[发明专利]多孔质中空纤维膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及主要在去除水中的细菌、病毒、SS成分等方面使用的耐污垢性能优异的多孔质中空纤维膜。具体涉及长期稳定的膜性能、基于洗涤的膜性能的恢复性优异的多孔质中空纤维膜。本发明另涉及可用作精密过滤膜或超滤膜的适用于净水处理等水处理的多孔质中空纤维膜及其制造方法。

本申请主张2013年9月18日在日本申请的日本特愿2013-193213号以及2013年9月18日在日本申请的日本特愿2013-193214号的优先权，将其内容引用于本文中。

背景技术

在由河川水和/或湖沼水、地下水等淡水水源制造自来水的洁净水领域的过滤处理方面，以往广泛地使用了砂过滤、以及凝集沉淀与砂过滤的并用。然而，在这些处理方面存在有如下的担心：耐氯性高并且在过滤后的氯杀菌中恐怕无法完全实现无害化的隐孢子虫(クリプトスポリジジウム)会引发水源污染，等等。在这样的背景下，正在较多地采用可更容易且精度良好地去除浊质的膜过滤法，将其单独采用、或者与凝集沉淀和/或砂过滤等其它的水处理技术进行组合而采用。另一方面，在基于反渗透膜(reverseosmosismembrane、逆浸透膜)进行海水淡化时，供给于反渗透膜的海水也是预先利用凝集沉淀、砂过滤等前处理实施除浊处理，然后供给于反渗透膜进行脱盐处理。在这些处理方面，采用基于膜过滤的除浊替代凝集沉淀或砂过滤、或者与其它的水处理技术进行组合的情况也正在增加。

作为膜分离中使用的多孔质中空纤维膜要求的要求特性，例如列举出下面的各点。

(1)被去除物质的去除性高。

(2)透过物质的透过性高。

(3)处理流体的透过性高。

(以下，将(1)、(2)、(3)一并称为膜分离特性。)

(4)相对于拉伸等的断裂强度充分高，不易断裂和/或泄漏。

(5)截留特性不易经时性地降低。

(6)处理流体的透过性不易经时性地降低。

(以下，将(5)、(6)一并地称为膜分离特性的保持性。)

(7)基于洗涤的截留特性的恢复性优异。

(8)基于洗涤的透过性的恢复性优异。

(以下，将(7)、(8)一并地称为膜分离特性的恢复性。)

一般而言，在膜过滤工艺方面，随着膜过滤操作时间的经过，污垢物质附着、蓄积于供给原水的一侧的膜表面，膜过滤阻力增大而发生膜过滤效率降低的现象。到那时，为了去除附着于膜表面的污垢物质，因而通过进行洗涤、空气洗涤(airscrub、エアスクラブ)、供给水的脱液、或化学洗涤等洗涤操作而恢复膜过滤阻力，再一次开始膜过滤。反复进行左述的膜过滤操作与洗涤操作，可运用膜过滤工艺。在洗涤操作中需要电以及水等的设施(utility)，另外在进行着洗涤操作的期间无法获得生产的水，因而优选为洗涤操作频率低并且洗涤操作时间短。因此，如果可获得随着膜过滤操作时间的经过而生成的膜过滤阻力的增大作用小、基于洗涤操作而恢复膜过滤阻力效果大的分离膜，那么非常有用。

在现有技术中，在将膜表面进行亲水化而提高耐污垢性、抑制膜过滤操作中的过滤阻力的增大的方向上，进行了很多的技术开发。例如，通过向在获得由疏水性高分子形成的多孔质膜时使用的制膜原液中混入聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和/或聚乙烯醇(PVA)等亲水性高分子，在制膜后也残存这些亲水性高分子，提高膜表面的亲水性从而提高耐污垢性。该方法虽然是制膜简便、膜生产效率高、优异的方法，但是耐污垢性尚不充分。

另外，在现有技术中存在有如下的技术：首先形成由疏水性高分子形成的膜，在其后进行各种表面处理而用亲水性高分子覆盖疏水性高分子膜的表面，从而想要提高耐污垢性。在这些方法中，与向制膜原液中混入亲水性高分子而制膜的方法相比，制造工序复杂，另外难以控制工序，等等，在实用上问题多。