[发明专利]中空纤维膜组件及过滤方法

说明书

技术领域

本发明涉及在超纯水制造工艺中适于作为去除被处理水中的微粒的终滤器的中空纤维膜组件。

背景技术

在制造半导体、显示元件等电子/电器部件的制造中使用的超纯水的生产线中，作为在即将将使用微滤膜或离子交换树脂、反渗透滤膜制造的超纯水供给到使用点之前从超纯水中去除微粒的终滤器，可使用过滤膜组件。作为该用途的过滤膜组件，由于具有可增大每一个组件的过滤流量的优点，因此，可使用向中空纤维膜的外侧供给原水而进行过滤的外压式中空纤维膜组件。

随着近年来电子/电器产品的生产量的扩大，所使用的超纯水量也增加，另一方面，半导体元件的微细化也得到发展。基于这样的背景，要求具有高过滤性能的中空纤维膜组件，即，每一个组件的过滤流量大且能够切实地除去微粒的中空纤维膜组件。

但是，就以往的外压式中空纤维膜组件而言，在增加供给水量而使每单位时间的处理量增大的情况下，水在中空纤维膜组件内高速流动，由此会引发中空纤维膜剧烈摇动的现象，因该现象持续发生所引起的疲劳会导致中空纤维膜破损，其结果，微粒泄漏到过滤水中，可能会导致水质降低。作为防止这样的水流引起的中空纤维膜受损的方法，已提出了在中空纤维膜束的周围设置保护用整流筒的方法(参照日本特公平07-102307号公报、日本特开2000-37616号公报)。

另外，在壳体内收容中空纤维膜束并利用粘接固定层固定两端的情况下，中空纤维膜的密度分布易产生偏置，而若在具有显著偏置的状态下形成中空纤维膜组件，则在组件内会产生水流的偏置，由此导致中空纤维膜发生摇动，其结果，会引起中空纤维膜破损。为了防止这样的中空纤维膜的密度分布的偏置，也可考虑在壳体内尽可能密集地塞满中空纤维膜束来消除导致偏置的间隙，但在这样的方法中，在中空纤维膜彼此之间以及壳体内流通的水的流路变窄，对于水流的阻力变大，因此会引发运转动力上升，进而在以外压式进行过滤的情况下，因中空纤维膜彼此密接、过滤中有效的膜表面减少而导致跨膜压差的上升变快等问题。

为了解决该问题，也可考虑例如在中空纤维膜束内插入成为间隔件的构件(隔板)(参照日本特开2011-25156号公报)的方法。但是，在这样的方法中，由于成为间隔件的隔板与中空纤维膜接触，因此会导致中空纤维膜受损而无法获得原有的分离性能、或中空纤维膜发生破损。

另一方面，已知有将防止中空纤维膜的密度分布发生偏置的插入物插入并固定于中空纤维膜束的粘接固定层而成的中空纤维膜组件(参照国际公开第97/10893号小册子、日本特开2012-45453号公报)。在这种中空纤维膜组件中，通过使粘接固定层内存在插入物，可以在避免如上所述的间隔件与中空纤维膜的接触的同时，使因插入物的插入而被推开的中空纤维膜彼此的间隔变得密集，其结果，可以使插入了插入物的部分以外的部位的中空纤维膜的密度分布变得均一。

发明内容

发明要解决的问题

通过安装整流筒、并进一步将用于防止中空纤维膜发生偏置的插入物插入粘接固定层，确实可以降低中空纤维膜的密度分布的偏置。然而，即使插入该插入物，在增大每一个组件的过滤水量的情况下，有时也无法充分地消除水流的偏置，而这可能成为中空纤维膜破损的原因，其结果，可能会导致微粒漏出到过滤水中。

解决问题的方法

为了解决以上课题，本发明的目的在于提供可防止中空纤维膜的破损、并且可通过使中空纤维膜均匀分散而防止过滤阻力的上升、从而能够长期保持良好的过滤水质的中空纤维膜组件、以及过滤方法。

本发明人等为了查明上述中空纤维膜的破损原因而进行了深入研究，并进行了验证。结果得到了下述见解，进而想到了本发明。即，例如在将以往的插入物插入中空纤维膜束的端部、并将其端部用以往的整流筒包围并粘接的中空纤维组件中，在增大过滤水量时，存在主要在从粘接层向整流筒内露出的中空纤维膜的根部产生破损的可能性，并且，该破损部位集中在由于插入物的插入而使得间隔被有意地扩张了的部位、以及中空纤维膜束的最外周部分。