JPH1110148A - 水の浄化方法 - Google Patents
水の浄化方法Info
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- JPH1110148A JPH1110148A JP9168595A JP16859597A JPH1110148A JP H1110148 A JPH1110148 A JP H1110148A JP 9168595 A JP9168595 A JP 9168595A JP 16859597 A JP16859597 A JP 16859597A JP H1110148 A JPH1110148 A JP H1110148A
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Abstract
全性の高い水を効率良く得るための水の浄化方法を提供
する。 【解決手段】 膜の両表面に円形状または楕円形状の孔
を有し、膜の最小孔径層を膜内部のみに有するポリアク
リロニトリル中空糸状濾過膜を用いて濾過することを特
徴とする水の浄化方法。
Description
つ病原性微生物の無い安全性の高い水を効率良く得るた
めの水の浄化方法に関する。
問題がクローズアップされている。クリプトスポリジウ
ムを始めとする「塩素で死なない微生物」対策として
は、1)凝集沈殿砂濾過といった従来処理において浄水
濁度で0.1度以下にする、2)オゾンなどの殺菌力の
強い薬品にて殺菌する、3)膜濾過する、などの方法が
ある。しかし、1)の場合、砂濾過設備など設備の設置
スペースが大きい、といった問題を抱えており、また
2)の場合、十分な維持管理体制が必要であり、小規模
水道などでは難しい。
品を使用せずに濁質などを直接濾過するもので、汚泥
量の削減、薬品注入制御を必要としない、設置スペ
ースが小さくて済む、自動運転ができる、膜の孔よ
りも大きなものは絶対通過できないので病原性微生物の
完全除去が可能であり、衛生学的にも高いレベルの処理
水を確保できる、などの特徴があり、一部で実用化され
ている(例えば水道公論、1996年4月号、頁86ー
89)。
ミド系、ポリアクリロニトリル系、ポリカーボネート
系、ポリスルホン系等の樹脂が使用されているが、その
中でもポリアクリロニトリル系樹脂は膜の親水性および
透水性に優れる上、機械的強度特性も良いという利点が
ある。また、ポリアクリロニトリル系素材からなる中空
糸状限外濾過膜モジュールによる河川水処理における実
績もあがりつつある(松尾育朗、ニューメンブレンテク
ノロジーシンポジウム’97 SESSION1、講演
要旨集、頁1ー2ー1から1ー2ー8、日本膜学会)。
なくかつ病原性微生物の無い安全性の高い水を効率良く
得るための水の浄化方法を提供することにある。
決したものである。すなわちこの発明は、(1)膜の両
表面に円形状または楕円形状の孔を有し、膜の最小孔径
層を膜内部のみに有するポリアクリロニトリル系中空糸
状濾過膜を用いて濾過することを特徴とする水の浄化方
法、(2)膜の内表面の孔の平均孔径の大きさが、1μ
m以上であることを特徴とする上記(1)の水の浄化方
法、(3)膜の外表面の孔の平均孔径の大きさが、0.
05μm以上であることを特徴とする上記(1)または
(2)の水の浄化方法、(4)ポリアクリロニトリル系
中空糸状濾過膜の内径が0.5mm〜5mmであること
を特徴とする上記(1)〜(3)の水の浄化方法、
(5)膜の両表面に円形状または楕円形状の孔を有し、
膜の最小孔径層を膜内部のみに有するポリアクリロニト
リル系中空糸状濾過膜を内蔵したモジュールに、濾過膜
の外表面側がら原水を供給し、濾過を行う水の浄化方
法、(6)水が天然水である上記(1)または(5)の
浄化方法、に関する。
発明は、膜の両表面に円形状あるいは楕円形状の孔を有
し、膜の最小孔径層を膜内部のみに有するポリアクリロ
ニトリル系中空糸状濾過膜を用いることに特徴がある。
両表面の孔が円形状あるいは楕円形状である膜を用いる
ことにより、膜のファウリング(目詰まり)をおこしに
くくすることができる。
の孔の大きさは、膜の透水性を向上させるために、膜内
表面においては平均孔径が1μm以上50μm以下、好
ましくは5μm以上30μm以下であり、膜外表面にお
いては平均孔径が0.05μm以上10μm以下、好ま
しくは0.1μm以上5μm以下が良い。なお、本発明
でいう膜の両表面の平均孔径については、膜表面を電子
顕微鏡で観察して画像解析することにより平均孔径を求
めた。平均孔径は、下記式で示される。
小孔径層を有するので、膜外表面が膜の分離機能を司る
最小孔径層に対する一種のプレフィルターとして働き、
汚泥および微生物に対し耐ファウリング性を示す。ま
た、最小孔径層以外の孔は大きいため、高い透水性を示
す。本発明でいう膜の最小孔径層とは、ミクロ的に見る
と膜厚方向の断面において膜を構成するポリマーの空隙
部分すなわち孔が小さく、膜の分画性能に寄与する層で
あり、膜の最小孔径層中に存在する孔の平均孔径(以
下、最小孔径層の平均孔径という)は、0.01μm以
上1μm以下である。最小孔径層の平均孔径が0.01
μm未満であると、膜の透水性能が低下する傾向にあ
り、1μmより大きいと微粒子の除去性能が低下する傾
向にある。好ましい最小孔径層の平均孔径は、0.01
μm以上0.5μm以下である。また、最小孔径層の厚
みは任意であるが、厚すぎると透水性が低下するので、
通常30μm以下、好ましくは10μm以下である。な
お、本発明でいう最小孔径層の平均孔径は、ASTM
F316ー86に記載されているエアーフロー法により
測定した平均孔径を指す。
リル系重合体としては、少なくとも70重量%、好まし
くは85重量%〜100重量%のアクリロニトリルと、
アクリロニトリルに対して共重合性を有するビニル化合
物の一種又は二種以上が30重量%以下、好ましくは0
重量%〜15重量%以下のアクリロニトリル単独重合
体、もしくはアクリロニトリル系共重合体である。アク
リロニトリル系重合体の極限粘度は、0.4以上2.0
未満が好ましい。極限粘度が0.4未満では、膜の強度
が弱く、2.0以上では溶解性が悪い傾向にある。
リルに対して共重合性を有する公知の化合物であれば良
く、特に限定されないが、好ましい共重合成分として
は、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、イタコン酸、酢酸ビニル、アクリルスルホン酸ソー
ダ、メタリルスルホン酸ソーダ、p(パラ)−スチレン
スルホン酸ソーダ、ヒドロキシエチルメタクリレート、
メタアクリル酸エチルトリエチルアンモニウムクロライ
ド、メタアクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロ
ライド、ビニルピロリドン等を例示することができる。
径は、特に制限されないが、内径が0.5mm以上5m
m以下が好ましい。内径が小さすぎると、中空糸状濾過
膜管内を流れる液(膜内表面側から濾過するときは供給
水、膜外表面側から濾過するときは膜濾過水)の流れの
圧力損失が大きくなる。すなわち、膜内表面側から濾過
するときは中空糸状膜管内での供給水圧力が低下して実
質的濾過圧(膜内表面と膜外表面との差圧)が低下し、
外表面側から濾過するときには中空糸状膜管内に流れる
膜濾過水の圧力が高くなって膜の実質的濾過圧が低下す
る。従ってどちら側から濾過をしても、内径が小さいと
圧力損失により膜にかかる実質的濾過圧が低下して得ら
れる濾過水量が低下するため、本発明の目的である“安
全性の高い水を効率良く得る”ことが困難になる。一
方、内径が大きすぎると、単位体積当たりに充填できる
膜面積が減少し、モジュール当たりの濾過水量が低下す
るため、やはり本発明の上記目的を達成することが困難
になる。
系中空糸状濾過膜は、例えば、アクリロニトリル系重合
体を特定の有機溶媒に溶解した製膜原液を、アクリロニ
トリル系重合体を溶解する溶媒の高濃度水溶液からなる
内部液とともに2重環状ノズルから吐出し、エアギャッ
プを通過させた後、凝固浴で凝固させることにより製造
することができる(例えば特願平9ー131391
号)。
膜を多数本束ねてケースに挿入したモジュールを用いて
行う。濾過を、膜外表面側に原水を供給して内表面側へ
濾過を行うか、膜の内表面側に原水を供給して外表面側
へ濾過を行うかについては、濾過の状況に応じて適宜決
定される。原水に濁り物質等の膜汚染物質が多く含まれ
る場合には、単位膜面積当たりへの膜汚染物質の負荷量
がより少なくなる、膜外表面側から濾過する方法のほう
が好ましい。中空糸状膜の膜表面積は、外表面積の方が
内表面積より大きいため、同じ水質の液を同じ液量だけ
濾過した場合には、膜外表面から濾過したときの方が、
単位膜面積当たりの膜汚染物負荷量が少なくなり、膜の
濾過水量レベルを高く保持し、安全性の高い水を効率良
く得るうえで有効である。
から原水を供給して濾過運転を行う場合には、特開平7
ー275671号公報に開示されているような、逆洗、
空気洗浄等を織り込んで濾過運転を行うことが、濾過水
量を高いレベルに維持し、本発明の目的である“安全性
の高い水を効率良く得る”上でより好ましい。本発明の
対象となる、濾過により洗浄されるべき原水は、特には
限定されないが、河川水、湖沼水、地下水、海水等の天
然水が例示できる。また、これら天然水を凝集沈殿法、
凝集濾過法、加圧浮上法等の既存の浄化方法で浄化した
水、あるいはオゾンなどの殺菌力の強い薬品にて殺菌し
た水を原水とし、そのさらなる水質向上のために本発明
を利用することもできる。本発明により得られる浄化水
は、飲料水、工業用水等に利用することができる。
が、これに限定されるものではない。各測定方法は、下
記のとおりである。なお、測定サンプルとして使用した
中空糸状膜及び平面状膜は、すべて十分に水を含浸させ
た状態のものを用いた。
水を長さ50mmの中空糸状膜のサンプルの内表面から
外表面へ透過させ、その量をリットル/hr・m2 ・a
tmで表した。ただし、有効膜面積は内表面換算した。
アクリロニトリル系重合体の極限粘度は、Journa
l of polymer Science(Aー1)
第6巻、147〜157(1968)に記載されている
測定法に準じて、N,Nージメチルホルムアミドを溶剤
とし30℃で測定した。
ル酸メチル8.0重量%、メタリルスルホン酸ソーダ
0.5重量%からなる極限粘度[η]=1.2の共重合
体16重量%、および重量平均分子量9,000のポリ
ビニルピロリドン(BASF社製、K17)12重量%
を、Nーメチルー2ーピロリドン54重量%とγーブチ
ロラクトン18重量%の混合溶剤に溶解して均一溶液と
した。この溶液を60℃に保ち、N−メチルー2ーピロ
リドン90重量%と水10重量%との混合溶液からなる
内部液とともに、紡口(2重環状ノズル0.5mm−
0.7mm−1.3mm)から吐出させ、20mmのエ
アギャップを80℃の水からなる凝固浴に浸漬して、凝
固を完結させた。この時、紡口から凝固浴までを円筒状
の筒で囲み、筒の中のエアギャップの湿度を100%、
温度を60℃に制御した。紡速は10m/分に固定し
た。
層を有し、膜の両表面にある孔が円形状である構造であ
った。また、最小孔径層の平均孔径は0.05μmであ
り、外表面の平均孔径は0.6μm、内表面の平均孔径
は10μmであった。また、膜性能は、内/外径=0.
8/1.2(mm)、膜の透水量は2500リットル/
hr・m2 ・atmであった。
15m2 のモジュールを作成した。このモジュールに、
膜外表面側から濁度3の河川表流水を20℃、平均濾過
圧=0.15kgf/cm2 にて供給した。供給水の1
0%は濃縮水としてモジュールの外へ排出した。また、
濾過60分毎に1分間、膜濾過水を膜内表面側から濾過
する逆洗操作(濾過圧:0.4kgf/cm2 )を加え
てモジュールを運転した。膜濾過水の透水量は、550
リットル/hr・m2 ・atm(膜面積は膜内表面換
算)で安定した。この時、河川表流水中には、Pseu
domonasDiminutaが30個/ml存在し
ていたが、濾水中には皆無であった。
特公昭52ー150072号公報実施例1に準拠して内
/外径=0.8/1.4(mm)、膜の透水量は200
リットル/hr・m2 ・atmの膜を得た。得られた中
空糸状膜は、膜の両表面に最小孔径層を有し、膜の両表
面にある孔は非円形状である構造であった。この中空糸
状膜を用い、有効膜面積=0.15m2 のモジュールを
作成した。このモジュールに膜外表面側から濁度3の河
川表流水を20℃、平均濾過圧=0.15kgf/cm
2 にて供給した。供給水の10%は濃縮水としてモジュ
ールの外へ排出した。また、濾過60分毎に1分間、膜
濾過水を膜内表面側から濾過する逆洗操作(濾過圧:
0.4kgf/cm2 )を加えてモジュールを運転し
た。膜濾過水の透水量は、100リットル/hr・m2
・atm(膜面積は膜内表面換算)で安定した。
原性微生物の無い安全性の高い水を効率良く得ることが
できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 膜の両表面に円形状または楕円形状の孔
を有し、膜の最小孔径層を膜内部のみに有するポリアク
リロニトリル系中空糸状濾過膜を用いて濾過することを
特徴とする水の浄化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168595A JPH1110148A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 水の浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9168595A JPH1110148A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 水の浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1110148A true JPH1110148A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15870975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9168595A Pending JPH1110148A (ja) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | 水の浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1110148A (ja) |
-
1997
- 1997-06-25 JP JP9168595A patent/JPH1110148A/ja active Pending
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