WO2024147228A1 - 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法 - Google Patents

芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024147228A1
WO2024147228A1 PCT/JP2023/040384 JP2023040384W WO2024147228A1 WO 2024147228 A1 WO2024147228 A1 WO 2024147228A1 JP 2023040384 W JP2023040384 W JP 2023040384W WO 2024147228 A1 WO2024147228 A1 WO 2024147228A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cleaning
aromatic polyamide
reverse osmosis
cleaning agent
osmosis membranes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/040384
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昭宏 藤井
シン イー ウォン
英之 小森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kurita Water Industries Ltd filed Critical Kurita Water Industries Ltd
Priority to CN202380090566.5A priority Critical patent/CN120456974A/zh
Priority to KR1020257015651A priority patent/KR20250133867A/ko
Publication of WO2024147228A1 publication Critical patent/WO2024147228A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/06Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with special washing compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/10Accessories; Auxiliary operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D1/00Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
    • C11D1/02Anionic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/02Inorganic compounds ; Elemental compounds
    • C11D3/04Water-soluble compounds
    • C11D3/08Silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/24Organic compounds containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/26Organic compounds containing nitrogen
    • C11D3/30Amines; Substituted amines ; Quaternized amines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/16Use of chemical agents
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Definitions

  • the present invention relates to a cleaning agent, cleaning solution, and cleaning method for aromatic polyamide reverse osmosis membranes used in the water treatment field. More specifically, the present invention relates to a cleaning agent for effectively recovering the performance of an aromatic polyamide reverse osmosis membrane when the membrane performance such as permeation flux and rejection rate is reduced due to contamination of the membrane, a cleaning solution containing the cleaning agent, and a cleaning method for aromatic polyamide reverse osmosis membranes using the cleaning solution.
  • RO reverse osmosis
  • Patent Document 1 describes a cleaning agent for an alkali-resistant aromatic polyamide RO membrane, which is an aqueous solution having a pH of 13 or more and which contains a chloramine compound, a non-amine surfactant such as an alkylbenzene sulfonate, and an alkaline agent.
  • Paragraph 0051 of Patent Document 1 states that a chelating agent such as EDTA may be further added to enhance the effect of removing membrane contaminants.
  • Patent Document 2 describes a cleaning agent for aromatic polyamide RO membranes that is an aqueous solution with a pH of 13 or higher that contains a chloramine compound, a chelating agent such as an aliphatic carboxylic acid that does not contain an amino group, such as oxalic acid, a non-amine surfactant such as an alkylbenzene sulfonate, and an alkaline agent.
  • a chelating agent such as an aliphatic carboxylic acid that does not contain an amino group, such as oxalic acid
  • a non-amine surfactant such as an alkylbenzene sulfonate
  • an alkaline agent such as an alkylbenzene sulfonate
  • Patent Document 2 the decrease in the concentration of chloramine compounds is suppressed, and contaminants in aromatic polyamide RO membranes are effectively removed.
  • the present invention aims to provide a cleaning agent, cleaning solution, and cleaning method that can effectively remove contaminants by suppressing the decrease in stabilized halogen concentration even more than in Patent Document 2 when an aromatic polyamide RO membrane is contaminated and performance such as permeation flux and salt rejection rate decreases.
  • the gist of the present invention is as follows:
  • a cleaning agent for aromatic polyamide reverse osmosis membranes consisting of an aqueous solution containing a stabilized halogen and a silicate compound.
  • a cleaning agent for aromatic polyamide-based reverse osmosis membranes according to [1] or [2], in which the stabilizing halogen contains monochlorosulfamic acid.
  • a cleaning agent for aromatic polyamide reverse osmosis membranes according to any one of [1] to [4], which contains a non-amine anionic surfactant having no amino group or amine oxide in its molecular structure with a molecular weight of less than 1,000.
  • a cleaning solution for aromatic polyamide reverse osmosis membranes comprising a diluted aqueous solution of a cleaning agent for aromatic polyamide reverse osmosis membranes described in any one of [1] to [7].
  • a cleaning solution for aromatic polyamide reverse osmosis membranes according to [8] or [9], in which the concentration of the stabilizing halogen in the cleaning solution is 0.001 to 0.02 M and the concentration of the silicate compound is 0.0001 to 0.0005 M.
  • a method for cleaning an aromatic polyamide reverse osmosis membrane comprising a step of contacting the aromatic polyamide reverse osmosis membrane with the cleaning solution described in any one of [8] to [10].
  • 1 is a graph showing the results of an example and a comparative example. 1 is a graph showing the results of an example and a comparative example. 1 is a graph showing the results of an example and a comparative example. 1 is a graph showing the results of an example and a comparative example.
  • the stabilized halogen used as the halogen-based cleaning agent component can be generated by mixing any one of a compound having a primary amino group, ammonia, and an ammonium salt (hereinafter, these are referred to as " NH2 -based compounds") with a halogen-based oxidizing agent such as a chlorine-based oxidizing agent or a bromine-based oxidizing agent.
  • a halogen-based oxidizing agent such as a chlorine-based oxidizing agent or a bromine-based oxidizing agent.
  • hypochlorous acid and/or hypochlorite are preferably used.
  • bromine-based oxidizing agent bromine (liquid bromine), bromine chloride, bromic acid, bromate, hypobromous acid, etc. are exemplified.
  • a chloramine compound is preferable, that is, a compound (XNHCl) in which the hydrogen atom of the amino group is replaced with a chlorine atom, which is obtained by reacting hypochlorous acid (HOCl) with a compound (XNH2) having a primary amino group in the reaction shown in the following reaction formulas (1) and ( 2 ).
  • This compound has a weak oxidizing effect on the membrane, so that it can be used as a cleaning agent even for aromatic polyamide-based RO membranes with low chlorine resistance.
  • sulfamic acid ( NH2SO2OH ) is preferred.
  • NH2SO2OH a stable chloramine compound. Since sulfamic acid does not contain carbon, it does not increase the TOC value of the cleaning agent.
  • the amount of hypochlorous acid and/or hypochlorite is the amount of chloramine compounds in the cleaning agent.
  • silicic acid compound As the silicic acid compound (silicic acid salt), one or more of metasilicic acids such as sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium metasilicate, calcium metasilicate, magnesium metasilicate, orthosilicates such as sodium orthosilicate, and pyrosilicates such as sodium pyrosilicate are suitable, and among these, sodium metasilicate is preferred.
  • metasilicic acids such as sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium metasilicate, calcium metasilicate, magnesium metasilicate, orthosilicates such as sodium orthosilicate, and pyrosilicate are suitable, and among these, sodium metasilicate is preferred.
  • the pH of the cleaning agent of the present invention is usually 13 or higher due to the presence of the silicic acid compound.
  • the concentration of the stabilizing halogen in the cleaning agent is 0.1 to 2 M
  • the concentration of the silicic acid compound is 0.01 to 0.05 M
  • the concentration of the non-amine surfactant is preferably 0.5 M or less, for example, 0.002 to 0.5 M.
  • the cleaning solution of the present invention is an aqueous solution obtained by diluting the cleaning agent with water. If the pH of the cleaning solution is less than 11, the permeation flux cannot be sufficiently restored. The higher the pH of the cleaning solution, the better the cleaning effect. However, if the pH is too high, the cleaning solution becomes difficult to handle and there is a high risk of deterioration of the permeable membrane such as the RO membrane.
  • the pH of the cleaning solution is preferably 11 or more and 13 or less.
  • the concentration of the non-amine anionic surfactant in the cleaning solution is preferably 0.005M or less, and more preferably 0.0002 to 0.005M.
  • the cleaning solution of the present invention is produced by diluting the thus produced cleaning agent of the present invention with water, preferably pure water.
  • water preferably pure water.
  • the cleaning solution of the present invention can also be produced directly by the same method as above, without going through the cleaning agent of the present invention.
  • the method for cleaning an aromatic polyamide reverse osmosis membrane with the cleaning solution of the present invention is not particularly limited, and the aromatic polyamide reverse osmosis membrane may be brought into contact with the cleaning solution.
  • immersion cleaning is performed by introducing the cleaning solution into the raw water side of the permeable membrane module and leaving it to stand.
  • membrane cleaning with another cleaning solution may be performed before or after cleaning the aromatic polyamide reverse osmosis membrane according to the present invention.
  • cleaning with an alkaline aqueous solution that does not contain chloramine compounds or silicate compounds may be performed before or after cleaning the aromatic polyamide reverse osmosis membrane with the cleaning solution of the present invention.
  • acid cleaning which is effective for removing scale and metal colloids, may be performed.
  • an RO membrane (Filmtec SW30) contaminated with organic matter recovered from a wastewater treatment plant was placed in a container filled with a cleaning solution, and the cleaning solution in the container was circulated by a pump connected to the container at 35°C. 0.9 L of cleaning solution was used for 0.165 m2 of contaminated membrane area.
  • the pH and total chlorine (DPD method) of the cleaning solution were measured at regular intervals, and the total chlorine consumption was calculated.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

安定化ハロゲンと、ケイ酸化合物とを含む水溶液よりなる、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。この洗浄剤の希釈水溶液よりなる洗浄液を用いて芳香族ポリアミド系逆浸透膜を洗浄する。安定化ハロゲンとしては、1級アミノ基を有する化合物と次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩とを混合することにより得られたクロラミン化合物が好ましい。

Description

芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法
 本発明は、水処理分野で使用される芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液、及び洗浄方法に関する。詳しくは、芳香族ポリアミド系逆浸透膜が汚染して、透過流束や阻止率などの膜性能が低下した際に、その性能を効果的に回復させるための洗浄剤と、この洗浄剤を含む洗浄液と、この洗浄液を用いた芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄方法に関する。
 現在、全世界的な水供給量不足の対策として、RO(逆浸透)膜といった透過膜を用いたかん水の淡水化、排水回収が行われている。これらの透過膜を用いたシステムにおいて、透過膜の汚染による性能低下が問題となっており、汚染した透過膜を効果的に性能回復させる洗浄技術の開発が望まれている。
 近年、水処理用RO膜としては、低圧運転が可能で、脱塩性能に優れる芳香族ポリアミド系のRO膜が広く使われるようになってきている。しかし、芳香族ポリアミド系RO膜は、塩素に対する耐性が低いため、酢酸セルロース系のRO膜のように、運転条件下で塩素と接触させる処理を行うことができず、微生物や有機物による汚染が酢酸セルロース系のRO膜よりも起こりやすいという課題がある。一方、アルカリに対する耐性は、芳香族ポリアミド系RO膜の方が酢酸セルロース系RO膜よりも高く、pH10以上のアルカリ条件での洗浄を行うことが可能である。
 特許文献1には、耐アルカリ性の芳香族ポリアミドRO膜の洗浄剤として、クロラミン化合物と、アルキルベンゼンスルホン酸塩などの非アミン系界面活性剤と、アルカリ剤とを含むpH13以上の水溶液よりなる洗浄剤が記載されている。
 特許文献1の0051段落には、膜汚染物質の剥離効果を高めるために、さらにEDTAなどのキレート剤を配合してもよいと記載されている。
 しかしながら、特許文献1の洗浄剤にEDTA等のアミン系キレート剤を配合すると、クロラミン化合物と反応し、クロラミン化合物濃度が減少する。
 特許文献2には、芳香族ポリアミドRO膜の洗浄剤として、クロラミン化合物と、シュウ酸等のアミノ基を含まない脂肪族カルボン酸等のキレート剤と、アルキルベンゼンスルホン酸塩などの非アミン系界面活性剤と、アルカリ剤とを含むpH13以上の水溶液よりなる洗浄剤が記載されている。
 特許文献2によれば、クロラミン化合物濃度の低下が抑制され、芳香族ポリアミド系RO膜の汚染物質が効果的に除去される。
特開2015-97991号公報 特許第7136385号公報
 本発明は、芳香族ポリアミド系RO膜が汚染して透過流束や脱塩率などの性能が低下した際に、安定化ハロゲン濃度の低下が特許文献2よりもさらに抑制され、汚染物質を効果的に除去することができる洗浄剤及び洗浄液と洗浄方法を提供することを課題とする。
 本発明は、以下を要旨とする。
[1] 安定化ハロゲンと、ケイ酸化合物とを含む水溶液よりなる、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
[2] 前記洗浄剤中の安定化ハロゲンの濃度が0.1~2Mであり、前記ケイ酸化合物の濃度が0.01~0.05Mである[1]の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
[3] 前記安定化ハロゲンがモノクロロスルファミン酸を含む[1]又は[2]の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
[4] 前記ケイ酸化合物がケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムの少なくとも一方である[1]ないし[3]のいずれかの芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
[5] 分子量1000未満のアミノ基およびアミンオキシドを分子構造中に有しない非アミン系アニオン系界面活性剤を含む[1]ないし[4]のいずれかの芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
[6] 前記水溶液中の前記非アミン系アニオン系界面活性剤の濃度が0.002~0.5Mである[5]の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
[7] 前記安定化ハロゲンが、1級アミノ基を有する化合物、アンモニア及びアンモニウム塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上と、次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩との反応物である[1]ないし[6]のいずれかの芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
[8] [1]ないし[7]のいずれかに記載の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤の希釈水溶液よりなる、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄液。
[9] 前記洗浄液のpHが11~13である[8]の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄液。
[10] 前記洗浄液の安定化ハロゲンの濃度が0.001~0.02Mであり、ケイ酸化合物の濃度が0.0001~0.0005Mである[8]又は[9]の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄液。
[11] [8]ないし[10]のいずれかに記載の洗浄液に芳香族ポリアミド系逆浸透膜を接触させる工程を有する、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄方法。
 本発明によれば、塩素耐性の低い芳香族ポリアミド系RO膜であっても、塩素系洗浄剤成分を適用することが可能である。また、安定化ハロゲンの濃度の低下が十分に抑制される。また、ケイ酸化合物によりアルカリ条件が維持される。このため、アルカリ条件における剥離効果、加水分解効果に加えて、安定化ハロゲンによる殺菌及び有機物分解効果が相乗的に作用し、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の性能を効果的に回復させることができる。
実施例及び比較例の結果を示すグラフである。 実施例及び比較例の結果を示すグラフである。 実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
 以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
 本発明の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤は、安定化ハロゲンと、ケイ酸化合物とを含む水溶液よりなる。本発明の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄液は、この洗浄剤の希釈水溶液よりなる。
<芳香族ポリアミド系逆浸透膜>
 本発明は、芳香族ポリアミド系逆浸透膜(ナノ濾過(NF)膜を含む)を洗浄対象とする。
<安定化ハロゲン>
 本発明において、ハロゲン系洗浄剤成分として用いる安定化ハロゲンは、1級アミノ基を有する化合物、アンモニア、及びアンモニウム塩のいずれか(以下、これらを「NH系化合物」と称す。)と、塩素系酸化剤や臭素系酸化剤などのハロゲン系酸化剤とを混合することにより生成させることができる。塩素系酸化剤としては次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩を使用することが好ましい。また、臭素系酸化剤としては臭素(液体臭素)、塩化臭素、臭素酸、臭素酸塩、次亜臭素酸等が挙げられる。安定化ハロゲンとしてはクロラミン化合物、すなわち、以下の反応式(1),(2)に示すような反応で次亜塩素酸(HOCl)と1級アミノ基を有する化合物(XNH)とを反応させて得られる、アミノ基の水素原子が塩素原子に置換した化合物(XNHCl)が好ましい。この化合物は、膜に対する酸化作用が弱いため、塩素耐性の低い芳香族ポリアミド系RO膜であっても洗浄剤として用いることが可能となる。
  XNH+HOCl⇔XNHCl+HO   (1)
  XNH+OCl⇔XNHCl+OH   (2)
 1級アミノ基を有する化合物としては、脂肪族アミン、芳香族アミン、スルファミン酸、スルファニル酸、スルファモイル安息香酸、アミノ酸などを挙げることができる。
 アンモニウム塩としては、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 これらのNH系化合物の中でもスルファミン酸(NHSOOH)が好ましい。スルファミン酸を用いてモノクロロスルファミンを生成させると安定なクロラミン化合物となる。スルファミン酸は、炭素を含まないため洗浄剤のTOC値を増加させない。
 NH系化合物と反応させる次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸のアルカリ金属塩、次亜塩素酸カルシウム等の次亜塩素酸のアルカリ土類金属塩等を用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
 NH系化合物と次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩を混合してクロラミン化合物を生成させる場合、NH系化合物と次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩とは、次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩由来の有効塩素(Cl)と、NH系化合物由来の窒素原子Nとのモル比であるCl/Nモル比が、0.1~1、好ましく0.2~0.85、更に好ましくは0.3~0.7となるように用いることが、クロラミンの生成効率と安定性の点において好ましい。
 Cl/Nモル比が上記上限よりも大きいと遊離塩素が生成する可能性があり、上記下限よりも小さいと使用したNH系化合物に対してクロラミンの生成効率が低くなる。
 なおこの場合、次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩の量が洗浄剤中のクロラミン化合物量となる。
<界面活性剤>
 本発明の洗浄剤はアミノ基及びアミンオキシドを分子構造中に含まない非アミン系アニオン系界面活性剤を含んでもよい。非アミン系アニオン系界面活性剤としては、洗浄効果の面から、分子量1000以下の非アミン系アニオン系界面活性剤が好ましい。分子量が過度に大きい非アミン系界面活性剤では洗浄効果が得られないだけでなく、膜を汚染する場合がある。
 このような非アミン系アニオン系界面活性剤としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、α-スルホ脂肪酸メチルエステル塩、α-オレフィンスルホン酸塩などの1種又は2種以上を用いることができる。
<ケイ酸化合物>
 ケイ酸化合物(ケイ酸塩)としては、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、メタケイ酸リチウム、メタケイ酸カルシウム、メタケイ酸マグネシウム等のメタケイ酸塩、オルトケイ酸ナトリウム等のオルトケイ酸塩、ピロケイ酸ナトリウム等のピロケイ酸塩などの1種又は2種以上が好適であり、中でもメタケイ酸ナトリウムが好適である。
<洗浄剤のpH及び各成分濃度>
 本発明の洗浄剤のpHは、ケイ酸化合物の存在により、通常は13以上となっている。洗浄剤中の安定化ハロゲン濃度は0.1~2Mであり、ケイ酸化合物濃度は0.01~0.05Mであり、非アミン系界面活性剤濃度は0.5M以下,例えば0.002~0.5Mであることが好ましい。
<洗浄液のpH及び各成分濃度>
 本発明の洗浄液は、この洗浄剤を水で希釈した水溶液よりなる。この洗浄液のpHが11未満であると、透過流束を十分に回復させることができない。洗浄液のpHは高い方が洗浄効果に優れるが、高過ぎると、洗浄液としての取り扱い性が悪くなり、RO膜等の透過膜が劣化する危険性が高くなる。洗浄液のpHは好ましくは11以上13以下である。
 この洗浄液中のクロラミン化合物等の安定化ハロゲン濃度は0.001~0.02Mであることが好ましく、特に0.005~0.02Mであることが好ましい。洗浄液の安定化ハロゲン濃度が低過ぎると十分な洗浄効果を得ることができず、高過ぎるとRO膜等の透過膜を劣化させるおそれがある。なお、クロラミン化合物濃度0.1Mとは全塩素濃度で7100mg-Cl/Lに相当する濃度である。全塩素濃度はJIS K0400-33-10.1999等で規定するDPD法により測定することができる。
 クロラミン化合物は、従来、透過膜のスライムコントロール剤として用いられている。スライムコントロール剤としてのクロラミン化合物は、通常、全塩素濃度として0.05~50mg-Cl/L程度の低濃度で用いられる。その際のpHは10未満である。これに対し、本発明の洗浄液は、クロラミン化合物を上記のような高濃度で含有し、pH11以上の高いアルカリ性を有し高い洗浄効果を有する。
 希釈液よりなる該洗浄液中のケイ酸化合物濃度は、0.0001~0.0005Mであることが好ましい。
 また、洗浄液中の非アミン系アニオン系界面活性剤の濃度は、0.005M以下であることが好ましく、特に0.0002~0.005Mであることが好ましい。
<洗浄剤及び洗浄液の製造方法>
 本発明の洗浄剤に用いられる安定化ハロゲンは、モノクロロスルファミン酸等であり、スルファミン酸等のNH系化合物の水溶液に、次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩を添加して混合することにより調製することができる。上記水溶液は、水の量を50~90重量%とすることが好ましい。ケイ酸化合物及び非アミン系アニオン系界面活性剤は、洗浄剤の調製工程で添加されてもよく、安定化ハロゲンの水溶液に添加されてもよい。
 スルファミン酸等の1級アミノ基を有する化合物は、塩であってもよい。この塩としては、クロラミン化合物/ケイ酸化合物含有アルカリ水溶液としたときに可溶性のものが挙げられ、スルファミン酸ナトリウム、スルファミン酸カリウム、スルファミン酸アンモニウム等を用いることができる。
 本発明の洗浄液は、このようにして製造された本発明の洗浄剤を水、好ましくは純水で希釈することにより製造される。ただし、本発明の洗浄液は本発明の洗浄剤を経ることなく、直接上記と同様の方法で製造することもできる。
<その他の洗浄剤成分>
 本発明で用いる洗浄剤又は洗浄液には、その洗浄効果を損なわない範囲において、他の洗浄剤成分を添加してもよい。例えば、本発明の洗浄剤又は洗浄液は、アルカリ剤を含んでいてもよい。アルカリ剤は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物であってよい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
<洗浄方法>
 本発明の洗浄液を用い芳香族ポリアミド系逆浸透膜を洗浄する方法としては、この洗浄液に芳香族ポリアミド系逆浸透膜を接触させればよく、特に制限はない。通常、透過膜モジュールの原水側に洗浄液を導入して静置する浸漬洗浄が行われる。
 洗浄液による浸漬洗浄時間には特に制限はなく、目的とする膜性能の回復率が得られる程度であればよいが、通常2~24時間程度である。
 上記の洗浄液による洗浄後は、通常、純水等の高純度水を通水して仕上げ洗浄を行う。
 なお、本発明による芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄に前後して、他の洗浄液による膜洗浄を行ってもよい。本発明の洗浄液を用いた芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄の前又は後に、クロラミン化合物及びケイ酸化合物を含まないアルカリ水溶液による洗浄を行ってもよい。また、スケールや金属コロイド除去に有効な酸洗浄を行ってもよい。
[実施例1~3及び比較例1~3]
 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
 以下の実施例及び比較例では、排水処理プラントから回収した、有機物で汚染されたRO膜(Filmtec SW30)を、洗浄液で満たした容器中に入れ、容器中の洗浄液を35℃の条件で容器に接続したポンプで循環させた。汚染膜面積0.165mに対し、0.9Lの洗浄液を用いた。一定時間経過毎に洗浄液のpHと全塩素(DPD法)を測定し、全塩素の消費量を計算した。
  [塩素消費量]=[初期塩素濃度]-[一定時間後の塩素濃度]
<洗浄液>
 洗浄液として、表1の成分を含むpH12の水酸化ナトリウム水溶液を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例1及び比較例1におけるpH及び塩素消費量の経時変化を図1,2に示す。実施例2,3及び比較例2,3の塩素消費量の経時変化を図3に示す。実施例は、比較例に比べて、pHが低下しにくく、塩素消費量が増加しにくかった。これらから、実施例では、安定化ハロゲンの濃度の低下が十分に抑制され、アルカリ条件が維持されることがわかる。このため、実施例の洗浄液によれば、アルカリ条件における剥離効果、加水分解効果に加えて、安定化ハロゲンによる殺菌及び有機物分解効果が相乗的に作用し、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の性能を効果的に回復させることができる。
 本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、発明の効果が奏される範囲内で様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
 本出願は、2023年1月6日付で出願された日本特許出願2023-001215に基づいており、その全体が引用により援用される。

Claims (11)

  1.  安定化ハロゲンと、ケイ酸化合物とを含む水溶液よりなる、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
  2.  前記洗浄剤中の安定化ハロゲンの濃度が0.1~2Mであり、前記ケイ酸化合物の濃度が0.01~0.05Mである請求項1の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
  3.  前記安定化ハロゲンがモノクロロスルファミン酸を含む請求項1の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
  4.  前記ケイ酸化合物がケイ酸ナトリウムおよびケイ酸カリウムの少なくとも一方である請求項1の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
  5.  分子量1000未満のアミノ基およびアミンオキシドを分子構造中に有しない非アミン系アニオン系界面活性剤を含む請求項1の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
  6.  前記水溶液中の前記非アミン系アニオン系界面活性剤の濃度が0.002~0.5Mである請求項5の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
  7.  前記安定化ハロゲンが、1級アミノ基を有する化合物、アンモニア及びアンモニウム塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上と、次亜塩素酸及び/又は次亜塩素酸塩との反応物である請求項1の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤。
  8.  請求項1ないし7のいずれか1項に記載の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤の希釈水溶液よりなる、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄液。
  9.  前記洗浄液のpHが11~13である請求項8の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄液。
  10.  前記洗浄液の安定化ハロゲンの濃度が0.001~0.02Mであり、ケイ酸化合物の濃度が0.0001~0.0005Mである請求項8の芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄液。
  11.  請求項8に記載の洗浄液に芳香族ポリアミド系逆浸透膜を接触させる工程を有する、芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄方法。

     
PCT/JP2023/040384 2023-01-06 2023-11-09 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法 Ceased WO2024147228A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202380090566.5A CN120456974A (zh) 2023-01-06 2023-11-09 芳香族聚酰胺系逆渗透膜的清洗剂、清洗液和清洗方法
KR1020257015651A KR20250133867A (ko) 2023-01-06 2023-11-09 방향족 폴리아미드계 역침투막의 세정제, 세정액 및 세정 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023001215A JP7552743B2 (ja) 2023-01-06 2023-01-06 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法
JP2023-001215 2023-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024147228A1 true WO2024147228A1 (ja) 2024-07-11

Family

ID=91803813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/040384 Ceased WO2024147228A1 (ja) 2023-01-06 2023-11-09 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP7552743B2 (ja)
KR (1) KR20250133867A (ja)
CN (1) CN120456974A (ja)
TW (1) TW202428344A (ja)
WO (1) WO2024147228A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271325B1 (ko) * 2020-12-28 2021-06-29 방혜숙 역삼투막의 미생물 장해 처리를 위한 할로겐설파메이트의 제조방법 및 그 이용
CN113856477A (zh) * 2021-09-15 2021-12-31 福州科煌生态环保科技有限公司 一种用于dtro膜的碱性清洗剂
JP7136385B1 (ja) * 2021-09-29 2022-09-13 栗田工業株式会社 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6364751B2 (ja) 2013-11-19 2018-08-01 栗田工業株式会社 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤及び洗浄方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271325B1 (ko) * 2020-12-28 2021-06-29 방혜숙 역삼투막의 미생물 장해 처리를 위한 할로겐설파메이트의 제조방법 및 그 이용
CN113856477A (zh) * 2021-09-15 2021-12-31 福州科煌生态环保科技有限公司 一种用于dtro膜的碱性清洗剂
JP7136385B1 (ja) * 2021-09-29 2022-09-13 栗田工業株式会社 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20250133867A (ko) 2025-09-09
TW202428344A (zh) 2024-07-16
JP7552743B2 (ja) 2024-09-18
CN120456974A (zh) 2025-08-08
JP2024097627A (ja) 2024-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6459512B2 (ja) 透過膜の洗浄方法
CA2682711C (en) Cleaning agent for separation membrane, process for preparing the cleaning agent, and cleaning method
TWI704221B (zh) 逆滲透膜之洗淨液、及洗淨方法
JP6364751B2 (ja) 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤及び洗浄方法
JP5910696B1 (ja) 逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液、および洗浄方法
JP2013248547A (ja) 逆浸透膜の洗浄方法及び洗浄液
JP2018122205A (ja) 逆浸透膜の洗浄方法
JP7552743B2 (ja) 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法
JP7136385B1 (ja) 芳香族ポリアミド系逆浸透膜の洗浄剤、洗浄液及び洗浄方法
JP6844281B2 (ja) 逆浸透膜の洗浄方法
TWI909030B (zh) 芳香族聚醯胺系逆滲透膜的清洗劑、芳香族聚醯胺系逆滲透膜的清洗液及芳香族聚醯胺系逆滲透膜的清洗方法
TW201902563A (zh) 接水構件的洗淨液、洗淨劑及洗淨方法
JP5839087B1 (ja) 酢酸セルロース系逆浸透膜の洗浄液及びその製造方法
JP4835033B2 (ja) 膜の洗浄方法
JPH11347381A (ja) 再生分離膜モジュールの製造方法および造水方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23914716

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202517064212

Country of ref document: IN

Ref document number: 202380090566.5

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202517064212

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202380090566.5

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 23914716

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1