反渗透复合膜以及用它进行反渗透处理水的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN97193174.7

申请日:

1997.03.17

公开号:

CN1213985A

公开日:

1999.04.14

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回||||||公开

IPC分类号:

B01D69/02; B01D69/12; B01D71/56; B01D61/02

主分类号:

B01D69/02; B01D69/12; B01D71/56; B01D61/02

申请人:

日东电工株式会社;

发明人:

蜂须贺久雄; 池田健一

地址:

日本大阪府

优先权:

1996.03.18 JP 61477/96; 1996.04.24 JP 102657/96; 1996.05.07 JP 112542/96

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

刘元金;杨丽琴

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内容摘要

在由芳香族聚酰胺形成的反渗透膜的表面上涂敷如聚乙烯醇(PVA)等,活性分离层的表面Z-电位的等电点pH在6时,通过控制表面电位在±10mv以内,可提供兼有高阻盐率、高透水性和高耐污染性,在较低压力下有实用性、可脱盐的反渗透复合膜。该反渗透复合膜是电中性的,可抑制水中具有电荷的膜污染物质的静电吸附,所以,提供的原水即使是含表面活性剂的水或含过渡金属成分的水,也不会污染膜,而且可保持高的分离特性。

权利要求书

1: 一种含海绵层和其表面的活性分离层的反渗透复合膜,其特征 在于前述表层的表面Z-电位在pH为6时,控制在±10mV以内。
2: 权利要求1中所述的反渗透复合膜,其特征在于,pH值在6以 下8以上的范围。
3: 权利要求1中所述的反渗透复合膜,其特征在于,pH值在5以 上11以下的范围。
4: 权利要求1中所述的反渗透复合膜,在pH值为5以上11以下 的范围内,对表面Z-电位绝对值大于±10mV的反渗透复合膜的表面可 从电中性的有机物及有机聚合物中选择至少一种物质进行涂敷处理。
5: 权利要求4中所述的反渗透复合膜,其特征在于,由电中性的 有机物及有机聚合物中选择的至少一种物质是具有非离子类亲水基的 有机物或有机聚合物。
6: 权利要求5中所述的反渗透复合膜,其特征在于,具有非离子 亲水基的有机物或有机聚合物是对25℃的水不溶,对80℃的水可溶的 聚乙烯醇。
7: 权利要求6中所述的反渗透复合膜,其特征在于,聚乙烯醇的 皂化度在95%以上。
8: 权利要求5中所述的反渗透复合膜,其特征在于,具有非离子 类亲水基的有机物或有机聚合物的厚度在0.001μm以上1μm以下的范 围内。
9: 权利要求4中所述的反渗透复合膜,其特征在于,pH为5以上 11以下的范围内,处理前表面Z-电位的绝对值比±10mV大的反渗透 复合膜于压力为7.5kg/cm 2 、温度为25℃、供给液为500ppm的NaCl 溶液的条件下的反渗透试验中,其透水量为0.6[m 3 /m 2 /日]以上。
10: 权利要求1中所述的反渗透复合膜,其特征在于,压力为 15kg/cm 2 、温度为25℃、供给液为1500ppm的NaCl溶液的条件下, 其反渗透试验中的透水量为0.6[m 3 /m 2 /日]以上。
11: 权利要求1中所述的反渗透复合膜,其特征在于,该反渗透复 合膜是由芳香族聚酰胺形成的。
12: 用权利要求1中所述的反渗透复合膜对水进行反渗透处理的 方法。
13: 权利要求12中所述的反渗透处理方法,其特征在于,供给反 渗透复合膜的原水是含有表面活性剂的水。
14: 权利要求13中所述的反渗透处理方法,其特征在于,表面活 性剂的含量在0.01ppm以上,20wt%的范围之内。
15: 权利要求12中所述的反渗透处理方法,其特征在于,供给反 渗透复合膜的原水是含过渡金属成分的水。
16: 权利要求15中所述的反渗透处理方法,其特征在于,过渡金 属成分是铁。
17: 权利要求15中所述的反渗透处理方法,其特征在于,过渡金 属成分的含量在0.01ppm以上,20wt%的范围之内。

说明书


反渗透复合膜以及用它进行 反渗透处理水的方法

    发明的领域

    本发明涉及为有选择地分离液状混合物的组分而提高反渗透复合膜性能的稳定性、耐污染性等膜性能的问题。更详细地说是涉及在反渗透复合膜上设置有机聚合物薄膜,使其具有高阻盐率、高耐氯杀菌剂性能及高耐污染等性能的反渗透复合膜和用它进行反渗透处理水的方法。

    这种反渗透复合膜适于制备纯净水、海水的脱盐等,另外对从染色废水、电沉积涂料废水、生活废水等引起公害的污水中除去污染源,回收有效物质,截止废水。特别是对于会引起透水量下降,含有各种膜污染物质,如含表面活性剂、铁等过渡金属成分的水质来说,可长期稳定地使用。

    【发明背景】

    在工业上可使用的反渗透膜中,作为由乙酸纤维素制备的非对称膜有如美国专利第3133132号说明书和美国专利第3133137号说明书中记载的滤布型(ロブ型)膜。另一方面,所谓非对称反渗透膜,作为结构不同的反渗透膜来说,人们了解的有在微孔性支持膜上实际上形成了有选择分离性的活性薄膜组成的反渗透复合膜。

    目前,作为这种反渗透复合膜,众所周知的是在支持膜上形成了由聚酰胺形成的薄膜,而聚酰胺是由多官能团芳香族胺和多官能团芳香族酰卤化合物经界面聚合制得的。(例如:特开昭55-147106号公报、特开昭62-121603号公报、特开昭63-218208号公报、特开平2-187135号公报等)。另外,还有由多官能团芳香族胺和多官能团脂环族酰卤化合物经界面聚合制得的聚酰胺在支持膜上形成薄膜组成的反渗透复合膜。(例如:特开昭61-42308号公报等)。

    其次,还公开了各种后处理反渗透膜的方法。例如,作为保护层公开了使用各种有机聚合物的例子。(例如:特开昭51-13388号公报、特开昭53-16372号公报、特开昭62-197105号公报、特公平7-90152号公报等)。

    近几年,虽然希望将反渗透膜应用在污水中含各种表面活性剂为代表的污染物质的水处理上,但是,这时除了需要具有高反渗透膜性能(高的阻盐性能、高的透水性能)外,为了长期保持一定的透水量,还需高的耐污染性能。要满足这二个要求,上述反渗透膜和用以往的后处理方法等是不够的,还要求高性能的反渗透复合膜。

    作为污染机理之一可列举膜的带电状态。例如:由多官能团芳香族胺和多官能团脂环族酰卤化合物经界面聚合制得的交联聚酰胺型反渗透膜,因受残存羧酸的影响,表面带有负电荷。由于在带有该负电荷的膜在上吸附了如阳离子性的污染物质等,所以造成透水量的下降。因此,需要电中性的,而且具有高透水性能、高阻盐性能的膜。

    发明的公开

    本发明的目的是提供具有高阻盐率、高透水性和高耐污染性,在低压下有实用性的、可脱盐的反渗透复合膜以及用它进行反渗透处理水的方法。

    为达到上述目的,本发明的反渗透复合膜是含海绵层和其表面含活性分离层的反渗透复合膜,前述表层的特征是,pH为6时,表面Z-电位(表面ゼ-タ(ζ)电位)控制在±10mV以内。这种膜的表面Z-电位可用电泳光散射装置等进行测定。

    在前述本发明的反渗透复合膜中,当使用时的pH值在6以上8以下的范围内,则反渗透复合膜的表面电位在±10mV以内比较好,pH在5以上11以下的范围内,其表面电位在±10mV以内更好。

    另外,在前述反渗透复合膜中,pH从5到11的范围内,其表面Z-电位的绝对值比±10mV大的话,可从电中性的有机物及有机聚合物中至少选择一种物质对反渗透复合膜的表面进行涂覆处理比较好。电中性之所以好是因为它可抑制水中带电荷的污染物质对膜的静电吸附。

    其次,在前述反渗透复合膜上,从电中性的有机物及有机聚合物中可选至少一种物质是具有非离子类亲水基(如:-OH基)的有机物或有机聚合物比较好。除了前述电中性的特性以外,膜污染质带疏水基团时,由于疏水性的相互作用,就可抑制在膜上的吸附。

    还有,在前述反渗透复合膜上,具有非离子类亲水基的有机物或有机聚合物是对25℃的水不溶,对80℃的水可溶的聚乙烯醇比较好。这种聚乙烯醇抑制污染物质吸附的作用强。相反,对温度超过80℃的水也不溶地聚乙烯醇,由于醇基数量少,所以,有不能抑制污染物质吸附的倾向。

    再有,在前述反渗透复合膜上,聚乙烯醇的皂化度为95%以上比较好。这样可充分保证有足够的醇基。

    另外,在前述反渗透复合膜上,具有非离子类亲水基的有机物或有机聚合物的厚度在0.001μm以上1μm以下的范围内比较好。如果厚度超过1μm的话,则涂膜处理后的透水性下降很厉害,如果不到0.001μm的话,则难以进行均匀的涂覆处理。

    在前述反渗透复合膜中,pH从5到11的范围内,处理前表面Z-电位的绝对值比±10mV大的反渗透复合膜,在压力为7.5kg/cm2、温度为25℃、供给液为含500ppm的NaCl溶液的条件下,进行反渗透试验,其透水量是0.6[m3/m2/日]以上比较好。这是为了充分保证涂覆处理后的透水量之故。

    在前述反渗透复合膜中,为了确保实用水准的透水量,在压力为15kg/cm2、温度为25℃、供给液为含1500ppm的NaCl溶液的条件下的反渗透试验中,反渗透复合膜的透水量为0.6[m3/m2/日]以上比较好。

    在前述反渗透复合膜中,反渗透复合膜由芳香族类聚酰胺形成的比较好。这里,所谓的芳香族类聚酰胺是指从酸组分及胺组分中至少可选一种组分含有芳香环。好的芳香族类聚酰胺是酸组分及胺组分中都含芳香环的全芳香族类聚酰胺。这样的芳香族类聚酰胺可保持高的透水性和高的阻盐率。

    下面,本发明的反渗透处理水的方法具有采用前述本发明的任何一种反渗透复合膜的结构。

    在前述的反渗透处理方法中,供给反渗透复合膜的原水是含表面活性剂的水为好。如果用以往的反渗透复合膜的话,表面活性剂就会吸附在膜上,得不到稳定的性能,与此相反,如果用本发明的反渗透复合膜的话,由于可以抑制表面活性剂往膜上的吸附,所以,分离性能不会下降,可稳定地对含表面活性剂的水进行反渗透处理。

    在前述反渗透处理方法中,表面活性剂的含量在0.01ppm以上,20wt%以下的范围内比较好。在本发明的处理方法中,虽然表面活性剂的含量在任何范围都可使用,但是,如果表面活性剂的含量在0.01ppm以上,20wt%以下的范围内的话,则本发明的表面电位特性就可充分发挥。

    在前述反渗透处理方法中,供给反渗透复合膜的原水是含过渡金属成分的水比较好。如果使用以往的反渗透复合膜的话,则过渡金属成分就吸附在膜上,不能得到稳定的性能,与此相反,如果使用本发明的反渗透复合膜的话,由于可抑制过渡金属成分往膜上吸附,所以,分离性能不会下降,可稳定地对含过渡金属成分的水进行反渗透处理。

    在前述反渗透处理方法中,过渡金属成分是铁比较好。因为本发明的反渗透膜具有充分抑制铁成分吸附的特性。

    在前述反渗透处理方法中,过渡金属成分的含量在0.01ppm以上,20wt%以下的范围内比较好。在本发明的处理方法中,虽然过渡金属成分的含量在任何范围都可使用,但是,当过渡金属成分的含量在0.01ppm以上,20wt%以下的范围内时,则能充分发挥本发明的表面电位特性。

    依靠前述的本发明的反渗透膜及用它进行反渗透处理的方法,可同时兼有高阻盐率、高透水性和高耐污染性,在低压下可进行有实用性的脱盐处理。

    图的简要说明

    图1是本发明的一实施方法中反渗透复合膜表面部分的概略断面图。

    图2是本发明的另一实施方法中反渗透复合膜表面部分的概略断面图。

    图3是本发明中实例1和比较例1的反渗透复合膜的表面Z-电位随pH变化而变化的图形。

    图4是表示本发明中实例5和比较例6,相对含铁成分的水而言,反渗透复合膜的耐性的图形。

    发明的优选实施方案

    本发明中作为控制表面Z-电位的方法虽没有特别的限制,但由电中性的、最好是由从具有非离子类亲水基的有机物及有机聚合物中选择至少一种物质对反渗透复合膜表面进行处理为宜。

    所谓从这种电中性的有机物及有机聚合物中选择至少一种物质是指阳离子基团和阴离子基团都有的有机物或有机聚合物,它们作为共聚物、掺混物被制备。这些非离子类亲水基是如下述式(化1-4)所代表的基团。[化1]

    HO-[化2][化3]

    -CONH2-[化4]

    -CH2CH2OR-

    (这里,R表示C1-4的烷基。)

    作为具有这些非离子类亲水基的有机物或有机聚合物是从聚乙烯醇、皂化聚乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、聚乙二醇等具有非离子类亲水基的乙烯聚合物、缩合类聚合物、加成类聚合物等中选择的物质。最好的有机聚合物是具有在25℃下不溶于水,而在热水中可溶的具有非离子类亲水基的有机聚合物,例如:可用聚乙烯醇。

    使用聚乙烯醇的时候,皂化度为95%以上、更理想的是皂化度在99-100%的范围内。这时,聚乙烯醇由于分子链间氢键的作用,虽然,在25℃下不溶于水,但是,在80℃水中可溶。满足这些条件,由于与处理水接触的膜表面上的-OH基多,亲水性增加,所以对污染物质的抵抗性也提高,另外,也可抵制伴随水处理的进行引起的透水量的下降,因可赋予非常好的膜性能,所以非常适用。

    下面列举由上述有机物或有机聚合物形成的反渗透复合膜表面上电荷的具体控制方法。

    所用的反渗透复合膜虽没有特别的限制,但是,聚酰胺类、聚脲类等由界面聚合法可制成膜。这些膜用以往众所周知的方法等也可容易地得到。例如,用多孔性聚砜支持膜,将间苯二胺、哌嗪、聚乙烯亚胺等具有反应性的氨基单体或聚合物的水溶液涂布在前述多孔性聚砜支持膜的至少一个片面。而后,使其与均苯三酰氯、间苯二甲酰氯等多官能酰氯或甲苯撑二异氰酸酯等多官能异氰酸酯、或它们的混合物的己烷等溶剂接触,在多孔性聚砜支持膜上,进行界面聚合,形成具有脱盐性的膜可作为反渗透复合膜。在pH从5至11的范围内,这些反渗透膜受残留官能团的影响,其表面Z-电位的绝对值比10mV大。

    这样制得的反渗透复合膜,是涂布了前述有机物或有机聚合物的溶液,而后使其干燥,得到可控制最终表面电荷的反渗透复合膜。具有这些非离子类亲水基团的有机物或有机聚合物溶解在可使反渗透复合膜的活性膜层损坏的少量溶剂、水、低级醇、卤代烃、脂肪烃、丙酮、乙腈以及它们的至少二种混合溶液等中使用。这些溶剂中合适的可列举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等脂肪族醇、氯乙醇等卤代脂肪族醇、甲氧基甲醇、甲氧基乙醇及这些低级醇中至少一种与水的混合溶剂。使用混合溶剂的时候,相对水而言低级醇的比例虽没特别的限制,但是,较好的是水的比例为0%~90%。另外,将水作溶剂使用的时候,为了改善与膜的润湿性,适宜添加表面活性剂。

    用上述溶剂调节的前述有机物或有机聚合物的浓度为0.01~20重量%。较好调节在0.05~5重量%的范围内。涂布方法虽没有特别的限制,但适合用浸涂法、转印法、喷雾法等。涂布后的干燥手段及干燥温度虽也没有特别的限制,合适的为20℃~200℃、较好在50℃~150℃的范围内。

    这样,在反渗透复合膜上制得的薄膜的厚度为0.001~1μm、最好为0.005~0.5μm左右,这有利于抑制由涂布引起的透水量的下降。控制膜厚的方法虽没有特别的限制,但用溶液浓度等可以控制。

    还有,作为反渗透膜的表面控制方法,是将前述的有机物或有机聚合物混合到前述具有反应性氨基的单体或聚合物的水溶液、酰氯或异氰酸酯的例如己烷溶液中,按前述的方法制备反渗透复合膜,也可控制表面电荷。

    这时,为了赋予前述有机聚合物的溶解性,也可将前述低级醇加入添加了有机聚合物的上述至少一种溶液中。

    使用的反渗透复合膜性能虽没有特别的限制,但是,在压力为7.5kg/cm2、温度为25℃、供给液为500ppm的NaCl的条件下的反渗透试验中,其透水量为0.6[m3/m2/日]以上,用有机物或有机聚合物处理后的反渗透复合膜保持高的透水量比较好。另外,用有机物或有机聚合物处理过的反渗透复合膜的透水性虽没有特别的限制,但考虑到实用,在压力为15kg/cm2、温度为25℃、供给液为1500ppm的NaCl溶液的条件下的反渗透试验中,透水量为0.6[m3/m2/日]以上较好。

    再有,在表层或分离活性层内含有所得到的非离子类具有亲水基的水不溶性有机聚合物的反渗透复合膜的透水量,在压力为15kg/cm2、温度为25℃、供给液为1500ppm的NaCl溶液的条件下为0.1[m3/m2/日]以上比较好,实际运转中为0.6[m3/m2/日]以上更好。

    下面,用图介绍本发明中一实施方案。图1-2是本发明中一实施方案的大概的断面图。图1是在多孔性物质层1上有活性分离层2,其表层还有由聚乙烯醇形成的薄膜3存在。图2表示在多孔性物质层1上有由聚乙烯醇成分4和活性分离层5以相分离状态存在的层。聚乙烯醇成分不是薄膜状态也可以。本发明中,呈前述图1和图2组合的状态也可以。

    下面,举实例说明本发明,但是,本发明决不只限于这些实例。实例1

    在含3.0重量%间苯二胺、0.15重量%月桂基硫酸钠的水溶液中,使含3.0重量%三乙胺、6.0重量%樟脑磺酸、5.0重量%异丙醇的水溶液与微孔性聚砜支持膜接触数秒钟后,除去多余的水溶液,则在上述支持膜上就形成了上述水溶液的涂层。

    接着,让该支持膜的表面与含0.20重量%均苯三酰氯、0.05重量%异丙醇的IP1016(出光化学(株)制异构链烷烃油)溶液接触。然后,在120℃的热风干燥机中放置3分钟,在支持体上使形成表层,制得反渗透复合膜。

    再接着,将皂化度为99%的聚乙烯醇(平均聚合度:n=2000)溶解在3∶7的异丙醇与水的溶液中,配制成0.25重量%的聚乙烯醇(PVA)水溶液,将该溶液涂布在上述反渗透复合膜上,130℃下干燥5分钟,制得具有平均厚度约为0.1μm的PVA覆膜的反渗透复合膜。

    用含1500ppm的氯化钠水溶液,在15kgf/cm2的压力下评价制得的具有PVA覆膜的反渗透膜时,其膜性能示于表1中。[表1]

                    阻止NaCl        透水量     处理后与

    样品         (在25℃)的性能    (在25℃)    处理前透

                     [%]          [m3/m2/日]水量之比实例1               99.70             1.2         0.7聚乙烯醇处理前      99.48             1.7         -用含500ppm的氯化    99.56             0.8钠水溶液在7.5kgf/cm2的压力下的评价

    充分洗净制得的膜后,用电泳光散射仪(ELS-800、大塚電子(株)制)作为测定装置,测定了反渗透复合膜表面的移动电位(電気移動度)。根据下式(数学式1)(スモルチョフスキ-(Smoluchouski的公式))由测得的移动电位算出表面Z-电位。[数学式1]

    U=εζ/4πη

    U:移动电位、ε:溶液的介电常数、

    η:溶液的粘度

    (具体地说,是将反渗透复合膜裁成约30×60mm的大小,放入上述测定装置配置的平板样品用的池子内。为了产生电泳,标准粒子用在表面上由羟丙基纤维素涂敷的聚苯乙烯粒子(520nm)分散在NaCl溶液中的10mM粒子。测定表面Z-电位对pH的依赖性时,用HCl或NaOH水溶液调节该溶液测定时的pH值。)

    表面Z-电位对pH的依赖性结果示于图3中。

    耐污染性的评价是将该膜放在平膜池内,用15kgf/cm2的压力加压循环含1000ppm的阳离子表面活性剂的水溶液17小时,比较加压循环前后纯水的透水量(在15kgf/cm2的压力下评价)。结果示于表2中。[比较例1]

    用由聚乙烯醇进行表面扩膜处理前的反渗透复合膜进行与上述实例1同样的测定。结果示于表2中。[表2]

    样品      表面Z-电   Flux-1*1)     Flux-2*2)   保持率*3

              位在pH6

               [mV]      [m3/m2/日]  [m3/m2/日]  [%]实施例1         0         1.2            1.0           83比较例1        -25        2.0            0.9           45注*1)Flux-1:阳离子表面活性剂加压循环前纯水渗透的通量注*2)Flux-2:阳离子表面活性剂加压循环后纯水渗透的通量注*3)保持率:(Flux-2/Flux-1)×100

    本发明中实例1和比较例1的反渗透复合膜的表面Z-电位对pH依赖性的结果示于图3中。

    如上所述,按照本实例,使形成皂化度为99%的PVA薄层,调节活性分离层表面的等电点至中性范围,则可使耐污染性得以提高。另外,还可制得兼具高阻盐率、高渗水性,且在较低压力下有实用性的可脱盐的反渗透复合膜。

    与此相反,没有PAV覆膜的反渗透膜(比较例1)Z-位能是负值。[实例2]

    与实例1一样,制备了由界面缩聚得到的反渗透复合膜后,将皂化度为99%的聚乙烯醇(PVA)溶解在1∶1的异丙醇(IPA)和水的溶液中,配成0.25wt%的浓度,用浸涂法将该PVA溶液涂布在前述的复合反渗透膜上,130℃下干燥5分钟,形成平均厚度约为0.1μm的薄层。在压力为15kg/cm2、温度为25℃、供给液为1500ppm的NaCl的条件下评价了它的性能。接着,用该膜在15kg/cm2的压力、25℃的温度条件下进行了工业用水的通水试验(28小时),测定了由污染引起的透水量的变化量。再有,用草酸(pH=2,1小时)洗涤膜面,测定工业用水的通水试验前后超纯水透水量的变化且测定了洗涤的复原性。以上结果与比例例2的结果一起示于表3中。实例2膜面上的PVA层,在通水试验后仍不溶于水而保留着。

    由表3的结果,清楚地证明,实例2中涂有PVA溶液的复合反渗透膜既保持了高阻盐率和高透水性又兼有高耐污染性,是在较低压力下有实用性的可脱盐的反渗透复合膜。[比较例2]

    测定实例1中没有PVA层的膜,结果示于表3中。[表3]

             初期性能        茨木市工业用自来水             草酸洗涤后样品     含1500   Flux        超纯水     Flux        保持率  超纯水     洗净恢

        ppmNaCl                                                         复率

        的阻盐                Fluxl      28小时后    Flux    Flux       Flux

        率(%)    m3/m2/d  m3/m2/d  m3/m2/d  /Flux2  m3/m2/d  /Flux1实施例2 99.70     1.02        1.01       0.78        77.2%  0.91        89.5%比较例2 99.48     2.01        1.82       0.98        53.8%  1.23        67.8%[比较例3]

    与实例1一样评价皂化度为89%的聚乙烯醇(水溶性PVA)。其结果,表面的PVA溶于水后消失。[实例3]

    与实例1一样,经界面缩聚制得反渗透复合膜后,将皂化度为99%的聚乙烯醇(PVA)溶解在异丙醇(IPA)和水的溶液(IPA∶H2O=3∶7)中,再将浓度为0.13wt%的PVA溶液用浸涂法涂布在由上述方法制得的复合反渗透膜的表面上。130℃下干燥5分钟,使其形成薄层。另外,为了消除未涂布的部分,将浓度为0.1wt%的聚乙烯醇(PVA)溶解在异丙醇(IPA)和水的溶液(IPA∶H2O=3∶7)中,然后用其溶液由浸涂法进行再次涂布,130℃下干燥5分钟制得反渗透膜。该反渗透膜的表面Z-电位与图3一样。

    耐污染性的评价手段是用阳离子类表面活性剂,测定由于吸附作用引起的Flux的下降。测定方法是将前述的膜放在平膜池中,作为含阳离子类的表面活性剂的水,用含500ppm的卡提沃根类PAN(第一工业制药社制)的水溶液。前述水溶液在15kgf/cm2的压力下加压循环1小时,与添加阳离子类表面活性剂前的Flux进行比较。结果示于表4中。[比较例4]

    测定实例3记载的PVA层形成前的膜,即没有涂敷PVA的膜,结果示于表4中。[表4]样品     等电点   初期Flux   添加阳离子类表面活    保持率

                             性剂后(1小时)的Flux

                  [m3/m2/日]  [m3/m2/日]       [%]实例3    pH6.4    1.43           0.84               58.9比较例4  pH3.4    1.89           0.61               32.2

    如上所述,根据本实例,由于形成了PVA薄层,在中性范围内改变活性分离层表面的等电点,就可提供耐污染性。另外,也可做成兼有高阻盐率、高透水性、在较低的压力下有实用性的可脱盐的反渗透复合膜。[实例4]

    在含3.0重量%间苯二胺、0.15重量%月桂基硫酸钠的水溶液中,使含3.0重量%三乙胺、6.0重量%、樟脑磺酸、5.0重量%异丙醇的水溶液与微孔性聚砜支持膜接触数秒后,除去多余的水溶液,则在上述的支持膜上就形成了上述水溶液的涂层。

    接着,让该支持膜的表面与含0.20重量%均苯三酰氯、0.05重量%异丙醇的IP1016(出光化学(株)制异构链烷烃油)溶液接触。然后,在120℃的热风干燥机中放置3分钟,在支持体上使形成表层,制得反渗透复合膜。

    再接着,将皂化度为99%的聚乙烯醇(n=2000)溶解在3∶7的异丙醇与水的溶液中,配成浓度为0.25重量%的聚乙烯醇水溶液,将该溶液涂布在上述反渗透复合膜上,130℃下干燥5分钟得到本发明的反渗透复合膜。用含1500ppm的氯化钠水溶液,在15kgf/cm2的压力下评价时的膜性能示于表5中。[表5]

    样品          阻止NaCl       透水量      对处理前透

               (在25℃)的性能    (在25℃)    水量之比

                   [%]         [m3/m2/日]实例1             99.70           1.2           0.7聚乙烯醇处理前    99.48           1.7           -在含500ppm的氯化钠水溶液的7.5kgf/cm2的压   99.56           0.8力下的评价

    充分洗涤制得的膜后,用电泳光散射仪(ELS-800;大塚電子(株)制)作测定装置测定了反渗透复合膜表面的移动电位,与前述相同,由得到的移动电位算出表面Z-电位。结果示于表6中。

    对含表面活性剂水的耐性评价是将该膜放在平膜池中,将含1ppm表面活性剂的一般生活废水与用MF型水滤器处理过的水在15kgf/cm2的压力下加压循环14天的结果进行比较。其结果示于表6中。[比较例5]

    使具有与由聚乙烯醇进行表面处理的膜同等反渗透膜性能的反渗透复合膜在含2.0重量%的间苯二胺、0.15重量%的月桂基硫酸钠的水溶液中,使含3.0重量%三乙胺、6.0重量%樟脑磺酸水溶液与微孔性聚砜支持膜接触数秒后,除去多余的水溶液,则在上述支持膜上形成了上述水溶液的涂层。

    接着,使该支持膜的表面与含0.20重量%的均苯三酰氯、0.30重量%间苯二酰氯的己烷溶液接触。其后,在120℃的热风干燥机中放置3分钟,在支持体上使形成表层制得反渗透复合膜。

    将制得的复合膜与实例4一样进行耐性试验。结果示于表6中。

    [表6]

    样品 表面Z-电位  Flux-1*1)    Flux-2*2)   保持率*3

           在pH6

           (mV)      [m3/m2/日]  [m3/m2/日]  [%]实施例4     0          1.2           1.1           92比较例5    -17         1.2           0.6           50注:*1)Flux-1:加压循环开始时透过的通量注:*2)Flux-2:加压循环14日后水透过的通量注:*3)保持率:(F1ux-2/Flux-1)×100[实例5]

    与实例4一样形成反渗透复合膜,在其表面进行聚乙烯醇的涂敷处理。表面Z-电位值示于表7中。

    对含铁成分的水的耐性是将用该膜制作的4英寸元件固定,用含铁成分为0.90mg/l的工业用水,控制1.4(l/min)的流量进行评价。结果示于图4中。[比较例6]

    对比用聚乙烯醇进行表面处理前的反渗透复合膜,进行了与上述实例5同样的测定。其结果示于表7和图5中。[表7]

    样品    表面Z-电位[mV]

                在pH6

    实例5       0

    比较例6    -25

    评价后,拆下实例5中的元件,在膜面上没有发现铁成分的附着,与此相反,拆下比较例6中的元件,在膜面上则附着了铁成分。

    另外,实例5因低压运行,所以能确保充分的透水量,也可长期稳定运转。

    如上所述,如果采用本发明的反渗透复合膜,就可兼有高阻盐率、高透水性和高耐污染性,可做成在较低压力下有实用性的可脱盐的反渗透复合膜。即使使用含表面活性剂或过渡金属成分的水进行反渗透处理,反渗透复合膜的性能也不会有明显下降。

    

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在由芳香族聚酰胺形成的反渗透膜的表面上涂敷如聚乙烯醇(PVA)等,活性分离层的表面Z电位的等电点pH在6时,通过控制表面电位在10mv以内,可提供兼有高阻盐率、高透水性和高耐污染性,在较低压力下有实用性、可脱盐的反渗透复合膜。该反渗透复合膜是电中性的,可抑制水中具有电荷的膜污染物质的静电吸附,所以,提供的原水即使是含表面活性剂的水或含过渡金属成分的水,也不会污染膜,而且可保持高的分离特性。 。

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