[发明专利]中空纤维膜组件的亲水化方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够用于各种膜分离过程中的、中空纤维膜组件的亲水化方法。

背景技术

从中空纤维膜的外侧向内侧进行过滤的外压式中空纤维膜组件具有多种优点，包括：将膜过滤前的原水和膜过滤后的过滤水隔开的密封构造的简单性、运转管理容易等，但其最大的特征为，组件可具有非常大的、每单位容积的过滤膜面积。因此，近年来，逐渐适用于由河川水、湖沼水、地下水、海水、生活排水、工业用排水制造工业用水或自来水的水处理工序。

当使用上述膜组件对原水进行膜过滤时，原水中包含的除去对象物（例如悬浮物和有机物）在膜外侧堆积，引起膜的阻塞现象，因此膜的过滤阻力上升，很快即无法进行过滤。因此，为了维持膜过滤性能，通常定期地停止膜过滤并进行物理清洗。通常，上述过滤工序和物理清洗工序自动地反复实施。

物理清洗的例子包括空气清洗（空洗）和反压水清洗（反洗）等，其中，空气清洗（空洗）是向膜组件下部吹入空气并使膜在水中振动，由此将附着于膜外侧的悬浊物质震落，反压水清洗（反洗）是通过压力以与膜组件的过滤方向相反的方向、即从中空部侧向膜外表面压入过滤水等水（清洗水），来将附着于膜等上的悬浊物质除去。

中空纤维膜组件具有如下得到的构成，即，在壳体内收纳将大约数百个～数万个中空纤维膜集束而成的中空纤维膜束，且通过浇铸灌封材料固定中空纤维膜束的两端部。但是，在外压式中空纤维膜组件的情况下，多具有下述结构：其中，中空纤维膜在一端开口而能够经由其获得过滤水，而另一端用灌封材料密封。作为浇铸灌封材料进行固定的方法，公知有静置法、离心法。静置法是指，从中空纤维膜束的下方通过定量泵等输送灌封材料，并使灌封材料固化的方法，而离心法是指，通过离心力使灌封材料向壳体端部移动，并使灌封材料固化的方法。但是，在任一方法中均是，在膜与灌封材料的界面处，浇铸树脂沿膜外表面蠕升大约数mm至数cm的高度，形成不均匀的树脂界面。在这样的状态的中空纤维膜中，若在空洗时使其振动，则在不均匀的树脂界面处局部应力被施加至中空纤维膜上，存在产生膜断裂的隐患。

为了防止这样的膜断裂，考虑在利用浇铸用的灌封材料进行固定后，再次浇铸缓冲材料，例如比较柔软的树脂（例如有机硅树脂），在灌封材料与膜界面之间设置缓冲层，由此防止不均匀的树脂界面处的膜断裂。

通常，为易于操作，由干燥后的中空纤维膜来制作这些膜组件，之后用醇等亲水化剂进行将存在于膜细孔部中的微小气泡排出的亲水化处理。在中空纤维膜在运转或保管中干燥了的情况下，也进行该亲水化处理。具体而言，作为将外压式中空纤维膜组件亲水化的方法，已知有如图8那样使含醇水从中空纤维膜外表面透过并从中空部侧排出含醇水的方法；以及如专利文献1那样，在使含醇水与中空纤维膜的内外表面接触的状态下，使含醇水从中空纤维膜中空部加压透过的方法。

专利文献1:日本特开平5－31336号公报

发明内容

但是，在如图8那样使含醇水从中空纤维膜外表面透过并从中空部侧排出含醇水的方法具有以下缺点：在已经透过了含醇水的中空纤维膜内存在含醇水，与膜组件高度相应的水头压力被施加至壳体下方的粘合固定部附近的中空纤维膜中空部上，因此该部分的膜内外的压差减小，其结果是，含醇水的透过流量不充分，无法高效率地进行亲水化。另外，在专利文献1的情况下也是，在已经透过了含醇水的、位于中空纤维膜外表面侧的空间中存在有含醇水，从而与膜组件高度相应的水头压力被施加至壳体下方的粘合固定部附近的中空纤维膜外侧，该部分的膜内外的压差减小。因此，存在无法高效率地对下部粘合固定部附近的中空纤维膜进行亲水化处理的问题。

另外，在对壳体下方的粘合固定部由多层形成、且最内侧的层由有机硅树脂形成的中空纤维膜组件进行亲水化处理的情况下，非常难于一边将存在于在有机硅树脂与中空纤维膜之间产生的间隙中的空气挤出一边对膜进行亲水化。

因此，本发明的技术课题在于，提供一种外压式中空纤维膜组件的亲水化方法，即使在壳体下方的粘合固定部附近所述方法也能够高效率地将中空纤维膜亲水化。

为了解决上述课题，本发明包括下述构成。