JPH0283020A - 中空糸膜を用いる復水の濾過方法 - 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〉 本発明は原子力発電所の原子炉−次冷却系もしくは二次
冷却系の復水、あるいは火力発電所の復水等の復水を、
中空糸膜モジュールを配置した濾過塔で濾過する方法の
改良に関するものである。

〈従来の技術〉 上記復水の処理装置として、近年になって中空糸モジュ
ールを装着した濾過塔で先ず復水中の酸化鉄微粒子等に
起因するクラッドを濾過により除去し、次いで当該濾過
水をカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂を
充填した混床式脱塩塔で処理して溶存する２価の鉄イオ
ン（Ｆｅ”）等の不純物イオンを除去する方式の復水処
理装置が提案されている。

当該中空糸モジュールを用いた濾過塔を更に詳しく説明
すると、微細孔を多数有する中空糸膜を多数本束ねて中
空糸モジュールを形成し、当該中空糸モジュールの多数
本を濾過塔内に装着したもので、当該各中空糸膜の外側
から内側へ、あるいは内側から外側へというように、各
中空糸膜の一方の側から他方の側へ復水を通過させて各
中空糸膜の一方の側で酸化鉄を濾過し、他方の側から得
る濾過水を集合して濾過塔から流出させるものであり、
今のところ各中空糸膜の外側から内側へ復水を通過させ
る、いわゆる外圧型濾過が主流を占めている。

このような濾過の続行により濾過塔の差圧が上昇した際
に、酸化鉄が付着している中空糸膜の膜面を空気等の気
体でバブリングしたり、あるいは中空糸膜の他方の側か
ら一方の側へ気体、水等の流体を逆流させたりして中空
糸膜から酸化鉄を剥離し、酸化鉄を多量に含む洗浄排液
を得る洗浄を行い、当該洗浄と前記濾過を順次繰り返し
て処理を行うものである。

以上説明したごとく中空糸モジュールを用いる濾過塔は
、復水を各中空糸膜で直接濾過するので、従来から行わ
れている微粉末状イオン交換樹脂等の濾過助剤を用いる
プレコート式濾過塔と比較して、洗浄排液中に含まれる
固形物量が極めて少量であり、特に沸騰水型原子力発電
所の復水のごとく、放射性物質を含む酸化鉄の除去に適
している。

すなわちプレコート式濾過塔の場合は、その洗浄の際に
濾過により除去した酸化鉄とともに、当該酸化鉄より圧
倒的多量の使用済プレコート剤をも含む洗浄排液が排出
されるが、中空糸モジュールを用いる濾過塔における洗
浄排液には、このような使用済プレコート剤が一切含ま
れることがないので、放射性廃棄物処理の対象となる固
形物が著しく低減できるという利点を有している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述したような従来の中空糸モジュールを用いる濾過塔
で復水の処理を行うと、中空糸膜が汚染されて前記気体
や水を用いる洗浄を実施しても差圧が元の状態に戻らな
くなることがあり、場合によっては洗浄の度に初期差圧
が上昇して遂には濾過処理そのものに障害を与えるよう
な事態に至ることもある。

この原因を究明すべく本発明者等は種々の実験を行った
。その結果、復水中に元々含まれている酸化鉄等の懸濁
物質や微量の有機物等の膜への強固な付着も勿論その一
因であるが、汚染の他の要因として復水器等の機器類や
配管等の腐蝕によって復水中にもたらされる、微量の２
価の溶存鉄イオンに起因する酸化鉄の付着にあることが
明らかとなった。

２価の鉄イオンは空気中や水中の酸素によって容易に酸
化され、不溶性の酸化鉄（３価の鉄）として析出し易い
ため、通常の水中にはほとんど存在し得ないが、発電設
備の場合には復水器や配管等の腐蝕を極力防止する目的
から復水中の溶存酸素濃度を例えばｔｏｏｐｐｂ以下と
いうような極めて低いレベルに維持しながら運転を行っ
ているため、復水中には２価の鉄イオンが必ず存在する
のである。このような理由で復水中に存在する２価の鉄
イオンが、中空糸膜を通過する際に何らかの要因によっ
て酸化され、中空糸膜の膜面あるいは微細孔の内部にお
いて酸化鉄として析出、付着し、そのために上述のよう
な回復不可能な膜汚染をもたらすのである。

このことは、以下のような事実によっても明らかである
。すなわち、２価の鉄イオンのみを含み、酸化鉄微粒子
を含まない水（従って、溶存酸素濃度も復水器のレベル
とした）を中空糸モジュールに比較的長期間通水すると
、量的には少ないが膜の表面や微細孔の内部等に酸化鉄
が付着すること、特に前記水中に、実復水中に存在する
ことの多い銅イオンを共存させると前記酸化鉄の付着量
が著しく多くなり、もともと酸化鉄微粒子が含まれてい
ないにも関わらず、実際の復水濾過の場合と同じような
急激な差圧の上昇をもたらすようになること、更にこの
場合に付着した酸化鉄は前述した気体や水による洗浄に
よっても非常に除去しにくいものであること等である。

要するに、前述したような回復不可能な膜汚染の原因が
２価の鉄イオンの酸化、析出にあることは明らかであり
、従って復水の如く２価の鉄イオンが存在する水を中空
糸モジュールで処理する限り、このような現象は大なり
小なり発生するのである。特に、復水器細管等に銅含有
金属を使用している発電所の場合には、復水中に銅イオ
ンが共存するために極めて顕著に発生する。

また、このような現象は使用する中空糸の膜材質の如何
に関わらず発生し、例えばポリエチレン等のポリオレフ
ィン系の膜、酢酸セルロース膜、ポリビニルアルコール
膜、ポリアクリルニトリル膜、ポリスルホン膜、更には
これらの膜材質にカルボキシル基、スルホン酸基等のカ
チオン交換基を導入した膜等゛の種々の材質の膜におい
て発生する。

従って、かかる状態、すなわち中空糸膜が復水中の鉄イ
オンに起因する酸化鉄による汚染を受けて通常の洗浄で
は差圧を回復させることが出来ない状態に至った場合に
は、中空糸モジュールを酸や還元剤等の適当な洗浄薬液
を用いて洗浄して酸化鉄を除去しない限り、当該中空糸
モジュールを再び使用することが出来ない。

しかしながら、薬液洗浄を行うためには高価な薬液洗浄
設備を必要とするし、また沸騰水型原子力発電所の復水
の如く放射性物質を含む酸化鉄の除去を対象とした中空
糸モジュールを用いる濾過塔においては、薬液洗浄の際
の廃液が放射性廃棄物処理の対象となり、放射性廃棄物
量の増加を招くので好ましくない。

本発明は、このような背景のもとになされたものであり
、前記した通常の洗浄によっては回復させることの出来
ない膜汚染を引き起こす原因となる復水中の２価の鉄イ
オン及び当該鉄イオンの酸化を促進する銅イオンを、中
空糸膜に直接接触させないようにすることによって上記
膜汚染を防止し、安定して濾過処理を行うことが出来る
濾過方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上述の目的を達成するためになされた第１の発明は、中
空糸膜を多数本束ねた中空糸モジュールを濾過塔内に配
置し、当該中空糸膜の外側から内側へ復水を通過させて
復水の濾過を行うに当たり、当該復水を通過させる前に
、微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微粉末状キ
レート樹脂を含む水を中空糸膜に通過させて、各中空糸
膜の表面に当該微粉末状陽イオン交換樹脂および／また
は微粉末状キレート樹脂の薄い被覆膜を形成させ、次い
で当該被覆膜を介して復水を各中空糸膜に通過させるこ
とを特徴とするものであり、また、第２の発明は、前記
微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微粉末状キレ
ート樹脂と、酸化鉄微粒子との両方を含む水を中空糸膜
に通過させて、各中空糸膜の表面に微粉末状陽イオン交
換樹脂および／または微粉末状キレート樹脂と、酸化鉄
微粒子との混合物からなる薄い被覆膜を形成させて復水
の濾過を行うことを特徴とするものである。

〈作用〉 以下に本発明を、実施態様の一例を示す図面を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明に用いる中空糸モジュールを示す断面図
であり、第２図は本発明に用いる濾過塔のフローを示す
説明図であり、第３図は濾過中における中空糸膜の状態
を示す拡大説明図である。

本発明に用いる中空糸モジュール１は第１図に示した如
く、０．０１〜０．３μの微細孔を有する外径０．３〜
４龍、内径０．２〜３龍の中空糸膜２を１００〜５０，
０００本前後、外筒３に収納したもので、当該各中空糸
膜２の上端をその中空部を閉塞することなく上部接合部
４で接着し、各中空糸膜２の下端を閉塞して下部接合部
５で接着し、また外筒３の上方部、下方部にそれぞれ流
通口６Ｂおよび６Ａを設けるとともに、下部接合部５に
開口部７を設け、更に外筒３を下方にやや延長させてス
カート部８を設けたものである。

当該中空糸モジュール１を濾過塔に配置するにあたって
は、第２図に示した如く、濾過塔９の上方部に仕切板１
０を設け、当該仕切板１０に多数木の中空糸モジュール
１を懸架する。

また濾過塔９内の下方に気泡分配機構１１を配置する。

当該気泡分配機構１１は気泡受け１２と当該気泡受け１
２を貫通する気泡分配管１３とからなるもので、各中空
糸モジュールｌのスカート部８内に当該気泡分配管１３
を挿入した構成とする。

なお濾過塔９の上部に濾過水流出管１４の一端と圧縮空
気流入管１５Ａの一端を連通し、また濾過塔９の下部に
原水流入管１６の一端および圧縮空気流入管１５Ｂの一
端およびドレン管１８の一端をそれぞれ連通し、更に前
記仕切板１０の直下の側胴部に空気抜き管１７の一端を
連通ずる。なお１９ないし２４はそれぞれ弁を示し、２
５はバッフルプレートである。

当該濾過塔９を用いて第１の発明の濾過方法を実施する
場合の例を以下に説明する。

本発明においては復水の濾過に先立って、濾過塔９の仕
切板ｌＯの上方および下方に水を満たした状態で、図示
していない水槽にて例えばＮａ形の微粉末状陽イオン交
換樹脂を分散させ、弁１９および弁２３を開口して、当
該水槽内の微粉末状陽イオン交換樹脂を含む水を原水流
入管１６から流入する。当該水は濾過塔内９を上昇し、
大部分は各気泡分配管１３、および各中空糸モジュール
１の開口部７を介して各中空糸モジュール１内に流入し
、また一部は濾過塔９の側壁と気泡分配機構１１の隙間
を通って、各中空糸モジュール１の流通口６Ａおよび６
Ｂを介して各中空糸モジュール１内に流入し、各中空糸
膜２の外側から内側へ通過し、その際に水中の微粉末状
陽イオン交換樹脂は膜面で捕捉される。また濾過水は各
中空糸膜２の内側を上昇し、仕切板１０の上方で集合さ
れ、濾過水流出管１４から流出する。なお当該濾過水は
本来の濾過水として使用することも出来、あるいは前述
の図示していない水槽に戻しても差し支えない。

当該工程により第３図に示したごとく、各中空糸膜２の
外表面に微粉末状陽イオン交換樹脂の薄い被覆膜２６を
形成させることが出来る。なお当該被覆膜２６を形成さ
せる場合、水槽等を用いず微粉末状陽イオン交換樹脂を
添加した復水を原水流入管１６から予め流入しても差し
支えない。

当該被覆膜２６を形成させた後に以下の濾過を引き続き
行う。

すなわち弁の開口をそのままの状態で原水流入管１６か
ら２価の鉄イオンや銅イオン等の不純物イオンを含む復
水を流入する。当該復水は前述の被覆膜を形成させる工
程と同様に、大部分は各中空糸モジュール１の開口部７
および一部分は流通口６Ａ、６Ｂを介して各中空糸モジ
ュール１の内部に流入し、前記被覆膜２６を介して各中
空糸膜２の外側から内側へ通過する。その結果復水に含
まれている前記不純物イオンは前記被覆膜２６を形成し
ているＮａ形の微粉末状陽イオン交換樹脂によってイオ
ン交換作用によりほぼ完全にあるいは大部分除去される
。従って、２価の鉄イオンや銅イオンの、中空糸膜２へ
の接触量を従来より著しく少なくすることが出来、その
結果これらの不純物イオンによる中空糸膜２の汚染を確
実に防止することが出来る。なお、本発明においては復
水中に含まれている酸化鉄微粒子もこの際同時に被覆膜
２６に捕捉され、第３図に示した如く前記被覆膜２６の
上部に酸化鉄微粒子２７が付着することとなる。また、
復水中に剥離しにくい不溶解性物質や有機物等が含まれ
ている場合には、これらの物質も被覆膜２６によって捕
捉することが出来る。

各中空糸膜２内の濾過水は内側を上昇し、仕切板１０の
上方で集合され、濾過水流出管１４から流出する。

このような濾過を続行することにより濾過塔９の差圧が
規定の値に達した際に濾過を中止して、以下の洗浄を行
う。

すなわち弁１９および弁２３を閉じ、仕切板１０の下方
に流入した復水を、また仕切板ｌＯの上方に濾過水を満
たしたまま、弁２１および弁２２を開口し、圧縮空気流
入管１５Ｂから圧縮空気を流入する。当該圧縮空気は気
泡となって濾過塔９内を上昇し、気泡受け１２の上方で
一端受けられ、気泡受け１２の上部壁と気泡分配管１３
の下部先端間で空気層を形成し、当該空気層および気泡
分配管１３の下部先端を介して気泡は中空糸モジュール
１のスカート部８内を上昇し、次いで開口部７を介して
各中空糸モジュール１内に流入する。

当該気泡の上昇により各中空糸膜２は振動するとともに
中空糸モジュール１内の水が攪拌され、各中空糸膜２の
表面に付着した、２価の鉄イオン等の不純物イオンを吸
着した微粉末状陽イオン交換樹脂からなる被覆膜２６が
剥離するとともに、酸化鉄微粒子２７も剥離される。な
お気泡は中空糸モジュール１の流通口６Ｂから当該モジ
ュール１外に流出し、次いで空気抜き管１７から濾過塔
９外に排出する。

このような気泡による攪拌を充分に行った後、弁２２を
開口したまま弁２１を閉じ、弁２０を開口して、中空糸
膜２から剥離した微粉末状陽イオン交換樹脂と酸化鉄を
含む洗浄排液をドレン管１８から流出させる。なお洗浄
排液を流出させる前記工程は水頭差を用いるものである
が、空気抜き管１７あるいは圧縮空気流入管１５Ｂから
圧縮空気を流入して当該空気圧を用いる急速流出を行う
ことも出来る。

洗浄排液の流出が終了した後、弁２０、弁２２および弁
２４を開口し、その他の弁は閉じ、圧縮空気流入管１５
Ａから圧縮空気を流入し、仕切板１０の上方に存在する
濾過水を当該空気圧で各中空糸膜２内を逆流させ、各中
空糸膜２の外表面に残留している微粉末状陽イオン交換
樹脂および酸化鉄微粒子を、当該濾過水で洗い落とし、
その洗浄排水をドレン管１８から流出する。

以上の圧縮空気による攪拌、洗浄排液のブロー濾過水の
逆流による洗浄工程が終了した後、再び前述の微粉末状
陽イオン交換樹脂による被覆膜の形成および濾過を行う
。

本発明に用いる微粉末状陽イオン交換樹脂は、前記した
回復困難な膜汚染を引き起こす原因となる２価の鉄イオ
ン、あるいは当該鉄イオンの酸化を促進する銅イオンを
吸着、除去することが出来るものであればよく、従って
、イオン交換基として例えばスルホン酸基やカルボキシ
ル基等を有する、通常の強酸性あるいは弱酸性の陽イオ
ン交換樹脂の微粉末状のものを用いることが出来る。ま
た、本発明においては上記微粉末状陽イオン交換樹脂の
代わりに、２価の鉄イオンや銅イオン等の重金属イオン
を選択的に吸着する能力を有する微粉末状キレート樹脂
を用いることも出来、更に両イオン交換樹脂を混合して
用いても差し支えない。

用いる微粉末状陽イオン交換樹脂あるいはキレート樹脂
のイオン形としては、鉄イオンあるいは銅イオンを吸着
することの出来るイオン形であればいかなるものでもよ
く、例えばＮａ形、Ｋ形等のアルカリ金属イオン形、あ
るいはＣａ形、Ｍｇ形等のアルカリ土類金属形、もしく
はＮＨ４形、Ｈ形等のものを使用し得る。

また、微粉末状陽イオン交換樹脂あるいはキレート樹脂
の粒子径としては、各中空糸膜になるべく均一な被覆膜
を形成させる関係から１〜１００μの範囲の粒子径もの
がよく、望ましくは５〜５０μのものが最適である。な
お、粒子径が１００μを越える場合には、粒子が沈降し
易くなって微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微
粉末状キレート樹脂を含む水を調整する際に当該樹脂を
均一に分散させることが難しく、かつ当該樹脂が各中空
糸膜の間にスムーズに流入し得なくなって均一な被覆膜
を形成させることが難しくなるので好ましくない。また
、粒子径が１μより小さい場合には、形成させた被覆膜
を前記した洗浄によって剥離させることが難しくなるの
で好ましくない。

上記した粒子径が１〜１００μの範囲の微粉末状陽イオ
ン交換樹脂あるいはキレート樹脂は、水処理等に一般に
用いられている粒子径０．３〜０．６鰭の粒状の陽イオ
ン交換樹脂あるいはキレート樹脂を、通常の機械粉砕、
気流粉砕、凍結粉砕等で微粉末状に粉砕することによっ
て容易に得ることが出来る。なお、微粉末状陽イオン交
換樹脂として、いわゆる強酸性の微粉末状陽イオン交換
樹脂を用いる場合には、従来のプレコート式濾過に使用
されている、市販の微粉末状陽イオン交換樹脂をそのま
ま用いることが出来る。

次に、微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微粉末
状キレート樹脂の被覆膜の厚さについて説明すると、本
発明は従来から行われている、濾過支持体に微粉末状陽
イオン交換樹脂と微粉末状陰イオン交換樹脂との混合物
からなる濾過助剤をプレコートする、いわゆるプレコー
ト式濾過とは全く技術思想を異にするものであり、プレ
コート式濾過の場合と比較してその被覆膜の厚さは極め
て薄くする。

すなわち、微粉末状イオン交換樹脂を用いる従来のプレ
コート式濾過は、濾過支持体にプレコート層を形成して
、当該プレコート層で酸化鉄微粒子等の不溶解性物質を
体積濾過で除去することを主目的とするものであり、従
って当嘉亥プレコート層は体積濾過が可能となるように
例えば１０■１前後の比較的厚い層が必要とされている
。これに対し、本発明は復水中に含まれている微量の鉄
イオンあるいは銅イオンを微粉末状陽イオン交換樹脂お
よび／または微粉末状キレート樹脂からなる被覆膜によ
ってイオン交換作用あるいはキレート作用により吸着、
除去しようとするものであるから当該被覆膜の厚みは極
めて薄くてよく、通常１００μ以下で充分にその目的を
達し得る。むしろ、厚さがあまり厚すぎると中空糸膜の
表面が閉塞するより先に当該被覆膜が閉塞し濾過時間が
短くなるという現象が生じる。

上記被覆膜の厚みは、中空糸膜の表面積１ｍ′当たり約
２０ｇの微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微粉
末状キレート樹脂を付着させることによりなし得る。こ
の時のイオン交換容量は、例えば乾燥状態で５　ｍ　ｅ
　ｑ　／　ｇの総交換容量を有する微粉末状陽イオン交
換樹脂あるいは微粉末状キレート樹脂を用いる場合に、
中空糸膜の表面積ＩＭ当たり１００ｍｅｑ／ｇのイオン
交換容量となる。この値は、当該イオン交換容量の例え
ば７０％を有効利用するとした場合において、２価の鉄
イオン濃度および銅イオン濃度がそれぞれ１ｐｐｂ以下
というような低濃度である定常時の復水を、中空糸膜の
表面積１％当たり０．３ｎｆ／Ｈの流量で濾過した時に
、約５ケ月近くに及ぶ長期間の濾過が可能なイオン交換
容量に相当する。

なお、当該被覆膜の厚さがあまり薄すぎると、鉄イオン
や銅イオンを十分に吸着することが出来なくなり、被覆
膜を形成させる操作が頻繁になるので、通常は１０μ以
上の厚さ、すなわち中空糸膜の表面積１ｒｒｒ当たり２
ｇ以上の微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微粉
末状キレート樹脂を付着させるとよい。

次に、第２図に示したような濾過塔９を用いて第２の発
明の濾過方法を実施する場合について説明すると、この
場合も第１の発明の場合と全く同様にして行えばよい。

すなわち、濾過塔９の仕切板１０の上方および下方に水
を満たした状態で、図示していない水槽にて例えばＮａ
形の微粉末状陽イオン交換樹脂と、酸化鉄微粒子との両
方を分散させ、弁１９および弁２３を開口して、当該水
槽内の微粉末状陽イオン交換樹脂と酸化鉄微粒子とを含
む水を原水流入管１６から流入する。以後は、前述の微
粉末状陽イオン交換樹脂の被覆膜を形成させる場合と同
様な操作を行って中空糸膜２の外表面に微粉末状陽イオ
ン交換樹脂と酸化鉄微粒子との混合物からなる薄い被覆
膜を形成させ、次いで当該被覆膜を介して復水の濾過を
行えばよく、具体的な操作は前記第１の発明の場合と同
様であるので詳しい説明は省略する。

当該第２の発明においては、上記被覆膜を形成している
Ｎａ形の微粉末状陽イオン交換樹脂で復水中の２価の鉄
イオンを吸着、除去出来ることは勿論であるが、被覆膜
を形成している酸化鉄微粒子によって２価の鉄イオンが
吸着され、酸化鉄に変化するという現象を生じ、従って
前記第１の発明と同様な効果を発揮する。よって、この
場合には被覆膜を形成するために使用する微粉末状陽イ
オン交換樹脂の量を、前記第１の発明の場合より低減す
ることが可能である。

なお、中空糸膜の表面に、剥離性のよい酸化鉄微粒子の
みからなる被覆膜を形成させて復水の濾過を行う方法に
ついては本願出願人が先に出願（特願昭６２−８７０２
３）しているが、この方法は剥離性のよい被覆膜によっ
て、復水中に含まれている剥離性の悪い不溶解性物質や
有機物等を捕捉し、当該不溶解性物質等が中空糸膜の表
面に付着するのを防止することを目的とするものであっ
た。しかしながら、本発明者等のその後の研究により、
当該酸化鉄微粒子の被覆膜に復水を通過させると、復水
中の２価の鉄イオン濃度が結果的に減少することが明ら
かとなり、本発明はこのような知見に基づいてなされた
ものである。

本発明に用いる微粉末状陽イオン交換樹脂あるいは微粉
末状キレート樹脂は、前記第１の発明に用いるのと同じ
でよい。また、本発明に用いる酸化鉄微粒子としては粒
子径が１〜１０μのものが好ましく、この範囲内の粒子
径のものであればどのような酸化鉄微粒子でも良い。例
えば、α−Ｆｅｘ（）：＋（へ７タイト）　、α−Ｆｅ
ＯＯＨ（ゲータイトおよびＦｅ３０４（マグネタイト）
等の結晶性の酸化鉄、あるいは水酸化鉄等の非晶質の酸
化鉄等を用いることが出来る。特に、α−ＦｅＯＯＨや
水酸化鉄は、鉄イオンの吸着性が良いので酸化鉄微粒子
として好適である。なお、水酸化鉄のような非晶質のも
のは、比較的粘着性であってこれを単独で被覆させた場
合には洗浄によって剥離させることが難しくなるが、本
発明の場合には、微粉末状陽イオン交換樹脂および／ま
たは微粉末状キレート樹脂と混合して被覆させるので、
このような不具合は解消される。更に、酸化鉄微粒子と
して、復水中に含まれている酸化鉄を利用することも出
来る。

すなわち、酸化鉄を含む復水を中空糸膜で濾過し、その
後前述のような洗浄工程で酸化鉄を剥離すると、剥離さ
れた酸化鉄が十分に攪拌されることにより、酸化鉄が凝
集して結果的に本発明に好適な粒子径１〜１０μ程度の
酸化鉄微粒子が形成される。従って、このようにして得
た凝集酸化鉄を酸化鉄微粒子として用いることも出来る
。なお、用いる酸化鉄微粒子の粒子径が１μ未満の場合
には、被覆膜の通水抵抗を上げる要因となるので好まし
くなく、１０μを越えるものの場合には、比表面積が小
さくなって鉄イオンの吸着性が低下するので好ましくな
い。

当該筒２の発明における被覆膜の厚さは、微粉末状陽イ
オン交換樹脂および／または微粉末状キレート樹脂と、
酸化鉄微粒子の使用割合によっても多少異なるが、通常
１００μ以下で十分にその目的を達し得る。なお、前記
使用割合は復水中に含まれている鉄イオンや銅イオンの
濃度によって適宜決定すればよいが、酸化鉄微粒子より
価格の高価な微粉末状陽イオン交換樹脂あるいは微粉末
状キレート樹脂の使用量をなるべく小さくするという観
点からすれば、通常はこれらの樹脂の使用量を、中空糸
膜の表面積１ｄ当たり例えば１〜５ｇ程度となし、酸化
鉄微粒子の使用量を例えば１０〜１５ｇ程度と多くする
と良い。

当該筒２の発明方法は、酸化鉄微粒子の有する２価の鉄
イオン低減効果が、微粉末状陽イオン交換樹脂あるいは
微粉末状キレート樹脂のそれに比べて小さく、かつ銅イ
オンの低減効果があまり期待されないという理由から、
鉄イオン濃度や銅イオン濃度の低い、いわゆる定常時の
復水の濾過に特に適している。従って、定常時の復水の
処理を当該筒２の発明方法で行い、発電プラントの起動
時の復水の如く、鉄イオンや銅イオンの濃度が１０〜２
０ｐｐｂというように著しく高い復水を処理する場合に
のみ前記第１の発明方法を実施するようにし、このよう
に両方法を組み合わせて復水の処理を行うと良い。

なお、前記第１の発明において、微粉末状陽イオン交換
樹脂および／または微粉末状キレート樹脂を含む水を先
ず中空糸膜に通過させて微粉末状陽イオン交換樹脂およ
び／または微粉末状キレート樹脂の薄い被覆膜を形成さ
せ、次いで酸化鉄微粒子を含む水を中空糸膜に通過させ
て前記被覆膜の上層に酸化鉄微粒子の被覆膜を積層して
形成させ、このように中空糸膜の表面に２Ｎ構造の被覆
膜を形成させて復水の濾過を行うようにしても前記第２
の発明と同様に、微粉末状陽イオン交換樹脂あるいは微
粉末状キレート樹脂の使用量を低減することが可能であ
る。但し、この場合には被覆膜を形成させる操作を２度
行わなければならないので、第２の発明に比べて操作が
やや繁雑となる。

〈効果〉 以上説明した如く、第１の発明は微粉末状陽イオン交換
樹脂および／または微粉末状キレート樹脂を含む水を各
中空糸膜の外側から内側へ予め通過させて、各中空糸膜
の表面に微粉末状陽イオン交換樹脂および／またはキレ
ート樹脂の薄い被覆膜を形成させ、しかる後に当該被覆
膜を介して復水を濾過するものであり、また第２の発明
は前記微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微粉末
状キレート樹脂と、酸化鉄微粒子との両方を含む水を各
中空糸膜に通過させて、各中空糸膜の表面に微粉末状陽
イオン交換樹脂および／または微粉末状キレート樹脂と
酸化鉄微粒子との混合物からなる被覆膜を形成させ、し
かる後に当該被覆膜を介して復水を濾過するものである
。従って、気体や水等を用いる通常の洗浄では回復困難
な膜汚染を引き起こす一因である復水中の２価の鉄イオ
ン、あるいは当該鉄イオンの酸化を促進する銅イオンを
、前記樹脂のイオン交換作用もしくはキレート作用によ
って、あるいは前記樹脂のこれらの作用と酸化鉄微粒子
の鉄イオン吸着作用との併合作用によって予め除去する
ことが出来、これらの不純物イオンの中空糸膜への接触
量を従来より大幅に軽減することが出来る。その結果、
２価の鉄イオンに起因する酸化鉄の付着による膜汚染を
極めて少なくすることが出来る。

更に、本発明においては中空糸膜の表面に形成させた被
覆膜によって、膜汚染のもう一つの要因である復水中の
剥離性の悪い不溶解性物質や有機物等も除去することが
出来る。

このように、本発明によれば前述のような回復困難な膜
汚染を引き起こす主たる原因を、両方同時に取り除くこ
とが出来、従って長期間に渡り安定した復水の濾過を行
うことが出来る。

また、本発明において予め形成させる被覆膜の厚さは、
中空糸膜の表面積１％当たり１００μ以下と、従来のプ
レコート式濾過の場合に比べて極めて薄くて良く、従っ
て使用する微粉末状陽イオン交換樹脂あるいは微粉末状
キレート樹脂もしくは酸化鉄微粒子の量が極めて少量で
済むので、洗浄排液中における固形物の増加量は極めて
少ない。

また、被覆膜の形成に、微粉末状陽イオン交換樹脂およ
び／または微粉末状キレート樹脂と、酸化鉄微粒子とを
併用する場合には、微粉末状陽イオン交換樹脂あるいは
微粉末状キレート樹脂の使用量を掻めて少な（しても復
水中の２価の鉄イオンを効果的に除去することが出来、
従って、比較的高価な前記微粉末状陽イオン交換樹脂あ
るいは微粉末状キレート樹脂の使用量を、より低減する
ことが出来るという効果も奏する。

〈実施例〉 以下に本発明の効果をより明確とするために実施例を示
す。

大施炭二上 ０．２μ前後の微細孔を有する外径１．２鶴、内径０．
７龍、長さ１．０ｍの中空糸膜を直径１６鶴の外筒内に
１０本束ねて第１図に示したような中空糸モジュールを
形成し、当該中空糸モジュールを濾過塔に１本配置して
第２図に示したようなフローの小型実験濾過塔を構成し
、以下の実験を行った。

すなわち、乾燥樹脂１μ当たり５　ｍ　ｅ　ｑの総交換
容量を有し、粒径１０〜２０μのＮａ形の微粉末状強酸
性陽イオン交換樹脂を分散させた水を、予め各中空糸膜
の外側から内側へ通過させ、各中空糸膜の表面に、中空
糸膜１％当たり２０ｇの微粉末状陽イオン交換樹脂の被
覆膜（被覆膜の厚さとして中空糸膜の表面積１ｒ＋？当
たり約１００μとなる）を形成させた。次いで、試薬の
Ｆｅ３Ｏ３およびＣｕ５Ｏ，を、溶存酸素濃度を予めｔ
ｏｐｐｂ以下とした純水に溶解して得た、鉄イオンおよ
び銅イオンをそれぞれ１０ｐｐｂ含む模擬復水を、前記
被覆膜を形成させた中空糸膜に通過させて模擬復水の濾
過を行った。

中空糸膜の表面積１ｍ当たりＩｇの鉄イオンが負荷する
如く模擬復水を濾過したところ、その差圧上昇幅は極め
て僅かであった。

その後常法により洗浄を行って、上記模擬復水を濾過し
て鉄イオンや銅イオンを吸着した微粉末状陽イオン交換
樹脂の被覆膜を除去した。以後、当該洗浄後に前述した
と同じ新しいＮａ形微粉末状陽イオン交換樹脂を同し厚
さに被覆して再び同様の模擬復水を濾過し、その後再び
洗浄を行うという操作を全部で５回（中空糸膜の表面積
ＩＩＴ？当たりの鉄イオン負荷量は合計５ｇとなる）繰
り返した。この間、前記洗浄を行ったにも関わらず初期
差圧が少しずつ上昇したが、上昇傾向は後述の比較例に
比べて著しく緩慢なものであった。

本実施例の濾過時の差圧上昇傾向を第４図に示した。な
お、図中Ａは濾過工程、Ｂは洗浄工程を示す。

実施例−２ 実施例−１と同し小型実験濾過塔を用いて以下の実験を
行った。

すなわち、実施例−１と同じ微粉末状陽イオン交換樹脂
と、酸化鉄微粒子とのと両方を混合して分散させた水を
、実施例−１と同じ方法で各中空糸膜器こ通過させて各
中空糸膜の表面に微粉末状陽イオン交換樹脂と酸化鉄微
粒子との混合物からなる被覆膜を形成させた。なお、こ
の時の微粉末状陽イオン交換樹脂の使用量は、中空糸膜
の表面積１耐当たり５ｇの量とした。

これは、イオン交換容量として中空糸膜の表面積１を当
たり’ｌ　５　ｍ　ｅ　ｑに相当する量である。また、
この時に使用した酸化鉄微粒子は粒子径３〜８μのＦｅ
５０いα−ＦｅｚＯ３および水酸化鉄をそれぞれ同重量
ずつ混合したものであり、その使用量は中空糸膜の表面
積１．（当たりＬｏｇとなるようにした。

次いで、実施例−１と同じ模擬復水を用いて、同じ条件
で濾過を行った。すなわち、実施例−１の場合と同じく
、中空糸膜の表面積１ｄ当たり１ｇの鉄イオンが負荷す
る如く模擬復水を濾過した。

その後常法により洗浄を行って微粉末状陽イオン交換樹
脂と酸化鉄微粒子との混合物からなる被覆膜を除去し、
次いで前述したと同し新しい微粉末状陽イオン交換樹脂
と新しい酸化鉄微粒子とを用いて再び同じ条件で被覆膜
を形成させて模擬復水の濾過を行い、以後はこのような
被覆膜の形成と濾過および洗浄を繰り返して全部で５回
行った。

この間、実施例−１と同じく洗浄による差圧の回復は見
られなかったが、差圧の上昇傾向は第５図に示した如く
著しく緩慢なものであった。

なお、図中Ａは濾過工程、Ｂは洗浄工程を示す。

比較例 実施例−１と同じ小型実験濾過塔を用い、実施例−１で
用いたと同し模擬復水を、中空糸膜の表面に何ら被覆膜
を形成することなくそのまま濾過したところ、中空糸膜
の表面積１−当たり１ｇの鉄イオンが負荷する如く復水
を濾過した時の差圧上昇幅は０．４　ｋｇ　／　ｃｒＡ
であった。

その後常法により中空糸膜の洗浄を行ったが、差圧はほ
とんど回復しなかった。

当該洗浄後、再び同様の模擬復水を中空糸膜の表面積１
．（当たり１ｇの鉄イオンが負荷する如く濾過したとこ
ろ（中空糸膜の表面積１％当たりの鉄イオン負荷量は合
計２ｇ）、差圧上昇幅は１　ｋｇ／ｄに達した。当該濾
過後に再び常法によって洗浄を行ったが差圧は回復せず
、従ってその後の模擬復水の濾過は行わなかった。

この時の濾過時の差圧上昇傾向を第６図に示す。

なお、図中Ａは濾過工程、Ｂは洗浄工程を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる中空糸モジュールの一例を示す
断面図であり、第２図は本発明に用いる濾過塔のフロー
の一例を示す説明図であり、第３図は濾過中における中
空糸膜の状態を示す拡大説明図である。また、第４図お
よび第５図は、それぞれ実施例−１および実施例−２に
おける濾過時の差圧上昇傾向を示したグラフであり、ま
た第６図は比較例における濾過時の差圧上昇傾向を示し
たグラフであり、第４図ないし第６図とも縦軸に差圧上
昇幅、横軸に鉄イオン負荷量を示す。 １・・・中空糸モジュール　　２・・・中空糸膜３・・
・外筒　　　　　　　　４・・・上部接合部５・・・下
部接合部　　　　　６・・・流通ロア・・・開口部　　
　　　　　８・・・スカート部９・・・濾過塔　　　　
　　１０・・・仕切板１１・・・気泡分配機構　　　１
２・・・気泡受け１３・・・気泡分配管　　　　１４・
・・濾過水流出管・・・圧縮空気流入管 ・・・空気抜き管 〜２４・・・弁 ・・・バッフルプレー ・・・不溶解性物質 ト １６・・・原水流入管 １８・・・ドレン管 ６・・・被覆膜 第２図 第３図 第４図 第６図 虐欠イオン燐荷！ 第５図 ／　０７ｍ２ノ 金丸イオン負荷ｔ　　ｔｇ／ｒｎ２ノ 含失イ不ン争罪１ｔ ／　０７ｍ２ノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空糸膜を多数本束ねた中空糸モジュールを濾過塔
   内に配置し、当該各中空糸膜の外側から内側へ復水を通
   過させて復水の濾過を行うに当たり、当該復水を通過さ
   せる前に、微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微
   粉末状キレート樹脂を含む水を中空糸膜に通過させて、
   各中空糸膜の表面に当該微粉末状陽イオン交換樹脂およ
   び／または微粉末状キレート樹脂の薄い被覆膜を形成さ
   せ、次いで当該被覆膜を介して復水を各中空糸膜に通過
   させることを特徴とする中空糸膜を用いる復水の濾過方
   法。 ２、中空糸膜を多数本束ねた中空糸モジュールを濾過塔
   内に配置し、当該各中空糸膜の外側から内側へ復水を通
   過させて復水の濾過を行うに当たり、当該復水を通過さ
   せる前に、微粉末状陽イオン交換樹脂および／または微
   粉末状キレート樹脂と、酸化鉄微粒子とを含む水を中空
   糸膜に通過させて、各中空糸膜の表面に微粉末状陽イオ
   ン交換樹脂および／または微粉末状キレート樹脂と、酸
   化鉄微粒子との混合物からなる薄い被覆膜を形成させ、
   次いで当該被覆膜を介して復水を各中空糸膜に通過させ
   ることを特徴とする復水の濾過方法。