JPH07768A - 膜蒸留装置 - Google Patents
膜蒸留装置Info
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- JPH07768A JPH07768A JP14327693A JP14327693A JPH07768A JP H07768 A JPH07768 A JP H07768A JP 14327693 A JP14327693 A JP 14327693A JP 14327693 A JP14327693 A JP 14327693A JP H07768 A JPH07768 A JP H07768A
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- raw water
- membrane distillation
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- water
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Abstract
(57)【要約】
【構成】紫外線照射部１と膜蒸留部２から構成される。
紫外線照射部１には紫外線ランプ１１を設けている。有
機物を含んでいる原水３１に紫外線照射部１で紫外線照
射し、原水中の有機物を低分子有機物に分解する。有機
物を分解した原水３２は膜蒸留部２で蒸留され高純度の
水を生成する。 【効果】原水に含まれる有機物を紫外線照射すること
で、低分子の有機物に分解し液の表面張力の低下を抑え
ることができる。このため膜蒸留部での膜の親水化を防
ぎ生成水への有機物の混入を防止することが可能とな
り、膜蒸留の前処理として有効である。
紫外線照射部１には紫外線ランプ１１を設けている。有
機物を含んでいる原水３１に紫外線照射部１で紫外線照
射し、原水中の有機物を低分子有機物に分解する。有機
物を分解した原水３２は膜蒸留部２で蒸留され高純度の
水を生成する。 【効果】原水に含まれる有機物を紫外線照射すること
で、低分子の有機物に分解し液の表面張力の低下を抑え
ることができる。このため膜蒸留部での膜の親水化を防
ぎ生成水への有機物の混入を防止することが可能とな
り、膜蒸留の前処理として有効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は原水を処理して必要な水
質の処理水を得るための水処理設備に係り、特に、原水
に含まれている高分子の有機物を低分子の有機物に分解
し膜の疎水性を保持するための紫外線照射装置を設置す
るシステムに関する。
質の処理水を得るための水処理設備に係り、特に、原水
に含まれている高分子の有機物を低分子の有機物に分解
し膜の疎水性を保持するための紫外線照射装置を設置す
るシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、回収水等の溶存有機物を含有する
原水から純水及び超純水を製造する場合、まず逆浸透膜
装置と紫外線を照射することにより有機物を分解し、更
に処理水をイオン交換樹脂等及び逆浸透膜装置又は限外
濾過等の膜分離装置に流通させることにより超純水を製
造している。
原水から純水及び超純水を製造する場合、まず逆浸透膜
装置と紫外線を照射することにより有機物を分解し、更
に処理水をイオン交換樹脂等及び逆浸透膜装置又は限外
濾過等の膜分離装置に流通させることにより超純水を製
造している。
【０００３】この種の装置として、例えば、特開平1−2
84385 号公報が挙げられる。
84385 号公報が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、原水に含まれる
有機物は紫外線照射により分解し有機物濃度を低下させ
ている。これは低分子の有機物分解には効果があるが、
高分子の有機物分解では紫外線照射時間を長くする，強
度を上げる等が必要であり高分子の有機物分解には不適
当である。膜蒸留の場合、原水の表面張力が有機物、特
に界面活性剤成分により低くなると膜の疎水性が低下し
原水が直接リークする原因となる。従って原因となる有
機物の除去又は分解が必要となる。
有機物は紫外線照射により分解し有機物濃度を低下させ
ている。これは低分子の有機物分解には効果があるが、
高分子の有機物分解では紫外線照射時間を長くする，強
度を上げる等が必要であり高分子の有機物分解には不適
当である。膜蒸留の場合、原水の表面張力が有機物、特
に界面活性剤成分により低くなると膜の疎水性が低下し
原水が直接リークする原因となる。従って原因となる有
機物の除去又は分解が必要となる。
【０００５】本発明の目的は膜蒸留による純水製造の前
処理として紫外線照射を行い、高分子の有機物を低分子
に分解して原水の表面張力を保持することにより生成水
への有機物の混入を防ぐシステムを提供することにあ
る。
処理として紫外線照射を行い、高分子の有機物を低分子
に分解して原水の表面張力を保持することにより生成水
への有機物の混入を防ぐシステムを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この問題は紫外線照射装
置を膜蒸留の前処理として設置し、原水中の有機物を分
解することで解決できる。
置を膜蒸留の前処理として設置し、原水中の有機物を分
解することで解決できる。
【０００７】
【作用】原水に含まれる有機物を酸化分解する方法とし
て、紫外線照射，加熱，酸化剤の添加が挙げられる。加
熱や酸化剤の添加による方法では酸化剤の設置や原水か
らの除去，安全面で使用困難であるが、紫外線照射によ
る方法では安全性や装置の小型化が可能という利点があ
り、実用的である。紫外線酸化は、波長184.9nmで最も
効果的に行われる。有機物は紫外線照射により分解され
最終的に二酸化炭素になるが、有機物の分解は紫外線の
照射時間や強度，有機物の種類，濃度に依存する。これ
らの因子を考慮した上で、紫外線を照射し膜の表面張力
の低下を抑え疎水性を保って液体の透過を防ぐ必要があ
る。高分子の有機物を二酸化炭素まで分解することも考
えられるが、実験より紫外線酸化によって界面活性剤成
分を低分子に分解するだけで表面張力が低下しないこと
を確認した。更に膜蒸留部の原水循環系内に紫外線照射
装置を設置し、繰り返し紫外線照射を行うことで生成水
を製造しながら低分子の有機物に分解することができ
る。また、膜蒸留部の原水循環系の膜蒸留セル内に紫外
線照射装置を設置する膜蒸留部に濾過装置を設置するこ
とで膜の汚染を防止することも可能である。また、紫外
線の分解能は１０〜４０℃で効果的であるから、この温
度範囲内に設定しなければならない。現在考えられる膜
蒸留システムでは、セルから出た原水は膜蒸留セル内で
生成水との熱交換よりこの温度範囲まで冷却されるた
め、熱交換器を設ける必要がなく効率的である。
て、紫外線照射，加熱，酸化剤の添加が挙げられる。加
熱や酸化剤の添加による方法では酸化剤の設置や原水か
らの除去，安全面で使用困難であるが、紫外線照射によ
る方法では安全性や装置の小型化が可能という利点があ
り、実用的である。紫外線酸化は、波長184.9nmで最も
効果的に行われる。有機物は紫外線照射により分解され
最終的に二酸化炭素になるが、有機物の分解は紫外線の
照射時間や強度，有機物の種類，濃度に依存する。これ
らの因子を考慮した上で、紫外線を照射し膜の表面張力
の低下を抑え疎水性を保って液体の透過を防ぐ必要があ
る。高分子の有機物を二酸化炭素まで分解することも考
えられるが、実験より紫外線酸化によって界面活性剤成
分を低分子に分解するだけで表面張力が低下しないこと
を確認した。更に膜蒸留部の原水循環系内に紫外線照射
装置を設置し、繰り返し紫外線照射を行うことで生成水
を製造しながら低分子の有機物に分解することができ
る。また、膜蒸留部の原水循環系の膜蒸留セル内に紫外
線照射装置を設置する膜蒸留部に濾過装置を設置するこ
とで膜の汚染を防止することも可能である。また、紫外
線の分解能は１０〜４０℃で効果的であるから、この温
度範囲内に設定しなければならない。現在考えられる膜
蒸留システムでは、セルから出た原水は膜蒸留セル内で
生成水との熱交換よりこの温度範囲まで冷却されるた
め、熱交換器を設ける必要がなく効率的である。
【０００８】
【実施例】図１に本発明に係る水処理設備の一実施例を
示す。本水処理設備は紫外線の照射により有機物を分解
する紫外線照射部１と、膜蒸留部２とから構成される。
紫外線照射部１は紫外線照射ランプ１１を有しており、
膜蒸留部２は膜蒸留セル２１，原水加熱器２３，冷却水
冷却器２４，原水と冷却水との熱交換器２５，原水循環
ポンプ２６，冷却水循環ポンプ２７から構成されてい
る。有機物を含みその液の表面張力が低下している原水
３１に、紫外線照射ランプ１１で紫外線を照射し有機物
を分解して液の表面張力を大きくする。有機物が分解さ
れた原水３２は膜蒸留の原水ポンプ２６を含む原水循環
系に入り、熱交換器２５により予熱され原水加熱器２３
で加熱されて膜蒸留セル２１に送られる。膜蒸留セル２
１内では疎水性多孔質膜２２を介してその一方の側には
高温の原水がまた他方の側には冷却水が流れる。この冷
却水は熱交換器２５と冷却水ポンプ２７と冷却水冷却器
２４によって構成される冷却水循環系３５を流れる。疎
水性多孔質膜２２は疎水性高分子からなる膜で、気体は
通すが液体は通さないという特徴をもっている。従っ
て、原水から発生した水蒸気は膜２２を透過し、冷却水
に吸収され結果として蒸留水が冷却水から得られる。こ
の蒸留水は生成水３６として冷却水循環系３５より取り
出せる。他方、膜蒸留セル２１から出た原水３４は原水
ポンプ２６により原水循環系３２に戻る。
示す。本水処理設備は紫外線の照射により有機物を分解
する紫外線照射部１と、膜蒸留部２とから構成される。
紫外線照射部１は紫外線照射ランプ１１を有しており、
膜蒸留部２は膜蒸留セル２１，原水加熱器２３，冷却水
冷却器２４，原水と冷却水との熱交換器２５，原水循環
ポンプ２６，冷却水循環ポンプ２７から構成されてい
る。有機物を含みその液の表面張力が低下している原水
３１に、紫外線照射ランプ１１で紫外線を照射し有機物
を分解して液の表面張力を大きくする。有機物が分解さ
れた原水３２は膜蒸留の原水ポンプ２６を含む原水循環
系に入り、熱交換器２５により予熱され原水加熱器２３
で加熱されて膜蒸留セル２１に送られる。膜蒸留セル２
１内では疎水性多孔質膜２２を介してその一方の側には
高温の原水がまた他方の側には冷却水が流れる。この冷
却水は熱交換器２５と冷却水ポンプ２７と冷却水冷却器
２４によって構成される冷却水循環系３５を流れる。疎
水性多孔質膜２２は疎水性高分子からなる膜で、気体は
通すが液体は通さないという特徴をもっている。従っ
て、原水から発生した水蒸気は膜２２を透過し、冷却水
に吸収され結果として蒸留水が冷却水から得られる。こ
の蒸留水は生成水３６として冷却水循環系３５より取り
出せる。他方、膜蒸留セル２１から出た原水３４は原水
ポンプ２６により原水循環系３２に戻る。
【０００９】有機物の分解は紫外線の照射時間や強度，
有機物の種類，濃度に依存している。不純物としてＤＢ
Ｓ(ドデシルベンゼンスルホン酸)を含んでいる原水に紫
外線を照射し、照射時間とＤＢＳ濃度を測定した。この
とき供給流量３.６〜０.７３リットル／ｈ，水温２５
℃，紫外線出力５.３Ｗ で紫外線照射実験を行った。こ
の結果を図２に示す。図２はＴＯＣ濃度及び表面張力の
値から推定した照射後の原水のＤＢＳ濃度と照射時間の
関係である。ＴＯＣによる推定値はＤＢＳ濃度がＴＯＣ
濃度に比例するとして求めた。これに対し表面張力によ
る推定値はＤＢＳ濃度に相当する表面張力をあらかじめ
測定し検量線を決定しておき、これからＤＢＳ濃度を求
めた。表面張力によるＤＢＳ濃度推定値のグラフより１
２分程度紫外線を照射すればＤＢＳ濃度は０ppm にな
り、ＤＢＳは低分子有機物に分解されたことが分かる。
従ってＴＯＣよりＤＢＳ濃度として算出した値は、ＤＢ
Ｓの分解物で低分子有機物であると考える。本結果から
５.３Ｗ の紫外線を１２分間照射することでＤＢＳを低
分子有機物に分解できることが分かった。この紫外線照
射は有機物を低分子の有機物に分解し膜の表面張力を保
持できるため、膜蒸留の前処理に有効である。
有機物の種類，濃度に依存している。不純物としてＤＢ
Ｓ(ドデシルベンゼンスルホン酸)を含んでいる原水に紫
外線を照射し、照射時間とＤＢＳ濃度を測定した。この
とき供給流量３.６〜０.７３リットル／ｈ，水温２５
℃，紫外線出力５.３Ｗ で紫外線照射実験を行った。こ
の結果を図２に示す。図２はＴＯＣ濃度及び表面張力の
値から推定した照射後の原水のＤＢＳ濃度と照射時間の
関係である。ＴＯＣによる推定値はＤＢＳ濃度がＴＯＣ
濃度に比例するとして求めた。これに対し表面張力によ
る推定値はＤＢＳ濃度に相当する表面張力をあらかじめ
測定し検量線を決定しておき、これからＤＢＳ濃度を求
めた。表面張力によるＤＢＳ濃度推定値のグラフより１
２分程度紫外線を照射すればＤＢＳ濃度は０ppm にな
り、ＤＢＳは低分子有機物に分解されたことが分かる。
従ってＴＯＣよりＤＢＳ濃度として算出した値は、ＤＢ
Ｓの分解物で低分子有機物であると考える。本結果から
５.３Ｗ の紫外線を１２分間照射することでＤＢＳを低
分子有機物に分解できることが分かった。この紫外線照
射は有機物を低分子の有機物に分解し膜の表面張力を保
持できるため、膜蒸留の前処理に有効である。
【００１０】図３に本発明に係る水処理設備の第二の実
施例を示す。図２の実験結果からＤＢＳは低分子有機物
に分解されただけで二酸化炭素まで分解していないこと
が分かる。そこで図１における紫外線照射部１を原水循
環系内に設置する。これより繰り返し紫外線を照射する
ことができるため、より低分子の有機物に分解可能とな
り液の表面張力の低下を防止できる。また、紫外線の分
解能は１０〜４０℃で効果的であるが、紫外線照射部１
を流れる原水は原水循環系内を循環し生成水と熱交換が
行われこの温度範囲まで冷却されるため、熱交換器を設
ける必要がなく効率的である。
施例を示す。図２の実験結果からＤＢＳは低分子有機物
に分解されただけで二酸化炭素まで分解していないこと
が分かる。そこで図１における紫外線照射部１を原水循
環系内に設置する。これより繰り返し紫外線を照射する
ことができるため、より低分子の有機物に分解可能とな
り液の表面張力の低下を防止できる。また、紫外線の分
解能は１０〜４０℃で効果的であるが、紫外線照射部１
を流れる原水は原水循環系内を循環し生成水と熱交換が
行われこの温度範囲まで冷却されるため、熱交換器を設
ける必要がなく効率的である。
【００１１】図４に本発明の水処理設備の第三の実施例
を示す。これは図１における紫外線照射部１を原水循環
系の膜蒸留セル２１内に設置することにより繰り返し紫
外線を照射し低分子の有機物に分解すると共に有機不純
物による膜の汚染を防止することができる。従って、本
設備は繰り返し紫外線を照射することで、原水中の有機
物を分解して液の表面張力の低下を防止し、かつ膜の汚
染を防止することが可能な装置である。
を示す。これは図１における紫外線照射部１を原水循環
系の膜蒸留セル２１内に設置することにより繰り返し紫
外線を照射し低分子の有機物に分解すると共に有機不純
物による膜の汚染を防止することができる。従って、本
設備は繰り返し紫外線を照射することで、原水中の有機
物を分解して液の表面張力の低下を防止し、かつ膜の汚
染を防止することが可能な装置である。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば原水中に含まれる原水の
表面張力を低下させる有機物、つまり親水基と疎水基を
有し界面活性剤の役割をする有機物を、紫外線を照射す
ることで親水基と疎水基に分解し界面活性剤の働きをし
ない低分子の有機物にすることができる。これより液の
表面張力の低下を抑え、膜蒸留部での膜の親水化を防ぎ
生成水への有機物の混入を防止することが可能となり、
膜蒸留の前処理として有効である。
表面張力を低下させる有機物、つまり親水基と疎水基を
有し界面活性剤の役割をする有機物を、紫外線を照射す
ることで親水基と疎水基に分解し界面活性剤の働きをし
ない低分子の有機物にすることができる。これより液の
表面張力の低下を抑え、膜蒸留部での膜の親水化を防ぎ
生成水への有機物の混入を防止することが可能となり、
膜蒸留の前処理として有効である。
【図１】本発明の水処理設備の一実施例の系統図。
【図２】ＴＯＣ濃度及び表面張力の値から推定した原水
のＤＢＳ濃度と紫外線処理時間との関係を示す説明図。
のＤＢＳ濃度と紫外線処理時間との関係を示す説明図。
【図３】本発明の水処理設備の第二の実施例の系統図。
【図４】本発明の水処理設備の第三の実施例の系統図。
１…紫外線照射部、２…膜蒸留部。
Claims (7)
- 【請求項１】原水を膜蒸留セルに供給し、蒸留されなか
った原水を再び原水側に戻す原水循環系と膜蒸留セルの
膜を透過した高純度の水を取り出す生成水循環系から成
る膜蒸留部と、原水に混入している有機不純物を酸化分
解する反応部とからなることを特徴とする膜蒸留装置。 - 【請求項２】請求項１における前記反応部は、紫外線照
射装置を使用する膜蒸留装置。 - 【請求項３】請求項１における前記膜蒸留部は、疎水性
多孔質膜を透過させ原水を蒸留する水処理装置である膜
蒸留装置。 - 【請求項４】請求項１における前記膜蒸留部の原水循環
系内に紫外線照射装置を設置する膜蒸留装置。 - 【請求項５】請求項１における前記膜蒸留部の原水循環
系の膜蒸留セルから出て来た原水は膜蒸留セルで冷却水
と熱交換を行い、紫外線照射装置に入る原水が１０〜４
０℃になる膜蒸留装置。 - 【請求項６】請求項１における前記膜蒸留部の原水循環
系の膜蒸留セル内に紫外線照射装置を設置する膜蒸留装
置。 - 【請求項７】請求項１における原水が動植物からの排水
である膜蒸留装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327693A JPH07768A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 膜蒸留装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14327693A JPH07768A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 膜蒸留装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07768A true JPH07768A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=15334984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14327693A Pending JPH07768A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 膜蒸留装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07768A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008085103A1 (en) * | 2007-01-12 | 2008-07-17 | Scarab Development Ab | Method for purifying water by membrane distillation comprising a pre-treatment |
| WO2009005453A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Scarab Development Ab | Method and arrangement for purifying water and producing electricity by membrane distillation |
| WO2009005454A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Scarab Development Ab | Method and device for purifying water by membrane distillation |
| WO2009005455A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Scarab Development Ab | Method and device for purifying water by membrane distillation |
| KR20150071134A (ko) * | 2013-12-18 | 2015-06-26 | 한국건설기술연구원 | 재생에너지를 이용한 도서 지역의 고효율 해수담수화 운용·연계 시스템 및 해수담수화 운용·연계 방법 |
| US10357745B2 (en) | 2016-06-14 | 2019-07-23 | Korea Institute Of Science And Technology | Membrane distillation system which is capable of real-time monitoring on membrane wetting |
| JP2020192495A (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 株式会社ササクラ | 膜蒸留式蒸留装置 |
| US11400417B2 (en) | 2018-06-08 | 2022-08-02 | Evcon Gmbh | Modular flow system with enhanced vapor and/or liquid channel configuration |
| US11712662B2 (en) | 2018-06-08 | 2023-08-01 | Evcon Gmbh | Modular flow system with internal strut members |
| US11833473B2 (en) | 2018-06-08 | 2023-12-05 | Evcon Gmbh | Modular flow system with asymmetric or discontinuous liquid passage |
| US11857928B2 (en) | 2018-06-08 | 2024-01-02 | Evcon Gmbh | Multistage membrane distillation apparatus |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14327693A patent/JPH07768A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008085103A1 (en) * | 2007-01-12 | 2008-07-17 | Scarab Development Ab | Method for purifying water by membrane distillation comprising a pre-treatment |
| WO2009005453A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-08 | Scarab Development Ab | Method and arrangement for purifying water and producing electricity by membrane distillation |
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| US10357745B2 (en) | 2016-06-14 | 2019-07-23 | Korea Institute Of Science And Technology | Membrane distillation system which is capable of real-time monitoring on membrane wetting |
| US11400417B2 (en) | 2018-06-08 | 2022-08-02 | Evcon Gmbh | Modular flow system with enhanced vapor and/or liquid channel configuration |
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| US11833473B2 (en) | 2018-06-08 | 2023-12-05 | Evcon Gmbh | Modular flow system with asymmetric or discontinuous liquid passage |
| US11857928B2 (en) | 2018-06-08 | 2024-01-02 | Evcon Gmbh | Multistage membrane distillation apparatus |
| JP2020192495A (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | 株式会社ササクラ | 膜蒸留式蒸留装置 |
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