JPH1110146A - 逆浸透膜分離方法 - Google Patents
逆浸透膜分離方法Info
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- JPH1110146A JPH1110146A JP9178889A JP17888997A JPH1110146A JP H1110146 A JPH1110146 A JP H1110146A JP 9178889 A JP9178889 A JP 9178889A JP 17888997 A JP17888997 A JP 17888997A JP H1110146 A JPH1110146 A JP H1110146A
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Abstract
ら、2段逆浸透膜分離によりホウ素含有量を所望値に減
量し、かつカルシウム等の蒸発残留物の含有量を所望値
に減量し、しかもpHを中性側にした、所謂、おいしい
飲料水を容易に生産できる逆浸透膜分離方法を提供す
る。 【解決手段】原液40を第1段目逆浸透膜モジュ−ル4
1によって処理し、更にその透過液の一部を第2段目逆
浸透膜モジュ−ル42によつて処理し、この第2段目逆
浸透膜モジュ−ル42の透過液と第1段目逆浸透膜モジ
ュ−ル41の残部透過液とを混合する方法において、第
1段目逆浸透膜モジュ−ルの透過液の一部を当該逆浸透
膜モジュ−ルの下流側透過液とし、同残部透過液を当該
逆浸透膜モジュ−ルの上流側透過液とした。
Description
関し、特にホウ素を多量に含有する原液、例えば、海水
から飲料水を生産する場合に有用な方法である。
海水を第1段目逆浸透膜モジュ−ルで処理し、その透過
液をホウ素の除去に適したpH値に調整のうえ、更に第
2段目逆浸透膜モジュ−ルで処理することが提案されて
いる(特開平9−10766号、特開平8−20646
0号)。
いしい飲料水としては、カルシウム等の蒸発残留物を適
量に含有し、pH値が中性近傍であることが条件とされ
る。上記の逆浸透膜分離による飲料水の製造方法におい
て、第1段目逆浸透膜モジュ−ルの蒸発残留物に対する
阻止率をa、同じくホウ素に対する阻止率をb、第2段
目逆浸透膜モジュ−ルの蒸発残留物に対する阻止率を
a’、同じくホウ素に対する阻止率をb’とすれば、最
終的に得る生産水の蒸発残留物含有率は(1−a)(1
−a’)であり、同じくホウ素含有率は(1−b)(1
−b’)であり、このホウ素含有率を0.2ppm以下
に抑えている。
a)(1−a’)で定まってしまい、a,a’がb,
b’に従属的に変動するので、蒸発残留物含有率をホウ
素含有率に独立的に所望値に設定し難く、ホウ素含有率
0.2ppm以下にすると、蒸発残留物含有量がおいし
い飲料水の条件から外れ、またpHもアルカリ側になっ
てしまう。従って、特開平8−206460号等に開示
された2段逆浸透膜分離法では、おいしい飲料水を生産
することが難しい。
原液、例えば、海水から、2段逆浸透膜分離によりホウ
素含有量を所望値に減量し、かつカルシウム等の蒸発残
留物の含有量を所望値に減量し、しかもpHを中性側に
した、所謂、おいしい飲料水を容易に生産できる逆浸透
膜分離方法を提供することにある。
離方法は、原液を第1段目逆浸透膜モジュ−ルによって
処理し、更にその透過液の一部を第2段目逆浸透膜モジ
ュ−ルによつて処理し、この第2段目逆浸透膜モジュ−
ルの透過液と第1段目逆浸透膜モジュ−ルの残部透過液
とを混合する方法であり、第1段目逆浸透膜モジュ−ル
の透過液の一部は当該逆浸透膜モジュ−ルの下流側透過
液から得、同残部透過液は当該逆浸透膜モジュ−ルの上
流側透過液から得ることを特徴とする構成である。
水や排水から飲料水を生産する場合は、第1成分を蒸発
残留物とし、第2成分をホウ素とし、第1段目逆浸透膜
モジュ−ルの供給側pH値を8以下とし、第2段目逆浸
透膜モジュ−ルの供給側pH値を8以上とし、また、第
1段目逆浸透膜モジュ−ルにおける、供給液3.5%食
塩水、操作圧力56kgf/cm2、温度25℃、pH6.5
の条件で評価した食塩阻止率を99%以上、より好まし
くは99.4%以上とし.同条件のもとでの透過流束を
0.4m3/m2・日以上とし、第2段目逆浸透膜モジュ−ル
における、供給液0.05%食塩水、操作圧力7.5kg
f/cm2、温度25℃、pH6.5の条件で評価した食塩
阻止率を98%以上、より好ましくは、99%以上と
し、同条件のもとでの透過流束を0.6m3/m2・日以上と
することが好ましい。
実施の形態について説明する。図1は、本発明に係る逆
浸透膜分離方法の処理フロ−を示している。図1におい
て、41は第1段目逆浸透膜モジュ−ルを、42は第2
段目逆浸透膜モジュ−ルをそれぞれ示している。40は
第1成分Aと第2成分Bとを含有する原液を示し、この
原液40を第1段目逆浸透膜モジュ−ル41で回収率y
1で処理し、第1段目逆浸透膜モジュ−ル41の透過液
をx量と(1−x)量とに分け、透過液量(1−x)を
第2段目逆浸透膜モジュ−ル42に供給し、更に回収率
y2で処理し、その透過液と第1段目逆浸透膜モジュ−
ル41の残部透過液量xとを合流させて生産液を得る。
透膜モジュ−ルの膜材質等によって調整できる要素であ
る。而るに、本発明に係る逆浸透膜分離方法において
は、これらの調整にとどまらず、第1段目逆浸透膜モジ
ュ−ルの透過液の分流比x、回収率y1更には、第2段
目逆浸透膜モジュ−ルでの回収率y2によっても、生産
液の第1成分Aの含有率、第2成分Bの含有率XBを調
整できる結果、生産液の第1成分含有量及び第2成分含
有量を所望値に容易に設定できる。すなわち、従来法で
の生産液の第1成分含有量XA’、第2成分含有量XB’
は、 XA’=(1-a)(1-a') XB’=(1-b)(1-b') で与えられ、a、a’、b、b’で決まってしまうが、
本発明に係る逆浸透膜分離方法においては、分流比x、
回収率y1、y2によっても第1成分含有量XA’、第2
成分含有量XB’を調整できるので、生産液の第1成分
含有量及び第2成分含有量を多技的に調整でき、所望値
にそれだけ容易に設定できるのである。
しくは0.3〜0.7の範囲内で設定される。上記第1
段目逆浸透膜モジュ−ル内においては、原液濃度が下流
側に至るほど高濃度となり、従って同逆浸透膜モジュ−
ルの透過液側においても、第1成分及び第2成分の濃度
が下流側に至るほど高濃度となる。而るに、本発明にお
いては第1段目逆浸透膜モジュ−ルの下流側の透過液を
第2段目逆浸透膜モジュ−ルに供給しており、第2段目
逆浸透膜モジュ−ルの塩除去性能を効率よく発揮させ得
る。
ば海水(ホウ素含有量4.2ppm)から、所謂、おい
しい飲料水を生産する場合の実施例について説明する。
この実施例において、第1成分はカルシウム等の蒸発残
留物であり、第2成分はホウ素である。
膜分離装置を示している。図2において、1はホウ素を
多量に含有する原液のタンク(海水タンク)を、2は前
処理槽を、31は第1段目送液ポンプを、41は第1段
目逆浸透膜分離モジュ−ルを、411は第1段目逆浸透
膜モジュ−ルの濃縮液を、412は第1段目逆浸透膜モ
ジュ−ルの上流側透過液を、413は同じく下流側透過
液をそれぞれ示している。5は中間タンクを、32は第
2段目送液ポンプを、42は第2段目逆浸透膜分離モジ
ュ−ルを、421は第2段目逆浸透膜モジュ−ルの濃縮
液を、424は第2段目逆浸透膜モジュ−ルの透過液を
それぞれ示している。この第2段目逆浸透膜モジュ−ル
の透過液は、原液供給側に全量または一部をリタ−ンさ
せることができ(リタ−ン量を多くするほど、システム
全体の回収率を向上でき、また、第1段目逆浸透膜モジ
ュ−ルへの供給水自体の純度をアップでき、全体の水質
を向上できる)、422はそのリタ−ン液を、423は
その放流液をそれぞれ示している。400は第1段目逆
浸透膜モジュ−ルの上流側透過液412と第2段目逆浸
透膜モジュ−ル42の透過液424とを混合させてなる
生産液を示している。また、カルシウムスケ−ルを防止
するために、第1段目逆浸透膜モジュ−ル41の供給液
に酸を添加してpH調整を行うこともでき、61は酸液
タンクを、71は酸液送りポンプをそれぞれ示してい
る。また、第2段目逆浸透膜モジュ−ル42のホウ素の
除去率を大きくするために、pHがアリカリ側にされ、
62はアリカリ液タンクを、72はアルカリ液送ポンプ
を示している。
産するには、海水タンク1内の海水を前処理槽2で前処
理したうえで、第1段目送液ポンプ31により所定の圧
力で第1段目逆浸透膜分離モジュ−ル41に供給し、濃
縮された非透過液は第1段目逆浸透膜モジュ−ルの濃縮
液411として系内から排出する。前処理槽2は、第1
段目逆浸透膜分離モジュ−ル41の膜面を懸濁物質や有
機物の付着、汚染から保護するために使用され、それら
の懸濁物質や有機物等を除去するための手段、例えば、
砂ろ過、精密ろ過、塩素や凝集剤の添加が施される。ま
た、カルシウムスケ−ルを除去するために、第1段目逆
浸透膜モジュ−ル41の供給液に酸を酸液タンク61か
らポンプ71により添加してpH調整を行うことができ
る。第1段目逆浸透膜モジュ−ル41の透過液を上流側
透過液412と下流側透過液413とに分流させるに
は、例えば、第1段目逆浸透膜モジュ−ルの構成を、ベ
ッセル(圧力ケ−ス)の上流側と下流側にそれぞれ独立
の逆浸透膜モジュ−ルエレメントを収容し、上流側モジ
ュ−ルエレメントの集水管下流側端を上流側透過液41
2の出口とし、下流側モジュ−ルエレメントの集水管下
流側端を下流側透過液413の出口とすることができ
る。而して、第1段目逆浸透膜モジュ−ル41の下流側
透過液413を一旦、中間タンク5に貯え、アルカリ液
タンク62のアルカリ液をポンプ72により中間タンク
5の貯液に添加し、更に、この貯液を第2段目送液ポン
プ32により所定の圧力で第2段目逆浸透膜分離モジュ
−ル42に供給し、濃縮された非透過液(第2段目逆浸
透膜モジュ−ルの濃縮液421)の全量または一部をリ
タ−ン液422として第1段目送液ポンプ31の入口側
に戻し、残りを放流液423として排出していく。ま
た、第2段目逆浸透膜モジュ−ル42の透過液424と
第1段目逆浸透膜モジュ−ルの上流側透過液412とを
合流させて所定の生産液400を得る。
圧力を高くして、第1段目逆浸透膜分離モジュ−ル41
の透過側に圧力を作用させ、その圧力で第2段目逆浸透
膜分離モジュ−ル42を作動させることもでき、この場
合、中間タンク5及び第2段目送液ポンプ32は省略で
きる。上記において、第2段目逆浸透膜モジュ−ル42
の供給側pH値は8以上、好ましくは8.5以上とされ
る。また、第1段目逆浸透膜モジュ−ル41の阻止性能
は、供給液3.5%食塩水、操作圧力56kgf/cm2、温
度25℃、pH6.5の条件で評価した食塩阻止率のも
とで99%以上とされ、第2段目逆浸透膜モジュ−ルの
阻止性能は、供給液0.05%食塩水、操作圧力7.5
kgf/cm2、温度25℃、pH6.5の条件で評価した食
塩阻止率のもとで98%以上とされる。上記第1段目及
び第2段目逆浸透膜モジュ−ルには、化学的に安定な架
橋ポリアミド、より好ましくは、芳香族架橋ポリアミド
をスキン層とする複合膜を用いた逆浸透膜モジュ−ルを
使用することが好ましい。更に、上記逆浸透膜モジュ−
ル、特に、第2段目逆浸透膜モジュ−ル42において
は、膜面積の割には透過流束を大きくするために、スキ
ン層の比表面積を3以上とすることが好ましい。上記第
1段目及び第2段目の逆浸透膜分離モジュ−ルには、ス
パイラル型、中空糸型、チュ−ブラ−型等を使用でき
る。上記第2段目逆浸透膜分離モジュ−ルの後段に逆浸
透膜分離モジュ−ルを接続して2段以上の多段で実施し
たり、第1段目逆浸透膜モジュ−ルの濃縮液を更に逆浸
透膜モジュ−ル処理してシステムの回収率を高めること
もできる。
1段目逆浸透分離膜モジュ−ルには、3.5%食塩水を
供給液としてのpH6.5、温度25℃、操作圧力56
kgf/cm2での塩阻止率が99.6%であるスパイラル型
逆浸透分離膜モジュ−ル〔日東電工(株)製NTR−7
0SWC〕を用い、第2段目逆浸透分離膜モジュ−ルに
は、0.05%食塩水を供給液としてのpH6.5、温
度25℃、操作圧力7.5kgf/cm2での塩阻止率が9
9.5%のスパイラル型逆浸透分離膜モジュ−ル〔日東
電工(株)製ES10〕を用いた。両逆浸透膜モジュ−
ルとも、複合膜のスキン層に芳香族架橋ポリアミドを使
用してある。第1段目逆浸透分離膜モジュ−ルとして
は、上記のNTR−70SWCを6本直列に接続したも
のを使用し、第2段目逆浸透分離膜モジュ−ルとして
は、上記のES10を一本使用した。原液には海水(ホ
ウ素含有量4.2ppm)を使用した。第1段目逆浸透
分離膜モジュ−ルを操作圧力56kgf/cm2、回収率40
%にて運転して脱塩を行った。第1段目逆浸透膜モジュ
−ルの上流側透過液は、上流側二本から採り、その透過
液量は第1段目逆浸透膜モジュ−ル透過液総量の46
%、蒸発残留物含有量は120ppm、ホウ素含有量は
0.6ppmであった。一方、第1段目逆浸透膜モジュ
−ルの下流側透過液の蒸発残留物含有量は270pp
m、ホウ素含有量は0.8ppm、pH値は5であっ
た。この第1段目逆浸透膜モジュ−ルの下流側透過液に
水酸化ナトリウムを添加してpH値を9.5に調整し、
この調整液を第2段目逆浸透膜モジュ−ルで操作圧力
7.5kgf/cm2、回収率90%にて脱塩した。この第2
段目逆浸透膜モジュ−ルの透過液の蒸発残留物含有量は
10ppm、ホウ素含有量は0.2ppm、pH値は9
であった(このままでは、蒸発残留物含有量が低すぎ、
おいしい飲料水としての硬水の要件を欠如しており、p
H値もアリカリ側であり、飲料水として不適格)。第1
段目逆浸透膜モジュ−ルの上流側透過液と第2段目逆浸
透膜モジュ−ルの透過液との混合液である生産水の蒸発
残留物含有量は60ppm、ホウ素含有量は0.4pp
m、pH値は7であり、おいしい飲料水としての要件を
充足していた。
膜モジュ−ルの本数を実施例の2倍にし(2本にし)、
第1段目逆浸透膜モジュ−ルの透過液の全量を第2段目
逆浸透膜モジュ−ルに供給した以外、実施例に同じとし
た。この比較例における、第1段目逆浸透膜モジュ−ル
の透過液の蒸発残留物含有量は200ppm、ホウ素含
有量は0.7ppm、pH値は5であり、第2段目逆浸
透膜モジュ−ルの透過液(生産液)の蒸発残留物含有量
は8ppm、ホウ素含有量は0.2ppm、pH値は9
であった。この生産水は、蒸発残留物含有量が低く、ア
ルカリ性であり、飲料水としては不適格であった。
ば、海水のようにホウ素を多量に含有する原液から、ホ
ウ素を充分に除去して蒸発残留物が適量で、且つpH値
がほぼ中性の水を効率よく生産でき、逆浸透膜モジュ−
ルの特性やpH値の調整以外に第1段目逆浸透膜モジュ
−ルの透過液の分流比や回収率及び第2段目逆浸透膜モ
ジュ−ルの回収率の調整をも調整要素として所謂、おい
しい水を容易に効率よく製造することができる。更に、
1段目逆浸透膜モジュ−ルの透過水量の一部を2段目逆
浸透膜モジュ−ルに供給して処理しているので、1段目
逆浸透膜モジュ−ルの透過水全量を2段目逆浸透膜モジ
ュ−ルに供給し処理している従来法に較べ、2段目逆浸
透膜モジュ−ルには小さい規模のものを使用すれば足
り、設置する空間の省スペ−ス化や設備・運転コスト面
での低減、省エネルギ化を図ることができる。
示す図面である。
装置を示す図面である。
側透過液 413 第1段目逆浸透膜モジュ−ルの下流
側透過液 42 第2段目逆浸透膜モジュ−ル 40 原液 400 生産液 62 アルカリ液タンク
Claims (4)
- 【請求項1】原液を第1段目逆浸透膜モジュ−ルによっ
て処理し、更にその透過液の一部を第2段目逆浸透膜モ
ジュ−ルによつて処理し、この第2段目逆浸透膜モジュ
−ルの透過液と第1段目逆浸透膜モジュ−ルの残部透過
液とを混合する方法であり、第1段目逆浸透膜モジュ−
ルの透過液の一部を当該逆浸透膜モジュ−ルの下流側透
過液とし、同残部透過液を当該逆浸透膜モジュ−ルの上
流側透過液とすることを特徴とする逆浸透膜分離方法。 - 【請求項2】原液を第1段目逆浸透膜モジュ−ルによっ
て処理し、更にその透過液の一部を第2段目逆浸透膜モ
ジュ−ルによつて処理し、この第2段目逆浸透膜モジュ
−ルの透過液と第1段目逆浸透膜モジュ−ルの残部透過
液とを混合して原液中の蒸発残留成分とホウ素成分とを
減量調整した調整液を得る方法であり、第1段目逆浸透
膜モジュ−ルの透過液の一部を当該逆浸透膜モジュ−ル
の下流側透過液とし、同残部透過液を当該逆浸透膜モジ
ュ−ルの上流側透過液とし、第1段目逆浸透膜モジュ−
ルの供給側pH値を8以下とし、第2段目逆浸透膜モジ
ュ−ルの供給側pH値を8以上とすることを特徴とする
逆浸透膜分離方法。 - 【請求項3】原液が海水である請求項2記載の逆浸透膜
分離方法。 - 【請求項4】第1段目逆浸透膜モジュ−ルにおける、供
給液3.5%食塩水、操作圧力56kgf/cm2、温度25
℃、pH6.5の条件で評価した塩阻止率が99%以上
であり、第2段目逆浸透膜モジュ−ルにおける、供給液
0.05%食塩水、操作圧力7.5kgf/cm2、温度25
℃、pH6.5の条件で評価した塩阻止率が98%以上
である請求項3記載の逆浸透膜分離方法。
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JP17888997A JP3862816B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 逆浸透膜分離方法 |
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