中空絲型反滲透膜及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種中空絲型反滲透膜，其是在從液狀混合物中的固體分離或溶質(zhì)分離中以低運轉(zhuǎn)成本來高水平地達到透水性能和除去性能的中空絲型反滲透膜。本發(fā)明專利技術(shù)的中空絲型反滲透膜是含有乙酸纖維素的中空絲型反滲透膜，其特征在于，將氯化鈉濃度為1500mg/L的水溶液在25℃、壓力1.5MPa下從中空絲型反滲透膜的外側(cè)向內(nèi)側(cè)過濾時的透水量為180～350L/m2/天、鹽除去率為90.0～99.0％，另外，中空絲型反滲透膜的外徑為100～280μm、內(nèi)徑為50～200μm、中空率為24～42％。中空絲型反滲透膜優(yōu)選在外表面附近具有致密層，致密層厚度為0.1～7μm。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及可以在降低運轉(zhuǎn)成本的同時高水平地維持透水性能和除去性能這兩者的，可以用于基于鹽水的淡化的飲用水、工業(yè)用水的制造、超純水的制造、特別是工業(yè)排水或生活排水等有機性排水的活性污泥處理中的砂濾工序的替代或放流前的處理等中。
技術(shù)介紹
借助反滲透膜法的液狀混合物的分離、濃縮與蒸餾等分離技術(shù)相比是節(jié)能的方法，并且不會伴隨著物質(zhì)的狀態(tài)變化，因此被廣泛地應(yīng)用于果汁的濃縮、啤酒酶的分離等食品領(lǐng)域、基于海水及鹽水的淡化的飲用水、工業(yè)用水等的制造、電子工業(yè)中的超純水的制造或醫(yī)藥品工業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域中的無菌水的制造等水精制領(lǐng)域或者從工業(yè)排水中的有機物的回收之類的多個領(lǐng)域中，借助反滲透膜的水處理已經(jīng)作為支撐最尖端技術(shù)的不可缺少的工藝而固定下來。例如，使用了反滲透膜的海水、鹽水的淡化是清潔的工藝，與蒸發(fā)法、電透析法相比在節(jié)能、低成本、操作的簡便性的方面是有利的，目前為止可以舉出很大的實效。特別是中空絲型反滲透膜與螺旋形反滲透膜相比雖然每單位膜面積的透過水量小，然而可以增大每個組件的膜面積，因此作為整體來說可以增大透過水量，從容積效率非常高的優(yōu)點出發(fā)，而得到大量的采用。此種中空絲型反滲透膜一般來說可以通過制備含有乙酸纖維素作為聚合物原料的制膜原液，將其從噴絲頭中向空氣中排出，接下來在水溶液中凝固，水洗后進行熱水處理而使膜收縮，從而加以制造。例如，專利文獻I的實施例中，記載了將使用了三乙酸纖維素作為聚合物原料的制膜原液噴出、凝固，水洗后在沒有緊繃下實施20分鐘的85°C的熱水處理而得的反滲透膜，如果參照實施例的數(shù)據(jù)，則顯示出:將0.2%氯化鈉水溶液作為供給水以30kg/cm2的壓力測得的透水量和NaCl除去率分別為230L/m2D、99.85% (實施例1)、245L/m2D,99.87% (實施例3)、250L/m2D、99.84% (實施例4)。由于透水量依賴于壓力，因此當以一半的壓力15kg/cm2測定上述的實施例的反滲透膜時，則雖然NaCl除去率不太受影響，然而透水量降低為大致一半的120L/m2D左右。S卩，如專利文獻I這樣的以往的反滲透膜由于在高的熱水處理溫度下會增大膜收縮，因此雖然可發(fā)揮出高的鹽除去性能，然而在低壓下使用時，會有透水性能降低的問題。作為想要在反滲透膜中高水平地維持透水性能和除去性能這兩者的方案，例如可以舉出專利文獻2及3。專利文獻2中，公開了涉及在從液體混合物中的固體分離或者溶質(zhì)分離中所使用的中空絲型反滲透膜組件的技術(shù)。但是，如果參考專利文獻2的表I中的使用了三乙酸纖維素的中空絲膜性能，則在操作壓力55kg/cm2下測得的透過水量(FRl)是22.6 91.5L/m2/天,無法達成高的透水性能。另外，專利文獻3中，公開了涉及在微多孔性支承體上具備以聚酰胺作為主成分的活性層(薄膜、表皮層)的兼具高鹽阻止率和高透過性的平膜型的復(fù)合反滲透膜的技術(shù)。對于專利文獻3中記載的反滲透膜，根據(jù)實施例1的記載，記載了在操作壓力7.5kg/cm2下測得的透過流速為1.0mVm2/天(1000L/m2/天)。但是，該反滲透膜是通過使胺水溶液接觸聚砜支承膜，然后使?；人芤航佑|聚砜支承膜而形成聚酰胺薄膜而得的反滲透膜，需要煩雜的制造工序。另外，由此種原料構(gòu)成的膜在耐氯性方面存在問題，另外，還存在可使用的清洗藥品受到限制等缺點。另一方面，近年來的重視經(jīng)濟性的用戶強烈希望降低借助中空絲型反滲透膜的造水成本。例如，在海水淡化中，造水成本中動力費(高壓泵的電費)大約占一半，如果將以往的海水淡化用的高壓型的反滲透膜用于廢水處理中，則由于電費高，因此無法控制造水成本。另外，即使為了降低動力費而使用低壓泵，甚至使用以往的低壓用反滲透膜，在現(xiàn)狀下也無法獲得高透水性能，結(jié)果是無法控制造水成本。如上所述，現(xiàn)狀是:不存在以低運轉(zhuǎn)成本高水平地兼顧到透水性能和除去性能這兩方面的乙酸纖維素系中空絲型反滲透膜。專利文獻專利文獻1:日本特開昭59-36715號公報專利文獻2:日本特開平10-337448號公報專利文獻3:日本特開平9-19630號公報
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)所要解決的問題本專利技術(shù)是鑒于上述的以往技術(shù)的現(xiàn)狀而提出的，其目的在于，提供在從液狀混合物中的固體分離或溶質(zhì)分離中以低運轉(zhuǎn)成本高水平地達到了透水性能和除去性能的。特別是，本專利技術(shù)的中空絲型反滲透膜適于處理鹽濃度(滲透壓)低的原水(例如鹽水、臟水、工廠或家庭的排水等淡水)。解決問題的手段本專利技術(shù)人為了達成該目的而進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過使用具有鹽除去作用的、將致密層做得比以往更薄的這樣的剖面結(jié)構(gòu)的中空絲型反滲透膜而以低壓泵進行運轉(zhuǎn)，從而可以以低運轉(zhuǎn)成本高水平地達到透水性能和除去性能，從而完成了本專利技術(shù)。S卩，本專利技術(shù)具有以下的⑴ ⑶的構(gòu)成。(I) 一種中空絲型反滲透膜，其特征在于，是含有乙酸纖維素的中空絲型反滲透膜，其中，將氯化鈉濃度1500mg/L的水溶液在25°C、壓力1.5MPa下從中空絲型反滲透膜的外側(cè)向內(nèi)側(cè)過濾時的透水量為180 350L/m2/天、鹽除去率為90.0 99.0%，且中空絲型反滲透膜的外徑為100 280 μ m、內(nèi)徑為50 200 μ m、中空率為24 42%。(2)根據(jù)(I)中記載的中空絲型反滲透膜，其特征在于，在中空絲型反滲透膜的外表面附近存在0.1 7 μ m的厚度的致密層。(3)根據(jù)⑴或⑵中記載的中空絲型反滲透膜，其特征在于，耐壓性(-m值)為0.02 0.08。(4)根據(jù)⑴ (3)中任一項記載的中空絲型反滲透膜，其特征在于，中空絲型反滲透膜的長度為15 500cm。(5) 一種⑴ (4)中任一項記載的中空絲型反滲透膜的制造方法，其特征在于，所述(I) (4)中任一項所述的中空絲型反滲透膜是通過制備含有乙酸纖維素、溶劑和非溶劑的制膜原液，將所述制膜原液從噴絲頭經(jīng)由空中移動部排出到凝固液中而制造中空絲膜，將所述中空絲膜水洗后供至熱水處理而使膜收縮而得到的中空絲型反滲透膜，其中，制膜原液中的乙酸纖維素的濃度為40 45重量％，制膜原液中的溶劑/非溶劑的重量比為80/20 95/5，以及熱水處理的溫度為50 70°C。(6) 一種中空絲膜組件，其特征在于，組裝有(I) (4)中任一項記載的中空絲型反滲透膜。(7) 一種水的制造方法，其特征在于，通過在0.5 2.0MPa的壓力下將液狀混合物用(6)中記載的中空絲膜組件過濾而進行液狀混合物的固體分離或溶質(zhì)分離。(8)根據(jù)(7)中記載的制造方法，其特征在于，液狀混合物為鹽水、臟水、工廠或家庭的廢水，液狀混合物的滲透壓為0.001 1.5MPa。專利技術(shù)的效果本專利技術(shù)的中空絲型反滲透膜被按照在維持高的鹽除去率的同時，使低壓過濾時的透水量變高的方式加以設(shè)計，因此可以在以低運轉(zhuǎn)成本兼顧透水性能和除去性能的同時，實現(xiàn)液狀混合物的固體分離或溶質(zhì)分離，特別是實現(xiàn)源于鹽水、臟水、排水等淡水的水制造。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的反滲透膜的制造工序的說明圖。圖2是本專利技術(shù)的反滲透膜的一例的剖面結(jié)構(gòu)的微分干涉顯微鏡圖像。具體實施例方式以往，含有乙酸纖維素的中空絲型反滲透膜將重點放在膜結(jié)構(gòu)的致密化上，基本上進行了如下方向的開發(fā)，即，通過將制膜原液中的乙酸纖維素濃度設(shè)定得較高，并且對制膜后的膜實施高溫的熱水處理，從而使膜結(jié)構(gòu)更加緊密。此種手法本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.08.27 JP 2010-1905621.一種中空絲型反滲透膜，其特征在于，是含有乙酸纖維素的中空絲型反滲透膜，其中， 將氯化鈉濃度1500mg/L的水溶液在25°C、壓力1.5MPa下從中空絲型反滲透膜的外側(cè)向內(nèi)側(cè)過濾時的透水量為180 350L/m2/天、鹽除去率為90.0 99.0%，且中空絲型反滲透膜的外徑為100 280 μ m、內(nèi)徑為50 200 μ m、中空率為24 42%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中空絲型反滲透膜，其特征在于， 在中空絲型反滲透膜的外表面附近存在0.1 7μπι的厚度的致密層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的中空絲型反滲透膜，其特征在于， 耐壓性值即-m值為0.02 0.08。4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的中空絲型反滲透膜，其特征在于， 中空絲型反滲透膜的長度為15 500cm。5.一種權(quán)利要求1 4中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：時見忍，八木敏幸，伊藤裕二，
申請(專利權(quán))人：東洋紡株式會社，
類型：
國別省市：