(57)【要約】【課題】逆浸透膜を収容した容器内へ外部から気体が流入したかどうかを検知することが可能な逆浸透膜モジュールを提供する。【解決手段】逆浸透膜モジュール１０は、密閉可能に構成され、逆浸透膜１２を収容する空間２１を有する容器２０と、容器２０内のゲージ圧を−５ｋＰａ〜−３０ｋＰａの範囲に維持する減圧手段４０と、容器２０内の圧力を検出する圧力検出器５０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉可能に構成され、逆浸透膜を収容する空間を有する容器と、
前記容器内のゲージ圧を−５ｋＰａ〜−３０ｋＰａの範囲に維持する減圧手段と、
前記容器内の圧力を検出する圧力検出器と、を有する、逆浸透膜モジュール。
【請求項２】
前記容器内のゲージ圧が−５ｋＰａ〜−３０ｋＰａの範囲外になったときに報知する報知器を有する、請求項１に記載の逆浸透膜モジュール。
【請求項３】
前記減圧手段は、前記容器内の気体を吸引する気体吸引手段と、前記気体吸引手段から前記容器への気体の逆流を防止する気体逆止弁と、を含む、請求項１又は２に記載の逆浸透膜モジュール。
【請求項４】
前記容器に収容された逆浸透膜と、
前記容器内に液体を流入させる流入管と、
前記逆浸透膜を透過した液体が流入する集液管と、
前記集液管と連通し、前記集液管に流入した液体を前記容器から流出させる第１の流出管と、
前記集液管に流入しない液体を前記容器から流出させる第２の流出管と、を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の逆浸透膜モジュール。
【請求項５】
容器内に乾燥処理された逆浸透膜を収容し、前記逆浸透膜を収容した空間を密閉するステップと、
前記逆浸透膜を収容した前記容器内のゲージ圧を−５ｋＰａ〜−３０ｋＰａの範囲に維持するステップと、
前記容器内の圧力を検出するステップと、を有する、逆浸透膜の保管方法。
【請求項６】
前記容器内のゲージ圧が−５ｋＰａ〜−３０ｋＰａの範囲外になったときに報知するステップを有する、請求項５に記載の逆浸透膜の保管方法。
【請求項７】
少なくとも前記逆浸透膜の不使用時に、常時又は所定の時間間隔で、前記容器内の圧力を検出する、請求項５又は６に記載の逆浸透膜の保管方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜の保管方法、及び当該保管方法を実現可能な逆浸透膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜は、海水を淡水化するため及び純水を製造するため等に用いられている。逆浸透膜は、液体が通水されるモジュール内に収納された状態で使用される。逆浸透膜の性能の低下を防止するため、逆浸透膜は不使用時に湿潤状態で保管されることがある。ところが、湿潤状態では、逆浸透膜の表面又はモジュール内に菌が繁殖し、却って逆浸透膜の性能が低下する虞がある。
【０００３】
特許文献１，２は、逆浸透膜などの分離膜の性能の低下を防止するため、分離膜を保存液中で保存することを開示している。保存液としては、ホルムアルデヒド、次亜塩素酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、安息香酸、安息香酸塩又は過酸化水素等の成分（薬剤）を含む溶液がある。
【０００４】
特許文献３は、半透膜の性能の低下を防止するため、半透膜を多価アルコールで処理した後、５℃〜７０℃の温度で乾燥することを開示している。乾燥された半透膜は、長期間乾燥状態で保管される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１５７８５０号公報
【特許文献２】特開２００７−６３２２２号公報
【特許文献３】特開昭５８−１５６３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
逆浸透膜を保存液中で保存する場合、保存液中の薬剤の有効成分が時間の経過とともに失活する。薬剤が失活すると、逆浸透膜の表面又はモジュール内に菌が繁殖し、それにより逆浸透膜の性能が低下する虞がある。
【０００７】
逆浸透膜を乾燥状態で保管する場合、逆浸透膜は、不使用時であっても周囲の環境によって湿潤状態になることがある。例えば、乾燥した逆浸透膜は容器内で保管されるが、この容器に外部から空気が流入すると、空気中の水分により逆浸透膜が湿潤状態になる。一度湿潤状態になった後に逆浸透膜を再度乾燥すると、逆浸透膜の性能が低下する虞がある。また、逆浸透膜が湿潤状態になると、逆浸透膜の表面又はモジュール内に菌が繁殖する虞もある。
【０００８】
したがって、改良された逆浸透膜の保管方法、及び当該保管方法を実現可能な逆浸透膜モジュールを提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一形態における逆浸透膜モジュールは、密閉可能に構成され、逆浸透膜を収容する空間を有する容器と、容器内のゲージ圧を−５ｋＰａ〜−３０ｋＰａの範囲に維持する減圧手段と、容器内の圧力を検出する圧力検出器と、を有する。
【００１０】
一形態における分離膜の保管方法は、容器内に逆浸透膜を収容し、逆浸透膜を収容した空間を密閉するステップと、逆浸透膜を収容した容器内のゲージ圧を−５ｋＰａ〜−３０ｋＰａの範囲に維持するステップと、容器内の圧力を検出するステップと、を有する。
なお、本明細書において、「逆浸透膜」は、広義に解されるべきであり、いわゆる「ナノ濾過膜」をも含むものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、容器内を減圧し、かつ容器内の圧力を検出することで、逆浸透膜を収容した容器内へ外部から気体が流入したかどうかを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る逆浸透膜モジュールの概略構成を示す模式図である。
【図２】一実施形態に係る逆浸透膜の保管方法のフローチャートである。
【図３】第２の実施形態に係る逆浸透膜モジュールの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、第１の実施形態に係る逆浸透膜モジュールの概略構成を示している。逆浸透膜モジュール１０は、逆浸透膜１２を収容する空間２１を有する容器２０を備えている。なお、図１では、容器２０の内部構成がわかるように、容器２０は透視的に描かれている。
【００１５】
容器２０は、筒状のベッセルから構成されていてよい。容器２０は、流入管２２、第１の流出管２４及び第２の流出管２６を有していてよい。逆浸透膜１２は、集液管２８の外周面に巻回されていてよい。集液管２８の、逆浸透膜１２が巻かれている部分には、開口が形成されている。逆浸透膜１２を透過した液体は、この開口を通って集液管２８内に流入する。本実施形態では、逆浸透膜モジュールは３つの逆浸透膜１２を備える。逆浸透膜１２が巻かれている集液管２８は、コネクタ２９を介して、それに隣接する逆浸透膜１２が巻かれている集液管２８と連通している。さらに、最も下流側の集液管２８（図１では最も右側の集液管）は、第１の流出管２４と連通している。
【００１６】
流入管２２は、容器２０内に液体（原水）を流入させる。容器２０内で逆浸透膜１２を透過した液体は、集液管２８内に流入する。集液管２８に流入した液体は、第１の流出管２４を通って容器２０の外部へ流出する。集液管２８に流入しない液体は、第２の流出管２６を通って容器２０の外部へ流出する。
【００１７】
図１に示す逆浸透膜モジュール１０では、容器２０は３つの逆浸透膜１２を収容している。集液管２８は一方向に長く延びており、各々の逆浸透膜１２は各々の集液管２８に巻かれている。この例に限らず、容器２０は、少なくも１つの逆浸透膜１２を収容可能に構成されていればよい。なお、容器２０に収容される逆浸透膜１２は、乾燥処理された状態のものであることが好ましい。
【００１８】
流入管２２、第１の流出管２４及び第２の流出管２６には、それぞれバルブ３２，３４，３６が設けられている。バルブ３２，３４，３６をすべて閉じることによって、容器２０内の空間２１は密閉された状態に維持される。
【００１９】
逆浸透膜モジュール１０は、逆浸透膜を収容した容器２０内の気圧を減少させる減圧手段４０と、容器２０内の圧力（気圧）を検出する圧力検出器５０と、を有する。減圧手段４０は、容器２０内を減圧することができる限り、任意の構成を有していてよい。一例として、減圧手段４０は、図１に示すように、容器２０内の気体を吸引する気体吸引手段４２と、気体吸引手段４２から容器２０への気体の逆流を防止する気体逆止弁４４と、を有していてよい。気体吸引手段４２の一例として、空気吸引ポンプを挙げることができる。バルブ３２，３４，３６をすべて閉じた状態で、容器２０内の気体を吸引することで、容器２０内を減圧することができる。
【００２０】
図１に示す例では、減圧手段４０は、容器２０とバルブ３６の間で、第２の流出管２６に接続されている。これに代えて、減圧手段４０は、流入管２２又は第１の流出管２４に接続されていてもよい。減圧手段４０は、容器２０内を減圧することができる限り、任意の位置に設けられていてよい。
【００２１】
圧力検出器５０は、容器２０内の圧力を検出することができる限り、任意の位置に設けられていてよい。圧力検出器５０は、少なくとも逆浸透膜モジュールの不使用時に、容器２０内の圧力を、常時又は所定の時間間隔で検出することが好ましい。ここで、逆浸透膜モジュール１０の不使用時には、容器２０内に液体は導入されておらず、かつバルブ３２，３４，３６は閉じられた状態になっている。
【００２２】
逆浸透膜モジュール１０は、容器２０内の圧力値の異常を報知する報知器５２を有していることが好ましい。報知器５２は、音を発するブザー、光を発するランプ又はその両方を含んでいてよい。また、報知器５２は、逆浸透膜モジュール１０から離れた位置にある監視センタに異常を知らせるため、異常信号の電波を発する無線装置を有していてもよい。
【００２３】
逆浸透膜モジュール１０の使用中、つまり水処理中に、バルブ３２，３４，３６は開いた状態にされる。原水は、流入管２２を通って容器２０内に導入される。容器２０内に導入された液体のうちの一部は、逆浸透膜１２を透過し、集液管２８内に流入する。集液管２８内に流入した液体は、第１の流出管２４を通って外部へ排出される。容器２０内に流入した液体のうちの他の一部（濃縮水又は濁質排水）は、集液管２８内に流入することなく、第２の流出管２６を通って外部へ排出される。
【００２４】
次に、逆浸透膜の保管方法の一例について図２を参照して説明する。まず、逆浸透膜１２を逆浸透膜モジュール１０の容器２０内に収容し、逆浸透膜１２を収容した空間２１を密閉した状態にする（ステップＳ１）。容器２０内に収容する逆浸透膜１２は、乾燥処理した膜であることが好ましい。また、必要に応じて、乾燥処理の前に多価アルコールで処理された膜であってもよい。予め乾燥処理された市販されている逆浸透膜としては、ＧＥ社製：ＨＷＳＲＯ８０４０ＲＥ、又はウンジンケミカル社製ＲＥ８０４０−ＳＨＮ等が挙げられる。逆浸透膜１２を容器２０内に収容するとき、逆浸透膜モジュール１０のバルブ３２，３４，３６はすべて閉じた状態にしておく。
【００２５】
次に、逆浸透膜１２を収容した空間２１を密閉した状態で、容器２０内を減圧状態にする（ステップＳ２）。容器２０内の減圧は、減圧手段４０により行うことができる。逆浸透膜１２の保管中、容器２０内のゲージ圧は、−３０ｋＰａ〜−５ｋＰａの範囲にされることが好ましい。逆浸透膜１２の耐圧という観点から、容器２０内のゲージ圧の下限は−３０ｋＰａであることが好ましい。また、逆浸透膜１２の乾燥状態を維持するという観点から、容器２０内のゲージ圧は−５ｋＰａ以下にされることが好ましい。
【００２６】
次に、容器２０内の圧力（気圧）を検出する（ステップＳ３）。容器２０内の圧力は常時又は所定の時間間隔で検出することが好ましい。容器２０内の圧力は、圧力検出器５０により検出することができる。さらに、この保管方法は、容器２０内のゲージ圧が所定の範囲外、ここでは−３０ｋＰａ〜−５ｋＰａの範囲外になったときに、報知するステップを有していてもよい。
【００２７】
減圧した容器２０内の気圧の増加は、外部から容器２０内への空気の流入を意味する。容器２０内へ空気が流入すると、空気中の水分により逆浸透膜１２が湿潤状態になってしまう。上記方法では、容器２０内を減圧し、かつ容器２０内の圧力を検出することにより、外部から容器２０内への空気の流入を検知することができる。
【００２８】
容器２０内の圧力を大気圧にした場合、外部から容器内へ気体が流入したとしても、容器２０内の圧力は大気圧に維持されたままになる。したがって、容器２０内の圧力が大気圧である場合、容器２０が確実に密閉されているかどうかを判断することができない。そのため、容器２０内を減圧状態にすることが好ましい。また、容器２０内の減圧が維持されているかどうかを圧力検出器５０で確実に検出できるようにするため、容器２０内のゲージ圧の上限値は−５ｋＰａであることが好ましい。
【００２９】
また、容器２０内のゲージ圧が所定の範囲外になったときに報知することで、逆浸透膜１２を保管する空間２１が不適切な状態になったことを、ユーザ又は監視員に知らせることができる。これにより、逆浸透膜１２が空気中の水分より湿潤状態になる前に、ユーザ又は監視員は、何らかの対策をとることができる。
【００３０】
この逆浸透膜の保管方法は、逆浸透膜の製造時から逆浸透膜を初めて使用する前までの間に実行されることが好ましい。また、この逆浸透膜の保管方法は、上記の逆浸透膜モジュール１０を用いて実施することができる。この場合、逆浸透膜モジュールの容器２０内に未使用の逆浸透膜１２を入れた状態で、逆浸透膜１２を乾燥状態で長期間保管することができるという利点がある。
【００３１】
また、場合によっては、容器２０内のゲージ圧が所定の範囲外になったときに、容器２０内のゲージ圧を当該所定の範囲内にするように減圧手段４０を自動制御してもよい。このような自動制御は、圧力検出器５０の検出信号を、減圧手段４０を制御する制御手段にフィードバックすることにより実現可能である。
【００３２】
本実施形態では、逆浸透膜モジュール１０を用いて逆浸透膜１２を保管する方法について説明した。しかしながら、本発明の逆浸透膜の保管方法は、逆浸透膜モジュール１０の容器２０に限らず、内部空間を密閉可能な任意の容器を用いて実施することができる。
【００３３】
次に、図３を参照して第２の実施形態に係る逆浸透膜モジュールについて説明する。第２の実施形態に係る逆浸透膜モジュール６０は、逆浸透膜１２を収容する空間２１を有する複数の容器２０を備えている。なお、図３では、容器２０の内部構成がわかるように、容器２０は透視的に描かれている。各容器２０の構成は、第１の実施形態に係る逆浸透膜モジュールの容器の構成と同様である。
【００３４】
容器２０内に液体を流入する流入管２２は、分岐路２２ａ〜２２ｄを有し、分岐路２２ａ〜２２ｄを介して各容器２０に連通している。第１の流出管２４は、分岐路２４ａ〜２４ｄを有している。第１の流出管２４の分岐路２４ａ〜２４ｄは、それぞれ、各容器２０内の下流側の逆浸透膜１２が巻かれている集液管２８と連通している。第２の流出管２６は、分岐路２６ａ〜２６ｄを有している。第２の流出管２６の分岐路２６ａ〜２６ｄは、それぞれ各容器２０と接続されている。このように、逆浸透膜モジュール６０の各容器２０は、並列に接続されている。
【００３５】
逆浸透膜モジュール６０は、複数の容器２０に対して共通の減圧手段４０、共通の圧力検出器５０及び共通の報知器５２を有していてよい。バルブ３２，３４，３６をすべて閉じた状態において、各容器２０内の空間は繋がっている。したがって、共通の減圧手段４０により、各容器２０内の空間を減圧することができる。同様に、共通の圧力検出器５０により、各容器２０内の圧力を検出することができる。
【００３６】
第２の実施形態に係る逆浸透膜モジュール６０では、逆浸透膜１２を収容する容器２０ごとに減圧手段４０、圧力検出器５０及び報知器５２が設けられる必要がないという利点がある。
【００３７】
（実施例１）
多価アルコール処理及び乾燥処理された状態で市販されている逆浸透膜（ＧＥ社製：ＨＷＳＲＯ８０４０ＲＥ）を５ｃｍ×５ｃｍのサイズに裁断した平膜状のサンプルを準備した。このサンプルを、ステンレス製の密閉容器内に収容した。空気吸引ポンプを用いて、密閉容器内のゲージ圧を−１５ｋＰａに維持した。
【００３８】
まず、この密閉容器を温度４０℃かつ湿度８０％の空間内に１時間放置した。その後、密閉容器を設置した空間内の温度を５℃にし、その状態で１時間放置した。その後、再び、この密閉容器を設置した空間の温度を４０℃にした状態で１時間放置した。このようなサイクルを３００回繰り返した。
【００３９】
その後、密閉容器からサンプルを取り出し、含水率測定器（Ａ＆Ｄ社製：Moisture Analyzer）を用いて、逆浸透膜の含水率を計測した。ここで、サンプルの重量を「Ｗ０」、含水率測定器内で乾燥した後のサンプルの重量を「Ｗ」とすると、含水率は、「（Ｗ０−Ｗ）／Ｗ０×１００％」によって定義される。
【００４０】
（実施例２）
実施例１と同様のサンプルを用いて、実施例１と同様の実験を実施した。ただし、実施例２では、密閉容器内のゲージ圧を−５ｋＰａに維持した。それ以外の実験条件は、実施例１と同様である。
【００４１】
（比較例１）
実施例１と同様のサンプルを用いて、実施例１と同様の実験を実施した。ただし、比較例１では、密閉容器内のゲージ圧を−１ｋＰａに維持した。それ以外の実験条件は、実施例１と同様である。
【００４２】
（比較例２）
実施例１と同様のサンプルを用いて、実施例１と同様の実験を実施した。ただし、比較例２では、ステンレス製の容器は、密閉されておらず、開放した状態になっている。よって、比較例２では、容器内のゲージ圧は０ＫＰａである。それ以外の実験条件は、実施例１と同様である。
【００４３】
以下の表１は、新品の状態の逆浸透膜の含水率と、上記試験後の実施例に係る逆浸透膜の含水率と、上記試験後の比較例に係る逆浸透膜の含水率と、を示している。また、表１には、比較例及び実施例における容器内のゲージ圧の値も示されている。
【００４４】
【表１】
2016040026.tif 000003
【００４５】
比較例１，２に係る逆浸透膜は、新品の状態の逆浸透膜よりも湿潤な状態になった。一方、実施例１，２に係る逆浸透膜は、新品の状態の逆浸透膜と同程度に乾燥した状態を維持していた。したがって、逆浸透膜の乾燥状態を維持するという観点から、容器内のゲージ圧は−５ｋＰａ以下にされることが好ましい。これにより、本発明の逆浸透膜の保管方法は、逆浸透膜を長期にわたり乾燥状態で保管することができる。
【００４６】
以上、本発明の望ましい実施形態及び実施例について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４７】
１０，６０    逆浸透膜モジュール
１２    逆浸透膜
２０    容器
２１    空間
２２    流入管
２４    第１の流出管
２６    第２の流出管
２８    集液管
３２    バルブ
３４    バルブ
３６    バルブ
４０    減圧手段
５０    圧力検出器
５２    報知器
【図１】
2016040026.tif 000004
【図２】
2016040026.tif 000005
【図３】
2016040026.tif 000006