JPH01266807A

JPH01266807A - 膜分離装置

Info

Publication number: JPH01266807A
Application number: JP63094983A
Authority: JP
Inventors: Goro Fujiwara; 藤原　護朗; Mitsunobu Masuda; 益田　光信; Masanori Shiraishi; 白石　雅範; Shinya Matsumoto; 松元　信也
Original assignee: Takuma Co Ltd; Sinanen New Ceramic Corp; Suntory Ltd
Current assignee: Takuma Co Ltd; Sinanen Zeomic Co Ltd; Suntory Ltd
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1988-04-18
Publication date: 1989-10-24
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2525033B2

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、純水生産プロセス、超純水生産プロセス、医
薬品製造プロセス、醗酵・醸造プロセス、食品製造プロ
セス等において用いられる逆浸透膜モジュール、限外濾
過膜モジュール、精密濾過膜モジュール等の膜分離装置
で、詳しくは、容器内に、その容器内を原液室と処理液
室とに仕切って原液室に供給された原液中の透過対象を
選択透過させるための透過膜を設けてある膜分離装置に
関する。

〔従来の技術〕

この種の膜分離装置は、透過膜の形式によって、スパイ
ラル型、ホロファイバ型、チューブラ型、平面膜型に分
類されるが、いずれの形式のものであっても、透過膜の
支持部材への取付けや支持部材の容器への接合のために
液が停滞し易い箇所が容器内に存在する。ところが、そ
のような液の停滞箇所は、生菌や雑菌、の温床となる。

そして、生菌や雑菌が膜分離装置内で繁殖すると、膜に
よる分離性能か低下し、特に限外濾過や精密濾過にあっ
ては、処理水中に生菌・雑菌が多く含まれることになる
。

従って、膜分離装置においては内部を殺菌する必要があ
る。

その殺菌手段として、従来では、過酸化水素等の薬品や
熱水を膜分離装置に流す手段が採用されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、薬品や熱水による殺菌にあたっては、膜分離装
置の運転を停止する必要があるという欠点があるのみな
らず、次のような欠点がある。

つまり、熱水による殺菌の場合には、殺菌後、徐冷する
必要があって膜分離装置の運転の再開が遅れる。また、
薬品による殺菌の場合には、薬品を膜分離装置から流し
出すのにかなりの時間と洗浄水が必要である。

そのうえ、両者ともに言えるのであるが、停滞箇所が本
来的に液の流動が生じにくいため、熱水や薬品をその停
滞箇所に流すこと自体が非常にむずかしく、殺菌に非常
な手間と時間を要する割りには信頼性が低いのである。

本発明の目的は、薬品や熱水による殺菌を不要化する点
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の膜分離装置は、前記原液室内に、金属イオンが
結合したイオン交換体を、原液に接する状態に設けてあ
る点に特徴を有する。

前記イオン交換体は、容器の内面や、透過膜の支持部材
の表面に配置することが望ましい。

〔作　用〕

銀や銅、錫、亜鉛等の金属イオンが結合したイオン交換
体には、菌との接触によってその接触した菌を死滅ある
いはその増殖を抑制する抗菌作用があることが今日では
広く知られており、また、イオン交換体に結合する金属
イオンは、それよりもイオン化傾向の小なるイオンでな
ければ交換せずに、安定していることがイオン交換体の
技術分野では周知の事実として知ちれている。

他方、純水や超純水はもちろんのこと、飲料水のように
イオン含有量が多い水であっても、イオン交換体に結合
させた金属イオンよりもイオン化傾向の小なるイオンを
含んでいることは非常に少なく、また、イオン交換体に
結合させる金属イオンとしては、銀等、イオン化傾向の
非常に小さなものがある。

従って、原液中の菌は、原液室内に設けたイオン交換体
に接触することにより、死滅したり増殖が抑制されたり
する。

特に、容器の内面や支持部材の表面に前記の抗菌作用を
もつイオン交換体を配置する場合には、それら容器の内
面や支持部材の表面が液停滞箇所に面するため、菌がイ
オン交換体に接触する機会が多く、殺菌の効率が良くな
るとともに、前記液停滞箇所が菌の温床となることが防
止される。

〔発明の効果〕

その結果、本発明は次の効果を奏し得るに至った。

［ｌ］膜分離装置自体に抗菌性をもたせであるため、費
用や時間がかかる薬品や熱水による膜分離装置内に対す
る殺菌が不要である。

口２］抗菌性に有する金属イオン結合のイオン交換体が
安定していて、結合させた金属イオンよりもイオン化傾
向の小なるイオンが原液や処理液中にない限り、その金
属イオンの溶畠がなく、また、銀等、イオン化傾向の非
常に弱い金属イオンを選べるため、物理的接触で殺菌す
ることとの相乗で、原液や処理液を汚染することがない
ことはもちろん、半永久的に殺菌効果を持続できる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示す。

実施例１純水や超純水を脱イオン化するスパイラル型の逆浸透膜
装置であって、第１図に示すように、容器（１）内に、
その容器（１）内を原液室（１Ａ）と処理液室（１Ｂ）
とに仕切って原液室（１Ａ）に供給された原液（イオン
を含む純水や超純水）中の透過対象（水）を処理室（１
Ｂ）に選択透過させるための逆浸透膜（２）をスパイラ
ル状に配設し、原液室（１Ａ）内および処理室（１Ｂ）
内のそれぞれに、前記逆浸透膜（２）をスパイラル状に
保持するためのスペーサ（３）（支持部材の一例）を設
けて構成されている。（４）は透過水染水管である。

前記容器（１）およびスペーサ（３）は、銀や銅、亜鉛
等の金属イオンが結合したイオン交換体を含有した樹脂
から構成されている。

前記イオン交換体は、天然ゼオライト、合成ゼオライト
、強酸性や弱酸性のカチオン交換（封詣である。

そして、前記のよな金属イオンが結合したイオン交換体
には、それに菌が接触することにより、その菌を死滅あ
るいは増殖を抑制するといった抗菌作用があることが判
明している。

従って、…脂製の容器（１）の内面およびスペーサ（３
）の表面は、前記のイオン交換体が分散していることで
抗菌性を持つことになり、そのため、容器（１）とスペ
ーサ（３）との接合部付近やスペーサ（３）の付近に生
菌の増殖を促す原水や処理水の停滞部が生じていても、
その生菌は容器（１）やスペーサ（３）に接触すること
で死滅あるいは増殖抑制され、結果として、容器（１）
内の全体に生菌か介在しなくなるのである。

実施例２第２図に示すように、上下姿勢の筒状容器（１）内に、
上下姿勢の多数の中空糸（２）を配設し、前記中空糸（
２）の上下両端をそれぞれ、筒状容器（１）の上下の端
部開口を閉塞する状態に取付けた蓋状の支持部材（３）
に貫通させて取付け、前記筒状容器（１）の下端部に、
前記支持部材（３）のうちの下端側のものとで中空糸（
２）内に原水を分配供給する分配室（５）を形成するヘ
ッダ部材（６）を連設し、前記筒状容器（１）の上端部
に、前記支持部材（３）のうちの上端側のもののとで中
空糸（２）からのブロー水を集合排出する集合室（７）
を形成するヘッダ部材（８）を連設し、中空糸（２）内
を原液室（１Ａ）に、筒状容器（１）内の中空糸（２）
外周部を処理液室（１Ｂ）とする状態に構成された限外
濾過用や精密濾過用のホロファイバ型の膜分離装置にお
いて、前記筒状容器（１）および上下の支持部材（３）
を、銀、銅、亜鉛等の金属イオンが結合したイオン交換
体を含有した樹脂から構成する。（４°）は透過木取出
口である。

なお、前記中空糸（２）が濾過膜であって、限外濾過用
のものでは、限外濾過膜が、精密濾過用のものでは精密
濾過膜が夫々、用いられる。

前記ホロファイバー型の膜分離装置にあっては、中空糸
（２）の支持部材（３）への取付部において水か停滞し
て生菌の増殖が発生し易いのであるが、上記の構成によ
れば、支持部材（３）が抗菌性を有するために、殺菌お
よび菌増殖の抑制が行なわれる。

次に金属イオンが結合したイオン交換体の抗菌作用を確
認するために本発明者が行なった実験例を示す。

実験例天然ゼオライトに銀イオンおよび亜鉛イオンを１：３の
比率で２．５〜３％付加した粒径が１〜５ｍｍの粒状体
、合成ゼオライトに銀イオンおよび亜鉛イオンを１；３
の比率で２．５〜３％付加したものを１〜２μｍに粉砕
し、その粉砕物をポリエチレン樹脂中に重量比で２０％
分教させて２ｍｍ径、３ｍｍ軸長程度の円柱状に成形し
た粒状体、Ｎａ型強酸性カチオン交換樹脂にＡｇＮｏ３
を５０ｇ／βの割合でイオン交換させた粒径が０．３〜
１．２ｍｍの粒状体を用意し、第３図に示すように、そ
れら各粒状体のそれぞれを空容積が７．７！のイオン交
換樹脂充填用のＦＲＰタンク（９）に５β充填して３種
類の供試体（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）を作成する。そ
して、各供試体（Ａ）、　（Ｂ）、　（Ｃ）に、水温２
０℃、生菌数２０個／ｃｃ以上を含む脱イオン水を各種
の流速で粒状層（１０）を通過するように供給パイプ（
１１）から供給し、粒状体層（１０）を通過した水を取
出パイプ（１２）から取出してその取出水中の生菌数を
調べた。なお、菌は、シュードモナス（Ｐｓｅｖｄｏｍ
ｏｎａｓ）である。結果を第４図に示す。

第４図は原水の供給流速、つまり、原水が粒状体に接し
て処理時間と生菌数との関係を示している。

実験の結果、（八）、　（Ｂ）、　（Ｃ）いずれにおい
ても、抗菌作用が認められ、金属イオンが結合したイオ
ン交換体は、膜分離装置内の殺菌に有用であるか判明し
た。

また、菌のイオン交換体との接触機会が多いほど抗菌効
果が高いため、実施するにあたっては、樹脂中に含有さ
せるイオン交換体の量を多くする方が望ましいことが判
明した。

〔別実施例〕

以下、本発明の別実施例を示す。

［１］本発明は、チューブラ型、平面膜型の膜分離装置
にも適用できる。

［２］上記実施例では、容器（１）の全体および支持部
材（３）の全体を、金属イオンが結合したイオン交換体
を含有した樹脂から構成したが、容器（１）の内面や支
持部材（３）の表面のみを前記樹脂から構成しても良い
。つまり、普通の材料からなる容器（１）の内面や支持
部材（３）の外面に前記の樹脂でコーティングして実施
しても良い。

［３］上記実施例では、イオン交換体を、容器（１）の
内面や支持部材（３）の外面に配置させたが、イオン交
換体は、透過膜（２）の表面に分散させる、あるいは、
容器（１）の内面および支持部材（３）の表面以外の膜
分離装置の接液面に配置させても良く、また、抗菌剤と
して単独に容器（１）内に設けても良い。そし設置手段
としては、イオン交換体自体を粒状として容器（１）内
に多数、投入する手段や、イオン交換体の粉砕物を分散
させた粒状の（封脂製品として容器（１）内に多数、投
入する手段を挙げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す断面図、第２図は本発
明の実施例２を示す断面図であり、第３図は実験装置の
断面図、第４図は実験結果を示すグラフである。（１）・・・・・・容器、（１Ａ）・・・・・・原液室
、（１Ｂ）・・・・・・処理液室、（２）・・・・・・
透過膜。

Claims

【特許請求の範囲】１、容器（１）内に、その容器（１）内を原液室（１Ａ
）と処理液室（１Ｂ）とに仕切って原液室（１Ａ）に供
給された原液中の透過対象を選択透過させるための透過
膜（２）を設けてある膜分離装置であって、前記原液室
（１Ａ）内に、金属イオンが結合したイオン交換体を、
原液に接する状態に設けてある膜分離装置。２、前記容器（１）の内面に、前記イオン交換体を配置
してある請求項記載の膜分離装置。３、前記透過膜（２）の支持部材（３）の表面に、前記
イオン交換体を配置してある請求項１又は２記載の膜分
離装置。