JPH06134210A - Deaeration film module - Google Patents
Deaeration film moduleInfo
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- JPH06134210A JPH06134210A JP28312892A JP28312892A JPH06134210A JP H06134210 A JPH06134210 A JP H06134210A JP 28312892 A JP28312892 A JP 28312892A JP 28312892 A JP28312892 A JP 28312892A JP H06134210 A JPH06134210 A JP H06134210A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、疎水性気体透過膜を使
用して、膜の一方に原水を流しつつ、他方を減圧するこ
とによって、原水中の溶存気体を除去する脱気膜モジュ
ールに関するものであり、詳しくは、スパイラル型もし
くは、中空糸型である脱気膜モジュールに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a degassing membrane module which uses a hydrophobic gas permeable membrane to remove the dissolved gas in the raw water by flowing the raw water into one of the membranes and depressurizing the other. More specifically, the present invention relates to a spiral type or hollow fiber type degassing membrane module.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近、疎水性気体分離膜を使用して、水
中に溶存している酸素，窒素，二酸化炭素などの気体を
除去する、いわゆる脱気処理が最近実用化され始めてい
る。（実開昭57- 35795 ，特開昭62-273095 ）この方法
は、シリコーン等を素材とする、気体を透過機能を有
し、水を透過させない性質を持った膜の表面または裏面
に原水を流し、反対面を減圧状態にすることにより、原
水中の溶存気体のみを膜透過除去し、脱気するというも
のである。水中の溶存気体を除去することによって、例
えば、水の循環ラインにおける溶存酸素による配管接液
内面の腐食、二酸化炭素による超純水の水質低下を防ぐ
ことができる。本方式では、従来の薬品添加法にみられ
た薬品残存成分のような問題もなく、真空脱気法等と比
較しても装置が簡単となり、運転コストも軽減されると
いう長所が認められている。2. Description of the Related Art Recently, a so-called degassing process for removing gases such as oxygen, nitrogen and carbon dioxide dissolved in water using a hydrophobic gas separation membrane has recently been put into practical use. (Actual exploitation Sho 57-35795, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-273095) In this method, raw water is applied to the front or back surface of a membrane made of silicone or the like, which has a gas permeation function and does not allow water to permeate. By flowing and reducing the pressure on the opposite surface, only the dissolved gas in the raw water is removed through the membrane and degassed. By removing the dissolved gas in the water, it is possible to prevent, for example, corrosion of the inner surface of the liquid contacting the pipe due to dissolved oxygen in the water circulation line and deterioration of the water quality of the ultrapure water due to carbon dioxide. With this method, there are no problems such as chemical residual components found in the conventional chemical addition method, the apparatus is simpler than the vacuum degassing method, etc., and the operating cost is reduced. There is.
【０００３】現在、一般的に用いられている逆浸透膜，
限外濾過膜モジュールのサイズは、約1mの長さのものを
主流とし、その他50cm長のハーフサイズ等が流通してい
る。そのため、脱気膜モジュールの長さを決定するにあ
たっても装置設計上，生産・流通上の観点より同サイズ
のモジュールが採用されているケースが多いのが現状で
ある。そのため、1mもしくは0.5m長のモジュールにおい
て、脱気処理量を増加させる必要がある場合、一般に、
溶存気体濃度を目的とするレベルまで下げるために、以
下のような方策をとることができる。Reverse osmosis membranes which are generally used at present,
The size of the ultrafiltration membrane module is mainly about 1 m, and other half sizes such as 50 cm long are in circulation. Therefore, in determining the length of the degassing membrane module, there are many cases in which the module of the same size is adopted from the viewpoints of device design, production and distribution. Therefore, when it is necessary to increase the amount of degassing treatment in a module with a length of 1 m or 0.5 m, generally,
The following measures can be taken in order to reduce the dissolved gas concentration to a target level.
【０００４】１．透過側を高真空にする。1. Make a high vacuum on the permeate side.
【０００５】２．膜面滞留時間を延長するため、 a-. 原水流速を遅くする。2. To increase the residence time on the membrane surface, slow the flow rate of raw water.
【０００６】b-. モジュールを長くする。B-. Lengthen the module.
【０００７】３．膜表面における濃度境膜による気体透
過抵抗を減少させるため、 a . 流速を上げる。3. Increase the flow velocity to reduce the gas permeation resistance due to the concentration film on the membrane surface.
【０００８】b-1.平膜型，スパイラル型の場合：流路
幅，厚を小さくする。B-1. In case of flat film type and spiral type: reduce the flow channel width and thickness.
【０００９】乱流促進用流路材を用いる。A channel material for promoting turbulence is used.
【００１０】b-2.中空糸型の場合 ：中空糸
径を小さくする。B-2. In case of hollow fiber type: The hollow fiber diameter is reduced.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする問題】しかしながら、これら
の因子は複雑に関連しており、また、２，３-aの内容は
相反している等、一概に１ないし３の方策をとればよい
というものではない。それぞれ、脱気処理量の増大は実
現し得るが、圧力損失，真空度等による所要動力の増
大，膜及びモジュールの必要耐圧性の増大等のマイナス
要因が存在し、特に、圧力損失の問題は、脱気能力向上
に際し、非常に大きな問題となっていた。However, these factors are complicatedly related, and the contents of 2,3-a are contradictory, and it is necessary to take one or three measures. Not a thing. Although it is possible to increase the amount of degassing treatment, there are negative factors such as pressure loss, increase in required power due to vacuum degree, increase in required pressure resistance of the membrane and module, etc. However, it was a very big problem in improving deaeration ability.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、疎水性
気体透過膜を使用し、膜の一方に原水を流しつつ、他方
を減圧することによって、原水中の溶存気体を除去する
脱気膜モジュールにおいて、複数脱気膜エレメントを複
数直列に連結した形態をとりながら、各エレメント内部
に原水および脱気水バイパス流路を設けることにより、
原水の少なくとも一部が脱気膜エレメント内を該複数直
列された本数未満通過するようにした脱気膜モジュール
により基本的に達成される。DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to use a hydrophobic gas permeable membrane, and to degas the raw water by flowing the raw water through one side while depressurizing the other side. In the membrane module, while taking a form in which a plurality of degassing membrane elements are connected in series, by providing the raw water and degassing water bypass channels inside each element,
This is basically achieved by the degassing membrane module in which at least a part of the raw water passes through the degassing membrane element in an amount less than the number of the plurality of series.
【００１３】図１は、本発明の脱気膜モジュール代表例
の概略図であり、図２は、その構造を示す断面図であ
る。図２に示されるように、原水供給口１より供給され
た原水の一部は、第１脱気膜エレメント３へと供給さ
れ、脱気される。すなわち、エレメント内は、真空ライ
ン１０により減圧され、膜を介して、原水中の溶存気体
は減圧側へ取り除かれる。ただし、ここに示す真空ライ
ン１０の位置及び数は特に限定されるものではなく、エ
レメントないが十分に減圧できれば良い。一方、残りの
原水は、第１脱気膜エレメント３内部に設けられた第２
脱気膜エレメント用原水バイパス流路６を通して第２脱
気膜エレメントに送液され、第２脱気膜エレメント４に
て脱気される。第１脱気膜エレメント３における脱気水
は、第２脱気膜エレメント４内部に設けられた第１脱気
膜エレメント用脱気水バイパス流路８を通して脱気水出
口２へ送られ、第２脱気膜エレメント４の脱気水と併せ
て脱気水出口２から取り出される。本モジュールは、特
にエレメントが図１２の中空糸膜型脱気膜エレメントの
場合に好適である。FIG. 1 is a schematic view of a typical example of the degassing membrane module of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing its structure. As shown in FIG. 2, part of the raw water supplied from the raw water supply port 1 is supplied to the first degassing membrane element 3 and degassed. That is, the inside of the element is depressurized by the vacuum line 10, and the dissolved gas in the raw water is removed to the depressurized side through the membrane. However, the position and number of the vacuum lines 10 shown here are not particularly limited, and it is sufficient if there is no element, but the pressure can be sufficiently reduced. On the other hand, the remaining raw water is the second water provided inside the first degassing membrane element 3.
Liquid is sent to the second degassing membrane element through the raw water bypass channel 6 for the degassing membrane element, and degassed by the second degassing membrane element 4. The degassed water in the first degassing membrane element 3 is sent to the degassing water outlet 2 through the degassing water bypass passage 8 for the first degassing membrane element provided inside the second degassing membrane element 4, 2 It is taken out from the degassed water outlet 2 together with the degassed water of the degassing membrane element 4. This module is particularly suitable when the element is the hollow fiber membrane type degassing membrane element shown in FIG.
【００１４】このモジュール形態により、従来の50cmな
いし1m長のモジュールと互換性をとりつつ、原水流路を
短くすることが可能となるため、脱気性能向上に際し、
大きな問題となっていた圧力損失の増大を防ぐことがで
きる。すなわち、既存の脱気膜装置をそのまま用い、モ
ジュールを替えるだけで飛躍的な脱気処理水量が得られ
る。With this module form, it is possible to shorten the raw water flow path while maintaining compatibility with the conventional module having a length of 50 cm to 1 m.
It is possible to prevent an increase in pressure loss, which is a big problem. That is, a dramatic amount of degassed water can be obtained by simply using the existing degassing membrane device and changing the module.
【００１５】我々が、脱気性能向上のために鋭意検討し
た結果、前記１項に示す真空度を上げる方法では脱気水
の溶存気体濃度を下げるためには効果的であるが、所定
濃度の脱気水を得る目的では、処理水量を増加させる効
果は小さい、つまり、処理水量の増加は、そのまま、圧
力損失の増大につながるため、脱気処理水量の向上を図
る方策として真空度の向上はあまり効果的ではないとい
う知見が得られた。As a result of earnest studies for improving the degassing performance, we have found that the method of increasing the degree of vacuum described in the above item 1 is effective for reducing the dissolved gas concentration of degassed water. For the purpose of obtaining degassed water, the effect of increasing the amount of treated water is small, that is, an increase in the amount of treated water directly leads to an increase in pressure loss.Therefore, it is not possible to improve the degree of vacuum as a measure to improve the amount of degassed treated water. We have found that it is not very effective.
【００１６】また、前記２及び３の方策をとった場合、
いずれも脱気膜モジュール内における圧力損失の増大を
招き、脱気性能向上をはかるうえで問題となる。そこ
で、我々は、これら脱気性能と圧力損失の関係について
検討を行い、その結果、脱気水溶存気体濃度および所要
動力を既定した場合、脱気処理水量，処理水流路径（ス
パイラル型の場合は相当径），モジュール長さが一義的
に決定することが判明した。そこで、各種詳細な条件
で、最適化検討を行ったところ、膜の有効長が数cmまで
は長くするほど処理水量の増加は見られるものの、それ
以上長くしてもほとんど処理水量は変わらないことが判
明した。すなわち、最適なモジュールの長さは、現在主
流となっている50cmないし1mよりはるかに短いことが明
らかになった。とくに、モジュール体積を考慮した場
合、例えば、25cm長と50cm長のモジュールでは、モジュ
ール体積は２倍となる一方、処理水量は数％しかアップ
せず、50cm長モジュールのスペースに25cm長モジュール
が２本置けるため、25cm長モジュールを用いた方が２倍
近い処理水量を得られることになる。しかし、短いモジ
ュールを並列に接続，配置することは、既存の脱気膜装
置が使えない、配管が複雑化する、脱気膜モジュールが
寿命となった場合の交換も面倒である等の問題があるこ
とから、モジュールサイズが従来のものとほぼ同じで、
かつ、モジュール内では、エレメントが並列に接続され
た形式となっている脱気膜モジュールを発明するに至っ
た。When the measures 2 and 3 are taken,
Any of these causes an increase in pressure loss in the degassing membrane module, which is a problem in improving degassing performance. Therefore, we investigated the relationship between these degassing performance and pressure loss, and as a result, when the degassed water-soluble gas concentration and the required power were defined, the amount of degassed treated water and the treated water flow path diameter (in the case of the spiral type, It was found that the equivalent diameter) and module length are uniquely determined. Therefore, an optimization study was conducted under various detailed conditions.As the effective length of the membrane was increased to several cm, the treated water volume increased, but the treated water volume did not change even if the membrane length was further increased. There was found. In other words, it became clear that the optimum module length is much shorter than 50 cm or 1 m, which is currently the mainstream. In particular, when considering module volume, for example, modules with 25 cm length and 50 cm length double the module volume, but the amount of treated water increases by only a few percent, and a module with 50 cm length has 2 modules with 25 cm length. Since the main unit can be installed, the amount of treated water can be almost doubled by using the 25 cm long module. However, connecting and arranging short modules in parallel has problems that existing degassing membrane devices cannot be used, piping becomes complicated, and replacement of degassing membrane modules at the end of their life is troublesome. Therefore, the module size is almost the same as the conventional one,
In addition, the inventors have invented a degassing membrane module in which elements are connected in parallel in the module.
【００１７】この場合、全原水について、脱気膜エレメ
ント内を１回のみ通過する場合が最も理想的であるが、
これに何等限定されるものではない。すなわち、必要に
応じて、原水の一部が脱気膜エレメント内を１回のみ通
過して、他の一部が脱気膜エレメント内を２回以上通過
する場合、あるいは、３つ以上の脱気膜エレメントが直
列されていて、原水が２つ以上、直列された脱気膜エレ
メントの本数未満の回数を通過する場合、あるいは、前
記の場合を任意に組み合わせた場合に関しても、本発明
の効果が、十分得られる限り、許容され得る。なお、こ
れらの場合、原水の７０％以上が各脱気膜エレメント内
を１回のみ通過しているか、または、直列された脱気膜
エレメントの本数の２／３以下の回数を通過することが
好ましい態様である。In this case, it is most ideal that all raw water passes through the degassing membrane element only once.
It is not limited to this. That is, as needed, when a part of the raw water passes through the degassing membrane element only once and the other part passes through the degassing membrane element twice or more, or when three or more dewatering elements occur. The effect of the present invention also when the gas membrane elements are serially connected and the raw water passes through two or more times less than the number of degassing membrane elements in series, or when the above cases are arbitrarily combined. Can be acceptable as long as it is sufficiently obtained. In these cases, 70% or more of the raw water may pass through each degassing membrane element only once, or may pass through 2/3 or less of the number of degassing membrane elements in series. This is the preferred embodiment.
【００１８】なお、本発明における脱気膜エレメントの
有効長は、特に限定されるものではない。しかしなが
ら、前記したように、モジュール長さが短い方が効率が
高い一方、短くしても接着に要する端部長さはあまり変
わらず、その結果、使用膜面積に対する有効膜面積が減
少するため、コストアップにつながりかねない。また、
長さを短くした場合、それに適する中空糸の内径も小さ
くなるため、中空糸のハンドリング，中空糸の紡糸性等
の問題も生じることになる。以上を鑑み、鋭意検討した
結果、中空糸型の場合においては、膜の有効長が5cm 以
上50cm以下で、それに対応して中空糸内径が50μm 以上
300 μm 以下であることが望ましいことが判明した。と
くに、有効長10cm以上20cm以下，中空糸内径100 μm 以
上150 μm以下である場合が、最も高い効率を得ること
ができる。しかし、濃度境膜発達防止や膜面積増大を目
的とし、中空糸の形状が円管状でなかったり、表面状態
が特殊な場合や、乱流促進材が存在するなど、流路状態
が複雑である平膜型やスパイラル型の場合は、最適な条
件は、大きく異なり、また、必要とされる脱気レベル，
水温，真空度等によっても変化するため、既存のモジュ
ールとの互換性を考慮しなければ、必ずしも0.5mや1mと
する必要はなく、長さに制限はない。The effective length of the degassing membrane element in the present invention is not particularly limited. However, as described above, the shorter the module length is, the higher the efficiency is. On the other hand, even if the module length is shortened, the end length required for bonding does not change so much, and as a result, the effective film area with respect to the used film area is reduced. It may lead to up. Also,
When the length is shortened, the inner diameter of the hollow fiber suitable for the length is also reduced, which causes problems such as handling of the hollow fiber and spinnability of the hollow fiber. In view of the above, as a result of diligent examination, in the case of the hollow fiber type, the effective length of the membrane is 5 cm or more and 50 cm or less, and the hollow fiber inner diameter is 50 μm or more correspondingly.
It has been found that it is desirable that the thickness is 300 μm or less. In particular, the highest efficiency can be obtained when the effective length is 10 cm or more and 20 cm or less and the hollow fiber inner diameter is 100 μm or more and 150 μm or less. However, for the purpose of preventing the development of concentration film and increasing the membrane area, the flow path condition is complicated, such as the shape of the hollow fiber is not cylindrical, the surface condition is special, and the turbulence promoting material is present. In the case of flat membrane type and spiral type, the optimum conditions are very different, and the required degassing level,
Since it also changes depending on the water temperature, the degree of vacuum, etc., if compatibility with existing modules is not considered, it is not necessary to set the length to 0.5 m or 1 m, and there is no limit to the length.
【００１９】ところで、本発明におけるモジュールの有
する真空ラインの配設口１０の位置は各流路を確保でき
る限りにおいて特に限定されないが、図１のような形式
の場合は、図３に示すように、バイパス流路６，７，
８，９と中心軸線上よりずれている、つまりθが 0。、
または 180。以外の角度をなすことが望ましい。これに
より各脱気膜エレメントの形状を同じとする事ができ
る。図１に示す代表例以外に、特に図１３のスパイラル
型脱気膜エレメントの場合に好適である、例えば、図
４，図５に示すような真空ラインの配設口１０に連結す
る多孔質中心管１１を脱気膜エレメント３，４の中心に
配置したようなものでもよい。また、脱気膜モジュール
に設けられた原水および脱気水バイパス流路は特に限定
されず、供給原水を複数に分枝して各脱気膜エレメント
に送り、また、各脱気膜エレメントからの脱気水を集合
させるようになっているもので有れば良く、例えば、図
６，図７に示されるように、エレメント外表面にバイパ
ス流路６，８を有するものでもかまわない。この際、２
つのバイパス流路の位置関係は特に限定されないが、モ
ジュール設置の便宜上、図８に上断面図に示すように、
同一位置に２つのバイパスを設けることが好ましい。さ
らに、図９に示すように封止部１８とバイパス流路６，
８を有したケーシングを用いることも可能である。The position of the vacuum line installation port 10 of the module according to the present invention is not particularly limited as long as each flow path can be secured, but in the case of the type as shown in FIG. 1, as shown in FIG. , Bypass channels 6, 7,
8 and 9, which deviate from the central axis, that is, θ is 0 . ,
Or 180 . It is desirable to make an angle other than. Thereby, the shape of each degassing membrane element can be made the same. In addition to the representative example shown in FIG. 1, it is particularly suitable for the spiral type degassing membrane element of FIG. 13, for example, a porous center connected to a vacuum line installation port 10 as shown in FIGS. 4 and 5. The tube 11 may be arranged at the center of the degassing membrane elements 3 and 4. Further, the raw water and the degassed water bypass passage provided in the degassing membrane module are not particularly limited, and the raw water to be supplied is branched into a plurality of parts to be sent to each degassing membrane element. It is sufficient that the degassed water is collected, and for example, as shown in FIGS. 6 and 7, it may have bypass passages 6 and 8 on the outer surface of the element. At this time, 2
The positional relationship between the two bypass channels is not particularly limited, but for convenience of module installation, as shown in the upper sectional view of FIG.
It is preferable to provide two bypasses at the same position. Further, as shown in FIG. 9, the sealing portion 18 and the bypass flow path 6,
It is also possible to use a casing with 8.
【００２０】また、本発明におけるモジュールにおける
膜エレメントの連結数は特に限定されない。モジュール
の製作の容易さ、コスト、性能に対する効果等を考慮す
ると、一般に２基の脱気膜エレメントを連結した形式が
適当であるが、図１０にしめすように、場合によって
は、３基ないしはそれ以上の脱気膜エレメントを連結す
ることも可能である。これは、とくに、性能を発揮する
のに必要とされる脱気膜エレメント長さが短い場合に有
効である。The number of membrane elements connected in the module of the present invention is not particularly limited. Considering the ease of manufacturing the module, the cost, the effect on the performance, etc., it is generally appropriate to connect two degassing membrane elements, but as shown in FIG. It is also possible to connect the above degassing membrane elements. This is particularly effective when the length of the degassing membrane element required for performance is short.
【００２１】本発明に用いる脱気膜エレメントは、平膜
型，中空糸膜型，スパイラル型等、特にその形式は限定
しないが、透過側が結露しにくいかまたは、結露しても
取り除きやすい構造であるものがより好ましい。特に好
ましいのは、スパイラル型エレメント、または、中空糸
膜型エレメントである。スパイラル型エレメントは、例
えば、図１１に示すような封筒状の膜をネット状流路材
とともに多孔質中心管のまわりに巻囲した基本構造を有
しており、膜分離エレメントとして広く知られているも
のである。また、中空糸膜エレメントは、形式は特に限
定しないが、供給水が偏流を起こしにくく、気体透過側
が十分に減圧でき得る構造のものが望ましい。例えば、
図１２に示すような中空糸状の膜２４の両端部を接着固
定した形状のものが一般的であり、この場合、原水が中
空糸膜２４の内部を通り、外部を真空状態にすることに
より、原水中の溶存気体を除去することにより、原水中
の溶存気体を除去する方式が主流となっている。さら
に、本発明による脱気膜モジュールは、必要に応じて、
形式や膜の特性が異なる脱気膜エレメントを１モジュー
ル内に装填する事も可能である。例えば、中空糸膜型で
中空糸径の異なる３種類の脱気膜エレメントを２基連結
のモジュールとして用いる場合、脱気特性の異なる計６
種類のモジュールが得られることになるため、要求に応
じたバラエティに富むモジュール作成が容易となる。The degassing membrane element used in the present invention is of a flat membrane type, a hollow fiber membrane type, a spiral type or the like, and its type is not particularly limited, but it has a structure in which the permeate side is hard to be condensed or is easily removed even if it is condensed. Some are more preferred. Particularly preferred are spiral type elements or hollow fiber membrane type elements. The spiral element has, for example, a basic structure in which an envelope-shaped membrane as shown in FIG. 11 is wrapped around a porous central tube together with a net-shaped channel material, and is widely known as a membrane separation element. There is something. The hollow fiber membrane element is not particularly limited in type, but it is desirable that the hollow fiber membrane element has a structure in which the supply water hardly causes a nonuniform flow and the gas permeation side can sufficiently reduce the pressure. For example,
A hollow fiber membrane 24 as shown in FIG. 12 generally has a shape in which both ends are fixed by adhesion. In this case, raw water passes through the inside of the hollow fiber membrane 24, and the outside is vacuumed, The mainstream method is to remove the dissolved gas in the raw water by removing the dissolved gas in the raw water. Further, the degassing membrane module according to the present invention, if necessary,
It is also possible to load degassing membrane elements with different types and membrane characteristics into one module. For example, when three kinds of hollow fiber membrane type degassing membrane elements having different hollow fiber diameters are used as a module of two-unit connection, a total of 6 different degassing characteristics are obtained.
Since various types of modules can be obtained, it is easy to create a variety of modules that meet the requirements.
【００２２】ところで、スパイラル型膜モジュールに用
いられる膜は、非対称膜，複合膜が一般的であるが、複
合膜が特に一般的である。複合膜という膜構造は、膜の
形状は平膜形状であり、かつ多孔質支持体層とその上に
設けた高分子均質層または緻密層からなる。多孔質支持
体層は、疎水性気体透過膜の性能に最も影響する高分子
均質層の支持層として高分子均質層の機械的変形を防止
する役目を持っており、かつ、十分な気体透過性能を有
していることが必要である。また、該支持体層の強度を
さらに上げるために、該支持体層の下にポリエステル織
物または不織布などの補強層を有していることが好まし
い。多孔質支持体層の好ましい高分子としては、ポリエ
ステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアクリレー
ト、ポリメタクリレート、ポリ４フッ化エチレン、ポリ
スルホン、ポリカーボネート等が例示されるが、特に好
ましくは、ポリスルホン、またはポリプロピレンであ
る。By the way, the membrane used in the spiral wound type membrane module is generally an asymmetric membrane or a composite membrane, but the composite membrane is particularly common. The membrane structure called a composite membrane has a flat membrane shape and is composed of a porous support layer and a polymer homogeneous layer or a dense layer provided thereon. The porous support layer has a role of preventing mechanical deformation of the polymer homogeneous layer as a support layer of the polymer homogeneous layer that most affects the performance of the hydrophobic gas permeable membrane, and has sufficient gas permeability. It is necessary to have In order to further increase the strength of the support layer, it is preferable to have a reinforcing layer such as a polyester woven fabric or a non-woven fabric under the support layer. Examples of the preferred polymer for the porous support layer include polyester, polyamide, polyolefin, polyacrylate, polymethacrylate, polytetrafluoroethylene, polysulfone, and polycarbonate. Particularly preferred is polysulfone or polypropylene. .
【００２３】多孔質支持体層の上に形成される高分子均
質層の具体例としては、ポリオルガノシロキサン、架橋
型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサン／
ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサン／
ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン／ポ
リスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピン、
ポリ４メチルペンテン、などが挙げられる。この中で
も、機械的強度が高く、酸素透過係数が大きいという点
で、架橋型ポリジメチルシロキサンが最も好ましい。こ
の架橋型ポリジメチルシロキサンは、製法によって得ら
れる薄膜の性能が異なり、特開昭60- 257803，特開昭62
-216624 ，特開昭62-216623 に記載されている製法に従
って、得られた架橋型ポリジメチルシロキサンの薄膜が
気体透過性に優れ、ピンホールが少ないため好ましい。
また、複合膜において、高分子均質膜の材質が、上記架
橋型ポリジメチルシロキサンを主成分とするものを、架
橋型シリコーン系複合膜と呼んでいる。架橋型シリコー
ン系複合膜は、基材膜の表面に架橋型シリコーン系の薄
膜を形成させたことを特徴とする膜で、表面の状態が一
般に非多孔膜と呼ばれるほど緻密な状態を形成している
ものが多い。このため、シリコーン自体が持つ疎水性に
加えて、汚れ成分の吸着を抑えることができるというす
ばらしい特性を有している。また、このシリコーン膜の
表面にフッ素樹脂系の超薄膜を形成させて、疎水性をさ
らに向上させることも可能である。Specific examples of the polymer homogeneous layer formed on the porous support layer include polyorganosiloxane, cross-linking polyorganosiloxane, polyorganosiloxane /
Polycarbonate copolymer, polyorganosiloxane /
Polyphenylene copolymer, polyorganosiloxane / polystyrene copolymer, polytrimethylsilylpropyne,
Poly 4-methyl pentene, etc. are mentioned. Among these, crosslinked polydimethylsiloxane is most preferable because it has high mechanical strength and a large oxygen transmission coefficient. This cross-linked polydimethylsiloxane differs in the performance of the thin film obtained depending on the production method, and is disclosed in JP-A-60-257803 and JP-A-62-62803.
-216624, according to the production method described in JP-A-62-216623, the crosslinked polydimethylsiloxane thin film obtained is preferable because it has excellent gas permeability and few pinholes.
Further, in the composite film, a polymer homogeneous film whose main component is the above-mentioned cross-linked polydimethylsiloxane is called a cross-linked silicone-based composite film. The cross-linked silicone-based composite film is a film characterized by forming a cross-linked silicone-based thin film on the surface of the base material film, and the surface state is so dense that it is generally called a non-porous film. There are many. For this reason, in addition to the hydrophobic property of silicone itself, it has the excellent property of being able to suppress the adsorption of dirt components. It is also possible to further improve the hydrophobicity by forming a fluororesin-based ultra-thin film on the surface of the silicone film.
【００２４】中空糸膜モジュールに用いられる膜は、疎
水性で中空糸の形状にすることができればよく、ポリエ
チレン，ポリプロピレン，ポリテトラフルオロエチレ
ン，ポリフッ化ビニリデン，ポリ４メチルペンテン等が
好ましいが、特に好ましいのは、ポリフッ化ビニリデ
ン，もしくは４メチルペンテンからなる重合体である。
また、さらに疎水性を高めるために、中空糸の内外表面
の一方もしくは両方にシリコーン系，フッ素樹脂系の薄
膜を形成させることも可能である。The membrane used in the hollow fiber membrane module is only required to be hydrophobic and in the form of a hollow fiber, and polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, poly (4 methylpentene), etc. are preferable, but especially Preferred is a polymer composed of polyvinylidene fluoride or 4-methylpentene.
Further, in order to further increase the hydrophobicity, it is possible to form a silicone-based or fluororesin-based thin film on one or both of the inner and outer surfaces of the hollow fiber.
【００２５】[0025]
【実施例】以下実施例をもってもって本発明をさらに具
体的に説明する。ただし、本発明はこれにより限定され
るものではない。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to this.
【００２６】実施例１ 本発明の例である図１に示した形式の脱気膜モジュール
を作製した。このモジュールは、内径100 μm ，外径12
5 μm のポリフッ化ビニリデン中空糸膜が20万本装填さ
れた径10cm，長さ25cmの脱気膜エレメントを２基連結し
たものである。このモジュールを用いて、真空ラインを
35Torrとし、原水として、水温25℃，溶存酸素濃度8.0p
pmの純水を圧力損失0.5kgf/cm2となる条件で流したとこ
ろ、処理水量は約15リットル／分となり、モジュール出
口における溶存酸素濃度は、0.30ppm であった。Example 1 A degassing membrane module of the type shown in FIG. 1, which is an example of the present invention, was produced. This module has an inner diameter of 100 μm and an outer diameter of 12
It is composed of two degassing membrane elements with a diameter of 10 cm and a length of 25 cm, which are loaded with 200,000 polyvinylidene fluoride hollow fiber membranes of 5 μm. Use this module to connect the vacuum line
35 Torr, as raw water, water temperature 25 ℃, dissolved oxygen concentration 8.0p
When pure water of pm was flown under the condition that the pressure loss was 0.5 kgf / cm2, the treated water amount was about 15 liters / minute, and the dissolved oxygen concentration at the module outlet was 0.30 ppm.
【００２７】比較例１ 図１３に示したような従来の脱気膜モジュールを作製し
た。このモジュールは、内径180 μm ，外径220 μm の
ポリフッ化ビニリデン中空糸膜が65000 本装填された径
10cm，長さ55cmのモジュールである。このモジュールを
用いて実施例と同条件で脱気試験を行ったところ、処理
水量は約9 リットル／分となり、モジュール出口におけ
る溶存酸素濃度は、0.33ppm であった。Comparative Example 1 A conventional degassing membrane module as shown in FIG. 13 was produced. This module has a diameter of 65000 polyvinylidene fluoride hollow fiber membranes with an inner diameter of 180 μm and an outer diameter of 220 μm.
It is a module with a length of 10 cm and a length of 55 cm. When a deaeration test was conducted using this module under the same conditions as in the examples, the amount of treated water was about 9 liters / minute, and the dissolved oxygen concentration at the module outlet was 0.33 ppm.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明において、疎水性気体透過膜を使
用し、膜の一方に原水を流しつつ、他方を減圧すること
によって、原水中の溶存気体を除去する脱気膜モジュー
ルにおいて、脱気膜エレメントを複数直列に連結した形
態をとりながら、各エレメント内部に原水および脱気水
バイパス流路を設けることにより、原水が各脱気膜エレ
メント内を１回のみ通過するようにした脱気膜モジュー
ルにより脱気水の処理水量を大幅に改善することがで
き、装置の小型化が可能となった。EFFECTS OF THE INVENTION In the present invention, a hydrophobic gas permeable membrane is used. In a degassing membrane module for removing dissolved gas in raw water by flowing raw water through one of the membranes and depressurizing the other, A degassing membrane in which the raw water passes through each degassing membrane element only once by providing a raw water and degassing water bypass flow path inside each element while taking a form in which a plurality of membrane elements are connected in series. The module greatly reduced the amount of degassed water treated, and made it possible to downsize the equipment.
【図１】本発明に係る、脱気膜モジュールの一例であ
る。FIG. 1 is an example of a degassing membrane module according to the present invention.
【図２】本発明に係る、脱気膜モジュールの一例の断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an example of a degassing membrane module according to the present invention.
【図３】本発明に係る、脱気膜エレメントの一例の横断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of a degassing membrane element according to the present invention.
【図４】本発明に係る、減圧用中心管を有する脱気膜モ
ジュールの一例である。FIG. 4 is an example of a degassing membrane module having a central tube for pressure reduction according to the present invention.
【図５】本発明に係る、減圧用中心管を有する脱気膜モ
ジュールの一例の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of an example of a degassing membrane module having a central tube for pressure reduction according to the present invention.
【図６】本発明に係る、外側面に流路を有する脱気膜モ
ジュールの一例である。FIG. 6 is an example of a degassing membrane module having a flow path on the outer surface according to the present invention.
【図７】本発明に係る、外側面に流路を有する脱気膜モ
ジュールの一例の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of a degassing membrane module having a flow path on the outer surface according to the present invention.
【図８】本発明に係る、外側面に流路を有する脱気膜モ
ジュールの他の一例の上断面図である。FIG. 8 is a top cross-sectional view of another example of the degassing membrane module having a flow path on the outer surface according to the present invention.
【図９】本発明に係る、ケース装填式の脱気膜モジュー
ルの一例の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of an example of a case-loading type degassing membrane module according to the present invention.
【図１０】本発明に係る、多数連結式の脱気膜モジュー
ルの一例の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of a multi-linkage type degassing membrane module according to the present invention.
【図１１】代表的なスパイラル型脱気膜エレメントの一
例である。FIG. 11 is an example of a typical spiral type degassing membrane element.
【図１２】代表的な中空糸膜型脱気膜エレメントの一例
の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of an example of a typical hollow fiber membrane type degassing membrane element.
【図１３】従来の脱気膜モジュールの一例の断面図であ
る。FIG. 13 is a cross-sectional view of an example of a conventional degassing membrane module.
１：原水供給口 ２：脱気水出口 ３：第１脱気膜エレメント ４：第２脱気膜エレメント ５：第３脱気膜エレメント ６：第２脱気膜エレメント用原水バイパス流路 ７：第３脱気膜エレメント用原水バイパス流路 ８：第１脱気膜エレメント用脱気水パイパス流路 ９：第２脱気膜エレメント用脱気水バイパス流路 １０：真空ラインの配設口 １１：多孔質中心管 １２：キャップ １３：多孔質中心管連接部 １４：モジュール端板 １５：モジュールケース １６：エレメント連結部品 １７：エレメントキャップ １８：封止部 １９：脱気膜 ２０：供給側流路材 ２１：透過側流路材 ２２：供給原水 ２３：透過気体 ２４：中空糸膜 ２５：接着部 1: Raw water supply port 2: Degassed water outlet 3: First degassing membrane element 4: Second degassing membrane element 5: Third degassing membrane element 6: Raw water bypass channel for second degassing membrane element 7: Raw water bypass flow passage for third degassing membrane element 8: Degassing water bypass passage for first degassing membrane element 9: Degassing water bypass passage for second degassing membrane element 10: Arrangement port of vacuum line 11 : Porous central tube 12: Cap 13: Porous central tube connecting part 14: Module end plate 15: Module case 16: Element connecting part 17: Element cap 18: Sealing part 19: Degassing film 20: Supply side flow path Material 21: Channel material on permeate side 22: Raw water supply 23: Permeate gas 24: Hollow fiber membrane 25: Adhesive part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 71/34 9153−4Ｄ 71/70 ５００ 9153−4Ｄ Ｃ０２Ｆ 1/20 ＺＡＢ Ａ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location B01D 71/34 9153-4D 71/70 500 9153-4D C02F 1/20 ZAB A
Claims (5)
水を流しつつ、他方を減圧することによって、原水中の
溶存気体を除去する脱気膜モジュールにおいて、複数脱
気膜エレメントを複数直列に連結した形態をとりなが
ら、各エレメント内部に原水および脱気水バイパス流路
を設けることにより、原水の少なくとも一部が脱気膜エ
レメント内を該複数直列された本数未満通過するように
した脱気膜モジュール。1. A degassing membrane module for removing a dissolved gas in raw water by using a hydrophobic gas permeable membrane and flowing the raw water through one side of the membrane while depressurizing the other side. By providing a plurality of raw water and degassed water bypass channels inside each element while taking a form in which they are connected in series, at least a part of the raw water passes through the degassing membrane element in an amount less than the number in series. Degassed membrane module.
過するようにしたことを特徴とする請求項１記載の脱気
膜モジュール。2. The degassing membrane module according to claim 1, wherein the whole raw water is passed through the degassing membrane element only once.
トであり、モジュールを構成する膜素材がシリコーン系
疎水性気体透過膜であることを特徴とする請求項１記載
の脱気膜モジュール。3. The degassing membrane module according to claim 1, wherein the degassing membrane element is a spiral type element, and the membrane material constituting the module is a silicone-based hydrophobic gas permeable membrane.
あり、中空糸膜素材がポリフッ化ビニリデン，もしくは
４−メチルペンテンからなる重合体であることを特徴と
する請求項１記載の脱気膜モジュール。4. The degassing membrane according to claim 1, wherein the degassing membrane element is a hollow fiber type element, and the hollow fiber membrane material is a polymer made of polyvinylidene fluoride or 4-methylpentene. module.
以下で、中空糸内径が50μm 以上300 μm 以下である請
求項４記載の脱気膜モジュール。5. The effective length of the degassing membrane element is 5 cm or more and 50 cm.
The degassing membrane module according to claim 4, wherein the hollow fiber inner diameter is 50 μm or more and 300 μm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28312892A JPH06134210A (en) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Deaeration film module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28312892A JPH06134210A (en) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Deaeration film module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06134210A true JPH06134210A (en) | 1994-05-17 |
Family
ID=17661593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28312892A Pending JPH06134210A (en) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | Deaeration film module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06134210A (en) |
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- 1992-10-21 JP JP28312892A patent/JPH06134210A/en active Pending
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