JPH09299947A - Reverse osmotic membrane spiral element and treating system using the same - Google Patents

Reverse osmotic membrane spiral element and treating system using the same

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JPH09299947A
JPH09299947A JP12440696A JP12440696A JPH09299947A JP H09299947 A JPH09299947 A JP H09299947A JP 12440696 A JP12440696 A JP 12440696A JP 12440696 A JP12440696 A JP 12440696A JP H09299947 A JPH09299947 A JP H09299947A
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osmosis membrane
raw water
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membrane spiral
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哲朗 安達
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祐二 西田
Hajime Hisada
肇 久田
Masahiko Hirose
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reverse osmotic membrane spiral element dispensing with pretreatment and capable of operating at a low operation pressure and a treating system using the same. SOLUTION: The reverse osmotic membrane spiral element 1 is constructed by overlapping a reverse osmotic membrane 2 on both surfaces of a permeated water spacer 3 composed of a synthetic resin net and bonding the 3 sides to form an envelope type membrane 4, attaching the opening part of the envelope type membrane 4 to a water collecting pipe 5 and winding spirally with a raw water spacer 6 composed of a synthetic resin net having >=2mm to <=5mm thickness around the outer circumferential surface of the water collecting pipe 5. The reverse osmotic membrane 2 has a performance of >=0.8m<3> /m<2> .day permeation flux and >=99% removing ratio at 25 deg.C at the time of using an aq. solution having 500ppm NaCl concentration as a feed solution and operating at 7.5kgf/ cm<2> operation pressure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原水中の成分を分
離する逆浸透膜スパイラルエレメントおよびそれを用い
た処理システムに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reverse osmosis membrane spiral element for separating components in raw water and a treatment system using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】脱塩処理や各種製造プロセス等に、原水
中のイオン成分や低分子成分を分離するための逆浸透膜
スパイラルエレメントが用いられている。図3は従来の
逆浸透膜スパイラルエレメントの一部切欠き斜視図であ
る。
2. Description of the Related Art A reverse osmosis membrane spiral element for separating ionic components and low-molecular components in raw water is used for desalting treatment and various manufacturing processes. FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a conventional reverse osmosis membrane spiral element.

【0003】図3に示す逆浸透膜スパイラルエレメント
1は、透過水スペーサ3の両面に逆浸透膜2を重ね合わ
せて3辺を接着することにより封筒状膜(袋状膜)4を
形成し、その封筒状膜4の開口部を集水管5に取り付
け、ネット状(網状)の原水スペーサ6とともに集水管
5の外周面にスパイラル状に巻回することにより構成さ
れる。
In the reverse osmosis membrane spiral element 1 shown in FIG. 3, the reverse osmosis membranes 2 are superposed on both surfaces of the permeated water spacer 3 and three sides are adhered to each other to form an envelope-shaped membrane (bag-shaped membrane) 4. It is configured by attaching the opening of the envelope-shaped membrane 4 to the water collecting pipe 5 and spirally winding it around the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 together with the net-shaped (net-shaped) raw water spacer 6.

【0004】図3に示すように、原水7は逆浸透膜スパ
イラルエレメント1の一方の端面側から供給される。こ
の原水7は原水スペーサ6に沿って流れ、逆浸透膜スパ
イラルエレメント1の他方の端面側から濃縮水9として
排出される。このように、原水スペーサ6により原水流
路が形成される。原水7が原水スペーサ6に沿って流れ
る過程で逆浸透膜2を透過した透過水8が透過水スペー
サ3に沿って集水管5の内部に流れ込み、集水管5の端
部から排出される。
As shown in FIG. 3, raw water 7 is supplied from one end face side of the reverse osmosis membrane spiral element 1. The raw water 7 flows along the raw water spacer 6 and is discharged as concentrated water 9 from the other end surface side of the reverse osmosis membrane spiral element 1. In this way, the raw water spacer 6 forms a raw water flow path. In the process in which the raw water 7 flows along the raw water spacer 6, the permeated water 8 that has permeated the reverse osmosis membrane 2 flows along the permeated water spacer 3 into the water collecting pipe 5, and is discharged from the end portion of the water collecting pipe 5.

【0005】通常、原水スペーサ6の厚さは、1mm以
下であり、逆浸透膜スパイラルエレメント1の端面の原
水流入部のクリアランス(隙間)は1mm以下となって
いる。そのため、原水を逆浸透膜スパイラルエレメント
1に供給する際には、予め原水中の濁質を除去すること
が必要である。
Normally, the thickness of the raw water spacer 6 is 1 mm or less, and the clearance (gap) at the raw water inflow portion of the end surface of the reverse osmosis membrane spiral element 1 is 1 mm or less. Therefore, when the raw water is supplied to the reverse osmosis membrane spiral element 1, it is necessary to remove the suspended matter in the raw water in advance.

【0006】図4は図3の逆浸透膜スパイラルエレメン
ト1を用いた従来の処理システムの構成を示す図であ
る。図4において、原水7中の微生物の殺菌および有機
物の酸化のために、原水7に次亜塩素酸ナトリウム水溶
液で代表される酸化剤12が注入される。酸化剤12が
注入された原水7は、原水供給装置14により前処理装
置10に供給される。前処理装置10は、原水7に凝集
および沈殿処理、濾過処理、膜処理等の前処理を行な
う。前処理装置10により前処理された原水には、酸化
剤の残留による逆浸透膜の劣化を防止するために、重亜
硫酸ナトリウム水溶液で代表される還元剤13が注入さ
れる。還元剤13が注入された原水は、原水高圧供給装
置15に導入される。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a conventional processing system using the reverse osmosis membrane spiral element 1 of FIG. In FIG. 4, an oxidizer 12 represented by an aqueous solution of sodium hypochlorite is injected into the raw water 7 for sterilization of microorganisms in the raw water 7 and oxidation of organic substances. The raw water 7 into which the oxidant 12 has been injected is supplied to the pretreatment device 10 by the raw water supply device 14. The pretreatment device 10 performs pretreatment such as coagulation and precipitation treatment, filtration treatment, and membrane treatment on the raw water 7. To the raw water pretreated by the pretreatment device 10, a reducing agent 13 represented by an aqueous solution of sodium bisulfite is injected in order to prevent deterioration of the reverse osmosis membrane due to residual oxidant. The raw water into which the reducing agent 13 has been injected is introduced into the raw water high pressure supply device 15.

【0007】原水高圧供給装置15は、所定の操作圧力
で原水を保安フィルタ11を介して逆浸透膜スパイラル
エレメント1に供給する。逆浸透膜スパイラルエレメン
ト1は、供給された原水を透過水8および濃縮水9に分
離する。
The raw water high-pressure supply device 15 supplies raw water to the reverse osmosis membrane spiral element 1 through the safety filter 11 at a predetermined operating pressure. The reverse osmosis membrane spiral element 1 separates the supplied raw water into permeated water 8 and concentrated water 9.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
逆浸透膜スパイラルエレメントを使用する際には、図4
に示した前処理装置10により予め原水中の濁質を除去
することが必要である。また、逆浸透膜は、一般に10
kgf/cm2 以上の高い操作圧力を必要とするため、
逆浸透膜スパイラルエレメントの使用の際には、図4に
示した原水高圧供給装置15が必要となる。このよう
に、前処理装置10および原水高圧供給装置15が必要
となるので、初期コストおよび運転コストの高い処理シ
ステムとなる。そのため、従来の処理システムは、例え
ば、超純水製造システム、有機物の分離プロセス等の高
いコストが許容される用途に限定されていた。
As described above, when the conventional reverse osmosis membrane spiral element is used, as shown in FIG.
It is necessary to remove the suspended matter in the raw water in advance by the pretreatment device 10 shown in FIG. In addition, the reverse osmosis membrane is generally 10
Since a high operating pressure of kgf / cm 2 or more is required,
When using the reverse osmosis membrane spiral element, the raw water high pressure supply device 15 shown in FIG. 4 is required. Since the pretreatment device 10 and the raw water high-pressure supply device 15 are required in this way, the treatment system has high initial cost and operating cost. Therefore, the conventional treatment system has been limited to applications in which high cost is allowed, such as an ultrapure water production system and an organic substance separation process.

【0009】一方、近年、飲料水の原水となる河川水、
湖沼水、地下水等が生活排水、産業排水等で汚染され、
安全な飲料水の提供が重要な検討課題となってきた。こ
れらの汚染物質の中で除濁処理では除去できない溶解成
分、特に人体に有害な有機塩素化合物、農薬等の除去が
不可欠である。これらの有害物質を除去するためには、
高い分離性能を有する逆浸透膜が必要となる。しかしな
がら、逆浸透膜スパイラルエレメントを用いた処理シス
テムでは、上記のように、前処理装置10および原水高
圧供給装置15が必要となり、コストが高くなるため、
低コストが要求される飲料水への適用は困難であった。
On the other hand, in recent years, river water, which is the raw water for drinking water,
Lake water, groundwater, etc. are contaminated with domestic wastewater, industrial wastewater, etc.,
Providing safe drinking water has become an important consideration. Among these pollutants, it is indispensable to remove dissolved components that cannot be removed by the turbidity treatment, particularly organic chlorine compounds and pesticides that are harmful to the human body. In order to remove these harmful substances,
A reverse osmosis membrane having high separation performance is required. However, in the treatment system using the reverse osmosis membrane spiral element, as described above, the pretreatment device 10 and the raw water high pressure supply device 15 are required, and the cost becomes high.
It was difficult to apply to drinking water that requires low cost.

【0010】そのため、前処理が不要でかつ低操作圧力
で運転可能な逆浸透膜スパイラルエレメントおよびそれ
を用いた処理システムが強く要望されていた。本発明の
目的は、前処理が不要でかつ低操作圧力で運転可能な逆
浸透膜スパイラルエレメントおよびそれを用いた処理シ
ステムを提供することである。
Therefore, there has been a strong demand for a reverse osmosis membrane spiral element which requires no pretreatment and can be operated at a low operating pressure, and a treatment system using the same. It is an object of the present invention to provide a reverse osmosis membrane spiral element that requires no pretreatment and can be operated at a low operating pressure, and a treatment system using the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る逆浸透膜スパイラルエレメントは、集水管の外周
面に袋状の逆浸透膜を原水スペーサとともに巻回してな
る逆浸透膜スパイラルエレメントにおいて、原水スペー
サにより逆浸透膜間に形成される原水流路の厚さが2m
m以上であり、逆浸透膜が、NaCl濃度500ppm
の水溶液を供給液として操作圧力7.5kgf/cm2
で運転した場合に25℃で透過流束0.8m3 /m2
日およびNaCl除去率99%以上となる性能を有する
ものである。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention A reverse osmosis membrane spiral element according to the present invention is a reverse osmosis membrane spiral element in which a bag-shaped reverse osmosis membrane is wound around a water collecting pipe together with a raw water spacer. , The thickness of the raw water flow path formed between the reverse osmosis membranes by the raw water spacer is 2m
m or more, the reverse osmosis membrane has a NaCl concentration of 500 ppm
The operating pressure is 7.5 kgf / cm 2 with the aqueous solution of
When operated at 25 ° C, the permeation flux is 0.8 m 3 / m 2 ·
It has the ability to achieve a daily and NaCl removal rate of 99% or more.

【0012】本発明に係る逆浸透膜スパイラルエレメン
トにおいては、原水流路の厚さが2mm以上となるの
で、濁質による原水流路の閉塞が防止される。また、逆
浸透膜が、NaCl濃度500ppmの水溶液を供給液
として操作圧力7.5kgf/cm2 で運転した場合に
25℃における透過流束が0.8m3 /m2 ・日以上と
なり、NaCl除去率が99%以上となる性能を有する
ので、従来の分離性能を保持しながら10kgf/cm
2 以下の低い操作圧力で運転することができる。
In the reverse osmosis membrane spiral element according to the present invention, since the thickness of the raw water flow channel is 2 mm or more, clogging of the raw water flow channel by turbidity is prevented. Further, when the reverse osmosis membrane was operated at an operating pressure of 7.5 kgf / cm 2 with an aqueous solution having a NaCl concentration of 500 ppm as a supply liquid, the permeation flux at 25 ° C. was 0.8 m 3 / m 2 · day or more, and NaCl removal was performed. Since it has a performance of 99% or more, it maintains 10kgf / cm while maintaining the conventional separation performance.
It can be operated at a low operating pressure of 2 or less.

【0013】それにより、前処理および低い操作圧力で
の逆浸透膜処理を逆浸透膜スパイラルエレメントで同時
に行なうことが可能となる。したがって、前処理装置お
よび原水高圧供給装置が不要となり、初期コストおよび
運転コストの低い処理システムが提供される。
This allows pretreatment and reverse osmosis membrane treatment at low operating pressure to be carried out simultaneously with the reverse osmosis membrane spiral element. Therefore, a pretreatment device and a high-pressure raw water supply device are not required, and a treatment system with low initial cost and operating cost is provided.

【0014】特に、原水スペーサが、合成樹脂からなる
ネット状のスペーサであり、2mm以上の厚さを有する
ことが好ましい。これにより、圧力損失を低減しつつ2
mm以上の厚さを有する原水流路を確保することができ
るため、濁質による原水流路の閉塞を確実に防止するこ
とができる。また、原水スペーサが2mm以上5mm以
下の厚さを有することがさらに好ましい。これにより、
大きな膜面積を確保しつつ濁質による原水流路の閉塞を
防止することができる。
In particular, the raw water spacer is a net-shaped spacer made of synthetic resin and preferably has a thickness of 2 mm or more. This reduces pressure loss and
Since it is possible to secure the raw water flow passage having a thickness of not less than mm, it is possible to reliably prevent the raw water flow passage from being clogged with suspended matter. Further, it is more preferable that the raw water spacer has a thickness of 2 mm or more and 5 mm or less. This allows
It is possible to prevent clogging of the raw water flow path due to suspended matter while ensuring a large membrane area.

【0015】また、逆浸透膜が、2つ以上の反応性のア
ミノ基を有する化合物と2つ以上の反応性の酸ハライド
基を有する多官能性酸ハロゲン化合物とからなる負荷電
性架橋ポリアミド系スキン層を微多孔性支持体で支持
し、そのポリアミド系スキン層の表面を正荷電性基を有
する有機重合体の架橋層で被覆してなる複合逆浸透膜で
あり、ポリアミド系スキン層の比表面積が3以上である
ことが好ましい。これにより、NaCl濃度500pp
mの水溶液を供給液として操作圧力7.5kgf/cm
2 で運転した場合に25℃における透過流束が0.8m
3 /m2 ・日以上となり、NaCl除去率が99%以上
となる性能が得られる。
A negatively charged crosslinked polyamide system in which the reverse osmosis membrane is composed of a compound having two or more reactive amino groups and a polyfunctional acid halogen compound having two or more reactive acid halide groups. A composite reverse osmosis membrane in which the skin layer is supported by a microporous support, and the surface of the polyamide-based skin layer is covered with a cross-linking layer of an organic polymer having a positively chargeable group. The surface area is preferably 3 or more. As a result, the NaCl concentration is 500 pp
operating pressure of 7.5 kgf / cm.
When operated at 2 , the permeation flux at 25 ℃ is 0.8m
The performance is 3 / m 2 · day or more, and the NaCl removal rate is 99% or more.

【0016】本発明に係る処理システムは、原水に酸化
剤を注入する酸化剤注入手段と、酸化剤注入手段により
酸化剤が注入された原水に還元剤を注入する還元剤注入
手段と、還元剤注入手段により還元剤が注入された原水
が供給される上記の逆浸透膜スパイラルエレメントとを
備えるものである。
The treatment system according to the present invention comprises an oxidant injection means for injecting an oxidant into raw water, a reducing agent injection means for injecting a reducing agent into the raw water into which the oxidant has been injected by the oxidant injection means, and a reducing agent. The reverse osmosis membrane spiral element is provided with the raw water into which the reducing agent has been injected by the injection means.

【0017】この処理システムでは、逆浸透膜スパイラ
ルエレメントにおいて濁質による原水流路の閉塞が防止
され、かつ従来の分離性能を保持しながら10kgf/
cm 2 以下の低い操作圧力で運転可能となる。そのた
め、前処理および低い操作圧力での逆浸透膜処理が逆浸
透膜スパイラルエレメントで同時に行なわれる。したが
って、前処理装置および原水高圧供給装置が不要とな
り、初期コストおよび運転コストが低減される。
In this processing system, the reverse osmosis membrane spiral
Prevents blockage of raw water flow path due to turbidity
And 10kgf / while maintaining the conventional separation performance
cm TwoIt can be operated at the following low operating pressures. That
Pretreatment and reverse osmosis membrane treatment at low operating pressure reverse osmosis
Simultaneously performed with a membrane spiral element. But
This eliminates the need for pretreatment equipment and high-pressure raw water supply equipment.
This reduces initial costs and operating costs.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る逆浸透膜スパ
イラルエレメントおよびそれを用いた処理システムの一
例について説明する。本発明の逆浸透膜スパイラルエレ
メントの全体の構造は、図3に示した従来の逆浸透膜ス
パイラルエレメントの構造と同様であるが、原水スペー
サおよび逆浸透膜が異なる。まず、図3を参照しながら
本発明に係る逆浸透膜スパイラルエレメントの一例につ
いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an example of a reverse osmosis membrane spiral element according to the present invention and a processing system using the same will be described. The entire structure of the reverse osmosis membrane spiral element of the present invention is similar to the structure of the conventional reverse osmosis membrane spiral element shown in FIG. 3, but the raw water spacer and the reverse osmosis membrane are different. First, an example of the reverse osmosis membrane spiral element according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0019】本発明の逆浸透膜スパイラルエレメント1
は、合成樹脂のネットからなる透過水スペーサ3の両面
に逆浸透膜2を重ね合わせて3辺を接着することにより
封筒状膜(袋状膜)4を形成し、その封筒状膜4の開口
部を集水管5に取付け、合成樹脂のネットからなる原水
スペーサ6とともに集水管5の外周面にスパイラル状に
巻回することにより構成される。
Reverse osmosis membrane spiral element 1 of the present invention
The reverse osmosis membrane 2 is superposed on both surfaces of the permeation spacer 3 made of a synthetic resin net, and the three sides are adhered to form an envelope-shaped membrane (bag-shaped membrane) 4, and the opening of the envelope-shaped membrane 4 is formed. This part is attached to the water collecting pipe 5 and is spirally wound around the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 together with the raw water spacer 6 made of a synthetic resin net.

【0020】原水流路は、原水スペーサ6により形成さ
れる。したがって、原水スペーサ6の厚さを厚くするこ
とにより、濁質の流入に対しても原水流路の閉塞を防止
することができる。一方、原水スペーサ6の厚さが厚す
ぎると、同一径において巻回することができる逆浸透膜
2の量が少なくなるため、膜面積が減少する。したがっ
て、原水スペーサ6の厚さは2mm以上5mm以下が好
ましい。
The raw water flow path is formed by the raw water spacer 6. Therefore, by increasing the thickness of the raw water spacer 6, it is possible to prevent the raw water flow passage from being blocked even when the suspended matter flows in. On the other hand, if the raw water spacer 6 is too thick, the amount of the reverse osmosis membrane 2 that can be wound in the same diameter is reduced, so that the membrane area is reduced. Therefore, the thickness of the raw water spacer 6 is preferably 2 mm or more and 5 mm or less.

【0021】封筒状膜4を構成する逆浸透膜2として
は、2つ以上の反応性のアミノ基を有する化合物と2つ
以上の反応性の酸ハライド基を有する多官能性酸ハロゲ
ン化合物とからなる負荷電性架橋ポリアミド系スキン層
およびこれを支持する微多孔性支持体からなり、ポリア
ミド系スキン層の比表面積が3以上で、かつポリアミド
系スキン層の表面を正荷電性基を有する有機重合体の架
橋層で被覆してなる複合逆浸透膜を用いる。
The reverse osmosis membrane 2 constituting the envelope membrane 4 is composed of a compound having two or more reactive amino groups and a polyfunctional acid halogen compound having two or more reactive acid halide groups. An organic polymer having a negatively charged crosslinked polyamide-based skin layer and a microporous support supporting the same, the polyamide-based skin layer has a specific surface area of 3 or more, and the surface of the polyamide-based skin layer has a positively chargeable group. A composite reverse osmosis membrane coated with a combined crosslinked layer is used.

【0022】複合逆浸透膜の表面におけるポリアミド系
スキン層の比表面積は次式で定義される。 スキン層の比表面積=(スキン層の表面積)/(微多孔
性支持体の表面積) ここで、スキン層の表面積は、微多孔性支持体と接触し
ている面と反対側の面、すなわち、供給液と接触する側
の面の表面積である。また、微多孔性支持体の表面積
は、スキン層と接触している面の表面積である。
The specific surface area of the polyamide-based skin layer on the surface of the composite reverse osmosis membrane is defined by the following equation. Specific surface area of skin layer = (surface area of skin layer) / (surface area of microporous support) Here, the surface area of the skin layer is the surface opposite to the surface in contact with the microporous support, that is, It is the surface area of the surface that is in contact with the supply liquid. The surface area of the microporous support is the surface area of the surface in contact with the skin layer.

【0023】これらの表面積および比表面積は、一般に
表面粗さを求める手法を用いて求めることができ、例え
ば、表面積測定装置、比表面積測定装置、走査型電子顕
微鏡(SEMまたはFE−SEM)、透過型電子顕微鏡
(TEM)等を用いて測定することができる。なお、表
面積および比表面積の測定手法はこれらに限定されるも
のではない。
The surface area and the specific surface area can be generally determined by a method for determining the surface roughness, and examples thereof include a surface area measuring device, a specific surface area measuring device, a scanning electron microscope (SEM or FE-SEM), and a transmission electron microscope. It can be measured using a scanning electron microscope (TEM). The measuring methods of the surface area and the specific surface area are not limited to these.

【0024】本発明の逆浸透膜スパイラルエレメント1
において用いられる逆浸透膜2は、NaCl濃度500
ppmの水溶液を供給液として操作圧力7.5kgf/
cm 2 で運転した場合に25℃における透過流束が0.
8m3 /m2 ・日以上となり、NaCl除去率が99%
以上となる基本性能を有する。これにより、本発明の逆
浸透膜2では、従来の逆浸透膜に比べて、同じNaCl
除去率を保持しながら操作圧力が半分以下となる。すな
わち、本発明の逆浸透膜2を従来の逆浸透膜と同様の操
作圧力で運転した場合には、2倍以上の透過流束が得ら
れる。
Reverse osmosis membrane spiral element 1 of the present invention
Reverse osmosis membrane 2 used in
Operation pressure 7.5 kgf /
cm TwoThe permeation flux at 25 ° C. is 0.
8mThree/ MTwo・ It is more than a day, and the NaCl removal rate is 99%.
It has the above basic performance. This enables the reverse of the present invention.
The osmosis membrane 2 has the same NaCl as that of the conventional reverse osmosis membrane.
The operating pressure is reduced to less than half while maintaining the removal rate. sand
That is, the reverse osmosis membrane 2 of the present invention is operated in the same manner as a conventional reverse osmosis membrane.
When operating at operating pressure, a permeation flux of more than twice can be obtained.
It is.

【0025】さらに、逆浸透膜スパイラルエレメント1
を原水7の側でクロスフロー濾過、適宜フラッシング洗
浄または気泡流洗浄を行い、透過水8の側で透過水逆圧
洗浄を行うことにより、濁質を逆浸透膜2の膜面から剥
離することができる。それにより、安定した前処理およ
び逆浸透膜処理を実現することができる。
Further, the reverse osmosis membrane spiral element 1
The turbidity is separated from the membrane surface of the reverse osmosis membrane 2 by performing cross-flow filtration on the raw water 7 side, appropriately performing flushing washing or bubble flow washing, and performing permeated water reverse pressure washing on the permeated water 8 side. You can Thereby, stable pretreatment and reverse osmosis membrane treatment can be realized.

【0026】図1は本発明に係る逆浸透膜スパイラルエ
レメント1を用いた処理システムの構成を示す図であ
る。原水中の微生物の殺菌および有機物の酸化のため
に、原水7に例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液等の酸
化剤12が注入される。また、酸化剤の残留による逆浸
透膜2の劣化を防止するために、酸化剤12が注入され
た原水7に、重亜硫酸ナトリウム水溶液等の還元剤13
が注入される。還元剤13が注入された原水7は、原水
供給装置16に供給される。原水供給装置16は、その
原水7を保安用フィルタ11を介して本発明の逆浸透膜
スパイラルエレメント1に供給する。逆浸透膜スパイラ
ルエレメント1は、原水7を透過水8と濃縮水9とに分
離する。
FIG. 1 is a diagram showing the construction of a processing system using a reverse osmosis membrane spiral element 1 according to the present invention. An oxidant 12 such as an aqueous solution of sodium hypochlorite is injected into the raw water 7 for sterilization of microorganisms in the raw water and oxidation of organic matter. Further, in order to prevent the deterioration of the reverse osmosis membrane 2 due to the residual oxidant, the reducing agent 13 such as an aqueous solution of sodium bisulfite is added to the raw water 7 into which the oxidant 12 is injected.
Is injected. The raw water 7 into which the reducing agent 13 has been injected is supplied to the raw water supply device 16. The raw water supply device 16 supplies the raw water 7 to the reverse osmosis membrane spiral element 1 of the present invention through the security filter 11. The reverse osmosis membrane spiral element 1 separates raw water 7 into permeated water 8 and concentrated water 9.

【0027】図1の処理システムでは、本発明の逆浸透
膜スパイラルエレメント1において前処理および低操作
圧力での逆浸透膜処理が同時に行なわれる。したがっ
て、原水中の濁質を除去するために、凝集および沈殿処
理、濾過処理、膜処理等の前処理を行なう前処理装置お
よび原水高圧供給装置が不要となり、初期コストおよび
運転コストが低減される。
In the treatment system of FIG. 1, the reverse osmosis membrane spiral element 1 of the present invention simultaneously performs pretreatment and reverse osmosis membrane treatment at a low operating pressure. Therefore, in order to remove the turbidity in the raw water, a pretreatment device for performing a pretreatment such as a coagulation and precipitation treatment, a filtration treatment, and a membrane treatment and a high-pressure raw water supply device are unnecessary, and the initial cost and the operating cost are reduced. .

【0028】[0028]

【実施例】上記の構造を有する実施例の逆浸透膜スパイ
ラルエレメント1を作製し、図1に示した処理システム
に用いて運転を行った。
EXAMPLE A reverse osmosis membrane spiral element 1 of the example having the above structure was produced and used in the treatment system shown in FIG.

【0029】本実施例では、次の方法により逆浸透膜2
を作製した。なお、微多孔性支持体としては、ポリスル
ホン系限外濾過膜を用いた。3.0重量%のm−フェニ
レンジアミン、0.15重量%のラウリル硫酸ナトリウ
ム、3.0重量%のトリエチルアミン、6.0重量%の
カンファースルホン酸および5重量%のイソプロピルア
ルコールを含有した水溶液を、多孔性ポリスルホン支持
膜に数秒間接触させて、余分の溶液を除去して支持膜上
に前記溶液の層を形成した。
In this embodiment, the reverse osmosis membrane 2 is prepared by the following method.
Was produced. In addition, a polysulfone ultrafiltration membrane was used as the microporous support. An aqueous solution containing 3.0 wt% m-phenylenediamine, 0.15 wt% sodium lauryl sulfate, 3.0 wt% triethylamine, 6.0 wt% camphorsulfonic acid and 5 wt% isopropyl alcohol. The porous polysulfone support membrane was brought into contact with the support membrane for several seconds to remove the excess solution to form a layer of the solution on the support membrane.

【0030】次いで、この支持膜の表面に、0.20重
量%のトリメシン酸クロライドおよび0.05重量%の
イソプロピルアルコールを含むIP1016(出光化学
株式会社製イソパラフィン系炭化水素油)溶液を接触さ
せ、その後120℃の熱風乾燥機の中で3分間保持し
て、支持膜上に重合体薄膜を形成させ、複合逆浸透膜を
得た。
Then, an IP1016 (isoparaffin hydrocarbon oil manufactured by Idemitsu Chemical Co., Ltd.) solution containing 0.20% by weight of trimesic acid chloride and 0.05% by weight of isopropyl alcohol was brought into contact with the surface of the support membrane, Then, the mixture was kept in a hot air drier at 120 ° C. for 3 minutes to form a polymer thin film on the support membrane to obtain a composite reverse osmosis membrane.

【0031】また、本実施例では、原水スペーサ6とし
て、厚さ2mmの合成樹脂のネット(網)を使用した。
図1の処理システムの運転条件としては、原水として濁
度10度以下の河川水を使用し、操作圧力を5kgf/
cm2 とし、クロスフロー濾過で回収率を80%とし
た。また、1時間に1回フラッシング洗浄を行ない、透
過水逆圧洗浄を行なった。
In this embodiment, a synthetic resin net having a thickness of 2 mm was used as the raw water spacer 6.
As the operating conditions of the treatment system of FIG. 1, river water with a turbidity of 10 degrees or less is used as raw water, and the operating pressure is 5 kgf /
cm 2 and the recovery rate was 80% by cross-flow filtration. Further, flushing cleaning was performed once per hour, and permeated water reverse pressure cleaning was performed.

【0032】図2に本実施例の逆浸透膜スパイラルエレ
メント1を用いた処理システムの運転結果を示す。図2
に示すように、約6か月の長期に亘って前処理なしに比
較的安定した運転が可能であった。逆浸透膜スパイラル
エレメント1の透過水の水質は、水道水水質基準の46
項目に十分適合するものであり、濁質は100%の除去
率、有機物は99%以上の除去率を示した。また、前処
理なしに5kgf/cm2 の低い操作圧力で運転するこ
とができたので、保守費および所要動力費が少なくて済
み、比較的簡素な処理システムで安全な水質を有する飲
料水が得られることがわかった。
FIG. 2 shows the operation result of the processing system using the reverse osmosis membrane spiral element 1 of this embodiment. FIG.
As shown in, the comparatively stable operation was possible without pretreatment for a long period of about 6 months. The water quality of the permeated water of the reverse osmosis membrane spiral element 1 is 46% of the tap water quality standard.
It was sufficiently compatible with the items, and the turbidity showed a removal rate of 100%, and the organic matter showed a removal rate of 99% or more. In addition, since it was possible to operate at a low operating pressure of 5 kgf / cm 2 without pretreatment, maintenance costs and required power costs were low, and drinking water with safe water quality was obtained with a relatively simple treatment system. I found out that

【0033】このように、前処理および低操作圧力での
逆浸透膜処理を逆浸透膜スパイラルエレメント1におい
て同時に行なうことができるので、低コストで逆浸透膜
処理を行なうことができる処理システムが提供される。
As described above, since the pretreatment and the reverse osmosis membrane treatment at a low operating pressure can be simultaneously performed in the reverse osmosis membrane spiral element 1, a treatment system capable of performing the reverse osmosis membrane treatment at a low cost is provided. To be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る逆浸透膜スパイラルエレメントを
用いた処理システムの一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a processing system using a reverse osmosis membrane spiral element according to the present invention.

【図2】本発明に係る逆浸透膜スパイラルエレメントを
用いた処理システムにおける運転期間と透過流束との関
係の測定結果を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a measurement result of a relationship between an operation period and a permeation flux in a treatment system using a reverse osmosis membrane spiral element according to the present invention.

【図3】本発明および従来の逆浸透膜スパイラルエレメ
ントの構造の一例を示す一部切欠き斜視図である。
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing one example of the structure of the present invention and the conventional reverse osmosis membrane spiral element.

【図4】従来の逆浸透膜スパイラルエレメントを用いた
処理システムの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a processing system using a conventional reverse osmosis membrane spiral element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 逆浸透膜スパイラルエレメント 2 逆浸透膜 3 透過水スペーサ 4 封筒状膜 5 集水管 6 原水スペーサ 7 原水 8 透過水 9 濃縮水 11 保安用フィルタ 12 酸化剤 13 還元剤 16 原水供給装置 1 Reverse Osmosis Membrane Spiral Element 2 Reverse Osmosis Membrane 3 Permeate Spacer 4 Envelope Membrane 5 Water Collection Tube 6 Raw Water Spacer 7 Raw Water 8 Permeate 9 Concentrated Water 11 Security Filter 12 Oxidizing Agent 13 Reducing Agent 16 Raw Water Supply Device

フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 雅彦 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内Front page continuation (72) Inventor Masahiko Hirose 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 集水管の外周面に袋状の逆浸透膜を原水
スペーサとともに巻回してなる逆浸透膜スパイラルエレ
メントにおいて、前記原水スペーサにより前記逆浸透膜
間に形成される原水流路の厚さは2mm以上であり、前
記逆浸透膜は、NaCl濃度500ppmの水溶液を供
給液として操作圧力7.5kgf/cm2 で運転した場
合に25℃で透過流束0.8m3 /m2 ・日以上および
NaCl除去率99%以上となる性能を有することを特
徴とする逆浸透膜スパイラルエレメント。
1. A reverse osmosis membrane spiral element in which a bag-shaped reverse osmosis membrane is wound around a water collecting pipe together with a raw water spacer in a reverse osmosis membrane spiral element, wherein a thickness of a raw water flow path formed between the reverse osmosis membranes by the raw water spacer. The reverse osmosis membrane has a permeation flux of 0.8 m 3 / m 2 · day at 25 ° C. when operated at an operating pressure of 7.5 kgf / cm 2 with an aqueous solution having a NaCl concentration of 500 ppm as a supply liquid. A reverse osmosis membrane spiral element characterized by having the above-mentioned properties and a NaCl removal rate of 99% or more.
【請求項2】 前記原水スペーサは、合成樹脂からなる
ネット状のスペーサであり、2mm以上の厚さを有する
ことを特徴とする請求項1記載の逆浸透膜スパイラルエ
レメント。
2. The reverse osmosis membrane spiral element according to claim 1, wherein the raw water spacer is a net-shaped spacer made of a synthetic resin and has a thickness of 2 mm or more.
【請求項3】 前記逆浸透膜は、2つ以上の反応性のア
ミノ基を有する化合物と2つ以上の反応性の酸ハライド
基を有する多官能性酸ハロゲン化合物とからなる負荷電
性架橋ポリアミド系スキン層を微多孔性支持体で支持
し、前記ポリアミド系スキン層の表面を正荷電性基を有
する有機重合体の架橋層で被覆してなる複合逆浸透膜で
あり、前記ポリアミド系スキン層の比表面積が3以上で
あることを特徴とする請求項1または2記載の逆浸透膜
スパイラルエレメント。
3. The negatively charged crosslinked polyamide comprising the compound having two or more reactive amino groups and a polyfunctional acid halogen compound having two or more reactive acid halide groups. A composite reverse osmosis membrane in which a system skin layer is supported by a microporous support, and the surface of the polyamide skin layer is covered with a cross-linking layer of an organic polymer having a positively chargeable group. The reverse osmosis membrane spiral element according to claim 1 or 2, wherein the specific surface area is 3 or more.
【請求項4】 原水に酸化剤を注入する酸化剤注入手段
と、前記酸化剤注入手段により酸化剤が注入された原水
に還元剤を注入する還元剤注入手段と、前記還元剤注入
手段により還元剤が注入された原水が供給される請求項
1〜3のいずれかに記載の逆浸透膜スパイラルエレメン
トとを備えたことを特徴とする処理システム。
4. An oxidizing agent injecting means for injecting an oxidizing agent into raw water, a reducing agent injecting means for injecting a reducing agent into the raw water into which the oxidizing agent has been injected by the oxidizing agent injecting means, and a reducing agent for injecting the reducing agent. A treatment system comprising the reverse osmosis membrane spiral element according to any one of claims 1 to 3, to which raw water infused with the agent is supplied.
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