(57)【要約】      （修正有）【課題】より確実に分離膜の性能を回復させることが可能な、分離膜の性能回復方法および装置、並びにその方法により処理された分離膜を提供する。【解決手段】運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄した後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を加圧通水することにより、分離膜の阻止性能を回復させる。多段式膜分離においては、前段から加圧通水し、前段および後段の分離膜モジュール群全体の阻止性能を回復させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を加圧通水し、分離膜の阻止性能を回復させることを特徴とする、分離膜の性能回復方法。
【請求項２】
１基の前段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された前段の分離膜モジュール群の中間濃縮水が、１基の後段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された後段の分離膜モジュール群に供給される、２段以上の多段式膜分離において、運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を前段から加圧通水し、前段および後段の分離膜モジュール群全体の阻止性能を回復させることを特徴とする、分離膜の性能回復方法。
【請求項３】
前記多段式膜分離において、前段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数が、その直後段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数よりも多いことを特徴とする、請求項２に記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項４】
前記分離膜として、逆浸透膜またはナノろ過膜を使用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項５】
前記分離膜として、スパイラル型膜エレメントを使用することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項６】
前記分離膜として、少なくとも芳香族ポリアミド系素材を含む膜を使用することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項７】
前記洗浄後の阻止性能が、500mg/L塩化ナトリウム水溶液の阻止率で、98％以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項８】
前記有機物質の平均分子量が、200〜5000であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項９】
前記有機物質として、タンニン酸を用いることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項１０】
前記タンニン酸として、加水分解型タンニンを用いることを特徴とする、請求項９に記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項１１】
前記タンニン酸として、五倍子を原料として作られたものを用いることを特徴とする、請求項９または１０に記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項１２】
前記加圧通水時の透過流束は、0.3〜5.0m/dayの範囲とすることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の分離膜の性能回復方法により処理された分離膜。
【請求項１４】
運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄する手段と、該手段による洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を加圧通水する手段を有することを特徴とする、分離膜の性能回復装置。
【請求項１５】
１基の前段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された前段の分離膜モジュール群と、該前段の中間濃縮水が供給される、１基の後段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された後段の分離膜モジュール群とを有する、２段以上の多段式膜分離装置に、運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄する手段と、該手段による洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を加圧通水する手段とを設けたことを特徴とする、分離膜の性能回復装置。
【請求項１６】
前記多段式膜分離装置において、前段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数が、その直後段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数よりも多いことを特徴とする、請求項１５に記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項１７】
前記分離膜が、逆浸透膜またはナノろ過膜からなることを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれかに記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項１８】
前記分離膜として、スパイラル型膜エレメントが使用されていることを特徴とする、請求項１４〜１７のいずれかに記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項１９】
前記分離膜として、少なくとも芳香族ポリアミド系素材を含む膜が使用されていることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれかに記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項２０】
前記洗浄後の阻止性能が、500mg/L塩化ナトリウム水溶液の阻止率で、98％以下であることを特徴とする、請求項１４〜１９のいずれかに記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項２１】
前記有機物質の平均分子量が、200〜5000であることを特徴とする、請求項１４〜２０のいずれかに記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項２２】
前記有機物質として、タンニン酸が用いられることを特徴とする、請求項１４〜２１のいずれかに記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項２３】
前記タンニン酸として、加水分解型タンニンが用いられることを特徴とする、請求項２２に記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項２４】
前記タンニン酸として、五倍子を原料として作られたものが用いられることを特徴とする、請求項２２または２３に記載の分離膜の性能回復装置。
【請求項２５】
前記加圧通水する手段による加圧通水時の透過流束が、0.3〜5.0m/dayの範囲とされていることを特徴とする、請求項１４〜２４のいずれかに記載の分離膜の性能回復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化した分離膜、特に逆浸透膜（以下、ＲＯ膜と呼ぶこともある。）またはナノろ過膜（以下、ＮＦ膜と呼ぶこともある。）に性能回復処理を施し、膜の長寿命化を実現する処理に関する方法および装置並びにその方法により処理された分離膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水の淡水化や超純水、各種製造プロセス用水を得る方法として、例えばＲＯ膜やＮＦ膜を分離膜とするモジュールを用い、原水中からイオン成分や低分子成分を分離する方法が知られている。以前と比較すると、ＲＯ膜やＮＦ膜の性能は格段に向上しており、高阻止性能・低圧力運転が可能な膜も使われている。特にポリアミド系素材の膜の出現により、性能は格段に向上した。
【０００３】
しかし、現在主流の膜はいわゆるプラスチック製品であり、経時的に膜は劣化し、阻止性能が低下してくる。特に、原水中に次亜塩素酸ナトリウムをはじめとする酸化性の物質が含まれる場合や、原水のORPが高い場合、膜の劣化速度は早まり、寿命を短くする原因となっている。酸化劣化に比較的強い、ピペラジンアミド系の膜もあるが、性能が十分ではない。
【０００４】
特許文献１には、有機物によって汚染された膜を、粉末活性炭を含む洗浄液と接触後に水溶性高分子と接触させて膜の性能を回復させる処理が提案されている。しかしこの方法では、洗浄効果が不十分である上に、有機物のみしか洗浄されず、無機物やスライム等が汚染物質として残ってしまい、性能の回復は不十分であった。
【０００５】
また、特許文献２には、直列配置のＲＯ膜装置において、性能低下した後段のＲＯ膜にのみ補修剤を添加し、後段の性能を回復させる方法が提案されている。しかし、現実には前段のＲＯ膜も性能低下する場合が多く、この方法では装置全体の最適な性能を発揮、維持する上では不十分であったし、洗浄を行なわずに補修処理を実施しても、その効果が十分に現れない場合があった。
【特許文献１】特開昭58-109106号公報
【特許文献２】特開2001-149759号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる現状の技術レベルに対し、本発明の課題は、より確実に分離膜の性能を回復させることが可能な、分離膜の性能回復方法および装置、並びにその方法により処理された分離膜を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述のような現状の技術レベルに対し、本発明者らは鋭意検討を行なった結果、（１）ポリフェノールを含む有機物質を含む水による性能回復処理の前に、酸・アルカリを用いた洗浄を十分に行なうことにより、性能回復効果が大きくなること、（２）特に多段の膜分離膜に適用すると、より効果的であること、（３）洗浄後の性能が特定の範囲にある場合に、性能回復効果がさらに大きくなること、などを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明に係る分離膜の性能回復方法は、運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を加圧通水し、分離膜の阻止性能を回復させることを特徴とする方法からなる。酸・アルカリで洗浄後に所定の処理を施すことによって、阻止性能回復効果が高くなる。ここで言う劣化とは、特に限定されないが、特に化学劣化、中でも酸化劣化のことを指している。特に好適には、２ＭＰａ以下の運転圧で発生する化学変化による劣化を起こした分離膜に対する性能回復方法である。
【０００９】
また、本発明に係る分離膜の性能回復方法は、１基の前段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された前段の分離膜モジュール群の中間濃縮水が、１基の後段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された後段の分離膜モジュール群に供給される、２段以上の多段式膜分離において、運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を前段から加圧通水し、前段および後段の分離膜モジュール群全体の阻止性能を回復させることを特徴とする方法からなる。多段配置の膜分離においては、後段の方が劣化しやすく、特に後段の性能回復が必要である。本方法によれば、前段から有機物質を流すことにより、前段の処理が行なわれた上で、濃縮された処理液が後段に供給されるため、より高濃度の処理液によって後段が処理されることになり、劣化の大きい後段が効果的に処理される。
【００１０】
上記多段式膜分離においては、前段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数が、その直後段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数よりも多いことが好ましい。後段の方が本数が少ないことで、処理液が十分に濃縮され、後段がより効果的に処理できる。バンクとは膜処理装置において、同一段に並列に配列されたモジュールの集合体を言う。
【００１１】
本発明に係る分離膜の性能回復方法においては、上記分離膜として、逆浸透膜またはナノろ過膜を使用することが好ましい。これにより、例えば、膜の塩類阻止性能、シリカやホウ素等の非解離成分阻止性能、有機成分阻止性能の回復が可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る分離膜の性能回復方法においては、前記分離膜として、スパイラル型膜エレメントを使用することが好ましい。スパイラル型膜エレメントは、コストも安く、汎用性も高いため、この構造の膜に対して性能回復処理ができる利点は大きい。
【００１３】
また、前記分離膜として、少なくとも芳香族ポリアミド系素材を含む膜を使用することが好ましい。好適な素材は、芳香族ポリアミド、好ましくは全芳香族ポリアミド、さらに好ましくは架橋全芳香族ポリアミドである。膜にポリアミド系素材を含む場合には、性能回復処理の効果がより大きくなる。
【００１４】
また、本発明に係る分離膜の性能回復方法においては、前記洗浄後の阻止性能が、500mg/L塩化ナトリウム水溶液の阻止率で、98％以下であることが好ましい。好適な阻止率の範囲は98％以下、好ましくは10％以上98％以下、さらに好ましくは50％以上98％以下、とくに好ましくは80％以上98％以下である。この阻止性能の膜に処理をすることによって、膜の塩類阻止性能、シリカやホウ素等の非解離成分阻止性能、有機成分阻止性能の大きな回復が可能となる。98％を超える膜では、処理の効果が低いし、そもそも十分な性能を持っているため、回復処理が不要なケースも多い。阻止率は、測定時の温度や透過流束によって異なるので、メーカーがその膜の性能を測定する標準的な条件を適用するか、スパイラル型膜エレメントの場合には、25℃、1.0m/dayの透過流束、を目安に測定を行なうのが良い。本明細書中で言う阻止率とは、特に断りのない限り、この方法で測定されたものを指している。
【００１５】
また、上記有機物質の平均分子量としては、200〜5000であることが好ましい。この有機物質の平均分子量は、より好ましくは200〜3000、さらに好ましくは200〜2000である。平均分子量が200未満だと、有機物質が膜を透過してしまう場合があるため効果が低い。一方、平均分子量が5000を超えると、膜のファウリングを引き起こして、透過流束の低下を招くのみで、阻止性能回復には寄与しない。
【００１６】
上記有機物質としては、とくに、タンニン酸を用いることが好ましい。すなわち、ポリフェノール類の中でもとりわけタンニン酸の効果が高く、この物質を用いるのが良い。
【００１７】
タンニン酸としては、とくに、加水分解型タンニンを用いることが好ましい。タンニン酸には加水分解型と縮合型があるが、とりわけ前者の方が効果が高い。
【００１８】
中でもとくに、上記タンニン酸として、五倍子を原料として作られたものを用いることが好ましい。五倍子から抽出されたタンニン酸（以下、五倍子タンニンと呼ぶこともある。）は、一般に平均分子量が約1700程度のものが多く、膜洗浄後の塩化ナトリウム水溶液の阻止率が、98％以下の性能を持つ逆浸透膜またはナノろ過膜の性能回復に好適である。この理由は必ずしも明らかではないが、劣化後のＲＯ膜やＮＦ膜を形成するポリマーの分子間隙と、五倍子タンニンのサイズがフィットしやすい大きさであり、大きな相互作用を持つこと、タンニンが持つ多くのヒドロキシル基と膜表面との親和性が良いこと、などと推察される。
【００１９】
上記加圧通水時の透過流束は、0.3〜5.0m/dayの範囲とすることが好ましい。より好ましい透過流束の範囲は、0.5〜3.0m/day、さらに好ましくは0.7〜2.0m/dayの範囲である。透過流束が 0.3m/day未満では、有機物質の吸着効果が低く、阻止性能の回復が見込めない。透過流束が5.0m/dayを超えると、ファウリングを起こす場合があり、好ましくない。
【００２０】
本発明は、上記のような分離膜の性能回復方法により処理された分離膜も提供する。
【００２１】
本発明に係る分離膜の性能回復装置は、運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄する手段と、該手段による洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を加圧通水する手段を有することを特徴とするものからなる。
【００２２】
また、本発明に係る分離膜の性能回復装置は、１基の前段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された前段の分離膜モジュール群と、該前段の中間濃縮水が供給される、１基の後段の分離膜モジュールまたは２基以上並列配置された後段の分離膜モジュール群とを有する、２段以上の多段式膜分離装置に、運転によって汚染・劣化し、阻止性能が低下した分離膜を、酸またはアルカリまたは両方で洗浄する手段と、該手段による洗浄後、ポリフェノールを含む有機物質を含む水を加圧通水する手段とを設けたことを特徴とするものからなる。
【００２３】
この多段式膜分離装置においては、前段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数が、その直後段の１バンクに含まれる膜エレメントの本数よりも多いことが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る分離膜の性能回復装置においても、上記分離膜は、逆浸透膜またはナノろ過膜からなることが好ましい。
【００２５】
また、上記分離膜として、スパイラル型膜エレメントが使用されていることが好ましい。
【００２６】
また、上記分離膜として、少なくとも芳香族ポリアミド系素材を含む膜が使用されていることが好ましい。
【００２７】
また、上記洗浄後の阻止性能として、500mg/L塩化ナトリウム水溶液の阻止率で、98％以下であることが好ましい。
【００２８】
また、上記有機物質の平均分子量が、200〜5000であることが好ましい。より好ましくは200〜3000、さらに好ましくは200〜2000の範囲である。
【００２９】
また、上記有機物質として、タンニン酸が用いられることが好ましい。タンニン酸としては、加水分解型タンニンが用いられることが好ましい。とくに、タンニン酸として、五倍子を原料として作られたものが用いられることが好ましい。
【００３０】
また、上記加圧通水する手段による加圧通水時の透過流束が、0.3〜5.0m/dayの範囲とされていることが好ましい。より好ましい透過流束の範囲は、0.5〜3.0m/day、さらに好ましくは0.7〜2.0m/dayの範囲である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、汚染・劣化後の分離膜の性能を、十分使用が可能なレベルまで回復させることができ、分離膜の長寿命化を実現できる。ランニングコストの低減にもつながり、産業上の利用価値は非常に大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明の望ましい実施の形態について説明する。但し、以下に説明する実施の形態は、本発明の実施態様の例を示すものであり、本発明の内容を制限するものではない。
【００３３】
本発明の第１の実施形態における分離膜の性能回復方法（分離膜モジュールの性能回復処理方法）を図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の分離膜の性能回復方法を実施する、膜処理装置の概略機器系統を示している（圧力計、流量計、弁などは適宜省略してある。）。図１において、１はタンク、２はポンプ、３は分離膜モジュール、４は圧力調節弁、５〜９はボール弁を、それぞれ示している。なお、分離膜モジュール３は、分離膜そのものである膜エレメント３１と、膜エレメント３１を格納するための耐圧容器であるベッセル３２からなる。
【００３４】
ベッセル３２内に汚染・劣化した膜エレメント３１を装填後、弁５を閉の状態でタンク１に水（純水が好ましい。）を十分量入れ、弁６、８、９を閉、弁５、７を開、弁４を適宜開として、ポンプ２を起動する。圧力がかからない状態でしばらく通水し、必要であればタンク１へ純水を補給しながら、分離膜モジュール３を水洗する。なお、本発明でいう圧力がかからない状態とは、透過水が得られないほどの低圧の状態をいう。
【００３５】
次にポンプ２停止後、弁5を閉として、タンク１に洗浄用薬品を所定濃度で調製する。弁７、８、９を閉、弁５、６を開、弁４を適宜開として、ポンプ２を起動する。圧力がかからない状態でしばらく通水した後、温度の上昇を防ぐため、ポンプ２を停止する。最後にポンプ２を再起動し、しばらく通水する。洗浄用薬品として、酸・アルカリ両方を用いる場合には、間で水洗をして、この洗浄操作を繰り返す。また、全ての洗浄終了後にも水洗を行なう。
【００３６】
洗浄・水洗後、弁５を閉として、タンク１に水（純水が好ましい。）を所定量入れ、性能回復薬品である有機物質を所定量加えて、十分に溶解する。酸を添加する場合は、同時に加え、所定のｐＨとなるように調整する。弁７、９を閉、弁５、６、８を開、弁４を所定の圧力になるように開として、ポンプ２を起動する。処理中にｐＨの測定を行ない、変動する場合には、適宜酸を加えて調整する。
【００３７】
所定時間経過後、ポンプ２を停止し、弁９を開けてタンク１内の薬液を排出する。水（純水が好ましい。）でタンク１を水洗後、弁９を閉として水（純水が好ましい。）を貯留する。弁６、８、９を閉、弁５、７を開、弁４を適宜開として、ポンプ２を起動する。圧力がかからない状態でしばらく通水し、必要であればタンク１へ純水を補給しながら、分離膜モジュール３を水洗する。また弁６も開として、循環ラインの水洗も適宜行なう。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態における分離膜モジュールの性能回復処理方法を図２を参照して説明する。図２は本実施形態の処理方法を実施する、多段式（本形態は２段式）膜処理装置の概略機器系統図である（圧力計、流量計、弁などは適宜省略してある）。１はタンク、２はポンプ、３ａ〜３ｃは分離膜モジュール、４ａ〜４ｃは圧力調節弁、５〜９はボール弁を示している。なお、分離膜モジュール３ａ〜３ｃは、分離膜そのものである膜エレメント３１ａ〜３１ｃと、膜エレメントを格納するための耐圧容器であるベッセル３２ａ〜３２ｃからなる。
【００３９】
ベッセル３２ａ〜３２ｃ内に汚染・劣化した膜エレメント３１ａ〜３１ｃを装填後、弁５を閉の状態でタンク１に水（純水が好ましい。）を十分量入れ、弁６、８、９を閉、弁５、７を開、弁４ａ〜４ｃを適宜開として、ポンプ２を起動する。圧力がかからない状態でしばらく通水し、必要であればタンク１へ純水を補給しながら、分離膜モジュール３ａ〜３ｃを水洗する。
【００４０】
次にポンプ２停止後、弁５を閉として、タンク１に洗浄用薬品を所定濃度で調製する。弁７、８、９を閉、弁５、６を開、弁４ａ〜４ｃを適宜開として、ポンプ２を起動する。圧力がかからない状態でしばらく通水した後、温度の上昇を防ぐため、ポンプ２を停止する。最後にポンプ２を再起動し、しばらく通水する。洗浄用薬品として、酸・アルカリ両方を用いる場合には、間で水洗をして、この洗浄操作を繰り返す。また、全ての洗浄終了後にも水洗を行なう。
【００４１】
洗浄・水洗後、弁５を閉として、タンク１に水（純水が好ましい。）を所定量入れ、性能回復薬品である有機物質を所定量加えて、十分に溶解する。酸を添加する場合は、同時に加え、所定のｐＨとなるように調整する。弁７、９を閉、弁５、６、８を開、弁４ａ〜４ｃを所定の圧力になるように開として、ポンプ２を起動する。処理中にｐＨの測定を行ない、変動する場合には、適宜酸を加えて調整する。
【００４２】
所定時間経過後、ポンプ２を停止し、弁９を開けてタンク１内の薬液を排出する。水（純水が好ましい。）でタンク１を水洗後、弁９を閉として水（純水が好ましい。）を貯留する。弁６、８、９を閉、弁５、７を開、弁４ａ〜４ｃを適宜開として、ポンプ２を起動する。圧力がかからない状態でしばらく通水し、必要であればタンク１へ純水を補給しながら、分離膜モジュール３ａ〜３ｃを水洗する。また弁６も開として、循環ラインの水洗も適宜行なう。
【００４３】
この第１の形態、第２の形態では、汚染・劣化した膜エレメントを、使用していた装置と別の装置にて処理する方法を示したが、実際に使われている現場にて、タンク１として原水タンクを用いて、インラインで処理を行なってもよい。そうすることで、エレメントの取り出し、再充填等の手間がなく、簡易にできて良い。また、２段式の分離膜装置に限らず、３段以上の分離膜装置に適用してもよく、各段におけるエレメントやモジュールの数も任意に設定することができる。
【００４４】
性能回復処理後の水洗操作は、性能回復処理後できるだけ早急に行なうのが良い。性能回復処理後、長期間分離膜と性能回復薬品が接触した状態が続くと、処理の効果が現れないばかりか、透過水量の大幅な減少を招いてしまう。この原因は必ずしも明らかではないが、膜表面への有機物質の吸着が極度に進行し、ファウリング物質になるためと推定される。したがって、少なくとも24時間以内に水洗操作を行なうことが好ましい。第２の形態においては、全ての膜エレメントに性能回復処理を施す例を示したが、一部の膜エレメントに処理をしたい場合は、処理したい膜エレメント以外の透過水弁を閉とすれば良い。このようにすることで、処理したい膜エレメントのみに加圧通水され、目的とする膜エレメントのみが処理される。
【００４５】
性能回復処理後の分離膜は、水処理装置全体のシステム中で用いることができる。例えば、原水を凝集沈殿、砂ろ過、膜ろ過等の方法で除濁処理後、改質処理をした分離膜を用いたり、後段に電気再生式脱塩装置（ＥＤＩ）を用いたりすることもできる。
【００４６】
性能回復薬品である有機物質の濃度は、特に限定されないが、50〜500mg/L、好ましくは80〜200mg/Lであることが、効率良い処理をするために好ましい。50mg/L未満では処理の効果が低く、500mg/Lを超えるとファウリングを起こす場合があり、好ましくない。
【００４７】
処理時間は、特に限定されないが、５分〜24時間、好ましくは10分〜６時間であることが、効率の良い処理をするために好ましい。５分未満では処理の効果が薄く、24時間を超えるとファウリングを起こす場合があり、好ましくない。
【００４８】
処理前後で、処理の効果を確認する方法としては、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムなどの電解質水溶液を用いて、塩類の阻止性能を評価する他、シリカ(ケイ酸ナトリウム)やアルコール類等のTOC成分の阻止性能を評価することが好ましい。通常、ＲＯ膜やＮＦ膜の性能評価は電解質水溶液を用いることが多いが、性能回復処理によって、非電解質成分の阻止性能も回復するため、シリカやＴＯＣの阻止性能を、塩類阻止性能と合わせて、性能回復の指標として用いるのが良い。
【００４９】
本発明で言うポリフェノールとは、複数の水酸基が結合した芳香族化合物を総称した、一般的なポリフェノール類のことを指す。ポリフェノールとしては、例えば、アントシアニン、カテキン、タンニン、ルチン、ケルセチン、イソフラボン、フラボノイド、フミン類、フルボ酸、などが挙げられるが、特に限定はされない。
【００５０】
タンニンはタンニン酸、タンニン類とも呼ばれ、混同して用いられるが、本明細書中では全て同義で用いている。また、五倍子タンニンのことをガロタンニンと呼ぶこともある。なお五倍子とは、ヌルデ属植物の虫コブのことである。
【００５１】
タンニン酸には、加水分解型と縮合型がある。前者の原料の例としては、五倍子、没食子、チェストナット(Chestnut)、オーク(Oak Wood)、ユーカリプタス(Eucalyptus)、ディビディビ(Divi-Divi)、タラ(Tara)、スマック(Sumac)、ミラボラム(Myrabolam)、アルガロビア(Algarobilla)、バロニア(Valonea)、胡桃、栗、木苺、グミ、ザクロ、アカメガシワ、ウルシ科、サンシュユ、ゲンノショウコ、などが挙げられる。後者の原料の例としては、ケプラチョ(Quebracho)、ビルマカッチ(Burma Cutch)、ワットル(Wattle)、ミモザ(Mimosa)、スプルース(Spruse)、ヘムロック(Hemlock)、マングローブ(Mangrove)、カシワ樹皮(Oak bark)、アバラム、ガンビア(Gambier)、茶、柿渋、ユキノシタ、ブドウ、リンゴ、蓮根、コーヒー、しそ、ボケ、椿、ローズマリー、パセリ、サルビアの花、ヒマワリ、などが挙げられる。なお、加水分解型はピロガロール型(Hydrolyzable Tannin)、縮合型はカテコール型(Condensel Tannin)とも呼ばれる。
【００５２】
前記洗浄に用いる酸としては、特に限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸などが挙げられる。また、洗浄に用いるアルカリとしては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどが挙げられる。酸はｐＨ＝１〜３で、アルカリはｐＨ＝１０〜１３の範囲で用いることが、高い洗浄効果を得るために好ましい。酸・アルカリ両方で洗浄する場合は、先に酸洗浄を行なうことが良い。これは、金属類が残留した状態でアルカリ洗浄を行なった場合、スケールの発生や加水分解の促進が懸念されるためである。
【００５３】
前記有機物質を含む水に酸を添加し、ｐＨを１〜５としてもよい。ｐＨをこの範囲にコントロールすることにより、有機物質の沈殿を防ぎ、性能回復を適切に実施することができる。酸としては、特に限定されないが、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、クエン酸、シュウ酸、カルボン酸、などを用いることができ、特にクエン酸は入手が容易で、毒性も低いことから用いやすく、操作性が良い。
【００５４】
前記実施の形態では、洗浄・性能回復処理にその処理専用の装置を用いる例を示したが、実際の装置に装着した状態で、装置の原水タンクや高圧ポンプ、薬品洗浄ライン等を用いて処理を行なってもよい。
【実施例】
【００５５】
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【００５６】
実施例１
運転によって汚染・劣化した膜を、0.2wt%のシュウ酸水溶液およびpH=11の水酸化ナトリウム水溶液にてそれぞれ6hrずつ洗浄後、五倍子タンニンを用いて、図１に示す装置にて、前記方法（第１の形態）により性能回復処理を行なった。膜は日東電工社製ES-10-D4を用いた。薬液濃度は100mg/L、さらにクエン酸を添加し、pH=2.2とした。処理時間は１時間、処理時の透過流束は、1.0m/dayとした。
【００５７】
実施例２
運転によって汚染・劣化した膜３本を、0.2wt%のシュウ酸水溶液およびpH=11の水酸化ナトリウム水溶液にてそれぞれ6hrずつ洗浄後、五倍子タンニンを用いて、図２に示す装置にて、前記方法（第２の形態）により性能回復処理を行なった。膜は日東電工社製ES-10-D4を用いた。薬液濃度は100mg/L、さらにクエン酸を添加し、pH=2.2とした。処理時間は１時間、処理時の透過流束は、1.0m/dayとした。
【００５８】
比較例１
実施例１において、酸・アルカリによる洗浄を行なわずに性能回復処理を行なった以外は、実施例１と同様の方法にて処理を行なった。
【００５９】
比較例２
実施例２において、酸・アルカリによる洗浄を行なわずに性能回復処理を行なった以外は、実施例２と同様の方法にて処理を行なった。
【００６０】
上記処置後、それぞれの膜のNaCl透過率(透塩率)、Ca2+透過率、シリカ透過率、イソプロピルアルコール(IPA)透過率を測定し、性能評価を行なった。なお、透塩率は導電率にて、IPA透過率はTOCにて評価した。性能評価時の透過流束は、1.0m/dayとした。結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2006224049.tif 000002
【００６２】
洗浄を行なわずに性能回復処理を施した比較例１では、若干の性能回復があったものの、全く不十分であった。一方、洗浄後に性能回復処理を施した実施例１では、大幅な性能回復効果が見られた。多段配置の膜分離装置においても、洗浄を行なわずに性能回復処理を施した比較例２では、若干の性能回復があったものの、全く不十分であった。一方、洗浄後に性能回復処理を施した実施例２では、大幅な性能回復効果が見られた。これらの事実により、性能回復処理前の薬品洗浄は、好適な処理のためには必須であると言える。さらに、性能低下が大きかった２段目のエレメントは、濃縮された処理液が後段に供給されたためと推定される効果により、前段と同等レベルまで性能が回復した。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る分離膜の性能回復方法および装置は、とくに逆浸透膜やナノろ過膜の性能を向上させるための分離膜の性能回復に好適なものであり、中でも、多段処理における、後段、装置全体の分離膜の性能回復に好適なものである。性能回復された分離膜により、地下水や井戸水、河川水、湖水、雨水、工業用水、水道水、ゴミ浸出水、下排水処理水、各種工程回収水などの原水の処理効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る分離膜の性能回復方法を実施するための膜分離装置の概略機器系統図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る分離膜の性能回復方法を実施するための膜分離装置の概略機器系統図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  タンク
２  ポンプ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ  分離膜モジュール
４、４ａ、４ｂ、４ｃ  圧力調節弁
５、６、７、８、９  ボール弁
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  分離膜としての膜エレメント
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  耐圧容器としてのベッセル
【図１】
2006224049.tif 000003
【図２】
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