JPS59162991A - 水処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は水の浄化を目的とする水処理システムに関す
る。更に具体的には、井戸水や水道水の中に含まれる細
菌類、パイロジエン（発熱性物質）、コロイド状物質、
低分子有機化合物、陽イオン、陰イオン等を除去するこ
とを目的とする水処理システムに関し、特に医療用、精
密電子工業用、精密理化学実験用において要求される純
度の高い水を簡単に得ることのできる低コストのシステ
ムに関する。

（従来技術） 水浄化システムについては、従来から種々の形式のシス
テムが考えられ市販されているが、前述の如き物質を完
全に除去することは非常に困難であり高度の水処理技術
が必要とされている。したがって通常は、蒸留性や逆浸
透膜等が良く用いられている。しかし、これ等のシステ
ムはエネルギー費や設備費共に冒価であり低コストで水
を浄化することはできないという欠点を有している。更
にイオン交換樹脂水処理装置にプレフィルタ−を設置し
たものが知られているが、このブレフィルターは水中の
太きなごみ等を除去するのみで、低分子＠様化合物、コ
ロイド状物質、パイロジエン（発熱性物質）、細菌等の
除去が充分にできるとは言えず、又イオン交換樹脂の劣
化による微細粒子の流出を防ぐ手段はとられていないた
め低コストではあるが高純度の水を得ることはできない
。細菌や微細粒子を除去するため更に孔径の小さい市販
ストレートボアタイプの微細孔を有する膜モジュールを
イオン交換樹脂部の前後に設置した場合には大きなｆ過
流量を得ることができず、流量を大さく１−ようとする
と高圧力が必要となり、又短期間での目づまりによる処
理量の低下が犬ぎく実用的ではないため、より合理的な
水処理システムの開発が望まれているのが現状である。

この様な現状から本発明者等は、水の浄化性能に優れ、
且つ低コストで水の浄化が可能な水処理システムの開発
について検討した結果、本発明に到達した。

（発明の目的〕 すなわち本発明は、スリット状微少空孔な有するポリオ
レフィン系多孔質中空糸からなるｆ渦部を多段に設けた
水処理システムにおいて沢渦部と？ｌＨ過部渦部間に１
つ以上のイオン交換樹脂層を設け、該イオン交換樹脂層
の前段の沢渦部の少な（とも１つが細菌を通過せしめな
いものであることを特徴とする水処理システムにある。

（発明の構成及び作用） 都市における近年人口の増加等により水道水等の水質の
低下がめだち、フタル酸エステル類等の有機物が微量で
はあるが、水道水等に含まれるようになっている。一方
、ポリオレフィン中空糸は他の素材の膜と異なり、該有
機物を除交換樹脂部の前に設置することにより、該有機
物によるイオン交換樹脂の汚染あるいはイオン交換サイ
トの封鎖がなく、したがってイオン交換樹脂の寿命を格
段に伸ばすことができる。さらにポリオレフィン５空糸
膜をイオン交換樹脂部の後に設けることにより、劣化に
より生ずる微細な粉末の流出を防ぎ長期にわたりイオン
、低分子物質、コロイド状物質、パイロジエン、ること
により、はじめて達成されるものであり均的な幅が３０
０〜５０００Ａであり長さと幅の比が８〜５０の繊維長
方向に配向した短冊状微少空孔が多数存在し、該微少空
孔が中空糸の内壁面より外壁面へ互いに連続しており、
膜厚が５〜８０μｍであるものを用いるのが好ましい。

このようなポリオレフィン中空糸はストレートボアタイ
プの膜に比較してより小さなものを阻止し、且つ沢過性
能の高いｆ渦部を形成で（５） ぎる。またストレートボアタイプの膜に較べ、該有機物
の除去性能が侵れるという効果を有している。短冊状微
少空孔の長さと幅の比が８より小さくするとより微少な
ものの捕捉が可能であるが流量が低下する。比が５０以
上となると膜が弱くなり耐圧性が低下する。

次に本発明の水処理システムを図面にしたがって更に詳
細に説明する。

第１図は本発明の実施例の１例を示す概略図である。第
１図にはＡとＣで示される複数のポリオレフィン系多孔
質中空糸からなる沢渦部と該ｆ渦部ＡとＣの中間に設け
たイオン交換式水処理部Ｂとから構成される本発明の水
処理システムが示されている。なおＡとＣの沢渦部に使
用されるポリオレフィン系多孔質中空糸としては具体的
にはポリプロピレン、ポリエチレン等からなる多孔質中
空糸が良く用いられる。そして、この多孔質中空糸は例
えば平均的幅３００〜５０００Ａ、長さと幅の比が８〜
５ｏで繊維長方向に配向したスリット状微少空孔を多数
有（６） し、空孔率が３０〜７０　Ｖｏ１％程度、中空開口部の
直径が１００〜３００μ、壁膜層の厚さ３０〜１００Ａ
程度のものが好ましく用いられる。

又、ｆ退部としては上記の如きポリオレフィン系多孔質
中空糸の束を例えば第１図の如くＵ字形状となすことが
でき、ｆ退部の作製にあたっては、その先端部付近を中
空開口部を密閉させないように例えはポリウレタン系樹
脂接着剤等を用いて接着固定化し、水の入口と水の出口
を有する容器内に収納することによりｆ退部ＡとＣが作
製される。

イオン交換式水処理部としては被処理水質に応じて種々
のイオン交換体を用い得るが、例えば容器の中にＨＨ強
酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹
脂を共存せしめた、いわゆる混床式イオン交換形式の水
処理部等が用いることができる。

次に本発明の水処理システムの特徴について説明する。

例えば第１図へ〇ｆ過部において水中に含まれる細菌類
、パイロジエン、コロイド状物質、低分子有機化合物等
はポリオレフィン系でスリット状微少空孔が多数存在す
る多孔質中空糸よりなるｆ過材によってほぼ完全に除去
されるのである。そして、Ａのｆ退部を経た水は、Ｂの
イオン交換式水処理部において陽イオン、陰イオンが捕
捉され続いてＣの沢渦部を経て浄化水が得られるのであ
る。Ａのｆ退部には前述した如き特殊な微細構造を有す
るポリオレフィン系多孔質中空糸が用いられているため
に上述の如き物質の除去はほぼ完全であるが、陽イオン
、陰イオンの除去は不可能である。したがってＢの部分
において陽イオン、陰イオンを除去するのである。そし
てＡの部分において上述の如き物質が除去されるために
Ｂの部分におけるイオン交換能低下現象の大幅な改善が
出来るのである。すなわち細菌類、コロイド状物質、低
分子有機化合物等を含む被処理水を直接Ｂの水処理部に
通水するとこれ等物質がイオン交換樹脂の表面を被覆し
、このためイオン交換能がいちじるしく低下し、イオン
交換樹脂の取替え回数が増加し、水処理コストが高くな
り不経済となる。なお、イオン交換式水処理部の前段に
いわゆるブレフィルターを設ける試みが検討されている
が、従来用いられているプレフィルタ−は沢過量を犬さ
くとるため、必然的に細菌を阻止できない大ぎな孔を有
する膜となっており、さらに水中の低分子有機物の除去
も困難であるため、その効果は極めて低いのである。

しかし、本発明においてはＡの部分にボリオンフィ／系
スリット状微少空孔を有する多孔質中空糸よりなるｆ過
材が使用されているために低分子有機物の除去性が極め
て良好なのである。

この低分子有機物の除去性は、ポリオレフィン系でスリ
ット状微少空孔な有する多孔質中空糸の独特の性能であ
り、他の材料及び直管状微小孔をもつ多孔質中空糸には
見られない特徴である。したがってＢの部分のイオン交
換樹脂のイオン交換能低下を防止する効果が極めて大き
く経済的である。又、Ｂのイオン交換式水処理部の後段
ＶｃＣのポリオレフィン系多孔質中空糸よ（９） りなるｆ退部が設けられているためにＢの部分のイオン
交換樹脂の劣化が原因と考えられる微粒子物を、このｆ
退部で除去することが可能であり、より純度の高い処理
水が得られるのである。又、本発明の水処理システムは
、Ｂのイオン交換式水処理部の前段［ＡＪと後段（Ｃ１
にポリオレフィン系多孔質中空糸をｐ過材とするｆ退部
を設けているためにＢのイオン交換式水処理部が常に無
菌の状態に保たれるのである。前述した如き微細構造を
有するポリオレフィン系多孔質中空糸からなる沢過材は
、水中の細菌類を完全に除去する性能を有するためにＢ
の部分は常に無菌状態が保たれているのである。通常イ
オン交換体 交換水処理装置内は特に装置の休転中において細菌の繁
殖がいちじるしく、イオン交換樹脂の性能低下が太ぎく
問題となることが多いが、本発明の水処理システムは、
このような問題をも解決したシステムであり、実用上極
めて有意義である。又、本発明の水処理システムは、第
１図の他、第２図乃至第５図に示す如き形式であ（１０
） つても良い。すなわち、第２図の如＜Ａ、Ｄ。

Ｃの３箇のポリオレフィン系多孔質中空糸よりなる沢退
部の中間にイオン交換式水処理部Ｂが設けられた形式で
あっても良い。又第３図の如（ＡとＣの２箇の該ｆ退部
の中間に例えばＥの陽イオン交換樹脂の水処理部Ｆの陰
イオン交換樹脂水処理部が設けられた形式であっても良
い。

また第４図の如く各イオン交換式水処理部の前後にｆ退
部を設けた形式でも良い。又第５図の如く１箇のハウジ
ングを３室に区切り２箇のＡ。

Ｃからなる該ｆ退部の中間にＢのイオン交換式水処理部
を設けた形式であっても良い。すなわち、本発明におい
ては複数筒のポリオレフィン系多孔質中空糸からなる１
過部と該ｆ退部の中間にイオン交換式水処理部が設けら
れており、該イオン交換式水処理部の前段の濾過部の少
なくとも１つが細菌を透過せしめないものであれば良い
のである。

次に本発明による実施例を示す。

（１１） 実施例１ 第１図に示したシステムに於いて、Ａ及びＣに空孔率が
６０　Ｖｏ１％、膜厚６０μ、中空開口部の孔径３９０
μのポリエチレン中空糸多孔質膜からなるｆ過材を使用
し、フィルターＢにＨ型強酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ
Ｍ強塩基性陰イオン交換樹脂を共存せしめた混床式イオ
ン交換形式の水処理部を有する本発明水処理システムで
ｆ過精製した処理水とＨ型強酸性陽イオ／交換樹脂とＯ
Ｈ型強塩基性陰イオン交換樹脂を共存せしめた混床式イ
オン交換処理装置で処理精製した井戸水の水質測定結果
を次に示す。

ｊ・′ 比較例４ Ｈ型強酸性イオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性イオン交換
樹脂の混床式イオン交換形式の水処子珂軌 曲呑埠型膜モジュールを用いて水道蛇口に直結し、１ｋ
ｆ／ｃＴｒＬ″の水圧で水道水を沢過した。初期流量は
１．２　Ｊ／ｍｌｎであったが１０日間放流後流量は０
．４　Ａ！／ｍｉｎに低下した。流量低下を防止するた
めストレートボアタイプ孔径０．６μｍの千（１３） （１２） 細菌テストを行なったところ１５ケ／ｍｌの細菌が検出
された。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明のポリオレフイノ中空糸モジ
ュールとイオン交換樹脂を組み合せた例である。 Ａ、Ｃ，Ｄ　ニスリット状微少空孔を多数有するポリオ
レフィン系多孔質中空糸か らなるｆ退部 Ｂ、Ｅ、Ｆ　：イオン交換樹脂部 ｌ：中空糸 ２：接着固定部 ３：混床式イオン交換樹脂 ４：陽イオン交換樹脂 ５：陰イオン交換樹脂 （１４） −モＣ）−ブ　　Ｙ）？１ 寺　３　ｖ 青　４　別 す　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ポリオレフィン系多孔質中空糸膜からなる濾過部
   を多段に設けた水処理システムにおいて濾過部と濾過部
   の中間に１つ以上のイオン交換樹脂層を設け、該イオン
   交換樹脂層の前段の濾過部の少な（とも１つが細菌を通
   過せしめないものであることを特徴とする水処理システ
   ム。 ２、　ポリオレフィン系多孔質中空糸膜の構造が下記で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水処
   理システム。 （ａ）　　平均的な幅が３００〜５０００Ｘであり長さ
   と幅の平均的な比が８〜５０の繊維長方向に配向した短
   冊状微少空孔が多数存在し、該微少空孔が中空糸の内壁
   面より外壁面へ互いに連続している。 （ｂｌ　　中空糸の膜厚が５〜８０μｍである。