JPH11169688A - 逆浸透膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents
逆浸透膜モジュールの洗浄方法Info
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- JPH11169688A JPH11169688A JP36210897A JP36210897A JPH11169688A JP H11169688 A JPH11169688 A JP H11169688A JP 36210897 A JP36210897 A JP 36210897A JP 36210897 A JP36210897 A JP 36210897A JP H11169688 A JPH11169688 A JP H11169688A
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- osmosis membrane
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低コストで効率的に膜を洗浄する方法を提供す
ることにある。 【解決手段】逆浸透膜モジュール4に溶液を原液タンク
12から浸透圧以上の加圧下で供給することにより、溶
液中の溶質と溶媒を分離する方法において、ポンプ3の
駆動停止時に透過液に洗浄剤タンク8より洗浄剤を加
え、サックバック現象を利用して逆浸透膜を洗浄するこ
とを特徴とする。
ることにある。 【解決手段】逆浸透膜モジュール4に溶液を原液タンク
12から浸透圧以上の加圧下で供給することにより、溶
液中の溶質と溶媒を分離する方法において、ポンプ3の
駆動停止時に透過液に洗浄剤タンク8より洗浄剤を加
え、サックバック現象を利用して逆浸透膜を洗浄するこ
とを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、逆浸透膜モジュ
ールの洗浄方法に属する。詳しくは膜表面に汚染物質が
堆積し沈着した逆浸透膜モジュールを、膜の分離性能の
回復及び/又は圧力損失の低減化のために洗浄する方法
に属する。
ールの洗浄方法に属する。詳しくは膜表面に汚染物質が
堆積し沈着した逆浸透膜モジュールを、膜の分離性能の
回復及び/又は圧力損失の低減化のために洗浄する方法
に属する。
【0002】
【従来の技術】限外濾過膜(UF膜)や逆浸透膜(RO
膜)等の逆浸透膜を分離手段として備えた液体分離膜モ
ジュールは、熱エネルギーを必要としないのでエネルギ
ー的に有利である他、蒸留法と異なり相変化を伴わない
ので運転管理が容易であり、分離方法として種々の産業
分野で実用されている。
膜)等の逆浸透膜を分離手段として備えた液体分離膜モ
ジュールは、熱エネルギーを必要としないのでエネルギ
ー的に有利である他、蒸留法と異なり相変化を伴わない
ので運転管理が容易であり、分離方法として種々の産業
分野で実用されている。
【0003】逆浸透法によれば、海水や灌水などの塩分
を含んだ水に浸透圧以上の圧力をかけて逆浸透膜モジュ
ールを透過させることで、脱塩水を製造する事ができ
る。従って、逆浸透法は海水又は低濃度の塩水を脱塩し
て工業用、農業用又は家庭用の水を提供することに利用
されている。又、工業用超純水の製造などにも用いられ
ている。
を含んだ水に浸透圧以上の圧力をかけて逆浸透膜モジュ
ールを透過させることで、脱塩水を製造する事ができ
る。従って、逆浸透法は海水又は低濃度の塩水を脱塩し
て工業用、農業用又は家庭用の水を提供することに利用
されている。又、工業用超純水の製造などにも用いられ
ている。
【0004】膜モジュールによって液体分離操作を長期
間にわたって行った場合や、膜に供給する原液の液質が
低劣な場合には、供給側の膜面に種々の有機物や、無機
コロイド、スケール成分などの無機物など(以下、「汚
染物質」という)が堆積し沈着して膜の分離性能を低下
させたり、圧力損失を増加させたり、究極的には膜モジ
ュールを破損させたりすることがある。
間にわたって行った場合や、膜に供給する原液の液質が
低劣な場合には、供給側の膜面に種々の有機物や、無機
コロイド、スケール成分などの無機物など(以下、「汚
染物質」という)が堆積し沈着して膜の分離性能を低下
させたり、圧力損失を増加させたり、究極的には膜モジ
ュールを破損させたりすることがある。
【0005】そこで、汚染物質にて汚染された膜を洗浄
する必要がある。従来、洗浄法としては、特定の洗浄剤
を膜の供給側から流して、汚染物質を溶かしだして膜面
から除去する化学的方法(特開昭61−11108号公
報)、膜の透過側から供給側に向けて水又は空気を圧力
で押し込み、汚染物質を膜から剥離する物理的方法が知
られている。
する必要がある。従来、洗浄法としては、特定の洗浄剤
を膜の供給側から流して、汚染物質を溶かしだして膜面
から除去する化学的方法(特開昭61−11108号公
報)、膜の透過側から供給側に向けて水又は空気を圧力
で押し込み、汚染物質を膜から剥離する物理的方法が知
られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記化学的方
法は、膜面に沈着した汚染物質層の表面には洗浄剤が流
れるが、膜面と汚染物質層との界面にまで十分に洗浄剤
が浸入しないため、膜の分離性能を十分に回復させるこ
とができない場合があった。又、前記物理的方法は、洗
浄流体を圧入させる装置を設置する必要があり、多大の
コストを要した。それ故、この発明の目的は、低コスト
で効率的に膜を洗浄する方法を提供することにある。
法は、膜面に沈着した汚染物質層の表面には洗浄剤が流
れるが、膜面と汚染物質層との界面にまで十分に洗浄剤
が浸入しないため、膜の分離性能を十分に回復させるこ
とができない場合があった。又、前記物理的方法は、洗
浄流体を圧入させる装置を設置する必要があり、多大の
コストを要した。それ故、この発明の目的は、低コスト
で効率的に膜を洗浄する方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
に、本発明の洗浄方法は、逆浸透膜に溶液を浸透圧以上
の加圧下で供給することにより、溶液中の溶質と溶媒を
分離する方法において、加圧停止時に透過液に洗浄剤を
加えて膜面上の汚染物質を除去することを特徴とする。
に、本発明の洗浄方法は、逆浸透膜に溶液を浸透圧以上
の加圧下で供給することにより、溶液中の溶質と溶媒を
分離する方法において、加圧停止時に透過液に洗浄剤を
加えて膜面上の汚染物質を除去することを特徴とする。
【0008】逆浸透膜に対する加圧を停止すると、浸透
圧によってサックバック現象が発生し、溶媒が膜の透過
側から供給側へ逆流する。本発明では、このとき透過液
に洗浄剤を加えるので、洗浄剤を含む溶媒が供給側に向
かって膜を透過し、膜面と汚染物質層との界面に浸入す
る。従って、汚染物質が速やかに剥離し、除去される。
圧によってサックバック現象が発生し、溶媒が膜の透過
側から供給側へ逆流する。本発明では、このとき透過液
に洗浄剤を加えるので、洗浄剤を含む溶媒が供給側に向
かって膜を透過し、膜面と汚染物質層との界面に浸入す
る。従って、汚染物質が速やかに剥離し、除去される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明洗浄方法の実施形態を図面
とともに説明する。図1は、実施形態の洗浄方法を実現
する逆浸透膜分離装置を示す構成図である。
とともに説明する。図1は、実施形態の洗浄方法を実現
する逆浸透膜分離装置を示す構成図である。
【0010】この逆浸透膜分離装置においては、常時は
原液供給ライン1より処理すべき原液が供給され、前処
理ユニット2でpH調整やスケールの除去がなされた
後、原液タンク12に一旦溜められる。そして原液は加
圧ポンプ3で逆浸透膜モジュール4に送られ、そこで分
離操作が行われた後、透過液は透過ライン6を経て透過
液タンク10に溜められ、他方、濃縮液は濃縮ライン5
を経て排出される。この間、原液タンク弁11及び透過
液タンク弁9は開かれており、清浄水タンク弁14、原
液側ドレン弁16、透過液側ドレン弁13及び洗浄剤タ
ンク弁7は閉じられている。図中の弁において、白抜き
は開、塗りつぶしは閉を現す。以下の図2及び図3も同
様である。
原液供給ライン1より処理すべき原液が供給され、前処
理ユニット2でpH調整やスケールの除去がなされた
後、原液タンク12に一旦溜められる。そして原液は加
圧ポンプ3で逆浸透膜モジュール4に送られ、そこで分
離操作が行われた後、透過液は透過ライン6を経て透過
液タンク10に溜められ、他方、濃縮液は濃縮ライン5
を経て排出される。この間、原液タンク弁11及び透過
液タンク弁9は開かれており、清浄水タンク弁14、原
液側ドレン弁16、透過液側ドレン弁13及び洗浄剤タ
ンク弁7は閉じられている。図中の弁において、白抜き
は開、塗りつぶしは閉を現す。以下の図2及び図3も同
様である。
【0011】洗浄を開始するときは、ポンプ3の駆動を
停止させると共に、図2に示すように透過液側ドレン弁
13を閉じたままで、透過液タンク弁9及び原液タンク
弁11を閉じる。そして、原液側ドレン弁16及び洗浄
剤タンク弁7を開く。すると洗浄剤が透過ライン6に流
入し、透過液と混ざる。そして、洗浄剤を含む透過液が
サックバック現象によって逆浸透膜モジュール4の供給
側に逆流し、膜面に付着した汚染物質と膜面との界面に
浸入し、汚染物質を膜面から剥離させる。
停止させると共に、図2に示すように透過液側ドレン弁
13を閉じたままで、透過液タンク弁9及び原液タンク
弁11を閉じる。そして、原液側ドレン弁16及び洗浄
剤タンク弁7を開く。すると洗浄剤が透過ライン6に流
入し、透過液と混ざる。そして、洗浄剤を含む透過液が
サックバック現象によって逆浸透膜モジュール4の供給
側に逆流し、膜面に付着した汚染物質と膜面との界面に
浸入し、汚染物質を膜面から剥離させる。
【0012】膜の両側の圧力が平衡に達して逆流が終了
した後、洗浄剤タンク弁7を閉じる。そして、図3に示
すように清浄水タンク弁14を開き、原液側ドレン弁1
6を閉じると同時に、透過液側ドレン弁13を開く。汚
染物質が浮遊する供給側の液は、濃縮ライン5を通って
排出され、膜面が清浄水タンク15より流入する清浄水
で濯がれる。また、透過ライン6に残留していた洗浄剤
含有透過液は、透過液側ドレン弁13から排出される。
した後、洗浄剤タンク弁7を閉じる。そして、図3に示
すように清浄水タンク弁14を開き、原液側ドレン弁1
6を閉じると同時に、透過液側ドレン弁13を開く。汚
染物質が浮遊する供給側の液は、濃縮ライン5を通って
排出され、膜面が清浄水タンク15より流入する清浄水
で濯がれる。また、透過ライン6に残留していた洗浄剤
含有透過液は、透過液側ドレン弁13から排出される。
【0013】以上で洗浄作業が終了する。続いて、液体
分離操作を行うときは、図1に示したように清浄水タン
ク弁14、原液側ドレン弁16及び透過液側ドレン弁1
3を閉じると同時に、原液タンク弁11及び透過液タン
ク弁9を開き、ポンプ3を駆動させる。
分離操作を行うときは、図1に示したように清浄水タン
ク弁14、原液側ドレン弁16及び透過液側ドレン弁1
3を閉じると同時に、原液タンク弁11及び透過液タン
ク弁9を開き、ポンプ3を駆動させる。
【0014】洗浄剤は、膜面上の汚染物質が、金属、金
属酸化物、炭酸カルシウムその他の塩などの無機物であ
るときは、pH=1〜6の酸が好ましい。例えば塩酸、
硝酸、硫酸などの無機酸、あるいはシュウ酸、クエン
酸、リン酸などの有機酸である。洗浄剤のpHが6を超
えると、無機物からなる汚染物質に含浸し難く、洗浄作
用が低下する。特に好ましいpH範囲は2〜5である。
属酸化物、炭酸カルシウムその他の塩などの無機物であ
るときは、pH=1〜6の酸が好ましい。例えば塩酸、
硝酸、硫酸などの無機酸、あるいはシュウ酸、クエン
酸、リン酸などの有機酸である。洗浄剤のpHが6を超
えると、無機物からなる汚染物質に含浸し難く、洗浄作
用が低下する。特に好ましいpH範囲は2〜5である。
【0015】前記溶質が、微生物、油分などの有機物又
はシリカスケールであるときは、洗浄剤としてはpH=
8〜12のアルカリが好ましい。例えばアルカリ金属
(Li、Na、K)の水酸化物やアンモニアである。洗
浄剤のpHが8に満たないと、微生物、油分などの有機
物又はシリカスケールからなる汚染物質に含浸し難く、
洗浄作用が低下する。特に好ましいpH範囲は9〜11
である。
はシリカスケールであるときは、洗浄剤としてはpH=
8〜12のアルカリが好ましい。例えばアルカリ金属
(Li、Na、K)の水酸化物やアンモニアである。洗
浄剤のpHが8に満たないと、微生物、油分などの有機
物又はシリカスケールからなる汚染物質に含浸し難く、
洗浄作用が低下する。特に好ましいpH範囲は9〜11
である。
【0016】前記汚染物質が油分などの有機物であると
きは、洗浄剤としては濃度1〜10000ppmの界面
活性剤が好ましい。例えばアルキルベンゼンスルフォン
酸ナトリウムなどのアニオン系界面活性剤である。界面
活性剤の濃度が10000ppmを超えると、界面活性
剤が浸透膜の性能を低下させる可能性がある。特に好ま
しい濃度範囲は1〜5000ppmである。
きは、洗浄剤としては濃度1〜10000ppmの界面
活性剤が好ましい。例えばアルキルベンゼンスルフォン
酸ナトリウムなどのアニオン系界面活性剤である。界面
活性剤の濃度が10000ppmを超えると、界面活性
剤が浸透膜の性能を低下させる可能性がある。特に好ま
しい濃度範囲は1〜5000ppmである。
【0017】前記汚染物質が微生物又は有機物であると
きは、洗浄剤としては濃度1〜10000ppmの還元
剤が好ましい。例えばヒドラジン、ヒドラジン水和物で
ある。還元剤の濃度が10000ppmを超えると、還
元剤が浸透膜の性能を低下させる可能性がある。特に好
ましい濃度範囲は1〜5000ppmである。
きは、洗浄剤としては濃度1〜10000ppmの還元
剤が好ましい。例えばヒドラジン、ヒドラジン水和物で
ある。還元剤の濃度が10000ppmを超えると、還
元剤が浸透膜の性能を低下させる可能性がある。特に好
ましい濃度範囲は1〜5000ppmである。
【0018】前記汚染物質が微生物又は有機物であると
きは、洗浄剤としては濃度1〜10000ppmの酸化
剤も好ましい。例えば過酸化水素、過酸化物、次亜塩素
酸塩、ヨウ素である。酸化剤の濃度が10000ppm
を超えると、酸化剤が浸透膜の性能を低下させる可能性
がある。特に好ましい濃度範囲は1〜5000ppmで
ある。
きは、洗浄剤としては濃度1〜10000ppmの酸化
剤も好ましい。例えば過酸化水素、過酸化物、次亜塩素
酸塩、ヨウ素である。酸化剤の濃度が10000ppm
を超えると、酸化剤が浸透膜の性能を低下させる可能性
がある。特に好ましい濃度範囲は1〜5000ppmで
ある。
【0019】汚染物質が、例えば無機物と有機物の両方
である場合は、アルカリによる洗浄を行い、次に酸によ
る洗浄を行うなど、複数回に分けて洗浄する。先に酸で
洗浄し、次にアルカリで洗浄しても良い。分離操作の際
に供給する溶液の浸透圧は、透過液の浸透圧よりも1k
gf/cm2以上高いのが好ましい。浸透圧差が1kg
f/cm2に満たないと、サックバック現象が不十分だ
からである。従って、供給する溶液の浸透圧は1kgf
/cm2以上が必要である。
である場合は、アルカリによる洗浄を行い、次に酸によ
る洗浄を行うなど、複数回に分けて洗浄する。先に酸で
洗浄し、次にアルカリで洗浄しても良い。分離操作の際
に供給する溶液の浸透圧は、透過液の浸透圧よりも1k
gf/cm2以上高いのが好ましい。浸透圧差が1kg
f/cm2に満たないと、サックバック現象が不十分だ
からである。従って、供給する溶液の浸透圧は1kgf
/cm2以上が必要である。
【0020】
【実施例】図1の逆浸透膜分離装置において、逆浸透膜
モジュール4として、スパイラル型逆浸透膜モジュール
(日東電工株式会社製芳香族ポリアミド系複合膜NTR-70
SWC-S8)を用いて、pH=6.8の3.5%NaCl水
溶液を原液として供給圧力56kgf/cm2、濃縮水
流量80L/minの条件で供給し、原液を濃縮水と透
過液とに分離する操作を行った。すると、当初の原液供
給側の圧力損失は0.18kgf/cm2であったが、
逆浸透膜がスライムなどの有機物によって汚染された結
果、0.60kgf/cm2まで増大した。
モジュール4として、スパイラル型逆浸透膜モジュール
(日東電工株式会社製芳香族ポリアミド系複合膜NTR-70
SWC-S8)を用いて、pH=6.8の3.5%NaCl水
溶液を原液として供給圧力56kgf/cm2、濃縮水
流量80L/minの条件で供給し、原液を濃縮水と透
過液とに分離する操作を行った。すると、当初の原液供
給側の圧力損失は0.18kgf/cm2であったが、
逆浸透膜がスライムなどの有機物によって汚染された結
果、0.60kgf/cm2まで増大した。
【0021】そこで取りあえず、再びこの逆浸透膜モジ
ュール4にpH=6.8の3.5%NaCl水溶液を原
液として供給圧力56kgf/cm2、濃縮水流量80
L/minの条件で供給し、原液を濃縮水と透過液とに
分離する運転をした。
ュール4にpH=6.8の3.5%NaCl水溶液を原
液として供給圧力56kgf/cm2、濃縮水流量80
L/minの条件で供給し、原液を濃縮水と透過液とに
分離する運転をした。
【0022】次いで、ポンプ3の駆動を停止し、弁の開
閉を図2の状態にして洗浄剤タンク8からpH=2の硝
酸水溶液を透過液に投入し、逆流させた。その後、弁の
開閉を図3の状態にして清浄水タンク15から純水を投
入し、膜面の汚染物質を排出した。その結果、逆浸透膜
モジュール4の圧力損失が0.25kgf/cm2まで
低減された。
閉を図2の状態にして洗浄剤タンク8からpH=2の硝
酸水溶液を透過液に投入し、逆流させた。その後、弁の
開閉を図3の状態にして清浄水タンク15から純水を投
入し、膜面の汚染物質を排出した。その結果、逆浸透膜
モジュール4の圧力損失が0.25kgf/cm2まで
低減された。
【0023】比較のために、上記と同一条件で運転した
が、ポンプ3の駆動を停止した後、硝酸水溶液を投入す
ることなく、純粋のみ投入し、しばらく放置したとこ
ろ、圧力損失は0.60kgf/cm2のまま変わらな
かった。
が、ポンプ3の駆動を停止した後、硝酸水溶液を投入す
ることなく、純粋のみ投入し、しばらく放置したとこ
ろ、圧力損失は0.60kgf/cm2のまま変わらな
かった。
【0024】
【発明の効果】通常の物理的洗浄法と異なり、サックバ
ック現象を利用して洗浄剤を逆流させるため、逆流させ
るための別途の装置や動力源が不要で、コストもあまり
かからない。また、通常の化学的洗浄法と異なり、汚染
物質層と膜面との界面に洗浄剤を浸入させることができ
るので、ほぼ完全に膜性能を回復させることができる。
ック現象を利用して洗浄剤を逆流させるため、逆流させ
るための別途の装置や動力源が不要で、コストもあまり
かからない。また、通常の化学的洗浄法と異なり、汚染
物質層と膜面との界面に洗浄剤を浸入させることができ
るので、ほぼ完全に膜性能を回復させることができる。
【図1】実施形態の洗浄方法を実現する逆浸透膜分離装
置の液体分離工程を示す構成図である。
置の液体分離工程を示す構成図である。
【図2】実施形態の洗浄方法を実現する逆浸透膜分離装
置の洗浄工程を示す構成図である。
置の洗浄工程を示す構成図である。
【図3】実施形態の洗浄方法を実現する逆浸透膜分離装
置の濯ぎ工程を示す構成図である。
置の濯ぎ工程を示す構成図である。
1 原液供給ライン 2 前処理ユニット 3 加圧ポンプ 4 逆浸透膜モジュール 5 濃縮ライン 6 透過ライン 7 洗浄剤タンク弁 8 洗浄剤タンク 9 透過液タンク弁 10 透過液タンク 11 原液タンク弁 12 原液タンク 13 透過液側ドレン弁 14 清浄水タンク弁 15 清浄水タンク 16 原液側ドレン弁
Claims (9)
- 【請求項1】逆浸透膜に溶液を浸透圧以上の加圧下で供
給することにより、溶液中の溶質と溶媒を分離する方法
において、加圧停止時に透過液に洗浄剤を加えて膜面上
の汚染物質を除去することを特徴とする逆浸透膜モジュ
ールの洗浄方法。 - 【請求項2】前記汚染物質が無機物であり、洗浄剤が酸
である請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】前記汚染物質が有機物、微生物又はシリカ
スケールであり、洗浄剤がアルカリである請求項1に記
載の方法。 - 【請求項4】前記汚染物質が有機物であり、洗浄剤が界
面活性剤である請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】前記汚染物質が有機物又は微生物であり、
洗浄剤が還元剤である請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】前記汚染物質が有機物又は微生物であり、
洗浄剤が酸化剤である請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】供給する溶液と透過液との浸透圧差が1k
gf/cm2以上である請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】供給する溶液の浸透圧が1kgf/cm2
以上である請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】供給する溶液が海水である請求項1に記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36210897A JPH11169688A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 逆浸透膜モジュールの洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36210897A JPH11169688A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 逆浸透膜モジュールの洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11169688A true JPH11169688A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18475931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36210897A Pending JPH11169688A (ja) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | 逆浸透膜モジュールの洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11169688A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005169238A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 膜ろ過水処理装置の逆洗浄方法 |
| JP2005224671A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Kurita Water Ind Ltd | 透過膜の洗浄方法 |
| WO2005123232A3 (en) * | 2004-06-21 | 2006-02-02 | Membrane Recovery Ltd | Ro membrane cleaning method |
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| CN109824157A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-05-31 | 浙江沁园水处理科技有限公司 | 一种用于清洗净水器内膜元件的设备 |
-
1997
- 1997-12-10 JP JP36210897A patent/JPH11169688A/ja active Pending
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