海水淡化預(yù)處理用分離膜和海水淡化預(yù)處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鹽水淡化預(yù)處理用分離膜和鹽水淡化預(yù)處理裝置，利用該裝置能夠以高去除率除去TEP，同時保持快速流速并恒定地向RO膜供給足夠量的原水而不用升高壓力。本發(fā)明也提供一種鹽水淡化方法。該鹽水淡化預(yù)處理用分離膜用于利用反滲透膜的鹽水淡化之前的預(yù)處理。當(dāng)以恒定流量進(jìn)行過濾時，標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上，該標(biāo)準(zhǔn)流量A定義為在最初30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差P1和經(jīng)過120分鐘后30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差P2之間能夠滿足P2≤1.5×P1的最大流量；并且糖類去除率B或碳顆粒去除率C為0.3以上，優(yōu)選為0.5以上。該糖類去除率B和碳顆粒去除率C由下式表示：糖類去除率B=(1-濾過水中糖類的含量/原水中糖類的含量)，碳顆粒去除率C=1-(濾過水中的POC/原水中的POC)，其中POC=懸浮有機(jī)碳的含量（總有機(jī)碳含量和溶解性有機(jī)碳含量之間的差）。
【專利說明】海水淡化預(yù)處理用分離膜和海水淡化預(yù)處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及能夠有效地除去海水中懸浮物的海水淡化預(yù)處理用分離膜、海水淡化預(yù)處理裝置、海水淡化設(shè)備和海水淡化方法。
【背景技術(shù)】[0002]海水淡化處理的一種方法是對海水施加壓力使海水通過反滲透膜(R0膜)，從而使海水脫鹽并得到淡水的方法。這種反滲透膜是包括直徑均約為0.1nm至0.5nm的超細(xì)孔的半透膜，并且具有僅允許水分子選擇性通過而不允許諸如鹽等雜質(zhì)通過的性質(zhì)。
[0003]然而，在許多情況下，作為原水的海水含有由粗顆粒形成的懸浮物。因此，為了防止由這些懸浮物導(dǎo)致的反滲透膜的污染，在用反滲透膜處理之前通常進(jìn)行從原水中除去懸浮物的預(yù)處理。
[0004]這類預(yù)處理的例子包括砂濾，使用具有比反滲透膜的孔更大的孔的膜的過濾，例如，微濾(MF)或超濾(UF)、它們的組合等(非專利文獻(xiàn)I)。
[0005]微濾是指通過使原水通過孔徑約為IOOnm至1000nm的微濾膜(MF膜)從而除去懸浮物的方法。超濾是指通過使原水通過孔徑約為Inm至IOOnm的超濾膜(UF膜)從而除去懸浮物的方法。
[0006]引用列表
[0007]非專利文獻(xiàn)
[0008]非專利文獻(xiàn)I:Fukuoka District Waterworks Agency, "Mechanism of Desalination",[online], [2010年6月7日搜索]，國際互聯(lián)網(wǎng)
[0009]<URL:http://www.fsuik1.0r.jp/seawater/facilities/mechanism.php>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]在海水中，約有Ippm至幾ppm的被稱作TEP(透明胞外聚合物顆粒)的粘著物,其由浮游生物和微生物分泌到細(xì)胞外部。TEP含有糖類作為主要成分，并且是粒徑均約為I μπι至200 μ m的果凍狀顆粒，其將水捕獲至交聯(lián)聚合物中并且體積膨脹一百倍。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用MF膜或UF膜對海水進(jìn)行過濾時，TEP粘附在膜表面并展開，這導(dǎo)致了 MF膜或UF膜的結(jié)垢(堵塞)。隨著結(jié)垢增加，流量(單位面積和單位時間的過濾量)迅速降低。
[0012]因此，本發(fā)明的發(fā)明人想到，(例如)在用MF膜或UF膜進(jìn)行過濾前，預(yù)先用平均孔徑為Iym以上的過濾膜(LF膜)除去TEP。在該LF膜中，由于如上所述結(jié)垢的發(fā)生，在初期階段流量可能也會降低，因而該LF膜不一定足夠。
[0013]換言之，在常規(guī)預(yù)處理中，TEP的去除率和流量之間呈負(fù)相關(guān)，如果去除率增加，結(jié)垢將在更短的時間內(nèi)發(fā)生，這會導(dǎo)致流量的迅速降低。因此，通過根據(jù)流量的降低來增加壓力，在流量保持固定的情況下，將從中除去了 TEP的原水以恒定的方式供給至RO膜。
[0014]然而，當(dāng)壓力增加時，需要用化學(xué)試劑等對膜進(jìn)行清洗，這導(dǎo)致成本增加。當(dāng)發(fā)生堵塞時，不能期待通過清洗復(fù)原而必須更換膜，這導(dǎo)致維修費(fèi)用增加。此外，當(dāng)流量降低時，需要較大的膜面積，這導(dǎo)致設(shè)備成本增加。而且，需要更大功率的泵來增加壓力，這導(dǎo)致額外的設(shè)備成本。就膜的耐壓性而言，增加壓力也是有限度的。
[0015]因而，本發(fā)明的目的是提供一種海水淡化預(yù)處理用分離膜，其能夠在以高去除率除去TEP的同時，在保持高流速而不用較大增加壓力的情況下以恒定的方式將足夠量的原水供給至RO膜。本發(fā)明的目的是進(jìn)一步提供一種海水淡化預(yù)處理裝置和海水淡化方法。
[0016]解決問題的方案
[0017]本發(fā)明的發(fā)明人考慮到以下事實(shí):雖然將具有連通孔的多孔體用作了常規(guī)的預(yù)處理用分離膜，來捕獲直徑大于連通孔的孔徑的TEP，但是在捕獲的同時孔被堵塞并發(fā)生結(jié)垢，這導(dǎo)致流量降低，在尋找能夠可靠地捕獲TEP的膜材料時，進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)和調(diào)查。
[0018]因此，事實(shí)證明聚四氟乙烯(PTFE)適合作為這種膜材料。具體而言，由于PTFE是具有大孔(由以島的形式分布的樹脂塊形成)和纖維狀結(jié)構(gòu)(其中微細(xì)纖維摻雜在這些樹脂塊之間)的多孔體，因此借助于較大的孔徑能夠確保充足的流量。即使孔徑大于TEP的直徑，摻雜的細(xì)纖維也能捕獲TEP。
[0019]接下來，本發(fā)明的發(fā)明人使用下面描述的標(biāo)準(zhǔn)流量A作為與確保流量相關(guān)的指標(biāo)以及下面描述的糖類去除率B作為與TEP的去除率相關(guān)的指標(biāo)，利用具體的數(shù)值對膜材料進(jìn)行評價。
[0020]標(biāo)準(zhǔn)流量A是指，當(dāng)以固定流量進(jìn)行過濾時，能夠滿足P2 ( 1.5XP1的流量的最大值，其中Pl表示最初30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，P2表示經(jīng)過120分鐘后30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差。
[0021]糖類去除率B用作與TEP的去除率相關(guān)的指標(biāo)，因?yàn)門EP是含有糖類作為主要成分的果凍狀顆粒。糖類去除率B由下列等式獲得:
[0022]糖類去除率B= (1-濾過水中糖類的量/原水中糖類的量)。
[0023]在以上糖類去除率B的計(jì)算中，糖類的量通過對水中各有機(jī)物的糖類的量進(jìn)行定量分析和總計(jì)而獲得。然而，水中有巨大種類的有機(jī)物。因此，作為集中測定水中的有機(jī)物的較簡單方法，本發(fā)明的發(fā)明人將注意力集中在TOC (總有機(jī)碳)上，TOC通過測定水中的有機(jī)物(以有機(jī)碳的總量(碳的量)表示)而獲得。
[0024]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可將粒狀碳去除率C用作與TEP的去除率相關(guān)的指標(biāo)，來代替上述的糖類去除率B，其中粒狀碳去除率C由基于各POC的下列等式獲得，POC通過用TOC分析儀對各原水和濾過水中的TOC和DOC (溶解性有機(jī)碳)進(jìn)行測定并得到作為TOC和DOC之間的差的POC (懸浮有機(jī)碳、粒狀碳)而獲得。
[0025]粒狀碳去除率C= (1-濾過水中的POC/原水中的P0C)。
[0026]本發(fā)明的發(fā)明人對如上所述每個指標(biāo)進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)和調(diào)查。結(jié)果表明，使用這樣的膜材料可以確保充足的流量并以高去除率除去TEP:標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上，并且糖類去除率B或粒狀碳去除率C為0.3以上，理想地為0.5以上。
[0027]應(yīng)該注意的是,m/d是指每單位膜面積(Im2) —天的過濾流量(m3)。
[0028]基于如上所述各指標(biāo)對上述的PTFE進(jìn)行了評價。結(jié)果證實(shí)，在常規(guī)膜材料中標(biāo)準(zhǔn)流量A大約為1.5m/d,而在PTFE中標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上。這清楚地表明，PTFE在數(shù)值上優(yōu)于常規(guī)的膜材料。此外，對于糖類去除率B和粒狀碳去除率C，也證實(shí)了，PTFE表現(xiàn)出0.4以上的去除率，這在常規(guī)的膜材料中是不能獲得的。這也清楚地表明，PTFE在數(shù)值上優(yōu)于常規(guī)的膜材料。
[0029]如上所述，使用這樣的膜材料可以確保充足的流量并以高去除率除去TEP:標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上，并且糖類去除率B或粒狀碳去除率C為0.3以上，理想地為0.5以上。
[0030]上述的評價結(jié)果不限于PTFE膜材料。只要膜材料是具有大孔和纖維狀結(jié)構(gòu)的多孔體，就可能獲得類似的評價結(jié)果。
[0031]此外，事實(shí)證明，當(dāng)將如上所述的標(biāo)準(zhǔn)流量A乘以糖類去除率B或粒狀碳去除率C得到的值用作指標(biāo)、并且該值為2以上時，起到了協(xié)同效果并且可進(jìn)行非常優(yōu)異的預(yù)處理。PTFE同樣滿足該值。該值更優(yōu)選為5以上，并且進(jìn)一步優(yōu)選為10以上。
[0032]權(quán)利要求1至18主張的發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)。具體而言，權(quán)利要求1主張的發(fā)明涉及一種海水淡化預(yù)處理用分離膜，其用于利用反滲透膜進(jìn)行的海水淡化預(yù)處理中，其中
[0033]當(dāng)以固定流量進(jìn)行過濾時,標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上,該標(biāo)準(zhǔn)流量A定義為能夠滿足P2< 1.5XP1的流量的最大值，其中Pl表示最初30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，P2表示經(jīng)過120分鐘后30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，并且
[0034]糖類去除率B為0.3以上，該糖類去除率B由下列等式表示:
[0035]糖類去除率B= (1-濾過水中糖類的量/原水中糖類的量)。
[0036]權(quán)利要求2主張的發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中所述糖類去除率B為0.5以上。
[0037]此外，權(quán)利要求10主張的發(fā)明涉及一種海水淡化預(yù)處理用分離膜，其用于利用反滲透膜進(jìn)行的海水淡化預(yù)處理中，其中
[0038]當(dāng)以固定流量進(jìn)行過濾`時,標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上,該標(biāo)準(zhǔn)流量A定義為能夠滿足P2< 1.5XP1的流量的最大值，其中Pl表示最初30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，P2表示經(jīng)過120分鐘后30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，并且
[0039]粒狀碳去除率C為0.3以上，該粒狀碳去除率C由以下等式表示:
[0040]粒狀碳去除率C= (1-濾過水中的POC/原水中的P0C)
[0041]其中POC是指懸浮有機(jī)碳的量(總有機(jī)碳的量與溶解性有機(jī)碳的量之間的差)。
[0042]權(quán)利要求11主張的發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中所述粒狀碳去除率C為0.5以上。
[0043]權(quán)利要求3和12主張的發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1和10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中所述海水淡化預(yù)處理用分離膜由聚四氟乙烯制成。
[0044]權(quán)利要求4和13主張的發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1和10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中所述海水淡化預(yù)處理用分離膜的孔徑為I μ m以上。
[0045]在本發(fā)明中，優(yōu)選使用孔徑為Iym以上的LF膜。這里膜的孔徑由平均孔徑表示。平均孔徑是指通過泡點(diǎn)法(氣流法)確定的孔徑。
[0046]具體而言，假設(shè)P (Pa)表示基于ASTM F316用異丙醇測定的IPA泡點(diǎn)值(壓力)，Y表示液體的表面張力(達(dá)因/cm)，B表示毛細(xì)常數(shù)，則該孔徑是指由以下等式表示的直徑d ( μ m)。應(yīng)該注意的是，其也同樣適用于MF膜、UF膜等的平均孔徑。
[0047]d=4B Y /P
[0048]由于LF膜的平均孔徑為I μ m以上，因此可以增加單位膜面積的流速(流量)。相反，通過更小的設(shè)備就可以得到所預(yù)期的處理量。LF膜的平均孔徑越小，能去除的顆粒就越小，并且能提高預(yù)處理中懸浮物和有機(jī)顆粒(諸如TEP)的去除率。另一方面，LF膜的平均孔徑越小，單位膜面積的流速(流量)就越小。因此，考慮單位膜面積的流速(流量)以及所期望的懸浮物和有機(jī)顆粒(諸如TEP)的去除率來選擇最佳孔徑。
[0049]權(quán)利要求5和14主張的發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1和10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中所述海水淡化預(yù)處理用分離膜未經(jīng)過親水化處理。
[0050]當(dāng)該膜是由疏水性材料(如PTFE膜)制成的聚合物膜(疏水性聚合物膜)時，為了增加與待處理液體的相容性，通常使用(例如)將PTFE膜的表面與親水性化合物(如乙烯醇)交聯(lián)的方法進(jìn)行親水化處理。
[0051]然而，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該膜用作預(yù)處理用分離膜時，因?yàn)樵撃の唇?jīng)過親水化處理(其中親水性材料交聯(lián)并固定在膜的表面上)，所以能夠確保高流量和高糖類去除率或粒狀碳去除率。
[0052]與前述處理不同，優(yōu)選使用以下方法進(jìn)行親水化處理:在將待處理液體通過該膜以前，使膜與親水性醇接觸，并用親水性醇覆蓋膜的表面(包括孔的內(nèi)部)。該親水性醇可包括乙醇、丙醇等，特別優(yōu)選使用異丙醇。
[0053]權(quán)利要求6和15主張的發(fā)明涉及一種海水淡化預(yù)處理裝置，其中將權(quán)利要求1和10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜用作過濾膜。
[0054]由于海水淡化預(yù)處理用分離膜能夠充分除去有機(jī)物并且充分抑制流量的降低，因此可以以穩(wěn)定的方式將足夠量的原水(已從中除去有機(jī)物)供給至海水淡化裝置。
[0055]權(quán)利要求 7和16主張的發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求6和15所述的海水淡化預(yù)處理裝置，其中使用微濾膜或超濾膜的預(yù)處理裝置設(shè)置在使用權(quán)利要求1和10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜的預(yù)處理裝置之后。
[0056]通過進(jìn)一步布置孔徑較小的微濾膜或超濾膜，可以提供具有能夠進(jìn)一步除去有機(jī)物(其通過上述的海水淡化預(yù)處理用分離膜除去)以外的細(xì)小懸浮物的優(yōu)異的過濾性能的海水淡化預(yù)處理裝置。
[0057]權(quán)利要求8和17主張的發(fā)明涉及一種海水淡化設(shè)備，包括:權(quán)利要求6和15所述的海水淡化預(yù)處理裝置；以及使用反滲透膜的脫鹽處理裝置。
[0058]使用具有優(yōu)異的過濾性能的海水淡化預(yù)處理裝置使得可供給已從中充分除去了有機(jī)物的原水。因此，能夠提供這樣的海水淡化設(shè)備:其中即使使用脫鹽處理裝置(其中使用了反滲透膜)進(jìn)行了長時間的脫鹽處理，也能抑制RO膜處結(jié)垢的發(fā)生。
[0059]權(quán)利要求9和18主張的發(fā)明涉及一種海水淡化方法，其中利用反滲透膜法對使用權(quán)利要求6和15所述的海水淡化預(yù)處理裝置過濾后的原水進(jìn)行脫鹽。
[0060]對已從中充分除去了有機(jī)物的原水進(jìn)行脫鹽處理。因此，即使進(jìn)行了很長時間的脫鹽處理，也能抑制RO膜處結(jié)垢的發(fā)生。
[0061]本發(fā)明的有益效果
[0062]根據(jù)本發(fā)明，在以高去除率除去TEP的同時，能夠在保持高流量而不用增加壓力的情況下以恒定的方式向RO膜供給足夠量的原水。
[0063]附圖簡要說明
0064]圖1 (a)是以二維方式觀察的根據(jù)本實(shí)施方案的分離膜的示意圖。[0065]圖1(b)是示出了通過接合部和細(xì)纖維的結(jié)構(gòu)捕獲果凍狀物體M的方式的示意圖。
[0066]圖2是示出海水淡化設(shè)備的構(gòu)造的方框圖，該海水淡化設(shè)備包括使用了根據(jù)本發(fā)明的分離膜的預(yù)處理裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0067]下文中將參照附圖基于實(shí)施方案來描述本發(fā)明。
[0068]1.分離膜
[0069]首先，將描述根據(jù)本實(shí)施方案的海水淡化預(yù)處理用分離膜。圖1是描述根據(jù)本實(shí)施方案的分離膜的圖。圖1(a)是以二維方式觀察的該分離膜的示意圖。
[0070]根據(jù)本實(shí)施方案的分離膜是由PTFE制成的多孔膜。如圖1 (a)所示，根據(jù)本實(shí)施方案的分離膜由多個接合部I和多個細(xì)纖維(小纖維)3構(gòu)成，該多個細(xì)纖維3各自具有I μ m以下的厚度，并與接合部I相連。多個孔2形成于接合部I之間。
[0071]圖1 (b)是示出了通過接合部I和細(xì)纖維3的結(jié)構(gòu)捕獲果凍狀物體M的方式的示意圖。由于細(xì)纖維3在平面方向和厚度方向上以不規(guī)則的纏結(jié)方式存在，因此即使各孔2具有大的孔徑，在膜的整個厚度方向上，細(xì)纖維3也能可靠地捕獲含有糖類作為主要成分的果凍狀碳。通過除去果凍狀碳，原水中的全部碳(T0C)、尤其是粒狀碳(POC)就會減少。因此，在保持5m/d的流量(高 于常規(guī)分離膜中約1.5m/d的流量)的同時，能夠以高去除率過濾糖類。
[0072]2.流量的測定
[0073]將標(biāo)準(zhǔn)流量A作為流量,該標(biāo)準(zhǔn)流量A定義為:當(dāng)以固定流量進(jìn)行過濾時,能夠滿足P2 < 1.5XP1的流量的最大值，其中Pl表示最初30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，P2表示經(jīng)過120分鐘后30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差。
[0074]3.去除率的測定
[0075]接下來，將描述測定去除率的方法。雖然通常用糖類去除率來評價去除率，但是為了測定的簡化也可以用粒狀碳去除率代替糖類去除率來評價去除率。
[0076](I)糖類去除率
[0077]糖類去除率由以下等式表示:
[0078]糖類去除率=1-濾過水中糖類的量/原水中糖類的量。
[0079]通過糖類分析來測定濾過水中糖類的量和原水中糖類的量。
[0080]具體而言,使用糖分析儀(例如，Nippon Dionex K.K制造的帶有電化學(xué)檢測器的糖分析儀ICS-3000)對水中各種類型的糖類進(jìn)行定量分析，其總和以ppm表示。
[0081](2)粒狀碳去除率
[0082]粒狀碳去除率由以下等式表示:
[0083]粒狀碳去除率=1-濾過水中的POC/原水中的P0C。
[0084]濾過水和原水中的POC根據(jù)以下步驟計(jì)算:
[0085]1.用TOC分析儀測定樣品(原水和濾過水)中的TOC
[0086]I1.用0.1 μπι孔徑的過濾器過濾樣品(從而，POC被完全除去而只有DOC留在濾過水中)
[0087]II1.用TOC分析儀測定包含在該濾過水中的DOC[0088]IV.根據(jù)以下等式由測得的TOC和DOC計(jì)算POC:
[0089]POC=TOC - DOC
[0090]上文中，TOC表示原水中存在的有機(jī)化合物中的碳的總量(總有機(jī)碳)。DOC表示濾過水中存在的有機(jī)化合物中的碳的量(溶解性有機(jī)碳)。POC表示除去的粒狀碳(懸浮有機(jī)碳)。
[0091]應(yīng)該注意的是，TOC用燃燒氧化非分散紅外吸收方式測定。具體而言，使用鉬催化劑，在高溫下使有機(jī)物在高純空氣或氧氣中燃燒。用氣體分析儀測定由燃燒產(chǎn)生的二氧化碳的濃度，從而測定T0C。例如，使用由Shimadzu Corporation制造的TOC-Vc系列作為TOC分析儀。
[0092]4.海水淡化設(shè)備
[0093]接下來，將描述海水淡化設(shè)備。圖2中所示的海水淡化設(shè)備由預(yù)處理裝置11和對預(yù)處理后的海水進(jìn)行脫鹽的脫鹽器10構(gòu)成。圖中的箭頭指示了待處理水的流向，并將泵布置在預(yù)處理裝置11的前段。
[0094]( I)預(yù)處理裝置
[0095]預(yù)處理裝置11包括具有上述構(gòu)造的分離膜。該預(yù)處理裝置可以由僅使用上述分離膜的一段過濾(one-stage filtration)構(gòu)成,或者由使用第一預(yù)處理裝置(包括具有上述構(gòu)造的分離膜)和第二預(yù)處理裝置(用UF膜進(jìn)行超濾或用MF膜進(jìn)行微濾)的兩段過濾構(gòu)成。由于一段過濾具有充分除去糖類的效果并能夠減少整個預(yù)處理裝置的膜面積，因此即使一段過濾也是有效的。然而，兩段過濾可進(jìn)一步增強(qiáng)包括其它待除去物質(zhì)的物質(zhì)的過濾程度。
`[0096](2)脫鹽器
[0097]脫鹽器10包括孔徑約為Inm至2nm的反滲透膜。雖然脫鹽器10可以由螺旋式或管式反滲透膜、或者由中空纖維膜構(gòu)成，但是脫鹽器10必須配置成處理大量海水的結(jié)構(gòu)。
[0098]在如上所述構(gòu)造的海水淡化設(shè)備中，首先預(yù)處理裝置11通過使海水通過上述分離膜來對海水進(jìn)行預(yù)處理，以過濾并除去海水中的有機(jī)懸浮物和無機(jī)固態(tài)物質(zhì)。然后，已由預(yù)處理裝置11將有機(jī)懸浮物和無機(jī)固體物質(zhì)從中除去的海水通過脫鹽器10，海水在脫鹽器10中脫鹽從而得到淡水。
[0099]當(dāng)預(yù)處理裝置11和脫鹽器10的性能由于長期運(yùn)行而下降時，進(jìn)行反洗來恢復(fù)性能，因而，預(yù)處理裝置11和脫鹽器10可以反復(fù)用于海水脫鹽處理。
[0100]通過使海水通過上述分離膜，海水淡化預(yù)處理裝置11 (其中使用了根據(jù)本發(fā)明的分離膜)可過濾并除去海水中的有機(jī)懸浮物和無機(jī)固態(tài)物質(zhì)。因此，能夠有效地防止脫鹽器的堵塞，并可以減小脫鹽器的尺寸。此外，還可以降低脫鹽成本。
[0101][實(shí)施例]
[0102]下文中將基于實(shí)施例描述使用本發(fā)明的分離膜的預(yù)處理裝置。
[0103](實(shí)施例1)
[0104]在本實(shí)施例中，通過粒狀碳去除率來評價分離膜。
[0105]1.過濾
[0106]使用包括根據(jù)本發(fā)明的分離膜的親水TT型預(yù)處理裝置對作為原水的海水進(jìn)行過濾。這里親水TT型是指使用了具有本發(fā)明中使用的纖維狀結(jié)構(gòu)的膜的處理方案。把通過將親水性聚合物交聯(lián)并固定到膜(由PTFE制成的LF膜)的表面并進(jìn)行親水化處理得到的膜稱為“親水TT膜”，TT是“TEP Trap.”的首字母縮寫。如后面所述，“疏水TT型”是指使用了未經(jīng)過親水化處理的疏水膜的方案(首先用醇進(jìn)行親水化處理)。
[0107](I)中空纖維組件
[0108]使用了設(shè)置有PTFE制成并具有纖維狀結(jié)構(gòu)的中空纖維膜(P0REFL0N (注冊商標(biāo))型:TBW-2311-200)的中空纖維膜組件。該中空纖維膜組件的詳細(xì)信息如下:
[0109]標(biāo)準(zhǔn)流量:10m/d
[0110]中空纖維膜:中空纖維的數(shù)目 360
[0111]有效長度1000mm
[0112]中空纖維的外徑 2.3mm
[0113]中空纖維的內(nèi)徑 1.1mm [0114]中空纖維膜的厚度600 μ m
[0115]孔徑2.0 μ m (平均顆粒阻擋率在90%以上)
[0116]孔隙率 70%
[0117]其中孔隙率=1OOX {1-(中空纖維樹脂體積cc)/(中空纖維整體體積cc)}
[0118]中空纖維樹脂體積=中空纖維重量g/PTFE密度
[0119]中空纖維整體體積=中空纖維截面積cm3 X長度cm
[0120](2)過濾條件
[0121]壓力:在50kPa的壓力下進(jìn)行過濾。
[0122]2.流量和去除率的測定
[0123](I)測定方法
[0124]1.流量的測定
[0125]基于一定時間內(nèi)量筒中累積的濾過水的量來測定流量。
[0126]I1.粒狀碳去除率的測定
[0127]使用Shimadzu Corporation制造的TOC-Vc型作為燃燒催化氧化型TOC分析儀(總有機(jī)碳分析儀)來測定粒狀碳去除率。應(yīng)該注意的是，也對二氧化硅、鋁、鐵進(jìn)行了分析以供參考。
[0128](2)測定結(jié)果
[0129]1.流量
[0130]流量為10m/d。
[0131]I1.去除率
[0132]測定結(jié)果在表1中示出。
[0133][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種海水淡化預(yù)處理用分離膜，其用于利用反滲透膜進(jìn)行的海水淡化預(yù)處理中，其中 當(dāng)以固定流量進(jìn)行過濾時，標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上，該標(biāo)準(zhǔn)流量A定義為能夠滿足P2^ 1.5XP1的流量的最大值，其中Pl表示最初30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，P2表示經(jīng)過120分鐘后30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，并且 糖類去除率B為0.3以上，該糖類去除率B由下列等式表示: 糖類去除率B= (1-濾過水中糖類的量/原水中糖類的量)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中 所述糖類去除率B為0.5以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中 所述海水淡化預(yù)處理用分離膜由聚四氟乙烯制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中 所述海水淡化預(yù)處理用分離膜的孔徑為I μ m以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中 所述海水淡化預(yù)處理用分離膜未經(jīng)過親水化處理。
6.一種海水淡化預(yù)處理裝置，其中將權(quán)利要求1所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜用作過濾膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海水淡化預(yù)處理裝置，其中` 使用微濾膜或超濾膜的預(yù)處理裝置設(shè)置在使用權(quán)利要求1所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜的預(yù)處理裝置之后。
8.一種海水淡化設(shè)備，包括: 權(quán)利要求6所述的海水淡化預(yù)處理裝置；以及 使用反滲透膜的脫鹽處理裝置。
9.一種海水淡化方法，其中 利用反滲透膜法對使用權(quán)利要求6所述的海水淡化預(yù)處理裝置過濾后的原水進(jìn)行脫鹽。
10.一種海水淡化預(yù)處理用分離膜，其用于利用反滲透膜進(jìn)行的海水淡化預(yù)處理中，其中 當(dāng)以固定流量進(jìn)行過濾時，標(biāo)準(zhǔn)流量A為2m/d以上，該標(biāo)準(zhǔn)流量A定義為能夠滿足P2 ^ 1.5XP1的流量的最大值，其中Pl表示最初30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，P2表示經(jīng)過120分鐘后30分鐘內(nèi)的平均膜間壓差，并且 粒狀碳去除率C為0.3以上，該粒狀碳去除率C由以下等式表示: 粒狀碳去除率C= (1-濾過水中的POC/原水中的P0C) 其中POC是指懸浮有機(jī)碳的量(總有機(jī)碳的量與溶解性有機(jī)碳的量之間的差)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中 所述粒狀碳去除率C為0.5以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中 所述海水淡化預(yù)處理用分離膜由聚四氟乙烯制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中所述海水淡化預(yù)處理用分離膜的孔徑為I μ m以上。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜，其中 所述海水淡化預(yù)處理用分離膜未經(jīng)過親水化處理。
15.一種海水淡化預(yù)處理裝置，其中將權(quán)利要求10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜用作過濾膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的海水淡化預(yù)處理裝置，其中 使用微濾膜或超濾膜的預(yù)處理裝置設(shè)置在使用權(quán)利要求10所述的海水淡化預(yù)處理用分離膜的預(yù)處理裝置之后。
17.一種海水淡化設(shè)備，包括: 權(quán)利要求15所述的海水淡化預(yù)處理裝置；以及 使用反滲透膜的脫鹽處理裝置。
18.—種海水淡化方法，其中 利用反滲透膜法對使用權(quán)利要求15所述的海水淡化預(yù)處理裝置過濾后的原水進(jìn)行脫鹽。`
【文檔編號】B01D71/36GK103874661SQ201180073959
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2011年10月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月4日
【發(fā)明者】柏原秀樹, 矢萩聰, 母倉修司 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社