JPH11314087A - 高清浄水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超純水を製造することのできる装置の提供 【解決手段】 特定の限外濾過膜を有する濾過装置と、
この濾過装置で浄化された浄化水を逆滲透膜で浄化する
逆滲透装置とを備えてなる高清浄水製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は高清浄水製造装置
に関し、更に言うと、従来の逆滲透法により得られてい
た精製水よりも更に純度の高い高清浄水を製造すること
のできる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に水
を分類すると、(1) 河川水中の大きな浮遊物を除去した
後に、土砂などの濁度成分を自然沈降させて得られる工
業用水、(2) 浮遊物を除去した後に、凝集剤を添加する
ことにより強制的に濁度成分を沈降させ、その後に殺菌
して得られる浄水、(3) 水道水及び井戸水等を原水と
し、イオン交換処理又は蒸留処理をすることにより、電
解質その他の成分を除去して、２５℃での抵抗率を１５
ＭΩ・ｃｍ程度にしてなる純水、(4) 純水中の不純物を
更に除去し、少なくとも１６ＭΩ・ｃｍ以上の抵抗値を
有する超純水に、分けることができる（「水のはなし」
久保田昌治、日刊工業出版、第８０ページ）。また、あ
る考えによると、逆滲透法により製造されるところの、
水道水及び蒸留水よりも更に純度の高い精製水が、ＲＯ
水と称されている。

【０００３】ところで、従来、高純度の水が、逆滲透法
により製造されている。逆滲透法によると、芳香族ポリ
アミド及び酢酸セルロース等の中空糸状半透膜に原水を
通し、滲透圧以上に加圧することによって、種々の不純
物を含有する原水から水だけを通過させて高純度の水を
濾液として取り出すことができる。この従来の高純度水
製造方法においても、通常の濾過装置と同様に、長期運
転を行うと目詰まりを生じる。したがって、定期的にフ
ラッシングを行って目詰まりを解消する作業が必要にな
る。と言って頻繁にフラッシングを行うことは濾過作業
を頻繁に中断することになって、高純度水を工業的な規
模で製造するには、頻繁なフラッシング操作は不適切で
ある。

【０００４】そこで、フラッシング操作或いは薬液洗浄
操作を頻繁に行わなくても済むように、フラッシング、
或いは薬液洗浄操作以外の手段で目詰まりしにくくした
り、目詰まりまでの時間を延長するすることのできる装
置を、逆滲透膜濾過装置の前段に結合するのが、通常で
ある。

【０００５】例えば、原水が各種の微粒子を含有する水
道水であるときには、その原水は、前濾過により先ず微
粒子を除去し、得られる一次浄化水を逆滲透膜濾過装置
で更に濾過する。原水が、水道水用原水レベルである河
川水、井戸水、工業用水、及びこれらよりも清浄な工業
用回収水であるときには、その原水は、通常、凝集沈殿
若しくは凝集加圧浮上と精密濾過とを組み合わせた凝集
濾過法により懸濁物を除去している。

【０００６】また、逆滲透法は、良好な条件を採用する
とＮａＣｌの除去率で９９．８％にもなると言われてい
る。しかしながら、イオン及び分子が小さい程逆滲透膜
を通過し易くなり、また、逆滲透膜の両側の溶質濃度差
が大きいほど、逆滲透膜にかける圧力が大きくなるの
で、このような高圧条件を避けるために、予め原水をイ
オン交換樹脂塔に通じて、原水中の各種イオン等をでき
るだけ除去するようにしている。

【０００７】そこで、イオン交換樹脂等を通過させて得
られたイオン交換水を活性炭塔に供給して、活性炭に非
イオンの溶質例えば主に有機物質を除去する。原水中に
トリハロメタン、ダイオキシン等が含有されているとき
には、これら有機物質を除去するためにとりわけこの活
性炭塔が重要である。

【０００８】原水中に多量の塩素が含有されているとき
には、芳香族ポリアミド及び三酢酸セルロース等の逆滲
透膜は原水中の塩素により材質の劣化及び性能低下等を
起こすと言う致命的な問題がある。このような問題を解
消するために、活性炭充填塔で塩素を除去することが必
要になる。ところが、この活性炭充填塔を採用すると、
活性炭充填塔内を流通する水の流れにより活性炭より微
粉炭が生成して、この微粉炭が濾過水に混入するという
新たな問題を生じる。よって、活性炭充填塔を採用する
ときには、この活性炭充填塔を通過した液中の微粉炭を
除去する微粉炭除去フィルターが必要になる。

【０００９】高純度の水を製造するためのこれらの各工
程は、定期的にそれぞれ逆洗操作又は再生操作をする必
要があるが、各操作の条件は各工程毎に異なり、また煩
雑である。特に凝集沈殿槽における汚泥除去及び精密濾
過の再生が極めて煩雑で面倒である。

【００１０】更に、これらの工程では菌の除去は逆滲透
膜以外ではできず、また菌から生成するエンドトキシン
は逆滲透膜をも通過することがある。従来の方法では、
活性炭充填塔により塩素が除去された後の工程では、系
中で菌が繁殖し易くなる。そして、活性炭充填塔で浄化
された水を配送する管内で菌のコロニーが発生すること
もあり、菌のコロニーが発生したときの管内の清掃は工
業的な操業を不可能にする。特に高純度の超純水を製造
する工程での菌の発生は大問題である。そこで、活性炭
充填塔を通過させることにより塩素を除去して得られる
浄化水に紫外線灯を照射することにより殺菌を行った
り、電子場処理と称して、不純物の電位を中和して管壁
へのコロニーの付着を防止し、菌の増殖を防止する方法
もあるが、条件設定が困難であり、処理量も限られてい
た。

【００１１】本願発明の目的は、凝集沈澱槽、精密濾過
装置、活性炭用フィルター、殺菌灯等を省略し、これら
を省略しても、固形微粒子、菌類、エンドトキシン、及
び油性溶質等を含まずに高度に清浄化された水を、簡単
な装置構成で製造することができ、装置の再生作業も容
易である高清浄水製造装置を提供することにある。

【００１２】この発明の目的は、半導体ウエハーの洗浄
に使用されることができ、輸液及び透析にも使用するこ
とができ、高清浄で人体に安全な水を製造する装置を提
供することにある。

【００１３】この発明の目的は、環境ホルモン等の油性
溶質及びエンドトキシン等を更に減少させ、逆滲透膜を
通過する不純物を更に減少させることにより、高度に清
浄化された清浄水を製造することのできる高清浄水製造
装置を提供することにある。

【００１４】

【発明が解決しようとする手段】前記課題を解決するた
めのこの発明の構成は、(1) 水との接触角が６０度以
上であるポリマーで形成された限外濾過膜を有する濾過
装置と、(2) この濾過装置で浄化された一次浄化水を
更に浄化する逆滲透装置とを有することを特徴とする高
清浄水製造装置であり、この発明の他の構成は、(1)
水との接触角が６０度以上であるポリマーで形成された
限外濾過膜を有する濾過装置と、(2) この濾過装置で
浄化された一次浄化水を更に浄化する逆滲透装置と、
(3) この逆滲透装置で浄化された二次浄化水を更に浄化
するところの、水との接触角が６０度以上であるポリマ
ーで形成された限外濾過膜を有する第２濾過装置とを有
することを特徴とする高清浄水製造装置。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の発明） −濾過装置− この発明に係る高清浄水製造装置は、濾過装置と逆滲透
装置とを備え、前記濾過装置で浄化された一次浄化水を
前記逆滲透装置で浄化するようにこの濾過装置と逆滲透
装置とを接続する。

【００１６】前記濾過装置は、水との接触角が６０度以
上であるポリマーで形成された限外濾過膜を有する。

【００１７】前記接触角は、固体、液体、および気体を
接触させたとき、三相の接触点で液体に引いた接線と固
体面とのなす角のうち液体を含む側の角度を言う。接触
角を測定する装置としては、特に制限がないのである
が、通常、共和界面科学株式会社製の接触角計（ＣＡ−
Ａ型）が好適に使用される。

【００１８】この発明におけるポリマーは水に対する接
触角が６０度以上であることが重要である。また好まし
い接触角は７０度以上であり、更に好ましくは１１０度
を越えない。ここで、水は通常の蒸留水を言う。

【００１９】ポリマーの水に対する接触角が６０度以上
であると、前記ポリマーで形成された限外濾過膜は、原
水中に残存する測定限界程度の極低濃度において人体に
悪影響を及ぼす各種の環境ホルモン等の油性物質を良好
に吸着除去することができる。ポリマーの水に対する接
触角が６０度未満であると、そのポリマーは油性物質を
吸着しない。このような接触角を有するポリマーは疎水
性物質である。

【００２０】この疎水性ポリマーとしては、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリスチ
レン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、１，２−ポリブタジエン、
１，４−ポリブタジエン、ポリスチレン−ポリブタジエ
ンブロックポリマー、ポリイソプレン、ポリクロロプレ
ン等を挙げることができる。この発明におけるポリマー
はこれらの一種単独で使用されても良く、又併用されて
も良い。

【００２１】これらの中でも好ましいのはポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン及びポリアリレートよりなる
群から選択される少なくとも一種であり、中でも、ポリ
アリレートとポリスルホンとを組み合わせたポリマーア
ロイ、及びポリアリレートとポリエーテルスルホンとを
組み合わせたポリマーアロイを好適例として挙げること
ができる。

【００２２】前記ポリアリレートは、以下の化１に示す
繰り返し単位を有するポリマーを好適に採用することが
できる。

【００２３】

【化１】

【００２４】ただし、式中、Ｒ¹ 及びＲ² は炭素数が１
〜５の低級アルキル基である。Ｒ¹及びＲ² は互いに同
一であっても良く、あるいは相違していても良い。Ｒ¹
及びＲ² としては、例えばメチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。
この発明においては、Ｒ¹ 及びＲ² がメチル基であるの
が好ましい。

【００２５】このポリアリレートは、その分子量が２
０，０００〜５０，０００程度であるのが良い。

【００２６】この発明においては、前記ポリアリレート
としては、二価フェノールと芳香族ジカルボン酸とを重
縮合することにより適宜に合成したポリアリレートを用
いても良く、また市販品を用いても良い。市販品として
は、商標名「Ｕポリマー」として販売されているユニチ
カ（株）による製品、商標名「ＡＰＥ」として販売され
ているバイエル社による製品、商標名「ＤＵＲＥＬ」と
して販売されているセラニーズ社による製品、商標名
「Ａｒｙｌｏｎ」として販売されているデュポン社によ
る製品等を挙げることができる。

【００２７】前記ポリスルホンとしては、以下の化２に
示す繰り返し単位を有するポリマーを好適に採用するこ
とができる。

【００２８】

【化２】

【００２９】（ただし、式中、Ｒ³ 及びＲ⁴ は炭素数が
１〜５の低級アルキル基である。Ｒ³及びＲ⁴ は互いに
同一であっても良く、あるいは相違していても良い。Ｒ
³ 及びＲ⁴ としては、例えばメチル基、プロピル基、ブ
チル基、ペンチル基等を挙げることができる。この発明
においては、Ｒ³ 及びＲ⁴ がメチル基であるのが好まし
い。） 前記化２で示される繰り返し単位を有するポリスルホン
は、その分子量が２０，０００〜４０，０００程度であ
るのが好ましい。

【００３０】このポリスルホンは、適宜に合成したポリ
スルホンを用いても良く、また市販品を用いても良い。
市販品としては、商品名「Ｐ−３５００」として販売さ
れているユニオンカーバイド社製の製品を挙げることが
できる。

【００３１】前記ポリエーテルスルホンとしては、次の
化３、化４又は化５で示される繰り返し単位を有するポ
リマーを挙げることができる。

【００３２】

【化３】

【００３３】

【化４】

【００３４】

【化５】

【００３５】このポリエーテルスルホンは、前記化３、
化４又は化５で示される繰り返し単位を主たる繰り返し
単位とする限り特に制限がないが、その分子量が２０，
０００〜４０，０００程度であるのが好ましい。

【００３６】また、このポリエーテルスルホンとして
は、適宜に合成したポリエーテルスルホンを用いても良
く、また市販品を用いても良い。市販品としては、商標
名「スミカエクセルＰＥＳ」として販売されている住友
化学工業（株）による製品等を挙げることができる。

【００３７】ポリアリレートとポリスルホン及び／又は
ポリエーテルスルホンとを組み合わせる場合、ポリアリ
レート（Ａ）とポリスルホン及び／又はポリエーテルス
ルホン（Ｂ）との混合重量比（Ａ／Ｂ）は、０．１〜１
０、好ましくは０．３〜４であるのが望ましい。

【００３８】なお、上記ポリマーであっても、その表面
を改質するために何らかの処理が行われた結果、水に対
する接触角が６０度未満になっているポリマー、及び、
重合時に微量の親水性モノマーを共重合させ、又は重合
時に立体異性を制御して結晶性を低下させて、水に対す
る接触角が６０度未満になっているポリマーは、この発
明における「水に対する接触角が６０度以上であるポリ
マー」から除外される。

【００３９】この発明におけるポリマーは、膜状にして
使用される。また、この発明におけるポリマーは、その
形態が、平膜状、中空糸膜の形態であっても良い。いず
れにしても、比表面積が大きな形態のポリマー又は表面
比体積比が大きな形態のポリマーが好ましい。好ましい
表面比体積比としては、１００ｃｍ² ／ｃｍ³ 以上、特
に２００ｃｍ² ／ｃｍ³ 以上が好ましい。

【００４０】この発明におけるポリマーが前記ポリマー
アロイであるときには、前記二種以上の疎水性ポリマー
を有機溶媒に溶解してポリマー原液を調製し、このポリ
マー原液を二重管となった紡糸口金又は押し出しダイス
から押しだして凝固液中に導入すると、中空の紐状体も
しくは糸状体が形成される。

【００４１】前記有機極性溶媒としては、例えばテトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等を
挙げることができる。

【００４２】前記ポリマー原液を調製する際に、二種の
ポリマーの濃度、特にポリアリレートとポリスルホン及
び／又はポリエーテルスルホンとの濃度としては、通常
１０〜２５重量％、好ましくは１２〜２０重量％であ
る。このポリマー原液は、紡糸口金から吐出することに
より繊維を形成するために調製される場合、前記ポリマ
ー濃度が１０重量％よりも低いときには、紡糸口金によ
り紡糸しても強度のある糸に紡糸することができないこ
とがあり、また２５重量％よりも濃度が高いと、多孔質
の糸に紡糸することができず、またポリマー原液がゲル
化し易くなって取り扱いに困ることがある。

【００４３】前記有機極性溶媒に二種のポリマー特にポ
リアリレートとポリスルホン及び／又はポリエーテルス
ルホンとを溶解する際の温度は、通常３０〜１００℃、
好ましくは５０〜８０℃である。

【００４４】なお、限外濾過膜に形成するポリマーは、
この発明の目的を阻害しない限りにおいて、各種の添加
剤を含有していても良い。

【００４５】この発明におけるポリマーにより形成され
た限外濾過膜は吸着作用により油性物質を除去し、その
濾過作用により限外濾過膜に存在する孔よりもサイズの
大きな固形粒子が除去される。

【００４６】前記油性溶質としては、分子量１，０００
以下の化合物である。分子量１，０００を超えると、親
水性基を有することにより油性が小さくならない限り、
人に有害な程には水に溶解しない。換言すると、この油
性溶質は、人に対して有害であるとされる程度にまで水
系溶媒に溶解し得る分子量１，０００以下の化合物であ
る。 この油性溶質としては、水に対して難溶性又は微
溶性である有機化合物を挙げることができる。例えば、
ヘキサンに微溶性であり、かつ水に対する溶解性が１ｇ
／水１００ｇ以下であるとき、この油性溶質は、微溶性
又は難溶性であると言える。また、この油性溶質として
は、炭素数が１０以下であり、かつ水酸基、アミノ基、
カルボキシル基、スルホキシル基、ニトロキシル基、ス
ルホン酸基等の親水性基を含まない有機化合物、及び炭
素数が１０を越える炭化水素基を有する有機化合物を挙
げることができる。

【００４７】油性溶質の具体例としては、クロロホル
ム、ブロモジクロルメタン、ジブロモクロルメタン、及
びブロモホルム等のトリハロメタン類、ＤＤＴ、ダイオ
キシン、及びＰＣＢ等の芳香族系含ハロゲン有機化合
物、トリクロロエタン、トリブロモエタン、及びモノク
ロロジブロモエタン等のトリハロエタン類、並びにこの
トリハロエタン類を含み、その他にテトラクロロエチレ
ン、テトラクロロエタン、及び四塩化炭素等の脂肪族系
含ハロゲン有機化合物等を挙げることができる。このこ
のポリマーで形成された限外濾過膜は、前記油性溶質の
一種又は二種以上を同時に吸着することもできる。

【００４８】油性溶質の他の例としては、ドデシルベン
ゼンスルホン酸ソーダ等のアニオン系界面活性剤、並び
にベンゼン、アンスラセン、及びヘキサン等の炭化水素
を挙げることができる。

【００４９】さらには、この油性物質として、環境ホル
モンとして近年問題になっている物質をも例示すること
ができる。ここで、環境ホルモンとしては、前述した油
性溶質のある種の物質が含まれ、例えばダイオキシン、
トリハロメタン、トリハロエタン、ＰＣＢ、ＤＤＴ、ス
チレン、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール等をあげ
ることができ、また、これらに限らず、今後の研究の進
展により更に見出される新たな化合物もある。

【００５０】前記油性溶質を相分離して含有せずにこれ
を溶解若しくは分散している水系溶液の例としては、例
えば水道水、透析液、生理的食塩水、輸液等を挙げるこ
とができる。

【００５１】この発明における濾過装置においては水に
対する接触角が特定の値である特殊なポリマーで形成さ
れた限外濾過膜を使用しているので、この濾過装置に供
給する原水は、凝集沈澱槽で沈澱処理し、精密濾過装置
で精密濾過し、活性炭充填塔を用いるときには活性炭フ
ィルターで濾す必要もない。したがって、凝集沈澱槽、
精密濾過装置及び活性炭充填塔を用いたときの活性炭フ
ィルターで処理されていない原水を直ちにこの濾過装置
に供給することができる。また、換言すると、この発明
に係る高清浄水製造装置にあっては、凝集沈澱槽、精密
濾過装置及び活性炭フィルターを不要とし、未処理の原
水そのままが濾過装置に供給される。

【００５２】この発明における濾過装置は、水に対する
接触角が６０度以上であるポリマーで形成された限外濾
過膜を適宜の容器に収容し、前記水溶液と接触すること
ができるように形成されてなる構造の濾過器を含むこと
ができる。

【００５３】例えば、この発明におけるポリマーの形態
が平膜状であるときには、平膜状のポリマーを空隙の多
いセパレータを介して、或いはセパレータを介さずして
積層した積層体、或いは単層の平膜の両側それぞれに液
密な原液室と濾過液室とが形成されるようにチャンバー
内に前記席相対又は単層の平膜が介装されてなる構造の
濾過器等を挙げることができる。更に、このポリマーが
中空糸膜状であるときには、この多数本の中空糸膜を管
状のケースに装填し、中空糸の一端開口部から中空糸の
周側面へと液が通過することができるように形成されて
なる構造の濾過器等を挙げることができる。

【００５４】この発明における濾過装置においては、容
器内に限外濾過膜としての前記ポリマーを装填する。そ
して、限外濾過膜を装填する容器内を、通常０〜１５ｋ
ｇ／ｃｍ² に加圧される。容器内の加圧は、容器内に供
給する原水をポンプで加圧することにより行うことがで
きる。なお、この容器は前記圧力に耐えられることを要
し、耐圧性素材で形成されている。

【００５５】このような濾過器の好適な一例を、図面を
参照して、説明する。

【００５６】図１に示された濾過器においては、両端が
開口した、この発明におけるポリマーで形成された中空
糸限外濾過膜１が、略円筒状のケース２の内部に、充填
されている。前記ケース２の側面における両端部のそれ
ぞれには、枝管２１及び２２が設けられている。

【００５７】前記中空糸限外濾過膜１は、ケース２の両
端部においてポッティングされ、これにより、前記中空
糸濾過膜の両端部にポッティング部２３及び２４が形成
されている。前記ポッティング部２３及び２４は、いず
れも、ケース２の端面に沿って切断され、中空糸限外濾
過膜１の末端開口部１１及び１２が開口する。

【００５８】前記ケース２における、末端開口部１１が
形成された方の端部には、底部を有する略円筒状の被処
理水供給キャップ３１が装着され、前記ケース２におけ
る、末端開口部１２が形成された方の端部には、前記被
処理水供給キャップ３１と同様の形状を有するドレン排
出キャップ３２が装着されている。被処理水供給キャッ
プ３１の底面における中央部からは、被処理水を供給す
る被処理水供給管３１ａが、末端開口部１１から遠ざか
る方向に向かって伸びている。一方、ドレン排出キャッ
プ３２の底面における中央部には、ドレンを排出するド
レン排出管３２ａが、前記末端開口部１２から遠ざかる
方向に向かって伸びている。前記ドレン排出管３２ａに
は、開閉弁であるドレン弁３２ｂが設けられている。
尚、ケース２と被処理水供給キャップ３１との間、及び
ケース２とドレン排出キャップ３２との間には、それぞ
れＯリング４１及び４２が嵌装されている。

【００５９】図１に示された濾過器において被処理水を
濾過する時（以下「濾過時」という。）には、被処理水
供給管３１ａを通して末端開口部１１に被処理水を供給
する。このとき、ドレン弁３２ｂは完全に閉鎖しておく
か、或いは僅かに開放しておく。このドレン弁３２ｂを
僅かに開にしておくと、濃縮された原水が排出されてい
くので、中空糸限外濾過膜の表面に付着する固形粒子の
量が少なくなり、結果としてこの濾過器の寿命が長くな
る。

【００６０】前記被処理水は、末端開口部１１から中空
糸限外濾過膜１の内部に流入する。中空糸限外濾過膜１
の内部に流入した被処理水は、中空糸限外濾過膜１の外
側に向かって透過することにより浄化される。中空糸限
外濾過膜１で浄化された一次浄化水は、枝管２１及び２
２を通って前記濾過器の外部に流出する。

【００６１】このような濾過器においては、油性溶質を
極微量に含有する溶液を前記中空糸限外濾過膜に吸着さ
せて前記溶液を浄化するのであるが、長期間にわたって
前記溶液の浄化を継続すると、中空糸限外濾過膜の吸着
性能が低下するので、この中空糸限外濾過膜から油性溶
質を除去する必要を生じる。その場合、以下に説明する
脱着方法により、油性溶質を除去するのが効率的であ
る。

【００６２】この脱着方法は、この油性溶質用吸着器に
水及び／又は有機溶剤を逆流させること、すなわち逆洗
させることである。この場合、加温した水及び／又は有
機溶剤をしようすると、より一層効果的である。

【００６３】この油性溶質用吸着器に水を通過させても
良く、有機溶剤を通過させても良く、水と有機溶剤との
混合物を通過させても良く、水の通過と有機溶剤との通
過を交互に行っても良い。このような意味で「及び／又
は」の表現が使用される。

【００６４】逆洗に使用される前記有機溶剤は、通常、
１００℃以下の沸点を有する溶剤である。この有機溶剤
の具体例として、ベンゼン及びトルエン等の芳香族炭化
水素、ヘキサン及びヘプタン等の飽和炭化水素、メタノ
ール及びエタノール等の低級アルコール、アセトン及び
メチルエチルケトン等のケトン類、ジメチルエーテル、
メチルエチルエーテル及びジエチルエーテル等のエーテ
ル類、並びに石油エーテル等を挙げることができる。

【００６５】前記有機溶剤は、これを濾過器に通過させ
て油性溶質を脱着させることにより、油性溶質を含有す
る有機溶剤液を得ることができる。この有機溶剤液を加
熱して有機溶剤を除去すると、簡単に油性溶質を高濃度
で得ることができる。

【００６６】脱着の効果を向上させるために、前記水及
び／又は有機溶剤には、適宜の界面活性剤を含有させて
も良い。

【００６７】この濾過器は、装填している中空糸限外濾
過膜を加熱する加熱手段を備えているのが好ましい。す
なわち、装填している中空糸限外濾過膜をその外側から
加熱するようにするのが良い。具体的には、加熱手段と
しては、熱媒用ジャケット及び電熱ヒータ等を挙げるこ
とができる。加熱温度は、通常その上限が２００℃であ
るが、中空糸限外濾過膜に使用されたポリマーが水及び
／又は有機溶剤によりその温度で膨潤しない温度若しく
はその温度以下に、又はそのポリマーが熱変形しない温
度に調節するのが良い。

【００６８】例えば、ポリマーがポリエーテルスルホン
であるときには加熱温度を２０３℃、ポリエーテルスル
ホンとポリアリレートとからなるポリマーアロイである
ときには、加熱温度は１９０℃に設定されることができ
る。このような温度は有機溶剤の沸点よりも高いので、
有機溶剤は蒸気となって中空糸限外濾過膜に吸着した油
性溶質を脱着することになる。水を用いるときには、水
蒸気で油性溶質を脱着させることになる。

【００６９】このように、水及び／又は有機溶剤を加温
して中空糸限外濾過膜の脱着操作をすると、飽和吸着量
が低下するのみならず、脱着速度も向上し、脱着液（脱
着処理して得られる液）における油性溶質の濃度を高め
ることができ、吸着対象である原液中の濃度よりも遙か
に高濃度の脱着液を得ることができる。よって、この濾
過器は濃縮器としても、機能するのであり、濃縮器は前
記濾過器と同様の構造とすることができる。

【００７０】この中空糸限外濾過膜を有する濾過器を使
用すると、除去されるべき油性溶質の蒸気圧が有機溶剤
に比較して高い場合には、有機溶剤の蒸発により脱着し
た油性溶質の濃度が高くなり、脱着液の容積を小さくす
ることができる。これは、吸着機能を有するポリマーが
濾過膜の形態を取るときには少量の逆洗液で高濃度の脱
着液を得ることができることを意味する。

【００７１】前記加熱手段の代わりに水及び／又は有機
溶剤の存在下に超音波照射手段を採用することも、脱着
を効率化する上で好ましい。

【００７２】かくして、図１に示されるような濾過器を
逆洗するとき（以下「逆洗時」という。）には、枝管２
１及び２２から洗浄水を供給する。このときは、ドレン
弁３２ｂを開いておく。

【００７３】前記洗浄水は、中空糸限外濾過膜１の外側
から内側に向かって透過し、末端開口部１１及び１２か
らケース２の外部に流出する。これによって、濾過時に
中空糸限外濾過膜１に蓄積した汚れが除去される。

【００７４】濾過膜状に形成したポリマーをこのように
モジュール化してなる濾過器は、特定の限外濾過膜を装
填しているので、逆洗が容易であり、原水中に、細菌
類、エンドトキシン、極微量の油性溶質、活性炭の微粉
末などの微小固形物等が含有するときには、これらをも
除去することができる。

【００７５】−逆滲透装置− この発明における逆滲透装置は、前記濾過装置の下流側
に設置される。すなわち、この逆滲透装置は、前記濾過
装置により浄化された一次浄化水を原水として取り込
み、この一次浄化水を更に浄化する。

【００７６】この逆滲透装置は、逆滲透膜を内部に備え
た構造を有する 前記逆滲透膜を形成する素材としては、セルローストリ
アセテート、例えばポリ−ｍ−フェニレンイソフタルア
ミドなどの芳香族ポリアミド、ポリベンズイミダゾロ
ン、ポリアクリロニトリル、アセチルセルロース、アセ
チルブチルセルロース、芳香族ポリヒドラジド等を挙げ
ることができる。

【００７７】この逆滲透膜は、単一のポリマーで形成さ
れることもあり、複数種のポリマーで形成された複合膜
であっても良い。複合膜としては、例えば、ポリサルホ
ンを支持層とし、その表面にポリエチレンイミンを薄く
塗布して２，４−トルエンジイソシアナートで架橋し、
熱処理により活性層を有してなる複合膜を挙げることが
できる。

【００７８】この発明における逆滲透装置は、前記逆滲
透膜を適宜の容器に収容し、前記濾過装置で浄化された
一次浄化水と接触することができるように形成されてな
る構造の濾過器を含むことができる。

【００７９】この逆滲透膜が濾過膜状であるときには、
膜の両側それぞれに液密な原液室と濾過液室とが形成さ
れるようにチャンバー内に逆滲透膜が介装されてなる構
造の逆滲透装置等を挙げることができる。更に、この逆
滲透膜が中空糸膜状であるときには、この多数本の中空
糸膜を管状のケースに装填し、中空糸の一端開口部から
中空糸の周側面へと液が通過することができるように形
成されてなる構造の逆滲透装置等を挙げることができ
る。

【００８０】この発明における逆滲透膜においては、容
器内に逆滲透膜を装填する。そして、逆滲透膜を装填す
る容器内を、通常５〜１００ｋｇ／ｃｍ² に加圧され
る。容器内の加圧は、容器内に供給する一次浄化水をポ
ンプで加圧することにより行うことができる。

【００８１】このような逆滲透装置の一例を、図面を参
照して、説明する。

【００８２】図２に示されるように、この逆滲透装置50
は、二次浄化水を排出する排出管51を結合した一端面部
52と、一次浄化水を導入する導入管53を装着した他端面
部54とを有する略円筒状の、例えばＦＲＰで形成された
耐圧容器55と、この耐圧容器55の内部であって、前記排
出管51を結合した一端部寄りに装着されたとことろの、
耐圧容器55の内部を二分する支持部材56とを有する。こ
の支持部材56により二分された、耐圧容器55内の二つの
部屋のうち、排出管53を結合した一端面部側の部屋は、
例えば二次浄化水室57と称し、導入管53を結合した他端
面部側の部屋を、例えば濃縮水室58と称することができ
る。尚、この二つの部屋の名称は便宜的なものであり、
前記二次浄化水室57を第１室、濃縮水室58を第２室と称
しても構わない。

【００８３】この逆滲透装置50は、前記支持部材56に中
空糸状逆滲透膜59を支持、ないし保持する。図２におい
ては、中空糸状逆滲透膜59の一端が前記二次浄化水室57
に開口し、しかもこの中空糸状逆滲透膜59の他端も前記
二次浄化水室57に開口するように、この中空糸状逆滲透
膜59が支持部材56に支持される。このように支持部材56
に支持された中空糸状逆滲透膜59の多数が、この耐圧容
器55内に装填される。もっとも、他の例として、一端を
閉塞した中空糸状逆滲透膜の他端が、前記二次浄化水室
に開口するように、この中空糸状逆滲透膜を前記支持部
材に支持、ないし保持されていても良い。

【００８４】前記支持部材56は、前述したように多数の
束ねた中空糸状逆滲透膜を保持する樹脂製円盤体60と、
この樹脂製円盤体60の外周に装填され、二次浄化水室57
と濃縮水室58とを液密にシールするＯ−リング61とで形
成することができる。

【００８５】前記導入管53は、その先端部が前記支持部
材56に達するまで、耐圧容器55内に挿入される。

【００８６】耐圧容器55内の濃縮水室58内には、前記導
入管53を支持し、かつ前記中空糸状逆滲透膜59を保持し
てこれがばらつかないように保持する保持部材62が装着
される。この保持部材62は、前記機能を発揮するように
その構造が適宜に設計されるのであるが、前記支持部材
56のように濃縮水室58内を二分するようには設計されて
いない。

【００８７】導入管53を装着する耐圧容器55の他端部に
は、濃縮水排出管63が装着され、この濃縮水排出管63に
は調圧弁64が取り付けられている。

【００８８】この逆滲透装置50においては、導入管53を
通じて、前記濾過装置で浄化された一次浄化水を耐圧容
器55内に加圧下に導入する。圧入された一次浄化水は中
空糸状逆滲透膜59の外側から内側へと透過し、中空糸状
逆滲透膜59の中空内に滲透する。この滲透により中空糸
状逆滲透膜59の中空内に、二次浄化水が流通して、二次
浄化水室57内に至り、次いで排出管51から二次浄化水が
排出される。一方、耐圧容器55内では、一次浄化水が濃
縮されてなる濃縮水が形成され、定期的に調圧弁64を開
くことにより濃縮水排出管63から濃縮水が排出される。

【００８９】このようにして濾過装置で浄化された一次
浄化水をこの逆滲透膜装置に供給し、この逆滲透膜装置
で浄化されてでてきた二次浄化水は、１，０００以上の
分子量がほぼ９０％カットされて高度に清浄化された浄
化水である。

【００９０】−付帯装置− この発明に係る高清浄水製造装置においては、前記濾過
装置の前段装置として活性炭充填塔を付設しても良い。
つまり、原水をこの発明における濾過装置に供給する前
に、一旦、活性炭充填塔に供給し、活性炭により微小固
形分の吸着及び塩素の吸着を行い、その結果得られる浄
化水を、この発明における前記濾過装置に供給するので
ある。従来技術の説明に関して指摘したように、活性炭
充填塔で浄化された浄化水中には微細な活性炭粉が混入
することがあるが、例えばその浄化水中に微細活性炭粉
が混入していても、この発明における濾過装置でその微
細活性炭粉が濾過される。また、活性炭充填塔に塩素含
有の原水を通過させると、原水中の塩素が活性炭により
吸着除去される。塩素の除去された浄化水は、雑菌が繁
殖しやすいのであるが、活性炭充填塔により浄化された
液を、この発明における濾過装置で処理すると、その限
外濾過膜により菌が除去される。したがって、原水中の
塩素及び生菌を除去するには、この活性炭充填塔とこの
発明における濾過装置との組み合わせが有効である。

【００９１】（第２の発明）この発明は、前記第１の発
明における逆滲透装置の後段にも、前記第１の発明にお
けるのと同様の濾過装置を接続してなる高清浄水製造装
置である。

【００９２】更に言うと、この発明においては、前記第
１の発明における濾過装置と、この濾過装置で浄化され
た一次浄化水を処理する前記第１の発明における逆滲透
装置と、この逆滲透装置で浄化された二次浄化水を処理
するところの、前記発明におけるのと同様の第２の濾過
装置とを有してなる。

【００９３】この第２の濾過装置についての説明は前記
第１の発明における濾過装置の説明をもって代える。

【００９４】この第２の発明に係る高清浄水製造装置に
よると、第２の濾過装置が、前記第１の発明に係る高清
浄水製造装置における逆滲透装置を通過してしまった油
性溶質、エンドトキシンを捕捉するので、前記第１の高
清浄水清浄装置よりも更に高純度、高清浄度に高められ
た高清浄水を得ることができる。

【００９５】

【発明の効果】この発明によると、活性炭のよような微
小な固形分、細菌類、エンドトキシン、極微量であって
も人体に悪影響を与える分子量１，０００以下の油性溶
質、分子量が１，０００以下のイオン等が除去されて高
度に清浄になった水を製造することのできる高清浄水製
造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明における濾過装置の一例を示す
概略断面図である。

【図２】図２はこの発明における逆滲透装置の一例を示
す概略説明図である。

【符号の説明】

１・・・中空糸限外濾過膜、２・・・ケース、１１、１
２・・・末端開口部、２１，２２・・・枝管、２３，２
４・・・ポッティング部、３１・・・被処理水供給キャ
ップ、３１ａ・・・被処理水供給管、３２・・・ドレン
排出キャップ、３２ａ・・・ドレン排出管、３２ｂ・・
・ドレン弁、４１、４２・・・Ｏリング、50・・・逆滲
透装置、51・・・排出管、52・・・一端面部、53・・・
導入管、54・・・他端面部、55・・・耐圧容器、56・・
・支持部材、57・・・二次浄化水室、58・・・濃縮水
室、59・・・中空糸状逆滲透膜、60・・・樹脂製円盤
体、61・・・Ｏ−リング、62・・・保持部材、63・・・
濃縮水排出管、64・・・調圧弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水との接触角が６０度以上であるポリマ
   ーで形成された限外濾過膜を有する濾過装置と、この濾
   過装置で浄化された一次浄化水を更に浄化する逆滲透装
   置とを有することを特徴とする高清浄水製造装置。
2. 【請求項２】 水との接触角が６０度以上であるポリマ
   ーで形成された限外濾過膜を有する濾過装置と、この濾
   過装置で浄化された一次浄化水を更に浄化する逆滲透装
   置と、この逆滲透装置で浄化された二次浄化水を更に浄
   化するところの、水との接触角が６０度以上であるポリ
   マーで形成された限外濾過膜を有する第２濾過装置とを
   有することを特徴とする高清浄水製造装置。