JPH11309354A - 純水の製造システム - Google Patents
純水の製造システムInfo
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- JPH11309354A JPH11309354A JP13275798A JP13275798A JPH11309354A JP H11309354 A JPH11309354 A JP H11309354A JP 13275798 A JP13275798 A JP 13275798A JP 13275798 A JP13275798 A JP 13275798A JP H11309354 A JPH11309354 A JP H11309354A
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- osmosis membrane
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- water
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Abstract
(57)【要約】
【課題】逆浸透膜モジュ−ルの前段にイオン交換樹脂装
置を設けた純水製造システムにおいて、イオン交換樹脂
装置からの高分子有機物の溶出があっても、逆浸透膜モ
ジュ−ルの透過水量を充分安定に保持できる純水の製造
システムを提供する。 【解決するための手段】逆浸透膜モジュ−ル１の前段に
イオン交換樹脂装置２を有する純水の製造システムにお
いて、逆浸透膜モジュ−ルの膜表面に表面電位低減用薄
膜を設けた。
置を設けた純水製造システムにおいて、イオン交換樹脂
装置からの高分子有機物の溶出があっても、逆浸透膜モ
ジュ−ルの透過水量を充分安定に保持できる純水の製造
システムを提供する。 【解決するための手段】逆浸透膜モジュ−ル１の前段に
イオン交換樹脂装置２を有する純水の製造システムにお
いて、逆浸透膜モジュ−ルの膜表面に表面電位低減用薄
膜を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は逆浸透膜モジュ−ル
を構成要素とする純水の製造システムに関するものであ
る。
を構成要素とする純水の製造システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子工業用水、製薬用水、病院用水、ボ
イラ−用水等の純水乃至は超純水の製造には、膜モジュ
−ルを構成要素とするシステムが使用されており、その
膜モジュ−ルに逆浸透膜モジュ−ルを使用することがあ
る。この逆浸透膜モジュ−ルの膜（スキン層）として
は、各種のものが知られているが、酢酸セルロ−ス膜が
アルカリによる加水分解の防止上ｐＨ６前後で使用され
るのに対し、ポリアミド系膜ではｐＨ適用範囲が２〜１
０と広範囲である。上記純水の製造においては、効率
上、逆浸透膜モジュ−ルでの回収率、すなわち〔（透過
水量）／（供給水量）×１００〕％を高くすることが要
請される。しかしながら、回収率を高くするほど濃縮原
液の溶質濃縮率が高くなり、従って供給水中に含まれる
溶解性シリカやカルシウムイオンの濃縮原液での濃縮率
も高くなり、これらシリカやカルシウムの飽和濃度がア
リカリ側ほど低くなるため（例えば、カルシウムの飽和
濃度はｐＨ８で、１×１０2ｐｐｍ以下）に、前記ｐＨ
適応値が１０にも達するポリアミド系膜の逆浸透膜モジ
ュ−ルでは、供給水の溶解性シリカやカルシウムイオン
の濃度が高い場合、回収率を高く設定すると、膜面での
シリカスケ−ルやカルシウムスケ−ルの生成・付着が顕
著になり、透水性の低下が避けられず安定運転の保証が
困難になる。
イラ−用水等の純水乃至は超純水の製造には、膜モジュ
−ルを構成要素とするシステムが使用されており、その
膜モジュ−ルに逆浸透膜モジュ−ルを使用することがあ
る。この逆浸透膜モジュ−ルの膜（スキン層）として
は、各種のものが知られているが、酢酸セルロ−ス膜が
アルカリによる加水分解の防止上ｐＨ６前後で使用され
るのに対し、ポリアミド系膜ではｐＨ適用範囲が２〜１
０と広範囲である。上記純水の製造においては、効率
上、逆浸透膜モジュ−ルでの回収率、すなわち〔（透過
水量）／（供給水量）×１００〕％を高くすることが要
請される。しかしながら、回収率を高くするほど濃縮原
液の溶質濃縮率が高くなり、従って供給水中に含まれる
溶解性シリカやカルシウムイオンの濃縮原液での濃縮率
も高くなり、これらシリカやカルシウムの飽和濃度がア
リカリ側ほど低くなるため（例えば、カルシウムの飽和
濃度はｐＨ８で、１×１０2ｐｐｍ以下）に、前記ｐＨ
適応値が１０にも達するポリアミド系膜の逆浸透膜モジ
ュ−ルでは、供給水の溶解性シリカやカルシウムイオン
の濃度が高い場合、回収率を高く設定すると、膜面での
シリカスケ−ルやカルシウムスケ−ルの生成・付着が顕
著になり、透水性の低下が避けられず安定運転の保証が
困難になる。
【０００３】このため、前段にイオン交換樹脂装置を設
け、このイオン交換樹脂装置で供給水中の溶解性シリカ
やカルシウムイオンを除去して逆浸透膜モジュ−ルを高
回収率で運転することが知られている。
け、このイオン交換樹脂装置で供給水中の溶解性シリカ
やカルシウムイオンを除去して逆浸透膜モジュ−ルを高
回収率で運転することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
交換樹脂においては、樹脂の製造や保管中に樹脂母体か
ら分解した高分子有機物が使用初期に溶出することが避
けられない。また、再生して使用するものでは、再生剤
の流入による樹脂の架橋分断で樹脂母体が溶出すること
もある。このため、従来においては、イオン交換樹脂を
使用直前に洗浄する等して上記溶出有機物の逆浸透膜モ
ジュ−ルの膜面吸着による透過水量の低下を防止してい
る。しかしながら、この方法では、イオン交換樹脂の完
全な洗浄に時間を要し非能率的であり、洗浄が不完全な
ときは、逆浸透膜モジュ−ルの透過水量の経時的低下に
よる運転の不安定化が余儀なくされる。
交換樹脂においては、樹脂の製造や保管中に樹脂母体か
ら分解した高分子有機物が使用初期に溶出することが避
けられない。また、再生して使用するものでは、再生剤
の流入による樹脂の架橋分断で樹脂母体が溶出すること
もある。このため、従来においては、イオン交換樹脂を
使用直前に洗浄する等して上記溶出有機物の逆浸透膜モ
ジュ−ルの膜面吸着による透過水量の低下を防止してい
る。しかしながら、この方法では、イオン交換樹脂の完
全な洗浄に時間を要し非能率的であり、洗浄が不完全な
ときは、逆浸透膜モジュ−ルの透過水量の経時的低下に
よる運転の不安定化が余儀なくされる。
【０００５】本発明の目的は、逆浸透膜モジュ−ルの前
段にイオン交換樹脂装置を設けた純水製造システムにお
いて、イオン交換樹脂装置からの高分子有機物の溶出が
あっても、逆浸透膜モジュ−ルの透過水量を充分安定に
保持できる純水製造システムを提供することにある。
段にイオン交換樹脂装置を設けた純水製造システムにお
いて、イオン交換樹脂装置からの高分子有機物の溶出が
あっても、逆浸透膜モジュ−ルの透過水量を充分安定に
保持できる純水製造システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る純水の製造
システムは、逆浸透膜モジュ−ルの前段にイオン交換樹
脂装置を有する純水の製造システムにおいて、逆浸透膜
モジュ−ルの膜表面に表面電位低減用薄膜を設けたこと
を特徴とする構成であり、ｐＨ６のもとでの表面電位低
減用薄膜の表面ζ電位を±１０ｍｖ以内とし、表面電位
低減用薄膜の厚さを０．００１μｍ〜１．０μｍとし、
表面電位低減用薄膜を電気的に中性の親水基を有する有
機物、例えば、２５℃の水に対して不溶性であり、８０
℃の水に対し可溶性であるポリビニルアルコ−ルから製
膜してある。
システムは、逆浸透膜モジュ−ルの前段にイオン交換樹
脂装置を有する純水の製造システムにおいて、逆浸透膜
モジュ−ルの膜表面に表面電位低減用薄膜を設けたこと
を特徴とする構成であり、ｐＨ６のもとでの表面電位低
減用薄膜の表面ζ電位を±１０ｍｖ以内とし、表面電位
低減用薄膜の厚さを０．００１μｍ〜１．０μｍとし、
表面電位低減用薄膜を電気的に中性の親水基を有する有
機物、例えば、２５℃の水に対して不溶性であり、８０
℃の水に対し可溶性であるポリビニルアルコ−ルから製
膜してある。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明に係る純水
製造システムの一例を示している。図１において、１は
逆浸透膜モジュ−ルを、２は逆浸透膜モジュ−ル１の前
段に設けたイオン交換樹脂装置を示している。３はイオ
ン交換樹脂装置２に原水を供給するための液送ポンプ、
４はイオン交換樹脂装置２からの脱イオン水を貯蔵する
中間タンク、５は中間タンク４内の液を逆浸透膜モジュ
−ル１に供給するための液送ポンプ、６１は逆浸透膜モ
ジュ−ル１の濃縮原液の一部を中間タンク４に戻すリタ
−ン配管、６２は濃縮原液の放流配管である。
実施の形態について説明する。図１は本発明に係る純水
製造システムの一例を示している。図１において、１は
逆浸透膜モジュ−ルを、２は逆浸透膜モジュ−ル１の前
段に設けたイオン交換樹脂装置を示している。３はイオ
ン交換樹脂装置２に原水を供給するための液送ポンプ、
４はイオン交換樹脂装置２からの脱イオン水を貯蔵する
中間タンク、５は中間タンク４内の液を逆浸透膜モジュ
−ル１に供給するための液送ポンプ、６１は逆浸透膜モ
ジュ−ル１の濃縮原液の一部を中間タンク４に戻すリタ
−ン配管、６２は濃縮原液の放流配管である。
【０００８】本発明においては、イオン交換樹脂装置か
らの溶出有機物が逆浸透膜モジュ−ルの膜面に界面電気
現象により吸着されるのを抑制するために、その逆浸透
膜表面を表面電位低減用薄膜の形成により表面ζ電位が
ｐＨ６で±１０ｍｖ以内にしており、対象とされる逆浸
透膜モジュ−ルは逆浸透膜の表面ζ電位がｐＨ５から１
１の領域で±１０ｍｖ以上のものである。この逆浸透膜
モジュ−ルの形式としては、スパイラル型、管状型、中
空糸膜型等を使用できる。逆浸透膜モジュ−ルの膜（通
常複合膜が使用される）表面には厚さ０．００１μｍ〜
１．０μｍ、好ましくは０．００５μｍ〜０．５μｍの
表面電位低減用薄膜を設け、ｐＨ５から１１での領域で
の表面ζ電位を±１０ｍｖ以内としてある。すなわち、
使用する逆浸透膜モジュ−ルのｐＨ６のもとでの膜の表
面ζ電位は±１０ｍｖ以上であるが、表面電位低減用薄
膜を設けることによりｐＨ６のもとでの表面ζ電位を±
１０ｍｖ以内に低減してある。
らの溶出有機物が逆浸透膜モジュ−ルの膜面に界面電気
現象により吸着されるのを抑制するために、その逆浸透
膜表面を表面電位低減用薄膜の形成により表面ζ電位が
ｐＨ６で±１０ｍｖ以内にしており、対象とされる逆浸
透膜モジュ−ルは逆浸透膜の表面ζ電位がｐＨ５から１
１の領域で±１０ｍｖ以上のものである。この逆浸透膜
モジュ−ルの形式としては、スパイラル型、管状型、中
空糸膜型等を使用できる。逆浸透膜モジュ−ルの膜（通
常複合膜が使用される）表面には厚さ０．００１μｍ〜
１．０μｍ、好ましくは０．００５μｍ〜０．５μｍの
表面電位低減用薄膜を設け、ｐＨ５から１１での領域で
の表面ζ電位を±１０ｍｖ以内としてある。すなわち、
使用する逆浸透膜モジュ−ルのｐＨ６のもとでの膜の表
面ζ電位は±１０ｍｖ以上であるが、表面電位低減用薄
膜を設けることによりｐＨ６のもとでの表面ζ電位を±
１０ｍｖ以内に低減してある。
【０００９】上記純水製造システムを使用して原水から
純水を得るには、原水をイオン交換樹脂装置で脱イオン
処理し、この脱イオン処理液を一旦中間タンクに貯蔵
し、これを逆浸透膜モジュ−ルで所定の回収率で処理し
て逆浸透膜モジュ−ルの透過側から純水を取り出してい
く。本発明に係る純水製造システムは、製薬用水、病院
用水、ボイラ−用水の製造、電子工業用水の製造等に使
用できる。原水に、工水、井水、河川水を使用する場
合、必要に応じ除鉄や凝集濾過等の前処理を行なうこと
ができる。
純水を得るには、原水をイオン交換樹脂装置で脱イオン
処理し、この脱イオン処理液を一旦中間タンクに貯蔵
し、これを逆浸透膜モジュ−ルで所定の回収率で処理し
て逆浸透膜モジュ−ルの透過側から純水を取り出してい
く。本発明に係る純水製造システムは、製薬用水、病院
用水、ボイラ−用水の製造、電子工業用水の製造等に使
用できる。原水に、工水、井水、河川水を使用する場
合、必要に応じ除鉄や凝集濾過等の前処理を行なうこと
ができる。
【００１０】本発明に係る純水製造システムによれば、
原水に溶解性シリカやカルシウムイオンが多量に含有さ
れていても、これらをイオン交換樹脂装置で除去してい
るので、逆浸透膜モジュ−ルを高ｐＨで、かつ高回収率
で運転しても、逆浸透膜モジュ−ルの膜面へのシリカス
ケ−ルやカルシウムスケ−ルの生成・付着を防止でき
る。また、イオン交換樹脂装置からは、樹脂から分離さ
れた有機物が使用初期や再生後での使用初期に溶出され
て逆浸透膜モジュ−ルの表面電位低減用薄膜の表面に接
触するが、表面電位低減用薄膜の表面ζ電位をｐＨ６で
±１０ｍｖ以内というように充分に低く抑えてあるか
ら、その溶出有機物の膜表面への界面電気現象による吸
着をよく抑制でき、後述の実施例と比較例との対比から
も明らかなように、この吸着抑制による透水量の低下抑
制効果が表面電位低減用薄膜のスキン層マスキングによ
る透水量の低下に勝り、その結果、表面電位低減用薄膜
が欠如する場合に較べて安定な透水量を得ることができ
る。而して、逆浸透膜モジュ−ルの膜面でのスケ−ル付
着防止とイオン交換樹脂装置からの溶出有機物の界面電
気現象による吸着の抑制の相乗効果により、安定な透水
量を保証できる。
原水に溶解性シリカやカルシウムイオンが多量に含有さ
れていても、これらをイオン交換樹脂装置で除去してい
るので、逆浸透膜モジュ−ルを高ｐＨで、かつ高回収率
で運転しても、逆浸透膜モジュ−ルの膜面へのシリカス
ケ−ルやカルシウムスケ−ルの生成・付着を防止でき
る。また、イオン交換樹脂装置からは、樹脂から分離さ
れた有機物が使用初期や再生後での使用初期に溶出され
て逆浸透膜モジュ−ルの表面電位低減用薄膜の表面に接
触するが、表面電位低減用薄膜の表面ζ電位をｐＨ６で
±１０ｍｖ以内というように充分に低く抑えてあるか
ら、その溶出有機物の膜表面への界面電気現象による吸
着をよく抑制でき、後述の実施例と比較例との対比から
も明らかなように、この吸着抑制による透水量の低下抑
制効果が表面電位低減用薄膜のスキン層マスキングによ
る透水量の低下に勝り、その結果、表面電位低減用薄膜
が欠如する場合に較べて安定な透水量を得ることができ
る。而して、逆浸透膜モジュ−ルの膜面でのスケ−ル付
着防止とイオン交換樹脂装置からの溶出有機物の界面電
気現象による吸着の抑制の相乗効果により、安定な透水
量を保証できる。
【００１１】本発明において対象とされる逆浸透膜モジ
ュ−ルは、ｐＨが５〜１１の領域で表面ζ電位の絶対値
が１０ｍｖ以上のものであれば特に限定されないが、例
えば、ポリアミド系、ポリウレア系等の界面重合法によ
り製膜したものを使用でき、これらの膜は例えば次ぎの
ようにして製作できる。すなわち、多孔性ポリスルホン
支持膜を用い、メタフェニレンジアミン、ピペラジン、
ポリエチレンイミン等の反応性アミノ基を有するモノマ
−またはポリマ−の水溶液を前記多孔性支持膜の少なく
とも片面に塗布したのち、トリメシン酸クロライド、イ
ソフタル酸クロライド等の多官能酸クロライドまたはト
リレンジイソシアネ−ト等の多官能イソシアネ−トまた
はこれらの混合物のヘキサン等の溶媒と接触させて多孔
性支持膜上で界面重合で製膜させることにより製作でき
る。
ュ−ルは、ｐＨが５〜１１の領域で表面ζ電位の絶対値
が１０ｍｖ以上のものであれば特に限定されないが、例
えば、ポリアミド系、ポリウレア系等の界面重合法によ
り製膜したものを使用でき、これらの膜は例えば次ぎの
ようにして製作できる。すなわち、多孔性ポリスルホン
支持膜を用い、メタフェニレンジアミン、ピペラジン、
ポリエチレンイミン等の反応性アミノ基を有するモノマ
−またはポリマ−の水溶液を前記多孔性支持膜の少なく
とも片面に塗布したのち、トリメシン酸クロライド、イ
ソフタル酸クロライド等の多官能酸クロライドまたはト
リレンジイソシアネ−ト等の多官能イソシアネ−トまた
はこれらの混合物のヘキサン等の溶媒と接触させて多孔
性支持膜上で界面重合で製膜させることにより製作でき
る。
【００１２】上記逆浸透膜の表面に設ける表面電位低減
用薄膜には、ｐＨ６のもとでの表面ζ電位を±１０ｍｖ
以内に制御し得る有機物または有機重合体が使用され
る。この有機物または有機重合体としては、シリコンゴ
ム、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリテトラフルオロ
エチレン等のフッ素系樹脂、スルホン化ホリスルホン、
スルホン化ポリエ−テルスルホン等のアニオン性基含有
有機重合体、ポリエチレンイミン等のカチオン性基含有
有機重合体、ポリビニルアルコ−ル等の中性基含有有機
重合体、ポリイミド等を挙げることができる。表面電位
低減用薄膜を設けた逆浸透膜の透水性を高く保持するた
めに、電気的に中性の親水基を有する有機物または有機
重合体が好適であり、電気的に中性の親水基としては、
例えば、−ＯＨ、−ＮＨＣＯ−、−Ｏ−、下記の式に示
すもの等を挙げることができる。
用薄膜には、ｐＨ６のもとでの表面ζ電位を±１０ｍｖ
以内に制御し得る有機物または有機重合体が使用され
る。この有機物または有機重合体としては、シリコンゴ
ム、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリテトラフルオロ
エチレン等のフッ素系樹脂、スルホン化ホリスルホン、
スルホン化ポリエ−テルスルホン等のアニオン性基含有
有機重合体、ポリエチレンイミン等のカチオン性基含有
有機重合体、ポリビニルアルコ−ル等の中性基含有有機
重合体、ポリイミド等を挙げることができる。表面電位
低減用薄膜を設けた逆浸透膜の透水性を高く保持するた
めに、電気的に中性の親水基を有する有機物または有機
重合体が好適であり、電気的に中性の親水基としては、
例えば、−ＯＨ、−ＮＨＣＯ−、−Ｏ−、下記の式に示
すもの等を挙げることができる。
【００１３】
【化１】
【００１４】アニオン性、カチオン性の親水基を有する
有機物または有機重合体であっても、その表面ζ電位が
逆浸透膜の表面ζ電位よりも低く、膜形成によりその表
面ζ電位を６ｐＨのもとで±１０ｍｖ以内にできるもの
であれば、使用可能である。
有機物または有機重合体であっても、その表面ζ電位が
逆浸透膜の表面ζ電位よりも低く、膜形成によりその表
面ζ電位を６ｐＨのもとで±１０ｍｖ以内にできるもの
であれば、使用可能である。
【００１５】上記電気的に中性の親水基を有する有機物
または有機重合体としては、ポリビニルアルコ−ル、ケ
ン化ポリエチレン−酢酸ビニル重合体、ポリビニルピロ
リドン、ヒドロキシプロピルセルロ−ス、ポリエチレン
グリコ−ル等のビニル重合体、縮合系重合体、付加系重
合体等から選ぶことができ、特に、２５℃において水不
溶性で、熱水（８０℃以上）に可溶なもの、例えばポリ
ビニルアルコ−ルを選ぶことが好ましい。
または有機重合体としては、ポリビニルアルコ−ル、ケ
ン化ポリエチレン−酢酸ビニル重合体、ポリビニルピロ
リドン、ヒドロキシプロピルセルロ−ス、ポリエチレン
グリコ−ル等のビニル重合体、縮合系重合体、付加系重
合体等から選ぶことができ、特に、２５℃において水不
溶性で、熱水（８０℃以上）に可溶なもの、例えばポリ
ビニルアルコ−ルを選ぶことが好ましい。
【００１６】ポリビニルアルコ−ルを使用する場合、ケ
ン化度が９５％以上、好ましくは９９〜１００％のもの
が好適である。このポリビニルアルコ−ルにおいては、
分子鎖間水素結合により２５℃では水不性を呈するが、
熱水（８０℃以上）には可溶である。これらの条件を満
たせば、処理液と接する膜表面での−ＯＨ基が多いこと
に起因する親水性の増加で汚染物の吸着抑制能が高くな
り、また透水量も多くなる。
ン化度が９５％以上、好ましくは９９〜１００％のもの
が好適である。このポリビニルアルコ−ルにおいては、
分子鎖間水素結合により２５℃では水不性を呈するが、
熱水（８０℃以上）には可溶である。これらの条件を満
たせば、処理液と接する膜表面での−ＯＨ基が多いこと
に起因する親水性の増加で汚染物の吸着抑制能が高くな
り、また透水量も多くなる。
【００１７】上記表面電位低減用薄膜を設けた逆浸透膜
の表面ζ電位は、好ましくはｐＨ６〜８の領域で、より
好ましくはｐＨ５〜１１の領域で±１０ｍｖ以内とする
ことが望ましい。上記逆浸透膜の透水性を高くするため
に、下式で示すスキン層の比表面積ｆを２〜１０００、
好ましくは３〜５００とすることが望ましい。２未満で
は表面電位低減用薄膜を形成した逆浸透膜の透水量が不
充分となり（２以上とすることにより、表面電位低減用
薄膜を形成した逆浸透膜の透水量を操作圧力１５kgf/cm
2、温度２５℃での塩化ナトリウム濃度５００ｐｐｍ，
ｐＨ６．５の水溶液を１時間透過させた後の透水量を
０．６m3/m2/day以上にできる）、１０００を越えると
表面が著しく粗になり、表面電位低減用薄膜の均質被覆
が困難となるからである。
の表面ζ電位は、好ましくはｐＨ６〜８の領域で、より
好ましくはｐＨ５〜１１の領域で±１０ｍｖ以内とする
ことが望ましい。上記逆浸透膜の透水性を高くするため
に、下式で示すスキン層の比表面積ｆを２〜１０００、
好ましくは３〜５００とすることが望ましい。２未満で
は表面電位低減用薄膜を形成した逆浸透膜の透水量が不
充分となり（２以上とすることにより、表面電位低減用
薄膜を形成した逆浸透膜の透水量を操作圧力１５kgf/cm
2、温度２５℃での塩化ナトリウム濃度５００ｐｐｍ，
ｐＨ６．５の水溶液を１時間透過させた後の透水量を
０．６m3/m2/day以上にできる）、１０００を越えると
表面が著しく粗になり、表面電位低減用薄膜の均質被覆
が困難となるからである。
【００１８】スキン層比表面積ｆ＝（スキン層の表面積
Ｓ）／（多孔支持体の表面積ｓ） スキン層の表面積Ｓとは供給液と接触する側の表面積で
あり、多孔支持体の表面積ｓとは多孔支持体のスキン層
と接触している面の表面積であり、これらは、表面積測
定装置や比表面積測定装置、走査型電子顕微鏡、透過型
電子顕微鏡、原子間力顕微鏡等で測定できる。
Ｓ）／（多孔支持体の表面積ｓ） スキン層の表面積Ｓとは供給液と接触する側の表面積で
あり、多孔支持体の表面積ｓとは多孔支持体のスキン層
と接触している面の表面積であり、これらは、表面積測
定装置や比表面積測定装置、走査型電子顕微鏡、透過型
電子顕微鏡、原子間力顕微鏡等で測定できる。
【００１９】上記の表面電位低減用薄膜を逆浸透膜上に
形成するには、逆浸透膜のスキン層に実質上ダメ−ジを
及ぼさない溶媒、水、低級アルコ−ル、ハロゲン化炭化
水素、脂肪族炭化水素、アセトン、アセトニトリル、ま
たはこれらの少なくとも二種以上の混合溶媒の何れかに
前記有機物または有機重合物を溶解した溶液を塗布・乾
燥する方法を用い、好適な溶媒としては、メタノ−ル、
エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル等の脂肪族アル
コ−ル、エチレンクロルヒドリン等のハロゲン化脂肪族
アルコ−ル、メトメタキシノ−ル、メトキシエタノ−ル
またはこれらの低級アルコ−ルと水との混合溶媒を挙げ
ることができ、混合溶媒の場合、水の比率は、０〜９０
％とすることが好ましい。また、塗布時の逆浸透膜との
濡れ性を良くするために、界面活性剤を添加することも
できる。有機物または有機重合物の溶液の濃度は０．０
１〜２０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％とさ
れ、塗布方法には浸漬法、転写法、噴霧法等を使用で
き、乾燥温度は例えば、２０℃〜２００℃、好ましくは
５０℃〜１５０℃とされる。上記表面電位低減用薄膜の
厚みは、塗布による透水量の低下を極力抑制するために
０．００１μｍ〜１μｍ好ましくは０．００５μｍ〜
０．５μｍに制御され、その制御は例えば、溶液濃度の
調整により行うことができる。
形成するには、逆浸透膜のスキン層に実質上ダメ−ジを
及ぼさない溶媒、水、低級アルコ−ル、ハロゲン化炭化
水素、脂肪族炭化水素、アセトン、アセトニトリル、ま
たはこれらの少なくとも二種以上の混合溶媒の何れかに
前記有機物または有機重合物を溶解した溶液を塗布・乾
燥する方法を用い、好適な溶媒としては、メタノ−ル、
エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル等の脂肪族アル
コ−ル、エチレンクロルヒドリン等のハロゲン化脂肪族
アルコ−ル、メトメタキシノ−ル、メトキシエタノ−ル
またはこれらの低級アルコ−ルと水との混合溶媒を挙げ
ることができ、混合溶媒の場合、水の比率は、０〜９０
％とすることが好ましい。また、塗布時の逆浸透膜との
濡れ性を良くするために、界面活性剤を添加することも
できる。有機物または有機重合物の溶液の濃度は０．０
１〜２０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％とさ
れ、塗布方法には浸漬法、転写法、噴霧法等を使用で
き、乾燥温度は例えば、２０℃〜２００℃、好ましくは
５０℃〜１５０℃とされる。上記表面電位低減用薄膜の
厚みは、塗布による透水量の低下を極力抑制するために
０．００１μｍ〜１μｍ好ましくは０．００５μｍ〜
０．５μｍに制御され、その制御は例えば、溶液濃度の
調整により行うことができる。
【００２０】本発明に係る純水製造システムは、前述し
た通り、回収率〔（透過水量）／（供給水量）×１０
０〕を大きくして運転しても、膜面でのシリカスケ−ル
等の発生なく安定に運転できることにも意義があり、回
収率は５０％以上にし、表面電位低減用薄膜を形成した
逆浸透膜の透水量は、圧力１５kgf/cm2、温度２５℃、
濃度１５００ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液を供給液として
０．１m3/m2/day以上好ましくは０．６m3/m2/day以上と
することが望ましい。
た通り、回収率〔（透過水量）／（供給水量）×１０
０〕を大きくして運転しても、膜面でのシリカスケ−ル
等の発生なく安定に運転できることにも意義があり、回
収率は５０％以上にし、表面電位低減用薄膜を形成した
逆浸透膜の透水量は、圧力１５kgf/cm2、温度２５℃、
濃度１５００ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液を供給液として
０．１m3/m2/day以上好ましくは０．６m3/m2/day以上と
することが望ましい。
【００２１】
【実施例】〔実施例〕逆浸透膜には、ｍ−フェニレンジ
アミン３．０重量％、ラウリル硫酸ナトリウム０．１５
重量％、トリエチルアミン３．０重量％、カンファ−ス
ルホン酸６．０重量％、イソプロピルアルコ−ル５．０
重量％を含有した水溶液の層を多孔性ポリスルホン支持
膜に形成し、その層にトリメシン酸クロライド０．２０
重量％、イソプロピルアルコ−ル０．０５重量％を含有
するイソパラフィン系炭化水素油溶液を接触させ、１２
０℃，３分間の熱風乾燥によってスキン層を形成した複
合膜を用いた。表面電位低減用薄膜は、０．２５重量
％，ケン化度９９％のポリビニルアルコ−ル（ｎ＝２，
０００）の溶液（溶媒にはイソプロピルアルコ−ル／水
の割合が３／７のものを使用）を塗布し、１３０℃，５
分間で乾燥して形成した。その厚みは、０．１μｍであ
った。上記逆浸透膜のｐＨ６での表面ζ電位を測定した
ところ、−２０ｍｖであった〔電気泳動液として、１０
ｍＭのＮａＣｌ溶液にヒドロキシプロピルセルロ−スコ
−ティングポリスチレン粒子（５２０ｎｍ）を分散させ
たものを使用し、電気泳動光散乱装置（大塚電子社製，
ＥＬＳ−８００）で電気移動度Ｕを測定し、ζ＝４πη
Ｕ／εより算出した。ただし、εは電気泳動液の誘電
率、ηは同じく粘度〕。これに対し、表面電位低減用薄
膜を形成した逆浸透膜のｐＨ６での表面ζ電位を測定し
たところ、０．２ｍｖであり、表面電位低減用薄膜によ
り表面電位を約１／１００に低減できた。また、膜断面
を透過型電子顕微鏡により観察して表面電位低減用薄膜
形成前のスキン層の比表面積を測定したところ、４．３
であった。これに対し、表面電位低減用薄膜形成後の前
記スキン層の比表面積は２．０であり、表面電位低減用
薄膜形成前の４７％であった。更に、表面電位低減用薄
膜形成前の逆浸透膜の膜製能を濃度１５００ｐｐｍのＮ
ａＣｌ水溶液を供給液として圧力１５kgf/cm2にて測定
したところ、ＮａＣｌ阻止性能は９９．４８％、透水量
は１．７m9/m2/dayであった。これに対し、表面電位低
減用薄膜を形成した逆浸透膜のＮａＣｌ阻止性能は９
９．７０％、透水量は１．２m9/m2/dayであった。
アミン３．０重量％、ラウリル硫酸ナトリウム０．１５
重量％、トリエチルアミン３．０重量％、カンファ−ス
ルホン酸６．０重量％、イソプロピルアルコ−ル５．０
重量％を含有した水溶液の層を多孔性ポリスルホン支持
膜に形成し、その層にトリメシン酸クロライド０．２０
重量％、イソプロピルアルコ−ル０．０５重量％を含有
するイソパラフィン系炭化水素油溶液を接触させ、１２
０℃，３分間の熱風乾燥によってスキン層を形成した複
合膜を用いた。表面電位低減用薄膜は、０．２５重量
％，ケン化度９９％のポリビニルアルコ−ル（ｎ＝２，
０００）の溶液（溶媒にはイソプロピルアルコ−ル／水
の割合が３／７のものを使用）を塗布し、１３０℃，５
分間で乾燥して形成した。その厚みは、０．１μｍであ
った。上記逆浸透膜のｐＨ６での表面ζ電位を測定した
ところ、−２０ｍｖであった〔電気泳動液として、１０
ｍＭのＮａＣｌ溶液にヒドロキシプロピルセルロ−スコ
−ティングポリスチレン粒子（５２０ｎｍ）を分散させ
たものを使用し、電気泳動光散乱装置（大塚電子社製，
ＥＬＳ−８００）で電気移動度Ｕを測定し、ζ＝４πη
Ｕ／εより算出した。ただし、εは電気泳動液の誘電
率、ηは同じく粘度〕。これに対し、表面電位低減用薄
膜を形成した逆浸透膜のｐＨ６での表面ζ電位を測定し
たところ、０．２ｍｖであり、表面電位低減用薄膜によ
り表面電位を約１／１００に低減できた。また、膜断面
を透過型電子顕微鏡により観察して表面電位低減用薄膜
形成前のスキン層の比表面積を測定したところ、４．３
であった。これに対し、表面電位低減用薄膜形成後の前
記スキン層の比表面積は２．０であり、表面電位低減用
薄膜形成前の４７％であった。更に、表面電位低減用薄
膜形成前の逆浸透膜の膜製能を濃度１５００ｐｐｍのＮ
ａＣｌ水溶液を供給液として圧力１５kgf/cm2にて測定
したところ、ＮａＣｌ阻止性能は９９．４８％、透水量
は１．７m9/m2/dayであった。これに対し、表面電位低
減用薄膜を形成した逆浸透膜のＮａＣｌ阻止性能は９
９．７０％、透水量は１．２m9/m2/dayであった。
【００２２】逆浸透膜モジュ−ルにはスパイラル型を使
用し、純水製造システムの構成は図１に示す通りとし、
イオン交換樹脂装置には、混床式イオン交換塔を使用し
た。前処理を行った井水を原水として使用し、運転圧力
１５kgf/cm2、回収率８０％、初期透水量を０．６m9/m2
/dayに設定し、周一回の頻度でイオン交換樹脂を再生し
て６ヵ月間運転を行った。この６ヵ月運転後の透水量
は、初期透水量の９４％であった。
用し、純水製造システムの構成は図１に示す通りとし、
イオン交換樹脂装置には、混床式イオン交換塔を使用し
た。前処理を行った井水を原水として使用し、運転圧力
１５kgf/cm2、回収率８０％、初期透水量を０．６m9/m2
/dayに設定し、周一回の頻度でイオン交換樹脂を再生し
て６ヵ月間運転を行った。この６ヵ月運転後の透水量
は、初期透水量の９４％であった。
【００２３】〔比較例〕逆浸透膜モジュ−ルに表面電位
低減用薄膜を形成してないものを使用し、純水製造シス
テム及びイオン交換塔等には実施例と同じものを使用し
た。原水に実施例と同様前処理を行った井水を使用し、
運転圧力１５kgf/cm2、回収率８０％、初期の透水量を
０．７m9/m2/dayに設定し、周一回の頻度でイオン交換
樹脂を再生して６ヵ月間運転を行った。この６ヵ月運転
後の透水量は、初期透水量の７３％であった。初期透水
量への回復を図るために酸及びアルカリ洗浄を行った
が、有効な回復には長い洗浄時間が必要であった。
低減用薄膜を形成してないものを使用し、純水製造シス
テム及びイオン交換塔等には実施例と同じものを使用し
た。原水に実施例と同様前処理を行った井水を使用し、
運転圧力１５kgf/cm2、回収率８０％、初期の透水量を
０．７m9/m2/dayに設定し、周一回の頻度でイオン交換
樹脂を再生して６ヵ月間運転を行った。この６ヵ月運転
後の透水量は、初期透水量の７３％であった。初期透水
量への回復を図るために酸及びアルカリ洗浄を行った
が、有効な回復には長い洗浄時間が必要であった。
【００２４】
【発明の効果】これらの実施例と比較例との対比からも
明らかなように、本発明に係る純水製造システムにおい
ては、イオン交換樹脂装置の前段設置にもかかわらず、
透水量の経時的低下を僅かにとどめ得る。これに対し、
表面電位低減用薄膜を設けない従来例では、初期透水量
をやや高く設定できても、透水量の経時的低下が大き
く、その透水量の回復に長時間清浄を必要する等、安定
運転が至難である。従って、本発明に係る純水製造シス
テムによれば、純水を安定な流量で製造でき、電子工業
用水、製薬用水、病院用水、ボイラ−用水等の製造に有
用である。
明らかなように、本発明に係る純水製造システムにおい
ては、イオン交換樹脂装置の前段設置にもかかわらず、
透水量の経時的低下を僅かにとどめ得る。これに対し、
表面電位低減用薄膜を設けない従来例では、初期透水量
をやや高く設定できても、透水量の経時的低下が大き
く、その透水量の回復に長時間清浄を必要する等、安定
運転が至難である。従って、本発明に係る純水製造シス
テムによれば、純水を安定な流量で製造でき、電子工業
用水、製薬用水、病院用水、ボイラ−用水等の製造に有
用である。
【図１】本発明に係る純水の製造システムを示す図面で
ある。
ある。
１ 逆浸透膜モジュ−ル ２ イオン交換樹脂装置
Claims (9)
- 【請求項１】逆浸透膜モジュ−ルの前段にイオン交換樹
脂装置を有する純水製造システムにおいて、逆浸透膜モ
ジュ−ルの膜表面に表面電位低減用薄膜を設けたことを
特徴とする純水の製造システム。 - 【請求項２】ｐＨ６のもとでの表面電位低減用薄膜の表
面ζ電位が±１０ｍｖ以内である請求項１記載の純水の
製造システム。 - 【請求項３】逆浸透膜モジュ−ルの膜表面の表面ζ電位
の絶対値がｐＨ５から１１の領域で１０mVより大きい請
求項１または２記載の純水の製造システム。 - 【請求項４】表面電位低減用薄膜の厚さが０．００１μ
ｍ〜１．０μｍである請求項１〜３何れか記載の純水製
造システム。 - 【請求項５】表面電位低減用薄膜が電気的に中性の親水
基を有する有機物からなる請求項１〜４何れか記載の純
水の製造システム。 - 【請求項６】有機物が２５℃の水に対して不溶性であ
り、８０℃の水に対し可溶性であるポリビニルアルコ−
ルである請求項５記載の純水の製造システム。 - 【請求項７】圧力１５kgf/cm2、温度２５℃、濃度１５
００ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液を供給液としての逆浸透膜
モジュ−ルの膜表面に表面電位低減用膜を設けたときの
透水量が０．６m3/m2/day以上である請求項１〜６何れ
か記載の純水の製造システム。 - 【請求項８】圧力７．５kgf/cm2、温度２５℃、濃度１
５００ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液を供給液としての逆浸透
膜モジュ−ルの透水量が０．６m3/m2/day以上である請
求項１〜６何れか記載の純水の製造システム。 - 【請求項９】（透過水量／供給水量）×１００％が５０
％以上である請求項１〜８何れか記載の純水の製造シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13275798A JPH11309354A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 純水の製造システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13275798A JPH11309354A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 純水の製造システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11309354A true JPH11309354A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=15088854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13275798A Pending JPH11309354A (ja) | 1998-04-27 | 1998-04-27 | 純水の製造システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11309354A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7025884B2 (en) | 2000-11-10 | 2006-04-11 | Ch2M Hill, Inc. | Method and apparatus for treatment of a fluid system |
| JP2006305500A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Miura Co Ltd | 水処理方法 |
| WO2017002744A1 (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 栗田工業株式会社 | ボイラ用水処理装置及びボイラの運転方法 |
-
1998
- 1998-04-27 JP JP13275798A patent/JPH11309354A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7025884B2 (en) | 2000-11-10 | 2006-04-11 | Ch2M Hill, Inc. | Method and apparatus for treatment of a fluid system |
| US7144510B2 (en) | 2000-11-10 | 2006-12-05 | Ch2M Hill, Inc. | Method and apparatus for treatment of a fluid stream |
| JP2006305500A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Miura Co Ltd | 水処理方法 |
| WO2017002744A1 (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | 栗田工業株式会社 | ボイラ用水処理装置及びボイラの運転方法 |
| JP2017012991A (ja) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | 栗田工業株式会社 | ボイラ用水処理装置及びボイラの運転方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070206 |