TW201822875A - 中空纖維膜、過濾模組及廢水處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之一態樣之中空纖維膜具備以聚四氟乙烯作為主成分且具有多孔性之筒狀之骨材、及具有親水性且被覆上述骨材之外表面及孔隙內表面之樹脂皮膜，外周面之純水接觸角為40°以上且80°以下，外周面於水中之C燃油接觸角為110°以上且150°以下。
Description
本發明係關於一種中空纖維膜、過濾模組及廢水處理裝置。本申請主張基於在2016年11月17日提出申請之日本申請第2016-224141號之優先權，並援引上述日本申請中所記載之全部記載內容。
基於例如廢水處理等多種目的，作為將被處理水進行過濾而去除固形物之過濾膜之一種，有時使用將多孔質體形成為直徑相對較小之筒狀之中空纖維膜。作為此種中空纖維膜之材質，已知有以機械強度及化學穩定性相對優異之聚四氟乙烯作為主成分者。
聚四氟乙烯由於具有相對較大之疏水性，故而透水性容易降低，尤其於中空纖維膜之孔隙直徑小之情形時，過濾能力容易變得不充分。另外，於中空纖維膜具有相對較大之疏水性之情形時，亦存在如下不良情況，即，容易發生被處理水中之油分等疏水性污垢(foulant)附著於中空纖維膜之表面而產生堵塞之被稱為積垢(fouling)之現象。
因此，業界提出有藉由使由聚四氟乙烯形成之多孔質膜中含浸親水性材料之水溶液並使親水性材料交聯，使之不溶化而固定於多孔質 膜之孔隙內表面，藉此對多孔質膜進行親水化處理(參照國際公開第2010/092938號公報)。藉由以此種方式使多孔質膜親水化，透水性提高，過濾能力增大，並且疏水性污垢之附著得到抑制，因此變得不易產生積垢。
[專利文獻1]國際公開第2010/092938號公報
然而，上述公報中所記載之親水化處理需要進行如下步驟：將多孔質膜浸漬於與親水性材料之水溶液具有相容性之異丙醇中之步驟、將孔隙內含有異丙醇之多孔質膜浸漬於疏水性材料之水溶液中而於多孔質膜之孔隙內導入親水性材料之步驟、及使孔隙內之親水性材料交聯而固定於孔隙內表面之步驟。如此複雜之親水化處理導致過濾膜之價格提高。
本發明之一態樣之中空纖維膜具備以聚四氟乙烯作為主成分且具有多孔性之筒狀之骨材、及具有親水性且被覆上述骨材之外表面及孔隙內表面之樹脂皮膜，外周面之純水接觸角為40°以上且80°以下，外周面於水中之C燃油接觸角(Fuel Oil C contact angle)為110°以上且150°以下。
1‧‧‧過濾模組
2‧‧‧過濾泵
3‧‧‧中空纖維膜
4‧‧‧第1保持構件
5‧‧‧第2保持構件
6‧‧‧骨材
7‧‧‧樹脂皮膜
8‧‧‧支持層
9‧‧‧過濾層
10‧‧‧廢水噴嘴
T‧‧‧處理水槽
圖1係表示本發明之一實施形態之廢水處理裝置之構成的示意圖。
圖2係圖1之廢水處理裝置之過濾模組之示意性剖面圖。
圖3係圖2之過濾模組之中空纖維膜之示意性局部剖面圖。
本發明係基於如上所述之情況而完成者，其課題在於提供一種相對廉價、處理能力較大且不易產生積垢之中空纖維膜、過濾模組及廢水處理裝置。
本發明之一態樣之中空纖維膜相對廉價、處理能力較大且不易產生積垢。
本發明之一態樣之中空纖維膜具備以聚四氟乙烯作為主成分且具有多孔性之筒狀之骨材、及具有親水性且被覆上述骨材之外表面及孔隙內表面之樹脂皮膜，外周面之純水接觸角為40°以上且80°以下，外周面於水中之C燃油接觸角為110°以上且150°以下。
該中空纖維膜藉由利用樹脂皮膜來被覆以聚四氟乙烯作為主成分且具有多孔性之筒狀骨材之外表面及孔隙內表面而被親水化，故而透水性提高，處理能力相對較大，且相對不易產生積垢。另外，該中空纖維膜藉由將外周面之純水接觸角及水中之C燃油接觸角設為上述範圍內，而變得使用具有適度親水性之材料作為樹脂皮膜之形成材料。藉此，僅憑 使樹脂皮膜形成材料之水溶液含浸於骨材並進行乾燥便可容易地形成被覆骨材之外表面及孔隙內表面之樹脂皮膜。因此，該中空纖維膜相對廉價，並且處理能力較大且不易產生積垢。
上述樹脂皮膜之主成分較佳為乙烯-乙烯醇共聚物，作為上述乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比，較佳為20mol%以上且60mol%以下。如此，藉由上述樹脂皮膜之主成分為乙烯-乙烯醇共聚物且上述乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比為上述範圍內，能夠相對容易且確實地形成可賦予相對較大之透水性且防止積垢之樹脂皮膜。
上述骨材宜具有筒狀之支持層、及積層於該支持層之外周面之過濾層。上述支持層之平均厚度較佳為0.3mm以上且1.0m以下，上述支持層之平均孔徑較佳為1μm以上且3μm以下，上述支持層之氣孔率較佳為40%以上且90%以下。上述過濾層之平均厚度較佳為10μm以上且100μm以下，上述過濾層之平均孔徑較佳為0.01μm以上且0.45μm以下，上述樹脂皮膜之平均厚度較佳為50nm以下。如此，藉由上述骨材具有筒狀之支持層、及積層於該支持層之外周面之過濾層，可使該中空纖維膜成為相對容易製造並且強度相對較大，且能夠將相對較小之雜質自被處理水中去除者。另外，藉由將上述支持層之平均厚度、平均孔徑及氣孔率、上述過濾層之平均厚度及平均孔徑以及上述樹脂皮膜之平均厚度分別設為上述範圍內，可更容易地製造，且防止處理能力降低。
作為起泡點，較佳為60kPa以上且200kPa以下。如此，藉由使起泡點為上述範圍內，成為透水性相對較大且能夠去除相對較小之雜質者。
本發明之另一態樣之過濾模組具備保持為於一方向上對齊之狀態的多根該中空纖維膜、及固定該多根中空纖維膜之兩端部之一對保持構件。
該過濾模組由於使用該中空纖維膜，故而相對廉價，處理能力較大且不易產生積垢。另外，該過濾模組藉由具備固定多根中空纖維膜之兩端部之一對保持構件，可藉由浸漬於被處理水中而容易且確實地同時使用多根中空纖維膜，因此能夠相對容易且迅速地過濾被處理水。
本發明之另一態樣之廢水處理裝置具備貯存含有活性污泥之被處理水之處理水槽、及配設於該處理水槽內之該過濾模組。
該廢水處理裝置藉由該過濾模組，對貯存於處理水槽且含有活性污泥之被處理水進行過濾。藉此，該廢水處理裝置相對廉價，處理能力較大且不易產生積垢，因此可以相對較低之成本來相對確實地處理廢水。
此處，「主成分」係指質量含有率最大之成分，較佳設為含有90質量%以上之成分。「純水接觸角」係藉由JIS-R3257(1999)中規定之「躺滴法(sessile drop method)」所測得之值。另外，「水中之C燃油接觸角」係於純水中朝下水平地配置測量面，並於測量對象物之下表面靜置C燃油之油滴之情形時，與JIS-R3257(1999)中規定之「接觸角」同樣地進行測量之測量面與油滴之間的角度。另外，「平均孔徑」係使用美國PMI公司之孔徑分佈測量裝置(Perm-Porometer)所測得之值。另外，「氣孔率」係依據ASTM D792所測得之值。另外，「起泡點」係使用異丙醇並依據ASTM-F316-86所測得之值。
以下，一面參照圖示，一面對本發明之各實施形態進行詳細說明。
圖1所示之本發明之一實施形態之廢水處理裝置具備貯存含有活性污泥之被處理水之處理水槽T、及配設於該處理水槽T內之1個或多個過濾模組1。另外，該廢水處理裝置進而具備通過過濾模組1而抽出處理水槽T內之被處理水之過濾泵2。
另外，雖未圖示，但該廢水處理裝置亦可具有用以對活性污泥供給空氣(氧氣)之曝氣裝置、供活性污泥高濃度地附著之載體、用以洗淨過濾模組1之供給氣泡之起泡裝置、排出過量活性污泥之抽污泥裝置、用以於處理水槽T中支持其他構成元件之框架、控制裝置等。
該廢水處理裝置使用作為好氧性微生物之活性污泥，將例如生活廢水、污水、工業廢水等被處理水中之有機物分解，使用過濾模組1將雜質分離並排出。即，該廢水處理裝置係藉由膜分離活性污泥法對廢水進行處理之裝置。
處理水槽T係以能夠浸漬過濾模組1之方式貯存被處理水。作為處理水槽T之材質，例如可使用樹脂、金屬、混凝土等。
過濾模組1本身為本發明之一實施形態。
如圖2所示，過濾模組1具備保持為於一方向(上下方向)對齊之狀態的多根中空纖維膜3、及分別固定該多根中空纖維膜3之兩端部之一對保持構件(第1保持構件4及第2保持構件5)。
<中空纖維膜>
中空纖維膜3本身為本發明之一實施形態。
如圖3所示，該中空纖維膜3具備以聚四氟乙烯作為主成分且具有多孔性之筒狀之骨材6、及具有親水性且被覆上述骨材之外表面及孔隙內表面之樹脂皮膜7。
該中空纖維膜3之外周面之純水接觸角之下限為40°，較佳為45°，進而較佳為50°。另一方面，該中空纖維膜3之外周面之純水接觸角之上限為80°，較佳為75°，進而較佳為70°。於該中空纖維膜3之外周面之純水接觸角未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3之透水量變得不充分之虞、或無法防止積垢產生之虞。反之，於該中空纖維膜3之外周面之純水接觸角超過上述上限之情形時，有因逐漸不易形成樹脂皮膜7而導致該中空纖維膜3之製造成本增大之虞。
該中空纖維膜3之外周面於水中之C燃油接觸角之下限為110°，較佳為115°，進而較佳為120°。另一方面，該中空纖維膜3之外周面於水中之C燃油接觸角之上限為150°，較佳為145°，進而較佳為140°。於該中空纖維膜3之外周面於水中之C燃油接觸角未達上述下限之情形時，有因逐漸不易形成樹脂皮膜7而導致製造成本增大之虞。反之，於該中空纖維膜3之外周面於水中之C燃油接觸角超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3之透水量變得不充分之虞、或無法防止積垢產生之虞。
作為該中空纖維膜3之起泡點之下限，較佳為60kPa，更佳為80kPa。另一方面，作為該中空纖維膜3之起泡點之上限，較佳為200kPa，更佳為180kPa。於起泡點未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3 無法充分地分離雜質之虞。反之，於起泡點超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3之透水量變得不充分之虞。
作為該中空纖維膜3之平均外徑之下限，較佳為1mm，更佳為1.5mm，進而較佳為2mm。另一方面，作為該中空纖維膜3之平均外徑之上限，較佳為6mm，更佳為5mm，進而較佳為4mm。於該中空纖維膜3之平均外徑未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3之機械強度變得不充分之虞。反之，於該中空纖維膜3之平均外徑超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3之表面積相對於截面面積之比減小而使該中空纖維膜3之過濾效率降低之虞。
作為該中空纖維膜3之平均內徑之下限，較佳為0.3mm，更佳為0.5mm，進而較佳為0.9mm。另一方面，作為該中空纖維膜3之平均內徑之上限，較佳為4mm，更佳為3mm。於該中空纖維膜3之平均內徑未達上述下限之情形時，有排出該中空纖維膜3內之處理過之水時之壓力損失增大之虞。反之，於該中空纖維膜3之平均內徑超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3之厚度減小而使該中空纖維膜3之機械強度及雜質之透過阻擋效果變得不充分之虞。
作為該中空纖維膜3之平均內徑相對於平均外徑之比之下限，較佳為3/10，更佳為2/5。另一方面，作為該中空纖維膜3之平均內徑相對於平均外徑之比之上限，較佳為4/5，更佳為3/5。於該中空纖維膜3之平均內徑相對於平均外徑之比未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3之厚度變得過大而使該中空纖維膜3之透水性降低之虞。反之，於該中空纖維膜3之平均內徑相對於平均外徑之比超過上述上限之情形時，有該中 空纖維膜3之厚度減小而使該中空纖維膜3之機械強度及雜質之透過阻擋效果變得不充分之虞。
關於該過濾模組1，作為該中空纖維膜3沿中心軸之平均有效長度之下限，較佳為1m，更佳為2m。另一方面，作為該中空纖維膜3之平均有效長度之上限，較佳為8m，更佳為7m。於該中空纖維膜3之平均有效長度未達上述下限之情形時，有該過濾模組1之體積效率降低之虞。反之，於該中空纖維膜3之平均有效長度超過上述上限之情形時，有因該中空纖維膜3之自身重量而使該中空纖維膜3之彎曲變得過大之虞、或於過濾模組1之設置時等之操作性降低之虞。
(骨材)
骨材6確保該中空纖維膜3之形狀及機械特性，利用樹脂皮膜7而改質表面(外表面及孔隙內表面)特性。
該骨材6係以強度、耐化學品性及孔隙形成容易性相對優異之聚四氟乙烯作為主成分。
另外，骨材6可設為具有筒狀之支持層8、及積層於該支持層8之外周面之過濾層9的構成。如此藉由設為具有確保骨材6之強度之支持層8與阻擋雜質透過之過濾層9的多層構造，可提高強度並且能夠相對容易地製造有效孔隙直徑小之骨材6。
作為支持層8之平均厚度之下限，較佳為0.3mm，更佳為0.5mm。另一方面，作為支持層8之平均厚度之上限，較佳為1.0mm，更佳為0.8mm。於支持層8之平均厚度未達上述下限之情形時，有骨材6、進而該中空纖維膜3之強度變得不充分之虞。反之，於支持層8之平均厚 度超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3之內腔直徑變小而導致排出處理過之水時之壓力損失增大之虞。
作為支持層8之平均孔徑之下限，較佳為1μm，更佳為1.5μm。另一方面，作為支持層8之平均孔徑之上限，較佳為3μm，更佳為2.5μm。於支持層8之平均孔徑未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3之透水性變得不充分之虞。反之，於支持層8之平均孔徑超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3無法充分地阻擋雜質透過之虞。
作為支持層8之氣孔率之下限，較佳為40%，更佳為50%。另一方面，作為支持層8之氣孔率之上限，較佳為90%，更佳為85%。於支持層8之氣孔率未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3之透水性變得不充分之虞。反之，於支持層8之氣孔率超過上述上限之情形時，有支持層8、進而該中空纖維膜3之強度變得不充分之虞。
作為過濾層9之平均厚度之下限，較佳為10μm，更佳為12μm。另一方面，作為過濾層9之平均厚度之上限，較佳為100μm，更佳為80μm。於過濾層9之平均厚度未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3無法充分地阻擋雜質透過之虞。反之，於過濾層9之平均厚度超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3之透水性變得不充分之虞。
作為過濾層9之平均孔徑之下限，較佳為0.01μm，更佳為0.05μm。另一方面，作為過濾層9之平均孔徑之上限，較佳為0.45μm，更佳為0.3μm。於過濾層9之平均孔徑未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3之透水性變得不充分之虞。反之，於過濾層9之平均孔徑超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3無法充分地阻擋雜質透過之虞。
作為過濾層9之氣孔率之下限，較佳為40%，更佳為50%。另一方面，作為過濾層9之氣孔率之上限，較佳為80%，更佳為70%。於過濾層9之氣孔率未達上述下限之情形時，有該中空纖維膜3之透水性變得不充分之虞。反之，於過濾層9之氣孔率超過上述上限之情形時，有該中空纖維膜3之孔徑變不均勻之虞。
(樹脂皮膜)
樹脂皮膜7被覆骨材6之外表面及孔隙內表面，對該中空纖維膜3賦予親水性。
作為樹脂皮膜7之主成分，可使用具有親水性部分與疏水性部分之高分子。藉由使樹脂皮膜7以具有親水性部分與疏水性部分之高分子作為主成分，而使高分子之疏水性部分具有對骨材6之密接性，且高分子之親水性部分提高該中空纖維膜3之透水性並且抑制積垢。此外，樹脂皮膜7除作為主成分之具有親水性部分與疏水性部分之高分子以外，例如亦可含有添加劑、反應殘渣等雜質。
關於作為樹脂皮膜7之主成分之具有親水性部分與疏水性部分之高分子，例如可使用乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇縮甲醛、酚系高分子等，其中，可適宜地使用乙烯-乙烯醇共聚物。乙烯-乙烯醇共聚物之乙烯部分表現出疏水性，乙烯醇部分(尤其是該羥基)表現出親水性。
關於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比之下限，較佳為20mol%，更佳為22mol%，進而較佳為24mol%。另一方面，關於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比之上限，較佳為60mol%，更佳為55mol%，進而較佳為 50mol%。於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比未達上述下限之情形時，有對骨材6之密接性變得不充分，而逐漸不易均勻地被覆骨材6之表面之虞。反之，於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比超過上述上限之情形時，有因親水性降低導致該中空纖維膜3之透水性變得不充分之虞。
關於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物之平均分子量之下限，較佳為5,000，更佳為10,000。另一方面，關於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物之平均分子量之上限，較佳為100,000，更佳為50,000。於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物之平均分子量未達上述下限之情形時，有樹脂皮膜7變得容易剝離之虞。反之，於作為樹脂皮膜7之主成分之乙烯-乙烯醇共聚物之平均分子量超過上述上限之情形時，有因逐漸不易形成樹脂皮膜7而導致該中空纖維膜3之製造成本上升之虞。此外，「平均分子量」係指依據JIS-K7252-1(2008)「塑膠-利用粒徑篩析層析法測量高分子之平均分子量及分子量分佈之方法-第1部：通則」並使用凝膠滲透層析法(GPC)而測得之質量平均分子量。
作為樹脂皮膜7之平均厚度之下限，較佳為2nm，更佳為5nm。另一方面，作為樹脂皮膜7之平均厚度之上限，較佳為50nm，更佳為30nm。於樹脂皮膜7之平均厚度未達上述下限之情形時，有無法連續地被覆骨材6而無法充分地提高該中空纖維膜3之透水性及耐積垢性之虞。反之，於樹脂皮膜7之平均厚度超過上述上限之情形時，有因該中空纖維膜3之氣孔率降低而導致透水性變得不充分之虞。
作為該中空纖維膜3中之樹脂皮膜7之量之下限，較佳為 0.1質量%，更佳為0.2質量%。另一方面，作為該中空纖維膜3中之樹脂皮膜7之量之上限，較佳為2質量%，更佳為1質量%。於該中空纖維膜3中之樹脂皮膜7之量未達上述下限之情形時，有無法連續地被覆骨材6而無法充分地提高該中空纖維膜3之透水性及耐積垢性之虞。反之，於該中空纖維膜3中之樹脂皮膜7之量超過上述上限之情形時，有因該中空纖維膜3之氣孔率降低而導致透水性變得不充分之虞。
(中空纖維膜之製造方法)
該中空纖維膜3可藉由具備如下步驟之製程進行製造：使溶劑含浸於骨材6之步驟、對含浸有溶劑之骨材6導入形成樹脂皮膜7之材料(樹脂皮膜形成材料)之水溶液之步驟、及將含有樹脂皮膜形成材料之水溶液之骨材6加以乾燥之步驟。
作為上述含浸步驟中所使用之溶劑，只要為聚四氟乙烯之潤濕性高、且與水之親和性高者即可，例如可使用異丙醇等。
於上述導入步驟中，例如藉由將骨材6浸漬於樹脂皮膜形成材料之水溶液中而於骨材6之孔隙內導入樹脂皮膜形成材料之水溶液。此處，藉由在骨材6之孔隙內填充與樹脂皮膜形成材料之水溶液之相容性高之溶劑，樹脂皮膜形成材料之水溶液之表面張力得到緩和，可相對容易地將樹脂皮膜形成材料之水溶液導入骨材6之孔隙內。
作為骨材6於樹脂皮膜形成材料之水溶液中之浸漬時間之下限，雖然亦取決於例如樹脂皮膜形成材料之種類、水溶液之濃度、溫度等條件，但較佳為5分鐘，更佳為30分鐘。另一方面，作為骨材6於樹脂皮膜形成材料之水溶液中之浸漬時間之上限，較佳為6小時，更佳為9小 時。於骨材6於樹脂皮膜形成材料之水溶液中之浸漬時間未達上述下限之情形時，有無法將樹脂皮膜形成材料充分地導入至骨材6之孔隙內之虞。反之，於骨材6於樹脂皮膜形成材料之水溶液中之浸漬時間超過上述上限之情形時，有因樹脂之過度附著而導致骨材6之氣孔率降低之虞。
作為上述水溶液中之樹脂皮膜形成材料含量(固體成分含量)之下限，較佳為0.1質量%，更佳為0.2質量%。另一方面，作為上述水溶液中之樹脂皮膜形成材料含量之上限，較佳為2質量%，更佳為1質量%。於上述水溶液中之樹脂皮膜形成材料含量未達上述下限之情形時，有無法形成連續被覆骨材6表面之樹脂皮膜7之虞。反之，於上述水溶液中之樹脂皮膜形成材料含量超過上述上限之情形時，有無法於骨材6之孔隙內含浸水溶液之虞、或會阻塞骨材6之孔隙之虞。
於上述乾燥步驟中，藉由使骨材6之孔隙內之上述水溶液中之溶劑蒸發，而使樹脂皮膜形成材料呈膜狀附著於骨材6之外表面及孔隙內表面。
作為該乾燥步驟中之乾燥溫度(環境溫度)，例如可設為0℃以上且60℃以下，典型而言設為常溫。另外，作為該乾燥步驟中之乾燥時間，例如可設為5分鐘以上且24小時以下。
<上側保持構件>
第1保持構件4保持多根該中空纖維膜3之上端。該第1保持構件4形成與所保持之該中空纖維膜3之內腔連通之內部空間，並具有自該內部空間排出經該中空纖維膜3過濾之處理過之水的廢水噴嘴10。即，第1保持構件4之廢水噴嘴10與過濾泵2連接。
<下側保持構件>
第2保持構件5保持多根該中空纖維膜3之下端。第2保持構件5可與上述第1保持構件4同樣地形成內部空間，亦可藉由如阻塞該中空纖維膜3之開口之方法保持該中空纖維膜3之下端。第2保持構件5亦可為將該中空纖維膜3折回之構件。即，於該過濾模組1中，鄰接之該中空纖維膜3之下端亦可被連接。
該中空纖維膜3藉由將外周面之純水接觸角及水中之C燃油接觸角設為一定之範圍內，如上所述般使用具有一定之疏水性之樹脂皮膜形成材料而會形成樹脂皮膜7，因此使樹脂皮膜形成材料相對容易地密接於疏水性骨材6之外表面及孔隙內表面。因此，關於該中空纖維膜3，可於不使樹脂皮膜形成材料於骨材6之孔隙內發生化學反應之情況下藉由上述浸漬步驟及乾燥步驟以相對一定之品質且相對廉價地形成提高處理能力(透水性)及耐積垢性之樹脂皮膜7。另外，該過濾單元及廢水處理裝置由於使用該中空纖維膜3，故而相對廉價，處理能力較大且不易產生積垢。
應當認為本說明書所揭示之實施形態於全部方面均為例示而非限制性者。本發明之範圍係由申請專利範圍所揭示而不限定於上述實施形態之構成，意在包括與申請專利範圍同等之含義及範圍內之全部變更。
該過濾模組不限定於藉由內周面側之負壓而使被處理水透過內周面側之浸漬式過濾模組，例如可設為：於中空纖維膜之外周面側形成高壓而使被處理水透過至中空纖維膜之內周面側之外壓式、於中空纖維 膜之內周面側形成高壓而使被處理水透過至中空纖維膜之外周面側之內壓式等任意形式之過濾模組。
該過濾模組亦可用於過濾含有活性污泥之水以外之被處理水。
該廢水處理裝置除了具備配設有該過濾模組之處理水槽以外，亦可進而具備使被處理水中之懸浮物質沈澱之水槽、專用於利用活性污泥進行有機物分解之水槽等。
以下，基於實施例對本發明進行詳細說明，但本發明不被該實施例之記載限定性地解釋。
<中空纖維膜>
製作如下中空纖維膜之試作例1~3，該中空纖維膜係於由聚四氟乙烯形成且具有平均厚度600μm、平均孔徑2μm、氣孔率80%之支持層、及平均厚度15μm、平均孔徑0.3μm、氣孔率60%之過濾層之平均外徑2.3mm之筒狀骨材之外表面及孔隙內表面藉由乙烯-乙烯醇共聚物形成有平均厚度20nm之樹脂皮膜。
中空纖維膜之試作例1中，將乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比設為27mol%。中空纖維膜之試作例2中，將乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比設為32mol%。中空纖維膜之試作例3中，將乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比設為44mol%。
樹脂皮膜之形成係藉由如下方式進行：首先將骨材於異丙醇中浸漬1小時，其次於上述乙烯-乙烯醇共聚物之0.4質量%濃度之水溶液 中浸漬6小時，將所獲得者於室溫乾燥3小時。
針對該等中空纖維膜之試作例1~3，切開中空纖維膜並展開為平面狀，測量外周面之純水接觸角及水中之C燃油接觸角。此外，「純水接觸角」係藉由JIS-R3257(1999)所規定之「躺滴法」進行測量。另外，「水中之C燃油接觸角」係將切開之中空纖維膜之外周面朝下水平地配置於純水中，並將C燃油之油滴靜置於中空纖維膜之外周面，與JIS-R3257(1999)中所規定之「接觸角」同樣地測量中空纖維膜之外周面與油滴之間之角度。
另外，使用中空纖維膜之試作例1~3，製作具備48根有效長度40cm之中空纖維膜之過濾模組，並測量透水量。透水量係將過濾模組浸漬於純水中，抽吸中空纖維膜之內腔而使中空纖維膜內外之差壓成為20kPa，並對所抽吸之水量進行測量。
下述表1中表示中空纖維膜之試作例1~3之外周面之純水接觸角及水中之C燃油接觸角以及過濾模組之透水量之測量結果。
進而，於利用使用有中空纖維膜之試作例1~3之過濾模組將活性污泥水過濾5天後，確認其外觀，結果均未見積垢。
如上所述，確認到藉由將中空纖維膜之外周面之純水接觸角 及水中之C燃油接觸角設為一定之範圍內，能夠相對廉價地進行製造，並且透水量相對較大，可有效地防止積垢。
Claims (6)
- 一種中空纖維膜，其具備骨材，其以聚四氟乙烯作為主成分，且為具有多孔性之筒狀、及樹脂皮膜，其具有親水性，且被覆上述骨材之外表面及孔隙內表面；外周面之純水接觸角為40°以上且80°以下，外周面於水中之C燃油接觸角(Fuel Oil C contact angle)為110°以上且150°以下。
- 如申請專利範圍第1項之中空纖維膜，其中，上述樹脂皮膜之主成分為乙烯-乙烯醇共聚物，上述乙烯-乙烯醇共聚物中之乙烯之共聚合比為20mol%以上且60mol%以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之中空纖維膜，其中，上述骨材具有筒狀之支持層、及積層於該支持層之外周面之過濾層，上述支持層之平均厚度為0.3mm以上且1.0m以下，上述支持層之平均孔徑為1μm以上且3μm以下，上述支持層之氣孔率為40%以上且90%以下，上述過濾層之平均厚度為10μm以上且100μm以下，上述過濾層之平均孔徑為0.01μm以上且0.45μm以下，上述樹脂皮膜之平均厚度為50nm以下。
- 如申請專利範圍第1或2項之中空纖維膜，其起泡點為60kPa以上且200kPa以下。
- 一種過濾模組，其具備保持為於一方向上對齊之狀態的多根申請專利範圍第1項之中空纖維膜、及固定該多根中空纖維膜之兩端部之一對保持構件。
- 一種廢水處理裝置，其具備貯存含有活性污泥之被處理水之處理水槽、及配設於該處理水槽內之申請專利範圍第5項之過濾模組。
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