[发明专利]中空丝型反渗透膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明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中空丝型反渗透膜及其制造方法，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。

背景技术

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1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℃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。即，如专利文献1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1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(FR1)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1.0m³/m²/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

发明内容

发明所要解决的问题