JPH06304452A

JPH06304452A - 液体の処理方法及びこの方法において使用する電着析出装置

Info

Publication number: JPH06304452A
Application number: JP12338293A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Nakagome; 敬祐中込
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1993-04-26
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1994-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】膜モジュ−ル法と他の分離法との組合せによ
り、膜モジュ−ルの分離進行に伴う透過流量の低下をよ
く防止でき、しかも、懸濁質を連続的に低含水率で取り
出し得、回収の自動化、焼却による処理を容易に行い得
る液体の処理方法等を提供する。【構成】懸濁質を含む原液を膜モジュ−ル４に送り、透
過液を系外に排出し、懸濁質が濃縮された非透過液を、
補助装置７により処理して懸濁質を可動電極７３に電着
析出させ、可動電極７３の液面上への移動によりその電
着析出物を水切りして系外に排出し、この排出により懸
濁質が希釈された原液を、再び膜モジュ−ル４に送って
循環させ、以後、この循環を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜モジュ−ル法と電気泳
動法との併用により、濃度分極等等による膜モジュ−ル
の透過流量の低下を防止つつ原液から懸濁質をケ−キ
状、スラッジ状で回収できる液体の処理方法に関し、高
分子ラテックス、エマルジョン、電着塗料、水溶性の潤
滑油や工作油、水系洗浄液、無機コロイド等の回収、排
水処理に有用である。

【０００２】

【従来の技術】従来、沈降分離、浮上分離、遠心分離等
の不利を膜モジュ−ルで補完するために、懸濁液を膜モ
ジュ−ルに通液して濃縮し、この濃縮液（懸濁質が濃縮
された非透過液）をさらに、沈降分離、浮上分離、遠心
分離等によって濃縮し、この濃縮液を排出し、残液を再
度膜モジュ−ルに送ることが提案されている（特開昭５
２−１２５４７６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この方法に対して、沈
降分離、浮上分離、遠心分離等の処理を省略した膜モジ
ュ−ルの通常の回分方式においては、分離が進行するに
つれて、膜モジュ−ルに送られる液の懸濁質濃度が高く
なり、濃度分極により透過流量が低下し、処理速度の低
速化が惹起され、また、懸濁質が不安定となって膜面の
ファリングが生じ、膜寿命の短縮が招来される。

【０００４】而るに、上記の遠心分離法においては、コ
ロイド領域の微粒子の分離は至難であり、かかる微粒子
を含む液を対象とする場合、上記特開昭５２−１２５４
７６号公報の方法では、上記分離の進行に伴う透過流量
の低下等を防止することは困難である。

【０００５】また、遠心分離に代え、沈降分離、浮上分
離等を使用する場合でも、多量の凝集剤を添加する必要
があり、この凝集剤による膜モジュ−ルの目詰まりの促
進、塩分の増加による水質低下が懸念され、この場合
も、上記分離の進行に伴う透過流量の低下等を効果的に
防止することは困難である。

【０００６】上記膜モジュ−ルの通常の回分方式におい
ては、一回の操作が終了した後でなければ、濃縮液を取
り出し得ず、懸濁質の回収処理の自動化が困難であり、
また、濃縮液の含水量が高いために、焼却等の排気処分
が容易ではない。而るに、上記特開昭５２−１２５４７
６号公報の方法では、遠心分離器から濃縮懸濁質を常時
取り出すことが可能であるが（ただし、安定なコロイド
では困難）、その濃縮懸濁質の含水率が高く、やはり焼
却処理は困難である。

【０００７】本発明の目的は、膜モジュ−ル法と他の分
離法との組合せにより、膜モジュ−ルの分離進行に伴う
透過流量の低下をよく防止でき、しかも、懸濁質を連続
的に低含水率で取り出し得、回収の自動化、焼却による
処理を容易に行い得る液体の処理方法等を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の液体の処理方法
は、懸濁質を含む原液を膜モジュ−ルに送り、透過液を
系外に排出し、懸濁質が濃縮された非透過液を、補助装
置により処理して懸濁質を可動電極に電着析出させ、可
動電極の液面上への移動によりその電着析出物を水切り
して系外に排出し、この排出により懸濁質が希釈された
原液を、再び膜モジュ−ルに送って循環させ、以後、こ
の循環を繰り返すことを特徴とする構成であり、補助装
置は、液面に垂直に配設し、上端を液面上空間において
駆動プ−リ−で支持したエンドレスベルトにより可動電
極を形成し、液面上におけるエンドレスベルト電極部分
の表面に接して電着析出物の剥ぎ取り手段を設けたこと
を特徴とする構成とすることができる。

【０００９】

【作用】膜モジュ−ルの非透過液、すなわち、液媒体の
透過により懸濁質が濃縮された原液中の懸濁質が系外に
排出され、膜モジュ−ルにそれだけ懸濁質低濃度の原液
が再送されるから、濃度分極を抑制でき透過流量の低下
をよく軽減でき、また、ファリングによる膜寿命の短縮
もよく排除できる。

【００１０】懸濁質が可動電極（エンドレスベルト電
極）に電着析出され、該電極の液面上への走行により水
切りされつつ系外に排出されるから、懸濁質を低含水率
で回収でき、焼却処理が容易となる。

【００１１】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明において使用する処理装置を示してい
る。図１において、１は原液槽を、２は液送配管を、３
は加圧ポンプを、４は膜モジュ−ルを、５は透過液配管
を、６は非透過液の戻し配管をそれぞれ示している。７
は原液槽に設けた電着析出装置、８は電着析出物受取容
器であり、電着析出装置には、例えば、図２に示すもの
を使用することができる。

【００１２】図２において、、７１は原液槽の上部空間
に取り付けたフレ−ム、７２はフレ−ムに軸支した駆動
プ−リ−、721はプ−リ−駆動モ−タである。７３はエ
ンドレスベルト陽極であり、上記の駆動プ−リ−７２に
吊支し、垂直に配設してある。722は液中のエンドレス
ベルト陽極下端に載設したアイドリングプ−リ−であ
る。７４は固定式の陰極であり、エンドレスベルト陽極
７３の両側に所定の距離を隔てて上記フレ−ム７１に支
持してある。

【００１３】７５は液面上において、エンドレスベルト
陽極７３の降下走行側の表面に接して設けた導電製のス
クレ−パ（例えば、導電ゴムまたはプラスチック製）、
751はシュ−トである。７６は直流電源であり、各極を
陰極７４に直接並びにスクレ−パ７５を介してエンドレ
スベルト陽極７３に接続してある。

【００１４】本発明の方法により、原液（コロイド粒
子、固体微粒子等の懸濁質を分散・懸濁させた液）を処
理するには、図１において、原液槽１に一回で処理する
量の原液を入れ、ポンプ３の駆動により原液を、原液槽
１⇒液送配管２⇒ポンプ３⇒膜モジュ−ル４⇒戻し配管
６⇒原液槽１の経路で循環させると共に電極７３，７４
間に電圧を課電し、エンドレスベルト陽極７３を矢印方
向に走行させる。

【００１５】而して、原液が膜モジュ−ル４を通過する
間、原液の液媒体が膜を透過し、透過液として透過液配
管５から系外に排出され、この液媒体の透過により懸濁
質の濃縮された非透過液が原液槽１に戻される。そし
て、この原液槽において、両電極７３，７４間での電界
の作用下、原液中の懸濁質が陰性イオンに、液媒体が陽
性イオンになり、懸濁質がエンドレスベルト陽極７３
に、液媒体が陰極７４に向かってそれぞれ移動し、液中
において、陽極７３の表面に懸濁質が電着・析出されて
いく。この場合、電解作用のために、陽極面にガスが発
生するが、この陽極面が垂直面であるから、発生ガスは
速やかに浮上し、ガスの滞留がなく高効率の懸濁質の電
着・析出を保障できる。

【００１６】上記のエンドレスベルト陽極７３上に電着
・析出された懸濁質の液中での状態は、多含水状態であ
ってスラリ−状である。このスラリ−がエンドレスベル
ト陽極７３の走行に伴い液面上に移送されると、エンド
レスベルト陽極７３の上昇中に脱水されつつ、固まって
スラッジ状乃至は保形性のよいケ−キ状になっていく。

【００１７】電着析出物が除去され、表面が元の良電着
性に回復されたエンドレスベルト陽極７３は、更に液面
上から液中に侵入して再度、電着析出を繰り返してい
く。（なお、上記の実施例においては、懸濁質が陰性イ
オンになる場合について説明したが、懸濁質が陽性イオ
ンになる場合もあり、この場合、エンドレスベルト電極
７３が陰極とされ、固定電極７４が陽極とされる。）

【００１８】本発明の液体の処理方法においては、膜モ
ジュ−ルの非透過液を、液中の懸濁質を電着析出により
系外に排除しつつ膜モジュ−ルに再送入しており、膜モ
ジュ−ルに送入する原液の懸濁質濃度をそれだけ低濃度
にできるから、濃度分極を抑制でき透過流量の低下をよ
く軽減でき、また、ファリングによる膜寿命の短縮もよ
く排除できる。

【００１９】また、原液中の懸濁質を電着析出し、これ
を電極の走行に伴い脱水して連続的に低含水率のケ−キ
乃至はスラッジ状として系外に排出しており、従来の回
分式とは異なり、懸濁質を連続方式で排出でき、排出作
業の自動化が容易になり、また、懸濁質が低含水である
ため、焼却処理も容易に行うことができる。

【００２０】本発明において、膜モジュ−ル４には、懸
濁質を実質的に阻止できる膜モジュ−ルであれば、逆浸
透膜モジュ−ル、限外濾過膜モジュ−ル、または精密濾
過膜電着析出の何れをも使用でき、その形式は、チュ−
ブラ型、スパイラル型、キャピラリ−型、プレ−ト型や
回転円盤型等の平膜型の何れであってもよい。膜モジュ
−ルの透過分離に必要な膜間差圧は、原液側の加圧また
は透過側の減圧によって得ることができる。

【００２１】また、回路方式としては、膜モジュ−ルの
非透過液を膜モジュ−ルに再送入する方式であれば適宜
の方式を使用でき、上記の回分方式（原液槽に一定水位
で原液を入れ、液量が規定水位に減少するまで一回の操
作を続ける）の他、原液を連続的に供給し、水位を一定
に保持しつつ循環させる供給循環方式、膜モジュ−ルを
多段に配列し、各段毎にポンプで循環させるカスケ−ド
方式等も使用できる。

【００２２】上記の電着析出装置７において、エンドレ
スベルト電極７３の液中面積は、単位時間に回収すべき
電着析出量に応じて設定される。また、その走行速度は
電極単位面積当たりの電着析出速度によって調整される
が、３ｍ／minとすることが、電着析出に対する充分な
水切りを確保するうえに適切である。陽極と陰極との間
の距離は、装置の大きさ、液の懸濁質濃度、電気伝導
度、浮遊析出物の発生、適正電流密度や電圧等に応じて
設定され、通常、３ｃｍ〜１００ｃｍの範囲内で設定さ
れる。また、固定電極への固体ケ−キの堆積、固定電極
の腐食による被処理液の汚損等を防止するために、固定
電極の近傍（固定電極から５ｃｍ〜１ｍｍ程度の位置）
に電極膜を設けることが好ましい。

【００２３】上記電着析出装置においては、懸濁質を電
着析出させ、これを系外に排出する可動電極として、エ
ンドレスベルトを使用しているが、回転式ドラム、回転
子器円盤、走行ル−プワイヤ−等の使用も可能である。

【００２４】本発明の液体の処理方法は、懸濁液からの
固体微粒子、コロイド粒子の分離以外に、油分が分散さ
れた乳濁液からの油分の分離・回収にも使用できる。こ
の場合、上記のエンドレスベルト電極に同じくプ−リ−
駆動式で無課電のスチ−ルエンドレスベルトまたは油付
着性のゴムまたはプラスチックエンドレスベルトを補助
的にオイルスキマ−として並設することもできる。

【００２５】本発明によれば、通常の微粒子、油分を含
有する懸濁液またはエマルジヨンは勿論のこと、コロイ
ド粒子のような超微粒子懸濁質であっても、懸濁質を低
含水率で連続的に、高い透過水量を保持しつつ低電力で
回収できる。このことは次の試験結果からも確認でき
る。

【００２６】試験例１膜モジュ−ルに膜面積１．６ｍ²，分画分子量２０００
０の限外濾過膜モジュ−ルを使用し、ブタジェン系ラテ
ックスを主成分として約０．２％を含む洗浄排水を２０
００リツトルの原液槽に溜め、ポンプ送液量１５L/min
にて電着析出なしの回分式で処理した。この場合、初期
透過流量は４３L/m²・hであったが、２５倍まで濃縮した
ところ、透過流量は７L/m²・hにまで減少し、実質上これ
以上の濃縮は困難であった。

【００２７】そこで、図１において、エンドレスベルト
電極７３の接液面積が０．２ｍ²の電着析出装置７を原
液槽１に隣接して設け、濃縮倍率が１０倍となった時点
で、電極７３，７４間に直流電圧４０Vをエンドレスベ
ルト電極７３を陽極として課電し、エンドレスベルト電
極７３を速度３０cm/minで走行させた。初期での電着析
出物の回収量は、毎時１．２２kgであり、その含水量は
５６％であった。乾燥固形物１kg当たりの電力消費量は
２．１kwHであった。

【００２８】２５倍濃縮相当の透過液量となった時点で
の透過流量は３２L/m²・hであり、時間は３０％の減少で
あった。この残液に更に原液を加えて同様な処理を繰り
返すことができ、濃厚廃液の発生はない。

【００２９】試験例２ COD２７００ppmの含油排水を試験例１と同一の膜モジュ
−ル、原液量並びにポンプ送液量、同一の電着析出なし
を使用し、同一の回分式で処理したところ、初期透過流
量は３０L/m²・hであった。２０倍濃縮後の透過流量は、
５L/m²・hとなり、透過流速の低下と粘度上昇による圧力
損失の増大並びに浮上油の発生が観察され、それ以上の
濃縮は困難であった。２０倍濃縮液を焼却処理したとこ
ろ、１ｍ³当たり、５００００円の費用を必要とした。

【００３０】そこで、試験例１の電着析出装置を使用
し、直流課電電圧を６０V、エンドレスベルト電極の走
行速度を２０cm/minとし、最初より電着析出装置を作動
させて処理した。油の回収速度は毎時１．３kgであり、
油分１kg当たりの消費電力量は１．２８kwHであった。
油分を連続的に回収できるために、処理のやっかいな濃
厚廃液の処理の問題がなく、処分費用を節減できるばか
りか、回収油を重油に混ぜて燃料として使用できた。

【００３１】試験例３膜モジュ−ルに外径１．１ｍｍ，長さ１０７７ｍｍの中
空糸膜膜を３６００本集束した中空糸膜限外膜モジュ−
ルを使用し、コロイド状の金属シリコン微粒子を約３０
０ppm含むウエハダイシリング排水を２０００リツトル
の原液槽に平均０．９m³/hにて供給しつつ、ポンプ送液
量１５L/minにて供給循環式で処理した。次第に、原液
槽中の金属シリコン微粒子濃度が上昇しほぼ５００００
ppmになると、金属シリコン微粒子が膜面にケ-キ層とな
って堆積し、膜閉塞のために濾過不能の状態となった。

【００３２】そこで、図１において、エンドレスベルト
電極７３の接液面積が０．５ｍ²の電着析出装置７を原
液槽１に隣接して設け、電極７３，７４間に直流電圧８
０Vをエンドレスベルト電極７３を陽極として課電し、
エンドレスベルト電極７３を速度５０cm/minとし、最初
より電着析出装置を作動させて処理した。

【００３３】その結果、膜面にケ−キ層の生成もなく、
透過流速の低下も発生することなく、ほぼ流入量に等し
い金属シリコンを連続的に回収できた。また、透過水
は、溶解シリカ等の微量の不純物をイオン交換等で除去
すれば、純水として再利用でき、回収したシリコンはセ
ラミック原料として利用可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明の液体の処理方法においては、膜
モジュ−ルの非透過液の懸濁質が系外に排出され、膜モ
ジュ−ルにそれだけ懸濁質低濃度の原液が再送され、特
に、懸濁質を系外に排出する手段に電着析出装置を使用
しているから、コロイド領域の超微粒子であっても、系
外への排出を可能とし、また、凝集剤等を必要とせず、
膜の目詰まりをよく防止でき、濃度分極の抑制による透
過流量の低下軽減、ファリング軽減による膜寿命の向上
を効果的に達成できる。

【００３５】また、懸濁質が可動電極（エンドレスベル
ト電極）に電着析出され、該電極の液面上への走行によ
り水切りされつつ系外に連続的に排出されるから、懸濁
質を低含水率で回収でき、焼却処理が容易となり、ま
た、懸濁質廃棄の自動化も容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する処理装置を示す説明図
である。

【図２】本発明において使用する電着析出装置を示す説
明図である。

【符号の説明】

１原液槽４膜モジュ−ル６非透過液戻し配管７電着析出装置７２駆動プ−リ− ７３エンドレスベルト電極７４固定電極７５電着析出物の剥ぎ取り手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】懸濁質を含む原液を膜モジュ−ルに送り、
透過液を系外に排出し、懸濁質が濃縮された非透過液
を、電着補助装置により処理して懸濁質を可動電極に電
着析出させ、可動電極の液面上への移動によりその電着
析出物を水切りして系外に排出し、この排出により懸濁
質が希釈された原液を、再び膜モジュ−ルに送って循環
させ、以後、この循環を繰り返すことを特徴とする液体
の処理方法。
【請求項２】請求項１において、使用する電着補助装置
であり、液面に垂直に配設し、上端を液面上空間におい
て駆動プ−リ−で支持したエンドレスベルトにより可動
電極を形成し、液面上におけるエンドレスベルト電極部
分の表面に接して電着析出物の剥ぎ取り手段を設けたこ
とを特徴とする電着析出装置。