JPH10296005A - Method for ultradeaeration of liquid and deaeration apparatus thereof - Google Patents

Method for ultradeaeration of liquid and deaeration apparatus thereof

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JPH10296005A
JPH10296005A JP10892797A JP10892797A JPH10296005A JP H10296005 A JPH10296005 A JP H10296005A JP 10892797 A JP10892797 A JP 10892797A JP 10892797 A JP10892797 A JP 10892797A JP H10296005 A JPH10296005 A JP H10296005A
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JP
Japan
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membrane
pressure
water
stp
membrane module
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Application number
JP10892797A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Takatake
正義 高武
Kazumi Oi
和美 大井
Tokutaro Otsu
徳太郎 大津
Yasushi Tomita
康司 富田
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DIC Corp
Original Assignee
Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Publication date
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a great amount of ultradeaerated water by a vacuum pump of a small capacity by a method wherein a membrane module of a specific oxygen permeation rate, and a membrane module of the specific oxygen permeation rate and a steam permeation rate are combined, and a vacuum pressure to a gas phase side is specified. SOLUTION: A first membrane module group 9a wherein a film of which oxygen permeation rate at 25 deg.C (QO2 ) is 1×10<-5> to 10000×10<-5> [cm<3> (STP)/ cm<2> .sec.cmHg] is a diaphragm, and a second membrane module group 10a composed of a diaphragm of which oxygen permeation rate is 0.5×10<-5> to 40×10<-5> [cm<3> (STP)/cm<2> .sec.cmHg] and of which vapor permeation rate (QH2 O) is 0.5×10<-5> to 150×10<-5> [cm<3> (STP)/cm<2> .sec.cmHg] are connected in series. Then, deaeration is executed by passing water from the membrane module 9a side keeping a pressure of the air phase side of the membrane module group 9a at a reduced pressure of not more than a pressure exceeding saturated steam pressure of water to be deaerated and higher 10 cmHg than saturated steam 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】本発明は隔膜を介して、液体
中、特に水中に存在する各種気体を除去する隔膜方式の
脱気に関し、各種溶存気体、特に溶存酸素の濃度を50
ppb以下、好ましくは10ppb以下、最も好ましく
は1ppb以下に脱気された超脱気水をコンパクトな装
置で極めて効率良く多量に製造する方法及びその装置に
関する。本発明は、例えばボイラーの供給用の脱酸素
水、半導体製造プロセスの超純水製造工程での脱酸素、
脱炭酸及び脱窒素に代表される各種溶存ガスの超脱気及
びリソグラフィー工程でのレジスト液及び現像液の脱気
や、ビルやマンション等の赤水防止、発電用水の脱酸素
や脱炭酸、医療用水の脱気や食品用の脱酸素水の製造等
に利用出来る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deaeration method using a diaphragm to remove various gases present in a liquid, particularly in water, through a diaphragm.
The present invention relates to a method and apparatus for producing ultra-degasified water degassed to ppb or less, preferably 10 ppb or less, and most preferably 1 ppb or less with a compact device in a very efficient manner. The present invention is, for example, deoxygenated water for boiler supply, deoxidation in the ultrapure water production step of the semiconductor production process,
Super degassing of various dissolved gases typified by decarboxylation and denitrification, degassing of resist solution and developer in the lithography process, prevention of red water in buildings and condominiums, deoxygenation and decarbonation of power generation water, medical water It can be used for degassing and production of deoxidized water for food.

【0002】[0002]

【従来の技術】水の脱気方法として従来より、加熱脱気
法、真空脱気法、ガス曝気法、還元剤を使用する化学
法、隔膜脱気法等が知られている。これらの中で隔膜脱
気法は脱気装置が小型、安価である事、取扱いが容易
で、メンテナンスが極めて容易である事、脱気に必要な
エネルギーが少ない等の優れた特徴を持っている。
2. Description of the Related Art Heat degassing, vacuum degassing, gas aeration, chemical using a reducing agent, diaphragm degassing, and the like have been known as water degassing methods. Among them, the diaphragm degassing method has excellent features such as a small and inexpensive degassing device, easy handling, extremely easy maintenance, and low energy required for degassing. .

【0003】隔膜脱気法として、例えば特開昭59−2
16606号公報においてシリコーンやポリテトラフル
オロエチレン等の合成樹脂からなる内径0.2mm程度
のチューブ状の膜を用いた脱気装置が提案されている。
As a membrane deaeration method, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-2
Japanese Patent No. 16606 proposes a deaerator using a tubular film having an inner diameter of about 0.2 mm made of a synthetic resin such as silicone or polytetrafluoroethylene.

【0004】また特開平4−288710公報には脱気
すべき水の流路間隔が190μm以下、好ましくは60
μm〜150μmである隔膜式脱気水製造用モジュール
を用い、その気相側を液相側に流した水の飽和水蒸気圧
以下に減圧しつつ液相側に脱気すべき水を流すことによ
り、溶存酸素濃度10ppb以下の超純水を効率良く製
造できる事が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-288710 discloses that the flow path interval of water to be degassed is 190 μm or less, preferably 60 μm.
By using a diaphragm-type degassed water production module having a size of μm to 150 μm, by flowing water to be degassed to the liquid phase side while reducing the gas phase side to a saturated vapor pressure of water flowing to the liquid phase side or less. It discloses that ultrapure water having a dissolved oxygen concentration of 10 ppb or less can be efficiently produced.

【0005】また電子材料Vol.35,No.3,P
63(1996)には、ポリ(4−メチルペンテン−
1)を素材とする中空糸不均質膜を使用した、脱気する
水の流れに攪拌効果を付与でき、且つ水の流路間隔を狭
くすると同時に実質的な水流路の面積を大きくできる外
部潅流型モジュールを使用することにより、膜モジュー
ルの処理効率の向上と、多量の水を処理する場合に必然
的増大する水の流動圧力損失を極めて低く抑制した画期
的な隔膜脱気膜モジュールが紹介されいる。
[0005] In addition, the electronic material Vol. 35, No. 3, P
63 (1996) includes poly (4-methylpentene-
External perfusion using a hollow fiber heterogeneous membrane made of the material 1), which can impart a stirring effect to the flow of deaerated water, and can reduce the space between the water flow paths and simultaneously increase the substantial area of the water flow path. Introducing an innovative membrane degassing membrane module that improves the processing efficiency of the membrane module and minimizes the flow pressure loss of water, which inevitably increases when processing large amounts of water, by using a mold module. Have been.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】液体、特に水に溶解し
ている各種気体の除去は、各種腐食性金属配管の腐食防
止目的のみならず多くの目的で広範な産業分野で盛んに
行われており、その重要性も益々高くなってきている。
例えば半導体製造分野において、超純水中の溶存ガス、
特に酸素や炭酸ガスを除去することにより、例えば、超
純水製造装置に使用されているイオン交換樹脂や逆浸透
膜や限外ろ過膜等の短命化の原因となる、細菌類の繁殖
等によるスライムの発生及び酸化劣化防止に大きな効果
が認められている。さらに近年の半導体の高集積化に伴
い、超純水中の溶存酸素が半導体素子の製造課程におい
てシリコンウエハの不要な酸化を引き起こす等デバイス
の性能に悪影響を及ぼす事が指摘され益々超脱気の必要
性が高まっている。次世代の16Mbさらには64MB
−D−RAMの製造工程においては、溶存酸素濃度が1
0ppb以下好ましくは1ppb以下が必要とされてい
る。
The removal of various gases dissolved in liquids, especially water, has been actively performed in a wide range of industrial fields not only for the purpose of preventing corrosion of various corrosive metal pipes but also for many purposes. And its importance is increasing.
For example, in the semiconductor manufacturing field, dissolved gases in ultrapure water,
In particular, by removing oxygen or carbon dioxide gas, for example, the life of ion exchange resins, reverse osmosis membranes, ultrafiltration membranes and the like used in ultrapure water production equipment is shortened, and bacteria are propagated. Significant effects on slime generation and oxidative deterioration prevention have been recognized. Furthermore, it has been pointed out that dissolved oxygen in ultrapure water causes unnecessary oxidation of silicon wafers in the process of manufacturing semiconductor devices, and adversely affects device performance. Sex is growing. Next generation 16Mb and even 64MB
-In the manufacturing process of the D-RAM, the dissolved oxygen concentration is 1
0 ppb or less, preferably 1 ppb or less is required.

【0007】また、電力分野においては、発電用タービ
ン用水等として溶存酸素濃度50ppb以下及び溶存炭
酸ガス濃度100ppb以下が必要とされている。液
体、特に水からの脱気は上述のごとく、多量の脱気水
を、簡便で、効率良く且つ低運転コストで得る事の出来
る脱気技術の開発が切に要求されている。
Further, in the field of electric power, it is required that the concentration of dissolved oxygen be 50 ppb or less and the concentration of dissolved carbon dioxide be 100 ppb or less as water for turbines for power generation. As described above, for degassing from liquids, especially water, development of degassing technology capable of obtaining a large amount of degassed water simply, efficiently and at low operating cost is urgently required.

【0008】しかしながら、従来より知られている加熱
脱気法、真空脱気法、窒素バブリング法、化学法は、装
置が大型であり、高ランニングコストであり、且つ高度
の脱気が困難である等、いずれも満足のゆくものではな
かった。
However, the conventionally known heating degassing method, vacuum degassing method, nitrogen bubbling method, and chemical method have large equipments, high running costs, and are difficult to perform advanced degassing. None of them were satisfactory.

【0009】また従来より提案されている隔膜脱気方法
は、処理量が少ない領域においては脱気装置がコンパク
トであり、取り扱い及びメンテナンスが容易であり、低
ランニングコストである等、優れた特徴をもっているも
のの、多量の水を超脱気するためにはモジュール一本当
たりの処理量が少なく、また装置の大型化に伴うランニ
ングコストの増加、特に膜の気相側を減圧に保つための
真空装置の大型化が極めて大きな問題であった。
[0009] Further, the conventionally proposed diaphragm degassing method has excellent features such as a compact degassing device, easy handling and maintenance, and low running cost in a region where the throughput is small. However, in order to degas a large amount of water, the processing amount per module is small, and the running cost increases due to the increase in the size of the device. Upsizing was a very big problem.

【0010】溶存酸素濃度を50ppb以下、好ましく
は10ppb以下、さらに好ましくは1ppb以下まで
超脱気するためには、膜の気相側を極めて低圧に保つ必
要がある。特に溶存酸素濃度を1ppb以下の超脱気を
効率よく行うためには膜の気相側の圧力を脱気する水の
飽和水蒸気圧以下に保つ必要がある。かかる条件のもと
では脱気されるガスと共に多量の水蒸気が膜を透過して
くる。従って、これまで知られていた隔膜脱気方法では
この水蒸気の排除のために極めて大容量の真空ポンプが
必要であった。さらに透過してくる多量の水蒸気により
使用できる真空装置の種類が限定されること及び寿命短
命化も大きな問題であった。
In order to super-degas the dissolved oxygen concentration to 50 ppb or less, preferably 10 ppb or less, more preferably 1 ppb or less, it is necessary to keep the gaseous phase side of the membrane at a very low pressure. In particular, in order to efficiently perform ultra-degassing with a dissolved oxygen concentration of 1 ppb or less, it is necessary to maintain the pressure on the gas phase side of the membrane at or below the saturated water vapor pressure of degassed water. Under these conditions, a large amount of water vapor permeates the membrane together with the gas to be degassed. Therefore, the conventionally known diaphragm degassing method required an extremely large-capacity vacuum pump to eliminate the water vapor. Further, the type of vacuum apparatus that can be used is limited by the large amount of water vapor that permeates, and the shortening of the service life is also a serious problem.

【0011】本発明は近年ますます要求水準が高くなる
液体、特に水系液体からの各種気体の脱気に関する各産
業からの要求に鑑み、利点の多い隔膜脱気方式におい
て、特に溶存酸素濃度を50ppb以下、好ましくは1
0ppb以下、最も好ましくは1ppb以下の超脱気水
を経済的に効率よく多量に製造する事のできる脱気方法
及び脱気装置を提案することを目的とした。
In view of the demands from various industries regarding the degassing of various gases from liquids, particularly water-based liquids, which have become increasingly demanded in recent years, the present invention provides a membrane degassing system with many advantages, particularly when the dissolved oxygen concentration is reduced to 50 ppb. Below, preferably 1
It is an object of the present invention to propose a degassing method and a degassing device capable of economically and efficiently producing super-degasified water of 0 ppb or less, most preferably 1 ppb or less.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、気体の透過速度が高く脱気性能に優れた膜を隔
膜とする膜モジュールと、適度の酸素透過性を有し且つ
水蒸気バリヤー性に優れた膜モジュールを組み合わせ、
気相側の真空圧力を各々適切に制御することにより驚く
べき事に特に溶存酸素濃度50ppb以下、更に好まし
くは10ppb以下、最も好ましくは1ppbの超脱気
水を、多量に、効率良く、且つこれまで困難であった極
めて小容量の真空ポンプの使用で実現可能な事を発見し
た。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that a membrane module using a membrane having a high gas permeation rate and a high degassing performance as a membrane, and having a moderate oxygen permeability and Combining a membrane module with excellent steam barrier properties,
Surprisingly, by appropriately controlling the vacuum pressure on the gas phase side, respectively, the amount of super-degasified water having a dissolved oxygen concentration of 50 ppb or less, more preferably 10 ppb or less, and most preferably 1 ppb can be obtained in a large amount, efficiently and It was found that it was feasible to use a very small capacity vacuum pump, which was difficult.

【0013】本発明を更に詳しく説明する。即ち本発明
は、(1) 水中に溶存している気体を隔膜を介して脱
気する隔膜脱気方法において、25℃での酸素透過速度
(以下QO2と略記する場合もある)が1×10-5[cm
3(STP)/cm2・sec・cmHg]〜10000×1
-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]である
膜を隔膜とする第一の膜モジュール群と、酸素透過速度
が0.5×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cm
Hg]〜40×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・
cmHg]であり、且つ該膜の水蒸気透過速度(以下Q
H2Oと略記する場合もある)が0.5×10-5[cm3(S
TP)/cm2・sec・cmHg]〜150×10-5[c
3(STP)/cm2・sec・cmHg]である隔膜から
なる第二の膜モジュール群が、実質的に直列に連結さ
れ、第一の膜モジュール群の気相側の圧力を、脱気する
水の飽和水蒸気圧を越え且つ該飽和水蒸気圧より10c
mHg高い圧力以下の減圧に保ち、第二の膜モジュール
群の気相側圧力を飽和水蒸気圧以下に保ちつつ、第一の
膜モジュール側から通水し、次いで第二の膜モジュール
群に通水し脱気する事を特徴とする液体の超脱気方法、
(2)第一及び第二の膜モジュール群の隔膜が簾シート
状に形成された中空糸簾であって、 (式1) Dv=4×(有効中空糸膜簾巻き部分の体積)/(有効
中空糸膜の全外表面積) で計算される中空糸簾間隙の相当直径(以下Dvと略記
する場合もある)が50μm〜400μmとなるよう多層
に積層された状態でケースに組み込まれた構造を有して
おり、該簾状中空糸の外側に接して液体を流通させ、中
空糸内側へ脱ガスする外部潅流方式で脱気を行う事を特
徴とする上記(1)に記載の液体の脱気方法、(3)第
一及び第二の膜モジュール群の隔膜が、外径70μm〜
370μmであり、内径が30μm〜310μmである
中空糸膜である事を特徴とする上記(2)に記載の脱気
方法、(4)少なくとも第二の膜モジュール群の隔膜が
ポリ(4−メチルペンテン−1)からなる中空糸不均質
膜である事を特徴とする上記(1)、(2)又は(3)
に記載の脱気方法、及び(5)酸素透過速度が1×10
-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]〜100
00×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]である膜を隔膜とする第一の膜モジュール群と、酸
素透過速度が0.5×10-5[cm3(STP)/cm2・s
ec・cmHg]〜40×10-5[cm3(STP)/cm2
・sec・cmHg]であり、且つ該膜の水蒸気透過速
度が0.5×10-5[cm3(STP)/cm 2・sec・c
mHg]〜150×10-5[cm3(STP)/cm2・se
c・cmHg]である隔膜からなる第二の膜モジュール
群が直列に接続された一連の脱気用モジュール群と、第
一の膜モジュール群側から脱気する水を供給する手段
と、第一及び第二の膜モジュール群の気相側の圧力を減
圧する手段としてコンダクタンスバルブとを組み込んで
なる隔膜式脱気装置であって、該減圧手段により第一の
膜モジュール群の気相側の圧力が、脱気する水のその温
度での飽和水蒸気圧を越え且つ該飽和水蒸気圧より10
cmHg高い圧力以下に調整されており、しかも第二の
膜モジュール群の気相側の圧力が、脱気する水のその温
度での飽和水蒸気圧以下に調整されたものであることを
特徴とする液体の超脱気装置に関する。
The present invention will be described in more detail. That is, the present invention
Is to (1) remove gas dissolved in water through a diaphragm
Oxygen permeation rate at 25 ° C.
(Hereinafter sometimes abbreviated as QO2) is 1 × 10-Five[Cm
Three(STP) / cmTwo・ Sec ・ cmHg] ~ 10000 × 1
0-Five[CmThree(STP) / cmTwo· Sec · cmHg]
First membrane module group with membrane as membrane and oxygen permeation rate
Is 0.5 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo・ Sec ・ cm
Hg] to 40 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo・ Sec ・
cmHg] and the water vapor transmission rate of the membrane (hereinafter Q
0.5 × 10)-Five[CmThree(S
TP) / cmTwo・ Sec ・ cmHg] ~ 150 × 10-Five[C
mThree(STP) / cmTwo· Sec · cmHg]
Second group of membrane modules are connected substantially in series.
To degas the pressure on the gas phase side of the first membrane module group.
Exceeds the saturated water vapor pressure of water and is 10c above the saturated water vapor pressure
The second membrane module is kept at a reduced pressure below mHg high pressure.
While maintaining the gas phase pressure of the group below the saturated steam pressure,
Water is passed from the membrane module side, and then the second membrane module
Super degassing method of liquid, characterized by passing water through group and degassing,
(2) The membranes of the first and second membrane module groups are blind sheets
(1) Dv = 4 × (volume of effective hollow fiber membrane winding part) / (effective
The equivalent diameter of the hollow fiber gap calculated from the total outer surface area of the hollow fiber membrane (hereinafter abbreviated as Dv)
May be 50 μm to 400 μm
With a structure built into the case in a state of being stacked on
And circulates the liquid in contact with the outside of the cord-shaped hollow fiber,
It is specially designed to perform deaeration using an external perfusion method that degass inside the empty yarn.
(3) The method of degassing a liquid according to (1) above,
The diaphragm of the first and second membrane module groups has an outer diameter of 70 μm or more.
370 μm and inner diameter is 30 μm to 310 μm
The deaeration according to the above (2), which is a hollow fiber membrane
Method, (4) at least the diaphragm of the second membrane module group is
Hollow fiber heterogeneous made of poly (4-methylpentene-1)
(1), (2) or (3) above, which is a film.
And (5) the oxygen permeation rate is 1 × 10
-Five[CmThree(STP) / cmTwo・ Sec ・ cmHg】 ~ 100
00 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo・ Sec ・ cmH
g], a first group of membrane modules using the membrane as a diaphragm, and an acid
0.5 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo・ S
ec · cmHg] to 40 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo
.Sec.cmHg] and the water vapor transmission rate of the membrane
Degree 0.5 × 10-Five[CmThree(STP) / cm Two・ Sec ・ c
mHg] to 150 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo・ Se
c · cmHg]
A series of degassing modules connected in series,
Means for supplying deaerated water from one membrane module group side
And the pressure on the gas phase side of the first and second membrane module groups is reduced.
Incorporating a conductance valve as a means to pressurize
A diaphragm type deaerator comprising:
The pressure on the gas phase side of the membrane modules
In excess of the saturated steam pressure at
cmHg high pressure or less, and the second
The pressure on the gas phase side of the membrane modules
That the pressure is adjusted below the saturated steam pressure
The present invention relates to a liquid super deaerator for liquid.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の典型的なも
の及び最良の状態は、後記の実施例に具体的に示される
が、その概要は以下の通りである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The typical and best modes of the embodiment of the present invention will be specifically shown in the examples described later, and the outline thereof is as follows.

【0015】本発明に記載の第一の膜モジュールに使用
する隔膜は通常の使用条件において実質的に液体として
水を透過させず、且つ膜の酸素透過速度が1×10
-5[cm 3(STP)/cm2・sec・cmHg]〜100
00×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]であればよい。膜の酸素透過速度は除去する気体の
種類、水温、操作圧力等の条件により該範囲内で適切な
ものを選択できる。好ましくは8×10-5[cm3(STP)
/cm2・sec・cmHg]〜3000×10-5[c
3(STP)/cm2・sec・cmHg]の範囲であり、
さらに好ましくは、10×10-5[cm3(STP)/cm2
・sec・cmHg]〜100×10-5[cm3(STP)/
cm2・sec・cmHg]の範囲である。
Used for the first membrane module according to the present invention
Membrane is substantially liquid under normal conditions of use
It is impermeable to water and the oxygen transmission rate of the membrane is 1 × 10
-Five[Cm Three(STP) / cmTwo・ Sec ・ cmHg】 ~ 100
00 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo・ Sec ・ cmH
g]. The oxygen permeation rate of the membrane
Depending on conditions such as type, water temperature, operating pressure, etc.
You can choose one. Preferably 8 × 10-Five[CmThree(STP)
/ CmTwo・ Sec ・ cmHg] ~ 3000 × 10-Five[C
mThree(STP) / cmTwo· Sec · cmHg],
More preferably, 10 × 10-Five[CmThree(STP) / cmTwo
・ Sec ・ cmHg] ~ 100 × 10-Five[CmThree(STP) /
cmTwo.Sec.cmHg].

【0016】酸素透過速度が大きい膜は一般には微多孔
膜となるが、酸素透過速度が10000×10-5[cm
3(STP)/cm2・sec・cmHg]以上であると、例
えば加圧された水の脱気や界面活性剤等を含む水からの
脱気等、脱気条件によっては水が液体として漏れ出す場
合があり好ましくない。
A membrane having a high oxygen transmission rate is generally a microporous membrane, but has an oxygen transmission rate of 10,000 × 10 -5 [cm].
3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg], water leaks as a liquid depending on degassing conditions, such as degassing of pressurized water and degassing from water containing a surfactant. It is not preferable because it may come out.

【0017】第一の膜モジュール群に使用する隔膜の素
材及び構造及び形態等に制限は無いが、膜素材は疎水性
の高い素材が好ましい。例えばポリエチレン(以下PE
と略記する場合もある)系樹脂、ポリプロピレン(以下
PPと略記する場合もある)系樹脂、ポリテトラフルオ
ロエチレン、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂、ポリ
ヘキサフルオロプロピレン等の各種フッ素樹脂、ポリブ
テン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリ(4−メチルペン
テン−1)系樹脂等の素材が好適に挙げられる。また膜
構造も、微多孔膜、均質膜、不均質膜、複合膜等いずれ
も使用できる。膜形状としてはコンパクトな膜モジュー
ルで大きな膜面積を得ることの出来る中空糸膜が好まし
い。
The material, structure and form of the diaphragm used in the first membrane module group are not limited, but the material of the membrane is preferably a highly hydrophobic material. For example, polyethylene (hereinafter PE
Resin), polypropylene (hereinafter sometimes abbreviated as PP) resin, various fluororesins such as polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy fluororesin, polyhexafluoropropylene, polybutene resin, silicone Materials such as resin-based resins and poly (4-methylpentene-1) -based resins are preferred. The membrane structure may be any of a microporous membrane, a homogeneous membrane, a heterogeneous membrane, a composite membrane, and the like. As the membrane shape, a hollow fiber membrane capable of obtaining a large membrane area with a compact membrane module is preferable.

【0018】本発明に記載の第二の膜モジュール群は、
その隔膜の酸素透過速度が0.5×10-5〜40×10
-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]、好まし
くは1.0〜40×10-5[cm3(STP)/cm2・se
c・cmHg]であり、かつ膜の水蒸気透過速度が0.
5×10-5〜150×10-5[cm3(STP)/cm2・s
ec・cmHg]、好ましくは0.5×10-5〜50×
10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]であ
ることを特徴とする。水蒸気の透過速度が150×10
ー5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]を越える
と、排気能力の極めて高い大型の真空ポンプが必要とな
るばかりでなく、例えば、中空糸膜を隔膜とするモジュ
ールを使用し、中空糸の外側に水を流しつつ中空糸の内
側を減圧に保ち脱気を行ういわゆる外部潅流方式で脱気
しようとした場合、たとえ十分な排気能力を有する大型
の真空ポンプを使用したとしても水中の溶存酸素濃度を
数ppb以下まで脱気する事が困難となる。
The second group of membrane modules according to the present invention comprises:
The oxygen transmission rate of the diaphragm is 0.5 × 10 −5 to 40 × 10
-5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg], preferably 1.0 to 40 × 10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec]
c · cmHg] and the water vapor transmission rate of the membrane is 0.1 cm.
5 × 10 -5 to 150 × 10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · s
ec · cmHg], preferably 0.5 × 10 −5 to 50 ×
10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg]. Water vapor transmission rate of 150 × 10
If it exceeds -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg], not only is a large vacuum pump with extremely high evacuation capacity required, but also, for example, a module using a hollow fiber membrane as a diaphragm is used. In the case of trying to deaerate by so-called external perfusion method in which the inside of the hollow fiber is depressurized while flowing water to the outside of the hollow fiber and deaerated, even if a large vacuum pump having a sufficient exhaust capacity is used, It is difficult to degas the dissolved oxygen concentration in water to several ppb or less.

【0019】モジュールの脱気性能は隔膜の酸素透過速
度が高くなるにつれ一般に向上するが、これに伴い水蒸
気の透過速度も大きなものとなる。両特性のバランスに
優れた隔膜を選択する事が重要である。
The degassing performance of the module generally improves as the oxygen permeation rate of the membrane increases, but the permeation rate of water vapor also increases accordingly. It is important to select a diaphragm that has a good balance of both properties.

【0020】本発明によれば、必要により本発明に記載
の酸素透過速度と水蒸気透過速度を有する膜を適宜選択
して使用できる。第二の膜モジュール群に使用する隔膜
は本発明の条件を満たしておれば特に制限はないが、疎
水性の高い素材よりなる膜が好ましく、例えばPE系樹
脂、PP系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、パーフ
ルオロアルコキシフッ素樹脂、ポリヘキサフルオロプロ
ピレン等の各種フッ素樹脂、ポリブテン系樹脂、シリコ
ーン系樹脂、ポリ(4−メチルペンテン−1)系樹脂等
の素材が好適に挙げられる。また膜構造にも制限は無く
微多孔膜、均質膜、不均質膜、複合膜、ポリプロピレン
微多孔膜層等でウレタン等の薄膜をサンドイッチ膜いわ
ゆるサンドイッチ膜等いずれも使用できる。膜形態とし
てはコンパクトな膜モジュールで大きな膜面積を得るこ
との出来る中空糸膜が好ましい。
According to the present invention, a membrane having an oxygen permeation rate and a water vapor permeation rate according to the present invention can be appropriately selected and used, if necessary. The membrane used for the second membrane module group is not particularly limited as long as it satisfies the conditions of the present invention, but a membrane made of a material having high hydrophobicity is preferable, for example, a PE-based resin, a PP-based resin, and polytetrafluoroethylene. Suitable materials include various fluororesins such as perfluoroalkoxy fluororesins and polyhexafluoropropylene, polybutene resins, silicone resins, and poly (4-methylpentene-1) resins. The film structure is not limited, and any of a microporous film, a homogeneous film, a heterogeneous film, a composite film, a thin film of urethane or the like as a polypropylene microporous film layer, and a sandwich film, a so-called sandwich film, can be used. As the membrane form, a hollow fiber membrane that can obtain a large membrane area with a compact membrane module is preferable.

【0021】特にポリ(4−メチルペンテン−1)系樹
脂を素材とする中空糸不均質膜は酸素、窒素、炭酸ガス
等のガス透過性に優れ且つ水蒸気バリヤー性が高く最も
好ましい。本不均質膜については、例えば特公平2−3
8250号公報、特公平2−54377号公報、特公平
4−15014号公報、特公平4−50053号公報及
び特開平5−6656号公報等に詳しく述べてある。
In particular, a heterogeneous hollow fiber membrane made of a poly (4-methylpentene-1) -based resin is most preferable because it has excellent gas permeability for oxygen, nitrogen, carbon dioxide and the like, and has high water vapor barrier properties. Regarding this heterogeneous film, for example,
No. 8250, Japanese Patent Publication No. 2-54377, Japanese Patent Publication No. 4-15014, Japanese Patent Publication No. 4-50053, and Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-6656 are described in detail.

【0022】PE系樹脂、PP系樹脂及びポリフッ化ビ
ニリデン系樹脂等のごとく、素材のガス透過性が低く、
従って液体の脱気用途に適用するためには微多孔構造を
取り、その多孔部分により脱気せざる得ないこれら膜と
比較し、ポリ(4−メチルペンテン−1)系樹脂を素材
とた上記中空糸不均質膜は、素材自体気体透過性が十分
高く、さらに緻密層部の膜厚を十分に薄く調製してあ
り、従って膜表面全体が脱気に寄与する事ができ、結果
として実質的な膜面積が大きくなり極めて好ましい。
As in the case of PE resin, PP resin and polyvinylidene fluoride resin, the material has low gas permeability,
Therefore, in order to apply to liquid degassing, a microporous structure is taken and compared with these membranes which have to be degassed by the porous part, the poly (4-methylpentene-1) -based resin is used as a material. The hollow fiber heterogeneous membrane itself has a sufficiently high gas permeability and the dense layer is made sufficiently thin, so that the entire membrane surface can contribute to degassing, and as a result, substantially It is extremely preferable because the film area becomes large.

【0023】また、本中空糸不均質膜は、高い脱気体性
能を有しつつ膜壁を貫く連通細孔の孔径及びその開孔面
積が極めて小さく、従ってPPやPEの微多孔膜に比べ
水蒸気のバリヤー性に極めて優れた性能を有する。
In addition, the hollow fiber heterogeneous membrane has extremely small gas diameter and open area of the communicating pores penetrating the membrane wall while having high degassing performance. Has extremely excellent barrier properties.

【0024】さらに、実質的に膜を貫く連通細孔が全く
無いポリ(4−メチルペンテン−1)系樹脂からなるい
わゆる非多孔不均質膜も必要に応じて脱気用隔膜に適用
できる。この非多孔質不均質膜は、膜にわずかの連通孔
が存在しても液体の状態で漏れ出す可能性のある各種液
体の脱気用途に好適に使用できる。例えば、半導体製造
用等に使用される現像液やレジスト液等の界面活性剤及
び膜を濡らす溶剤を含む液体等からの脱気や、作動油や
食用油からの脱気用膜として好適に適用できる。
Further, a so-called non-porous heterogeneous membrane made of a poly (4-methylpentene-1) -based resin having substantially no communicating pores substantially penetrating the membrane can be applied to the deaeration membrane if necessary. This non-porous heterogeneous membrane can be suitably used for degassing various liquids that may leak in a liquid state even if there are only a few communication holes in the membrane. For example, it is preferably applied as a deaeration film from a liquid containing a surfactant and a solvent that wets the film, such as a developing solution or a resist solution used for semiconductor manufacturing, or a deaeration film from a working oil or an edible oil. it can.

【0025】本発明は、既述の第一の膜モジュール群と
第二の膜モジュール群を実質的に直列に接続し、第一の
膜モジュール群の気相側の圧力を脱気する水の飽和水蒸
気圧を越え且つ飽和水蒸気圧より10cmHg高い圧力
以下の減圧に保ち、第二の膜モジュール群の気相側圧力
を飽和水蒸気圧以下の減圧下に保ちつつ、第一の脱気モ
ジュール群側から通水し、次いで第二の脱気モジュール
群に通水して脱気する事を特徴とする。
According to the present invention, the above-mentioned first membrane module group and the second membrane module group are connected in series substantially, and the pressure of the gas phase side of the first membrane module group is deaerated. While maintaining a reduced pressure of not more than the saturated steam pressure and 10 cmHg higher than the saturated steam pressure and maintaining the gas phase side pressure of the second membrane module group at a reduced pressure of not more than the saturated steam pressure, the first degassing module group side From the second degassing module group, and then degassed.

【0026】減圧手段は単に真空ポンプ等で排気しても
良いが、適当なスイープガスを流しながら真空ポンプで
排気しても良い。特定の溶存気体を除去する場合には、
スイープガスを併用する方法は有効である。例えば、溶
存酸素や炭酸ガスのみを除去する事が重要な場合には、
スイープガスとして窒素ガス、アルゴンガス等が有効に
用いられる。
The pressure reducing means may be evacuated simply by a vacuum pump or the like, or may be evacuated by a vacuum pump while flowing an appropriate sweep gas. When removing specific dissolved gases,
A method using a sweep gas in combination is effective. For example, when it is important to remove only dissolved oxygen and carbon dioxide,
Nitrogen gas, argon gas or the like is effectively used as a sweep gas.

【0027】第一の膜モジュール群の気相側圧力は、脱
気する水のその温度での飽和水蒸気圧を越え、該水蒸気
圧より10cmHg高い圧力以下であればよいが、該飽
和水蒸気圧より0.1cmHg〜5cmHg高い圧力範
囲である事が好ましく、更に好ましくは該飽和水蒸気圧
より0.1cmHg〜0.7cmHg高い圧力範囲であ
る。 第2の膜モジュール群の気相側圧力は脱気する水
のその温度での飽和水蒸気圧以下であればよいが、飽和
水蒸気圧より0.1cmHg〜1.5cmHg低い圧力で
ある事が好ましく、さらに好ましくは0.3〜1cmH
g低い圧力である。
The pressure on the gaseous phase side of the first membrane module group may be higher than the saturated steam pressure at the temperature of the degassed water and not more than 10 cmHg higher than the steam pressure. The pressure range is preferably from 0.1 cmHg to 5 cmHg higher, more preferably from 0.1 cmHg to 0.7 cmHg higher than the saturated steam pressure. The gas-phase side pressure of the second membrane module group may be equal to or lower than the saturated steam pressure of the deaerated water at that temperature, but is preferably 0.1 cmHg to 1.5 cmHg lower than the saturated steam pressure, More preferably, 0.3 to 1 cmH
g lower pressure.

【0028】第一の膜モジュール群と第二の膜モジュー
ル群は実質的に直列に構成されておれば良く、第一の膜
モジュール群で脱気した液体をいったん酸素等の脱気の
対象となる気体が再溶解しない構造を有するタンク等に
貯蔵し、必要に応じてしかる後に第二の膜モジュール群
に通水して脱気を行っても良い。
The first membrane module group and the second membrane module group only need to be configured substantially in series, and the liquid degassed by the first membrane module group is once subjected to degassing such as oxygen. The gas may be stored in a tank or the like having a structure in which the gas does not redissolve, and may be deaerated by passing water through the second membrane module group if necessary.

【0029】本発明によれば、きわめて大容量の脱気を
行う場合に於いても、第一及び第二の膜モジュール群を
組み合わせ、気相側の真空圧力を調整することにより、
第一の膜モジュール群と第二の膜モジュール群を合計し
た膜面積を有する大型モジュールを一段で使用する場合
よりも効率良く、且つより小型の真空装置を用いて所望
の高度の脱気を実現できる。
According to the present invention, even in the case of performing a very large volume degassing, the first and second membrane module groups are combined and the vacuum pressure on the gas phase side is adjusted.
Achieving a desired high degree of deaeration with a more efficient and smaller vacuum system than when using a large module with a membrane area that is the sum of the first and second membrane modules it can.

【0030】脱気する水の温度に特に制限はないが、水
温は高いほうが好ましい。水温を高くすることにより多
量の水を効率良く脱気する事ができるばかりでなく、水
温上昇により必然的に飽和水蒸気圧も上昇し、したがっ
て膜の気相側の真空圧力を高める事ができ、これにより
真空装置の負荷を軽減する事ができ極めて好ましい。脱
気する水の温度は10℃〜50℃が好ましくさらに好ま
しくは20℃〜50℃である。
The temperature of the water to be degassed is not particularly limited, but the higher the temperature, the better. By increasing the water temperature, not only can a large amount of water be efficiently degassed, but also the saturated water vapor pressure naturally increases due to the increase in the water temperature, and therefore the vacuum pressure on the gas phase side of the membrane can be increased. Thereby, the load on the vacuum apparatus can be reduced, which is extremely preferable. The temperature of the deaerated water is preferably from 10C to 50C, more preferably from 20C to 50C.

【0031】本発明の第一及び第二の膜モジュールの形
態等に制限は無く、中空糸膜モジュール、平膜型モジュ
ール、スパイラル型モジュール、管状膜モジュール等必
要に応じてその形態を選択できる。このうち中空糸膜モ
ジュールは、モジュールの単位容積当たりの膜面積を大
きくでき最も好ましい。
The form of the first and second membrane modules of the present invention is not limited, and the form can be selected as required, such as a hollow fiber membrane module, a flat membrane type module, a spiral type module, and a tubular membrane module. Among them, the hollow fiber membrane module is most preferable because the membrane area per unit volume of the module can be increased.

【0032】また、中空糸膜モジュールへの水の流し方
に制限はなく、中空糸内側に水を流し外側を減圧に保ち
脱気する内部潅流方式でも良く、中空糸の外側に水を流
し内側を減圧に保ち脱気する外部潅流方式でも良い。
There is no limitation on the way of flowing water into the hollow fiber membrane module. An internal perfusion system may be used in which water flows inside the hollow fiber and the outside is kept at a reduced pressure to deaerate the water. An external perfusion system may be used in which the pressure is reduced and degassing is performed.

【0033】外部潅流方式は、内部潅流方式と比較し、
脱気効率に優れ、且つ水の流動圧力損失を極めて低水準
に抑えることが可能であり、特に多量の水を脱気処理す
る場合に最も好ましい。
The external perfusion method is compared with the internal perfusion method,
It is excellent in deaeration efficiency and can suppress the flow pressure loss of water to an extremely low level, and is most preferable particularly when a large amount of water is to be deaerated.

【0034】外部潅流型モジュールの構造及び中空糸膜
の充填方法は脱気される水に遍流が発生しないように構
成されておれば良く、例えば特許公開平2−10271
4号公報等に好適ないくつかのモジュール構造が開示さ
れている。
The structure of the external perfusion type module and the method of filling the hollow fiber membrane may be configured so as not to cause turbulence in the water to be degassed.
Some suitable module structures are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4 (1994) -104.

【0035】本発明はまた隔膜脱気方法として特に多量
の脱気処理において最も好ましい方式である外部潅流方
式を実施するにあたり、本発明に記載の第一及び第二の
膜モジュール群の隔膜が簾シート状に形成された中空糸
簾であって、 (式1) Dv=4×(有効中空糸膜簾巻き部分の体積)/(有効
中空糸膜の全外表面積) で計算される中空糸簾間隙の相当直径が50μm〜40
0μm、好ましくは140μm〜300μmとなるよう多
層に積層された状態でケースに組み込まれた構造を有し
ており、該簾状中空糸膜の外側に接して液体が流通し、
中空糸内側へ脱ガスされる外部潅流方式で脱気を行う事
を特徴とする。ここで有効中空糸膜とは脱気される水が
接触する中空糸部分をいう。Dv値を小さく、即ち中空
糸簾のパッキングを密にした方が脱気効率が向上し好ま
しいが、Dv値が50μm以下であると簾巻き部分の水
の流動圧力損失が極めて大きくなり好ましくなく、また
400μmを越えると水の脱気効率が大幅に低下しこれ
もまた好ましくない。
According to the present invention, when the external perfusion method, which is the most preferable method for the deaeration treatment of a large amount, is carried out particularly as the diaphragm deaeration method, the diaphragms of the first and second membrane modules according to the present invention are used. A hollow fiber blind formed in a sheet form, wherein Dv = 4 × (volume of effective hollow fiber membrane winding part) / (total outer surface area of effective hollow fiber membrane) The equivalent diameter of the gap is 50 μm-40
0 μm, preferably 140 μm to 300 μm has a structure incorporated in the case in a state of being laminated in a multilayer, liquid flows in contact with the outside of the cord-like hollow fiber membrane,
It is characterized in that degassing is performed by an external perfusion method in which degassing is performed inside the hollow fiber. Here, the effective hollow fiber membrane refers to a hollow fiber portion in contact with degassed water. A smaller Dv value, that is, a denser packing of hollow fiber cords is preferable because the deaeration efficiency is improved, but if the Dv value is 50 μm or less, the flow pressure loss of water in the cord portion becomes extremely large, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 400 μm, the efficiency of deaeration of water is greatly reduced, which is also undesirable.

【0036】本発明に記載の外部潅流モジュールに適用
する中空糸膜の寸法は、中空糸膜の外径が小さい方が、
その簾巻き体の径が小さくとも大きな膜面積を得ること
ができ、従ってモジュールの小型化が可能であり、且
つ、驚くべき事に膜面積当たりの脱気効率が向上するこ
とからより好ましい。外径は70μm〜370μmである
ことが好ましく、さらに好ましくは150μm〜280
μmである。また中空糸膜の内径は30μm〜310μ
mが好ましく、さらに好ましくは80μm〜220μm
である。
The dimensions of the hollow fiber membrane applied to the external perfusion module according to the present invention are such that the smaller the outer diameter of the hollow fiber membrane is,
It is more preferable because a large membrane area can be obtained even if the diameter of the cord is small, so that the module can be reduced in size and, surprisingly, the degassing efficiency per membrane area is improved. The outer diameter is preferably 70 μm to 370 μm, more preferably 150 μm to 280
μm. The inner diameter of the hollow fiber membrane is 30 μm to 310 μm.
m is preferred, and more preferably 80 μm to 220 μm
It is.

【0037】本発明に記載の外部潅流型モジュールは、
脱気する水の遍流を容易に抑制でき、且つ耐圧性に優
れ、構造が単純であり、また製造が容易である特徴を有
する。中空糸簾状シートの形態に制限はなく不織布体、
編み物、織物等特に制限はないが、好ましくは、中空糸
膜を緯糸または経糸とし、他の糸たとえばポリエステル
等からなるモノフィラメント糸またはマルチフィラメン
ト糸を経糸または緯糸として組織された編み物または織
物である。
The external perfusion type module according to the present invention comprises:
It is characterized by being able to easily suppress the circulating flow of deaerated water, has excellent pressure resistance, has a simple structure, and is easy to manufacture. There is no restriction on the form of the hollow fiber mat-like sheet, and a non-woven fabric,
There is no particular limitation on the knitted or woven fabric, but a knitted or woven fabric in which the hollow fiber membrane is a weft or a warp and another yarn such as a monofilament or multifilament yarn made of polyester or the like is a warp or a weft.

【0038】本発明に記載の外部潅流モジュール構造の
好ましい実施形態の一例のモデル図を図1に示す。本発
明の方法を実施するにあたり、第一の膜モジュール群の
気相側の圧力と第二の膜モジュール群の気相側の圧力の
調整法に制限は無く、例えば、両膜モジュール群に気相
側圧力を各々別真空装置で減圧しても良い。好ましく
は、一個の真空装置で両モジュール群の気相側を減圧す
る方法である。
FIG. 1 shows a model diagram of an example of a preferred embodiment of the external perfusion module structure according to the present invention. In carrying out the method of the present invention, there is no limitation on the method of adjusting the pressure on the gas phase side of the first membrane module group and the pressure on the gas phase side of the second membrane module group. The phase side pressure may be reduced by separate vacuum devices. Preferably, a single vacuum device is used to depressurize the gas phase sides of both module groups.

【0039】本発明はまた最も好ましい脱気装置を提供
する。本装置のモデル図を図2に示す。図2中9aは本
発明に記載の第一の膜モジュール群であり、10aは第
二のモジュール群である。使用するモジュールの本数は
処理する液体の量等により適宜選択すればよく、またそ
れぞれの群のモジュールの接続の仕方も並列、直列どち
らでも良い。脱気する水の流動圧力損失が許容できる範
囲であれば、すべて直列につなぐほうが膜面積あたりの
脱気効率をより高めることができることから、より好ま
しい。
The present invention also provides the most preferred deaerator. FIG. 2 shows a model diagram of this device. In FIG. 2, 9a is a first membrane module group described in the present invention, and 10a is a second module group. The number of modules to be used may be appropriately selected depending on the amount of liquid to be processed and the like, and the connection of the modules in each group may be either parallel or series. If the flow pressure loss of the water to be degassed is within an acceptable range, it is more preferable to connect all of them in series because degassing efficiency per membrane area can be further increased.

【0040】図2中12a及び12bはコンダクタンス
バルブであり、バルブ12aにより、第一の膜モジュー
ル群の気相側の圧力を脱気する水の飽和蒸気圧を越え且
つ飽和水蒸気圧より10cmHg高い圧力以下の減圧に
調整し、バルブ12bにより、第二の膜モジュール群の
気相側圧力を飽和水蒸気圧以下の減圧雰囲気に保つ。バ
ルブの種類には特に制限はないが、ノンブリードタイプ
が好ましい。図2中13は減圧装置である。本発明に使
用する減圧装置は第一及び第二の膜モジュール群の気相
側の圧力を本発明に記載の所定の圧力に以下まで減圧で
きるものであれば特に制限は無く、油回転式ポンプ、ダ
イヤフラム式ポンプ、水流アスピレータ、水封式真空ポ
ンプ、ブースター付水封式真空ポンプ、ルーツ型及びス
クロール型等のドライ型真空ポンプ等特に制限するもの
ではない。また、油回転式ポンプに油水分離装置を付属
して使用してもよく、また水封式ポンプの封水をチラー
等で冷却したり、蒸気圧の低い封液を使用してもよく、
また水封式真空ポンプに空気エゼクターを付属して使用
する等適宜実施できる。
In FIG. 2, reference numerals 12a and 12b denote conductance valves. The pressure on the gas phase side of the first membrane module group exceeds the saturated vapor pressure of deaerated water and is higher than the saturated vapor pressure by 10 cmHg by the valve 12a. The pressure is adjusted to the following reduced pressure, and the pressure on the gas phase side of the second membrane module group is maintained at a reduced pressure atmosphere equal to or lower than the saturated steam pressure by the valve 12b. The type of valve is not particularly limited, but a non-bleed type is preferable. Reference numeral 13 in FIG. 2 is a decompression device. The pressure reducing device used in the present invention is not particularly limited as long as the pressure on the gas phase side of the first and second membrane module groups can be reduced to the predetermined pressure described in the present invention below, and the oil rotary pump is used. There are no particular restrictions, such as a diaphragm type pump, a water aspirator, a water ring type vacuum pump, a water ring type vacuum pump with a booster, a dry type vacuum pump such as a roots type and a scroll type. Also, an oil / water separator may be attached to the oil rotary pump, or the water of the water ring pump may be cooled with a chiller or the like, or a liquid with a low vapor pressure may be used.
Further, it can be carried out as appropriate, for example, by using an air ejector attached to a water ring vacuum pump.

【0041】ここで膜自身の気体の透過速度の測定はA
STM−D1434に準拠して容易に行われる。また本
発明に記載の膜の水蒸気透過速度は、膜の一方の側に水
を流し、膜の反対側を減圧し、透過してきた水をコール
ドトラップに捕捉しその量を測定する事により求める。
この際膜の両側の水蒸気の圧力差は、便宜的に水のその
温度での飽和水蒸圧から減圧側の真空圧力を減じた値と
した。
Here, the measurement of the gas permeation rate of the membrane itself is performed by A
It is easily performed in accordance with STM-D1434. The water vapor transmission rate of the membrane according to the present invention is determined by flowing water on one side of the membrane, reducing the pressure on the other side of the membrane, capturing the permeated water in a cold trap, and measuring the amount.
At this time, the pressure difference between the water vapor on both sides of the membrane was a value obtained by subtracting the vacuum pressure on the reduced pressure side from the saturated water vapor pressure at that temperature for convenience.

【0042】[0042]

【実施例】【Example】

実施例1 ポリプロピレンを素材とするQO2が約860×10-
5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]で外径約2
80μm、内径約210μmの中空糸微多孔膜を横糸と
し、30デニールのポリエステルのマルチフィラメント
を縦糸として、ラッセル編みにより中空糸打ち込み本数
58本/吋の簾状シートを調製し、中空糸外径基準膜面
積90m2で、簾巻き層のDvが約255μmとなるよう
多数の穴を開口させた呼び径30の硬質塩化ビニルパイ
プにスパイラル状に巻きつけ、この簾巻き体を呼び径2
50の硬質塩化ビニルパイプからなる長さ約50cmの
モジュールケース内に装填し、封止用樹脂としてウレタ
ン樹脂及びエポキシ樹脂を使用し公知の遠心封止方法に
より図1にモデル図を示す構造を有する外部潅流型モジ
ュール1を製造した。
Example 1 QO 2 made of polypropylene is about 860 × 10-
5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg] with an outer diameter of about 2
A hollow fiber microporous membrane having an inner diameter of about 210 μm and an inner diameter of about 210 μm is used as a weft, and a 30-denier polyester multifilament is used as a warp. It is wound spirally around a rigid vinyl chloride pipe having a nominal diameter of 30 with a membrane area of 90 m 2 and a number of holes opened so that the Dv of the cord layer becomes about 255 μm.
It is loaded into a module case of about 50 cm in length consisting of 50 hard vinyl chloride pipes, and has a structure shown in FIG. 1 by a known centrifugal sealing method using a urethane resin and an epoxy resin as a sealing resin. An external perfusion module 1 was manufactured.

【0043】次いで、ポリ(4−メチルペンテン−1)
を素材とする、QO2が約5×10-5[cm3(STP)/cm
2・sec・cmHg]、QH20が約8×10-5[cm
3(STP)/cm2・sec cmHg]で外径約255μm
で内径約170μmの中空糸不均質膜を横糸とし、30
デニールのポリエステルのマルチフィラメントを縦糸と
して、中空糸打ち込み本数約63本/吋の簾状シートを
使用し、中空糸外径基準膜面積90m2で、中空糸簾巻
き層のDvが約230μmとなるように多孔パイプ上に
スパイラル状に巻きつけた以外上記外部潅流型モジュー
ル1と同じ構造を有する外部潅流型モジュール2を製造
した。
Next, poly (4-methylpentene-1)
Is referred to as material, QO 2 is about 5 × 10- 5 [cm 3 ( STP) / cm
2 · sec · cmHg], QH20 is about 8 × 10- 5 [cm
3 (STP) / cm 2 · sec cmHg] with an outer diameter of about 255 μm
The hollow fiber heterogeneous membrane having an inner diameter of about 170 μm
A denier polyester multifilament is used as a warp, and a hollow-fiber-shaped sheet having a hollow fiber driving number of about 63 / inch is used. With a hollow fiber outer diameter reference membrane area of 90 m 2 , the hollow fiber winding layer has a Dv of about 230 μm. An external perfusion module 2 having the same structure as the above-mentioned external perfusion module 1 except that it was spirally wound on a perforated pipe as described above was manufactured.

【0044】上記外部潅流型モジュール1を本発明に記
載の第一の膜モジュールとして、また上記外部潅流型モ
ジュール2を第二の膜モジュールとして使用して、図2
にモデル図で示す脱気システムを構成した。図中13は
膜の気相側圧力を減圧に保つ為の排気速度約48m3/h
rの油回転式真空ポンプであり、本実施例の実施にあた
っては水中の各種溶存ガスとともに排出されてくる水蒸
気と、ポンプの真空オイルを分離するために膜式の油水
分離装置を設置して使用した。11a及び12bに示すコ
ンダクタンスバルブにより、図中9aで示す第一の膜モ
ジュールの気相側圧力を2.5cmHgに保つととも
に、図中10aで示す第二の膜モジュールの気相側圧力
を2cmHgに調整し、第一の膜モジュールの原水入り
口より水温25℃の空気飽和水を種々流量を変化させて
流し入れ、図中10aの第二の膜モジュールの処理水出
口の溶存酸素濃度(Do値)をポーラグラフィック酸素計
により測定した。Do値が約1ppbに脱気された水を
約12t/hr(トン/時間)得ることが出来た。さら
に膜モジュール群1側より流し入れる25℃の空気飽和
水の供給量を増加させることによってDo 値が約47p
pbに脱気された水を約30t/hr得ることが出来た。
Using the external perfusion type module 1 as the first membrane module according to the present invention and the external perfusion type module 2 as the second membrane module according to the present invention, FIG.
The degassing system shown in the model diagram was constructed. In the figure, reference numeral 13 denotes a pumping speed of about 48 m 3 / h for keeping the pressure on the gas phase side of the film at reduced pressure.
This oil rotary vacuum pump is equipped with a membrane type oil / water separator to separate the water vapor discharged with various dissolved gases in the water and the vacuum oil of the pump. did. By the conductance valves shown in 11a and 12b, the gas-phase side pressure of the first membrane module shown by 9a in the figure is maintained at 2.5 cmHg, and the gas-phase side pressure of the second membrane module shown by 10a in the figure is made 2 cmHg. After adjustment, air-saturated water at a water temperature of 25 ° C. was introduced from the raw water inlet of the first membrane module at various flow rates, and the dissolved oxygen concentration (Do value) at the treated water outlet of the second membrane module 10a in FIG. It was measured with a polarographic oximeter. About 12 t / hr (ton / hour) of water degassed to a Do value of about 1 ppb was obtained. Further, by increasing the supply amount of 25 ° C. air-saturated water flowing from the membrane module group 1 side, the Do value becomes approximately 47 p.
About 30 t / hr of water degassed to pb was obtained.

【0045】実施例2 第二の膜モジュール群として、ポリ(4−メチルペンテ
ン−1)を素材とし、QO2が約10×10-5[cm3(ST
P)/cm2・sec・cmHg]、水蒸気透過速度が約
12×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]で外径約215μm、内径約136μmの中空糸不均
質膜を使用し、簾巻き層のDvが約210μm となるよ
う簾を多孔パイプにスパイラル状に巻き付けた以外実施
例1と同様の構造を有する膜モジュールを使用した以外
実施例1と同様の脱気試験を行った。
[0045] As Example 2 second membrane modules, poly (4-methylpentene-1) as a raw material, QO 2 is about 10 × 10- 5 [cm 3 ( ST
P) / cm 2 · sec · cmHg], water vapor transmission rate of about 12 × 10- 5 [cm 3 ( STP) / cm 2 · sec · cmH
g], a hollow fiber heterogeneous membrane having an outer diameter of about 215 μm and an inner diameter of about 136 μm was used, and the blinds were spirally wound around a perforated pipe so that the Dv of the blind winding layer was about 210 μm. The same deaeration test as in Example 1 was performed except that a membrane module having the following was used.

【0046】Do値が約1ppbまで脱気された水を約
15t/hr得ることが出来た。さらに水の供給量を増
加させることによってDo 値が約50ppbに脱気され
た水を39t/hr得ることが出来た。
About 15 t / hr of water degassed to a Do value of about 1 ppb was obtained. By further increasing the supply of water, 39 t / hr of degassed water having a Do value of about 50 ppb could be obtained.

【0047】実施例3 ポリ(4−メチルペンテン−1)を素材とし、QO2が約
30×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]、水蒸気透過速度が約28×10-5[cm3(STP)/
cm2・sec・cmHg]で中空糸外径約215μm、
内径約130μmの中空糸不均質膜を横糸として使用
し、30デニールのポリエステルマルチフィラメントを
縦糸として、ラッセル編みにより中空糸不均質膜の打ち
込み本数を約63本/吋とした中空糸簾状シートを調製
し、中空糸外径基準膜面積90m2で、中空糸簾巻き層
のDvが約210μmとなるよう多数の穴を開口させた
呼び径30の硬質塩化ビニルパイプにスパイラル状に巻
きつけ、この簾巻き体を呼び径250の硬質塩化ビニル
パイプからなる長さ約50cmのモジュールケース内に
装填し、封止用樹脂としてウレタン樹脂及びエポキシ樹
脂を使用し公知の遠心封止方法により図1にモデル図を
示す構造を有する外部潅流型モジュール1を製造した。
[0047] Example 3 Poly (4-methylpentene-1) as a raw material, QO 2 is about 30 × 10- 5 [cm 3 ( STP) / cm 2 · sec · cmH
g], water vapor transmission rate of about 28 × 10- 5 [cm 3 ( STP) /
cm 2 · sec · cmHg] in the hollow fiber outside diameter of about 215μm,
Using a hollow fiber heterogeneous membrane with an inner diameter of about 130 μm as the weft, a 30-denier polyester multifilament as the warp, and a hollow fiber mat-like sheet in which the number of hollow fiber heterogeneous membranes is about 63 / inch by Russell knitting. Prepared and wound spirally around a rigid vinyl chloride pipe with a nominal diameter of 30 with a number of holes opened so that the hollow fiber winding layer has a Dv of about 210 μm with a hollow fiber outer diameter reference membrane area of 90 m 2. The winding body is loaded into a module case of about 50 cm in length made of a hard vinyl chloride pipe with a nominal diameter of 250, and a urethane resin and an epoxy resin are used as a sealing resin. An external perfusion type module 1 having the structure shown in the figure was manufactured.

【0048】次いで、膜のQO2が約12×10-5[cm
3(STP)/cm2・sec・cmHg]、QH2Oが約14×
10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]で中
空糸膜の外径約200μmで、内径が約120μmである
中空糸不均質膜を使用し、20デニールのポリエステル
マルチフィラメントを縦糸とし、中空糸不均質膜の打ち
込み本数が約66本/吋とした中空糸簾状シートを使用
し、中空糸簾巻き層のDvが約200μm となるよう多
孔パイプ上にスパイラル状に巻きつけた以外上記外部潅
流型モジュール1と同じ構造を有する外部潅流型モジュ
ール2を製造した。
[0048] Then, QO 2 of film of approximately 12 × 10- 5 [cm
3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg], QH2O is about 14 ×
In 10- 5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg] outside diameter of about 200μm of the hollow fiber membrane, using a hollow fiber heterogeneous membrane inner diameter of about 120 [mu] m, the 20 denier polyester multifilament Using a hollow fiber mat-like sheet in which the number of hollow fiber heterogeneous membranes is about 66 / inch as the warp, and spirally wound on a perforated pipe so that the Dv of the hollow fiber winding layer is about 200 μm. An external perfusion type module 2 having the same structure as that of the above external perfusion type module 1 was manufactured.

【0049】上記外部潅流型モジュール1を本発明に記
載の第一の膜モジュールとして使用し、また上記外部潅
流型モジュール2を第二の膜モジュールとして使用した
以外実施例1と同じ脱気システムを構成し、脱気される
25℃の空気飽和水のモジュール群への供給量を種々変
更して脱気実験を行った。得られた脱気特性曲線を第図
4のグラフ(1)に示す。Do値が1ppbまで脱気さ
れた水を約19t/hr得ることができ、さらにDo値
が50ppb以下まで脱気された水を約53t/hr得
ることができた。
The same degassing system as in Example 1 except that the external perfusion type module 1 was used as the first membrane module according to the present invention and the external perfusion type module 2 was used as the second membrane module. A degassing experiment was performed by changing the supply amount of the configured and degassed 25 ° C. air-saturated water to the module group. The obtained deaeration characteristic curve is shown in graph (1) of FIG. About 19 t / hr of water degassed to a Do value of 1 ppb was obtained, and about 53 t / hr of water degassed to a Do value of 50 ppb or less.

【0050】実施例4 図3にモデル図で示すモジュール3本を直列に接続した
脱気システムを構成した。図中9b、9cは第一の膜モ
ジュール群であり、実施例1で用いたPPを素材とする
中空糸微多孔膜モジュールを2本を直列に接続して使用
した。図中10bは第二の膜モジュール群であり、実施
例2で用いたポリ(4−メチルペンテン−1)中空糸不
均質膜モジュールを使用した。
Embodiment 4 A degassing system was constructed in which three modules shown in the model diagram of FIG. 3 were connected in series. In the figure, reference numerals 9b and 9c denote a first membrane module group, in which two hollow fiber microporous membrane modules made of PP used in Example 1 were connected in series. In the figure, reference numeral 10b denotes a second membrane module group, in which the poly (4-methylpentene-1) hollow fiber heterogeneous membrane module used in Example 2 was used.

【0051】図中13に示す排気速度48m3/hrの油
回転式真空ポンプを使用し、11c及び11dに示すコ
ンダクタンスバルブにより、図中9b、9cに示す第一
の膜モジュール群の気相側圧力をおのおの2.5cmHg
に保つとともに、図中11eに示すコンダクタンスバル
ブにより、図中10bの第二の膜モジュール気相側圧力
を2cmHgに調整し、第一の膜モジュール9bの原水
入り口より水温25℃の空気飽和水を流し入れ、図3中
10bの第二の膜モジュールの処理水出口より流れ出て
くる水の流量とDo値を測定した。尚、Do値はポーラグ
ラフィック酸素計により測定した。Do値が約0.8pp
bに脱気された水を約30t/hr得ることが出来た。
Using an oil rotary vacuum pump with a pumping speed of 48 m 3 / hr shown in FIG. 13 and a conductance valve shown in 11c and 11d, the gas phase side of the first membrane module group shown in 9b and 9c in FIG. The pressure is 2.5cmHg each
And the gas-pressure side pressure of the second membrane module 10b in the figure was adjusted to 2 cmHg by the conductance valve shown in the figure 11e, and air-saturated water with a water temperature of 25 ° C. was supplied from the raw water inlet of the first membrane module 9b. The flow rate and Do value of the water flowing out from the treated water outlet of the second membrane module 10b in FIG. 3 were measured. The Do value was measured by a polar graphic oxygen meter. Do value is about 0.8pp
About 30 t / hr of degassed water was obtained.

【0052】実施例5 第一の膜モジュール及び第二の膜モジュールとして、ポ
リ(4−メチルペンテン−1)を素材としたQO2が約2
7×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]、QH2Oが約26×10-5[cm3(STP)/cm2・s
ec・cmHg]で中空糸外径約215μm、内径約1
30μmの中空糸不均質膜を横糸として、30デニール
のポリエステルのマルチフィラメントを縦糸として、中
空糸不均質膜の打ち込み本数約63本/吋の簾を調製
し、中空糸外径基準膜面積90m2で、中空糸簾巻き層
の相当直径が約190μm となるよう多孔パイプ上にス
パイラル状に巻きつけた以外実施例1に使用した膜モジ
ュールと同じ構造を有する2本の同一特性を有する外部
潅流型膜モジュールを直列に接続して使用した以外実施
例1と同様の脱気試験を行った。脱気特性を図5のグラ
フ(3)に示す。Do 値が約1ppbまで脱気された水
を約18t/hr得ることができた。
Example 5 As the first membrane module and the second membrane module, QO 2 made of poly (4-methylpentene-1) was about 2%.
7 × 10- 5 [cm 3 ( STP) / cm 2 · sec · cmH
g], QH2O is about 26 × 10- 5 [cm 3 ( STP) / cm 2 · s
ec · cmHg], the outer diameter of the hollow fiber is about 215 μm,
Using a 30 μm hollow fiber heterogeneous membrane as a weft and a 30-denier polyester multifilament as a warp, a hollow fiber heterogeneous membrane with a driving number of about 63 / inch was prepared, and the hollow fiber outer diameter reference membrane area was 90 m 2. An external perfusion type having the same structure as that of the membrane module used in Example 1 except that it is wound spirally on a perforated pipe so that the equivalent diameter of the hollow fiber cord winding layer is about 190 μm. The same deaeration test as in Example 1 was performed except that the membrane modules were connected in series and used. The deaeration characteristics are shown in graph (3) of FIG. About 18 t / hr of water degassed to a Do value of about 1 ppb could be obtained.

【0053】実施例6 (水温40℃とし脱気性能をあ
げる) 水温40℃の空気飽和水を使用し、排気速度約36m3/
hrの真空ポンプを使用し、第一の膜モジュール群の気
相側の真空圧力を5.8cmHgとし、第二の膜モジュー
ル群の気相側の真空圧力を4.6cmHgとした以外実施
例5と同様の脱気実験を行った。脱気特性を図5のグラ
フ(5)に示す。約0.8ppb まで脱気された水を約
25t/hr得ることができた。
Example 6 (Enhancing degassing performance at a water temperature of 40 ° C.) Using air-saturated water at a water temperature of 40 ° C., an exhaust speed of about 36 m 3 /
Example 5 except that the vacuum pressure on the gas phase side of the first membrane module group was set to 5.8 cmHg and the vacuum pressure on the gas phase side of the second membrane module group was set to 4.6 cmHg using a vacuum pump of hr. The same degassing experiment was performed. The deaeration characteristics are shown in graph (5) of FIG. About 25 t / hr of water degassed to about 0.8 ppb could be obtained.

【0054】比較例1 実施例1において第一の膜モジュールと第二の膜モジュ
ール入れ替えて実施例1と同様の脱気実験を行ったとこ
ろ、図2中13に示す真空ポンプの油が、多量の水蒸気
混入により白濁し、図2中10aに示すポリプロピレン
微多孔中空糸膜を隔膜とする第二の膜モジュールの気相
側の真空圧力を飽和水蒸気圧以下に保つ事が困難となり
脱気実験が不可能であった。
Comparative Example 1 A degassing experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the first membrane module and the second membrane module were replaced with each other. 2. It becomes difficult to keep the vacuum pressure on the gaseous phase side of the second membrane module using the microporous polypropylene hollow fiber membrane shown in FIG. It was impossible.

【0055】比較例2 実施例3で使用した第一の膜モジュール及び第二の膜モ
ジュールを使用し、実施例1と同様に図2にモデル図で
示す脱気システムを構成し、バルブ11a及び12aを
調整し、両モジュールの気相側の真空圧力を2cmHg
となるよう調整した。水流量を増加させるにつれてモジ
ュール群1及び2の気相側の真空圧力が徐々に増加して
ゆき流量約20t/hrを越えたところで、気相側の真
空圧力を脱気する水の飽和水蒸気圧である約2.37c
mHg以下に保つことが出来なくなった。脱気特性を図
4のグラフ(2)に示す。Do 値が約1ppbまで脱気
された水を約16t/hr得る事が出来、また50pp
bまで脱気された水を約32t/hr得ることが出来
た。
Comparative Example 2 Using the first membrane module and the second membrane module used in Example 3, a deaeration system shown in a model diagram in FIG. 2 was constructed in the same manner as in Example 1, and a valve 11a and a valve 11a were used. 12a was adjusted, and the vacuum pressure on the gas phase side of both modules was adjusted to 2 cmHg.
It was adjusted to become. As the water flow rate is increased, the vacuum pressure on the gas phase side of the module groups 1 and 2 gradually increases, and when the flow rate exceeds about 20 t / hr, the saturated steam pressure of water that degass the vacuum pressure on the gas phase side About 2.37c
It cannot be maintained below mHg. The deaeration characteristics are shown in graph (2) of FIG. About 16 t / hr of water degassed to a Do value of about 1 ppb can be obtained.
About 32 t / hr of water degassed to b was obtained.

【0056】比較例3 図2中10bに示す第二の膜モジュールを、ポリ(4−
メチルペンテン−1)を素材とする、QO2が約17×1
0-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]、QH2O
水蒸気透過速度が約18×10-5[cm3(STP)/cm2
・sec・cmHg]で外径約270μm、内径約19
0μmの中空糸不均質膜を横糸とし、50デニールのポ
リエステルのマルチフィラメントを縦糸とし、ラッセル
編みにより中空糸打ち込み本数を約40本/吋とした簾
状シートを使用し、中空糸外径基準膜面積90m2で、
中空糸簾状シート巻き層のDvが約410μmとなるよ
う多孔パイプ上にスパイラル状に巻きつけた以外実施例
1で使用した外部部潅流型モジュールと同じ構造を有す
る膜モジュールに変更した以外、実施例1と同様の脱気
試験を行った。Do 値が約0.8ppbに脱気された水
を約5t/hr得ることが出来た。さらにDo値約49
ppbに脱気された水を約18t/hr得ることが出来
た。
Comparative Example 3 The second membrane module shown at 10b in FIG.
Methyl pentene-1), QO 2 is about 17 × 1
0- 5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg], QH2O
Water vapor transmission rate of about 18 × 10- 5 [cm 3 ( STP) / cm 2
[Sec · cmHg], outer diameter about 270 μm, inner diameter about 19
A hollow fiber non-homogeneous membrane of 0 μm is used as a weft, a multi-filament of 50 denier polyester is used as a warp, and a hollow fiber outer diameter standard membrane is used. in the area of 90m 2,
Except for changing the membrane module having the same structure as the external perfusion type module used in Example 1, except that the hollow-fiber-shaped sheet wound layer was wound spirally on a perforated pipe so that Dv was about 410 μm. The same degassing test as in Example 1 was performed. About 5 t / hr of water degassed to a Do value of about 0.8 ppb was obtained. Furthermore, Do value is about 49
About 18 t / hr of water degassed to ppb was obtained.

【0057】比較例4 モジュールケースとして呼び径300の硬質塩化ビニル
パイプを使用し、中空糸膜簾巻き直径を大きくし中空糸
膜の外径基準の膜面積を180m2 とした以外実施例5
と実質的に同じ構造を有する外部潅流型モジュール一本
を使用し、排気速度48m3/hrの油回転式真空ポンプ
を使用して一段で脱気試験を行った。水流量を増加させ
るにつれて膜モジュールの気相側の真空側の圧力が徐々
に増加してゆき、流量約12t/hrを越えたところ
で、気相側の真空圧力を脱気する水の飽和水蒸気圧であ
る約2.37cmHg以下に保つことが出来なくなった。
脱気特性を図5のグラフ(4)に示す。Do 値が約1p
pbまで脱気された水は約10t/hrまでしか得るこ
とができなかった。ついで、使用する真空ポンプを排気
速度約78m3/hrの大型の油回転式ポンプに変更して
同様の脱気試験を行ったところ実施例5の場合と同程度
脱気性能を得ることができた。
Comparative Example 4 A hard vinyl chloride pipe having a nominal diameter of 300 was used as a module case, the diameter of the hollow fiber membrane was increased, and the membrane area based on the outer diameter of the hollow fiber membrane was changed to 180 m 2.
A single-stage perfusion module having substantially the same structure as that of Example 1 was used, and a single-stage degassing test was performed using an oil rotary vacuum pump with a pumping speed of 48 m 3 / hr. As the flow rate of water increases, the pressure on the vacuum side on the gas phase side of the membrane module gradually increases, and when the flow rate exceeds about 12 t / hr, the saturated steam pressure of water that degass the vacuum pressure on the gas phase side Of about 2.37 cmHg or less.
The deaeration characteristics are shown in graph (4) of FIG. Do value is about 1p
Water degassed to pb could only be obtained up to about 10 t / hr. Next, a similar deaeration test was conducted by changing the vacuum pump to be used to a large oil rotary pump having an evacuation speed of about 78 m 3 / hr. As a result, the same deaeration performance as in the case of Example 5 was obtained. Was.

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

【図1】図1は実施例で用いた外部潅流型中空糸膜モジ
ュールのモデル図である。
FIG. 1 is a model diagram of an external perfusion type hollow fiber membrane module used in Examples.

【図2】図2は本発明の実施例1〜3及び比較例1〜3
で用いた脱気システムの概念図である。
FIG. 2 shows Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
It is a conceptual diagram of the deaeration system used in FIG.

【図3】図3は本発明の実施例4で用いた脱気システム
の概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a deaeration system used in Embodiment 4 of the present invention.

【図4】図4は本発明の実施例3及び比較例2により得
られた脱酸素特性を示すグラフであり、図4中(1)は
実施例3により得られた脱酸素特性であり、(2)は比
較例2で得られた脱酸素特性である。
FIG. 4 is a graph showing deoxidation characteristics obtained in Example 3 and Comparative Example 2 of the present invention. In FIG. 4, (1) shows deoxidation characteristics obtained in Example 3. (2) shows the deoxidation characteristics obtained in Comparative Example 2.

【図5】図5は本発明の実施例5及び6、比較例4で得
られた脱酸素特性を示すグラフであり、図5中(3)は
実施例5により得られた脱酸素特性であり、(4)は比
較例4により得られた脱酸素特性であり、(5)は実施
例6により得られた脱酸素特性である。
FIG. 5 is a graph showing deoxidation characteristics obtained in Examples 5 and 6 of the present invention and Comparative Example 4. In FIG. 5, (3) shows the deoxidation characteristics obtained in Example 5. Yes, (4) is the deoxidizing property obtained in Comparative Example 4, and (5) is the deoxidizing property obtained in Example 6.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:キャップ、2:脱気口、3:中空糸膜簾、4:ハウ
ジング、5:原水入口、6:樹脂封止部、7:脱気処理
水出口、8:多孔パイプ、9a〜9c:第一の膜モジュ
ール群、10a〜10b:第二の膜モジュール群、11
a〜11e:真空圧力計、12a〜12e:コンダクタ
ンスバルブ、13:真空ポンプ。
1: Cap, 2: Deaeration port, 3: Hollow fiber membrane, 4: Housing, 5: Raw water inlet, 6: Resin seal, 7: Deaerated water outlet, 8: Perforated pipe, 9a to 9c: First membrane module group, 10a to 10b: second membrane module group, 11
a to 11e: vacuum pressure gauge, 12a to 12e: conductance valve, 13: vacuum pump.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水中に溶存している気体を隔膜を介して
脱気する隔膜脱気方法において、酸素透過速度が1×1
-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]〜10
000×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]である膜を隔膜とする第一の膜モジュール群と、酸
素透過速度が0.5×10-5[cm3(STP)/cm2・s
ec・cmHg]〜40×10-5[cm3(STP)/cm2
・sec・cmHg]であり、且つ該膜の水蒸気透過速
度が0.5×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・c
mHg]〜150×10-5[cm3(STP)/cm2・se
c・cmHg]である隔膜からなる第二の膜モジュール
群が、実質的に直列に連結され、第一の膜モジュール群
の気相側圧力を、脱気する水の飽和水蒸気圧を越え且つ
該飽和水蒸気圧より10cmHg高い圧力以下の減圧に
保ち、第二の膜モジュール群の気相側圧力を飽和水蒸気
圧以下に保ちつつ、第一の膜モジュール側から通水し、
次いで第二の膜モジュール群に通水し脱気する事を特徴
とする液体の超脱気方法。
In a diaphragm degassing method for degassing gas dissolved in water through a diaphragm, the oxygen permeation rate is 1 × 1.
0 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg] -10
000 × 10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmH
g], and a first membrane module group having a membrane as a diaphragm, and an oxygen transmission rate of 0.5 × 10 −5 [cm 3 (STP) / cm 2 · s]
ec · cmHg] to 40 × 10 −5 [cm 3 (STP) / cm 2
· Sec · cm · Hg] and the water vapor transmission rate of the membrane is 0.5 × 10 −5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · c].
mHg] to 150 × 10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · se]
c · cmHg] are substantially connected in series, and the gas-phase side pressure of the first membrane module group exceeds the saturated vapor pressure of water to be degassed. While maintaining a reduced pressure of 10 cmHg or more higher than the saturated steam pressure and maintaining the gas phase pressure of the second membrane module group at a saturated steam pressure or less, water is passed from the first membrane module side,
Next, a method of super degassing a liquid, characterized by passing water through the second group of membrane modules and degassing.
【請求項2】 第一及び第二の膜モジュール群の隔膜が
簾シート状に形成された中空糸簾であって、 (式1) Dv=4×(有効中空糸膜簾巻き部分の体積)/(有効
中空糸膜の全外表面積) で計算される中空糸簾間隙の相当直径が50μm〜40
0μmとなるよう多層に積層された状態でケースに組み
込まれた構造を有しており、該簾状中空糸の外側に接し
て液体を流通させ、中空糸内側へ脱ガスする外部潅流方
式で脱気を行う事を特徴とする請求項1に記載の脱気方
法。
2. A hollow fiber curtain in which the diaphragms of the first and second membrane module groups are formed in a blind sheet shape, wherein: (Formula 1) Dv = 4 × (volume of an effective hollow fiber membrane winding part) The equivalent diameter of the hollow fiber gap calculated by // (total outer surface area of the effective hollow fiber membrane) is 50 μm to 40 μm
It has a structure in which it is incorporated in a case in a state of being stacked in multiple layers so as to have a thickness of 0 μm, and a liquid is circulated in contact with the outside of the cord-shaped hollow fiber, and degassing is performed by an external perfusion method of degassing inside the hollow fiber. The degassing method according to claim 1, wherein air is removed.
【請求項3】 第一及び第二の膜モジュール群の隔膜
が、外径70μm〜370μmであり、内径が30μm
〜310μmである中空糸膜である事を特徴とする請求
項2記載の脱気方法。
3. The diaphragm of the first and second membrane modules has an outer diameter of 70 μm to 370 μm and an inner diameter of 30 μm.
3. The degassing method according to claim 2, wherein the hollow fiber membrane has a diameter of about 310 [mu] m.
【請求項4】 少なくとも第二の膜モジュール群の隔膜
がポリ(4−メチルペンテン−1)からなる中空糸不均
質膜である事を特徴とする請求項1、2又は3に記載の
脱気方法。
4. The degassing method according to claim 1, wherein at least the membrane of the second group of membrane modules is a heterogeneous hollow fiber membrane made of poly (4-methylpentene-1). Method.
【請求項5】 酸素透過速度が1×10-5[cm3(STP)
/cm2・sec・cmHg]〜10000×10
-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]である膜
を隔膜とする第一の膜モジュール群と、酸素透過速度が
0.5×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]〜40×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・c
mHg]であり、且つ該膜の水蒸気透過速度が0.5×
10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmHg]〜1
50×10-5[cm3(STP)/cm2・sec・cmH
g]である隔膜からなる第二の膜モジュール群が直列に
接続された一連の脱気用モジュール群と、第一の膜モジ
ュール群側から脱気する水を供給する手段と、第一及び
第二の膜モジュール群の気相側の圧力を減圧する手段と
してコンダクタンスバルブとを組み込んでなる隔膜式脱
気装置であって、該減圧手段により第一の膜モジュール
群の気相側の圧力が、脱気する水のその温度での飽和水
蒸気圧を越え且つ該飽和水蒸気圧より10cmHg高い
圧力以下に調整されており、しかも第二の膜モジュール
群の気相側の圧力が、脱気する水のその温度での飽和水
蒸気圧以下に調整されたものであることを特徴とする液
体の超脱気装置。
5. An oxygen transmission rate of 1 × 10 −5 [cm 3 (STP)]
/ Cm 2 · sec · cmHg] to 10000 × 10
-5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg] as a first membrane module group having a membrane as a membrane, and an oxygen transmission rate of 0.5 × 10 -5 [cm 3 (STP) / cm] 2 · sec · cmH
g] to 40 × 10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · c]
mHg], and the water vapor transmission rate of the membrane is 0.5 ×
10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmHg] ~ 1
50 × 10 -5 [cm 3 (STP) / cm 2 · sec · cmH
g], a series of deaeration modules in which a second membrane module group comprising a diaphragm is connected in series, means for supplying deaerated water from the first membrane module group side, first and second A diaphragm deaerator incorporating a conductance valve as a means for reducing the pressure on the gas phase side of the second membrane module group, the pressure on the gas phase side of the first membrane module group by the pressure reducing means, The deaerated water is adjusted to a pressure exceeding the saturated steam pressure at that temperature and not more than 10 cmHg higher than the saturated steam pressure, and the pressure on the gas phase side of the second membrane module group is adjusted to the degassed water. A liquid super-degassing apparatus characterized in that the pressure is adjusted to be equal to or lower than the saturated steam pressure at that temperature.
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