过滤膜、过滤单元、过滤系统以及过滤方法技术方案

本发明专利技术提供了一种过滤膜，其中使用了由具有亲水性的合成纤维构成的无纺布作为过滤膜，所述过滤膜能够用于海水、河水等处理系统，并提供了高过滤流速，通过逆洗或利用化学品清洗可充分恢复过滤流速并具有长的使用寿命；特别地，提供了一种利用无纺布制造的过滤膜，该无纺布是通过这样的方式形成的：通过将亲水性树脂涂布到疏水性树脂纤维的各表面或与亲水性组分共聚合的方法，从而利用具有亲水性基团的材料使疏水性纤维亲水化，并由该纤维来制造无纺布。本发明专利技术还提供了一种使用该过滤膜的过滤单元和过滤装置，以及利用该过滤装置过滤海水和/或淡水的过滤方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于过滤处理海水、河水等的过滤膜、使用该过滤膜的过滤单元、以及使用该过滤单元以制造滤液的过滤系统(滤液制造装置)和过滤方法。
技术介绍
本领域已经提出了用于被废水等污染的海水、河水等的无害化和排水的各种水处理系统(例如专利文献1)。压舱水是出于使船舶安全航行的原因而可能由船舶装载的海水，并且也已经提出了用于防止因排出的压舱水而导致的环境污染的各种水处理系统(例如专利文献1、专利文献2、专利文献4、专利文献5)。在这种处理系统中，膜过滤广泛用于除去悬浮物(其为包含于待处理水中的固体)并除去浮游生物和微生物(例如细菌)。作为膜过滤使用的过滤膜，已经提出了由各种材料制成的多孔过滤膜。例如，专利文献1公开了一种过滤装置，其包括作为过滤器(过滤膜)的多孔层，该多孔层由选自以下材料中的材料制成：聚丙烯纤维；纤维素纤维和蜜胺树脂；纤维素纤维和酚醛树脂；纤维素纤维和蜜胺树脂和苯酚树脂；以及纤维素纤维和丙烯酸纤维和酚醛树脂，并且还描述了该过滤装置进一步设置有位于前述过滤装置的下游、并包括由聚四氟乙烯(PTFE，氟聚合物)制成的多孔膜的过滤装置。专利文献3公开了作为过滤膜的PTFE拉伸膜(多孔膜)，其用于从海水中有效地除去被称为TEP(透明胞外聚合物颗粒)的粘性物质(胶状悬浮物)，该物质分泌自浮游生物或微生物的细胞。用于河水、海水、压舱水等的处理系统通常需要以高速执行处理。因此，期望的是能够进行高流量处理的过滤膜。在前述的材料中，聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)被广泛地用作过滤膜用材料，这是因为聚酯是结实的并且有利于制造能够承受高流量所伴随的过滤压力的过滤膜。例如，专利文献4(第0022段)描述了：关于过滤膜用材料，“例如，当使用由聚酯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等制成的拉伸多孔体、相分离多孔体或无纺布等多孔结构体时，由聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯制成的无纺布特别适合用于进行高流量处理“。专利文献5(第0010段，第5至7行)描述了由聚酯等制成的相对结实的过滤器可用作为处理船舶压舱水的装置的过滤器，以从海水中除去悬浮物并除去微生物。引用列表专利文献专利文献1：日本专利特开No.2010-119999专利文献2：日本专利特开No.2011-251284专利文献3：日本专利特开No.2012-196618专利文献4：日本专利特开No.2012-245428专利文献5：日本专利No.4835785
技术实现思路
技术问题然而，在将聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)用于过滤膜的情况下，存在的问题是，过滤膜中的孔隙不能确保用于使待处理水通过的足够的流路，从而妨碍了过滤流速。虽然有必要增加处理水压以提高过滤流速，但是随之而来的问题是膜的机械寿命缩短。例如，这一点也存在于上述专利文献1和专利文献3中所披露的膜中。在使用过滤膜的水处理的情况下，该膜被水中的微生物(如浮游生物等)、漂浮物、固体物质等所堵塞，从而过滤流速随着时间推移而降低，最后过滤变得困难。当试图通过进行逆洗或用化学品清洗而恢复过滤流速时，仍然存在的问题是在常规过滤膜(如聚酯制成的过滤膜)的情况下，通过逆洗或利用化学品清洗而恢复过滤流速是不够的。在为了通过逆洗或利用化学品清洗恢复过滤流速从而增加喷流的情况下，膜的机械寿命缩短。在反复进行不足以恢复过滤流速的逆洗的情况下，最后的结果是即使当进行逆洗时，堵塞仍然使得过滤流速难以恢复。由聚酯制成的常规过滤膜存在的问题在于，在过滤流速恢复变得困难之前的膜使用时间(即膜的寿命)较短。本专利技术的目的在于提供一种由多孔体制成的过滤膜，以及能够有效处理海水、河水等的过滤单元、过滤系统以及过滤方法，其中所述过滤膜能够用于海水、河水等的处理系统，并且能够实现高过滤流速，可通过逆洗或利用化学品清洗而使过滤流速充分恢复，并具有长的使用寿命。问题的解决方案本专利技术的第一方面是一种过滤膜，其使用了由具有亲水性的合成纤维形成的无纺布。本专利技术的第二方面是一种过滤单元，其使用了第一方面的过滤膜。本专利技术的第三方面是一种海水和/或淡水的过滤系统，包括第二方面的过滤单元，用于供给待处理水使之通过所述过滤单元的供水装置，以及清洗所述过滤单元的清洗装置。本专利技术的第四方面是一种用于海水和/或淡水的过滤方法，其使用第三方面所述的过滤装置。本专利技术的有益效果根据本专利技术，提供了可以用于海水、河水等的处理系统的过滤膜。该过滤膜能够实现高过滤流速(处理速度)，通过逆洗或利用化学品清洗而使过滤流速充分恢复，并具有长的使用寿命。利用本专利技术的过滤单元、以及使用该过滤单元的过滤系统和过滤方法，能够以高过滤流速进行海水、河水等的处理以及压舱水的处理，通过逆洗或利用化学品清洗能够充分恢复过滤流速，并且能够降低更换过滤膜的频率。即，能够进行有效过滤和水处理。附图说明图1是示出了当利用本专利技术的实施例和比较例的过滤膜进行过滤时，压差(处理水压力)和过滤时间之间的关系的图示。具体实施方式本专利技术的专利技术人进行了深入的研究，从而最终发现，由具有亲水性的合成纤维、特别是具有亲水性的聚酯纤维制成的无纺布可以用作过滤膜(过滤材料)，从而提高过滤流量(每单位时间能够过滤的流量)，使堵塞不易于发生，有助于通过逆洗恢复过滤流量，耐长时间使用，并具有长的使用寿命。本专利技术人由此完成了本专利技术。本专利技术的第一方面是一种过滤膜，其使用了由具有亲水性的合成纤维形成的无纺布。在此，合成纤维是指由通过低分子量有机分子的聚合制备的聚合物而制成的化学纤维。具有亲水性的合成纤维的例子包括经过化学处理从而使之具有亲水性(亲水化处理)的疏水性合成纤维。它们例如为已经进行了亲水化处理的聚酯纤维、聚丙烯纤维等。具有亲水性的合成纤维是指如下所述的纤维。当无纺布由亲水性合成纤维形成并且(该无纺布的一端)浸入水中时，该无纺布的吸水速度高达由疏水性聚酯纤维(未经过亲水化处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)形成并且(该无纺布的一端)浸入水中的无纺布的吸水速度的至少六倍。在使用由具有亲水性的合成纤维、特别是具有亲水性的聚酯纤维形成的无纺布的情况下，待处理水容易渗入无纺布并且保留在无纺布中的气泡顺利释放。因此，确保了足够的流路，并能够提高过滤流速。此外，当通过逆洗或利用化学品清洗过滤膜时，清洗效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过滤膜，其使用了由具有亲水性的合成纤维形成的无纺布。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.25 JP 2013-1986671.一种过滤膜，其使用了由具有亲水性的合成纤维形成的无
纺布。
2.根据权利要求1所述的过滤膜，其中所述具有亲水性的合成
纤维是通过将亲水化剂涂布至疏水性聚酯纤维的各表面，以使该纤维
具有亲水性而制得的纤维。
3.根据权利要求2所述的过滤膜，其中所述具有亲水性的合成
纤维是通过将聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯和/或具有饱和聚酯和亲水性
基团的丙烯酸类聚合物的嵌段聚合物涂布到聚酯树...

【专利技术属性】
技术研发人员：植野慎也，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP