(57)【要約】【課題】高い浄水供給能力を維持できる飲料水用の浄水用モジュールの提供。【解決手段】限外濾過膜モジュールを備えた飲料水用の浄水用モジュールであって、前記限外濾過膜モジュールがケース内に中空糸膜束が充填されたものであり、前記中空糸膜束が、束を構成する中空糸膜の一端側開口部が封止された状態で束ねられているか、又は中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものであり、前記中空糸膜が酢酸セルロースからなるものである、飲料水用の浄水用モジュール。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
限外濾過膜モジュールを備えた飲料水用の浄水用モジュールであって、
前記限外濾過膜モジュールがケース内に中空糸膜束が充填されたものであり、
前記中空糸膜束が、束を構成する中空糸膜の一端側開口部が封止された状態で束ねられているか、又は中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものであり、
前記中空糸膜が酢酸セルロースからなるものである、飲料水用の浄水用モジュール。
【請求項２】
前記飲料水用の浄水用モジュールが、前記限外濾過膜モジュールの原水入口と接続するラインに圧力調整弁を有しており、原水圧力を０．０５〜０．３５MPaに調整できるようになっている、請求項１記載の飲料水用の浄水用モジュール。
【請求項３】
水道水、地下水又は工業用水を使用するための蛇口に至る水の供給経路であって、前記蛇口に近接した水の供給経路に設置される、請求項１又は２記載の飲料水用の浄水用モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の飲料水用の浄水用モジュールの使用方法であって、
原水を供給するときの水圧によって全量濾過して飲料水を製造する、飲料水用の浄水用モジュールの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料水用の浄水用膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
河川水や地下水を原水として飲料水を製造する際、大型の膜モジュール装置を使用した膜濾過法が採用されている。
このような大型の膜モジュール装置では、濾過用ポンプを備えた濾過ライン、洗浄用ポンプを備えた逆圧洗浄ライン、薬剤用ポンプを備えた薬剤供給ラインなどが必要になり、装置全体が大規模なものになってしまう（特許文献１の図１〜４、特許文献２の図１、特許文献３）。
さらに大型の膜モジュール装置は、設置に要する初期投資が過大となり、設置用の広いスペースも必要となる。
このため、飲料水の使用量が少ない場合には、大型の膜モジュール装置の設置及び使用は制限されていた。
【０００３】
また、最近では河川水や地下水中に含まれる原虫（クリプトスポリジウム）が飲料水に混入するおそれも指摘されており、飲料水の使用量が少ない場合であっても、原虫除去能力のより高い浄水設備の導入が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０８３６５６号公報
【特許文献２】特開２００７−２９６５００号公報
【特許文献３】特開平１１−０９０４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ポンプなどを必要としない簡単な装置で、高い浄水供給能力を有している飲料水用の浄水用モジュールと、その使用方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、限外濾過膜モジュールを備えた飲料水用の浄水用モジュールであって、
前記限外濾過膜モジュールがケース内に中空糸膜束が充填されたものであり、
前記中空糸膜束が、束を構成する中空糸膜の一端側開口部が封止された状態で束ねられているか、又は中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものであり、
前記中空糸膜が酢酸セルロースからなるものである、飲料水用の浄水用モジュールと、その使用方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の飲料水用の浄水用モジュールは、原虫や細菌などを取り除くことができ、逆圧洗浄などの洗浄をすることなく、長期間、高い浄水供給能力を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の飲料水用の浄水用モジュールの概略図。
【図２】浄水用モジュールで使用する限外濾過膜モジュールの縦方向の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜飲料水用の浄水用モジュール＞
図１、図２により飲料水用の浄水用モジュールの実施形態を説明する。
飲料水用の浄水用モジュール１０は、限外濾過膜モジュール１１を有している。
限外濾過膜モジュール１１は、合成樹脂製や金属製の筒状ケース本体３１とキャップ３２からなるケース内に中空糸膜束３３が充填されたものである。
筒状ケース本体１１は原水入口１１ａを有しており、キャップ３２は透過水出口１１ｂを有している。
ケース本体３１のキャップ３２近傍には、原水と共に入ってきた空気を外部に排出するための空気抜きノズル３７が取り付けられている。
中空糸膜束３３は、原水が直接に中空糸膜束３３に衝突しないようにするための保護ネット３４で覆われている。なお、保護ネット３４を使用しないで、原水入口１１ａに正対する位置に原水が直接に中空糸膜束３３に衝突しないようにするための邪魔板を設置してもよい。
限外濾過膜モジュール１１は、外圧式でも内圧式でもよいが、外圧式が好ましい。
【００１０】
限外濾過膜モジュール１１で使用されている中空糸膜束は、束を構成する中空糸膜の一端側開口部がで封止された状態で束ねられているもの、又は中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものである。
図２に示す中空糸膜束３３は、エポキシ樹脂やウレタン樹脂などの封止材３５で一端側の開口部のみが閉塞されており、他端側（透過水出口１１ｂ側）の開口部は開口している。図２においては、透過水出口１１ｂ側の中空糸膜束３３の端部は開口したままで封止材３６により一体にされている。
【００１１】
中空糸膜束の一端側が折り曲げられた状態で束ねられたものは、例えば一端側がＵ字型に折り曲げられて重ね合わされた状態で、折り曲げられた湾曲部分（角部分）及び重ね合わされた部分の一方又は両方が細い糸状紐などの結束具で束ねられたものであってもよい。折り曲げられた部分は実質的に閉塞状態にあり、他端側は結束具や樹脂で一体にされていてもよいが、開口部は封止されていない。
【００１２】
中空糸膜（限外濾過膜）は酢酸セルロースからなるものであり、原虫、細菌などを除去する観点から、分画分子量が１万〜５０万の範囲であるものが好ましく、分画分子量１万〜２０万がより好ましい。中空糸膜（限外濾過膜）の材質が酢酸セルロースであると、膜表面が親水性のため、原水中に含まれる水溶性有機物質などの不純物が膜面に付着したり膜表面を汚染・閉塞したりすることが少ない。このため、外圧全量濾過方式を採用し、かつ逆洗や薬液洗浄などを行わない場合でも長期間安定した透水量を確保することができる。全量濾過で逆洗や薬液洗浄を行わないので、供給水は全量が飲料水として供され、水の利用効率は１００％となる利点もある。
分画分子量の範囲については、分画分子量1万以上であると透水量が良く、膜モジュールが小型化でき、分画分子量が５０万以下であると原虫等の除去能力が良い。
例えば、酢酸セルロースからなる中空糸膜（限外濾過膜）としては、ダイセン・メンブレン・システムズ（株）から販売されているＦＵＣ１５８２を使用することができる。
【００１３】
限外濾過膜モジュール１１の有効膜面積（外圧濾過方式）は、蛇口３０からの採水量により異なるが、採水量が１０〜２００Ｌ／dayであるときは、０．２〜３ｍ2であることが好ましい。
【００１４】
限外濾過膜モジュール１１は、原水（水道水、地下水又は工業用水）を使用するための蛇口３０に至る水の供給経路であって、蛇口３０に近接した水の供給経路（水道管）１５、１６の間に設置することができる。
水の供給経路（水道管）１５は、水源と限外濾過膜モジュール１１の原水入口１１ａを接続するものである。
水の供給経路（水道管）１６は、限外濾過膜モジュール１１の透過水出口１１ｂと蛇口２０を接続するものである。
水源は、上水道管の本管、地下水源（井戸、湧水など）、工業用水の供給源である。工業用水は、河川水や地下水を凝集処理、濾過処理（例えば、砂濾過処理）などしたものである。いずれの水源も塩素殺菌に起因する塩素イオンを含んでもよい。
なお、以下において使用する「水道管」は、水源は問わず、飲料水となる原水の送水管となるものを意味する。
【００１５】
限外濾過膜モジュール１１の設置場所は、水源や蛇口３０の取り付け場所に応じて異なるが、蛇口２０から２ｍ以内（好ましくは１ｍ以内）の水の供給経路（水道管）が好ましく、例えば、蛇口が設置された流し台の下にある床面から蛇口までの水の供給経路（水道管）である。
【００１６】
飲料水用の浄水用モジュール１０は、水の供給経路（水道管）２０の途中に圧力調整手段となる圧力調整弁１２を設置することができる。
圧力調整弁１２は、原水入口１１ａの水圧を調整するためのものであり、水の供給経路（水道管）１５を流れる原水の圧力（水圧）が過大のときは弁を開放して圧力を下げ、水圧が過小のときは弁を絞って圧力を上げるように機能するものである。
圧力調整弁１２は、市販品を使用することができ、例えばＲＤ−４３Ｎ型Ｍ（（株）ベン製）を使用することができる。
このようにして圧力調整弁１２で原水入口１１ａの水圧を調整することで、限外濾過膜モジュール１１において水圧のみで十分な濾過性能を発揮させることができる。
圧力調整弁１２は、好ましくは０．０５〜０．３５MPa、より好ましくは０．１〜０．２MPaに調整できるものである。また調整しない圧力固定式のものでもよい。
水の供給経路（水道管）１５の圧力調整弁１２と限外濾過膜モジュール１１との間には、必要に応じて圧力計１３を設置することもできる。
【００１７】
飲料水用の浄水用モジュール１０は、圧力調整弁１２及び必要に応じて圧力計を備えたものにするときは、限外濾過膜モジュール１１、圧力調整弁１２及び圧力計１３を一つの容器内に収容した形態にすることもできる。
このときは、上記したとおり、蛇口２０から２ｍ以内（好ましくは１ｍ以内）の水の供給経路（水道管）に設置することが好ましく、例えば、流し台の下にある床面から蛇口までの水の供給経路（水道管）に設置することが好ましい。
なお、圧力計１３も含めるときには、圧力計１３のゲージが外から見えるようにすることが望ましい。
【００１８】
＜飲料水用の浄水用モジュールの使用方法＞
本発明の飲料水用の浄水用モジュール１０の使用方法を図１の実施形態により説明する。原水が上水道の場合で説明する。
蛇口２０をひねって水を流したとき、水道管１５から送られる原水（上水道水）は、圧力調整弁１２により適切な圧力に調整された後、限外濾過膜モジュール１１に送られて水圧のみで濾過される。
原水が水道管１５から限外濾過膜モジュール１１に送られる際にケース内に空気が混入したときには濾過性能に悪影響を与えることも考えられるが、空気抜きノズル３７から適宜脱気することで、濾過性能に及ぼす混入空気の影響を抑制することができる。
このとき、上記したとおり、限外濾過膜モジュール１１内の中空糸膜束は一端側開口部が閉塞された状態になっているため、原水は全量濾過される。
その後、限外濾過膜モジュール１１にて濾過された透過水が水道管１６から蛇口２０に送られて使用される。
上水道に原虫や細菌が含まれているような場合であっても、限外濾過膜モジュール１１において取り除かれる。
【実施例】
【００１９】
実施例１
中空糸膜（限外濾過膜）として、酢酸セルロースからなる、内径０．８ｍｍ、外径１．３ｍｍ、分画分子量１５万のダイセン・メンブレン・システムズ（株）製のＦＵＣ１５８２膜（水道水用濾過膜モジュールとしての認定を受けている）を使用した。
この中空糸膜の一端側開口部をエポキシ樹脂で封止した中空糸膜束を作製した。
次に、前記中空糸膜束をダイセン・メンブレン・システムズ（株）から販売されているＦＦ０３型の外圧中空糸膜モジュールケース（最大外径１０．２ｃｍ、最大長２９．７ｃｍ）内に収容して、外圧式の限外濾過膜モジュールを得た。外圧濾過換算の有効膜面積は１．２ｍ2であった。
【００２０】
原水と蛇口２５を接続するパイプ１５の途中（蛇口２０がある流し台の下の空間）に圧力調整弁１２を取り付け、さらに圧力調整弁１２と蛇口２０の間に限外濾過膜モジュール１１を取り付けた（図１参照）。
圧力調整弁１２は、限外濾過膜モジュール１１の原水入口１１ａの圧力が０．２ＭＰａに調整されるように設定した。
なお、原水は、姫路市の揖保川の水を凝集沈殿処理した後、砂濾過処理したものを次亜塩素酸ソーダで殺菌処理したもの（濁度０．２、遊離塩素濃度０．５ppm）を使用した。
【００２１】
この状態で約４ヶ月間飲料水として使用した。総濾過量は約３ｍ3であった。使用開始日の透過流量は６５０Ｌ／ｈｒであり、４ヶ月経過後の透過流量は３５０Ｌ／ｈｒであった。使用開始日〜４ヶ月経過後の間、１週間に１回程度採水して、一般細菌、大腸菌、原虫の有無を検査したが、いずれも発見されなかった。
【００２２】
比較例１
実施例１で使用した限外濾過膜モジュール１１に代えて、除菌フィルターとして市販されている外圧型ＦＦ０３−ＦＬ−ＦＵＳ１０４１膜モジュール（ポリエーテルスルホン膜，分画分子量１０万，外圧濾過換算の有効膜面積２．３ｍ2；ダイセン・メンブレン・システムズ（株）製）を使用したほかは同様にして使用した。
その結果、一般細菌、大腸菌、原虫は除去することができたが、使用開始日の透過流量は１３００Ｌ／ｈｒであったが、４ヶ月経過後の透過流量は２００Ｌ／ｈｒ以下となった。
【００２３】
実施例、比較例の結果から、酢酸セルロース限外濾過膜モジュールは、逆洗や薬液洗浄などの透水量回復のための複雑な洗浄操作を行わなくとも、長期間安定して、優れた浄水能力を維持することができた。
【符号の説明】
【００２４】
１０  飲料水用の浄水用モジュール
１１  限外濾過膜モジュール
１２  圧力調整弁
２０  蛇口
【図１】
2014000489.tif 000002
【図２】
2014000489.tif 000003