交叉流过滤用中空纤维膜模块及其运转方法技术

本发明专利技术的交叉流过滤用中空纤维膜模块在具有原液导入口、原液导出口、过滤液导出口的容器中填充多个中空纤维膜而成，在多个中空纤维膜中，原液导入口侧的端部被固封，过滤液导出口侧的端部开口，至少过滤液导出口侧的端部具有被粘接剂固定的灌注部，容器内的原液侧空间和过滤液侧空间由于多个中空纤维膜和灌注部而分离，原液侧空间与中空纤维膜的外表面相接，中空纤维膜的纯水透过性能为2.0m/hr以上20.0m/hr以下，中空纤维膜的内径Di为350μm以上600μm以下。上600μm以下。上600μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉流过滤用中空纤维膜模块及其运转方法


[0001]本专利技术涉及交叉流过滤用中空纤维膜模块及其运转方法。

技术介绍

[0002]使用分离膜的膜过滤在饮用水制造、净水处理或排水处理等水处理领域、伴随微生物、培养细胞的培养的发酵领域、或者食品工业领域等各种各样的方面被利用。其中，使用中空纤维膜模块的膜过滤由于处理水量多、洗涤容易等而被在多个领域使用。
[0003]食品工业领域中，与水处理领域的原液相比原液的浊度高的情况较多，水处理领域中较多采用的全量过滤运转中，中空纤维膜的堵塞、所谓的污染急速地发展。因此，本用途中，进行能够进一步抑制污染的交叉流过滤运转。交叉流过滤运转是指，总对与中空纤维膜表面平行的原液的液流作用而将其中的一部分过滤的方法。该方法中，由于与中空纤维膜表面平行的液流的作用，能够在预防对于中空纤维膜表面的浊质蓄积的同时进行运转，所以能够将污染大幅减少。
[0004]一般在外压过滤用中空纤维膜模块的过滤运转中，由于中空纤维内部的通液阻力的影响而在中空纤维内部产生压力损失，所以在中空纤维膜的轴向上在膜间差压上产生差值。此外，交叉流过滤运转中，除了中空纤维膜内部的通液阻力，在中空纤维膜外部也产生由于原液流动而导致的压力损失。由于该压力损失，有中空纤维膜模块的原液入口侧的膜间差压变大、过滤液出口侧的膜间差压变小的倾向。即，中空纤维膜的轴向上的膜间差压差变大。进而，也有如下情况：根据运转条件而产生在中空纤维膜的过滤液出口附近过滤液侧的压力变得比原液侧的压力大的反转现象，过滤液逆流。为了补充在过滤液出口附近逆流的量，在中空纤维膜的原液入口部附近将过剩的量过滤。结果，在中空纤维膜的轴向上在过滤流束上产生差值。这样的状态下运转的情况下，在过滤流束快的部位污染的发展变快，作为膜模块整体，污染的发展变快。
[0005]污染达到一定状态时借助药液洗涤来消除污染，但有由于污染较快地发展而药液洗涤频率变高的问题。全量过滤运转中，占支配地位的是中空纤维膜内部的压力损失，但交叉流过滤运转中，除了中空纤维膜内部的通液阻力，在中空纤维膜外部也产生由于原液流动而导致的压力损失。因此，根据运转条件而产生在中空纤维膜的过滤液出口附近过滤液侧的压力变得比原液侧的压力大的反转现象，过滤液逆流。为了补充在过滤液出口附近逆流的量，在中空纤维膜的原液导入部附近将过剩的量过滤。交叉流过滤运转中，有如上所述地预防原液流动引起的中空纤维膜表面的浊质蓄积的情况，但也产生由于原液侧的压力损失变大而原液入口部的污染变快的现象，结果，有模块整体的污染发展的问题。
[0006]专利文献1中，公开了设置成使过滤流束变大的开口端侧的透水性变低、使过滤流束变小的固封端侧的透水性变高的膜模块的方法，在使膜间差压差变小上取得了成功。专利文献2中，公开了通过在中空纤维膜的轴向上改变外径、内径、膜压来抑制膜间差压差的方法。
[0007]专利文献1：日本特开平04
‑
11927号公报。
[0008]专利文献2：日本特开平07
‑
96152号公报。
[0009]这些方法需要在轴向上控制膜的性能，但为了制造这样的膜，制膜工序变得复杂化、烦杂化而不现实。因此，期望一种技术，其在通用的轴向性能均匀的中空纤维膜处抑制过滤液出口附近的逆流。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的目的在于，抑制由于伴随交叉流流动的原液侧的压力损失而产生的中空纤维膜的膜间差压差的增大以及过滤液出口附近的过滤液逆流，减少膜污染的发展。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术提供以下的交叉流过滤用中空纤维膜模块及其运转方法。
[0012]<1>一种交叉流过滤用中空纤维膜模块，前述交叉流过滤用中空纤维膜模块在至少具有原液导入口、原液导出口、过滤液导出口的容器中填充多个中空纤维膜而成，前述交叉流过滤用中空纤维膜模块的特征在于，在前述多个中空纤维膜中，前述原液导入口侧的端部被固封，前述过滤液导出口侧的端部开口，至少前述过滤液导出口侧的端部具有被粘接剂固定的灌注部，前述容器内的前述原液导入口和前述原液导出口连接的原液侧空间、前述过滤液导出口连接的过滤液侧空间由于前述多个中空纤维膜和前述灌注部而分离，前述原液侧空间与前述中空纤维膜的外表面相接，前述中空纤维膜的纯水透过性能K(m3/m2/hr/50kPa)和前述中空纤维膜的内径D
i
(μm)满足以下的要件，
[0013]2.0≤K≤20.0；
[0014]350≤D
i
≤600。
[0015]<2>前述<1>所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，与原液接触的前述中空纤维膜的轴向长度L(m)为0.5≤L≤2.0。
[0016]<3>前述<1>或<2>所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，前述中空纤维膜的外径D
o
(μm)、填充率M(％)及内径D
i
(μm)满足下述式(2)的关系，
[0017]0.33
×
D
o
‑
10
×
M+420≤D
i
≤0.33
×
D
o
‑
10
×
M+550
…
(2)。
[0018]<4>前述<3>所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，前述填充率M(％)满足以下的要件，
[0019]25≤M≤45。
[0020]<5>前述<3>或<4>所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，前述外径D
o
(μm)满足以下的要件，
[0021]850≤D
o
≤1500。
[0022]<6>前述<1>或<2>所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，前述中空纤维膜的膜厚D
t
(μm)相对于前述内径D
i
(μm)的比D
t
/D
i
满足以下的要件，
[0023]0.40≤D
t
/D
i
≤0.65。
[0024]<7>前述<1>～<6>的任一项所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，前述中空纤维膜的牢固力为250gf/根以上。
[0025]<8>前述<1>～&本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交叉流过滤用中空纤维膜模块，前述交叉流过滤用中空纤维膜模块在至少具有原液导入口、原液导出口、过滤液导出口的容器中填充多个中空纤维膜而成，前述交叉流过滤用中空纤维膜模块的特征在于，在前述多个中空纤维膜中，前述原液导入口侧的端部被固封，前述过滤液导出口侧的端部开口，至少前述过滤液导出口侧的端部具有被粘接剂固定的灌注部，前述容器内的供前述原液导入口和前述原液导出口连接的原液侧空间、前述过滤液导出口连接的过滤液侧空间由前述多个中空纤维膜和前述灌注部进行分离，前述原液侧空间与前述中空纤维膜的外表面相接，前述中空纤维膜的纯水透过性能K(m3/m2/hr/50kPa)和前述中空纤维膜的内径D
i
(μm)满足以下的要件，2.0≤K≤20.0；350≤D
i
≤600。2.如权利要求1所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，与原液接触的前述中空纤维膜的轴向长度L(m)为0.5≤L≤2.0。3.如权利要求1或2所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，前述中空纤维膜的外径D
o
(μm)、填充率M(％)及内径D
i
(μm)满足下述式(2)的关系，0.33
×
D
o
‑
10
×
M+420≤D
i
≤0.33
×
D
o
‑
10
×
M+550
···
(2)。4.如权利要求3所述的交叉流过滤用中空纤维膜模块，其特征在于，前述填充率M(％)满足以下的要件，25≤M≤45。5.如权利要求3或4所述的交叉流过滤用中空纤维膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林宪太郎，小崎阳一郎，金森智子，小林敦，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：