JPH0647370A - 水中溶存有機物を除去する装置 - Google Patents

水中溶存有機物を除去する装置

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JPH0647370A
JPH0647370A JP4205393A JP20539392A JPH0647370A JP H0647370 A JPH0647370 A JP H0647370A JP 4205393 A JP4205393 A JP 4205393A JP 20539392 A JP20539392 A JP 20539392A JP H0647370 A JPH0647370 A JP H0647370A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
water
container
organic matter
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Pending
Application number
JP4205393A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Uchida
誠 内田
Hiroshi Tasaka
広 田阪
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トリハロメタン等の有機物が溶存した水中か
ら有機物を効率的に除去する。 【構成】 （１）中空糸膜内部に揮発性の溶存有機物を
含む水溶液を流して、膜表面を排気するか、（２）中空
糸膜表面に揮発性の溶存有機物を含む水溶液を流して膜
内内部を排気するかして得られる揮発性の溶存有機物を
吸着剤に吸着させるようにした水中溶存有機物を除去す
る装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水道水や井戸水中に溶存
する揮発性の有機物（特にクロロホルム、ジクロロブロ
モホルム、クロロジブロモホルム、ブロロホルム等のト
リハロメタンや１，１，１−トリクロロエタン、１，２
−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロ
エチレン等の揮発性の有機ハロゲン物質）を除去し、安
全な飲料水を提供する或いは純度の高い水を提供する装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年河川水中の有機物濃度の増加にとも
ない殺菌あるいは浄化用の塩素を多量に用いる傾向にあ
り、有機物と塩素が反応することにより生成される発癌
性あるいは変異原生のトリハロメタン（クロロホルム等
炭素にハロゲン物質が３つ結合した有機物）の濃度が増
大し水道水中に微量ながら溶存することが問題となって
いる。
【０００３】またドライクリーニングや機械類の脱脂剤
として１，１，１−トリクロロエタン、１，２−ジクロ
ロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン
等発癌性の有機ハロゲン物質が工場廃液として地下に浸
透し井戸水中に含まれる事も同時に問題となっている。
また食品や薬品関係の工業用水中にはこれらの有機ハロ
ゲン物質が微量でも存在する事は非常に危険であり、こ
の分野の業界では水中に溶存する微量の有機ハロゲン物
質を除去する技術が待望されている。
【０００４】従来水中に溶存する揮発性の有機物（特に
有機ハロゲン物質）を除去する方法としては、（イ）活
性炭等に有機物を吸着させる吸着処理方法、（ロ）酸化
チタンのような半導体触媒を用いて光により分解する光
分解方法、（ハ）鉄などの金属粉が還元触媒となり例え
ばトリクロロエチレンを塩素イオンと化学的に安定なエ
チレンガスに変換する還元処理方法、（ニ）活性汚泥等
の生物により分解する生物処理方法、（ホ）水中に多量
のガスを送り込み液相中に溶存する揮発性の有機物を気
相側へガス分圧差より移動させガスとして追い出す曝気
方法あるいは、煮沸する事によって水中に溶存する揮発
性の有機物を気相側へ追い出す煮沸法が知られている。
【０００５】一方水溶液中に溶存する酸素を効率よく除
去する方法として（ヘ）チューブもしくは中空糸膜を用
いて脱気する方法が特開昭５７−１６５００７号、特開
昭６０−２５５１４号、特開平２−３０３５８７号、実
公平２−４８００３号、また（ト）複合膜を用いた脱気
方法及び装置が実開平３−７９０８号、特開平３−１６
９３０３号各公報に提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】曝気法あるいは煮沸法
において、除去物質が空気中に拡散することを防ぐため
に活性炭カートリッヂを用いた場合、水中に送り込まれ
たガスが気液接触面で弾けるときの飛沫が活性炭カート
リッヂに付着し活性炭の吸着能力を著しく低下させる危
険性がある。また特開平３−１６９３０３号公報のよう
に複合中空糸膜を用いた水中溶存有機物除去装置であっ
ても、除去物質を空気中に拡散させているためその防御
方法が必要である。
【０００７】本発明の目的は水中に溶存する有機ハロゲ
ン物質を効率よく除き且つ空気中に除去物質が拡散する
ことを防ぎ、コンパクトな水中溶存有機物を除去する装
置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、 １）容器と該容器内に位置する中空糸膜と、該中空糸膜
の端部を支持し、中空糸膜の中空部に連通する空間と中
空糸膜の外表面に連通する空間とを隔離する隔壁とを有
し、中空糸膜の中空部に揮発性の有機物を含む水溶液を
流すための導入口と導出口及び中空糸膜の外表面と容器
の内壁面とで構成される空間内ガスを排気する排気口と
外部の空気を取り込む吸気口とが設けられてなる水中溶
存有機物除去モジュールのガス排気口に、有機物の吸着
剤カートリッヂを取り付けてなる水中溶存有機物を除去
する装置
【０００９】及び２）容器と該容器内に位置する中空糸
膜と、該中空糸膜の端部を支持し、中空糸膜の中空部に
連通する空間と中空糸膜の外表面に連通する空間とを隔
離する隔壁とを有し、中空糸膜の外表面と容器の内壁面
とで構成される空間に揮発性の溶存有機物を含む水溶液
を流すための導入口と導出口及び中空糸膜の中空部に中
空部内ガスを排気するための排気口と外部の空気を取り
込む吸気口とが設けられてなる水中溶存有機物除去モジ
ュールのガス排気口に、有機物の吸着剤カートリッヂを
取り付けてなる水中溶存有機物を除去する装置にある。
【００１０】図１及び図２は、本発明の水中溶存有機物
の除去装置の好適な態様を表した概念図である。例えば
図１の１は外気を吸い込む吸気口２及び揮発性有機物及
び水蒸気を含むガス排気口３を有する容器であり、該容
器の内部には多数本の中空糸膜４が所定の間隔を置いて
その両端部がポッティング剤５により支持固定されるよ
うに配置されている。
【００１１】また、容器１の両端には前記ポッティング
剤により支持固定された中空糸膜４と容器１の内壁間に
形成される空間部にそれぞれ連通する揮発性有機物を含
む水溶液の導入口６及び導出口７が設けてある。前記ポ
ッティング剤により、前記多数本の中空糸膜４，４，・
・・・，４間に形成される空間と前記揮発性有機物を含
む水溶液の導入口６及び導出口７とを遮断する隔壁５を
形成する。
【００１２】更に容器１の周面の一部には、外部の空気
を取り込む吸気口２より外気を吸い込み、前記中空糸膜
４，４，４，・・・，４間に形成される空間に存在する
ガスを排気する排気口３より減圧機（吸気ブロアー）８
により揮発性有機物を吸着する吸着剤カートリッヂの吸
気口９に排気され排気口１０より装置外部へ排気され
る。
【００１３】また図２は、例えば１１は揮発性有機物及
び水蒸気を含むガス排気口３を有する容器であり、該容
器の内部には多数本の中空糸膜４が所定の間隔を置いて
その両端部がポッティング剤５により支持固定されるよ
うに配設されている。また容器１１の両端には前記ポッ
ティング剤により支持固定された中空糸膜４と容器１の
内壁間に形成される空間部にそれぞれ連通する揮発性有
機物を含む水溶液の導入口６及び導出口７が設けて有
る。
【００１４】前記ポッティング剤により、前記多数本の
中空糸膜４，４，・・・・，４間に形成される空間と前
記揮発性有機物を含む水溶液の導入口６及び導出口７と
を遮断する隔壁５を形成する。更に、容器１の周面の一
部には、前記中空糸膜４，４，４，・・・，４間に形成
される空間とを連通するガスを排気する排気口３は減圧
機（吸気ブロアー）８に接続され揮発性有機物を吸着す
る吸着剤カートリッヂの吸気口９に排気され排気口１０
より装置外部へ排気される。
【００１５】図３は図２の装置に浄水器カートリッヂを
配置した装置である。また図４は浄水器の一例である。
【００１６】本発明の除去モジュールＡに使用する複合
中空糸膜は例えば図５に示すような均質層をその両側か
ら多孔質層で挟み込んだ三層構造の複合中空糸膜を用い
て、水溶液と接する多孔質層と反対側の多孔質層側のガ
スを中空糸膜面積あたり３Ｎｌ／ｍｉｎ以上の換気速度
で容器外部の空気と交換することにより、水溶液中の溶
存有機物を除去する装置にある。
【００１７】本発明によると水中溶存有機物の中でも、
気／液平衡における気相の濃度が高い揮発性の有機物を
効率的に除去できる。更に揮発性の有機物の中でも特に
極性の強い有機ハロゲン物質が複合中空糸膜の均質層に
用いられる高分子素材と親和性が高く効率的に除去でき
る。
【００１８】中空糸膜としては細孔径が０．０５μｍ以
下の疎水性多孔質膜を用いることもできるが、長時間使
用すると水蒸気が漏れてしまい、その結果水が多孔質膜
から漏れてしまう危険性があることから、８μｍ以下の
膜厚の均質膜（Ａ）及び補強機能を受け持つ多孔質膜
（Ｂ）からなる多層複合中空糸膜であって、均質膜
（Ａ）と多孔質膜（Ｂ）は交互に積層され、該多層複合
中空糸膜の水溶液と接する側の層が均質膜（Ａ）或いは
多孔質膜（Ｂ）であり、水溶液と接しない側の層が多孔
質膜（Ｂ）である構造を有し、且つ、複合中空糸膜のク
ロロホルム透過速度が１×１０-3（ｃｍ3 （ＳＴＰ）／
ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ｃｍＨｇ）以上の透過性能を有する中
空糸膜であることが好ましい。
【００１９】クロロホルム透過速度が１×１０-3（ｃｍ
3 （ＳＴＰ）／ｃｍ2 ／ｓｅｃ／ｃｍＨｇ）未満では水
中に溶存する有機物の複合膜を透過する透過速度が遅く
効率的に有機物を除去することができない。このような
複合膜の多孔質層を形成する素材としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ３−メチルブテン−１、ポリ
４−メチルペンテン−１等のポリオレフィンやフッ化ビ
ニリデン、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素系ポリ
マー、ポリスルホンやポリエーテルケトン、ポリエーテ
ルエーテルケトン等のポリマーを用いることができる
が、好ましくは容易に多孔質形成が可能な結晶性のポリ
マーであるポリオレフィンが好ましい。
【００２０】また該複合膜の均質層に用いられる素材と
してはセグメント化ポリウレタン、シリコン系ポリマ
ー、低密度ポリエチレンやポリ４−メチルペンテン−１
等のポリオレフィンや、ポリアクリルアミド等が考えら
れるが、有機ハロゲンと親和性の高いポリマーが好まし
い。
【００２１】このような複合膜は例えば特公平３−４４
８１１号公報等に記載された方法により、多重円筒形の
紡糸ノズルを用いて均質膜Ａを形成するポリマーと多孔
質膜Ｂを形成するポリマーとを交互に配置し溶融紡糸
し、次いで均質膜Ａを多孔質化することなく多孔質膜Ｂ
だけを多孔質化する条件で延伸する方法により製造され
る。
【００２２】また該装置に組み込む吸気装置は該複合中
空糸膜の水と接する側と反対側の多孔質層のガスを中空
糸膜面積あたり３Ｎｌ／ｍｉｎ／ｍ2 以上（好ましくは
４Ｎｌ／ｍｉｎ／ｍ2 以上）の換気速度で容器外部の空
気と交換することが可能な装置であることが必要条件で
ある。中空糸膜面積あたり３Ｎｌ／ｍｉｎ／ｍ2 未満の
排気速度では中空糸膜を透過する有機ガスと排気される
有機ガスのモル量差が小さく有機ガス除去性能が大きく
低下する。
【００２３】３Ｎｌ／ｍｉｎ／ｍ2 以上の排気量で排気
する方法としては、高真空下で大きな排気量を有するル
ーツ型真空ポンプを用いるなど排気量の大きい減圧機を
用いることもできるが、装置が大型化し好ましくない。
該容器空隙内のガスを排気するにあたり外気を取り込む
吸気口を設置することにより、低真空下で排気すること
が可能となりトルクの小さな小型の減圧機で容易に３Ｎ
ｌ／ｍｉｎ／ｍ2 以上を排気することができる。
【００２４】また外気と空気を交換する方法として、外
気を吸い込むのではなく例えばコンプレッサーのような
装置で外気を加圧し送り込む方法もあるが、該複合中空
糸膜のガス側の表面の境膜抵抗が大きくなること、また
中空糸が束状になって、空気のチャンネリングが起こる
危険性があることなどから、外気を吸い込む方式が好ま
しい。
【００２５】
【作用】本発明によれば水中溶存有機物除去装置から排
気されるガス中に含まれる有機物は、吸着剤カートリッ
ヂに吸着され、システム周辺雰囲気中に拡散されること
が防止される。更に曝気法のように飛沫が吸着剤カート
リッヂに付着することがないので吸着剤の処理能力が充
分に生かされることになる。また吸着剤カートリッヂは
減圧機或いは吸気ブロワーの排気音を軽減させる働きも
持つことから、排気ガスが安全性の高いガスであり、ガ
ス処理の活性炭が長寿命であり且つ低騒音のシステムを
供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の好適な一例を示す概念図であ
る。
【図２】本発明の装置の好適な一例を示す概念図であ
る。
【図３】本発明の装置に吸着剤カートリッヂを組込んだ
概念図である。
【図４】浄水器の概念図である。
【図５】複合中空糸膜の概念図である。
【符号の説明】
１ 除去モジュールＡ容器 ２ 除去モジュールＡ外気吸気口 ３ 除去モジュールＡガス排気口 ４ 中空糸膜 ５ ポッティング剤からなる隔壁 ６ 除去モジュールＡ水導入口 ７ 除去モジュールＡ水導出口 ８ 減圧機（吸気ブロアー） ９ 吸着剤カートリッヂＢ吸気口 １０ 吸着剤カートリッヂＢ排気口 Ａ 除去モジュール Ｂ 吸着剤カートリッヂ １１ 浄水器Ｃ水導入口 １２ 浄水器Ｃ水導出口 Ｃ 浄水器 １３ 浄水器カートリッヂ容器 １４ 多孔質焼結メッシュ １５ 活性炭 １６ 多孔質中空糸膜 １７ ポッティング剤からなる隔壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 1/58 Ａ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器と該容器内に位置する中空糸膜と、
    該中空糸膜の端部を支持し、中空糸膜の中空部に連通す
    る空間と中空糸膜の外表面に連通する空間とを隔離する
    隔壁とを有し、中空糸膜の中空部に揮発性の有機物を含
    む水溶液を流すための導入口と導出口及び中空糸膜の外
    表面と容器の内壁面とで構成される空間内ガスを排気す
    る排気口と外部の空気を取り込む吸気口とが設けられて
    なる水中溶存有機物除去モジュールのガス排気口に、有
    機物の吸着剤カートリッヂを取り付けてなる水中溶存有
    機物を除去する装置。
  2. 【請求項２】 容器と該容器内に位置する中空糸膜と、
    該中空糸膜の端部を支持し、中空糸膜の中空部に連通す
    る空間と中空糸膜の外表面に連通する空間とを隔離する
    隔壁とを有し、中空糸膜の外表面と容器の内壁面とで構
    成される空間に揮発性の溶存有機物を含む水溶液を流す
    ための導入口と導出口及び中空糸膜の中空部に中空部内
    ガスを排気するための排気口と外部の空気を取り込む吸
    気口とが設けられてなる水中溶存有機物除去モジュール
    のガス排気口に、有機物の吸着剤カートリッヂを取り付
    けてなる水中溶存有機物を除去する装置。
  3. 【請求項３】 水溶液中に溶存する有機物が揮発性の有
    機ハロゲン物質であることを特徴とする請求項１又は２
    記載の除去装置。
  4. 【請求項４】 吸着剤が活性炭であることを特徴とする
    請求項１又は２記載の除去装置。
JP4205393A 1992-07-31 1992-07-31 水中溶存有機物を除去する装置 Pending JPH0647370A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020521