JPH11319492A

JPH11319492A - 下水の処理方法

Info

Publication number: JPH11319492A
Application number: JP15863298A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tanaka; 和男田中; Hisao Hachisuga; 久雄蜂須賀
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】下水の最終的な高次処理を二段の逆浸透膜モジ
ュ−ルを使用して行う場合、窒素や燐等の栄養塩類に対
する除去率を高く保持しつつ高安定の透過流束のもとで
処理できる下水の処理方法を提供する。【解決手段】二段の逆浸透膜モジュ−ル６１，６２によ
り下水処理における最終的な高次処理を行う方法におい
て、電気的に中性の親水基を有する被覆層、若しくは親
水基を有し、かつｐＨ６での表面ζ電位が±１０ｍｖ以
内の被覆層を逆浸透膜の表面に設けた逆浸透膜モジュ−
ルを前段逆浸透膜モジュ−ル６１として使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は下水を処理する場
合、最終的な高次処理を膜分離法により行う下水の処理
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市での下水処理においては、下水を粗
濾過したうえで、活性汚泥法により生物処理し、その処
理水を河川に放流している。すなわち、粗濾過した下水
を曝気槽に導入し、下水中の有機物を浮遊状態の微生物
により好気性状態で吸着・分解させ、微生物を増殖さ
せ、更に、曝気槽の微生物混合液（ＭＬ）を最終沈殿池
に導き、微生物を沈殿分離し、その沈殿微生物を返送汚
泥としての曝気槽の下水流入部に返送して循環処理を行
い、沈殿池の余剰汚泥を適時抜き取っている。近来、環
境問題や水資源の有効利用のために、上記処理水を放流
せずに、例えば、公園等の公共施設の親水用水として再
利用することが検討されている。而して、この有効利用
のためには、上記処理水から窒素や燐等の栄養塩類を高
い除去率で除去することが必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、活性汚泥処理を
嫌気・好気状態の繰返しで行って有機物と同時に窒素を
も除去することが、所謂、生物学的硝化脱窒法として知
られている。また、活性汚泥処理を完全嫌気状態、無酸
素状態、好気状態で順次に行うことを繰り返して有機物
と同時に窒素及び燐をも除去することが、所謂、生物学
的硝化脱窒燐除去法として知られている。しかしなが
ら、これらの方法では、上記最終の処理水を有効に再利
用できる程度にまで窒素や燐化合物を除去することは困
難である。

【０００４】而して、この窒素や燐化合物の除去のため
に、逆浸透膜モジュ−ルにより最終的な高次処理を行う
ことが提案されている。この処理においては処理水量が
大きいために、逆浸透膜モジュ−ルに透過流束が大のも
のを使用することが要求され、その逆浸透膜モジュ−ル
としては架橋芳香族ポリアミド系逆浸透膜モジュ−ルが
注目されている。しかしながら、本発明者等の試験結果
によれば、この架橋芳香族ポリアミド系逆浸透膜モジュ
−ルで上記最終的な高次処理を行うと、比較的早期に透
過流束が低下し、所定の処理速度を維持することが困難
である。かかる早期透過流束の低下の原因は、処理水中
に含有されている界面活性剤が架橋芳香族ポリアミド膜
表面に顕著に吸着され、膜表面の親水性が低下する結果
であると推定される。

【０００５】而して、本発明者等は界面活性剤との接触
のもとでも透過流束を安定に保持できる逆浸透膜を探求
したところ、ピペラジンアミノ化合物の架橋重合体膜が
安定な透過流束特性を呈することを知った。しかし、こ
の逆浸透膜では、窒素や燐等の栄養塩類に対する除去率
に劣ることが判明した。そこで、原水に接する膜表面が
ピペラジンアミノ化合物の架橋重合体で形成された前段
の逆浸透膜モジュ−ルと、原水に接する膜表面が架橋芳
香族ポリアミドで形成された後段の逆浸透膜モジュ−ル
により、下水処理における最終的な高次処理を行うこと
を提案した（特願平８−１８３０６号）。しかしなが
ら、この方法では、架橋芳香族ポリアミドの逆浸透膜モ
ジュ−ル単独の場合に較べ、窒素や燐等の栄養塩類に対
する除去率を相当に高くできるが、透過流束の安定性は
必ずしも満足できるものではない。

【０００６】本発明の目的は、下水の最終的な高次処理
を二段の逆浸透膜モジュ−ルを使用して行う場合、窒素
や燐等の栄養塩類に対する除去率を高く保持しつつ高安
定の透過流束のもとで処理できる下水の処理方法を提供
することににある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る下水の処理
方法は、二段の逆浸透膜モジュ−ルにより下水処理にお
ける最終的な高次処理を行う方法において、電気的に中
性の親水基を有する被覆層、若しくは親水基を有し、か
つｐＨ６での表面ζ電位が±１０ｍｖ以内の被覆層を逆
浸透膜の表面に設けた逆浸透膜モジュ−ルを前段逆浸透
膜モジュ−ルとして使用することを特徴とする構成であ
り、被覆層としてはポリビニルアルコ−ル（２５°の水
に対しては不溶性であり、８０℃の水に対しては可溶
性）を好適に使用でき、被覆層の厚さは０．００１μｍ
〜１．０μｍとされる。前記逆浸透膜モジュ−ルの逆浸
透膜は上記被覆層を設けない状態で、圧力７．５kgf/cm
²，温度２５℃，濃度５００ｐｐｍの食塩水溶液を供給
液として０．６m³/m²/day以上の透水量を有し、表面ζ
電位はｐＨ５〜１１の領域内で絶対値１０ｍｖ以上であ
るが前記被覆層により±１０ｍｖ以内とされる。また被
覆層を被覆するまえの逆浸透膜モジュ−ルの膜表面の表
面ζ電位の絶対値はｐＨ５から１１の領域で１０mVより
大きくされる。前記被覆層を逆浸透膜の表面に設けた逆
浸透膜モジュ−ルは、圧力１５kgf/cm²，温度２５℃，
濃度１５００ｐｐｍの食塩水溶液を供給液として０．６
m³/m²/day以上の透水量を有する。前記後段の逆浸透膜
モジュ−ルには、透過流束が０．１０m³/m²・〔kgf/c
m²〕・day以上であり、ｐＨ６．５、濃度１５００ｐｐｍ
の食塩水溶液を供給液としての２５℃、操作圧力１０kg
f/cm²での阻止率が９０％以上であるものが使用され、
逆浸透膜が架橋芳香族ポリアミドで形成されているもの
や逆浸透膜がピペラジンアミノ化合物の架橋重合体で形
成されているものが好適であり、更には、膜表面の平均
面粗さが５５ｎｍ以上であるものを使用することが好ま
しい。

【０００８】本発明において、前段の逆浸透膜モジュ−
ルの逆浸透膜に電気的に中性の親水基を有する被覆層、
若しくは親水基を有し、かつｐＨ６での表面ζ電位が±
１０ｍｖ以内の被覆層を設ける理由は、逆浸透膜の大な
る透過水量（圧力７．５kgf/cm²，温度２５℃，濃度５
００ｐｐｍの食塩水溶液を供給液として０．６m³/m²/da
y以上）を保持しつつ界面活性剤の吸着を抑制して透過
流束を大で、かつ安定とするためである。前記被覆層を
設けるにもかかわらず、被覆層の厚みを０．００１μｍ
〜１．０μｍとし、次式で示すスキン層の比表面積ｆを
２〜１０００、好ましくは３〜５００とすることにより
透過水量を充分に保持できる〔２未満では被覆層を設け
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５kgf/cm²、温度２５℃での塩化ナトリウ
ム濃度５００ｐｐｍ，ｐＨ６．５の供給液に対し０．６
m³/m²/day以上にできる）、１０００を越えると表面が
著しく粗になり、被覆層の均質被覆が困難となる〕。

【０００９】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）

【００１０】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。

【００１１】上記前段逆浸透膜モジュ−ルの逆浸透膜に
は、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膜成させることにより製
作できる。

【００１２】上記電気的に中性の親水基を有する被覆層
の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。

【００１３】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℃では水不溶性を呈する
が、熱水（８０℃以上）には可溶である。これらの条件
を満たせば、逆浸透膜面上に容易に被覆でき、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を高くでき、また透水量も
多くできる。

【００１４】上記電気的に中性の親水基を有する有機物
または有機重合体以外にも、ｐＨ６のもとでの表面ζ電
位を±１０ｍｖ以内に制御し得、かつ親水基を有する有
機物または有機重合体も使用でき、上記表面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以下とすることが望ましい。
この表面ζ電位は、電気泳動液として、１０ｍＭの塩
化ナトリウム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，Ｅ
ＬＳ−８００）で電気移動度Ｕを測定し、ζ＝４πηＵ
／εより求めることができる。ただし、εは電気泳動液
の誘電率、ηは同じく粘度である。

【００１５】而して、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
できるが、これらのうち、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、例えば、−ＯＨ、−ＮＨ逆
浸透膜Ｏ−、−Ｏ−、下記の式に示すもの

【化１】を有するものであれば、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、被覆層
として使用可能である。

【００１６】上記の被覆層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０．０１〜２０
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℃〜１５
０℃とされる。この被覆層の厚みは、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。

【００１７】後段逆浸透膜モジュ−ルに用いる架橋芳香
族ポリアミド逆浸透膜としては、多孔質基材上で、少な
くとも２個のアミン官能性基を有する単量体の芳香族ポ
リアミン反応体と、多官能性アシルハライドまたはその
混合物から成る単量体の芳香族のアミン反応性反応体
（このアミン反応性反応体１分子につき平均で少なくと
も約２．２個のアシルハライド基を有する）とを、アミ
ン塩の存在下で界面重合することにより作成した複合膜
（例えば、特許第１９４８９９３号）が好適に使用さ
れ、少なくとも２個のアミン官能性基を有する単量体の
芳香族ポリアミン反応体には例えば、ｍ−フエニレンジ
アミンが、多官能性アシルハライドから成る単量体の芳
香族のアミン反応性反応体には例えば、トリメンイルク
ロライドが使用される。もちろん、これ以外の架橋芳香
族ポリアミド系膜の使用も可能である。

【００１８】後段逆浸透膜モジュ−ルに用いるピペラジ
ンアミノ化合物の架橋重合体逆浸透膜には、ポリビニル
アルコ−ルと第２級アミノ基を一分子中に２個以上有す
るピペラジン系アミノ化合物とが第２級アミノ基及び水
酸基と反応して得る多官能性架橋剤にて架橋重合されて
成る超薄膜と、この超薄膜を一体的に支持する内部層と
して水溶性ポリビニルアルコ−ルからなる多孔質層とか
ら成る表面層を多孔性基材上に有し、ピペラジン系アミ
ノ化合物として、ピペラジン、２−メチルピペラジン、
２，５−ジメチルピペラジン、ホモピペラジン等を用い
たもの（特公昭６１−２７０８３号公報）を使用でき
る。もちろん、これ以外のピペラジンアミノ化合物の架
橋重合体膜の使用も可能である。

【００１９】これらの後段の逆浸透膜モジュ−ルには、
高透過流束を確保するために、透過流束０．１０m³/m²・
〔kgf/cm²〕・day以上のものが使用され、また、上記の
窒素や燐に対する高い除去率を確保するために、ｐＨ
６．５、濃度５００ｐｐｍの食塩水溶液を供給液として
の２５℃、操作圧力７．５kgf/cm²での阻止率が９０％
以上のものが使用される。上記後段の逆浸透膜モジュ−
ルにおいては、膜の表面積を大として実質的に膜面積を
大きくするために、膜表面の平均面粗さＲaが５５ｎｍ
以上のものを使用することが好ましい。

【００２０】なお、上記の平均粗さＲaは次の式によ
って定義され、原子力間顕微鏡、摩擦力顕微鏡、トンネ
ル顕微鏡、走査電子顕微鏡、透過電子顕微鏡等により測
定できる。

【数１】

【００２１】ここで、ａ，ｂは指定面（長方形）の２辺
の長さ、Ｓは指定面の面積、ｆ(x,y)は指定面内での高
さ、Ｚoは次式で与えられる指定面の高さの平均値であ
る。

【数２】

【００２２】

【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は本発明において使
用する下水処理施設の一例を示している。図１におい
て、１は粗濾過装置であり、後続の処理施設に障害とな
る粗い浮遊物や油脂が除去され、スクリ−ン、沈砂池、
油脂分離槽、ｐＨ調整槽等が設けられている。２は生物
処理装置である。３は前処理装置であり、懸濁物質を除
去し後置の逆浸透膜モジュ−ルを懸濁物質から保護する
ために設けられ、例えば、砂濾過装置や精密濾過装置が
使用される。４は原水タンクを、５１は前段送液ポンプ
を示している。６１は前段の逆浸透膜モジュ−ルであ
り、電気的に中性の親水基を有する被覆層、若しくは親
水基を有し、かつｐＨ６での表面ζ電位が±１０ｍｖ以
内の被覆層を逆浸透膜の表面に設けた逆浸透膜モジュ−
ルが用いられている。６１１は前段非透過水排出管を、
６１２は前段透過水流出管をそれぞれ示している。４１
は酸液タンクを、４２は原水タンク４内に酸液を注入す
るためのポンプをそれぞれ示し、ｐＨ計４３によりポン
プ４２が制御され、原水タンク内のｐＨ値が所望値に設
定される。７は中間タンク、例えばパイプヘッダ−を、
５２は後段送液ポンプを、６２は後段の逆浸透膜モジュ
−ルを、６２２は後段透過水流出管を、６２０は後段非
透過水配管をそれぞれ示し、後段非透過水の一部が原水
タンク４にリタ−ン管６２０’によりリタ−ンされ、残
部は後段非透過水排出管６２１より排出され、後段透過
水が後段透過水流出管６２２より用水として取り出され
ていく。８は必要に応じて設けられるアルカリ液タンク
を、９は前段逆浸透膜分離モジュ−ル６１の透過側にア
ルカリ液を注入するためのポンプをそれぞれ示してい
る。図示されていないが、原水タンク４に殺菌剤、例え
ば次亜塩素酸ナトリウムやクロラミンを注入するための
タンク及びポンプを設けることもできる。

【００２３】上記施設を用いて本発明により下水を処理
するには、下水を粗濾過装置１、生物処理装置２並びに
前処理装置３で処理し、これを一旦原水タンク４に貯
え、前段送液ポンプ５１により所定の圧力で前段逆浸透
膜分離モジュ−ル６１に供給し、原水中の塩や有機物の
通過の阻止により塩等の濃縮された非透過水を前段非透
過水排出管６１１から排出し、透過側に所定の除去率で
塩等を除去した透過水を発生させていく。この場合、ポ
ンプ４２により酸、例えば硫酸や塩酸を原水タンク内に
注入して原水のｐＨ値を５前後に調整する。

【００２４】上記前段逆浸透膜分離モジュ−ル６１の前
段透過水は一旦中間タンク７に貯え、必要に応じてポン
プ９によりアリカリ液、例えば、水酸化ナトリウムや水
酸化カリウム等を注入してその透過水のｐＨを調整し、
このｐＨ調整透過水を送液ポンプ５２により所定の圧力
で後段逆浸透膜分離モジュ−ル６２に供給し、塩の濃縮
された後段非透過水の一部を前段ライン側にリタ−ンさ
せると共に後段非透過水の残部を後段非透過水排出管６
２１から排出していく。後段逆浸透膜分離モジュ−ル６
２により更に脱塩された後段透過水は、親水用水等の用
水として使用していく。上記において、後段逆浸透膜分
離モジュ−ル６２の非透過水は全て排出し、前段ライン
へのリタ−ン量を０にすることもできる。

【００２５】上記後段液送ポンプを省略し、図２に示す
ように、前段逆浸透膜分離モジュ−ル６１のみならず後
段逆浸透膜分離モジュ−ル６２の操作圧力をも前段液送
ポンプ５１で発生させることもでき、この場合、前段逆
浸透膜分離モジュ−ル６１はその透過側においても加圧
されるので、透過側もこの加圧力に対処できる耐圧構造
とされる。なお、図２において、図１と同一符号は同一
の構成要素を示している

【００２６】上記前段及び後段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、フ
レ−ム＆プレ−ト型等を使用できる。上記において、逆
浸透膜分離モジュ−ルには数台のモジュ−ルユニットを
直列または並列に接続し、これらのユニット群の供給側
を一括して原水供給管に接続し、透過側を一括して透過
水流出管に接続したものも使用できる。

【００２７】本発明が処理の対象とする下水中には、石
鹸や洗剤排液のために多量の界面活性剤が含まれてい
る。而るに、膜の表面層が電気的に中性またはほぼ中性
とされた前段逆浸透膜モジュ−ルにおいては、界面活性
剤に接しても膜面への界面活性剤の吸着が殆ど観られず
に透過流束の低下が僅かである。この界面活性剤は、比
較的分子量が高く、前段の逆浸透膜モジュ−ルにより実
質的にほぼ完全に遮断される。しかも、膜の表面層が親
水性であるために、その表面層の透過性も高く表面層が
前段逆浸透膜モジュ−ルの逆浸透膜自体の透過性を阻害
することも少なく、充分な透過流束を保持できる。従っ
て、前段逆浸透膜モジュ−ルによる充分な透過流束のも
とでのほぼ完全な界面活性剤の遮断により、後段逆浸透
膜モジュ−ルの界面活性剤接触による透過性能の低下を
よく排除して、この後段逆浸透膜モジュ−ルに窒素や燐
に対する本来の高い塩除去率を効果的に発揮させ得、窒
素や燐含有量が僅小で親水用水として利用可能な高水質
の透過水を得ることができる。

【００２８】

【実施例】〔実施例１〕前段逆浸透膜モジュ−ルの逆浸
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〔出光化学（株）製ＩＰ１０１６〕を接触さ
せ、１２０℃，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。

【００２９】電気的に中性の親水基を有する被覆層に
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。この逆浸透
膜のｐＨ６での表面ζ電位は−２０ｍｖであったが、被
覆層を形成した逆浸透膜のｐＨ６での表面ζ電位は０．
２ｍｖであり、電気的に中性の親水基を有する被覆層に
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被覆層形成前のス
キン層の比表面積を測定したところ、４．３であった
が、被覆層形成後の前記スキン層の比表面積は２．０で
あり、被覆層形成前の４７％であった。更に、被覆層形
成前の逆浸透膜の膜製能を濃度１５００ｐｐｍのＮａＣ
ｌ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であったが、被覆層を形成した逆浸透
膜のＮａＣｌ阻止性能は９９．７０％、透水量は１．２
m⁹/m²/dayであった。

【００３０】後段の逆浸透膜モジュ−ルには、ｐＨ６．
５、濃度０．０５％の食塩水を供給液として２５℃、操
作圧力７．５kgf/cm²での阻止率が９９．５％で、純水
の透過流束が０．１３m³/m²・〔kgf/cm²〕・dayであり、
膜が架橋芳香族ポリアミド系で、平均表面粗さが８０ｎ
ｍの日東電工株式会社製スパイラル型逆浸透膜モジュ−
ルを使用した。この逆浸透膜モジュ−ルの膜は、ポリス
ルホンからなる多孔質基材上に、ｍ−フェニレンジアミ
ンを２．０重量％、ラウリル硫酸ナトリウムを０．１５
重量％、トリエチルアミンを２．０重量％、カンファ−
スルホン酸を４．０重量％、イソプロピルアルコ−ルを
２０重量％含有した原液を接触させ、かくして形成した
原液層に、トリメシン酸クロライドを０．１５重量％含
有するヘキサン溶液を接触させ、その後１２０℃の熱風
乾燥機で３分間保持して表面平均粗さ８０ｎｍの反応生
成スキン層を形成したものである。

【００３１】図１において（アルカリ液タンク８及びポ
ンプ９は省略した）、亜硝酸窒素濃度２００ｐｐｍ、ア
ンモニア性窒素濃度２００ｐｐｍ、燐濃度２００ｐｐｍ
で、洗剤を高濃度で含有する調整原水を原水タンク４に
貯え、前段送液ポンプ５１の送液圧力を７．５kgf/c
m²、後段送液ポンプ５２の送液圧力を７．５kgf/cm²と
して、後段逆浸透膜モジュ−ル６２の初期透過流束を
０．１３m³/m²・〔kgf/cm²〕・dayとするように運転し、
その運転を２００時間継続した。

【００３２】後段逆浸透膜モジュ−ル６２の透過水の水
質は表１に示す通りであり、その透過水流量の経時的低
下状態は図３の（イ）に示す通りであった。

【００３３】〔実施例２〕後段の逆浸透膜モジュ−ル
に、ｐＨ６．５、濃度０．１５％の食塩水を供給液とし
ての２５℃、操作圧力１０kgf/cm²での阻止率が９０％
であり、膜がピペラジンポリアミド系である日東電工株
式会社製スパイラル型逆浸透膜モジュ−ルを使用した。
この逆浸透膜モジュ−ルの膜（複合膜）は、ポリスルホ
ンからなる多孔質基材上に、ポリビニルアルコ−ル０．
２５重量％、ピペラジン０．２５重量％及び水酸化ナト
リウム０。５重量％を含有する原液を均一に塗布した
後、トリメシン酸クロライドの１重量％ｎ−ヘキサン溶
液に温度２５℃にて１分間浸漬し、次いで引き上げてｎ
−ヘキサンを揮散させた後、温度１１０℃にて１０分間
加熱処理したものであり、ポリビニルアルコ−ルとピペ
ラジンアミノ化合物との架橋重合体の超薄膜と、この超
薄膜とポリスルホン多孔質基材との間の原液塗布層内部
の架橋反応に寄与しなかった未反応の水不溶性化ポリビ
ニルアルコ−ル中間層と、ポリスルホン多孔質基材から
なっている。他は実施例１に同じとした。後段逆浸透膜
モジュ−ル６２の透過水の水質は表１に示す通りであ
り、その透過水流量の経時的低下状態は図３の（ロ）に
示す通りであった。

【００３４】〔比較例１〕実施例２で後段逆浸透膜モジ
ュ−ルとして使用した膜がピペラジンポリアミド系であ
る日東電工株式会社製スパイラル型逆浸透膜モジュ−ル
を前段逆浸透膜モジュ−ルとして用い、実施例１で後段
逆浸透膜モジュ−ルとして使用した膜が架橋芳香族ポリ
アミド系で、平均表面粗さが８０ｎｍの日東電工株式会
社製スパイラル型逆浸透膜モジュ−ルを後段モジュ−ル
として用いた。他は実施例１に同じとした。後段逆浸透
膜モジュ−ル６２の透過水の水質は表１に示す通りであ
り、その透過水流量の経時的低下状態は図３の（ハ）に
示す通りであった。

【００３５】〔比較例２〕実施例１で後段逆浸透膜モジ
ュ−ルとして使用した膜が架橋芳香族ポリアミド系で、
平均表面粗さが８０ｎｍの日東電工株式会社製スパイラ
ル型逆浸透膜モジュ−ルを後段モジュ−ルのみを運転圧
力７．５kgf/cm²で運転して、実施例１と同じ調整原水
を処理した。この比較例での透過水の水質は表１に示す
通りであり、その透過水流量の経時的低下状態は図３の
（ニ）に示す通りであった。

【００３６】〔比較例３〕実施例２で後段逆浸透膜モジ
ュ−ルとして使用した膜がピペラジンポリアミド系であ
る日東電工株式会社製スパイラル型逆浸透膜モジュ−ル
のみを運転圧力７．５kgf/cm²で運転して、実施例と同
じ調整原水を処理した。この比較例での透過水の水質は
表１に示す通りであり、その透過水流量の経時的低下状
態は図３の（ホ）に示す通りであった。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から明らかなように、本発明に係る下
水の処理方法によれば、下水に界面活性剤が多量に含有
されていても、窒素並びに燐化合物を著しく微量にして
処理でき、しかも、図３から明らかなようにその透過流
束も充分に安定であるから、その処理水を用水として有
効に利用できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明に係る下水の処理方法によれば、
下水に界面活性剤が多量に含有されていても、窒素並び
に燐を著しく微量にして処理でき、しかも、その透過流
束を充分に安定にできるから、その処理水を親水用水と
して、また水源への返送等により有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する下水処理施設の一例を
示す説明図である。

【図２】本発明において使用する下水処理施設の別例を
示す説明図である。

【図３】本発明に係る実施例と比較例との経時的な透過
流束特性を示す図表である。

【符号の説明】

１粗濾過装置２生物処理装置３前処理装置４原水タンク５１前段液送ポンプ５２後段液送ポンプ６１前段逆浸透膜モジュ−ル６２後段逆浸透膜モジュ−ル７中間タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 71/56 Ｂ０１Ｄ 71/56 71/58 71/58 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二段の逆浸透膜モジュ−ルにより下水処理
における最終的な高次処理を行う方法において、電気的
に中性の親水基を有する被覆層を逆浸透膜の表面に設け
た逆浸透膜モジュ−ルを前段逆浸透膜モジュ−ルとして
使用することを特徴とする下水の処理方法。
【請求項２】二段の逆浸透膜モジュ−ルにより下水処理
における最終的な高次処理を行う方法において、親水基
を有し、かつｐＨ６での表面ζ電位が±１０ｍｖ以内の
被覆層を逆浸透膜の表面に設けた逆浸透膜モジュ−ルを
前段逆浸透膜モジュ−ルとして使用することを特徴とす
る下水の処理方法。
【請求項３】被覆層を被覆するまえの逆浸透膜モジュ−
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記載の下水の処
理方法。
【請求項４】被覆層が２５℃に対し不溶性であり、８０
℃の水に対して可溶性であるポリビニルアルコ−ルであ
る請求項１〜３何れか記載の下水の処理方法。
【請求項５】被覆層の厚さが０．００１μｍ〜１．０μ
ｍである請求項１〜４何れか記載の下水の処理方法。
【請求項６】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−ルの膜表面に被覆層を設けたときの透水量が
０．６m³/m²/day以上である請求項１〜５何れか記載の
下水の処理方法。
【請求項７】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膜表面
に被覆層を設けるまえの逆浸透膜モジュ−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
下水の処理方法。
【請求項８】後段の逆浸透膜モジュ−ルの透過流束が
０．１０m³/m²・〔kgf/cm²〕・day以上であり、ｐＨ６．
５、濃度１５００ｐｐｍの食塩水溶液を供給液としての
２５℃、操作圧力１０kgf/cm²での阻止率が９０％以上
である請求項１〜７記載の下水の処理方法。
【請求項９】後段の逆浸透膜モジュ−ルの逆浸透膜が架
橋芳香族ポリアミドで形成されている請求項８記載の下
水の処理方法。
【請求項１０】後段の逆浸透膜モジュ−ルの逆浸透膜が
ピペラジンアミノ化合物の架橋重合体で形成されている
請求項８記載の下水の処理方法。