逆滲透膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法以及逆滲透膜裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對MBR處理水等的含有高分子有機(jī)物的水進(jìn)行處理的逆滲透膜 裝置及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該高分子有機(jī)物會吸附于膜上使膜污染被推進(jìn)。本發(fā)明也涉及使用該 逆滲透膜裝置的生物處理水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，在海水淡水化、超純水制造、工業(yè)用水處理、排水回收處理等時(shí)，逆滲透膜被 用來除去原水中的離子類或有機(jī)物等（例如，非專利文獻(xiàn)1)。逆滲透膜，會因?yàn)槟け砻娴?微生物的繁殖或有機(jī)物的吸附而使得透過流束降低，或因濁質(zhì)造成的阻塞使得模組壓差上 升。因此，必須定期洗凈逆滲透膜，使透過流束、元件的原水側(cè)和濃縮水側(cè)的壓差（以下，稱 為元件壓差）恢復(fù)。
[0003] 作為逆滲透膜元件，已知有螺旋型膜元件。通過在透過水隔離件的兩面疊合逆滲 透膜并粘合3邊而形成袋狀膜，將該袋狀膜的開口部安裝于透過水集水管，與網(wǎng)狀的原水 隔離件一起，以螺旋狀卷繞在透過水集水管的外周面，由此構(gòu)成螺旋型膜元件，該螺旋型膜 元件是已知的。該螺旋型膜元件中，原水從元件的一個(gè)端面?zhèn)裙┙o，沿著原水隔離件流過， 從另一個(gè)端面?zhèn)瘸蔀闈饪s水被排出。原水在沿著原水隔離件流過的過程中，透過逆滲透膜 成為透過水。該透過水沿著透過水隔離件而流入透過水集水管的內(nèi)部，從透過水集水管的 端部被排出。
[0004] 如此地，螺旋型膜元件是通過卷繞于透過水集水管的袋狀膜間所配設(shè)的原水隔離 件而形成原水路徑。
[0005] 通過將螺旋型膜元件的原水隔離件的厚度加厚，濁質(zhì)變得不易阻塞原水流路，能 夠避免濁質(zhì)蓄積造成的元件壓差的上升、透過水量、透過水質(zhì)的降低。為了改善濁質(zhì)造成的 阻塞性，市面上有將原水隔離件的厚度加大的螺旋型逆滲透膜元件。
[0006] 若原水隔離件變厚，則每一元件（單位元件）的膜面積變小，每一元件的透過水量 減少。市售的螺旋型逆滲透膜元件的膜面積為42m2(440平方英尺（ft2))以下。
[0007] 即使將原水隔離件的厚度加大，仍無法期待對于膜污染物質(zhì)的吸附所造成的透過 流束的降低的改善效果。
[0008] 為了將每一元件的膜面積加大，也有將原水隔離件的厚度變薄的提案（例如，專 利文獻(xiàn)1)。通常認(rèn)為，若原水隔離件的厚度變薄，則濁質(zhì)造成的流路阻塞將成為問題。關(guān)于 厚度薄的原水隔離件，有什么樣的特性、應(yīng)該進(jìn)行什么樣的運(yùn)轉(zhuǎn)，尚未得知。
[0009] 將下水（污水）等有機(jī)性污水在生物處理槽進(jìn)行活性污泥處理，通過浸漬設(shè)置在 生物處理槽內(nèi)的浸漬型膜分離裝置使活性污泥混合液固液分離的膜分離活性污泥法（MBR: 膜生物反應(yīng)器），能得到穩(wěn)定的水質(zhì)的處理水，并且，能夠提高活性污泥濃度，進(jìn)行高負(fù)荷處 理。也有將該MBR處理水（浸漬型膜分離裝置的膜過濾水）直接供水到逆滲透膜裝置以進(jìn) 行逆滲透膜分離處理的有機(jī)性排水的處理方法的提案（例如，非專利文獻(xiàn)2)。
[0010] MBR處理水，含有大量成為膜污染物質(zhì)的分子量10000以上的高分子有機(jī)物。因 此，在處理MBR處理水的逆滲透膜裝置中，隨著時(shí)間經(jīng)過的透過流束的降低或膜間壓差的 增加較大。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1 :日本特許第4107724號公報(bào)。
[0014] 非專利文獻(xiàn)
[0015] 非專利文獻(xiàn)1 :《使用者用的實(shí)用膜分離技術(shù)（工一妒一 実用膜分離技 術(shù)）》（1996年4月30日初版第1次印刷發(fā)行，日刊工業(yè)新聞社），第6頁；
[0016] 非專利文獻(xiàn)2 :《水處理膜的制膜技術(shù)和材料評價(jià)（水処理膜①製膜技術(shù)t材料評 価）》（2012年1月30日第1版第1次印刷發(fā)行，科學(xué)&科技株式會社），第11頁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] [發(fā)明要解決的課題]
[0018] 本發(fā)明的課題在于提供一種逆滲透膜裝置及其運(yùn)轉(zhuǎn)方法以及使用該逆滲透膜裝 置的生物處理水的處理方法，其能夠?qū)BR處理水等的含有大量膜污染物質(zhì)的原水防止透 過水量降低地并且穩(wěn)定地進(jìn)行處理。
[0019] [解決課題的方法]
[0020] 逆滲透膜，已知因?yàn)橥ㄋ畷沟媚け砻娈a(chǎn)生被稱為濃度極化的現(xiàn)象，當(dāng)濃度極化 變大時(shí)，膜面的溶質(zhì)濃度會變高。本發(fā)明人等為了解決上述課題，對螺旋型逆滲透膜元件的 流動條件進(jìn)行分析，其結(jié)果是得到如下所述的見解。
[0021] (1)若使膜的透過流束變小則濃度極化變小。
[0022] (2)若膜表面的通水線速度（線速）變大則濃度極化變小。
[0023] (3)若溶質(zhì)的分子量變大則濃度極化變大。
[0024] 本發(fā)明人等還進(jìn)一步深入了解到，導(dǎo)致膜污染造成積垢的原因物質(zhì)是分子量 10000以上的高分子有機(jī)物，特別是多糖類、蛋白質(zhì)等的生物代謝物，另外，這些高分子有機(jī) 物因?yàn)闈舛葮O化使得膜面濃度上升時(shí)，透過流束及透過水量的降低變得顯著。
[0025] 進(jìn)一步反復(fù)研究的結(jié)果，得到以下見解。通過使用每一元件的膜面積加大后的螺 旋型逆滲透膜元件作為逆滲透膜元件，即使是相同的透過水量，也能夠使透過流束比以往 的螺旋型逆滲透膜元件小。通過以規(guī)定值以下的透過流束進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，能使?jié)舛葮O化變小，抑 制透過流束及透過水量的降低。通過使通水線速度為規(guī)定值以上，能夠進(jìn)一步抑制透過流 束的降低。
[0026] 本發(fā)明是基于上述的見解而完成的，其要旨如下。
[0027] [1] -種逆滲透膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其是將含有高分子有機(jī)物的水作為原水進(jìn)行 處理的逆滲透膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，
[0028] 該原水以0?Olppm以上的濃度含有分子量10000以上的高分子有機(jī)物，該逆滲透 膜裝置具有具備滿足下述式（1)的膜面積的螺旋型逆滲透膜元件，并且以透過流束〇.6m/ 天（m/d)以下對該逆滲透膜裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，
[0029] 膜面積（m2)彡n2X(11/16) (1)
[0030] 其中，n表示逆滲透膜元件的直徑（英寸）。
[0031] [2]如[1]所述的逆滲透膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其中，前述透過流束是0.45m/天以 下。
[0032] [3]如[1]或[2]所述的逆滲透膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其中，以線速度0.lm/s以上的 濃縮水流量進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0033] [4]如[1]至[3]中任一項(xiàng)所述的逆滲透膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其中，前述逆滲透膜 元件的直徑n是8英寸。
[0034] [5]如[1]至[4]中任一項(xiàng)所述的逆滲透膜裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其中，前述原水是 MBR處理水。
[0035] [6] -種逆滲透膜裝置，其將以0.Olppm以上的濃度含有分子量10000以上的高分 子有機(jī)物的水作為原水進(jìn)行處理，其特征在于，
[0036] 其具有具備滿足下述式（1)的膜面積的螺旋型逆滲透膜元件，并且以透過流束 0.6m/天以下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，
[0037] 膜面積（m2)彡n2X(11/16) (1)
[0038] 其中，n表示逆滲透膜元件的直徑（英寸）。
[0039] [7] -種生物處理水的處理方法，其特征在于，通過[6]所述的逆滲透膜裝置對生 物處理水進(jìn)行逆滲透膜分離處理。
[0040] [發(fā)明的效果]
[0041] 根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)BR處理水等的含有大量膜污染物質(zhì)的原水防止透過水量降 低地并且穩(wěn)定地進(jìn)行逆滲透膜分離處理。
[0042] 也即，根據(jù)本發(fā)明，通過將每一元件的膜面積加大，即使是相同的透過水量，也能 使透過流束比以往的螺旋型逆滲透膜元件小。通過以規(guī)定值以下的透過流束進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，能 使膜面的濃度極化變小而抑制透過水量降低。因此，能繼續(xù)長期穩(wěn)定的處理。
【附圖說明】
[0043] 圖la、Ib及Ic是表示本發(fā)明的生物處理水的處理方法的實(shí)施方式的系統(tǒng)圖。
[0044] 圖2a是表示以NaCl水溶液或含有平均分子量10000的高分子有機(jī)物的水作為原 水的逆滲透膜分離處理中的透過流束與濃縮倍率的關(guān)系的圖，圖2b是表示上述處理中的 平均線速度與濃縮倍率的關(guān)系的圖。
[0045] 圖3是表示實(shí)施例中使用的平膜單元的結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 下面，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0047] < 原水 >
[0048] 本發(fā)明中，通過逆滲透膜裝置進(jìn)行逆滲透膜分離處理的原水，是以0?Olppm以上 的濃度含有分子量10000以上的高分子有機(jī)物的水。分子量10000以上的高分子有機(jī)物，特 別是多糖類、蛋白質(zhì)等的生物代謝物，容易污染膜而成為透過流束降低的原因。本發(fā)明中， 含有0.Olppm以上、例如0. 05~0. 5ppm這種高分子有機(jī)物，通過通水使逆滲透膜的透過流 束大量降低的水為原水。
[0049] 作為這種高分子有機(jī)物含有水，能夠適宜使用各種排水的回收水或生物處理水， 特別是MBR處理水等。
[0050] 分子量10000以