JPH10165772A - Reverse osmosis membrane module and liquid separation method - Google Patents
Reverse osmosis membrane module and liquid separation methodInfo
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- JPH10165772A JPH10165772A JP32524296A JP32524296A JPH10165772A JP H10165772 A JPH10165772 A JP H10165772A JP 32524296 A JP32524296 A JP 32524296A JP 32524296 A JP32524296 A JP 32524296A JP H10165772 A JPH10165772 A JP H10165772A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリカスケールの発生を防止し、かつ高回収
率の運転が可能な逆浸透膜モジュールおよび流体分離方
法を提供する。
【解決手段】 膜体6は逆浸透膜13の両側に原水スペ
ーサ12、透過水スペーサ14を備える。原水スペーサ
12の外側には原水側電極11が積層され、透過水スペ
ーサ14の外側に透過水側電極15が積層されている。
原水側電極11および透過水側電極15にはそれぞれ導
線7,8およびハウジング4a,4bに形成された接続
端子7a,8aを介して外部の直流電源9に接続されて
いる。濾過処理時には、原水側電極11が陰極、透過水
側電極15が陽極となるように直流電圧が印加される。
また、洗浄時には、原水側電極11および透過水側電極
15に印加される直流電圧の極性が切り換えられる。
(57) [Problem] To provide a reverse osmosis membrane module and a fluid separation method capable of preventing generation of silica scale and operating at a high recovery rate. SOLUTION: A membrane body 6 includes a raw water spacer 12 and a permeated water spacer 14 on both sides of a reverse osmosis membrane 13. A raw water side electrode 11 is stacked outside the raw water spacer 12, and a permeated water side electrode 15 is stacked outside the permeated water spacer 14.
The raw water side electrode 11 and the permeated water side electrode 15 are connected to an external DC power supply 9 via conductors 7, 8 and connection terminals 7a, 8a formed on the housings 4a, 4b, respectively. During the filtration process, a DC voltage is applied so that the raw water side electrode 11 becomes a cathode and the permeated water side electrode 15 becomes an anode.
At the time of washing, the polarity of the DC voltage applied to the raw water side electrode 11 and the permeated water side electrode 15 is switched.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、逆浸透膜モジュー
ルおよび逆浸透膜を用いた液体分離方法に関する。The present invention relates to a reverse osmosis membrane module and a liquid separation method using a reverse osmosis membrane.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子産業や医療、食品産業等、種々の産
業分野において、純水や精製水あるいは飲料水の製造に
逆浸透(RO)法が用いられる。この逆浸透法は、水の
脱塩処理においては、電気透析法やイオン交換法に比べ
て広く用いられており、特に、純水製造においては必要
不可欠な技術となっている。2. Description of the Related Art In various industrial fields, such as the electronics industry, the medical industry, and the food industry, a reverse osmosis (RO) method is used for producing pure water, purified water, or drinking water. The reverse osmosis method is more widely used in the desalination treatment of water than the electrodialysis method and the ion exchange method, and is an indispensable technique particularly in pure water production.
【0003】ところが、逆浸透膜(RO膜)モジュール
を備えた逆浸透装置を用いて脱塩処理を行う場合には、
原水(原液)の水質によって逆浸透膜の膜面で不溶性無
機成分が析出するスケーリングが生じ、膜性能を著しく
低下させる場合がある。スケール(不溶性無機成分の析
出物)の生成物質としては一般的にカルシウム塩やシリ
カ(例えばケイ酸、シリカゲル等)が挙げられる。However, when desalination is performed using a reverse osmosis device equipped with a reverse osmosis membrane (RO membrane) module,
Depending on the quality of the raw water (undiluted solution), scaling occurs in which insoluble inorganic components are precipitated on the membrane surface of the reverse osmosis membrane, which may significantly reduce membrane performance. As the scale (precipitates of insoluble inorganic components), calcium salts and silica (for example, silicic acid, silica gel, and the like) are generally used as the substance for producing scale.
【0004】そこで、スケーリングを防止するために、
従来より種々の方法が取られている。例えば、カルシウ
ム塩に対しては、原水中に酸を添加すること、原水中に
スケール防止剤を添加すること、陽イオン交換樹脂によ
り軟水化させること、あるいはフラッシング等の間欠的
な物理洗浄により膜面を洗浄すること等が行われてい
る。一方、シリカに対しては、石灰軟水法等が用いられ
ている。Therefore, in order to prevent scaling,
Conventionally, various methods have been adopted. For example, for calcium salts, adding acid to raw water, adding a scale inhibitor to raw water, softening with a cation exchange resin, or performing intermittent physical cleaning such as flushing Cleaning the surface is performed. On the other hand, a lime softening method or the like is used for silica.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このシリカ
に対して石灰軟水法を適用すると、設備費が高くなり、
大型プラント以外の装置ではコストが割高になり現実的
でない。このため、実際にシリカのスケーリングを防止
するためには、低回収率で逆浸透膜装置を運転し、これ
によりスケーリングの発生を抑制している。However, when the lime softening method is applied to this silica, the equipment cost increases,
For equipment other than a large plant, the cost is high and it is not realistic. For this reason, in order to actually prevent the scaling of silica, the reverse osmosis membrane device is operated at a low recovery rate, thereby suppressing the occurrence of scaling.
【0006】すなわち、溶存シリカは過飽和の状態にな
ると重合が始まり、コロイドへと成長し、やがて凝集沈
殿する。この現象が逆浸透膜の膜面で生じると、逆浸透
膜の表面にシリカスケールが生成される。通常温度(2
0〜25℃)においては、シリカの溶解度が約120m
g/L(リットル)であり、逆浸透膜装置では、逆浸透
膜の濃縮側の濃縮水(濃縮液)中のシリカ濃度が溶解度
を越えないように回収率を制御しながら運転が行われて
いる。例えば、原水中のシリカ濃度が50mg/Lであ
る場合、回収率を58%とすれば濃縮水中のシリカ濃度
が溶解度を越えないが、安全性を考慮して通常40%以
下の回収率で運転されている。ところが、このような低
回収率で運転すると、捨て水が多くなり、ランニングコ
ストが高くなる。That is, when the dissolved silica is in a supersaturated state, it starts to polymerize, grows into a colloid, and eventually aggregates and precipitates. When this phenomenon occurs on the surface of the reverse osmosis membrane, silica scale is generated on the surface of the reverse osmosis membrane. Normal temperature (2
0 to 25 ° C.), the solubility of silica is about 120 m
g / L (liter). In the reverse osmosis membrane device, the operation is performed while controlling the recovery rate so that the silica concentration in the concentrated water (concentrate) on the concentration side of the reverse osmosis membrane does not exceed the solubility. I have. For example, when the silica concentration in the raw water is 50 mg / L, the silica concentration in the concentrated water does not exceed the solubility if the recovery is 58%, but it is usually operated at a recovery of 40% or less in consideration of safety. Have been. However, when the operation is performed at such a low recovery rate, the amount of waste water is increased, and the running cost is increased.
【0007】このように、スケール生成物質の中でも特
にシリカについては有効な防止策がなく、低回収率で運
転することが余儀なくされている。特に、日本国内で
は、九州地区等のように、地下水にシリカを多く含む地
域が多い。したがって、そのような地域において地下水
を原水とする逆浸透膜装置あるいは逆浸透膜プラント等
を運転する場合には、シリカスケールの発生を防止し、
かつ回収率を高めてランニングコストを低減させること
が重要となる。[0007] As described above, there is no effective preventive measure especially for silica among the scale-forming substances, and it is necessary to operate at a low recovery rate. In particular, in Japan, there are many areas such as the Kyushu area where groundwater contains a large amount of silica. Therefore, when operating a reverse osmosis membrane device or reverse osmosis membrane plant using groundwater as raw water in such an area, the generation of silica scale is prevented,
It is important to increase the recovery rate and reduce the running cost.
【0008】本発明の目的は、シリカスケールの発生を
防止し、かつ高回収率の運転が可能な逆浸透膜装置およ
び逆浸透膜を用いた処理方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a reverse osmosis membrane apparatus and a treatment method using a reverse osmosis membrane capable of preventing generation of silica scale and capable of operating at a high recovery rate.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
者は、逆浸透膜を介在して直流電圧を印加すると、逆浸
透膜の表面へのシリカスケールの生成が抑制できること
を実験により確認した。本発明によるスケール抑制のメ
カニズムは、明確にされていないが、以下の通り推論す
る。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention The present inventor has confirmed by experiments that applying a DC voltage via a reverse osmosis membrane can suppress the formation of silica scale on the surface of the reverse osmosis membrane. . Although the mechanism of the scale suppression according to the present invention has not been clarified, it is inferred as follows.
【0010】本発明に係る逆浸透膜モジュールは、ハウ
ジング内の原液流路と透過液流路とを仕切る透過性膜体
の原液流路側に直流電源の一方の極に接続された第1の
電極を配置するとともに、透過液流路側に直流電源の他
方の極に接続される第2の電極を配置したものである。In the reverse osmosis membrane module according to the present invention, a first electrode connected to one pole of a DC power supply is provided on a raw solution flow path side of a permeable membrane that separates a raw solution flow path and a permeate flow path in a housing. And a second electrode connected to the other pole of the DC power supply is arranged on the permeate flow path side.
【0011】本発明に係る逆浸透膜モジュールにおいて
は、第1の電極と第2の電極との間に直流電圧を印加す
ることによって透過性膜体の周囲に直流電場を生成し、
これによって透過性膜体の膜面にスケールが生成される
ことを防止することができる。In the reverse osmosis membrane module according to the present invention, a DC electric field is generated around the permeable membrane by applying a DC voltage between the first electrode and the second electrode;
This can prevent scale from being generated on the film surface of the permeable film body.
【0012】特に、第1の電極を直流電源の負極に接続
し、第2の電極を直流電源の正極に接続することが好ま
しい。この場合、原液流路側に配置される第1の電極が
陰極となり、原液流路側で水の電気分解により発生する
水酸化物イオン(OH- )がシリカイオンあるいはシリ
カモノマの重合を抑制して透過性膜体の膜面にシリカス
ケールが生成されることを防止すると考えられる。In particular, it is preferable that the first electrode is connected to the negative electrode of the DC power supply, and the second electrode is connected to the positive electrode of the DC power supply. In this case, the first electrode disposed on the stock solution flow channel side serves as a cathode, and hydroxide ions (OH − ) generated by electrolysis of water on the stock solution flow channel side suppress the polymerization of silica ions or silica monomers and become permeable. It is considered that silica scale is prevented from being formed on the film surface of the film body.
【0013】また、シリカと同様にスケール生成物質で
あるカルシウムイオンは、陰極となる第1の電極表面に
電着し、透過性膜体側には付着にくくなる。これによ
り、透過性膜体の膜面にカルシウムのスケールが生成さ
れることも防止することができる。In addition, like the silica, calcium ions, which are scale-producing substances, are electrodeposited on the surface of the first electrode serving as a cathode, and hardly adhere to the permeable membrane. Thereby, it is also possible to prevent the generation of calcium scale on the membrane surface of the permeable membrane.
【0014】直流電源により第1および第2の電極間に
印加される直流電圧の極性を切り換える切り換え手段を
設けてもよい。この場合、原液流路側に配置される第1
の電極が陽極となるように直流電圧の極性を切り換える
と、第1の電極が陰極の際に第1の電極表面に電着した
金属物質が再び電離して第1の電極表面から離脱する。
これにより電極の表面を洗浄することができる。また、
第1の電極が陽極となたときに第1の電極から活性酸素
が発生する。活性酸素は、自ら有する酸化力によって透
過性膜体の膜面に付着した有機物などの汚染物質を分解
する。これによって透過性膜体の膜面の洗浄効果をさら
に得ることができる。A switching means for switching the polarity of a DC voltage applied between the first and second electrodes by a DC power supply may be provided. In this case, the first
When the polarity of the DC voltage is switched so that the first electrode becomes the anode, the metal substance electrodeposited on the surface of the first electrode when the first electrode is the cathode is ionized again and detaches from the first electrode surface.
Thereby, the surface of the electrode can be cleaned. Also,
Active oxygen is generated from the first electrode when the first electrode becomes an anode. The active oxygen decomposes contaminants such as organic substances attached to the membrane surface of the permeable membrane by its own oxidizing power. Thereby, the effect of cleaning the membrane surface of the permeable membrane can be further obtained.
【0015】特に、第1および第2の電極は不活性材料
から構成されることが好ましい。これにより、原液およ
び透過液との反応により第1および第2の電極の腐蝕が
防止される。また、非電食性の金属材料から構成される
ことが好ましい。これにより、通電による第1および第
2の電極の腐蝕が防止される。In particular, the first and second electrodes are preferably made of an inert material. This prevents corrosion of the first and second electrodes due to the reaction with the stock solution and the permeate. In addition, it is preferable to be made of a non-electrolytic corrosion metal material. This prevents corrosion of the first and second electrodes due to energization.
【0016】さらに、第1および第2の電極は網状に形
成されることが好ましい。これにより、原液流路および
透過液流路における原液および透過液の流動を妨げるこ
となく透過性膜体の原液側および透過液側の全体にわた
って直流電圧を印加することができる。Further, the first and second electrodes are preferably formed in a mesh. Accordingly, a DC voltage can be applied to the entire permeable membrane on both the stock solution side and the permeate solution side without obstructing the flow of the stock solution and the permeate solution in the stock solution flow channel and the permeate solution flow channel.
【0017】また、第1および第2の電極が白金または
炭素または白金および炭素の合金からなることが好まし
い。さらに、透過性膜体は平膜型またはスパイラル型の
逆浸透膜からなり、第1および第2の電極を逆浸透膜体
の表面に沿うように対向して配置することが好ましい。
これにより、逆浸透膜体の表面全体にわたって直流電場
を生成してスケールの生成を防止することができる。Preferably, the first and second electrodes are made of platinum or carbon or an alloy of platinum and carbon. Further, the permeable membrane is preferably made of a flat or spiral reverse osmosis membrane, and the first and second electrodes are preferably arranged to face each other along the surface of the reverse osmosis membrane.
This makes it possible to generate a DC electric field over the entire surface of the reverse osmosis membrane, thereby preventing the generation of scale.
【0018】本発明に係る液体分離方法は、透過性膜体
によって仕切られた原液流路側に第1の電極を配置する
とともに、透過液流路側に第2の電極を配置し、第1お
よび第2の電極間に直流電圧を印加しつつ透過処理を行
うものである。In the liquid separation method according to the present invention, the first electrode is disposed on the side of the raw liquid flow path partitioned by the permeable membrane, and the second electrode is disposed on the side of the permeate liquid flow path. The transmission process is performed while applying a DC voltage between the two electrodes.
【0019】特に、第1の電極が陰極となるように直流
電圧を印加した場合には、原液流路において水の電気分
解により発生する水酸化物イオン(OH- )がシリカイ
オンあるいはシリカモノマの重合を抑制してシリカスケ
ールの生成を防止すると考えられる。また、カルシウム
イオンは、透過性膜体ではなく第1の電極表面に電着
し、これによって透過性膜体の膜面にカルシウムのスケ
ールが生成することが防止される。In particular, when a DC voltage is applied so that the first electrode becomes a cathode, hydroxide ions (OH − ) generated by electrolysis of water in the stock solution flow path are converted to silica ions or silica monomers. It is considered that the formation of silica scale is prevented by suppressing the formation of silica. In addition, calcium ions are electrodeposited on the surface of the first electrode, not on the permeable membrane, thereby preventing the formation of calcium scale on the membrane surface of the permeable membrane.
【0020】また、第1および第2の電極間に印加する
直流電圧の極性を切り換えながら透過処理を行うことが
好ましい。第1の電極が陰極となるように直流電圧を印
加した場合には、透過性膜体の膜面へのシリカスケール
あるいはカルシウムスケールの生成が抑制される一方
で、金属イオンが第1の電極表面に電着する。そこで、
第1の電極が陽極となるように直流電圧を印加すると、
第1の電極表面に電着した金属物質が電離し、第1の電
極の表面から金属物質を除去することができる。It is preferable that the transmission process is performed while switching the polarity of the DC voltage applied between the first and second electrodes. When a DC voltage is applied so that the first electrode becomes a cathode, the formation of silica scale or calcium scale on the membrane surface of the permeable membrane is suppressed, while metal ions are deposited on the first electrode surface. Electrodeposit. Therefore,
When a DC voltage is applied so that the first electrode becomes an anode,
The metal substance electrodeposited on the surface of the first electrode is ionized, and the metal substance can be removed from the surface of the first electrode.
【0021】また、陽極となった第1の電極からは活性
酸素が発生し、その酸化力によって透過性膜体の膜面に
付着した汚染物質を分解することができる。このよう
に、通常の透過処理時には原液流路側の第1の電極が陰
極となるように直流電圧を印加しながらスケールの生成
を抑制して透過処理を行い、その後、適当な間隔で第1
および第2の電極に接続にされる直流電源の極性を反転
させて第1の電極の洗浄処理を行う。このような処理方
法によって、原液流路側のシリカ濃度が溶解度以上に濃
縮された場合でも、透過性膜体の膜面にシリカスケール
が生成されることなく、高回収率で透過処理を行うこと
ができる。Active oxygen is generated from the first electrode serving as the anode, and the oxidizing power of the first electrode can decompose contaminants attached to the surface of the permeable membrane. As described above, during the normal permeation processing, the permeation processing is performed while suppressing the generation of scale while applying a DC voltage so that the first electrode on the undiluted flow path side becomes a cathode, and then the first processing is performed at appropriate intervals.
Then, the polarity of the DC power supply connected to the second electrode is inverted, and the first electrode is cleaned. By such a processing method, even when the silica concentration on the stock solution flow path side is concentrated to the solubility or higher, it is possible to perform the permeation treatment at a high recovery rate without generating silica scale on the membrane surface of the permeable membrane. it can.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る逆浸透膜モジ
ュールについて図面を参照して説明する。図1は、本発
明に係る逆浸透膜モジュールの部分断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a reverse osmosis membrane module according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view of a reverse osmosis membrane module according to the present invention.
【0023】図1に示す逆浸透膜モジュール10は、一
対のハウジング4a,4bの内部に平膜形状の膜体6を
収納して形成された平膜薄層流型のモジュール構造を有
している。一方のハウジング4aには膜体6の原水流路
に連通する原水入口1および濃縮水出口2が形成されて
いる。また、他方のハウジング4bには、膜体6の透過
水流路に連通する透過水出口3が形成されている。膜体
6が収納された領域はOリング5により外部とシールさ
れている。The reverse osmosis membrane module 10 shown in FIG. 1 has a flat membrane thin-layer flow type module structure formed by housing a flat membrane member 6 inside a pair of housings 4a and 4b. I have. On one housing 4a, a raw water inlet 1 and a concentrated water outlet 2 communicating with the raw water flow path of the membrane 6 are formed. In the other housing 4b, a permeated water outlet 3 communicating with the permeated water flow path of the membrane 6 is formed. The area where the film body 6 is housed is sealed with the O-ring 5 from the outside.
【0024】図2は、膜体6の拡大断面図である。膜体
6は、逆浸透膜13と、その両側に重ね合わせられた原
水スペーサ12および透過水スペーサ14とを備える。
この原水スペーサ12により原水流路が構成され、また
透過水スペーサ14により透過水流路が構成される。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the film body 6. The membrane body 6 includes a reverse osmosis membrane 13 and raw water spacers 12 and permeated water spacers 14 superposed on both sides thereof.
The raw water spacer 12 forms a raw water flow path, and the permeated water spacer 14 forms a permeated water flow path.
【0025】さらに、原水スペーサ12の外側には原水
側電極11が配置され、透過水スペーサ14の外側には
透過水側電極15が配置されている。原水側電極11お
よび透過水側電極15は、それぞれ平膜状の逆浸透膜1
3の表面に対向して平面状に延びた網状部材により形成
されている。この原水側電極11および透過水側電極1
5は、それぞれ非電食性を有する不活性材料、例えば白
金、カーボン、あるいはこれらの合金からなる。原水側
電極11には導線7が接続されており、この導線7がハ
ウジング4a内に形成された通路内を通り、ハウジング
4aの表面に露出する接続端子7aに接続されている。
また、透過水側電極15には導線8が接続され、この導
線8が、ハウジング4b内に形成された通路を通り、ハ
ウジング4bの表面に露出する接続端子8aに接続され
ている。Further, a raw water side electrode 11 is arranged outside the raw water spacer 12, and a permeated water side electrode 15 is arranged outside the permeated water spacer 14. The raw water side electrode 11 and the permeated water side electrode 15 are each a flat membrane type reverse osmosis membrane 1.
3 is formed by a net-like member extending in a plane shape facing the surface of the third member. The raw water side electrode 11 and the permeated water side electrode 1
5 is made of an inert material having a non-electrolytic corrosion property, for example, platinum, carbon, or an alloy thereof. A conductor 7 is connected to the raw water side electrode 11, and the conductor 7 passes through a passage formed in the housing 4a and is connected to a connection terminal 7a exposed on the surface of the housing 4a.
In addition, a conductor 8 is connected to the permeated water side electrode 15, and the conductor 8 is connected to a connection terminal 8a exposed on the surface of the housing 4b through a passage formed in the housing 4b.
【0026】原水入口1から導入された原水は、原水ス
ペーサ12により構成される原水流路を通って流動し、
原水の一部が逆浸透膜13を透過して透過水となって透
過水スペーサ14により構成される透過水流路に導かれ
る。さらに、透過水は透過水出口3を通り外部に導かれ
る。一方、原水中の溶質分が濃縮された原水(濃縮水)
は、濃縮水出口2から外部に排出される。The raw water introduced from the raw water inlet 1 flows through a raw water flow path constituted by a raw water spacer 12,
Part of the raw water permeates through the reverse osmosis membrane 13 to become permeated water, and is guided to the permeated water channel formed by the permeated water spacer 14. Further, the permeated water is guided to the outside through the permeated water outlet 3. On the other hand, raw water (concentrated water) in which solutes in raw water are concentrated
Is discharged from the concentrated water outlet 2 to the outside.
【0027】ハウジング4a,4bに設けられた接続端
子7a,8aは、導線16,17および切換器19を介
して外部の直流電源9に接続されている。これにより、
原水側電極11と透過水側電極15の間に直流電圧が印
加される。通常の濾過処理時には、原水側電極11が陰
極、透過水側電極15が陽極となるように直流電源9に
接続される。The connection terminals 7 a and 8 a provided on the housings 4 a and 4 b are connected to an external DC power supply 9 via conductors 16 and 17 and a switch 19. This allows
A DC voltage is applied between the raw water side electrode 11 and the permeated water side electrode 15. At the time of a normal filtration process, the raw water side electrode 11 is connected to the DC power supply 9 so that the raw water side electrode 11 becomes a cathode and the permeate water side electrode 15 becomes an anode.
【0028】この結果、原水側電極11と透過水側電極
15との間の原水流路あるいは透過水流路には直流電場
が生成される。そして、この直流電場により原水中の水
分が電気分解され、これにより発生した水酸化物イオン
(OH- )がシリカモノマの重合を抑制する。このため
に、逆浸透膜13の表面にシリカスケールが生成するこ
とを抑制することができる。As a result, a DC electric field is generated in the raw water flow path or the permeated water flow path between the raw water side electrode 11 and the permeated water side electrode 15. Then, the water in the raw water is electrolyzed by the DC electric field, and the hydroxide ion (OH − ) generated thereby suppresses the polymerization of the silica monomer. For this reason, generation of silica scale on the surface of the reverse osmosis membrane 13 can be suppressed.
【0029】一方、原水中にはカルシウム、マグネシウ
ム、鉄等の金属イオンが含まれる。特に、カルシウムイ
オンはシリカと同様にスケールを生成する物質である。
上記のように、原水側電極11を陰極に設定すると、こ
れらの金属イオンは陰極である原水側電極11の表面に
電着し、これによってカルシウムによる逆浸透膜13の
膜表面へのスケーリングの発生が防止される。On the other hand, raw water contains metal ions such as calcium, magnesium and iron. In particular, calcium ions are substances that produce scale, like silica.
As described above, when the raw water electrode 11 is set as a cathode, these metal ions are electrodeposited on the surface of the raw water electrode 11 which is a cathode, thereby causing calcium to cause scaling on the reverse osmosis membrane 13 surface. Is prevented.
【0030】なお、常時原水側電極11が陰極となるよ
うに直流電圧を印加して処理を継続すると、原水側電極
11表面にカルシウム、マグネシウムなどの金属イオン
の電着が進行する。このため、切換器19により間欠的
に原水側電極11および透過水側電極15に印加する電
圧の極性を切り換え、原水側電極11表面の金属の電着
物を電離させて除去する。これによって原水側電極11
の表面洗浄を行うことができる。If a DC voltage is applied so that the raw water electrode 11 always serves as a cathode and the treatment is continued, electrodeposition of metal ions such as calcium and magnesium on the surface of the raw water electrode 11 proceeds. For this reason, the polarity of the voltage applied to the raw water side electrode 11 and the permeate water side electrode 15 is switched intermittently by the switch 19, and the metal deposit on the surface of the raw water side electrode 11 is ionized and removed. Thereby, the raw water side electrode 11
Surface cleaning can be performed.
【0031】また、原水側電極11が陽極に設定されて
いる間には、原水側電極11から活性酸素が発生する。
そして、この活性酸素の持つ酸化力によって、逆浸透膜
13の膜面に付着した有機物などの汚染物質が分解さ
れ、膜面が洗浄される。While the raw water electrode 11 is set as the anode, active oxygen is generated from the raw water electrode 11.
The oxidizing power of the active oxygen decomposes contaminants such as organic substances adhered to the surface of the reverse osmosis membrane 13 and cleans the surface.
【0032】図3は、図1の逆浸透膜モジュールを用い
た逆浸透膜装置の構成図である。逆浸透膜装置は、原水
タンク22、ポンプ23、プレフィルタ24、逆浸透膜
モジュール10、直流電源9および配管21,25,2
6,27を備えている。原水は配管21を通り原水タン
ク22に貯留された後、ポンプ23によりタンク22か
らプレフィルタ24に供給される。プレフィルタ24は
公称孔径1〜30μmのカートリッジフィルタからな
り、下流側に配置される逆浸透膜の流路を閉塞する原因
となる微粒子を除去する。FIG. 3 is a configuration diagram of a reverse osmosis membrane device using the reverse osmosis membrane module of FIG. The reverse osmosis membrane device includes a raw water tank 22, a pump 23, a pre-filter 24, a reverse osmosis membrane module 10, a DC power supply 9, and pipes 21, 25, 2
6, 27 are provided. Raw water is stored in a raw water tank 22 through a pipe 21, and then supplied from a tank 22 to a pre-filter 24 by a pump 23. The pre-filter 24 is composed of a cartridge filter having a nominal pore size of 1 to 30 μm, and removes fine particles that may block the flow path of the reverse osmosis membrane disposed downstream.
【0033】プレフィルタ24により微粒子が除去され
た原水は、逆浸透膜モジュール10に供給される。逆浸
透膜モジュール10では、直流電源9から原水側電極1
1および透過水側電極15に直流電圧が印加された状態
で濾過処理が行われる。そして、透過水は配管27を通
り所定の場所に導かれる。また、濃縮水の一部は、配管
25を通り原水タンク22に戻され、残りは配管26を
通り系外へ排出される。The raw water from which fine particles have been removed by the prefilter 24 is supplied to the reverse osmosis membrane module 10. In the reverse osmosis membrane module 10, the direct current power supply 9 supplies the raw water side electrode 1.
The filtration process is performed in a state where a DC voltage is applied to the electrode 1 and the permeated water side electrode 15. Then, the permeated water is guided to a predetermined place through the pipe 27. Further, a part of the concentrated water is returned to the raw water tank 22 through the pipe 25, and the rest is discharged out of the system through the pipe 26.
【0034】この逆浸透膜装置では、逆浸透膜モジュー
ル10の原水流路側の電極が陰極となるように直流電源
9から直流電圧が印加された状態で濾過処理を行い、一
定の間隔で直流電源9から逆浸透膜モジュール10に印
加される直流電圧の極性を切り換えて原水側電極表面の
電着物を除去し、このような動作を繰り返しながら膜分
離処理が行われる。In this reverse osmosis membrane device, filtration is performed with a DC voltage applied from a DC power supply 9 so that the electrode on the raw water flow path side of the reverse osmosis membrane module 10 becomes a cathode. From 9, the polarity of the DC voltage applied to the reverse osmosis membrane module 10 is switched to remove electrodeposits on the raw water side electrode surface, and the membrane separation process is performed while repeating such an operation.
【0035】なお、本発明に係る逆浸透膜モジュールは
平膜薄層流型に限定されることなく、スパイラル型のも
のであっても構わない。The reverse osmosis membrane module according to the present invention is not limited to a flat membrane thin-layer flow type, but may be a spiral type.
【0036】[0036]
【実施例】ここで、本発明の平膜薄層流型逆浸透膜モジ
ュールを用いた逆浸透膜装置により、下記の条件におい
て濾過処理の試験を行った。EXAMPLES Here, a filtration test was conducted under the following conditions using a reverse osmosis membrane apparatus using the flat membrane thin-layer flow type reverse osmosis membrane module of the present invention.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】また、比較例として図1に示す平膜薄層流
型逆浸透膜モジュールに対して直流電圧を印加しない状
態で下記の条件において濾過処理の試験を行った。As a comparative example, a filtration test was performed on the flat membrane laminar flow type reverse osmosis membrane module shown in FIG. 1 without applying a DC voltage under the following conditions.
【0039】[0039]
【表2】 [Table 2]
【0040】上記の試験結果を図4に示す。実施例およ
び比較例とも回収率85%で運転した結果、比較例では
濃縮水中の溶存シリカ濃度は溶解度の2倍である250
〜300mg/Lとなり、膜面にシリカスケールが生成
し、このため運転時間が経過するにつれて急激に流束
(Flux)保持率が低下した。FIG. 4 shows the test results. As a result of operating the example and the comparative example at a recovery rate of 85%, in the comparative example, the dissolved silica concentration in the concentrated water was twice the solubility of 250%.
300300 mg / L, and silica scale was formed on the membrane surface. As a result, the flux (Flux) retention decreased rapidly as the operation time elapsed.
【0041】これに対し、実施例では、濃縮水中の溶存
シリカの濃度が溶解度の2倍である250〜300mg
/Lまで上昇したにもかかわらず、シリカスケールの生
成がほとんど見られず、そのため流速保持率がわずかに
低下した状態で安定していた。On the other hand, in the example, the concentration of dissolved silica in the concentrated water is 250 to 300 mg, which is twice the solubility.
/ L, almost no formation of silica scale was observed, so that the flow rate retention was slightly reduced and stable.
【0042】以上の試験結果より、直流電場を印加した
状態で逆浸透膜モジュールによる濾過処理を行うと、濃
縮水中のシリカの濃度が溶解度を越える程度に濃縮され
た場合であっても、逆浸透膜の膜面へのシリカスケール
の生成が抑制されることが判明した。これにより、高回
収率で逆浸透膜モジュールの濾過処理を行うことが可能
となった。According to the above test results, when the filtration treatment is performed by the reverse osmosis membrane module in a state where a DC electric field is applied, even if the concentration of the silica in the concentrated water exceeds the solubility, the reverse osmosis is performed. It was found that the formation of silica scale on the film surface of the film was suppressed. Thereby, it became possible to perform the filtration treatment of the reverse osmosis membrane module at a high recovery rate.
【図1】本発明による逆浸透膜モジュールの部分断面図
である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a reverse osmosis membrane module according to the present invention.
【図2】図1の逆浸透膜モジュールの部分拡大図であ
る。FIG. 2 is a partially enlarged view of the reverse osmosis membrane module of FIG.
【図3】図1の逆浸透膜モジュールを用いた逆浸透膜装
置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a reverse osmosis membrane device using the reverse osmosis membrane module of FIG. 1;
【図4】本発明の実施例および比較例による逆浸透膜モ
ジュールの流束性能の経時変化を示す図である。FIG. 4 is a graph showing a change over time in a flux performance of a reverse osmosis membrane module according to an example of the present invention and a comparative example.
【符号の説明】 1 原水入口 2 濃縮水出口 3 透過水出口 6 膜体 7,8,16,17 導線 7a,8a 接続端子 9 直流電源 10 逆浸透膜モジュール 11 原水側電極 12 原水スペーサ 13 逆浸透膜 14 透過水スペーサ 15 透過水側電極 19 切換器[Description of Signs] 1 Raw water inlet 2 Concentrated water outlet 3 Permeated water outlet 6 Membrane 7, 8, 16, 17 Conducting wire 7a, 8a Connection terminal 9 DC power supply 10 Reverse osmosis membrane module 11 Raw water side electrode 12 Raw water spacer 13 Reverse osmosis Membrane 14 Permeated water spacer 15 Permeated water side electrode 19 Switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 1/44 C02F 1/44 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C02F 1/44 C02F 1/44 C
Claims (10)
を仕切る透過性膜体の前記原液流路側に直流電源の一方
の極に接続される第1の電極を配置するとともに、前記
透過液流路側に前記直流電源の他方の極に接続される第
2の電極を配置したことを特徴とする逆浸透膜モジュー
ル。1. A first electrode connected to one pole of a DC power supply is disposed on a side of the raw liquid flow path of a permeable membrane that separates a raw liquid flow path and a permeated liquid flow path in a housing, and the first electrode is connected to the first liquid flow path. A reverse osmosis membrane module, wherein a second electrode connected to the other pole of the DC power supply is disposed on the liquid flow path side.
接続し、前記第2の電極を前記直流電源の正極に接続し
たことを特徴とする請求項1記載の逆浸透膜モジュー
ル。2. The reverse osmosis membrane module according to claim 1, wherein the first electrode is connected to a negative electrode of the DC power supply, and the second electrode is connected to a positive electrode of the DC power supply.
の電極間に印加される直流電圧の極性を切り換える切り
換え手段を設けたことを特徴とする請求項1または2記
載の逆浸透膜モジュール。3. The first and second DC power supplies are connected to each other.
3. The reverse osmosis membrane module according to claim 1, further comprising a switching unit for switching the polarity of the DC voltage applied between the electrodes.
から構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の逆浸透膜モジュール。4. The reverse osmosis membrane module according to claim 1, wherein said first and second electrodes are made of an inert material.
金属材料から構成されることを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載の逆浸透膜モジュール。5. The method according to claim 1, wherein said first and second electrodes are made of a non-electrolytic corrosion metal material.
The reverse osmosis membrane module according to any one of the above.
されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに
記載の逆浸透膜モジュール。6. The reverse osmosis membrane module according to claim 1, wherein the first and second electrodes are formed in a net shape.
は炭素または白金および炭素の合金からなることを特徴
とする請求項4〜6のいずれかに記載の逆浸透膜モジュ
ール。7. The reverse osmosis membrane module according to claim 4, wherein the first and second electrodes are made of platinum, carbon, or an alloy of platinum and carbon.
ル型の逆浸透膜からなり、前記第1および第2の電極を
前記逆浸透膜の表面に沿うように対向して配置したこと
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の逆浸透膜
モジュール。8. The method according to claim 1, wherein the permeable membrane comprises a flat membrane type or a spiral type reverse osmosis membrane, and the first and second electrodes are arranged to face each other along the surface of the reverse osmosis membrane. The reverse osmosis membrane module according to any one of claims 1 to 7, wherein:
側に第1の電極を配置するとともに、透過液流路側に第
2の電極を配置し、前記第1および第2の電極間に直流
電圧を印加しつつ透過処理を行うことを特徴とする液体
分離方法。9. A first electrode is disposed on the side of the undiluted liquid flow path partitioned by the permeable membrane, and a second electrode is disposed on the side of the permeated liquid flow path, and a direct current is provided between the first and second electrodes. A liquid separation method comprising performing a permeation treatment while applying a voltage.
る直流電圧の極性を切り換えながら透過処理を行うこと
を特徴とする請求項9記載の液体分離方法。10. The liquid separation method according to claim 9, wherein the permeation processing is performed while switching the polarity of the DC voltage applied between the first and second electrodes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32524296A JPH10165772A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Reverse osmosis membrane module and liquid separation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32524296A JPH10165772A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Reverse osmosis membrane module and liquid separation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10165772A true JPH10165772A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18174623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32524296A Pending JPH10165772A (en) | 1996-12-05 | 1996-12-05 | Reverse osmosis membrane module and liquid separation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10165772A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102198987A (en) * | 2011-03-29 | 2011-09-28 | 申晓飞 | Redox reverse osmosis membrane module and its redox water purifier |
| CN106040005A (en) * | 2016-07-13 | 2016-10-26 | 四川民生管业有限责任公司 | Long-acting spiral-wound membrane module |
| EP3278866A1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Separating module and method for the purification of fluid media |
| CN110743375A (en) * | 2019-11-20 | 2020-02-04 | 天津工业大学 | Desalting water device for inhibiting reverse osmosis scaling and dirt blocking |
-
1996
- 1996-12-05 JP JP32524296A patent/JPH10165772A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102198987A (en) * | 2011-03-29 | 2011-09-28 | 申晓飞 | Redox reverse osmosis membrane module and its redox water purifier |
| CN106040005A (en) * | 2016-07-13 | 2016-10-26 | 四川民生管业有限责任公司 | Long-acting spiral-wound membrane module |
| EP3278866A1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Separating module and method for the purification of fluid media |
| CN110743375A (en) * | 2019-11-20 | 2020-02-04 | 天津工业大学 | Desalting water device for inhibiting reverse osmosis scaling and dirt blocking |
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