を提供
する。また前記分離膜を用いた油脂を含む排水の処理方
法を提供する。【構成】油脂を含む排水処理用分離膜であって、逆浸
透膜の表面にその親水性基の含量が１０重量％以上４０
重量％以下の親水性薄膜、例えばカルボキシメチルセル
ロースナトリウム水溶液をコートしてなる複合分離膜、
および前記複合分離膜を用いる油脂を含む排水の処理方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規複合分離膜および
それを用いた油脂を含む排水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】精密機器、電子部品などの部品加工時に
おける脱脂工程、また電子工業分野でのプリント配線基
板製造時における半田付け後のフラックス残渣の洗浄除
去工程などにおいては、従来洗浄剤としてトリクレン、
トリエタン、パークレン、フロンなどが使用されてきた
が、これら洗浄剤において塩素系洗浄剤は毒性による法
的規制強化の傾向にあり、また従来安全とされていたフ
ッ素系洗浄剤は、オゾン層破壊という環境問題による使
用規制の方向にあるため、従来の洗浄剤は使用できなく
なりつつある。

【０００３】近年、これら従来の洗浄剤に代わり、水溶
性洗浄剤を用いた水洗方法が行なわれつつある。しかし
ながら、排水規制、資源保護の観点より使用された水は
排水処理を行ない、再利用する必要がある。排水処理の
方法としては、活性汚泥法、吸着法などがあるが、水洗
水の使用時における水質要求として、微粒子の除去、無
機イオンの除去、有機物の除去、鉄錆分の除去などがあ
り、これらの水質要求を満たす排水処理方法としては分
離膜による方法がコンパクト性、経済性の観点から最適
であると考えられるが、従来の分離膜を該排水処理にそ
のまま使用すると、透水速度が経時的に極端に低下する
ため、分離膜を用いた該排水処理装置が設計できなかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、該排
水処理に使用しても透水速度が経時的に安定で、かつ透
過水速度の高い分離膜および該分離膜を用いた排水処理
の方法を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
ついて鋭意検討した結果、特定の新規複合分離膜による
処理を行なうことにより、上記の課題が解決できるとの
知見を得て、本発明を完成した。

【０００６】すなわち本発明の第一の要旨は、油脂を含
む排水処理用分離膜であって、逆浸透膜の表面に、その
親水性基の含量が１０重量％以上４０重量％以下の親水
性薄膜をコートしてなる複合分離膜である。また本発明
の第二の要旨は、逆浸透膜の表面に、その親水性基の含
量が１０重量％以上４０重量％以下の親水性薄膜をコー
トしてなる複合分離膜を用いることを特徴とする油脂を
含む排水の処理方法である。

【０００７】本発明の複合分離膜は構造的には支持膜体
と表面の薄膜層からなる複合構造を持つ逆浸透膜であ
る。支持膜体としては、排水処理の実施状態において、
機械的強度および支持を提供する支持層を含む複合構造
体を用いてもよい。

【０００８】本発明に用いられる支持膜体としては、処
理される排水に含まれる水、油脂、界面活性剤などに不
活性である高分子膜から形成することができる。好まし
くは後記する表面の薄膜層形成材質との相溶性の観点か
ら、ポリアミド系の膜が用いられる。前記支持膜体は単
体で形成されたものでも、支持層を含む複合構造体のも
のでも構わない。高い透水速度と機械的強度のバランス
を考えると、複合構造体のものが好ましい。支持膜体の
分離特性としては、再利用される処理水の水質要求か
ら、微粒子、無機イオンさらには有機物を除去しなけれ
ばならないので、塩除去率が３０％以上、好ましくは８
０％以上の逆浸透膜が好ましい。

【０００９】支持膜体の膜の厚みは、高い透水速度と機
械的強度を達成できるものであれば特に限定はないが、
複合構造体の場合、１００〜３００μｍが適当である。
膜厚が１００μｍ以下であると機械的強度に実用上問題
が生じ易く、また３００μｍ以上であると高い透水速度
が得られにくくなる。

【００１０】本発明に用いられる表面の薄膜層の素材
（「表面素材」とも略す）としては、親水性基の含量が
１０重量％以上４０重量％以下の有機重合体が用いられ
る。親水性基の含量が１０重量％未満では透水速度の低
下現象を改善できず、また４０重量％を越えると使用時
において被処理液中に薄膜層素材の溶出等により膜性能
の劣化が早くなる。親水性基としては、水酸基、カルボ
キシル基、スルホン酸基およびこれらの混合物からなる
ことが好ましい。具体的に表面素材として用いる重合体
（括弧内は親水性基含量を示す）としては、例えばカ
ルボキシメチルセルロースナトリウム（２８〜３３重量
％）、カルボキシメチルセルロースカリウム（２７〜
３２重量％）、カルボキシメチルセルロースアンモニ
ウム（２８〜３３重量％）、ヒドロキシエチルセルロ
ース（（２４．８重量％）、スルホエチルセルロース
（３６．３重量％）、スルホメチルセルロース（３
８．２重量％）などのセルロース誘導体、ポリビニル
アルコール（完全けん化型、３８．６重量％）、ポリ
ビニルアルコール（部分けん化型、１４．３〜３７．４
重量％）などのビニル重合体などを挙げることができ
る。またはこれら重合体相互のブレンドであってもよ
い。なお〜は親水性基含量は置換度によって異な
り、置換度は０．４〜１．５の範囲における値である。
また同様に、はけん化度が７０〜９８モル％における
値である。

【００１１】本発明に用いられる分離膜の製造方法は、
支持膜体の分離層上に上記表面素材重合体を溶媒に溶解
した溶液を塗布する、いわゆるコーティング法を用い
る。さらに詳細に述べると、表面素材としてセルロース
誘導体であるカルボキシメチルセルロースナトリウムを
用いる場合を例にとれば、置換度が０．４〜１．５、好
ましくは０．５〜０．６のものが用いられる。置換基が
０．４以下であると溶媒に溶解しにくく、また置換度が
１．５以上であると、支持膜体との接着性が悪く、実施
状態において適用された場合、支持膜体と剥離してしま
う恐れがある。また、コーティングする溶液の濃度は通
常０．５〜１０重量％、好ましくは１〜８重量％であ
る。濃度が０．５重量％以下の場合は、均一なコーティ
ングが困難となり、ディフェクトが発生し易い。また濃
度が１０重量％以上となると、溶液粘度が高くなり、装
置的にコーティングが困難となり、製造には適さなくな
る。

【００１２】コーティング溶液の溶媒としては、水を用
いて調製する。その際は、支持膜体に不活性な有機溶媒
中にまずカルボキシメチルセルロースナトリウムを分散
させた後、攪拌している水中に投入すれば容易に溶解で
きる。このようにして調製されたコーティング溶液は、
２５℃で測定した粘度が５〜１２０センチポイズとな
る。このコーティング溶液を生成する親水性薄膜の厚み
が１〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍとなるように支
持膜体の分離層上にコーティングする。コーティング方
式としては、通常リバースロールコーター、エアーナイ
フコーター、ファウンテンコーターなどを用いて行う
が、特にこれらに限定されない。コーティング後、カル
ボキシメチルセルロースナトリウムに耐水性を与えるた
めに、温度１４０〜１８０℃、時間１〜３時間、例えば
温度１５０℃の場合は２時間、温度１８０℃の場合は１
時間の条件で熱処理を行う。支持膜体の耐熱性にもよる
が、低温で長時間かけて熱処理することが好ましい。

【００１３】表面素材としてビニル重合体であるポリビ
ニルアルコールを用いる場合について説明する。このポ
リビニルアルコールとは、酢酸ビニルを重合して得られ
るポリ酢酸ビニルをけん化して得られるビニル重合体の
ことである。けん化度により、完全けん化型と部分けん
化型とに分類されるが、水に溶解し易い点から、部分け
ん化型の方が好ましい。使用する部分けん化型ポリビニ
ルアルコールは、通常けん化度が７０〜９８モル％、好
ましくは８５〜９５モル％の範囲である。けん化度が７
０モル％以下であると、支持膜体との接着性が悪く、実
施状態において適用された場合、支持膜体と剥離してし
まう恐れがあり、またけん化度が９８モル％以上である
と、溶媒に溶解しにくく、製造上好ましくない。

【００１４】コーティング溶液の濃度は４〜１６％、好
ましくは６〜１２％の範囲である。濃度が４％以下の場
合は、均一なコーティングが困難となり、ディフェクト
が発生しやすい。また濃度が１６％以上になると、溶液
粘度が高くなり、装置的にコーティングが困難となり、
製造には適さなくなる。溶媒としては水を用いてコーテ
ィング溶液を調製する。このようにして調製されたコー
ティング溶液は、２５℃で測定した粘度が２０〜１５０
センチポイズとなる。

【００１５】このコーティング溶液を、厚み１〜１０μ
ｍ、好ましくは１〜５μｍとなるように支持膜体の分離
層上にコーティングする。コーティング方式としては、
カルボキシメチルセルロースナトリウムを用いた場合と
同じ装置で構わないが、特に限定されない。コーティン
グ後、部分けん化型ポリビニルアルコールに耐水性を与
えるため、温度１５０℃以上で、時間５〜８分間熱処理
を行う。またはグリオキザールを併用して、酸性サイド
で熱処理する。

【００１６】本発明に用いる分離膜の形状は任意に選ぶ
ことができる。例えば中空糸、チューブラー、平膜状の
形態にすることが可能である。

【００１７】本発明において処理される排水としては、
好ましくは実装プリント配線板の半田フラックス残渣を
界面活性剤含有のフロン代替洗浄剤を用いて洗浄除去し
た後に行なう水洗浄工程からの排水である。フロン代替
洗浄剤を用いて実装プリント配線板の半田フラックス残
渣を洗浄除去するシステムとしては、通常フロン代替洗
浄剤による洗浄工程、水洗浄工程、および乾燥工程から
なる。処理する排水としては、この洗浄システムにおけ
る中間の水洗浄工程からの排水であり、油脂または油脂
と界面活性剤を含む。また本発明により処理される排水
の好適ＴＯＣ（全有機炭素）濃度は、１０００ｍｇ／リ
ットル以下であることが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例と比較例によりさらに
具体的に説明する。しかし本発明はこれらの実施例に限
定されるものではない。

【００１９】（実施例１）（１）支持層がポリサルホン、表面層が架橋型ポリアミ
ドからなる複合逆浸透膜の表面をダイセル化学工業株式
会社カルボキシメチルセルロースナトリウム（「ＤＮ−
１００Ｌ」、置換度０．５、親水性基含量３１．９重量
％）の２％水溶液で塗布し、１μｍの表面保護層（親水
性薄膜）を形成させた。次いで１５０℃で２時間の熱処
理で、該保護層は水不溶性となった。このようにして作
成された表面保護層付き複合逆浸透膜で直径１０ｃｍ、
長さ１００ｃｍのスパイラル型逆浸透膜モジュールを作
成した。（２）ロジン系半田付きフラックスを２０ｐｐｍ、ヘン
ケル白水株式会社製界面活性剤「コールドクリーナ３７
５」を１０００ｐｐｍ含む水溶液を原水として、上記ス
パイラル型逆浸透膜モジュールを用いて、温度３０℃、
圧力３５Ｋｇ／ｃｍ²で処理した。初期透水速度０．５
ｍ³／ｍ²・ｈｒであった。１０時間後の透水速度は０．
４５ｍ³／ｍ²・ｈｒで透水速度の低下は小さかった。ま
たＴＯＣ除去率は９４％であった。

【００２０】（比較例）実施例１の（１）において表面
処理しなかった複合逆浸透膜を用いると、初期透水速度
０．６０ｍ³／ｍ²・ｈｒ、１０時間後の透水速度０．０
４ｍ³／ｍ²・ｈｒであり、透水速度の低下は大きかっ
た。

【００２１】（実施例２）実施例１の（１）においてカ
ルボキシメチルセルロースナトリウムの代わりに、けん
化度９５モル％のポリビニルアルコール（親水性基含量
３５．４重量％）７重量％、グルタールアルデヒド（ポ
リビニルアルコールに対しモル比０．１）、硫酸（グル
タールアルデヒドに対するモル比０．１）の水溶液を用
いて、厚さ１μｍの表面保護層を形成させた。この様に
して作成された表面保護層付き複合逆浸透膜を用いて、
実施例１の（１）と同様にスパイラル型逆浸透膜モジュ
ールを作成した。実施例１の（２）と同様にロジン排水
の処理を行ったところ、初期透水速度０．４８ｍ³／ｍ²
・ｈｒ、１０時間後の透水速度０．４２ｍ³／ｍ²・ｈｒ
と透水速度の低下は小さかった。

【００２２】

【発明の効果】本発明の分離膜を用いて処理する対象液
は、前記のように油脂または好ましくは油脂と界面活性
剤を含む排水である。該排水では、油脂は界面活性剤を
介してエマルジョン状態となっている。通常の分離膜を
用いて該排水を処理した場合、膜面上を該排水が流下す
る際に、流れによる剪断力により、該エマルジョンが破
壊され、膜面上に油脂が覆って、膜面上に油脂の層が形
成される。この膜面上の油脂の層が透水速度を経時的に
極端に低下させる要因と考えられる。本発明の分離膜を
用いて該排水を処理した場合、本発明の分離膜の膜面上
には親水性基を有した層が形成されているため、膜面近
傍には固定水層が形成される。この固定水層が、たとえ
油脂のエマルジョンが破壊されても、膜面上に油脂の層
を形成することを防ぐものと考えられる。この様に本発
明の分離膜を用いて該排水を処理した場合においては、
透水速度が経時的に極端に低下せず、安定した透水速度
が得られる。また支持膜体として逆浸透膜を使用してい
るため、処理水は微粒子の除去、無機イオンの除去、有
機物の除去などが達成される。本発明の分離膜を用いた
排水処理方法を適用すれば、精密機械、電子部品等の部
品加工時における脱脂工程、また電子工業分野でのプリ
ント基板製造時における半田付け後のフラックス残渣の
洗浄除去工程等における排水処理において、１段処理に
より、処理水の再使用が可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油脂を含む排水処理用分離膜であって、
逆浸透膜の表面に、その親水性基の含量が１０重量％以
上４０重量％以下の親水性薄膜をコートしてなる複合分
離膜。
【請求項２】親水性薄膜が、水酸基、カルボキシル
基、スルホン酸基またはこれらの２種以上の親水性基を
有する有機重合体からなることを特徴とする請求項１記
載の複合分離膜。
【請求項３】逆浸透膜がポリアミド系樹脂からなるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の複合分離膜。
【請求項４】油脂の他に界面活性剤を含む排水の処理
に用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の複合分離膜。
【請求項５】逆浸透膜の表面に、その親水性基の含量
が１０重量％以上４０重量％以下の親水性薄膜をコート
してなる複合分離膜を用いることを特徴とする油脂を含
む排水の処理方法。