JPH0613086B2 - 非電解質含有溶液の膜分離処理方法 - Google Patents

非電解質含有溶液の膜分離処理方法

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JPH0613086B2
JPH0613086B2 JP18212784A JP18212784A JPH0613086B2 JP H0613086 B2 JPH0613086 B2 JP H0613086B2 JP 18212784 A JP18212784 A JP 18212784A JP 18212784 A JP18212784 A JP 18212784A JP H0613086 B2 JPH0613086 B2 JP H0613086B2
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membrane
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知子 滝井
健一 池田
省一 山本
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0088Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
    • 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
    • B01D71/66Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68Polysulfones; Polyethersulfones

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、非電解質を含有する溶液を膜分離処理する際
に、特定の前処理をした半透膜を用いることにより非電
解質の除去率を実質的に低下させることなく透過速度を
向上できる非電解質含有溶液の膜分離処理方法に関する
ものである。
〈従来技術及びその問題点〉 溶液中の溶質の除去や濃縮等に耐熱性や耐pH性の優れた
芳香族ポリスルホンからなる半透膜が使われているが、
溶質の除去率に対して透過速度が小さいという欠点があ
った。かかる欠点の解決手段として芳香族ポリスルホン
の側鎖にスルホン酸基を導入し、即ち芳香族ポリスルホ
ンをスルホン化して親水性をあげることによって、半透
膜の透過性能を改善することが知られている。しかしこ
のようなスルホン化芳香族ポリスルホンにおいては透過
速度をさらに向上させるためには、膜素材としてのスル
ヘン化芳香族ポリスルホンのスルホン酸基の含有量をで
きるだけ多くする必要があり、反面スルホン酸基の含有
量が多くなれば、その膜の透過速度は向上するが除去率
は低下するという欠点があった。
〈問題点の解決手段〉 本発明者らは、上述の従来技術の欠点を解決するために
鋭意研究した結果、特に非電解質含有溶液を膜分離処理
する際、スルホン酸基を有するスルホン化芳香族ポリス
ルホン系半透膜に、特定の前処理を施した半透膜を用い
ることによって、当初の半透膜のスルホン酸基含有量を
増加させなくても透過速度を向上させることができる、
すなわち非電解質の除去率を低下させることなく透過速
度を改善できることを見い出し、本発明に至ったもので
ある。
即ち本発明は、非電解質含有溶液を膜分離処理する際
に、アルカリ金属塩の水溶液で処理したスルホン化芳香
族ポリスルホン系半透膜を用いて、非電解質含有溶液か
ら非電解質を除去することを特徴とする非電解質含有溶
液の膜分離処理方法を提供するものである。
本発明が適用される非電解質含有溶液としては、エチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレン
グリコール等のグリコール等、サッカロース、グルコー
ス、フルクトース等の糖類などの非電解質を含有する溶
液を挙げることができるが、これらに限定されるもので
はない。
本発明におけるスルホン化芳香族ポリスルホン系半透膜
は、芳香族ポリスルホン系重合体の側鎖にスルホン酸基
−SO3 -(Mn+)1/n〔Mn+はn価のカチオンを示す〕を有す
る重合体からなる半透膜であれば特に限定されない。か
かるスルホン酸基の具体例としては、-SO3Na、-SO3Li、-
(SO3)2Mg、-SO3H等が挙げられる。またスルホン化度合
は、そのスルホン化芳香族ポリスルホンのイオン交換容
量が、通常0.5〜2.3ミリ当量/g程度となるようにスル
ホン酸基を含有しておればよい。
上記スルホン化芳香族ポリスルホン系重合体の具体例と
しては、下記繰り返し単位(A) からなる芳香族ポリスルホン重合体をスルホン化してな
る重合体、あるいは前記繰り返し単位(A)及び下記繰り
返し単位(B) からなる芳香族ポリスルホン共重合体をスルホン化して
なる共重合体であって、かつ繰り返し単位(A)が10モ
ル%以上で繰り返し単位(B)が90モル%以下である共
重合体等が挙げられる。かかる重合体は、その対数粘度
が0.5以上、好ましくは0.7以上であり、イオン交換容量
が2ミリ当量/g以下である水不溶性のものが用いられ
る。ここで対数粘度とは、重合体0.5gをN−メチル−
2−ピロリドン100mlに溶解した溶液について30℃
で測定した値である。(以下、同じ。) また本発明において下記繰り返し単位(C) からなる芳香族ポリスルホン重合体をスルホン化してな
る重合体を挙げることもできる。
上記スルホン化芳香族ポリスルホン系重合体からなる半
透膜の形態は特に限定されず、均質膜、非対称膜、ある
いは支持体としての限外過膜上に半透膜が形成された
複合膜等が用いられる。
本発明においては、かかるスルホン化芳香族ポリスルホ
ン系重合体からなる半透膜を、下記のアルカリ金属塩の
水溶液で前処理した特定の半透膜を用いて、非電解質含
有溶液を膜分離処理するものである。
アルカリ金属塩としては、塩化カリウム、塩化ナトリウ
ム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム等が例として挙げら
れる。アルカリ金属塩の水溶液で半透膜を前処理する方
法には、膜を上記水溶液に浸漬する方法や、膜に水溶液
を透過させる方法等が挙げられるが、特にこれらに限定
されない。アルカリ金属塩の水溶液の濃度は処理方法に
応じて適宜選択されるが、浸漬して処理する場合は好ま
しくは1〜10%、透過処理する場合は好ましくは100
〜20000ppm、さらに好ましくは1000〜10000ppmである。
また浸漬処理時間は通常5分以上10時間以下で好まし
くは1〜5時間である。透過処理する場合の条件は、温
度は5〜80℃で好ましくは20〜50℃、操作圧力は
5〜70kg/cm2で好ましくは10〜50kg/cm2、透過時
間は5分〜5時間で好ましくは20分〜2時間である。
本発明においては、スルホン化芳香族ポリスルホン系重
合体からなる半透膜を上述の如くアルカリ金属塩の水溶
液で処理することにより、スルホン酸基のカチオンが上
記のアルカリ金属イオンで置換され、その理由は必ずし
も明らかではないが、この処理された半透膜を用いて、
非電解質含有溶液を膜分離処理した際に、非電解質の除
去率を低下させることなく透過速度を向上することがで
きる。
〈効果〉 以上に述べた如く本発明によれば、非電解質を含有する
溶液を膜分離処理する際に、特定の前処理をしたスルホ
ン化芳香族ポリスルホン系半透膜を用いることによっ
て、当初の半透膜のスルホン酸基含有量を増加させるこ
となく、すなわち非電解質の除去率を低下させることな
く透過速度を向上できるという利点がある。
〈実施例〉 以下に本発明を実施例により具体的に説明する。なお、
除去率及び透過速度は次式により求めた。
実施例1 下記繰り返し単位より成る芳香族ポリスルホンを、 スルホン酸基-SO3Naを有するようにスルホン化してな
り、かつ対数粘度3.00、イオン交換容量1.92ミリ当量/
gであるスルホン化ポリエーテルスルホンからなる均質
膜(厚さ約1μm)を、塩化カリウム5000ppm水溶液に
て圧力50kg/cm2、温度25℃の条件下で0.5時間透過
処理した後、かかる半透膜を用いてトリエチレングリコ
ール500ppm水溶液を同条件下で処理したところ、除去率
20%、透過速度2.0m3/m2.dayであった。
比較例1 塩化カリウム水溶液を透過する前の実施例1の半透膜を
用いてトリエチレングリコール500ppm水溶液を実施例1
と同条件下で処理したところ、除去率は21%、透過速
度は1.5m3/m2.dayであった。
実施例2 下記繰り返し単位より成り 平均分子量20000のポリエチレングリコールについての
除去率が10%であるポリスルホンの異方性限外過膜
を支持体とし、実施例1のスルホン化ポリエーテルスル
ホンをスキン層(厚さ約5000Å)にもつ複合半透膜を、
塩化カリウム5000ppm水溶液にて30kg/cm2の操作圧
力、温度25℃の条件下で0.5時間透過処理した後、か
かる複合半透膜を用いてサッカロース500ppm水溶液を同
条件下で処理した時の除去率は50%、透過速度は2.5m
3/m2.dayであった。
比較例2 塩化カリウム水溶液を透過する前の実施例2の複合半透
膜を用いて、サッカロース500ppm水溶液を実施例2と同
条件下で処理したところ、除去率は52.5%、透過速度は
1.8m3/m2.dayであった。
実施例3 実施例2で用いたポリスルホンの異方性限外過膜を支
持体とし、繰り返し単位A と繰り返し単位B の共重合体で繰り返し単位Aが57モル%、繰り返し単
位Bが43モル%より成るポリエーテルスルホン共重合
体を、スルホン酸基-SO3Naを有するようにスルホン化し
てなり、かつ対数粘度0.84、イオン交換容量1.3ミリ当
量/gであるスルホン化ポリエーテルスルホンをスキン
層(厚さ約5000Å)にもつ複合半透膜を、塩化カリウム
5000ppm水溶液にて操作圧力30kg/cm2、温度25℃の
条件下で1時間透過処理した後、かかる複合半透膜を用
いサッカロース500ppm水溶液を同条件下で処理した時の
除去率は97.2%、透過速度は0.56m3/m2.dayであった。
比較例3 塩化カリウム水溶液を透過する前の実施例3の複合半透
膜を用いて実施例3と同じ処理をしたところサッカロー
スの除去率は97.5%、透過速度は0.45m3/m2.dayであっ
た。
実施例4 実施例2においてスルホン酸基-SO3Naのかわりに-SO3Li
を有するスルホン化ポリエーテルスルホンを用いた以外
は実施例2と同じ複合半透膜を、塩化カリウム5000ppm
水溶液にて圧力30kg/cm2、温度25℃の条件下で0.5
時間透過処理した後、かかる複合半透膜を用いてトリエ
チレングリコール500ppm水溶液を同条件下で処理したと
ころ除去率は19%、透過速度は4.0m3/m2.dayであっ
た。
比較例4 塩化カリウム水溶液を透過する前の実施例4の複合半透
膜を用いて、トリエチレングリコール500ppm水溶液を実
施例4と同条件下で処理したところ、除去率は20%、
透過速度は3.4m3/m2.dayであった。
実施例5 実施例4において塩化カリウム水溶液のかわりに塩化ナ
トリウム5000ppm水溶液で処理した以外は全く実施例4
と同じ条件下で測定したところ、トリエチレングリコー
ルの除去率は23%、透過速度は3.8m3/m2.dayであっ
た。
実施例6 実施例1においてスルホン酸基-SO3Naのかわりに-(SO3)
2Mgを有する以外は実施例1と同じ均質膜を塩化カリウ
ム5000ppm水溶液にて実施例1と同条件で透過処理した
後、かかる半透膜を用いて実施例1と同じ測定をしたと
ころ、トリエチレングリコールの除去率は19%、透過
速度は2.0m3/m2.dayであった。
比較例5 塩化カリウム水溶液を透過する前の実施例6の半透膜を
用いて、実施例6と同測定をしたところ、除去率は17
%、透過速度は1.2m3/m2.dayであった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非電解質含有溶液を膜分離処理する際に、
    アルカリ金属塩の水溶液で処理したスルホン化芳香族ポ
    リスルホン系半透膜を用いて、非電解質含有溶液から非
    電解質を除去することを特徴とする非電解質含有溶液の
    膜分離処理方法。
JP18212784A 1984-08-30 1984-08-30 非電解質含有溶液の膜分離処理方法 Expired - Lifetime JPH0613086B2 (ja)

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JPS6161691A JPS6161691A (ja) 1986-03-29
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GB2458184A (en) * 2008-03-11 2009-09-16 Hampshire Advisory Tech Serv Apparatus for the generation of purified water

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