JP2003088730A

JP2003088730A - 逆浸透膜エレメントの処理方法、および逆浸透膜モジュール

Info

Publication number: JP2003088730A
Application number: JP2001287573A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ando; 雅明安藤; Terutaka Watanabe; 輝隆渡辺; Masahiko Hirose; 雅彦廣瀬; Hisao Hachisuga; 久雄蜂須賀; Mark Wilf; マーク・ウイルフ; Craig Bartels; クレイグ・バーテルス; Keith Andes; キース・アンデス
Original assignee: Nitto Denko Corp; Hydranautics Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp; Hydranautics Corp
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-03-25
Also published as: EP1295631B1; EP1295631A3; US6821430B2; ES2278851T3; EP1295631A2; IL151808A0; US20030066805A1

Abstract

(57)【要約】【課題】逆浸透膜透過水中の溶質濃度低減効果を長時
間持続させることができ、非電解質有機物や中性領域で
は解離しないホウ素等も高い阻止率で分離できる逆浸透
膜の処理方法、および逆浸透膜モジュールを提供する。【解決手段】ポリアミドスキン層を有する逆浸透膜エ
レメントを搭載した膜分離装置において、逆浸透膜エレ
メントを膜分離装置内の圧力容器に充填した後、前記逆
浸透膜エレメントに臭素を含む遊離塩素水溶液を接触さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、逆浸透膜を搭載し
た膜分離装置において、搭載している逆浸透膜エレメン
トに化学処理を施すことにより、運転時に得られる逆浸
透膜透過水中の溶質濃度を低減することができる逆浸透
膜エレメントの処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の逆浸透（以下、「ＲＯ」ともい
う）膜は、脱塩性能、水透過性能およびイオン状物質分
離性能に優れるものもある。しかし、従来の逆浸透膜
は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）のような非電解
質有機物の阻止率や、中性領域では解離しない物質（例
えばホウ素）の阻止率が充分でなかった。

【０００３】また、従来は、逆浸透膜の経時的な自然性
能変化や、化学薬品洗浄での逆浸透膜の膨潤によって、
脱塩率の低下が生じた逆浸透膜の一時的な性能回復方法
として、ポリビニルメチルエーテルやタンニン酸等のポ
リマー水溶液を逆浸透膜エレメントと接触させ、ポリマ
ーを逆浸透膜表面に吸着させたり、目詰めする物理的効
果を狙った処理が行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ポリマー水溶液を用いた逆浸透膜の一次的な性能回復方
法では、ポリマーを単に逆浸透膜表面に吸着あるいは目
詰めしているため、原水を通水していると時間と共にこ
のポリマーが膜表面から脱離するか、あるいは化学薬品
洗浄時に膜表面から脱離してしまう。そのため、該処理
によって逆浸透膜透過水中の溶質濃度低減効果を長時間
持続させることは困難であった。

【０００５】また、例えば逆浸透膜を用いた海水淡水化
の場合、ホウ素は除去が難しく問題となる物質とされて
いるが、最近、日本では海水淡水化施設に限定して、監
視項目から基準項目として運用が変更され、海水に含ま
れるホウ素の含有量が１．０ｍｇ／Ｌ以下とされた。こ
の１．０ｍｇ／Ｌ以下という数値は、従来の逆浸透膜の
場合、運転条件または逆浸透膜の経時的な自然性能変化
によって必ずしもクリアーできない場合が生じていた。

【０００６】そこで、本発明は、逆浸透膜透過水中の溶
質濃度低減効果を長時間持続させることができ、非電解
質有機物や中性領域では解離しないホウ素等も高い阻止
率で分離できる逆浸透膜の処理方法、および逆浸透膜モ
ジュールを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、逆浸透膜エレ
メントを搭載した膜分離装置において、装置に搭載して
いる逆浸透膜エレメントに臭素を含む遊離塩素水溶液を
接触させ、ポリアミドスキン層内に臭素を導入すること
により、運転時に得られる逆浸透膜透過水中の溶質濃度
が低減する、との知見に基づいてなされたものである。

【０００８】すなわち、前記目的を達成するために、本
発明は、ポリアミドスキン層を有する逆浸透膜エレメン
トを搭載した膜分離装置において、逆浸透膜エレメント
を膜分離装置内の圧力容器に充填した後、前記逆浸透膜
エレメントに臭素を含む遊離塩素水溶液を接触させるこ
とを特徴とする逆浸透膜エレメントの処理方法を提供す
るものである。

【０００９】本発明の処理方法によれば、従来の逆浸透
膜によって高い阻止率で分離できるイオン状物質のみな
らず、従来の逆浸透膜では阻止率が低かった低分子量の
非電解質有機物やホウ素等の溶質も、高い阻止率で分離
できる逆浸透膜が得られる。また、逆浸透膜の経時的な
自然性能変化や、化学薬品洗浄での逆浸透膜の膨潤によ
って脱塩率の低下が生じた逆浸透膜の性能回復も可能で
ある。従って、従来の逆浸透膜エレメントを用いた既設
の膜分離装置の場合でも、本発明の逆浸透膜エレメント
処理を施すことにより、逆浸透膜のホウ素阻止率を向上
させることができ、逆浸透膜透過水中のホウ素濃度を
１．０ｍｇ以下に下げることが可能となる。また、遊離
塩素水溶液によって化学的な処理を行うため、従来のポ
リマー水溶液の吸着処理や目詰め処理に比べて、処理剤
の脱離による逆浸透膜性能の低下が少ない点でも優れて
いる。また本発明の処理方法によれば、処理後の逆浸透
膜の性能は、３５０００ｐｐｍの塩化ナトリウムを含む
食塩水を、９９．７％阻止できるため、従来の逆浸透膜
と同様の高い塩阻止率を有しつつ、ホウ素濃度を１．０
ｍｇ以下に下げることが可能となる。

【００１０】本発明の逆浸透膜エレメントの処理方法に
おいて、前記遊離塩素水溶液の遊離塩素濃度は、１〜１
００ｍｇ／Ｌの範囲が好ましい。１ｍｇ／Ｌ以上であれ
ば、前記非電解質有機物（例えばＩＰＡ）および中性領
域では解離しない物質（例えばホウ素）の阻止率がさら
に向上し、１００ｍｇ／Ｌ以下であれば、透過流束の低
下が防止できる。前記遊離塩素濃度は、５〜５０ｍｇ／
Ｌの範囲がより好ましい。

【００１１】前記遊離塩素水溶液中の臭素濃度は、０．
５〜１００ｍｇ／Ｌの範囲が好ましい。臭素濃度が０．
５ｍｇ／Ｌ以上であれば、さらに非電解質有機物および
中性領域では解離しない物質の阻止率が向上し、臭素濃
度が１００ｍｇ／Ｌ以下であれば、透過流速の低下が防
止される。前記臭素濃度は、１〜５０ｍｇ／Ｌの範囲が
より好ましい。

【００１２】前記遊離塩素水溶液のｐＨは、４〜１１の
範囲が好ましい。遊離塩素水溶液のｐＨが４以上であれ
ば、遊離塩素が塩素ガスとなることを防止できる。また
ｐＨが１１以下であれば、臭素をより一層効果的にポリ
アミドスキン層に付加することができる。前記ｐＨは、
４〜６．８の範囲がより好ましく、特に５〜６．５の範
囲が好ましい。

【００１３】前記遊離塩素水溶液は、逆浸透膜エレメン
トによる脱塩水であることが好ましい。遊離塩素水溶液
として逆浸透膜エレメント脱塩水を用いることにより、
既設装置に搭載された脱塩率が低下した逆浸透膜の性能
回復を簡単に行うことができる。

【００１４】また、本発明の逆浸透膜エレメントの処理
方法は、加圧下で行うことが好ましい。処理効率の観点
から、圧力は０．１〜２０ＭＰａの範囲が好ましく、よ
り好ましくは０．２〜１０ＭＰａの範囲であり、特に
０．５〜６ＭＰａの範囲が好ましい。

【００１５】本発明の逆浸透膜エレメントの処理方法に
おいて、前記ポリアミドスキン層は、２つ以上の反応性
アミノ基を有する芳香族化合物と、２つ以上の反応性酸
ハライド基を有する多官能性酸ハライド化合物とを反応
させて形成されたポリアミドスキン層であることが好ま
しい。このような構成の逆浸透膜は、脱塩性能、水透過
性およびイオン状物質の分離性能に優れるとともに、Ｉ
ＰＡ等の非電解質有機物および中性領域では解離しない
ホウ素等の溶質も高い阻止率で分離できる。

【００１６】次に、本発明は、前記処理方法で処理した
逆浸透膜エレメントを組込んでなる逆浸透膜モジュール
を提供する。このような構成の逆浸透膜モジュールは、
従来の逆浸透膜によって高い阻止率で分離できるイオン
状物質をより一層高い阻止率で分離できるとともに、従
来の逆浸透膜では阻止率が低かった前記非電解質有機物
（例えばＩＰＡ）および中性領域では解離しない物質
（例えばホウ素）も高い阻止率で分離できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の逆浸透膜エレメントの処
理方法は、ポリアミドスキン層を有する逆浸透膜エレメ
ントを搭載した膜分離装置において、逆浸透膜エレメン
トを膜分離装置内の圧力容器に充填した後、前記逆浸透
膜エレメントに臭素を含む遊離塩素水溶液を接触させ
る。すなわち、本発明の処理方法では、ポリアミドスキ
ン層を有する逆浸透膜エレメントに、臭素を含む遊離塩
素水溶液を接触させる。

【００１８】本発明の処理方法は、ポリアミドスキン層
を有する逆浸透膜エレメントであれば特に制限なく適用
できる。したがって、逆浸透膜エレメントを搭載した新
設の膜分離装置において、逆浸透膜エレメントを膜分離
装置内の圧力容器に装填後、臭素を含む遊離塩素水溶液
を調整し、逆浸透膜エレメントに接触させればよい。ま
た、既に逆浸透膜エレメントが搭載された既設の膜分離
装置においても、同様に臭素を含む遊離塩素水溶液を逆
浸透膜エレメントに接触させればよい。本発明の処理方
法では、逆浸透膜エレメントを膜分離装置の圧力容器に
１本から複数本装填した状態で処理を行うことができる
ため、膜分離装置の規模が大きくなればなるほど、逆浸
透膜エレメント当たりに要する処理時間が短縮でき、そ
のため、製造効率の向上が可能となる。

【００１９】本発明の処理を行った逆浸透膜エレメント
は、従来の逆浸透膜によって高い阻止率が得られるイオ
ン状物質以外に、従来の逆浸透膜では阻止率が低かった
ＩＰＡやホウ素等の溶質でも従来以上に阻止することが
できる。したがって、本発明の処理方法は、新設あるい
は既設の逆浸透膜エレメントを搭載した膜分離装置にお
いて、性能向上を目的として用いることができる。この
場合、前記装置に搭載されている逆浸透膜の性能は、処
理前と比べて、イオン状物質の阻止率が低下することな
く、ＩＰＡやホウ素等の溶質の阻止率が向上する。

【００２０】また、既設の逆浸透膜エレメントを搭載し
た膜分離装置において、逆浸透膜の経時的な自然性能変
化による脱塩率の低下や、化学薬品洗浄により逆浸透膜
が膨潤して脱塩率の低下が生じた場合、本発明の逆浸透
膜処理を施すことによって、逆浸透膜透過水中の溶質濃
度を低減できる。したがって、本発明の処理方法は、逆
浸透膜の性能回復を目的として用いることもできる。こ
の場合、既存装置に搭載されている逆浸透膜のイオン状
物質の阻止率は、処理前と比べて向上する。よって、本
発明の処理方法は、従来の逆浸透膜での阻止対象であっ
たイオン状物質の阻止性能向上を目的として利用するこ
ともできる。

【００２１】前記処理に用いる臭素を含む遊離塩素水溶
液は、例えば、水に臭素化合物および遊離塩素を溶解さ
せることにより調製できる。臭素化合物としては水に溶
解できるものであれば特に限定されない。例えば、臭化
ナトリウム、臭化カリウム、臭化カルシウム、臭化マグ
ネシウム、臭化アンモニウム、臭化リチウム、臭化カド
ミウム、臭化ゲルマニウム、臭化コバルト、臭化ストロ
ンチウム、臭化セシウム、臭化タングステン、臭化鉄、
臭化テルル、臭化銅、臭化バリウム、臭化マンガン、臭
化水素等の臭化化合物が挙げられる。この中でアルカリ
金属の臭素化合物、アルカリ土類金属の臭素化合物が好
ましく、より好ましくはアルカリ金属の臭素化合物であ
る。

【００２２】このような臭素を含有する遊離塩素水溶液
は、例えば海水、地下水のように、元来臭素を含んだ水
や逆浸透膜エレメントの脱塩水に、遊離塩素を加え、必
要に応じｐＨを前記所定の範囲に調整することができ
る。なかでも、逆浸透膜エレメントの脱塩水を用いるこ
とにより、既設装置に搭載された逆浸透膜の性能向上、
性能回復を簡単に行うことができる。

【００２３】本発明の逆浸透膜エレメントの処理方法に
おいて、前記遊離塩素水溶液の遊離塩素濃度は、１〜１
００ｍｇ／Ｌの範囲が好ましく、５〜５０ｍｇ／Ｌの範
囲がより好ましい。１ｍｇ／Ｌ以上であれば、前記非電
解質有機物（例えばＩＰＡ）および中性領域では解離し
ない物質（例えばホウ素）の阻止率がさらに向上し、１
００ｍｇ／Ｌ以下であれば、透過流束の低下が防止でき
る。

【００２４】前記遊離塩素水溶液中の臭素濃度は、０．
５〜１００ｍｇ／Ｌの範囲が好ましく、１〜５０ｍｇ／
Ｌの範囲がより好ましい。臭素濃度が０．５ｍｇ／Ｌ以
上であれば、さらに非電解質有機物および中性領域では
解離しない物質の阻止率が向上し、臭素濃度が１００ｍ
ｇ／Ｌ以下であれば、透過流速の低下が防止される。

【００２５】前記臭素濃度は、前記遊離塩素水溶液の
ｐＨは、４〜１１の範囲が好ましく、より好ましくは４
〜６．８の範囲であり、特に５〜６．５の範囲が好まし
い。遊離塩素水溶液のｐＨが４以上であれば、遊離塩素
が塩素ガスとなることを防止できる。またｐＨが１１以
下であれば、臭素をより一層効果的にポリアミドスキン
層に付加することができる。

【００２６】本発明の処理方法が用いられるポリアミド
スキン層を有する逆浸透膜は、特に限定されない。脱塩
性能、水透過性およびイオン状物質の分離性能に優れ、
ＩＰＡ等の非電解質有機物および中性領域では解離しな
いホウ素等の溶質も高い阻止率で分離できる観点より、
２つ以上の反応性アミノ基を有する芳香族化合物と、２
つ以上の反応性酸ハライド基を有する多官能性酸ハライ
ド化合物とを反応させて形成されたポリアミドスキン層
を有する逆浸透膜が好ましい。

【００２７】前記ポリアミドスキン層を有する逆浸透膜
としては、例えば、多孔性支持体の上に、２つ以上の反
応性アミノ基を有する芳香族化合物と、２つ以上の反応
性酸ハライド基を有する多官能性酸ハライド化合物とを
反応させてポリアミドスキン層を形成したもの等を挙げ
ることができる。

【００２８】２つ以上の反応性アミノ基を有する芳香族
化合物（以下「多官能アミン」ともいう）は、特に限定
されず、例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニ
レンジアミン、１，３，５−トリアミノベンゼン、１，
２，４−トリアミノベンゼン、８，５−ジアミノ安息香
酸、２，４−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノアニ
ソール、アミドール、キシリレンジアミン等が挙げられ
る。好ましくは、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニ
レンジアミン、トリアミノベンゼンがあげられる。この
なかで、ｍ−フェニレンジアミン、トリアミノベンゼン
が好ましい。

【００２９】またこれら芳香族多官能アミンの他に、脂
肪族または脂環式の多官能アミンが混合して用いられて
も良い。かかる脂肪族多官能アミンとしては、例えば、
エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリス（２−
アミノエチル）アミン等が挙げられる。また、脂環式多
官能アミンとしては、例えば、１，３−ジアミノシクロ
ヘキサン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、１，４一
ジアミノシクロヘキサンピペラジン、２，５−ジメチル
ピペラジン、4-アミノメチルピペラジン等が挙げられ
る。

【００３０】前記多官能性酸ハロゲン化物（以下「酸ハ
ライド」ともいう）は、特に限定されず、例えば、芳香
族、脂肪族、脂環式等の多官能性酸ハロゲン化物が挙げ
られ、好ましくは芳香族多官能性酸ハロゲン化物であ
る。

【００３１】前記芳香族多官能性酸ハロゲン化物として
は、例えば、トリメシン酸クロライド、テレフタル酸ク
ロライド、イソフタル酸クロライド、ビフェニルジカル
ボン酸クロライド、ナフタレンジカルボン酸ジクロライ
ド、ベンゼントリスルホン酸クロライド、ベンゼンジス
ルホン酸クロライド、クロロスルホニルベンゼンジカル
ボン酸クロライド等が挙げられる。このなかで、単環式
芳香族化合物が好ましい。

【００３２】前記脂肪族多官能性酸ハロゲン化物として
は、例えば、プロパントリカルボン酸クロライド、ブタ
ントリカルボン酸クロライド、ペンタントリカルボン酸
クロライド、グルタリルハライド、アジポイルハライド
等が挙げられる。

【００３３】前記脂環式多官能性酸ハロゲン化物として
は、例えば、シクロプロパントリカルボン酸クロライ
ド、シクロブタンテトラカルボン酸クロライド、シクロ
ペンタントリカルボン酸クロライド、シクロペンタンテ
トラカルボン酸クロライド、シクロヘキサントリカルボ
ン酸クロライド、テトラハイドロフランテトラカルボン
酸クロライド、シクロペンタンジカルボン酸クロライ
ド、シクロブタンジカルボン酸クロライド、シクロヘキ
サンジカルボン酸クロライド、テトラハイドロフランジ
カルボン酸クロライド等が挙げられる。

【００３４】前記多孔性支持体は、ポリアミドスキン層
を支持し得る物であれば特に限定されず、例えば、ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホンのようなポリアリール
エーテルスルホン、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン
など種々のものを挙げることができるが、特に、化学
的、機械的、熱的に安定である点から、ポリスルホン、
ポリアリールエーテルスルホンからなる多孔性支持膜が
好ましく用いられる。かかる多孔性支持体は、通常、約
２５〜１２５μｍ、好ましくは約４０〜７５μｍの厚み
を有するが、必ずしもこれらに限定されるものではな
い。

【００３５】つぎに、前記多官能アミン成分と、前記酸
ハライド成分とを、界面重合させることにより、多孔性
支持体上に架橋ポリアミドを主成分とするポリアミドス
キン層を形成する。例えば、多孔性支持体上に、前記多
官能アミン成分を含有する溶液からなる第１の層を塗布
等により形成し、次いで前記酸ハライド成分を含有する
溶液からなる層を塗布等により前記第１の層上に形成
し、界面重縮合を行って、架橋ポリアミドからなる薄膜
（ポリアミドスキン層）を前記多孔性支持体上に形成さ
せる。

【００３６】多官能アミンを含有する溶液は、製膜を容
易にし、あるいは得られる逆浸透膜の性能を向上させる
ために、さらに、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン、ポリアクリル酸等の重合体や、ソル
ビトール、グリセリン等のような多価アルコールを少量
含有させることもできる。

【００３７】また、透過流束を高める為、多官能アミン
を含有する溶液若しくは酸ハライド成分を含有する溶
液、または前記両溶液の双方に、溶解度パラメータ（特
開平８−２２４４５２号に記載）が８〜１４（ｃａｌ／
ｃｍ³)^1/2の化合物を添加することができる。前記溶解
度パラメータとは、液体のモル蒸発熱を△Ｈｃａｌ／ｍ
ｏｌ、モル体積をＶｃｍ³／ｍｏｌとするとき、（△Ｈ
／Ｖ）^1/2（ｃａｌ／ｃｍ ³）^1/2で定義される量をい
う。このような溶解度パラメータを有する物質として
は、例えば、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エ
ステル類、ハロゲン化炭化水素類、含硫黄化合物類など
があり、具体的には、特開平８−２２４４５２号に記載
の物質があげられる。

【００３８】特開平２−１８７１３５号公報に記載のア
ミン塩、例えばテトラアルキルアンモニウムハライドや
トリアルキルアミンと有機酸とによる塩等も、製膜を容
易にする、アミン溶液の支持体への吸収性を良くする、
縮合反応を促進する等の点で、多官能アミンを含有する
溶液若しくは酸ハライド成分を含有する溶液、または前
記両溶液の双方に好適に用いられる。

【００３９】ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、
ドデシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等の
界面活性剤を、多官能アミンを含有する溶液若しくは酸
ハライド成分を含有する溶液、または前記両溶液の双方
に含有させることもできる。これらの界面活性剤は、多
官能アミンを含有する溶液の多孔性支持体への濡れ性を
改善するのに効果がある。

【００４０】前記界面での重縮合反応を促進するため
に、多官能アミンを含有する溶液若しくは酸ハライド成
分を含有する溶液に、または前記両溶液の双方に、界面
反応にて生成するハロゲン化水素を除去し得る水酸化ナ
トリウムやリン酸三ナトリウムを用い、あるいは触媒と
して、アシル化触媒等を用いることも有益である。

【００４１】前記酸ハライドを含有する溶液及び多官能
アミンを含有する溶液において、酸ハライド及び多官能
アミンの濃度は、特に限定されるものではないが、酸ハ
ライドは、通常０．０１〜５質量％、好ましくは０．０
５〜１質量％であり、多官能アミンは、通常０．１〜１
０質量％、好ましくは０．５〜５質量％である。

【００４２】このようにして、多孔性支持体上に多官能
アミンを含有する溶液を被覆し、次いでその上に多官能
酸ハライド化合物を含有する溶液を被覆した後、それぞ
れ余分の溶液を除去し、次いで、通常約２０〜１５０
℃、好ましくは約７０〜１３０℃で、約１〜１０分間、
好ましくは約２〜８分間加熱乾燥して、架橋ポリアミド
からなる水透過性の薄膜を形成させる。この薄膜は、そ
の厚さが、通常約０．０５〜２μｍ、好ましくは約０．
１０〜１μｍの範囲にある。

【００４３】本発明の処理方法では、ポリアミドスキン
層を有する逆浸透膜エレメントを、膜分離装置の圧力容
器に１本から複数本装填し、前記逆浸透膜エレメントに
臭素を含む遊離塩素水溶液を接触させる。前述のよう
に、この接触は、加圧条件で行うことが好ましい。処理
効率の観点から、この圧力は、例えば、０．１〜２０Ｍ
Ｐａの範囲であり、好ましくは０．２〜１０ＭＰａの範
囲であり、より好ましくは０．５〜６ＭＰａの範囲であ
る。

【００４４】また、逆浸透膜エレメントに臭素を含む遊
離塩素水溶液を接触させる場合、該臭素含有遊離塩素水
溶液を、前記逆浸透膜エレメントに、例えば５〜１２０
分間、好ましくは１５〜６０分間通水するのがよい。通
水時間が５分以上であれば、非電解有機物およびホウ素
のような中性域では解離しない物質の阻止率がさらに向
上し、通水時間が１２０分以下であれば透過流束の低下
が防止できる。

【００４５】本発明の処理方法で処理された逆浸透膜に
は、ポリアミドスキン層に臭素原子が付加している。な
お、前記ポリアミドスキン層には、塩素原子は付加して
いてもよいが、付加していなくてもよい。前記ポリアミ
ドスキン層が臭素を有していることは、例えば、電子分
光法（ＥＳＣＡ）により確認できる。

【００４６】前記ポリアミドスキン層が有する臭素は、
原子状であってもイオン状であってもよい。ポリアミド
スキン層には、本発明の効果を阻害しない範囲で、臭素
以外の他の物質が付加されていてもよい。また、臭素は
前記ポリアミドスキン層の前記芳香族化合物部分に付加
されていることが好ましい。

【００４７】本発明の処理方法で処理された逆浸透膜の
ポリアミドスキン層は、該ポリアミドスキン層形成時の
反応条件によっても異なるが、臭素原子（Ｂｒ）とアミ
ノ基を構成する窒素原子（Ｎ）との割合（Ｂｒ／Ｎ）
が、０．１以上かつ１．０以下であることが好ましい。
この割合が０．１以上であれば、非電解質有機物および
中性領域では解離しない物質をさらに高い阻止率で分離
できる。また、前記割合が１．０以下であれば、非電解
質有機物および中性領域では解離しない物質をさらに高
い阻止率で分離でき、かつ透過流束が低くなりすぎるこ
とが防止され、操作圧力が高くなりすぎることを防止で
き、経済的に有利となる。前記割合のより好ましい範囲
は０．１５以上かつ０．７以下であり、最適の範囲は
０．２以上かつ０．５以下である。

【００４８】以上のように、本発明の処理方法で処理し
た逆浸透膜エレメントを組込んでなる逆浸透膜モジュー
ルは、かん水、海水等の脱塩による淡水化や、超純水の
製造等に好適に使用できる。また染色排水や電着塗料排
水等の公害発生原因である産業排水等から、その中に含
まれる汚染源若しくは有効物質を除去回収する場合にも
使用でき、排水のクローズ化に寄与することができる。
この他に、食品工業等の分野において、有効成分の濃縮
や、上水や下水等の有害成分の除去などの水処理に使用
することができる。

【００４９】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定さ
れるものではない。

【００５０】（製造例１）ｍ−フェニレンジアミン（３
重量％）、ラウリル硫酸ナトリウム（０．２５重量
％）、トリエチルアミン（２重量％）およびカンファス
ルホン酸（４重量％）を含有する水溶液を多孔性支持体
（ポリスルホン系限外ろ過膜）に塗布した後、余分の水
溶液を除去して上記支持体上に上記水溶液の層を形成し
た。さらに、この層の上に、トリメシン酸クロライト
（０．１重量％）およびイソフタル酸クロライト（０．
１５重量％）を含むイソオクタン溶液を塗布し、その後
１２０℃乾燥器内で３分間保持して前記多孔性支持体上
に重合体薄膜（ポリアミドスキン層）を形成させて逆浸
透膜を得た。この逆浸透膜において、前記多孔性支持体
の平均厚みは５０μｍであり、前記ポリアミドスキン層
の平均厚みは０．２μｍであった。

【００５１】（実施例１）ｐＨ６．５、２５℃の３．５
質量％ＮａＣｌ水溶液を原水として用い、５．４９ＭＰ
ａ加圧、濃縮水流量９０Ｌ／分の条件で評価したとき
に、食塩の阻止率９９．７％、透過水量１５ｍ³／日の
性能を示すポリアミドスキン層を有するＲＯ膜エレメン
ト（直径２０１ｍｍ、長さ１０１６ｍｍ）を、海水淡水
化の膜分離装置の圧力容器内に直列に６本装填した。そ
の後、ＲＯ膜エレメントによって淡水化された海水中の
総蒸発残留物（以下、「ＴＤＳ」という）濃度１５０ｍ
ｇ／Ｌの水を、遊離塩素２０ｍｇ／Ｌ、臭化ナトリウム
２０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．０になるように調製し、この溶
液を、操作圧力１．５ＭＰａで３０分間通水して本発明
のＲＯ膜処理を行った。

【００５２】この処理されたＲＯ膜エレメントについ
て、ＥＳＣＡにより、その構成元素を調べたところ、臭
素原子（Ｂｒ）とアミノ基の窒素原子（Ｎ）の割合（Ｂ
ｒ／Ｎ）は、０．２７であった。

【００５３】前記処理されたＲＯ膜エレメントに、供給
液として海水（ＴＤＳ濃度３．５質量％、ホウ素４．７
ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．８、温度２６℃）を通水し、透過水
量９０ｍ³／日、回収率（供給水量に対して得られる透
過水量の割合）４０％の条件で運転を行った。その結
果、得られた透過水の水質は、ＴＤＳ１００ｍｇ／Ｌ、
ホウ素濃度は０．４ｍｇ／Ｌであった。

【００５４】（比較例１）ｐＨ６．５、２５℃の３．５
質量％ＮａＣｌ水溶液を原水として、５．４９ＭＰａ加
圧、濃縮水流量を９０Ｌ／分の条件で食塩の阻止率が９
９．７％、透過水量１５ｍ³／日の性能のポリアミドス
キン層を有するＲＯ膜エレメント（直径２０１ｍｍ、長
さ１０１６ｍｍ）を、海水淡水化の膜分離装置の圧力容
器内に直列に６本装填した。

【００５５】その後は実施例１のＲＯ膜処理を行わず
に、供給液として海水（ＴＤＳ濃度３．５質量％、ホウ
素４．７ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．８、温度２６℃）を通水
し、透過水量９０ｍ³／日、回収率（供給水量に対して
得られる透過水量の割合）４０％の条件で運転を行っ
た。その結果、得られた透過水の水質は、ＴＤＳ１５０
ｍｇ／Ｌ、ホウ素濃度は０．７ｍｇ／Ｌであった。

【００５６】（実施例２）海水（ＴＤＳ濃度３．５質量
％、ホウ素４．７ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．８、温度２６℃）
を通水し、淡水化の目的で稼働している膜分離装置（透
過水量７０ｍ³／日、回収率４０％、ＲＯエレメント５
本直列装填）において、ＲＯ膜の経時的な自然性能変化
および化学薬品洗浄でのＲＯ膜の膨潤による脱塩率の低
下が生じたＲＯ膜エレメントにおいて、ＲＯ膜エレメン
トによって淡水化されたＴＤＳ濃度３００ｍｇ／Ｌの水
を、遊離塩素２０ｍｇ／Ｌ、臭化ナトリウム２０ｍｇ／
Ｌ、ｐＨ６．０になるように調製し、操作圧力１．５Ｍ
Ｐａで３０分通水して本発明のＲＯ膜処理を行った。

【００５７】この処理されたＲＯ膜エレメントについ
て、ＥＳＣＡにより、その構成元素を調べたところ、臭
素原子（Ｂｒ）とアミノ基の窒素原子（Ｎ）の割合（Ｂ
ｒ／Ｎ）は、０．１５であった。

【００５８】処理後、元の運転条件で海水淡水化を再開
し、得られた透過水の分析を行ったところ、ＴＤＳ２５
０ｍｇ／Ｌ、ホウ素濃度は０．９ｍｇ／Ｌであった。な
お、処理前の透過水の水質はＴＤＳ３００ｍｇ／Ｌ、ホ
ウ素濃度は１．３ｍｇ／Ｌであったため、本発明のＲＯ
膜処理により、ＲＯ透過水の水質向上が確認された。

【００５９】以上の結果から、本発明の処理が施された
逆浸透膜エレメントは、食塩等のイオン状物質のみなら
ず、中性領域で解離しないホウ素等について、極めて高
い阻止率を有することがわかる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の逆浸透膜
エレメントの処理方法は、逆浸透膜エレメント当たりに
要する処理時間を短縮できるとともに、遊離塩素水溶液
によって化学的な処理を行うため、従来のポリマー水溶
液の吸着処理や目詰め処理に比べて、処理剤の脱離によ
る逆浸透膜性能の低下が少ない。そのため、膜分離装置
において逆浸透膜エレメントの性能向上手段として用い
ることができるほか、運転後の膜分離装置において性能
回復手段として用いることもできる。

【００６１】また前記処理が施された逆浸透膜エレメン
トは、脱塩性能、水透過性およびイオン状物質の分離性
能に優れるとともに、非電解質有機物および中性領域で
は非解離の物質も高い阻止率で分離できる。特に、海水
の脱塩においては海水中の総蒸発残留物（ＴＤＳ）を除
去できることはもちろん、中性領域で解離していないた
め除去しにくいホウ素を高い阻止率で除去できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 500277526 ハイドロノーティクスＨＹＤＲＡＮＡＵＴＩＣＳアメリカ合衆国カリフォルニア州 92054 オーシャンサイド、ジョーンズロード 401 401 ＪｏｎｅｓＲｏａｄＯｃｅａｎｓｉｄｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ 92054 ＴｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａ (72)発明者安藤雅明大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者渡辺輝隆大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者廣瀬雅彦大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者蜂須賀久雄大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者マーク・ウイルフアメリカ合衆国カリフォルニア州92054オーシャンサイド、ジョーンズロード401 ハイドロノーティクス内 (72)発明者クレイグ・バーテルスアメリカ合衆国カリフォルニア州92054オーシャンサイド、ジョーンズロード401 ハイドロノーティクス内 (72)発明者キース・アンデスアメリカ合衆国カリフォルニア州92054オーシャンサイド、ジョーンズロード401 ハイドロノーティクス内Ｆターム(参考） 4D006 GA03 MB06 MC54X MC71X NA54 NA64 PB03 PB08 PC02 PC21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリアミドスキン層を有する逆浸透膜エ
レメントを搭載した膜分離装置において、逆浸透膜エレ
メントを膜分離装置内の圧力容器に充填した後、前記逆
浸透膜エレメントに臭素を含む遊離塩素水溶液を接触さ
せることを特徴とする逆浸透膜エレメントの処理方法。
【請求項２】前記遊離塩素水溶液の遊離塩素濃度が、
１〜１００ｍｇ／リットル（Ｌ）である請求項１記載の
逆浸透膜エレメントの処理方法。
【請求項３】前記遊離塩素水溶液中の臭素濃度が、
０．５〜１００ｍｇ／Ｌである請求項１または２記載の
逆浸透膜エレメントの処理方法。
【請求項４】前記遊離塩素水溶液のｐＨが、４〜１１
の範囲である請求項１〜３のいずれか一項に記載の逆浸
透膜エレメントの処理方法。
【請求項５】前記遊離塩素水溶液が、逆浸透膜エレメ
ントによる脱塩水である請求項１〜４のいずれか一項に
記載の逆浸透膜エレメントの処理方法。
【請求項６】前記接触が、加圧下で行われる請求項１
〜５のいずれか一項に記載の逆浸透膜エレメントの処理
方法。
【請求項７】前記圧力が、０．１〜２０ＭＰａの範囲
である請求項６記載の逆浸透膜エレメントの処理方法。
【請求項８】前記ポリアミドスキン層が、２つ以上の
反応性アミノ基を有する芳香族化合物と、２つ以上の反
応性酸ハライド基を有する多官能性酸ハライド化合物と
を反応させて形成されたポリアミドスキン層である請求
項１〜７のいずれか一項に記載の逆浸透膜エレメントの
処理方法。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか一項に記載の処
理方法で処理した逆浸透膜エレメントを組込んでなる逆
浸透膜モジュール。