KR20180033127A - 역침투막용 세정제, 세정액 및 세정 방법 - Google Patents

Abstract

수처리에 사용된 RO 막, 특히 해수 담수화에 사용된 방향족 폴리아미드계 RO 막이 오염되어 투과 유속이나 차압, 탈염률 등의 성능이 저하되었을 때에, 종래의 세정제로는 충분히 제거할 수 없는 오염 물질을 효과적으로 제거하는 RO 막용 세정제는, 알돈산 및/또는 그 염을 함유한다. 이 세정제 또는 세정액을 사용하여 RO 막을 세정하는 방법. 세정시의 알칼리 조건에 있어서의 박리 효과, 가수 분해 효과에 더하여, 알돈산 및/또는 그 염에 의한 중금속 킬레이트 작용, 또한 아니온계 계면 활성제를 병용한 경우의 아니온계 계면 활성제에 의한 오염 물질의 박리 효과, 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물을 병용한 경우의 폴리올 화합물에 의한 오염 물질에 대한 습윤·팽윤 효과를 더함으로써, 이것들이 상승적으로 작용하여 알칼리 세정 효과가 향상된다.

Description

역침투막용 세정제, 세정액 및 세정 방법{REVERSE OSMOSIS MEMBRANE CLEANING AGENT, CLEANING LIQUID, AND CLEANING METHOD}

본 발명은, 해수 담수화 등의 수처리 분야에서 사용된 역침투 (RO) 막, 특히 방향족 폴리아미드계 RO 막이 오염되어, 투과 유속이나 차압, 탈염률 등의 성능이 저하되었을 때에, 그 성능을 효과적으로 회복시키는 RO 막용 세정제 및 세정제와, 이를 사용한 RO 막의 세정 방법에 관한 것이다.

전세계적인 물 공급량 부족의 대책으로서 RO 막 시스템을 사용한 해수, 간수의 담수화나 배수 회수가 실행되고 있다. RO 막 시스템에 있어서, RO 막은 무기물이나 유기물 등의 각종 오염 물질에 의해 오염된다. RO 막의 오염으로 인한 탈염률, 차압, 투과 유속과 같은 성능 저하가 문제가 되고 있다. 오염된 RO 막의 성능을 효과적으로 회복시키는 세정 기술의 개발이 요망되고 있다.

특히, 최근, RO 막을 사용한 해수 담수화 플랜트의 비율이 늘어나, 탈염 성능이 우수한 방향족 폴리아미드계 RO 막이 널리 사용되게 되어 왔다. 해수 담수화 RO 막 플랜트에서는, 바이오 파우링에 의한 트러블이 많이 발생하고 있어, 미생물이나 유기물에 의해 오염된 RO 막의 성능을 효과적으로 회복시키는 세정 기술의 개발이 요망되고 있다.

방향족 폴리아미드계 RO 막은, 염소에 대한 내성이 낮기 때문에, 아세트산셀룰로오스계 RO 막과 같이 운전 조건하에서 염소와 접촉시키는 처리를 실시할 수 없어, 미생물이나 유기물에 의한 오염이 아세트산셀룰로오스계 RO 막보다 발생하기 쉽다는 과제가 있다. 알칼리에 대한 내성은, 방향족 폴리아미드계 RO 막이 아세트산셀룰로오스계 RO 막보다 높아, pH 10 이상의 알칼리 조건에서의 세정을 실시할 수 있다.

내알칼리성 방향족 폴리아미드 RO 막에 대하여, 종래부터 알려져 있는 미생물이나 유기물 등의 막 오염 물질에 유효한 세정제로서 이하의 것이 있다 (비특허문헌 1).

·알칼리제 (수산화나트륨 등)

·계면 활성제 (라우릴황산나트륨 등)

·킬레이트제 (EDTA 등)

RO 막의 오염이 심하면, 상기와 같은 약제로는 충분히 세정을 실시할 수 없는 경우가 있다.

하이포아염소산나트륨은, 미생물이나 유기물에 대하여 강력한 약제이지만, 방향족 폴리아미드계 RO 막은, 염소에 대한 내성이 낮기 때문에, 하이포아염소산나트륨은 방향족 폴리아미드계 RO 막의 세정에는 사용되지 않는다. 염소계 살균제를 사용하는 경우에는, 환원제를 사용하여 유리 (遊離) 염소를 환원한 후에 RO 막에 공급하는 것이 알려져 있다 (특허문헌 1).

특허문헌 2 에는, 막 모듈을 산 세정한 후, 산화제로 세정을 실시하는 기술이 기재되어 있다. 특허문헌 2 에 기재되어 있는 막의 탈염률은 95 ％ 이고, 아세트산셀룰로오스계 RO 막인 것으로 생각된다. 특허문헌 2 에는, 투과 유속이 저하된 RO 막에 대하여 적용한 것도, 알칼리 조건이라고도 기술되어 있지 않다.

특허문헌 3 에는, 반투막의 세정제로서 글루콘산을 세정제 성분의 하나로 하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 3 에는, 글루콘산을 유기산으로서 산성측에서 사용하고, pH 완충제로서 사용한다고 기재되어 있다. 특허문헌 3 에서는, 킬레이트제로서 EDTA 를 별도로 첨가하고 있고, 본 발명의 사용 목적과는 다른 의도에서 글루콘산이 사용되고 있다.

특허문헌 4 에서는, 선택성 투과막의 세정제 성분으로서의 킬레이트제의 예시로 글루콘산이 열거되어 있다. 특허문헌 4 에서는, 글루콘산은, 옥살산, 시트르산, 혹은 EDTA 등과 동렬로 취급되고 있고, 또한 글루콘산을 사용한 실시예도 없고, 사용 농도의 기재도 없다.

종래, 글루콘산을 RO 막의 스케일 방지제로서 적용한 것으로서, 특허문헌 5 에는, 유기 포스포네이트와 글루콘산을 피처리수에 첨가하여 RO 막에 통수시킨 후, pH 9 이상의 피처리수를 통수시키는 스케일 생성 방지 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 5 에는, 부착되어 있는 스케일도 제거할 수 있다는 취지, pH 10 이상으로 함으로써 슬라임 컨트롤이 가능하다는 취지의 기재도 있지만, 운전 중의 첨가이기 때문에, 1 ∼ 10 mg/ℓ 정도의 저농도 첨가이다. 특허문헌 5 는, 사용에 따라 투과 유속 등의 성능이 저하된 RO 막의 성능을 회복시키기 위한 세정제로서의 글루콘산의 적용을 시사하는 것도 아니다.

특허문헌 6 에는, pH 7 이상의 피처리수에 킬레이트제를 첨가하여 RO 막의 스케일 장해를 방지하는 방법이 개시되어 있고, 킬레이트제로서 글루콘산의 예시가 있다. 이 방법도 특허문헌 5 와 마찬가지로, 운전 중의 첨가이기 때문에, 10 mg/ℓ 정도의 저농도 첨가이고, 또한, 사용에 따라 투과 유속 등의 성능이 저하된 RO 막의 성능을 회복시키기 위한 세정제로서의 글루콘산의 적용을 시사하는 것은 아니다. 특허문헌 6 에서는, EDTA 와 글루콘산이 동렬로 기재되어 있지만, 글루콘산을 사용한 실시예는 없다. 후술하는 비교예에 나타내는 바와 같이, EDTA 에는 글루콘산과 같은 세정 효과는 확인되지 않는다.

일본 공개특허공보 평9-57067호 일본 공개특허공보 평01-307407호 일본 특허공보 제2859834호 일본 특허공보 제4691970호 일본 공개특허공보 2013-119071호 일본 공개특허공보 2013-220384호

「막의 열화와 파우링 대책 막 오염 방지·세정법으로부터 트러블 슈팅까지」(NTS 발행) p142 2008

본 발명은, 수처리에 사용된 RO 막, 특히 해수 담수화에 사용된 방향족 폴리아미드계 RO 막이 오염되어 투과 유속이나 차압, 탈염률 등의 성능이 저하되었을 때에, 종래의 세정제로는 충분히 제거할 수 없는 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 RO 막용 세정제 및 세정액과, 이를 사용한 RO 막의 세정 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자는, 해수 담수화 RO 막의 오염 형태에 대해서 조사를 실시하여, 해수 담수화 수처리 분야에서는 바이오 파우링 등의 유기물 오염에 더하여, Ca, Mg, Fe 와 같은 중금속류도 가해진 복합 오염 형태로 되어 있음을 확인하였다.

도 3a, 도 3b 는, 실제의 해수 담수화 RO 설비와 간수 담수화 RO 설비에 있어서, 각각 오염 막을 취출하여 해체하고, 오염 물질의 샘플을 pH 12 의 수산화나트륨 용액으로 추출하여, TOC, Ca, Mg, Al, Fe 의 항목에 대해서 RO 막 면적당의 부착량을 분석한 결과이다. 도 3a, 도 3b 로부터 간수 담수계 현장 B 에 비해서 해수 담수계 현장 A 에서는, 유기물 오염뿐만 아니라 무기물 오염이 현저함을 확인할 수 있다. 해수 담수화 RO 설비에서는, 간수 담수화 RO 설비보다 무기물 오염이 현저한 이유는, 원수인 해수 중에 무기 성분이 많이 포함되어 있는 것이 주 요인이고, 또한 전처리의 응집제 유래에 의한 것도 생각할 수 있다.

본 발명자는, 이와 같은 오염 형태에 대하여 유효한 세정제를 예의 검토한 결과, 킬레이트제 중에서도 글루콘산 등의 알돈산을 소정의 농도로 사용한 세정은, 매우 높은 세정 효과가 얻어짐을 알아냈다.

본 발명은, 이하를 요지로 한다.

[1] 알돈산 및/또는 그 염을 함유하는 역침투막용 세정제.

[2] [1] 에 있어서, 상기 알돈산 및/또는 그 염이, 글루콘산, 글루코헵톤산, 및 그것들의 염에서 선택되는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.

[3] [1] 또는 [2] 에 있어서, 알칼리 조건하에서 사용되는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.

[4] [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 있어서, 추가로 아니온계 계면 활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.

[5] [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 있어서, 추가로 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.

[6] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 역침투막용 세정제를 함유하는 역침투막용 세정액.

[7] [6] 에 있어서, pH 8 이상의 알칼리성인 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정액.

[8] [6] 또는 [7] 에 있어서, 알돈산 및/또는 그 염의 농도가 0.3 중량％ 이상인 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정액.

[9] [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 역침투막용 세정제, 혹은 [6] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 역침투막용 세정액을 사용하는 것을 특징으로 하는 역침투막의 세정 방법.

[10] [9] 에 있어서, 상기 역침투막이 방향족 폴리아미드계 역침투막인 것을 특징으로 하는 역침투막의 세정 방법.

[11] [9] 또는 [10] 에 있어서, 상기 역침투막이 해수 담수화에 사용된 것임을 특징으로 하는 역침투막의 세정 방법.

본 발명에 따르면, 수처리에 사용된 RO 막, 특히 방향족 폴리아미드계 RO 막이 오염되어 투과 유속이나 차압, 탈염률 등의 성능이 저하되었을 때에, 종래의 세정제로는 충분히 제거할 수 없는 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 본 발명에 따르면, 특히, 해수 담수화에 사용됨으로써 유기물 오염과 무기물 오염의 복합 오염이 발생한 RO 막을 효과적으로 세정하여 그 성능을 회복시킬 수 있다.

도 1 은 실시예에서 사용한 평막 시험 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는 도 1 의 평막 시험 장치의 밀폐 용기의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 해수 담수계 현장 A 와 간수 담수계 현장 B 에 있어서의 RO 막의 오염 형태의 분석 결과를 나타내는 그래프이다. 도 3a 는 TOC 의 막면 부착량을 나타낸다. 도 3b 는 Ca, Mg, Al, Fe 의 막면 부착량을 각각 나타낸다.

이하에 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다.

[작용 기구]

본 발명에 의한 작용 기구의 상세함은 명확하지는 않지만, 이하와 같이 생각할 수 있다.

세정시의 알칼리 조건에 있어서의 박리 효과, 가수 분해 효과에 더하여, 알돈산 및/또는 그 염 (이하 「알돈산 (염)」으로 칭하는 경우가 있다.) 에 의한 중금속 킬레이트 작용, 또한 아니온계 계면 활성제를 병용한 경우의 아니온계 계면 활성제에 의한 오염 물질의 친수화·박리 효과, 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물을 병용한 경우의 폴리올 화합물에 의한 오염 물질의 치환·박리 효과를 더함으로써, 이것들이 상승적으로 작용하여 알칼리 세정 효과를 향상시킬 수 있다.

[RO 막]

본 발명에 있어서, 세정 대상이 되는 RO 막은, 방향족 폴리아미드계 RO 막 등의 폴리아미드계 RO 막이어도 되고, 아세트산셀룰로오스계 RO 막이어도 된다. 본 발명은, 특히 방향족 폴리아미드계 RO 막의 세정에 유효하다. 특히, 본 발명은, 해수 담수화에 사용되어, 유기물 오염과 무기물 오염의 복합 오염이 발생하여, 종래의 세정제로는 충분한 세정 효과를 얻을 수 없는 RO 막에 유효하다.

[RO 막용 세정제]

본 발명의 RO 막용 세정제는, 알돈산 (염) 을 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다. 본 발명의 RO 막용 세정제는, 통상, 알돈산 (염) 과, 필요에 따라 사용되는 알칼리제, 그 밖의 약제 등을 물에 용해시켜 조제된다.

본 발명에 있어서, 「세정제」는 제품의 유통, 보관을 위해서, 사용시보다 알돈산 (염) 이나 그 밖의 약제 농도를 좀 높게 설정해서 조제된 것을 가리킨다. 「세정액」은, 이 세정제를 물로 희석시켜, 실제로 막면의 세정을 실시할 농도로 조정한 것을 가리킨다.

＜알돈산 (염)＞

알돈산이란, 알도스의 알데히드기만이 산화되어 생성되는 하이드록시모노카르복실산의 총칭으로, 예를 들어, 글루콘산, 글루코헵톤산, 만논산, 만노헵톤산, 갈락톤산 및 갈락토헵톤산 등을 들 수 있다. 알돈산염으로는, 상기 알돈산의 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 아민염 및 암모늄염 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 알돈산 (염) 은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 입수 용이함, 안전성 관점에서, 글루콘산 또는 그 염, 글루코헵톤산 또는 그 염이 바람직하다.

알돈산 (염) 은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 혼합해서 사용해도 된다.

＜그 밖의 성분＞

본 발명의 RO 막용 세정제에는, 알돈산 (염) 이외에 RO 막의 세정에 필요한 알칼리제나 세정 약제, 물 이외의 용매가 함유되어 있어도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정제에 사용하는 알칼리제로는, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물을 들 수 있다.

알돈산 (염) 과 병용할 수 있는 기타 세정제 성분으로는, 아니온계 계면 활성제, 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물 등을 들 수 있다. 아니온계 계면 활성제의 병용으로, 막면에 부착되어 있는 오염 물질의 박리 작용을 높여 세정 효과를 더 높일 수 있다. 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물을 병용하여 사용함으로써 세정제 성분의 습윤성을 높여 세정 효과를 더욱 높일 수 있다.

아니온계 계면 활성제로는, 도데실벤젠술폰산나트륨 등의 알킬벤젠술폰산염, 도데실황산나트륨 등의 알킬황산염 등을 들 수 있다.

폴리올 화합물은 복수의 OH 기를 갖는 화합물로서, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸렌글리콜 등의 알킬렌글리콜 ; 글리세린 ; 디에틸렌글리콜, 그 밖의 폴리알킬렌글리콜 등의 폴리글리콜 ; 및 에리트리톨, 만니톨 등의 당 알코올 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 입수 용이성과 경제적인 관점에서, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리메틸렌글리콜 등의 알킬렌글리콜이 바람직하다. 폴리올 화합물의 분자량이 1000 을 초과하는 고분자량이면, 그 자체가 막의 오염 물질이 될 가능성이 있기 때문에, 본 발명에서는, 분자량 1000 이하, 바람직하게는 400 이하인 폴리올 화합물을 사용한다.

본 발명의 세정제는, 추가로 에탄올 등의 알코올류, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 아민류, 아세톤 등의 케톤류, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르류의 용매를 포함하고 있어도 된다.

이것들은 모두 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합해서 사용해도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정제는, 알돈산 (염) 과, 알칼리제, 기타 세정 약제 등이 미리 혼합된 1 제형이어도 되고, 이들 일부가 다른 약제로서 공급되는 2 제형, 혹은 그 이상의 제형이어도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정제를 물로 희석시켜 조제되는 본 발명의 RO 막용 세정액에 대해서도, 1 제형이어도 되고, 2 제형 혹은 그 이상의 제형이어도 된다. 2 제형 혹은 그 이상의 제형인 경우, 예를 들어, 알돈산 (염) 을 함유하는 세정액으로 RO 막을 세정한 후, 기타 세정 약제를 함유하는 세정액으로 세정하도록 해도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정제는, 물, 바람직하게는 순수로 5 ∼ 100 중량배 정도로 희석시켰을 때에, 후술하는 본 발명의 RO 막용 세정액에 적합한 각 약제의 농도가 되도록, 각각의 약제 농도가 RO 막용 세정액에 있어서의 약제 농도의 5 ∼ 100 중량배 정도가 되도록 조제된다.

본 발명의 RO 막용 세정제는, 수용액 혹은 전부 또는 그 일부가 분말, 고형물로서 조제된다.

[세정액]

본 발명의 RO 막용 세정액은, 본 발명의 RO 막용 세정제를 물로 희석시켜 이루어지는 수용액이다. 본 발명의 RO 막용 세정액은, 본 발명의 RO 막용 세정제를 물로 희석시킴과 함께, 또한, 필요에 따라, 알칼리제, 세정 약제, 기타 용매 등을 첨가하여 소정의 농도로 조정한 것이어도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정액은, 본 발명의 RO 막용 세정제를 거치지 않고, 직접 소정의 약제 농도로 조제된 것이어도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정액 중의 알돈산 (염) 의 농도는, 사용하는 알돈산 (염) 의 종류, 세정액의 pH 나, 그 밖의 세정 약제의 병용 유무, 그 종류와 농도 등에 따라서도 다르지만, 0.1 중량％ 이상, 특히 0.3 중량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 알돈산 (염) 농도가 상기 하한보다 낮으면, 알돈산 (염) 을 사용하는 것에 따른 RO 막의 세정 효과를 충분히 얻을 수 없다. 알돈산 (염) 농도가 과도하게 높아도 농도에 비한 효과가 향상되지 않고 세정액을 폐기했을 때의 TOC 농도를 상승시키기 때문에, 본 발명의 RO 막용 세정액 중의 알돈산 (염) 농도는 2 중량％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 RO 막용 세정액은, 그 세정 효과 면에서, pH 가 8 이상, 특히 10 ∼ 14 인 것이 바람직하다.

세정액의 pH 가 8 미만이면, 세정에 의해 막의 투과성을 충분히 회복시킬 수가 없는 경우가 있다. 세정액의 pH 는 높은 것이 세정 효과가 우수하지만, 지나치게 높으면, 세정액으로서의 취급성이 나빠져, RO 막이 열화될 위험성이 높아진다. 세정액의 pH 는 바람직하게는 14 이하, 보다 바람직하게는 11 이상 13 이하이다.

본 발명의 RO 막용 세정액은, 알칼리제의 첨가에 의해 상기 적합한 pH 가 되도록 조제된다.

본 발명의 RO 막용 세정액을 아세트산셀룰로오스막의 세정에 적용하는 경우에는, pH 를 8 미만으로 하는 것이 바람직하고, 계면 활성제와 병용하여 세정제로 할 수 있다.

본 발명의 RO 막용 세정액이 아니온계 계면 활성제를 함유하는 경우, 본 발명의 RO 막용 세정액 중의 아니온계 계면 활성제 농도는, 100 ∼ 10000 mg/ℓ 인 것이 바람직하고, 특히 300 ∼ 5000 mg/ℓ 인 것이 바람직하다. 아니온계 계면 활성제 농도가 지나치게 낮으면 계면 활성제에 의한 분산 효과, 세정 작용의 향상 효과를 충분히 얻을 수 없다. 아니온계 계면 활성제 농도가 지나치게 높으면 오히려 아니온계 계면 활성제의 회합이 강해져 세정 효과를 저하시킬 우려가 있다.

본 발명의 RO 막용 세정액이 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물을 함유하는 경우, 본 발명의 RO 막용 세정액 중의 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물 농도는, 0.1 ∼ 10 중량％ 인 것이 바람직하고, 특히 0.5 ∼ 5 중량％ 인 것이 바람직하다. 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물의 농도가 지나치게 낮으면 폴리올 화합물에 의한 세정제 성분의 치환·박리 효과를 충분히 얻을 수 없다. 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물의 농도가 지나치게 높으면 세정액을 폐기할 때의 TOC 농도를 상승시키기 때문에 바람직하지 않다.

＜RO 막용 세정제 및 RO 막용 세정액의 제조 방법＞

본 발명의 RO 막용 세정제는, 물에 알돈산 (염) 과, 필요에 따라 배합되는 알칼리제, 그 밖의 세정제 성분을 혼합하여 조제된다. 본 발명의 RO 막용 세정제는, 전부 또는 그 일부가 분말, 고형물로서 조제되어도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정액은, 이와 같이 해서 제조된 본 발명의 RO 막용 세정제를 물, 바람직하게는 순수로 희석시키고, 필요에 따라, 알칼리제, 세정 약제, 기타 용매 등을 첨가하여 제조된다. 본 발명의 RO 막용 세정액은 본 발명의 RO 막용 세정제를 거치지 않고, 직접 상기와 동일한 방법으로 제조할 수도 있다.

＜세정 방법＞

본 발명의 RO 막용 세정액을 사용하여 RO 막을 세정하는 방법으로는, 이 세정액에 RO 막을 접촉시키면 되고, 특별히 제한은 없다. 통상, RO 막 모듈의 원수측에 세정액을 도입하여 정치 (靜置) 시키는 침지 세정이 실시된다. 이 침지 세정 전 및/또는 후에 세정액을 순환시키는 순환 세정을 실시해도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정제 및 RO 막용 세정액이, 2 제형 혹은 그 이상의 제형인 경우, 이것들을 혼합하여 세정에 사용해도 되고, 각각의 제를 사용하여 순차 세정을 실시하도록 해도 된다. 예를 들어, 알돈산 (염) 을 함유하는 세정액으로 세정한 후, 그 밖의 약제를 함유하는 세정액으로 세정해도 된다.

본 발명의 RO 막용 세정액에 의한 세정 전후에, 기타 세정, 예를 들어, 알칼리 수용액이나 산 수용액을 사용하는 세정을 실시하는 경우에도, 통상적인 경우, 상기와 동일한 침지 세정, 혹은 침지 세정과 순환 세정이 채용된다.

본 발명의 RO 막용 세정액 이외의 세정액에 의한 세정으로는, 본 발명의 RO 막용 세정액에 의한 세정 후에, 알돈산 (염) 을 함유하지 않는 알칼리 수용액에 의한 세정을 실시할 수 있다. 알칼리 수용액의 알칼리제로는, 본 발명의 RO 막용 세정액에 사용하는 알칼리제로서 상기한 것을 사용할 수 있다. 알칼리 수용액의 pH 는, 세정 효과와 취급성 면에서, pH 10 이상, 특히 pH 11 ∼ 13 인 것이 바람직하다.

본 발명의 RO 막용 세정액 이외의 세정액에 의한 세정으로는, 스케일이나 금속 콜로이드 제거에 유효한 산 세정을 실시해도 된다. 산 세정에는, 염산, 질산, 시트르산, 옥살산 등의 산의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는 수용액을 사용할 수 있다. 산 수용액의 pH 는, 세정 효과와 취급성 면에서, pH 4 이하, 특히 pH 1 ∼ 3 인 것이 바람직하다.

본 발명의 RO 막용 세정액, 그 밖의 세정액에 의한 침지 세정 시간에는 특별히 제한은 없고, 목적으로 하는 막 성능의 회복률이 얻어질 정도이면 된다. 침지 세정 시간은 통상 2 ∼ 24 시간 정도이다. 침지 세정 전후에 순환 세정을 실시하는 경우에도, 순환 세정 시간에는 특별히 제한은 없고, 목적으로 하는 막 성능의 회복률이 얻어질 정도이면 된다. 순환 세정 시간은 통상 0.5 ∼ 3 시간 정도이다.

본 발명의 RO 막용 세정액에 의한 세정과, 알칼리 수용액 및/또는 산 수용액에 의한 세정을 조합해서 실시하는 경우, 그 세정 수순에는 특별히 제한은 없다. 산 수용액에 의한 산 세정은, 본 발명의 RO 막용 세정액에 의한 세정 전 및/또는 후에 실시하면, 스케일 성분을 제거하여 세정 효과를 높일 수 있어 바람직하다.

상기 세정액에 의한 세정 후에는, 통상, 순수 등의 고순도 물을 통수시켜 마무리 세정을 실시한다. 그 후, RO 막 시스템의 운전을 재개한다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

이하의 실시예 및 비교예에서는, 도 1, 2 에 나타내는 평막 시험 장치를 사용하여 RO 막의 세정 효과를 조사하였다.

이 평막 시험 장치에 있어서, RO 막 공급수는, 배관 (11) 으로부터 고압 펌프 (4) 로 밀폐 용기 (1) 의 RO 막을 세팅한 평막 셀 (2) 의 하측 원수실 (1A) 에 공급된다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 밀폐 용기 (1) 는, 원수실 (1A) 측의 하부 케이스 (1a) 와, 투과수실 (1B) 측의 상부 케이스 (1b) 로 구성되고, 하부 케이스 (1a) 와 상부 케이스 (1b) 의 사이에, 평막 셀 (2) 이 O 링 (8) 을 개재하여 고정되어 있다. 평막 셀 (2) 은 RO 막 (2A) 의 투과수측이 다공질 지지판 (2B) 에 의해 지지된 구성으로 되어 있다. 평막 셀 (2) 의 하측 원수실 (1A) 내는 스터러 (3) 로 교반자 (5) 를 회전시킴으로써 교반된다. RO 막 투과수는 평막 셀 (2) 의 상측 투과수실 (1B) 을 거쳐 배관 (12) 으로부터 취출된다. 농축수는 배관 (13) 으로부터 취출된다. 밀폐 용기 (1) 내의 압력은, 급수 배관 (11) 에 형성된 압력계 (6) 와, 농축수 취출 배관 (13) 에 형성된 압력 조정 밸브 (7) 에 의해 조정된다.

세정 시험은 모두 25 ℃ 에서 실시하였다.

RO 막의 투과 유속, 탈염률은, 각각 하기 식으로부터 산출하였다.

투과 유속 [㎥/(㎡·day)] ＝ 투과수 유량 [㎥/day]/막 면적 [㎡] × 온도 환산 계수 [－]

탈염률 [％] ＝ (1－투과수 전기 전도도 [mS/m]/농축수 전기 전도도 [mS/m]) × 100

[실시예 1 ∼ 4, 비교예 1 ∼ 4]

이하의 세정액을 사용하여, 이하에 나타내는 세정 시험을 실시하였다.

＜세정액＞

실시예 1 : 0.1 중량％ 의 글루콘산나트륨을 함유하는, pH 12 의 수산화나트륨 수용액

실시예 2 : 0.5 중량％ 의 글루콘산나트륨을 함유하는, pH 12 의 수산화나트륨 수용액

실시예 3 : 0.3 중량％ 의 글루콘산나트륨을 함유하는, pH 12 의 수산화나트륨 수용액

실시예 4 : 0.5 중량％ 의 글루콘산나트륨과, 1500 mg/ℓ 의 도데실황산나트륨과, 2 중량％ 의 프로필렌글리콜을 함유하는, pH 12 의 수산화나트륨 수용액

비교예 1 : pH 12 의 수산화나트륨 수용액

비교예 2 : 0.5 중량％ 의 EDTA (에틸렌디아민사아세트산) 를 함유하는, pH 12 의 수산화나트륨 수용액

비교예 3 : 0.5 중량％ 의 헥사메타인산을 함유하는, pH 12 의 수산화나트륨 수용액

비교예 4 : 0.5 중량％ 의 EDTA 와, 1500 mg/ℓ 의 도데실황산나트륨과, 2 중량％ 의 프로필렌글리콜을 함유하는, pH 12 의 수산화나트륨 수용액

＜시험 방법＞

토레사 제조의 방향족 폴리아미드계 RO 막 「TM-820A」(신막 (新膜), 투과 유속 0.6 [㎥/(㎡·day)]) 를 해수 담수화 RO 시스템에 있어서의 RO 장치에 장전하고, 3 년간 운전하였다. 운전 후의 막을 RO 장치로부터 취출하여 해체하고, 오염 막의 평막 시료를 입수하였다. 이 평막 시료를 원형으로 잘라내고, 동 사이즈의 막을 장전할 수 있는, 도 1, 2 에 나타내는 평막 시험 장치에 설치하고, 이하의 수순으로 시험을 실시하였다.

(1) 세정 전의 오염 막에 1.55 ㎫ 로 순수를 통수시켜 세정 전 오염 막의 순수의 투과 유속을 구하였다. 이어서, 2000 mg/ℓ 염화나트륨 수용액을 동 조건에서 통수시켜 탈염률을 구하였다.

(2) 그 후, 각 세정액을 공급하여 세정을 실시하였다. 세정 조작은 모두 2 시간의 순환 세정 → 15 시간의 침지 세정 → 2 시간의 순환 세정의 차례로 실시하였다. 순환 세정시의 운전 압력은 0.2 ㎫ 로 하였다.

(3) 그 후, 상기 (1) 과 동일하게 세정 후의 순수의 투과 유속과 탈염률을 구하였다.

(4) 하기 식으로 회복률을 산출하였다.

회복률 [－] ＝ (세정 후의 투과 유속)/(신막의 투과 유속)

결과를 표 1 에 나타낸다. 표 중, 「GANa」는 글루콘산나트륨을 나타내고, 「SDS」는 도데실황산나트륨을 나타내고, 「PG」는 프로필렌글리콜을 나타낸다.

표 1 로부터 알 수 있는 바와 같이, 글루콘산나트륨은 저농도에서도 기타 킬레이트제와 동등한 세정 효과를 나타낸다. 글루콘산나트륨을 0.3 중량％ 이상 함유하는 세정액에서는, 기타 킬레이트제보다 세정 효과가 현저히 우수하다.

실시예 4 의 결과로부터, 글루콘산나트륨과 아니온계 계면 활성제와 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물을 조합함으로써, 오염 물질의 박리 효과가 높아지고, 투과 유속비도 현저히 높아짐을 알 수 있다.

실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4 에 있어서 모두 세정 후의 RO 막의 탈염률은 세정 전의 RO 막의 탈염률과 거의 동등하며, 98 ∼ 99 ％ 정도였다.

본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명했는데, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능한 것은 당업자에게 명확하다.

본 출원은, 2015년 7월 27일자로 출원된 일본 특허출원 제2015-147780호에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

1 : 용기
2 : 평막 셀
2A : RO 막
2B : 다공질 지지판
3 : 스터러
4 : 고압 펌프
5 : 교반자
6 : 압력계
7 : 압력 조정 밸브
8 : O 링

Claims (11)

1. 알돈산 및/또는 그 염을 함유하는 역침투막용 세정제.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 알돈산 및/또는 그 염이, 글루콘산, 글루코헵톤산, 및 그것들의 염에서 선택되는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   알칼리 조건하에서 사용되는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   추가로 아니온계 계면 활성제를 함유하는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   추가로 분자량 1000 이하인 폴리올 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정제.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 역침투막용 세정제를 함유하는 역침투막용 세정액.
7. 제 6 항에 있어서,
   pH 8 이상의 알칼리성인 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정액.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   알돈산 및/또는 그 염의 농도가 0.3 중량％ 이상인 것을 특징으로 하는 역침투막용 세정액.
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 역침투막용 세정제, 혹은 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 역침투막용 세정액을 사용하는 것을 특징으로 하는 역침투막의 세정 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 역침투막이 방향족 폴리아미드계 역침투막인 것을 특징으로 하는 역침투막의 세정 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 역침투막이 해수 담수화에 사용된 것임을 특징으로 하는 역침투막의 세정 방법.

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