JPH10290925A

JPH10290925A - 液体分離装置

Info

Publication number: JPH10290925A
Application number: JP11884497A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kawashima; 敏行川島
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】供給ポンプを停止させることなく透過液を断続
的に取り出すことができ、専有面積の大きい透過液タン
クも必要としない液体分離装置を提供する。【解決手段】分離膜モジュール３を用いて液体を分離す
る装置において、分離膜の透過側の管経路７４が、透過
液を取り出す取り出し配管７６と、分離膜の原液供給側
に循環する戻り配管７５とに分岐し、取り出し配管７６
及び戻り配管７５の各々に開閉弁６２，６３が配置され
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分離膜モジュール
を用いて液体の濃縮や造水操作を行う液体分離装置に属
する。

【０００２】

【従来の技術】液体分離膜においては、透過液量を多く
するために、選択分離機能を有する活性スキン層を多孔
質支持膜上に設けた複合膜の形態が汎用されている。液
体分離装置としては、複合膜の活性スキン層を供給側、
多孔質支持膜を透過側とした膜モジュールにポンプで加
圧した原液を供給し、透過側との圧力差によって透過液
を連続的に取り出す構成を一般に備えている。

【０００３】複合膜は、透過側から加わる圧力すなわち
背圧によって活性スキン層が多孔質より剥離しやすいの
が欠点である。そこで、従来、活性スキン層の剥離を防
止するために大別して２つの手段が採られていた。

【０００４】第一の防止手段は、例えば図２に示すよう
に、分離膜９の透過側には運転中に操作する弁を配置す
ることなく、透過側配管９１を大気に解放するととも
に、透過側配管９１から取り出される透過液を一旦透過
液タンク９２に貯液し、必要に応じてタンク９２の開閉
弁９３を開いて透過液を取り出すというものである。こ
の方法によれば、透過側配管９１が常時大気に解放され
ているので、分離膜９に背圧がかからない。

【０００５】第二の防止手段は、例えば図３に示すよう
に、透過側配管９１の管経路にストップバルブ９３や仕
切り弁９４を配置するというものである。この場合、容
器９６に透過液を分配するときは、ストップバルブ９３
を開、仕切り弁９４を閉とし、容器９７への分配に移行
するときは、供給側のポンプを一旦停止した後、ストッ
プバルブ９３を閉、仕切り弁９４を開とし、再びポンプ
を稼動させる。これにより、少なくともポンプ運転中は
透過側配管９１が大気に解放されているので、分離膜９
に背圧がかからない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第一の手
段のように常に透過液タンク９２を設置できるスペース
があるとは限らない。従って、省スペース化が要請され
る場合には第一の手段を採用することはできない。ま
た、上記第二の手段において、透過液を個別の容器に分
配する毎に供給ポンプを停止させることは、再び元の運
転圧力に戻すためのタイムロスや、ポンプのモーターの
停止・始動の繰り返しによるポンプの短命化を伴うだけ
でなく、何らかの原因で透過側の管経路を大気に解放で
きない場合に背圧により膜を破損する危険性すらある。

【０００７】それ故、本発明の目的は、供給ポンプを停
止させることなく透過液を断続的に取り出すことがで
き、専有面積の大きい透過液タンクも必要としない液体
分離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】上記目的を達成するため
に、本発明の液体分離装置は、分離膜の透過側の管経路
が、透過液を取り出す取り出し配管と、分離膜の原液供
給側に循環する戻り配管とに分岐していることを特徴と
する。

【０００９】本発明によれば、取り出し配管より透過液
を自在に取り出すことができる。そして、透過液の分配
に際して取り出し配管を締め切っても、分離膜の透過側
の圧力は戻り配管を通じて供給側に逃げるので、圧力は
配管抵抗以上には上がらないし、配管抵抗は膜出口圧力
より小さいのが普通であるから、背圧とならない。な
お、取り出し配管は、その先で大気に連通しているとは
限らず、次段の分離膜の供給側に接続していてもよい。

【００１０】原液供給側管経路に原液を供給するための
ポンプが設置されており、前記戻り配管と原液供給側管
経路との接続位置を、そのポンプの吸い込み側とする
と、１つのポンプで原液供給と透過液戻しとを同時に行
うことができる上、分離膜の両側の圧力差を維持するこ
ともできるので好ましい。また、取り出し配管及び戻り
配管の各々に開閉弁が配置されていると、透過液の流路
の切り替えが容易となる。

【００１１】上記構成に加えて透過側の管経路に流量計
及び／又は圧力計が設置され、これらの計器の検知数値
に応じて前記各開閉弁の開閉操作を制御する制御機器を
備えていると良い。それによって、剥離による膜破損の
前兆が生じる前に自動的に各開閉弁が作動して透過液を
戻り配管に分配するとともに、透過側圧力が正常になる
と再び自動的に開閉弁が復帰して透過液を取り出し配管
に流すことができるからである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明液体分離装置の実施形態を
図面とともに説明する。図１は実施形態の液体分離装置
による液体の流れ図である。

【００１３】この装置においては、処理前の原液は原液
タンク１に蓄えられており、そこから原液が加圧ポンプ
３の吸い込み配管７１を通って加圧ポンプ２に吸い込ま
れ加圧される。加圧された原液は供給配管７２を通って
分離膜モジュール３に送られ、分離膜モジュール３で分
離膜の非透過側３１に残った非透過液と透過側３２に透
過した透過液とに分離される。非透過液は圧力調整弁６
１を経て、非透過側配管７３を通って原液タンク１に戻
される。供給される原液の流量及び透過液流量、原液及
び非透過液の圧力をそれぞれ圧力計４１及び圧力計４２
で計測し、圧力調整弁６１を調整することによって制御
される。

【００１４】一方、透過側配管７４は、取り出し配管７
６に向かう経路と、戻り配管７５に向かう経路とに分岐
しており、各経路に配置された自動開閉弁６２，６３に
よって実際に透過液が流れる方向が制御される。即ち、
透過液は常時は透過側配管７４を通り、自動開閉弁６２
及び透過液流量計５を経て、取り出し配管７６を通って
液体分離装置の外に出され大気圧となる。この間、自動
開閉弁６３は閉じられている。ただし、自動開閉弁６２
が閉じられるときは、自動開閉弁６３を開いて透過液を
戻り配管７５に流し、加圧ポンプ２の吸い込みによって
吸い込み配管７１に戻すことができる。これにより分離
膜の透過側の圧力は戻り配管を通じて供給側に逃げる。
従って、加圧ポンプ２の運転を定常に保った状態で、取
り出し配管７６を締め切り、透過液回収容器を交換する
ことができる。戻り配管７５には逆止め弁８が設けられ
ているので、透過液が逆流したり、原液が分離膜モジュ
ール３を経ずに透過側配管７４に浸入することはない。

【００１５】なお、透過側配管７４には接点付き圧力計
４３が配置されており、それからの信号に基づいて図略
の制御器で自動開閉弁６２，６３の開閉操作を制御する
ことも可能である。

【００１６】

【実施例】

−実施例１− 図１において原液として電導度２５０μＳ／ｃｍ、ｐＨ
＝６．５の井戸水を１５０ｍ³使用した。分離膜モジュ
ール３としては、操作圧力７．５ｋｇｆ／ｃｍ²で、温
度２５℃の０．０５％ＮａＣｌ水溶液において透過水量
６．５ｍ³／ｄａｙ、阻止率９９．５％の芳香族ポリア
ミド系複合膜スパイラルモジュールを用いた。

【００１７】供給水流量３０リットル／ｍｉｎのもと、
供給側の圧力計４１が７．８ｋｇｆ／ｃｍ²、非透過側
の圧力計４２が７．２ｋｇｆ／ｃｍ²を表示するように
圧力調整弁６１を調整し、自動開閉弁６２を開いて分離
膜モジュール３の透過側３２を大気に開放し、自動開閉
弁６３を閉じて運転すると、流量４．５リットル／ｍｉ
ｎ、電導度１１．３μＳ／ｃｍの透過水を得ることがで
きた。

【００１８】その後、自動開閉弁６２を４．５分間の運
転につき０．５分間閉じるように設定した。また、透過
側の接点付き圧力計４３が１ｋｇｆ／ｃｍ²以上の値を
検知したとき、その検知信号により自動開閉弁６３が開
き、透過水が加圧ポンプ２の吸い込み配管７１へ戻るよ
うに設定した。この設定条件で、１０時間運転したとこ
ろ、透過水は、流量４．５リットル／ｍｉｎ、電導度１
１．３μＳ／ｃｍをほぼ維持することができた。

【００１９】−比較例１− 接点付き圧力計４３の検知値にかかわらず、自動開閉弁
６３を閉じたままとしたこと以外は実施例１と同一条件
で運転した。その結果、透過水の流量は９．５リットル
／ｍｉｎに増大し、電導度は９５．３μＳ／ｃｍに増大
した。自動開閉弁６２が閉じて０．５分後再び開く瞬間
には、接点付き圧力計４３が７．５ｋｇｆ／ｃｍ²の値
を示していたことから、これら透過水流量及び電導度の
増大現象は、剥離による膜破損に起因すると思われる。

【００２０】−比較例２− 接点付き圧力計４３の検知値にかかわらず、自動開閉弁
６３を閉じたままとし、自動開閉弁６２の動きに同調し
て加圧ポンプ２を４．５分間の運転につき０．５分間停
止させたこと以外は実施例１と同一条件で運転した。そ
の結果、透過水の流量は４．９リットル／ｍｉｎに微増
し、電導度は２５．１μＳ／ｃｍに増した。加圧ポンプ
２が停止した瞬間、供給側３１の残圧により接点付き圧
力計４３が７．４ｋｇｆ／ｃｍ²の値を示していたこと
から、上記の結果は、膜の疲労による膜性能に起因する
と思われる。

【００２１】−実施例２− 実施例１において、１０時間の運転を行った後、透過水
の合計量を測定した結果、２４３０リットルであった。

【００２２】−比較例３− 実施例１において、自動開閉弁６３を閉じたまま加圧ポ
ンプ２を４．５分間運転した後０．５分間停止させ、圧
力計４１が０．５ｋｇｆ／ｃｍ²以下に下がるのを待っ
てから自動開閉弁６２を閉じた。再び加圧ポンプ２を始
動させると同時に自動開閉弁６２を開き、圧力計４１が
７．８ｋｇｆ／ｃｍ²に安定したところで加圧ポンプ２
の運転及び停止を前記の間隔で行った。なお、４．５分
間の運転の後に次の４．５分間の運転が開始されるまで
に平均５．２分間必要であった。このような間欠的な運
転を１０時間行い、透過水の合計量を測定した結果、２
３３０リットルであった。また、その透過水の電導度は
平均１１．５μＳ／ｃｍであった。

【００２３】以上のように、自動開閉弁６３を閉じたま
までは、実施例１と同じレベルの質の透過水を得るのに
実施例１よりもかなり面倒な操作をしなければならず、
しかも得られる透過水量は実施例１に及ばないことが明
らかであった。

【００２４】

【発明の効果】本発明の液体分離装置は、上記の構成を
備えるので、分離膜モジュールを用いた連続的な液体の
濃縮や造水操作において、透過側の管経路で断続的な開
閉操作をしても安定した透過液を効率よく得ることがで
きる。また、透過側から直接個別の容器に分配できるの
で、本装置に専用の透過液タンクを設置する必要が無
く、省スペース化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の液体分離装置による液体の流れ図
である。

【図２】従来の液体分離装置による液体の流れ図であ
る。

【図３】もう一つの従来の液体分離装置による液体の
流れ図である。

【符号の説明】

１原液タンク２加圧ポンプ３分離膜モジュール４１，４２，４３圧力計５流量計６１，６２，６３自動開閉弁７１吸い込み配管７４透過側配管７５戻り配管７６取り出し配管８逆止め弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分離膜モジュールを用いて液体を分離する
装置において、分離膜の透過側の管経路が、透過液を取り出す取り出し
配管と、分離膜の原液供給側に循環する戻り配管とに分
岐していることを特徴とする液体分離装置。
【請求項２】原液供給側管経路に原液を供給するための
ポンプが設置されており、前記戻り配管と原液供給側管
経路との接続位置が、そのポンプの吸い込み側である請
求項１に記載の液体分離装置。
【請求項３】取り出し配管及び戻り配管の各々に開閉弁
が配置されている請求項１に記載の液体分離装置。
【請求項４】更に透過側の管経路に流量計及び／又は圧
力計が設置され、これらの計器の検知数値に応じて前記
各開閉弁の開閉操作を制御する制御機器を備えている請
求項３に記載の液体分離装置。