中空丝型反渗透膜及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种中空丝型反渗透膜，其是在从液状混合物中的固体分离或溶质分离中以低运转成本来高水平地达到透水性能和除去性能的中空丝型反渗透膜。本发明专利技术的中空丝型反渗透膜是含有乙酸纤维素的中空丝型反渗透膜，其特征在于，将氯化钠浓度为1500mg/L的水溶液在25℃、压力1.5MPa下从中空丝型反渗透膜的外侧向内侧过滤时的透水量为180～350L/m2/天、盐除去率为90.0～99.0％，另外，中空丝型反渗透膜的外径为100～280μm、内径为50～200μm、中空率为24～42％。中空丝型反渗透膜优选在外表面附近具有致密层，致密层厚度为0.1～7μm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以在降低运转成本的同时高水平地维持透水性能和除去性能这两者的，可以用于基于盐水的淡化的饮用水、工业用水的制造、超纯水的制造、特别是工业排水或生活排水等有机性排水的活性污泥处理中的砂滤工序的替代或放流前的处理等中。
技术介绍
借助反渗透膜法的液状混合物的分离、浓缩与蒸馏等分离技术相比是节能的方法，并且不会伴随着物质的状态变化，因此被广泛地应用于果汁的浓缩、啤酒酶的分离等食品领域、基于海水及盐水的淡化的饮用水、工业用水等的制造、电子工业中的超纯水的制造或医药品工业、医疗领域中的无菌水的制造等水精制领域或者从工业排水中的有机物的回收之类的多个领域中，借助反渗透膜的水处理已经作为支撑最尖端技术的不可缺少的工艺而固定下来。例如，使用了反渗透膜的海水、盐水的淡化是清洁的工艺，与蒸发法、电透析法相比在节能、低成本、操作的简便性的方面是有利的，目前为止可以举出很大的实效。特别是中空丝型反渗透膜与螺旋形反渗透膜相比虽然每单位膜面积的透过水量小，然而可以增大每个组件的膜面积，因此作为整体来说可以增大透过水量，从容积效率非常高的优点出发，而得到大量的采用。此种中空丝型反渗透膜一般来说可以通过制备含有乙酸纤维素作为聚合物原料的制膜原液，将其从喷丝头中向空气中排出，接下来在水溶液中凝固，水洗后进行热水处理而使膜收缩，从而加以制造。例如，专利文献I的实施例中，记载了将使用了三乙酸纤维素作为聚合物原料的制膜原液喷出、凝固，水洗后在没有紧绷下实施20分钟的85°C的热水处理而得的反渗透膜，如果参照实施例的数据，则显示出:将0.2%氯化钠水溶液作为供给水以30kg/cm2的压力测得的透水量和NaCl除去率分别为230L/m2D、99.85% (实施例1)、245L/m2D,99.87% (实施例3)、250L/m2D、99.84% (实施例4)。由于透水量依赖于压力，因此当以一半的压力15kg/cm2测定上述的实施例的反渗透膜时，则虽然NaCl除去率不太受影响，然而透水量降低为大致一半的120L/m2D左右。S卩，如专利文献I这样的以往的反渗透膜由于在高的热水处理温度下会增大膜收缩，因此虽然可发挥出高的盐除去性能，然而在低压下使用时，会有透水性能降低的问题。作为想要在反渗透膜中高水平地维持透水性能和除去性能这两者的方案，例如可以举出专利文献2及3。专利文献2中，公开了涉及在从液体混合物中的固体分离或者溶质分离中所使用的中空丝型反渗透膜组件的技术。但是，如果参考专利文献2的表I中的使用了三乙酸纤维素的中空丝膜性能，则在操作压力55kg/cm2下测得的透过水量(FRl)是22.6 91.5L/m2/天,无法达成高的透水性能。另外，专利文献3中，公开了涉及在微多孔性支承体上具备以聚酰胺作为主成分的活性层(薄膜、表皮层)的兼具高盐阻止率和高透过性的平膜型的复合反渗透膜的技术。对于专利文献3中记载的反渗透膜，根据实施例1的记载，记载了在操作压力7.5kg/cm2下测得的透过流速为1.0mVm2/天(1000L/m2/天)。但是，该反渗透膜是通过使胺水溶液接触聚砜支承膜，然后使酰基氯水溶液接触聚砜支承膜而形成聚酰胺薄膜而得的反渗透膜，需要烦杂的制造工序。另外，由此种原料构成的膜在耐氯性方面存在问题，另外，还存在可使用的清洗药品受到限制等缺点。另一方面，近年来的重视经济性的用户强烈希望降低借助中空丝型反渗透膜的造水成本。例如，在海水淡化中，造水成本中动力费(高压泵的电费)大约占一半，如果将以往的海水淡化用的高压型的反渗透膜用于废水处理中，则由于电费高，因此无法控制造水成本。另外，即使为了降低动力费而使用低压泵，甚至使用以往的低压用反渗透膜，在现状下也无法获得高透水性能，结果是无法控制造水成本。如上所述，现状是:不存在以低运转成本高水平地兼顾到透水性能和除去性能这两方面的乙酸纤维素系中空丝型反渗透膜。专利文献专利文献1:日本特开昭59-36715号公报专利文献2:日本特开平10-337448号公报专利文献3:日本特开平9-19630号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是鉴于上述的以往技术的现状而提出的，其目的在于，提供在从液状混合物中的固体分离或溶质分离中以低运转成本高水平地达到了透水性能和除去性能的。特别是，本专利技术的中空丝型反渗透膜适于处理盐浓度(渗透压)低的原水(例如盐水、脏水、工厂或家庭的排水等淡水)。解决问题的手段本专利技术人为了达成该目的而进行了深入研究，结果发现:通过使用具有盐除去作用的、将致密层做得比以往更薄的这样的剖面结构的中空丝型反渗透膜而以低压泵进行运转，从而可以以低运转成本高水平地达到透水性能和除去性能，从而完成了本专利技术。S卩，本专利技术具有以下的⑴ ⑶的构成。(I) 一种中空丝型反渗透膜，其特征在于，是含有乙酸纤维素的中空丝型反渗透膜，其中，将氯化钠浓度1500mg/L的水溶液在25°C、压力1.5MPa下从中空丝型反渗透膜的外侧向内侧过滤时的透水量为180 350L/m2/天、盐除去率为90.0 99.0%，且中空丝型反渗透膜的外径为100 280 μ m、内径为50 200 μ m、中空率为24 42%。(2)根据(I)中记载的中空丝型反渗透膜，其特征在于，在中空丝型反渗透膜的外表面附近存在0.1 7 μ m的厚度的致密层。(3)根据⑴或⑵中记载的中空丝型反渗透膜，其特征在于，耐压性(-m值)为0.02 0.08。(4)根据⑴ (3)中任一项记载的中空丝型反渗透膜，其特征在于，中空丝型反渗透膜的长度为15 500cm。(5) 一种⑴ (4)中任一项记载的中空丝型反渗透膜的制造方法，其特征在于，所述(I) (4)中任一项所述的中空丝型反渗透膜是通过制备含有乙酸纤维素、溶剂和非溶剂的制膜原液，将所述制膜原液从喷丝头经由空中移动部排出到凝固液中而制造中空丝膜，将所述中空丝膜水洗后供至热水处理而使膜收缩而得到的中空丝型反渗透膜，其中，制膜原液中的乙酸纤维素的浓度为40 45重量％，制膜原液中的溶剂/非溶剂的重量比为80/20 95/5，以及热水处理的温度为50 70°C。(6) 一种中空丝膜组件，其特征在于，组装有(I) (4)中任一项记载的中空丝型反渗透膜。(7) 一种水的制造方法，其特征在于，通过在0.5 2.0MPa的压力下将液状混合物用(6)中记载的中空丝膜组件过滤而进行液状混合物的固体分离或溶质分离。(8)根据(7)中记载的制造方法，其特征在于，液状混合物为盐水、脏水、工厂或家庭的废水，液状混合物的渗透压为0.001 1.5MPa。专利技术的效果本专利技术的中空丝型反渗透膜被按照在维持高的盐除去率的同时，使低压过滤时的透水量变高的方式加以设计，因此可以在以低运转成本兼顾透水性能和除去性能的同时，实现液状混合物的固体分离或溶质分离，特别是实现源于盐水、脏水、排水等淡水的水制造。附图说明图1是本专利技术的反渗透膜的制造工序的说明图。图2是本专利技术的反渗透膜的一例的剖面结构的微分干涉显微镜图像。具体实施例方式以往，含有乙酸纤维素的中空丝型反渗透膜将重点放在膜结构的致密化上，基本上进行了如下方向的开发，即，通过将制膜原液中的乙酸纤维素浓度设定得较高，并且对制膜后的膜实施高温的热水处理，从而使膜结构更加紧密。此种手法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.27 JP 2010-1905621.一种中空丝型反渗透膜，其特征在于，是含有乙酸纤维素的中空丝型反渗透膜，其中， 将氯化钠浓度1500mg/L的水溶液在25°C、压力1.5MPa下从中空丝型反渗透膜的外侧向内侧过滤时的透水量为180 350L/m2/天、盐除去率为90.0 99.0%，且中空丝型反渗透膜的外径为100 280 μ m、内径为50 200 μ m、中空率为24 42%。2.根据权利要求1所述的中空丝型反渗透膜，其特征在于， 在中空丝型反渗透膜的外表面附近存在0.1 7μπι的厚度的致密层。3.根据权利要求1或2所述的中空丝型反渗透膜，其特征在于， 耐压性值即-m值为0.02 0.08。4.根据权利要求1 3中任一项所述的中空丝型反渗透膜，其特征在于， 中空丝型反渗透膜的长度为15 500cm。5.一种权利要求1 4中...

【专利技术属性】
技术研发人员：时见忍，八木敏幸，伊藤裕二，
申请(专利权)人：东洋纺株式会社，
类型：
国别省市：