JPH09891A - 膜モジュールによる原水の処理方法 - Google Patents

膜モジュールによる原水の処理方法

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JPH09891A
JPH09891A JP15456195A JP15456195A JPH09891A JP H09891 A JPH09891 A JP H09891A JP 15456195 A JP15456195 A JP 15456195A JP 15456195 A JP15456195 A JP 15456195A JP H09891 A JPH09891 A JP H09891A
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JP
Japan
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raw water
membrane module
oxidizing agent
composite membrane
water
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JP15456195A
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English (en)
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Masahiko Hirose
雅彦 廣瀬
Ichiro Kawada
一郎 河田
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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、殺菌剤あるいは消毒剤としての酸化
剤の溶存のもとで、硬度成分を多量に含有する原水を簡
便で安価にして複合膜劣化を軽度に留めて処理できる、
合成高分子系複合膜モジュールによる原水の処理方法を
提供する。 【構成】硬度成分を含む原水を酸化剤の溶存下、該原水
にキレート剤を添加した後に合成高分子系複合膜モジュ
ールにより処理する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬度成分を多量に含有
する原水を合成高分子系複合膜モジュールにより、殺菌
剤あるいは消毒剤としての酸化剤の溶存のもとで処理す
る方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】合成高分子系複合膜モジュールにおいて
は、選択分離機能膜としての活性スキン層を多孔質支持
膜上に設けた複合膜が使用されている。原水を膜モジュ
−ルで処理する場合、バクテリアや藻類などの微生物対
策のために、次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を原水に添加
したうえで、原水を処理することが多い。
【0003】従来、膜によっては耐塩素性が異なり、該
耐塩素性が大きくない場合は、使用できる残留塩素濃度
に上限があるため、かかる膜を使用した膜モジュ−ルの
入口での塩素濃度を規定値以下に抑えるために、次亜塩
素酸ソーダを間歇注入する方法、次亜塩素酸ソーダを連
続注入し膜モジュ−ルの直前で還元剤を注入して中和す
る方法、次亜塩素酸ソーダを連続注入し膜モジュ−ルの
直前で活性炭などにより次亜塩素酸ソーダを吸着除去す
る方法などが提案されている。
【0004】しかしながら、第1の方法では、酸化剤量
が不足し確実な殺菌あるいは消毒を期待しがたく、第2
並びに第3の方法では、膜モジュ−ル内が酸化剤の存在
しない状態となるために、膜モジュ−ル内での微生物の
発生が避けられない。
【0005】本出願人においては、かかる不合理を解消
するために、鋭意検討を行い、上記酸化剤による複合膜
の劣化が、鉄、マンガン等の重金属による触媒作用によ
り加速される事実を実験的に確認し、合成高分子系複合
膜モジュールに限外濾過膜モジュ−ルまたは精密濾過膜
モジュ−ル等の前処理用膜モジュ−ルで上記重金属を除
去した後に、酸化剤を添加することを以前に提案した
(特開平3−242288号)。
【0006】この原水処理方法によれば、前処理用膜モ
ジュ−ルで鉄などの重金属を除去でき、複合膜が殺菌に
必要な限度の酸化剤に接触しても、重金属の触媒作用に
よる複合膜の劣化促進を抑制できるので、酸化剤による
複合膜の性能低下を軽度に留めることができる。また、
合成高分子系複合膜モジュールに対する残留塩素許容量
を従来よりも多くできるので、該膜モジュ−ル内での微
生物の繁殖をよく阻止でき、その複合膜への藻類等の付
着を排除することができる。その結果、複合膜モジュ−
ルの透過性能を充分に安定に保持できる。
【0007】さらに本出願人においては、原水に含まれ
るカルシウムやマグネシウム等の硬度成分によっても、
酸化剤による複合膜の劣化は促進されることが分かり、
これら硬度成分を軟水器や前処理膜モジュ−ルで取り除
くことを提案した(特開平6−226253号)。
【0008】この原水処理方法によれば、合成高分子系
複合膜モジュールにより原水を処理する場合、該膜モジ
ュ−ルの原水側を殺菌処理できるから、微生物スライム
の膜付着を防止でき、また、この酸化剤のもとで硬度成
分の共存による高分子膜の加速劣化を防止するべく、そ
の硬度成分量を低減しているから、その劣化を軽度に留
めることができ、従って、膜の透過性能を安定に保持で
きる。
【0009】しかしながら、硬度成分による酸化剤の複
合膜劣化促進は抑制することができるが、軟水器や前処
理膜モジュ−ルを使用するために、前処理のためのタン
クや送液ポンプなどが必要なため、装置が大きくなった
り、電気代など運転費が高くなる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した要
望に応えるためになされたものであって、殺菌剤あるい
は消毒剤としての次亜塩素酸ソーダなどの酸化剤の溶存
のもとで、硬度成分を多量に含有する原水を簡便で安価
にして複合膜劣化を軽度に留めて処理できる、合成高分
子系複合膜モジュールによる原水の処理方法を提供する
ことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の膜モジュールに
よる原水の処理方法は、硬度成分を含む原水を酸化剤の
溶存下、該原水にキレート剤を添加した後に合成高分子
系複合膜モジュールにより処理することを特徴とする構
成である。
【0012】本発明において用いるキレート剤として
は、水溶性のものであれば特に限定されず、例えば、エ
チレンジアミン4酢酸類、ニトリロ3酢酸類、メタリン
酸ナトリウム類等が挙げられる。また、本発明において
用いるキレート剤の添加量は、特に高濃度とする必要は
なく、原水における濃度が0.1PPM未満の低濃度の場合
は、添加による硬度成分存在下での酸化剤の複合膜劣化
促進に対する抑制効果が小さく、10000PPMを超える場合
は、キレート剤のコストが高くなったり、添加装置が大
きくなったり、キレート剤による装置の腐食がおこるの
で、キレート剤の添加量は、原水における濃度が0.1PPM
〜10000PPMであることが好ましい。さらには、1PPM 〜
5000PPM であることがより好ましい。
【0013】本発明において用いる合成高分子系複合膜
モジュールは、上記キレート剤によって膜性能や材質が
劣化しないものであればよく、例えばスルホン化ポリエ
ーテルスルホン系、ポリビニルアルコール系もしくはポ
リアミド系複合膜が挙げられる。これらの膜は硬度成分
を含む原水を酸化剤の溶存下、該原水に上記濃度のキレ
ート剤による劣化はみられない。
【0014】本発明において用いる酸化剤は、殺菌剤あ
るいは消毒剤としての次亜塩素酸ソーダや過酸化水素な
どが挙げられ、次亜塩素酸ソーダであることが好まし
い。また、本発明において用いる酸化剤の濃度は、合成
高分子系複合膜モジュールの原液室内で高くなりすぎる
と合成高分子系複合膜の酸化劣化が激しくなり、一方、
酸化剤の濃度が低くなりすぎると、微生物の繁殖防止が
困難となるので、例えば、次亜塩素酸ソーダの場合、合
成高分子系複合膜モジュールの原液室内での塩素濃度が
通常0.1PPM〜1.0PPMであることが好ましい。
【0015】
【作用】キレート剤は、酸化剤を用いずに、比較的硬度
の高い液を用いる場合に、発生したスケールを溶解する
ために使われ、そのメカニズムは硬度成分を錯体化して
溶解状態にすることによりスケールの沈着・付着を防止
している。一方、酸化剤を用いる場合、硬度成分存在下
であっては、酸化剤による複合膜劣化が促進されるが、
本発明のキレート剤が形成する該複合膜劣化の促進を抑
制する効果のメカニズムは明らかではなく、硬度成分に
対するキレート剤の相互作用によると考えられる。合成
高分子系複合膜モジュールの複合膜が硬度成分の共存
下、酸化剤と接触するにもかかわらずキレート剤の硬度
成分に対する相互作用によって、複合膜の透過性能の低
下が軽度にとどめられる。また、原水が殺菌に必要な限
度の酸化剤量の溶存下、同モジュ−ルで処理され、複合
膜面での微生物の繁殖が充分に防止される。
【0016】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではな
い。
【0017】図1は本発明において使用する原水処理装
置を示している。図1において、1は原水タンクであ
り、原水にはカルシウムやマグネシウム等の硬度成分が
含まれる。2は合成高分子系複合膜モジュールであり、
その複合膜は実質的に選択分離機能を有する活性スキン
層とこれと異なる素材の多孔質支持膜との積層体によっ
て構成される。
【0018】この活性スキン層の素材には、アミン官能
性基を有する単量体の脂肪族または芳香族ポリアミン反
応体と、多官能アシルハライド官能基を有する単量体の
脂肪族または芳香族アシルハライド反応体を界面重縮合
させることにより得られる架橋ポリアミド系重合体を使
用することが好ましいが、カルボン酸、スルホン酸、燐
酸、硫酸等の基を有する重合体を主成分とするものを使
用することができる。
【0019】これら活性スキン層を構成する架橋ポリア
ミド系重合体は、逆浸透性能を有し、低圧でかつ優れた
阻止性能を有する架橋ポリアミド系重合体を使用するこ
とが好ましい。例えば、0.15%NaCl 水溶液で操作圧力1
5kg/cm2 の条件下で塩阻止率は90%以上、透過水
量0.8m3/m2/day 以上である架橋ポリアミド系重合
体を使用することができる。さらに0.05%NaCl 水溶液で
操作圧力7.5kg/cm 2 の条件下で塩阻止率は95%以
上、透過水量0.8m3/m2/day 以上である架橋ポリア
ミド系重合体であれば、装置をさらにコンパクト化で
き、低圧で運転できるので運転コストが低減できるた
め、好ましく用いられる。
【0020】モジュ−ルの形式としては、スパイラル
型、中空糸型、チューブラー型、プレート型のいずれで
あってもよい。21は合成高分子系複合膜モジュールの
原水側を、22は透過水側を、23は透過水取り出し管
を、24は調圧バルブをそれぞれ示している。3、4は
キレート剤、酸化剤の注入器であり、合成高分子系複合
膜モジュール前の任意の場所に設置できる。この注入器
には例えば定量注入ポンプを使用できる。また、キレー
ト剤と酸化剤を一箇所で調整すれば、注入器は一つにで
きる。また、原水に水道水を用いる場合、水道水内にす
でに殺菌のために酸化剤の次亜塩素酸ソーダが含まれて
いるため、キレート剤のみの注入器にすることができ
る。5は送液ポンプである。81は非透過原水の一部を
原水タンク1に戻す戻し配管、82は非透過原水配水
管、9は酸化剤検出センサーである。
【0021】本発明により図1に示す装置を使用して原
水を処理するには、キレート剤、酸化剤の注入器3、4
により、エチレンジアミン4酢酸などのキレート剤と次
亜塩素酸ソーダ等の酸化剤を注入しながら、送液ポンプ
5を駆動して合成高分子系複合膜モジュール2に供給
し、この供給原水をクロスフロー方式によって濾過し、
非透過原水の一部を戻し配管81によって原水タンク1
に戻しつつ透過水を透過水取り出し管23から取り出し
ていく。
【0022】この原水の処理中、酸化剤検出センサー9
によって酸化剤注入器4をコントロールして合成高分子
系複合膜モジュール2の原水側21の塩素濃度を0.1
ppm〜1.0ppmの範囲内に調整する。
【0023】実施例1 図1において原水には電導度250μs、pH6.5、
FI(Fouling index)4、硬度60ppmの井戸水を使
用した。合成高分子系複合膜モジュール2には操作圧力
15kgf/cm2 で、温度25℃での0.15%NaCl 水溶液
において透過水量は7.0ton/day , 阻止率は99.5
%の芳香族ポリアミド系複合膜スパイラルモジュールを
膜間差圧10kgf/cm2 、総回収率50%で運転し
た。キレート剤としてエチレンジアミン4酢酸ナトリウ
ムを用い、原水タンク1中のエチレンジアミン4酢酸ナ
トリウム濃度を10ppmになるように調整した。酸化
剤は次亜塩素酸ナトリウムを用い、検出遊離塩素濃度を
0.3ppmになるように調整した。本条件で1年間運
転したところ、透過水の電導度は11μsで、初期値
(10.2μs)とほとんど変動がなく、透過水量の増
加においても初期値の3%増加に抑えられていた。ま
た、該合成高分子系複合膜モジュールを解体して膜表面
を観察したところ、微生物の発生が観察されず良好な状
態であった。
【0024】実施例2 実施例1に対し、原水には電導度150μs、pH7.
3、硬度40ppm、検出遊離塩素濃度を0.7ppm
の水道水を使用し、次亜塩素酸ナトリウム注入を行わな
い以外は同様に行った。半年間運転したところ、透過水
の電導度は3.2μsで、初期値(3.0μs)とほと
んど変動がなく、透過水量の増加においても初期値の2
%増加に抑えられていた。また、該合成高分子系複合膜
モジュールを解体して膜表面を観察したところ、微生物
の発生が観察されず良好な状態であった。
【0025】比較例1 実施例1に対し、エチレンジアミン4酢酸ナトリウムを
添加しない以外は同様に行った。半年間運転したとこ
ろ、透過水の電導度は40μsで、初期値(10.2μ
s)をおおきく上回り、透過水量の増加においても初期
値の2倍に増加した。
【0026】比較例2 実施例1に対し、エチレンジアミン4酢酸ナトリウム及
び次亜塩素酸ナトリウムを添加しない以外は同様に行っ
た。半年間運転したところ、透過水の電導度は80μs
で、初期値(10.2μs)をおおきく上回り、透過水
量は初期値の50%に低下した。該合成高分子系複合膜
モジュールを解体して膜表面を観察したところ、微生物
の発生が多く観察された。
【0027】比較例3 実施例1に対し、エチレンジアミン4酢酸ナトリウムを
添加せず、軟水器を合成高分子系複合膜モジュール前に
設置する以外は同様に行った。1年間運転したところ、
透過水の電導度は11.5μsで、初期値(10.2μ
s)とほとんど変動がなく、透過水量は初期値の3%増
加に抑えられていた。これらの結果は実施例1とほぼ同
様であったが、軟水器および軟水器に原水を送る送液ポ
ンプ、軟水を貯留するタンク等の設置のためスペースを
占有し、送液ポンプなどによる電力の消費が大きく並び
に軟水器の日々のメンテナンスが必要で、実施例1と比
較するとコストが大きいものであった。実施例と比較例
との対比から、本発明は家庭用の逆浸透膜浄水器(RO
浄水器)や簡易な造水設備に特に好適に用いられること
が明らかである。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、原水が殺菌に必要な量
の酸化剤を膜に接触させて膜の消毒・殺菌を充分に行う
ことができるので、合成高分子系複合膜面での微生物の
発生及び微生物スライムの膜面付着を防止でき、該複合
膜の透過特性の変動を充分に防止できる。また、上記複
合膜が酸化剤と接触するにもかかわらず、酸化剤による
膜劣化を促進させるカルシウムやマグネシウム等の硬度
成分の活性をキレート剤によって抑制するので、該複合
膜の透過性能の低下を軽度にとどめられる。また、カル
シウムやマグネシウム等の硬度成分を軟水器や前処理膜
モジュ−ルを使用して予め除去する方法に比べて、軟水
器などの機器類が不要であってタンクや送液ポンプ数、
配管などが小さいもので対応できるため、安価でしかも
メンテナンスが容易でかつコンパクトで運転することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用する原水処理装置の一例を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 原水タンク 2 合成高分子系複合膜モジュール 3 キレート剤の注入器 4 酸化剤の注入器 5 送液ポンプ 9 酸化剤検出センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/50 531 C02F 1/50 531Q 540 540B 550 550C 550L 560 560E 1/72 1/72 Z 5/12 5/12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硬度成分を含む原水を酸化剤の溶存下、該
    原水にキレート剤を添加した後に合成高分子系複合膜モ
    ジュールにより処理することを特徴とする膜モジュール
    による原水の処理方法。
  2. 【請求項2】キレート剤の添加量が原水における濃度が
    0.1PPM〜10000PPMであることを特徴とする請求項1記載
    の膜モジュールによる原水の処理方法。
JP15456195A 1995-06-21 1995-06-21 膜モジュールによる原水の処理方法 Pending JPH09891A (ja)

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