JPS61167404A - 分離モジユ−ル - 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 本発明は金属イオン捕捉機能を有する分離モジュールに
関するものである。

従来技術とその間閉息 電子工業等で用いられる超ＬＳＩやＬＳＩ等の洗浄用の
超純水製造には、通常状のプ四セスが用いられている。

原水を凝集沈澱により前処理した水を逆浸透膜モジュー
ルにより金属イオンを９９．０〜９９．７％除去し、後
にイオン交換樹脂により更に金属イオンを除去する。こ
−で得られた純水が一次純水である。

一次純水を精製されたミックスベッドからなるポリシャ
ーとよばれるイオン交換樹脂塔を通し、はぼ完全にイオ
ンを除去した後紫外線殺菌塔により管内に生成した微生
物を殺菌する。さらに限外−過モジュールで微粒子を除
去する。ニースゲインドにて０．２２μ又は０．１μの
精密−過カートリッジにより更に微粒子を除去して、二
次純水と呼ばれる超純水を得ている。

これらのプル七スでは、配管からのイオンの溶出が避け
られない欠点がある。すべての分離モジュールにイオン
交換樹脂の持つ機能が内蔵されていれば、エース〆イン
トでの比抵抗の低下が防止できる〇 しかしながら従来は、ビーズ状のイオン交換樹脂を塔内
に充填し、イオンを吸着除去する方法であり、このイオ
ン交換樹脂には次の如き欠点があった◇ （１）大きなビーズ状となっているため、表面積が小さ
く２当りの交換容量が小さい。

（２１）　　従って交換容量当りのｖｏｌｕｍｅが大き
く１設置スペースが大きいことが必要であった。

（３）　　ビーズが膨潤することにより、多孔性を持た
せた複雑な構造であるため、吸、脱着（再生）速度が禅
くなる。

（４）　　多孔性を持たせた複雑な構造であるため、再
生のための酸、アルカリ液を多量に要し、これを処理す
る設備も又大となる。

（３）最近の電子工業などで用いられる超純水製造用の
ポリシャーは比抵抗を低下させる不純物の混入が開明と
なっており、又ｖｏｌｕｍｅが大きいために水が滞留す
る部分が増え、バクテリアの温床になる。

（６）イオン交換樹脂の重量が重く、交換時の取扱いや
運搬に労力を要す。

発明の目的 本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、単位重量、単位容積当りの交換容量が大
きく、且つ吸着性能が著しく優れ、しかも再生が容易な
金−イオン捕捉機能と膜分靜機能を一体として併せ持つ
高性能分解モジュールを提供することにある。

発明の構成 逆浸透膜、限外濾過膜、精密濾過膜等の分離膜要素に、
イオン交換基あるいはキレート官能基が付与された繊維
よりなるシートが内蔵されている分離モジュールである
。

実施例 以下本発明の詳細について図面に基づき説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すホロー７アイバー型限
外−膜分離モジュールの断面図である。

１はモジュール外筒、２はホ０７フイパーＷ限外濾過膜
、５は接着剤であり、外筒に封口接着されている。

ホブ−ファイパーを限外濾過膜の外側にアニオン交換基
及びカチオン交換基が付与されたｔａ絹よりなるシート
４が巻付は内蔵されている。原液は入口５より加圧導入
され、濃縮液が６より出て循環される。透過液はイオン
交換シートでイオンを吸着された後、限外濾過膜により
、高分子や微粒子を除去され、透過液出ロアより出る。

８は空気抜き口である。

第２図は本発明の他の実施例を示したスパイラル型逆浸
透膜分離モジュールの外筒を除いた外観図である。９は
スパイラル型逆浸透膜分離要素、１０は透過液集水管、
イオン交換基が付与された繊維よりなるシート１１が原
液入口側に配置されている。

実網例１ 水田−ファイバー型、キャピラリー型の逆浸透膜や、限
外濾過膜や精密−過膜よりなる膜分離要素の外側に官能
基として、スルホン酸ナトリウムを有する強酸性カチオ
ン交換繊維よりなるシート及び４級アンモニウム壌を有
する強塩基性アニオン交換繊維よりなるシートを巻付け
る。これによって、イオン交換機能内蔵型の逆浸透及び
限外−過モジュールとすることができた。これらは膜に
対する負荷を軽減し、膜のみのモジュール寿命に比較し
て、１．５倍に延ばすことができた。

実施例２ 第２図に示す如く、スパイラル型逆浸透膜の分離膜要素
の原液入口側に、官能基としてイミノジ酢酸ナトリウム
を有するキレート型の繊維よりなるシートを重ねて配置
し、外筒内に収納し分離モジュールとした。このちのは
特にＯｕ　、　Ｐｂ　、　Ｏｄ　、　Ｚｎ　、　Ｆｅ　
、　Ｎｉ　、　Ｍｎ　、　Ｂｉ等の重金属に対し、優れ
た選択吸着性を有するイオン交換体が内蔵され重金用含
量の多い排水等の分離に最適なモジュールとなった。イ
オン交換容量に相当するイオンを吸着した後、２Ｎの塩
酸により脱着再生して、繰返し連続側層することができ
た。

実施例３ 孔径０．２２μの精密−適用プリーツ式カートリッジの
外周に、活性炭素よりなるシート（必要により銀を含む
）と、官能基として各々スルホン酸ナトリウム及び４級
アンモニウム塙が付与された強酸性カチオン交換基及び
強塩基性アニオン交換基が付与された繊維よりなるシー
トを巻付けることにより固定し、精密−適用モジュール
とした。

このものは・、有機物を活性炭で吸着し、イオンを２種
類のイオン交換シートで捕捉する。

又さらに０．２２μ以上のバクテリアや微粒子を精密−
過膜で捕捉できるものであり、１本のカートリッジで多
くの機能を備えた分離モジュールとなった。

実施例４ 透過液スペーサ、逆：ｔｊＩ！透膜、原液フィードスペ
ーサーと共に、イオン交換シートを集水管に巻き付けた
スパイラル型膜分間モジュールを作製した。このものは
実施例１と同様の効果を有し、再生連続使用も可能であ
った。

本発明のイオン交換シートのイオン捕捉速度が、通常の
イオン交換樹脂の１００〜１０００倍の能力を有してい
ることにより実現したものである。これは、ｔｉｕｓ状
よりなるため、表面積が大きい為である。これらの耐薬
品性はＰＨ１〜１４と優れている。

実施例に示された分離モジエールによるイオンの分離能
力を示すと、例えば、金属イオンが数ＰＰＭ溶解してい
る原水を流すと、その−液は螢光Ｘ＃Ｉ又は原子吸光分
析の検出限界以下となっていた。これは、逆浸透膜のみ
の分離要素だけでは到達し得ない脱塩率である。

イオン交換シートは、実施例に示す以外に弱塩基性、弱
陵性をのものも使用できる。

又、イオン交換シートの配置位置を、分−要素の原液入
口、出口の両方に設けることにより、更に高精度の金属
イオンの分離が出来る。

逆浸透膜は＋ルレースアセテート系、合成複合膜系など
その材質や脱塩率などの性能には特に限定されない。

又限外濾過膜においても同様にして、分画分子量や材質
には特に限定されない。

更に精密−過膜も同様にして１孔径や材質には特に限定
されず微粒子を除去するものであればすべて本発明に包
含される＠ モジュールの形態も実施例に示した以外のプレートアン
ドフレーム式、プリーツ式等他の形態のものも含まれる
。

イオン交換シートの内蔵のさせ方は、供給す、る原水の
状況により、カチオン交換基、アニオン交換基、キレー
ト官能基のみを各々単独としたり、これらを２種あるい
は３種組合せたりして配置することが°できる。

イオン交換シートの再生については、所定の酸あるいは
アルカリを原液入口側から又は、濃縮液出口側からのい
ずれからでも投入することができる。

発明の効果 本発明は、分離膜要素にイオン交換基あるいはキレート
官能基が付与された繊維よりなるシートが内蔵されてい
る分離子ジュールとすることにより、単位重量、単位容
積肖りの交換容量が大きくなり、且つ吸着性能が著しく
優れ、しかも再生が容易な金属イオン捕捉機能と腰分離
機能を一体として併せ持つ分離モジエールを提供でき、
その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すホ四−７アイパー型限
外−過分層モジュールの断面図、第２図は、他の実施例
であるスパイラル型逆浸透膜分離モジュールの外ａ図で
ある。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆浸透膜、限外濾過膜、精密濾過膜等の分離膜要
   素を有する分離モジュールにおいて、イオン交換基ある
   いはキレート官能基が付与された繊維よりなるシートが
   内蔵されていることを特徴とする分離モジュール。
2. （２）シートが分離膜要素の原液側又は透過液側のいず
   れか一方か、あるいは両方にある特許請求の範囲第１項
   記載の分離モジュール。
3. （３）シートが分離膜要素の内部にある特許請求の範囲
   第１項記載の分離モジュール。
4. （４）シートが分離膜要素の周囲に巻付けられている特
   許請求の範囲第１項記載の分離モジュール。