[发明专利]平膜型分离膜元件、元件单元、平膜型分离膜模块及平膜型分离膜模块的运转方法

说明书

本发明涉及一种平膜型分离膜元件，其中形成有分离膜对，所述分离膜对以分离膜的透滤侧的面彼此相对的方式被配置，且在所述分离膜对内侧设置有流路材料，在上述分离膜对的过滤区域的面积中，满足在至少一个方向上的弯曲弹性模量为100～1000MPa、最大弯曲应力为1～15MPa的高弹性区域的面积为10％以上。

技术领域

本发明涉及适合于饮用水制造、净水处理、废水处理等水处理领域、食品工业领域的平膜型分离膜元件、元件单元、平膜型分离膜模块及平膜型分离膜模块的运转方法。

背景技术

近年来，平膜状或中空丝膜状的分离膜被使用在水处理领域及食品工业领域中。例如，配置有分离膜的膜元件及配置有多个该膜元件的膜模块被使用在水净化处理装置中。对于分离膜而言，从其孔径、分离功能的方面出发，有精密过滤膜、超滤膜、纳米过滤膜、反渗膜、正渗透膜等。这些膜被用于从例如海水、卤水或包含有害物的水等来提取饮用水的精制、工业用超纯水的制造、排水处理及有价资源的回收等。上述的膜根据作为目标的分离成分及分离性能而被分开使用。

膜分离活性污泥法(MBR：Membrane Bioreactor)是在活性污泥槽中浸渍分离膜并将活性污泥和处理水用膜进行分离的处理方法。就MBR而言，由于省空间且得到良好的水质，因此在国内以小规模的设施为中心而加以引进，在新设施多的海外以超过10万m³/d的大规模的设施加以引进。

在膜分离活性污泥法中，若使用分离膜模块而持续地过滤，则被处理水中所含的悬浊成分堆积在膜表面，由此使透滤水量降低，因此为了保持透滤水量，需要逐渐提高膜间压差。

因此，在分离膜模块的通常运转时，从设置于分离膜模块下方的散气管输送加压空气，打乱其膜表面的流动，由此使堆积物剥离。

但是，散气鼓风机的耗能高是膜分离活性污泥法的课题，需要即使减少散气量也能清洗膜表面的分离膜元件及分离膜模块。

就以往的平膜型分离膜元件而言，过滤膜的支撑材料或框体为刚性的情况居多，即使从散气管散发出气泡，也几乎不发生过滤膜的振动，使附着于膜面的悬浊物剥离的作用仅在于由散气气泡在膜面产生的剪切应力。

为此，在专利文献1中记载了以下方法：通过使用聚乙烯制的网状物作为流路材料，从而使平膜元件整体为挠性，并且通过使整体厚度薄至1～6mm，从而因与气泡的接触等而发生平膜元件的晃动，促进在过滤膜表面上的悬浊物的剥离，由此降低散气量。

另外，在专利文献2中记载了以下方法：膜元件是柔韧的片状，并且在表面用环氧树脂等设置多个凸状体，由此促进晃动。

另外，在专利文献3中记载了一种分离膜元件，其通过制成在膜的透滤侧的面具备多个树脂部的构造，从而降低分离膜元件的厚度，由此赋予适度的刚性和柔软性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/004743号

专利文献2：日本特开2008－246371号公报

专利文献3：国际公开第2013/125506号

发明内容

发明要解决的课题

然而，根据专利文献1～3中记载的方法，通过使膜元件发生晃动，从而可以使过滤膜表面的悬浊物的剥离速度增加，但是，由晃动所致的膜面清洗效果不充分，为了进一步降低散气能量，需要进一步促进晃动效果。

另外，在专利文献1记载的方法中，由于降低膜元件的厚度，因此担心耐久性的降低，在进行长期运转时分离膜元件及分离膜表面发生故障，产生性能降低的可能性变高。

在专利文献2记载的方法中，由于在分离膜表面形成凸状物，因此导致有效的膜面积降低。