JP2003135939A - Separation membrane and manufacturing method therefor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a separation membrane for sewage waste water, which has high water permeability and in which the clogging hardly occurs and the stripping of a porous resin layer from a porous base material is prevented. SOLUTION: The separation membrane is manufactured by forming the porous resin layer on the surface of the porous base material composed of an organic fiber. A part of a resin forming the porous resin layer is infiltrated into at least the surface layer part of the porous base material to form a composite layer with the porous base material at least in the surface layer part. When the thickness of the porous base material is expressed by A, the thickness of the porous resin layer is expressed by B and the thickness of the composite layer is expressed by C, inequalities, B>=0.1A and C/B>0.1 are satisfied. When the surface roughness of the porous resin surface is <=20 μm and the coefficient of dynamic friction of porous resin surface is <=1.2, macrovoids of >=0.05 Åare not present at least in the porous resin layer and the elimination ratio of fine particles having 0.9 μm average particle diameter is at least 90%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、下水（炊事、洗
濯、風呂、トイレ、その他の生活環境から生ずる生活排
水）や、生産工場、レストラン、水産加工場、食品加工
場などから生ずる廃水の浄化に適した分離膜およびその
製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to purification of sewage (domestic wastewater generated from cooking, laundry, bath, toilet, and other living environments) and wastewater generated from production plants, restaurants, fish processing plants, food processing plants, and the like. And a method for producing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、下水や廃水の浄化に分離膜が使わ
れるようになってきている。そのような分離膜には、い
ろいろな種類、形態のものがあるが、開孔剤を含む樹脂
溶液を、織布や不織布のような多孔質基材の表面に塗布
したり、多孔質基材に含浸したりした後、樹脂を凝固さ
せるとともに多孔質基材の表面に多孔質樹脂層を形成し
てなる、いわゆる精密濾過膜と称される平膜が注目され
ている。多孔質樹脂層は分離機能層として作用するが、
そのような平膜においては、他の形態の分離膜、たとえ
ば中空糸膜にくらべて単位体積あたりの有効膜面積を大
きくとることが困難であるため、濾過対象に応じた細孔
径を保ちつつ透水量を大きくすることが要求されてい
る。しかるに、透水量を大きくしようとして空隙率を高
くすると、細孔径が大きくなりすぎたり、表面に亀裂が
入ったりして阻止率が低下する。一方、阻止率を上げよ
うとして細孔径を小さくすると、こんどは透水量が低下
してしまう。すなわち、阻止率の向上と透水量の向上と
は相反する関係にあり、両者をバランスよく備えること
はなかなか難しい。2. Description of the Related Art In recent years, separation membranes have been used for purification of sewage and wastewater. There are various kinds and forms of such separation membranes, but a resin solution containing a pore-opening agent is applied to the surface of a porous base material such as woven cloth or non-woven cloth, or a porous base material is used. Attention has been paid to a flat membrane, which is a so-called microfiltration membrane, which is obtained by solidifying a resin after being impregnated into a substrate and forming a porous resin layer on the surface of a porous substrate. The porous resin layer acts as a separation function layer,
In such a flat membrane, it is difficult to obtain a large effective membrane area per unit volume as compared to other forms of separation membrane, for example, a hollow fiber membrane, and therefore, it is possible to maintain the pore diameter according to the filtration target while permeating water. Larger quantities are required. However, if the porosity is increased in order to increase the water permeability, the pore size becomes too large or the surface is cracked, and the blocking rate decreases. On the other hand, if the pore size is reduced in order to increase the blocking rate, the amount of water permeation will decrease. That is, there is a contradictory relationship between the improvement of the blocking rate and the improvement of the water permeation amount, and it is difficult to provide both in a well-balanced manner.

【０００３】加えて、下廃水用分離膜においては、使用
中に砂のような無機物や汚泥、その他の固形物が激しく
衝突したり、活性汚泥への酸素の供給や目詰まり防止の
ために行うエアレーション操作による気泡が膜面に激し
く衝突したりするので、そのような衝撃にも十分に耐え
る強度を備えていることが要求される。この強度は、主
として多孔質基材が担っているが、従来の分離膜におい
ては、著しい場合には、濾過操作中やエアレーション操
作中に多孔質樹脂層が多孔質基材から剥離してしまうこ
ともある。In addition, the separation membrane for sewage wastewater is used to prevent inorganic substances such as sand, sludge and other solid substances from violently colliding during use, supply of oxygen to activated sludge and prevention of clogging. Since bubbles due to aeration operation collide violently with the film surface, it is required to have sufficient strength to withstand such an impact. This strength is mainly borne by the porous base material, but in the case of the conventional separation membrane, in a significant case, the porous resin layer may be separated from the porous base material during the filtration operation or the aeration operation. There is also.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の技術の上述した問題点を解決し、高い透水性を有する
うえに目詰りしにくく、しかも、多孔質樹脂層が多孔質
基材から剥離したりするのを防止することができる分離
膜と、そのような下排水用分離膜を簡単に製造する方法
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to have high water permeability and to prevent clogging, and to make the porous resin layer a porous substrate. It is an object of the present invention to provide a separation membrane that can be prevented from being peeled off from a pipe, and a method for easily manufacturing such a separation membrane for drainage.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、多孔質基材の
表面に多孔質樹脂層を有してなり、多孔質樹脂層を形成
している樹脂の一部は多孔質基材の少なくとも表層部と
の複合層を形成しており、多孔質基材の厚みをＡ、多孔
質樹脂層の厚みをＢ、複合層の厚みをＣとしたとき、不
等式、 Ｂ≧０．１Ａ Ｃ／Ｂ≧０．１ を満足しているとともに、多孔質樹脂表面の表面粗さが
２０μｍ以下であることを特徴とする分離膜である。本
発明の分離膜は、下廃水用分離膜として用いることがで
きる。According to the present invention, a porous resin layer is provided on the surface of a porous substrate, and a part of the resin forming the porous resin layer is at least the porous substrate. When forming a composite layer with the surface layer part, where A is the thickness of the porous substrate, B is the thickness of the porous resin layer, and C is the thickness of the composite layer, an inequality, B ≧ 0.1A C / B The separation membrane satisfies ≧ 0.1 and has a surface roughness of 20 μm or less on the surface of the porous resin. The separation membrane of the present invention can be used as a separation membrane for lower wastewater.

【０００６】また本発明は、密度が０．７ｇ／ｃｍ³以
下である多孔質基材の表面に、樹脂と、開孔剤と、溶媒
とを含む原液の被膜を形成するとともにその原液を多孔
質基材の少なくとも表層部に含浸させ、しかる後、該多
孔質基材を非溶媒を含む凝固浴に浸漬して樹脂を凝固さ
せるとともに多孔質基材の表面に多孔質樹脂層を形成
し、さらに、該多孔質樹脂層を加圧処理することを特徴
とする分離膜の製造方法である。Further, according to the present invention, a film of an undiluted solution containing a resin, a pore-opening agent and a solvent is formed on the surface of a porous substrate having a density of 0.7 g / cm ³ or less, and the undiluted solution is porous. At least the surface layer portion of the porous substrate, after which, the porous substrate is immersed in a coagulation bath containing a non-solvent to coagulate the resin and form a porous resin layer on the surface of the porous substrate, Furthermore, the method for producing a separation membrane is characterized in that the porous resin layer is subjected to pressure treatment.

【０００７】さらに、本発明は、上述した分離膜を用い
た分離膜エレメントおよび下廃水処理装置である。Further, the present invention is a separation membrane element and a sewage treatment apparatus using the above-mentioned separation membrane.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の分離膜は、多孔質基材の
表面に、分離機能層として作用する多孔質樹脂層を有し
ている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The separation membrane of the present invention has a porous resin layer acting as a separation functional layer on the surface of a porous substrate.

【０００９】多孔質基材は、多孔質樹脂層を支持して分
離膜に強度を与えるものである。材質として有機材料、
無機材料等、特に限定はされないが、軽量化しやすい点
から、有機繊維が好ましい。さらに好ましくは、セルロ
ース繊維、セルローストリアセテート繊維、ポリエステ
ル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維などの
有機繊維からなる織編物や不織布である。なかでも、密
度の制御が比較的容易であり、製造も容易で安価な不織
布が好ましい。The porous substrate supports the porous resin layer and gives strength to the separation membrane. Organic material,
Inorganic materials and the like are not particularly limited, but organic fibers are preferable from the viewpoint of easy weight reduction. More preferably, it is a woven or knitted fabric or a non-woven fabric made of organic fibers such as cellulose fibers, cellulose triacetate fibers, polyester fibers, polypropylene fibers and polyethylene fibers. Among them, a non-woven fabric which is relatively easy to control the density, easy to manufacture and inexpensive is preferable.

【００１０】そのような多孔質基材の厚みは、薄すぎる
と分離膜としての強度を保ちにくくなり、また、極端に
厚いと透水量が低下しがちになるので、５０μｍ〜１ｍ
ｍの範囲にあるのが好ましい。最も好ましいのは、７０
〜５００μｍの範囲である。If the thickness of such a porous substrate is too thin, it becomes difficult to maintain the strength as a separation membrane, and if it is extremely thick, the amount of water permeation tends to decrease, so 50 μm to 1 m.
It is preferably in the range of m. Most preferred is 70
˜500 μm.

【００１１】また、多孔質基材の密度は、０．７ｇ／ｃ
ｍ³以下、好ましくは０．６ｇ／ｃｍ³以下である。この
密度の範囲は、後述する製造工程において、多孔質樹脂
層を形成する樹脂を受け入れ、多孔質基材と樹脂との複
合層を形成するのに適している。しかしながら、極端に
低密度になると分離膜としての強度が低下しがちになる
ので、０．３ｇ／ｃｍ³以上であるのが好ましい。ここ
でいう密度とは、見かけ密度であり、多孔質基材の面
積、厚さと重量から求めることができる。The density of the porous substrate is 0.7 g / c.
m ³ or less, preferably 0.6 g / cm ³ or less. This density range is suitable for receiving the resin forming the porous resin layer and forming the composite layer of the porous base material and the resin in the manufacturing process described later. However, if the density is extremely low, the strength of the separation membrane tends to decrease, so 0.3 g / cm ³ or more is preferable. The density here is an apparent density and can be determined from the area, thickness and weight of the porous substrate.

【００１２】多孔質樹脂層は、上述したように分離機能
層として作用するもので、ポリエチレン樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデ
ン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂
などからなっている。これらの樹脂を主成分とする樹脂
であってもよい。ここで主成分とは、５０重量％以上、
好ましくは６０重量％以上含有することをいう。なかで
も、溶液による製膜が容易で、物理的耐久性や耐薬品性
にも優れているポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリ
デン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹
脂が好ましい。ポリフッ化ビニリデン樹脂またはそれを
主成分とするものが最も好ましい。The porous resin layer functions as a separation function layer as described above, and is made of polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene fluoride resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, or the like. . A resin containing these resins as a main component may be used. Here, the main component is 50% by weight or more,
It is preferably contained in an amount of 60% by weight or more. Among them, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene fluoride resin, polysulfone resin, and polyether sulfone resin, which are easy to form a film by a solution and have excellent physical durability and chemical resistance, are preferable. Most preferred is polyvinylidene fluoride resin or one containing it as a main component.

【００１３】多孔質樹脂層の厚みは、薄すぎると多孔質
基材が露出し、汚れ成分が多孔質基材に付着して濾過圧
が上昇したり、洗浄しても濾過性能が十分に回復しなか
ったりする場合がある。また、厚すぎると透水量が低下
することがあるので、通常は１〜５００μｍ、好ましく
は５〜２００μｍの範囲で選定することが好ましい。If the thickness of the porous resin layer is too thin, the porous base material is exposed and dirt components adhere to the porous base material to increase the filtration pressure, or the filtration performance is sufficiently restored even after washing. It may or may not happen. Further, if it is too thick, the amount of water permeation may decrease, so it is preferable to select it in the range of usually 1 to 500 μm, preferably 5 to 200 μm.

【００１４】多孔質樹脂層を形成している樹脂の一部
は、多孔質基材の少なくとも表層部に入り込み、その少
なくとも表層部において多孔質基材との複合層を形成し
ている。多孔質基材に樹脂が入り込むことで、いわゆる
アンカー効果によって多孔質樹脂層が多孔質基材に堅固
に定着され、多孔質樹脂層が多孔質基材から剥がれるの
を防止できるようになる。Part of the resin forming the porous resin layer enters at least the surface layer portion of the porous base material and forms a composite layer with the porous base material in at least the surface layer portion. When the resin enters the porous base material, the porous resin layer is firmly fixed to the porous base material by the so-called anchor effect, and the porous resin layer can be prevented from peeling from the porous base material.

【００１５】また、本発明の分離膜は、多孔質基材の厚
みをＡ、多孔質樹脂層の厚みをＢ、複合層の厚みをＣと
したとき、不等式、 Ｂ≧０．１×Ａ Ｃ／Ｂ≧０．１ を満足している。多孔質樹脂層の厚みＢが０．１×Ａよ
りも薄いと、分離機能層としての強度が不足する。ま
た、Ｃ／Ｂが０．１よりも小さいと、多孔質樹脂層が多
孔質基材から容易に剥離するようになる。一方、Ｃ／Ｂ
が極端に大きくなると透水性が低下することがあるの
で、通常は０．１≦Ｃ／Ｂ≦１００の範囲になるように
する。好ましいのは、０．２≦Ｃ／Ｂ≦５０の範囲であ
る。The separation membrane of the present invention is an inequality, B ≧ 0.1 × A C, where A is the thickness of the porous substrate, B is the thickness of the porous resin layer, and C is the thickness of the composite layer. /B≧0.1 is satisfied. When the thickness B of the porous resin layer is smaller than 0.1 × A, the strength as the separation functional layer is insufficient. If C / B is smaller than 0.1, the porous resin layer will be easily peeled from the porous substrate. On the other hand, C / B
Since the water permeability may be reduced when the value of (x) becomes extremely large, the range of 0.1 ≦ C / B ≦ 100 is usually set. The preferable range is 0.2 ≦ C / B ≦ 50.

【００１６】また、多孔質樹脂表面の表面粗さは、粗い
と、汚れ成分が多孔質樹脂表面に付着し透水量が低下し
がちになるので、２０μｍ以下であるのが好ましい。最
も好ましくは１０μｍ以下である。表面粗さは、ＪＩＳ
Ｂ０６０１表面粗さの規格のうち、中心線平均粗さ
（Ｒａ）として定義することができる。Ｒａは、粗さ曲
線からその中心線の方向に測定長さｌの部分を抜き取
り、この抜き取り部分の中心線をＸ軸、縦倍率の方向を
Ｙ軸、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したとき、次の式に
よって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表し
たものをいう。If the surface roughness of the porous resin is rough, dirt components tend to adhere to the surface of the porous resin and the amount of water permeation tends to decrease, so that the surface roughness is preferably 20 μm or less. Most preferably, it is 10 μm or less. Surface roughness is JIS
Of the B0601 surface roughness standards, it can be defined as the center line average roughness (Ra). For Ra, a portion of the measurement length 1 is extracted from the roughness curve in the direction of the center line, the center line of the extracted portion is the X axis, the vertical magnification direction is the Y axis, and the roughness curve is y = f (x). When expressed by, the value obtained by the following equation is expressed in micrometers (μm).

【００１７】[0017]

【式１】 [Formula 1]

【００１８】Ｒａを測定する装置は、（株）キーエンス
製超深度表面形状測定顕微鏡ＶＫ-８５００を用いるこ
とができる。As an apparatus for measuring Ra, an ultra deep surface shape measuring microscope VK-8500 manufactured by Keyence Corporation can be used.

【００１９】本発明の分離膜の多孔質樹脂表面の動摩擦
係数については、１．２以下が好ましい。最も好ましく
は０．８以下である。動摩擦係数が１．２より大きくな
ると汚れ成分が多孔質樹脂表面に付着し透水量が低下し
がちになる。The dynamic friction coefficient of the porous resin surface of the separation membrane of the present invention is preferably 1.2 or less. Most preferably, it is 0.8 or less. If the dynamic friction coefficient is larger than 1.2, the dirt component tends to adhere to the surface of the porous resin and the water permeability tends to decrease.

【００２０】動摩擦係数は、摩擦速度５ｍ／ｍｉｎ、摩
擦距離７０ｍｍ、摩擦荷重１ｋｇ、試料の大きさ６３ｍ
ｍ×１５０ｍｍの条件下に分離膜を取り付け多孔質樹脂
表面の接触面間の相対ずれ運動を開始した後の最初の６
ｃｍまでの平均値であり、動摩擦係数μＤは、次の式に
よって動摩擦力（Ｎ）Ｆｓ、滑り片の質量によって生じ
る法線力（＝１．９６Ｎ）Ｆｐから求められる値をい
う。The dynamic friction coefficient is as follows: friction speed 5 m / min, friction distance 70 mm, friction load 1 kg, sample size 63 m.
The first 6 after the separation membrane was attached under the condition of m × 150 mm and the relative displacement motion between the contact surfaces of the porous resin surface was started.
An average value up to cm, and the dynamic friction coefficient μD is a value obtained from the dynamic friction force (N) Fs and the normal force (= 1.96N) Fp generated by the mass of the sliding piece according to the following formula.

【００２１】μＤ＝Ｆｓ／Ｆｐ 動摩擦係数μＤを測定する装置は、ＨＥＩＤＯＮ社製
（１４ＤＲ）”トライボギア”を用いることができる。ΜD = Fs / Fp As a device for measuring the dynamic friction coefficient μD, HEIDON (14DR) "Tribogear" can be used.

【００２２】本発明の分離膜は、平均粒径０．９μｍの
微粒子の排除率が９０％以上であることが好ましい。こ
の排除率が９０％に満たないときは、菌体や汚泥などが
リークしたり、菌体や汚泥などによる目詰まりが起こっ
たり、濾過差圧の上昇が起こったり、寿命が極端に短く
なったりする。ここで、排除率は、逆浸透膜による精製
水に平均粒径０．９μｍのポリスチレンラテックス微粒
子（公称粒径０．９４０μｍ、標準偏差０．０７９６）
を１０ｐｐｍの濃度になるように分散させてなる原液を
用い、原液を撹拌しながら温度２５℃、ヘッド圧１ｍの
条件下に分離膜を透過させ、原液と透過液についてそれ
ぞれ求めた波長２４０ｎｍの紫外線の吸光度から、次式
によって求める。The separation membrane of the present invention preferably has an exclusion rate of fine particles having an average particle size of 0.9 μm of 90% or more. When this exclusion rate is less than 90%, bacteria and sludge leak, clogging by bacteria and sludge occurs, filtration differential pressure rises, and life becomes extremely short. To do. Here, the rejection rate is polystyrene latex fine particles having an average particle size of 0.9 μm in purified water by a reverse osmosis membrane (nominal particle size 0.940 μm, standard deviation 0.0796).
Is used to obtain a concentration of 10 ppm, and while the stock solution is being stirred, the separation membrane is allowed to permeate under conditions of a temperature of 25 ° C. and a head pressure of 1 m. The absorbance is calculated from the following formula.

【００２３】排除率＝［（原液の吸光度−透過液の吸光
度）／原液の吸光度］×１００ 本発明の分離膜は、多孔質樹脂層に特定の大きさのマク
ロボイドが存在していることが好ましい。ここで、マク
ロボイドとは、多孔質樹脂層中に存在する、表面の孔径
よりも径が大きな空隙のことである。このマクロボイド
は、多孔質樹脂層の強度を保持しつつ透水性を向上させ
るのに役立つ。このマクロボイドの大きさは、短径が
０．０５×Ａ以下であることが好ましい。これより大き
いマクロボイドが存在すると使用中に砂のような無機物
や汚泥、その他の固形物が激しく衝突したり、活性汚泥
への酸素の供給や目詰まり防止のために行うエアレーシ
ョン操作による気泡が膜面に激しく衝突したりするの
で、そのような衝撃で多孔質樹脂層表面が削られ、汚れ
成分がマクロボイドに堆積して濾過圧が上昇するため好
ましくない。マクロボイドの大きさは、短径が０．０３
×Ａ以下であることがより好ましい。一方、極端に小さ
くすると極端に透水量が低下しすぎるので、マクロボイ
ドの大きさは、短径が０．００５×Ａ以上であることが
好ましい。Exclusion rate = [(absorbance of undiluted solution-absorbance of permeate) / absorbance of undiluted solution] × 100 In the separation membrane of the present invention, macrovoids of a specific size are present in the porous resin layer. preferable. Here, the macro void is a void that exists in the porous resin layer and has a diameter larger than the pore diameter of the surface. The macrovoids serve to improve the water permeability while maintaining the strength of the porous resin layer. The size of this macro void is preferably such that the minor axis is 0.05 × A or less. If macro voids larger than this exist, inorganic substances such as sand, sludge, and other solids will collide violently during use, and air bubbles will be generated by the aeration operation to prevent oxygen supply to the activated sludge and clogging. Since it collides violently with the surface, the surface of the porous resin layer is scraped by such an impact, and dirt components are deposited on the macrovoids, which increases the filtration pressure, which is not preferable. The size of the macro void is 0.03 for the minor axis.
More preferably, it is not more than × A. On the other hand, if it is made extremely small, the amount of water permeation will be excessively lowered, so that the size of the macrovoid is preferably 0.005 × A or more in the minor axis.

【００２４】ここで、多孔質樹脂層の厚みや複合層の厚
み、多孔質樹脂層に存在するマクロボイドの大きさは、
分離膜の横断面を走査型電子顕微鏡で観察することによ
って求めることができる。Here, the thickness of the porous resin layer, the thickness of the composite layer, and the size of macrovoids existing in the porous resin layer are
It can be determined by observing the cross section of the separation membrane with a scanning electron microscope.

【００２５】本発明の分離膜は、支持体と組み合わせる
ことによって分離膜エレメントとすることができる。The separation membrane of the present invention can be made into a separation membrane element by combining it with a support.

【００２６】支持体として支持板を用い、該支持板の少
なくとも片面に、本発明の分離膜を配した分離膜エレメ
ントは、本発明の分離膜エレメントの好適な形態の一つ
である。この形態のエレメントは、後述のようにして下
廃水処理用途に好適に用いることができる。この形態で
は、膜面積を大きくすることが困難なので、透水量を大
きくするために、支持板の両面に分離膜を配することが
好ましい。A separation membrane element in which a support plate is used as a support and the separation membrane of the present invention is arranged on at least one surface of the support plate is one of the preferred forms of the separation membrane element of the present invention. The element of this form can be suitably used for the wastewater treatment application as described below. In this mode, since it is difficult to increase the membrane area, it is preferable to dispose the separation membranes on both sides of the support plate in order to increase the amount of water permeation.

【００２７】エレメントの形態は特に限定されないが、
好適な形態の例を以下に図を用いて説明する。The form of the element is not particularly limited,
An example of a suitable form will be described below with reference to the drawings.

【００２８】エレメントは、図９〜図１１に示すよう
に、剛性を有する支持板１の両面に、流路材２と前記の
分離膜３とをこの順序で配してなる。支持板１は、両面
に凸部４と凹部５とを有している。分離膜３は、液体中
の不純物をろ過する。流路材２は、分離膜３でろ過され
たろ過水を効率よく支持板１に流すためのものである。
支持板１に流れたろ過水は、支持板１の凹部を通って外
部に取り出される。As shown in FIGS. 9 to 11, the element has a flow path member 2 and the separation membrane 3 arranged in this order on both sides of a supporting plate 1 having rigidity. The support plate 1 has a convex portion 4 and a concave portion 5 on both sides. The separation membrane 3 filters impurities in the liquid. The flow path member 2 is for efficiently flowing the filtered water filtered by the separation membrane 3 to the support plate 1.
The filtered water that has flowed to the support plate 1 is taken out through the recess of the support plate 1.

【００２９】支持板１は、板状体の両面に複数の凹凸を
有した構造であれば特に限定されるものではないが、ろ
過水取出口までの距離、流路抵抗を均一化して被処理水
が膜面に対して均等に流れるように、凹部は一定間隔で
並列配置された複数個の溝を形成するように設けること
が好ましい。このとき、各凹部５の幅は、濾過水量を高
く保ちつつ厳しい曝気条件化での流路材２、分離膜３の
落ち込みを防止するために、１〜２０ｍｍの範囲内、さ
らに１．５〜５ｍｍの範囲内とするのが好ましい。凹部
５の深さは、エレメントとしての厚みを抑えつつろ過水
流路を確保するために１〜１０ｍｍ程度の範囲内で選択
するのが好ましい。さらに、支持板の強度を保ちつつ、
ろ過水流路を十分に確保し濾過水が流動する際の流動抵
抗を抑えるために、凹部による支持板の空隙率は１５〜
８５％の範囲内であることが好ましい。これは、中実の
直方体の支持板を１００％としたときに凹部によって形
成される空隙の容積比率を示すもので、空隙率が１５％
を下回ると流動抵抗が大きくなりろ過水を効率よく取水
できず、８５％を上回ると支持板の強度が著しく低下す
る。The support plate 1 is not particularly limited as long as it has a structure having a plurality of irregularities on both sides of the plate-like body, but the distance to the filtered water outlet and the flow path resistance are made uniform to be treated. It is preferable that the concave portions are provided so as to form a plurality of grooves arranged in parallel at regular intervals so that the water flows evenly with respect to the film surface. At this time, the width of each recess 5 is in the range of 1 to 20 mm, further 1.5 to 10 mm in order to prevent the flow path member 2 and the separation membrane 3 from falling under severe aeration conditions while keeping the amount of filtered water high. It is preferably within the range of 5 mm. The depth of the recess 5 is preferably selected within a range of about 1 to 10 mm in order to secure the filtered water flow path while suppressing the thickness of the element. Furthermore, while maintaining the strength of the support plate,
In order to secure a sufficient flow path for the filtered water and suppress the flow resistance when the filtered water flows, the porosity of the support plate due to the recess is 15 to
It is preferably within the range of 85%. This shows the volume ratio of the voids formed by the recesses when the solid rectangular parallelepiped support plate is 100%, and the void ratio is 15%.
If it is less than 85%, the flow resistance becomes large, and the filtered water cannot be efficiently taken in. If it exceeds 85%, the strength of the support plate is remarkably reduced.

【００３０】また、支持板１の材質としては、ＡＳＴＭ
試験法のＤ６３８における引張り強さが１５ＭＰａ程度
以上の剛性を持つ材質が好ましい。ステンレスなどの金
属類、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体（ＡＢＳ樹脂）、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩
化ビニルなどの樹脂、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）などの複
合材料、その他の材質などを好ましく使用することがで
きる。The material of the support plate 1 is ASTM
A material having a rigidity such that the tensile strength in D638 of the test method is about 15 MPa or more is preferable. It is preferable to use metals such as stainless steel, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), resins such as polyethylene, polypropylene and vinyl chloride, composite materials such as fiber reinforced resin (FRP), and other materials. it can.

【００３１】流路を確保しつつエレメントとしての厚み
を薄くするために、流路材の厚みは０．１〜５ｍｍの範
囲内にあるものが好ましい。また、圧損を低減するため
にプラスチックネットなど空隙率の高い素材を使用する
ことが好ましい。空隙率が４０％〜９６％の範囲の流路
材が特に好ましい。In order to secure the flow passage and reduce the thickness of the element, the thickness of the flow passage material is preferably in the range of 0.1 to 5 mm. Further, in order to reduce the pressure loss, it is preferable to use a material having a high porosity such as a plastic net. A channel material having a porosity of 40% to 96% is particularly preferable.

【００３２】また、本発明のエレメントにおいては、支
持板１の周縁部に枠体６を設置することも好ましい。こ
の場合、分離膜３は支持板１と枠体６の間に嵌挿しても
よく、また、枠体６の外部表面に接着させてもよい。こ
こで、「接着」とは、接触させた状態で着けることをい
い、別途樹脂など用いて接着しても、分離膜そのものを
溶着しても、さらにはその他種々の方法で接着してもい
い。押出成形などの安価な製法で製作された支持板１の
周縁部に、射出成形、押出成形などで製作した枠体６を
嵌めこむようにすることで、コストを削減できる。支持
板１を嵌めこみやすくするため、枠体６は、断面がコ型
状になるように形成することが好ましい。In addition, in the element of the present invention, it is also preferable to install the frame body 6 on the peripheral edge of the support plate 1. In this case, the separation membrane 3 may be fitted between the support plate 1 and the frame body 6 or may be adhered to the outer surface of the frame body 6. Here, "adhesion" means to wear in a state of being in contact with each other, and it may be adhered by using a separate resin or the like, or the separation membrane itself may be welded, or may be adhered by various other methods. . The cost can be reduced by fitting the frame body 6 manufactured by injection molding, extrusion molding or the like into the peripheral portion of the support plate 1 manufactured by an inexpensive manufacturing method such as extrusion molding. In order to make it easy to fit the support plate 1, it is preferable that the frame body 6 be formed so as to have a U-shaped cross section.

【００３３】上述のように構成されたエレメントにおい
ては、分離膜３によってろ過されたろ過水が、流路材
２、支持板１の凹部５へと流動し、最終的にろ過水取出
口７からエレメント外部へと排出される。In the element configured as described above, the filtered water filtered by the separation membrane 3 flows into the flow path member 2 and the recess 5 of the support plate 1, and finally from the filtered water outlet 7. It is discharged to the outside of the element.

【００３４】さらに本発明の分離膜は、下廃水処理装置
に好適に用いることができる。使用方法は特に限定はさ
れないが、好適な使用方法を以下に説明する。Furthermore, the separation membrane of the present invention can be preferably used in a lower wastewater treatment apparatus. The method of use is not particularly limited, but a suitable method of use will be described below.

【００３５】複数枚の前記エレメント９を、互いに並行
に、かつ、分離膜３の膜面間に空間ができるようにハウ
ジング内に収納して分離膜モジュール１０を構成する。
この分離膜モジュールは、たとえば図１２に示すよう
に、被処理水槽１１に貯えた有機性廃水などの被処理水
に浸漬するようにして使用される。分離膜モジュール１
０の内部には鉛直方向に装填された複数枚のエレメント
９と、その下方にブロア１３からの気体を分離膜の膜面
に供給する散気装置１２とを設け、また、分離膜モジュ
ール１０よりも下流側にはろ過水を吸引するポンプ１４
を設けている。A separation membrane module 10 is constructed by accommodating a plurality of the elements 9 in parallel with each other and in a housing so that a space is formed between the membrane surfaces of the separation membrane 3.
For example, as shown in FIG. 12, this separation membrane module is used by immersing it in water to be treated such as organic wastewater stored in the water tank 11 to be treated. Separation membrane module 1
A plurality of vertically loaded elements 9 and an air diffuser 12 for supplying the gas from the blower 13 to the membrane surface of the separation membrane are provided in the interior of 0, and the separation membrane module 10 Pump 14 that sucks filtered water downstream
Is provided.

【００３６】このように構成された下廃水処理装置にお
いて、廃水などの被処理水は、ポンプ１４の吸引力によ
り分離膜３を通過する。この際、被処理水中に含まれる
微生物粒子、無機物粒子などの懸濁物質がろ過される。
そして、分離膜３を通過した水は、流路材２によって形
成されているろ過水流路を経て、支持板１の凹部５から
枠体６内に形成された集水部８を通り、ろ過水取出口７
を通って被処理水槽１１の外部に取り出される。一方、
ろ過と平行して散気装置１２が気泡を発生し、その気泡
のエアリフト作用によって生じる、エレメント９の膜面
に平行な上昇流が、膜面に堆積したろ過物を離脱させ
る。In the lower wastewater treatment apparatus thus constructed, the water to be treated such as wastewater passes through the separation membrane 3 by the suction force of the pump 14. At this time, suspended substances such as microbial particles and inorganic particles contained in the water to be treated are filtered.
Then, the water that has passed through the separation membrane 3 passes through the filtered water flow path formed by the flow path member 2, passes through the water collecting portion 8 formed in the frame 6 from the recess 5 of the support plate 1, and passes through the filtered water. Exit 7
And is taken out of the water tank 11 to be treated. on the other hand,
The air diffuser 12 generates air bubbles in parallel with the filtration, and an upward flow parallel to the film surface of the element 9 caused by the air lift action of the air bubbles separates the filtered material accumulated on the film surface.

【００３７】上述した本発明の分離膜は、典型的には、
以下において説明するような方法によって製造すること
ができる。The separation membrane of the present invention described above is typically
It can be manufactured by a method as described below.

【００３８】すなわち、まず、上述した、密度が０．７
ｇ／ｃｍ³以下である多孔質基材の表面に、上述した樹
脂と、開孔剤と、溶媒とを含む原液の被膜を形成すると
ともにその原液を多孔質基材の少なくとも表層部に含浸
させる。しかる後、被膜を有する多孔質基材を、非溶媒
を含む凝固浴に浸漬して樹脂を凝固させるとともに多孔
質基材の表面に多孔質樹脂層を形成する。原液にさらに
非溶媒を含むこともできる。原液の温度は、製膜性の観
点から、通常、１５〜１２０℃の範囲内で選定する。さ
らに、多孔質樹脂層を加圧処理する。That is, first, the above-mentioned density is 0.7.
On the surface of the porous substrate having a g / cm ³ or less, a coating film of an undiluted solution containing the above-mentioned resin, a pore opening agent, and a solvent is formed, and at least the surface layer of the porous substrate is impregnated with the undiluted solution. . Then, the porous base material having the coating film is immersed in a coagulation bath containing a non-solvent to coagulate the resin, and a porous resin layer is formed on the surface of the porous base material. The stock solution may further contain a non-solvent. The temperature of the stock solution is usually selected from the range of 15 to 120 ° C. from the viewpoint of film forming property. Further, the porous resin layer is pressure-treated.

【００３９】開孔剤は、凝固浴に浸漬された際に抽出さ
れて、樹脂層を多孔質にする作用を持つものである。開
孔剤は、凝固浴への溶解性の高いものであるのが好まし
い。たとえば、塩化カルシウム、炭酸カルシウムなどの
無機塩を用いることができる。また、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコールなどのポリオキシア
ルキレン類や、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチ
ラール、ポリアクリル酸などの水溶性高分子や、グリセ
リンを用いることができる。The opening agent has a function of being extracted when immersed in the coagulation bath to make the resin layer porous. The pore-forming agent preferably has a high solubility in the coagulation bath. For example, an inorganic salt such as calcium chloride or calcium carbonate can be used. Further, polyoxyalkylenes such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral and polyacrylic acid, and glycerin can be used.

【００４０】また、溶媒は、樹脂を溶解するものであ
る。溶媒は、樹脂および開孔剤に作用してそれらが多孔
質樹脂層を形成するのを促す。溶媒としては、Ｎ−メチ
ルピロリジノン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトア
ミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（Ｄ
ＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセト
ン、メチルエチルケトンなどを用いることができる。な
かでも、樹脂の溶解性の高いＮＭＰ、ＤＭＡｃ、ＤＭ
Ｆ、ＤＭＳＯを好ましく用いることができる。The solvent dissolves the resin. The solvent acts on the resin and the opener to help them form a porous resin layer. As the solvent, N-methylpyrrolidinone (NMP), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N, N-dimethylacetamide (D
MAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetone, methyl ethyl ketone and the like can be used. Above all, NMP, DMAc, DM with high solubility of resin
F and DMSO can be preferably used.

【００４１】非溶媒は、樹脂を溶解しない液体である。
非溶媒は、樹脂の凝固の速度を制御して細孔やマクロボ
イドの大きさを制御するように作用する。非溶媒として
は、水や、メタノール、エタノールなどのアルコール類
を用いることができる。なかでも、廃水処理の容易さや
価格の点から水やメタノールが好ましい。これらの混合
物であってもよい。The non-solvent is a liquid that does not dissolve the resin.
The non-solvent acts to control the rate of solidification of the resin and control the size of the pores and macrovoids. As the non-solvent, water and alcohols such as methanol and ethanol can be used. Of these, water and methanol are preferable from the viewpoint of ease of wastewater treatment and price. It may be a mixture of these.

【００４２】原液において、樹脂は５〜３０重量％、開
孔剤は０．１〜１５重量％、溶媒は４０〜９４．９重量
％、非溶媒は０〜２０重量％の範囲内にあるのが好まし
い。樹脂が極端に少ないと多孔質樹脂層の強度が低くな
り、多すぎると透水性が低下することがある。より好ま
しくは８〜２０重量％の範囲内とする。また、開孔剤
は、少なすぎると透水性が低下し、多すぎると多孔質樹
脂層の強度が低下したりすることがある。また、極端に
多いと多孔質樹脂中に残存して使用中に溶出し、透過水
の水質が悪化したり、透水性が変動したりすることがあ
る。より好ましい範囲は、０．５〜１０重量％である。
さらに、溶媒は、少なすぎると原液がゲル化しやすくな
り、多すぎると多孔質樹脂層の強度が低下することがあ
る。より好ましいのは、６０〜９０重量％の範囲であ
る。また、非溶媒を原液に添加する場合は、あまり多い
と原液のゲル化が起こりやすくなり、極端に少ないと細
孔やマクロボイドの大きさの制御が難しくなるため、溶
媒は４０〜９４．８重量％、非溶媒は０．１〜２０重量
％の範囲内にあるのが好ましい。より好ましい非溶媒の
添加範囲は、０．５〜１５重量％である。In the undiluted solution, the resin is in the range of 5 to 30% by weight, the pore opening agent is in the range of 0.1 to 15% by weight, the solvent is in the range of 40 to 94.9% by weight, and the non-solvent is in the range of 0 to 20% by weight. Is preferred. If the amount of resin is extremely small, the strength of the porous resin layer will be low, and if it is too large, the water permeability may be reduced. It is more preferably within the range of 8 to 20% by weight. If the pore-opening agent is too small, the water permeability may decrease, and if it is too large, the strength of the porous resin layer may decrease. Further, if it is extremely large, it may remain in the porous resin and be eluted during use, and the water quality of the permeated water may deteriorate or the water permeability may fluctuate. A more preferable range is 0.5 to 10% by weight.
Further, if the amount of the solvent is too small, the stock solution tends to gel, and if it is too large, the strength of the porous resin layer may be reduced. More preferably, it is in the range of 60 to 90% by weight. When a non-solvent is added to the stock solution, if it is too much, gelation of the stock solution is likely to occur, and if it is extremely small, it becomes difficult to control the sizes of pores and macrovoids, and therefore the solvent is 40 to 94.8. The weight% and the non-solvent are preferably in the range of 0.1 to 20% by weight. A more preferable non-solvent addition range is 0.5 to 15% by weight.

【００４３】一方、凝固浴において、非溶媒は、原液に
非溶媒を用いる場合には、少なくとも８０重量％とする
のが好ましい。少なすぎると樹脂の凝固速度が遅くな
り、細孔径が大きくなったり、マクロボイドが生成され
にくくなったりする。より好ましいのは、８５〜１００
重量％の範囲である。また、原液に非溶媒を用いない場
合には、少なくとも６０重量％とするのが好ましい。非
溶媒が多すぎると、樹脂の凝固速度が速くなって多孔質
樹脂層の表面は緻密になり、内部にはマクロボイドを生
成するようになるが、多孔質樹脂層の表面に微細な亀裂
が発生することがある。より好ましい範囲は、６０〜９
９重量％である。なお、凝固浴の温度は、あまり高いと
凝固速度が速すぎるようになり、逆に、あまり低いと凝
固速度が遅すぎるようになるので、通常、１５〜８０℃
の範囲内で選定することが好ましい。より好ましい温度
範囲は、２０〜６０℃である。On the other hand, in the coagulation bath, the non-solvent is preferably at least 80% by weight when the non-solvent is used as the stock solution. If it is too small, the solidification rate of the resin becomes slow, the pore size becomes large, and macrovoids are hard to be generated. More preferably 85-100
It is in the range of% by weight. Further, when a non-solvent is not used in the stock solution, it is preferably at least 60% by weight. When the amount of the non-solvent is too much, the solidification rate of the resin becomes fast and the surface of the porous resin layer becomes dense and macro voids are generated inside, but fine cracks are formed on the surface of the porous resin layer. May occur. A more preferable range is 60 to 9
It is 9% by weight. If the temperature of the coagulation bath is too high, the coagulation rate will be too fast. Conversely, if the temperature is too low, the coagulation rate will be too slow.
It is preferable to select within the range. A more preferable temperature range is 20 to 60 ° C.

【００４４】多孔質基材への原液の被膜の形成は、多孔
質基材に原液を塗布することによったり、多孔質基材を
原液に浸漬することによったりすることができる。この
とき、原液の組成にもよるが、密度が０．７ｇ／ｃｍ³
以下である多孔質基材を使用しているために、多孔質基
材に対する原液の適度な含浸が行われる。The coating of the undiluted solution on the porous substrate can be carried out by applying the undiluted solution to the porous substrate or by immersing the porous substrate in the undiluted solution. At this time, the density is 0.7 g / cm ³ depending on the composition of the stock solution.
Since the following porous base material is used, the porous base material is appropriately impregnated with the stock solution.

【００４５】しかる後、多孔質樹脂層を加圧処理する。
加圧処理としては、特に限定されるものではないが、プ
レス処理することが好ましい実施態様である。プレス処
理としては特に限定されるものではないが、ロールプレ
ス、平板プレスなどを用いることができる。プレス圧力
としては線圧もしくは面圧のいずれかの圧力で０．０１
ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。最
も好ましくは０．１ＭＰａ以上０．５ＭＰａ以下が好ま
しい。After that, the porous resin layer is pressure-treated.
The pressure treatment is not particularly limited, but press treatment is a preferred embodiment. The press treatment is not particularly limited, but a roll press, a flat plate press or the like can be used. The pressing pressure is 0.01 at either linear pressure or surface pressure.
It is preferably not less than MPa and not more than 0.5 MPa. Most preferably, it is 0.1 MPa or more and 0.5 MPa or less.

【００４６】この範囲で加圧処理することにより、多孔
質樹脂層の表面粗さを２０μｍ以下、動摩擦係数を１．
２以下とすることができる。これにより、汚れ成分が多
孔質樹脂表面に付着しにくく、目詰まりを起こしにくく
なる。さらに、加圧処理によって、マクロボイドが圧縮
され、マクロボイドの大きさを０．０５×Ａ未満とする
ことができ、透水性を保ったまま、目詰まりを防ぐこと
ができる。By applying pressure within this range, the surface roughness of the porous resin layer is 20 μm or less, and the dynamic friction coefficient is 1.
It can be 2 or less. As a result, the dirt component is less likely to adhere to the surface of the porous resin, and clogging is less likely to occur. Further, by the pressure treatment, the macro voids are compressed, the size of the macro voids can be set to less than 0.05 × A, and clogging can be prevented while maintaining water permeability.

【００４７】[0047]

【実施例】実施例１ 樹脂としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂と、
開孔剤として分子量が約２０，０００のポリエチレング
リコール（ＰＥＧ）と、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホ
ルムアミド（ＤＭＦ）と、非溶媒として純水をそれぞれ
用い、これらを９０℃の温度下に十分に攪拌し、次の組
成を有する原液を得た。EXAMPLES Example 1 Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a resin,
Polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of about 20,000 was used as the opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF) was used as the solvent, and pure water was used as the non-solvent. After stirring, a stock solution having the following composition was obtained.

【００４８】 ＰＶＤＦ：１３．０重量％ ＰＥＧ ： ５．０重量％ ＤＭＦ ：７９．０重量％ 純水 ： ３．０重量％ 次に、上記原液を３０℃に冷却した後、密度が０．４８
ｇ／ｃｍ³、厚み（Ａ）が２２０μｍのポリエステル繊
維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに２０℃の純水中に
５分間浸漬し、さらに８０℃の熱水に２分間浸漬してＤ
ＭＦおよびＰＥＧを洗い出し、加圧処理として、この分
離膜を室温にて０．４ＭＰａの圧力をかけてプレスし、
図１、２に示す分離膜を得た。PVDF: 13.0 wt% PEG: 5.0 wt% DMF: 79.0 wt% Pure water: 3.0 wt% Next, after cooling the above stock solution to 30 ° C., the density was 0.48.
g / cm ³ , thickness (A) is applied to a polyester fiber non-woven fabric of 220 μm, and immediately after application, it is immersed in pure water at 20 ° C. for 5 minutes and further immersed in hot water at 80 ° C. for 2 minutes D
The MF and PEG were washed out, and as a pressure treatment, this separation membrane was pressed at room temperature under a pressure of 0.4 MPa,
The separation membrane shown in FIGS. 1 and 2 was obtained.

【００４９】この分離膜の多孔質樹脂層表面の表面粗さ
を超深度表面形状測定顕微鏡で測定したところ７〜９μ
ｍの表面粗さが分布していた。The surface roughness of the surface of the porous resin layer of this separation membrane was measured with an ultra-deep surface shape measuring microscope to find that it was 7-9 μm.
The surface roughness of m was distributed.

【００５０】次に上記分離膜について、摩擦速度：５ｍ
／ｍｉｎ、摩擦距離：７０ｍｍ、摩擦荷重：１ｋｇ、試
料の大きさ：６３ｍｍ×１５０ｍｍで動摩擦係数を測定
したところ０．４〜０．６であった。Next, with respect to the above-mentioned separation membrane, friction speed: 5 m
/ Min, friction distance: 70 mm, friction load: 1 kg, sample size: 63 mm x 150 mm, and dynamic friction coefficient was 0.4 to 0.6.

【００５１】さらに、この分離膜を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、多孔質樹脂層の表面には孔径０．１〜
０．３μｍの細孔が分布していた。また、横断面を観察
したところ、多孔質樹脂層には短径が約１０μｍ（約
０．０４５×Ａ＜０．０５×Ａ）のマクロボイドが分布
していた。さらに、横断面の観察により、多孔質基材の
厚み（Ａ）は約１５０μｍであり、多孔質樹脂層の厚み
（Ｂ）は約３０μｍであり、複合層の厚み（Ｃ）は約５
μｍであった。したがって、Ｂは約０．２０×Ａ≧０．
１×Ａ、Ｃ／Ｂは約０．１７＞０．１であった。Furthermore, when the separation membrane was observed with a scanning electron microscope, the surface of the porous resin layer had a pore size of 0.1 to 0.1.
The pores of 0.3 μm were distributed. Further, when the cross section was observed, macrovoids having a minor axis of about 10 μm (about 0.045 × A <0.05 × A) were distributed in the porous resin layer. Further, by observing the cross section, the thickness (A) of the porous substrate is about 150 μm, the thickness (B) of the porous resin layer is about 30 μm, and the thickness (C) of the composite layer is about 5 μm.
was μm. Therefore, B is about 0.20 × A ≧ 0.
1 × A and C / B were about 0.17> 0.1.

【００５２】次に、上記分離膜について、平均粒径０．
９μｍの微粒子の排除率を測定したところ、９８．５％
であった。また、透水量は約２０×１０^-9ｍ³／ｍ²・ｓ
・Ｐａであった。透水量の測定は、逆浸透膜による２５
℃の精製水を用い、ヘッド高さ１ｍで行った。Next, with respect to the above-mentioned separation membrane, an average particle diameter of 0.
The exclusion rate of fine particles of 9 μm was measured to be 98.5%
Met. The water permeability is about 20 × 10 ^-9 m ³ / m ² · s.
-It was Pa. The water permeability is measured with a reverse osmosis membrane.
Using purified water at 0 ° C., the head height was 1 m.

【００５３】次に、上記分離膜を用い、図９に示すよう
に、上部に透過水の取出口７を有する縦３２０ｍｍ、横
２２０ｍｍ、厚み５ｍｍの支持枠の両面にプラスチック
ネット２を介して分離膜３を貼り付け、エレメントを得
た。このエレメントを、縦５００ｍｍ、横１５０ｍｍ、
高さ７００ｍｍの、底部にエアノズルを有し、濃度が
３，０００ｍｇ／リットルの活性汚泥を入れたタンクに
収容し、エアノズルから空気を２０リットル／分で供給
しつつ、濾過線速度０．４ｍ／日で透過試験を行ったと
ころ、２５℃に換算した初期の濾過差圧は０．５ｋＰａ
で、１，０００時間経過後においても０．４ｋＰａと低
かった。また、２，０００時間経過後においても、多孔
質樹脂層の損傷、剥離は認められなかった。Next, using the above separation membrane, as shown in FIG. 9, a plastic frame 2 is used to separate both sides of a 320 mm long, 220 mm wide, 5 mm thick support frame having an outlet 7 for permeate. The membrane 3 was attached to obtain an element. This element is 500 mm long, 150 mm wide,
It has a height of 700 mm, has an air nozzle at the bottom, and is stored in a tank containing activated sludge with a concentration of 3,000 mg / liter, and while supplying air from the air nozzle at 20 liters / minute, the filtration linear velocity is 0.4 m / When a permeation test was conducted on a day, the initial filtration differential pressure converted to 25 ° C. was 0.5 kPa.
Even after 1,000 hours, it was as low as 0.4 kPa. Further, even after 2,000 hours, no damage or peeling of the porous resin layer was observed.

【００５４】比較例１ 多孔質樹脂層の加圧処理をしていない以外は実施例と同
様にして、図３に示す分離膜を得た。Comparative Example 1 A separation membrane shown in FIG. 3 was obtained in the same manner as in Example except that the porous resin layer was not pressure-treated.

【００５５】この分離膜の多孔質樹脂層表面の表面粗さ
を超深度表面形状測定顕微鏡で測定したところ２３〜２
５μｍの表面粗さが分布していた。The surface roughness of the porous resin layer surface of this separation membrane was measured by an ultra-deep surface shape measuring microscope to find that it was 23-2.
A surface roughness of 5 μm was distributed.

【００５６】次に上記分離膜について、摩擦速度：５ｍ
／ｍｉｎ、摩擦距離：７０ｍｍ、摩擦荷重：１ｋｇ、試
料の大きさ：６３ｍｍ×１５０ｍｍで動摩擦係数を測定
したところ１．５〜２．１の動摩擦係数が分布してい
た。Next, with respect to the above-mentioned separation membrane, friction speed: 5 m
/ Min, friction distance: 70 mm, friction load: 1 kg, sample size: 63 mm x 150 mm, the dynamic friction coefficient was measured and found to be 1.5 to 2.1.

【００５７】さらに、この分離膜を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、多孔質樹脂層の表面には孔径０．１〜
０．３μｍの細孔が分布していた。また、横断面を観察
したところ、多孔質樹脂層には短径が約３０μｍ（約
０．１３６×Ａ＜０．０５×Ａ）のマクロボイドが分布
していた。さらに、横断面の観察により、多孔質基材の
厚み（Ａ）は約２２０μｍであり、多孔質樹脂層の厚み
（Ｂ）は約６０μｍであり、複合層の厚み（Ｃ）は約８
μｍであった。したがって、Ｂは約０．２７×Ａ≧０．
１×Ａ、Ｃ／Ｂは約０．１３＞０．１ということにな
る。次に、上記分離膜について、平均粒径０．９μｍの
微粒子の排除率を測定したところ、９８．０％であっ
た。また、透水量は約４２×１０^-9ｍ³／ｍ²・ｓ・Ｐａ
であった。Further, when the separation membrane was observed with a scanning electron microscope, the surface of the porous resin layer had a pore size of 0.1 to 0.1.
The pores of 0.3 μm were distributed. Further, when the cross section was observed, macrovoids having a minor axis of about 30 μm (about 0.136 × A <0.05 × A) were distributed in the porous resin layer. Further, by observing the cross section, the thickness (A) of the porous substrate is about 220 μm, the thickness (B) of the porous resin layer is about 60 μm, and the thickness (C) of the composite layer is about 8 μm.
was μm. Therefore, B is about 0.27 × A ≧ 0.
1 × A and C / B are about 0.13> 0.1. Next, the rejection rate of fine particles having an average particle size of 0.9 μm was measured for the above separation membrane, and it was 98.0%. The water permeability is about 42 × 10 ^-9 m ³ / m ² · s · Pa.
Met.

【００５８】次に、実施例と同様に透過試験をしたとこ
ろ、２５℃に換算した初期の濾過差圧は０．５ｋＰａで
あったが、２，０００時間経過後においては２ｋＰａに
上昇した。多孔質樹脂層の剥離は認められなかった。Next, when a permeation test was conducted in the same manner as in the example, the initial filtration differential pressure converted to 25 ° C. was 0.5 kPa, but it increased to 2 kPa after 2,000 hours had elapsed. No peeling of the porous resin layer was observed.

【００５９】比較例２ 以下に示すプレス圧力を用いたほかは実施例１と同様に
して、図５、６に示す分離膜を得た。Comparative Example 2 A separation membrane shown in FIGS. 5 and 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pressing pressure shown below was used.

【００６０】プレス圧力：０．０５ＭＰａ この分離膜の多孔質樹脂層表面の表面粗さを超深度表面
形状測定顕微鏡で測定したところ２１〜２３μｍの表面
粗さが分布していた。Pressing pressure: 0.05 MPa When the surface roughness of the porous resin layer surface of this separation membrane was measured by an ultra deep surface shape measuring microscope, the surface roughness of 21 to 23 μm was distributed.

【００６１】次に上記分離膜について、摩擦速度：５ｍ
／ｍｉｎ、摩擦距離：７０ｍｍ、摩擦荷重：１ｋｇ、試
料の大きさ：６３ｍｍ×１５０ｍｍで動摩擦係数を測定
したところ１．５〜１．７の動摩擦係数が分布してい
た。Next, with respect to the above-mentioned separation membrane, friction speed: 5 m
/ Min, friction distance: 70 mm, friction load: 1 kg, sample size: 63 mm x 150 mm, the dynamic friction coefficient was measured and found to be 1.5 to 1.7.

【００６２】さらに、この分離膜を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、多孔質樹脂層の表面には孔径０．１〜
０．３μｍの細孔が分布していた。また、横断面を観察
したところ、多孔質樹脂層には短径が約２５μｍ（約
０．１１４×Ａ＜０．０５×Ａ）のマクロボイドが分布
していた。さらに、横断面の観察により、多孔質基材の
厚み（Ａ）は約２２０μｍであり、多孔質樹脂層の厚み
（Ｂ）は約５５μｍであり、複合層の厚み（Ｃ）は約８
μｍであった。したがって、Ｂは約０．２５×Ａ≧０．
１×Ａ、Ｃ／Ｂは約０．１４５＞０．１ということにな
る。次に、上記分離膜について、平均粒径０．９μｍの
微粒子の排除率を測定したところ、９８．０％であっ
た。また、透水量は約４０×１０^-9ｍ³／ｍ²・ｓ・Ｐａ
であった。Further, when the separation membrane was observed with a scanning electron microscope, the surface of the porous resin layer had a pore size of 0.1 to 0.1.
The pores of 0.3 μm were distributed. Further, when the cross section was observed, macrovoids having a minor axis of about 25 μm (about 0.114 × A <0.05 × A) were distributed in the porous resin layer. Further, by observing the cross section, the thickness (A) of the porous substrate is about 220 μm, the thickness (B) of the porous resin layer is about 55 μm, and the thickness (C) of the composite layer is about 8 μm.
was μm. Therefore, B is about 0.25 × A ≧ 0.
1 × A and C / B are about 0.145> 0.1. Next, the rejection rate of fine particles having an average particle size of 0.9 μm was measured for the above separation membrane, and it was 98.0%. The water permeability is about 40 × 10 ^-9 m ³ / m ² · s · Pa.
Met.

【００６３】次に、実施例と同様に透過試験をしたとこ
ろ、２５℃に換算した初期の濾過差圧は０．５ｋＰａで
あったが、２，０００時間経過後においては２ｋＰａに
上昇した。多孔質樹脂層の剥離は認められなかった。Next, when a permeation test was conducted in the same manner as in the example, the initial filtration differential pressure converted to 25 ° C. was 0.5 kPa, but it increased to 2 kPa after 2,000 hours had elapsed. No peeling of the porous resin layer was observed.

【００６４】比較例３ 以下に示すプレス圧力を用いたほかは実施例と同様にし
て、図７、８に示す分離膜を得た。Comparative Example 3 A separation membrane shown in FIGS. 7 and 8 was obtained in the same manner as in Example except that the pressing pressure shown below was used.

【００６５】プレス圧力：１ＭＰａ この分離膜の多孔質樹脂層表面の表面粗さを超深度表面
形状測定顕微鏡で測定したところ９〜１１μｍの表面粗
さが分布していた。Pressing pressure: 1 MPa When the surface roughness of the porous resin layer surface of this separation membrane was measured by an ultra-depth surface shape measuring microscope, the surface roughness of 9 to 11 μm was distributed.

【００６６】次に上記分離膜について、摩擦速度：５ｍ
／ｍｉｎ、摩擦距離：７０ｍｍ、摩擦荷重：１ｋｇ、試
料の大きさ：６３ｍｍ×１５０ｍｍで動摩擦係数を測定
したところ１．５〜１．７の動摩擦係数が分布してい
た。Next, with respect to the above-mentioned separation membrane, friction speed: 5 m
/ Min, friction distance: 70 mm, friction load: 1 kg, sample size: 63 mm x 150 mm, the dynamic friction coefficient was measured and found to be 1.5 to 1.7.

【００６７】さらに、この分離膜を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、多孔質樹脂層の表面には孔径０．１〜
０．６μｍの細孔が分布していた。また、横断面を観察
したところ、多孔質樹脂層には短径が約２μｍ（約０．
０１×Ａ＜０．０５×Ａ）のマクロボイドが分布してい
た。さらに、横断面の観察により、多孔質基材の厚み
（Ａ）は約１４７μｍであり、多孔質樹脂層の厚み
（Ｂ）は約３μｍであり、複合層の厚み（Ｃ）は約０．
５μｍであった。したがって、Ｂは約０．０２×Ａ≦
０．１×Ａ、Ｃ／Ｂは約０．１７＞０．１ということに
なる。Furthermore, when the separation membrane was observed with a scanning electron microscope, the surface of the porous resin layer had a pore size of 0.1 to 0.1.
The pores of 0.6 μm were distributed. Further, when the cross section was observed, the minor axis of the porous resin layer was about 2 μm (about 0.
Macro voids of 01 × A <0.05 × A) were distributed. Further, by observing the cross section, the thickness (A) of the porous substrate is about 147 μm, the thickness (B) of the porous resin layer is about 3 μm, and the thickness (C) of the composite layer is about 0.
It was 5 μm. Therefore, B is about 0.02 × A ≦
0.1 × A and C / B are about 0.17> 0.1.

【００６８】次に、上記分離膜について、平均粒径０．
９μｍの微粒子の排除率を測定したところ、６０．０％
であり、加圧処理の圧力が高いと、表面の細孔が大きく
なり排除率が低下した。また、透水量は約８×１０^-9ｍ
³／ｍ²・ｓ・Ｐａであり、加圧処理の圧力が高いと、圧
密化により水の通り道が閉塞され透水量が低下した。Next, with respect to the above-mentioned separation membrane, the average particle diameter is 0.
The exclusion rate of 9 μm particles was measured and found to be 60.0%
Therefore, when the pressure of the pressure treatment was high, the pores on the surface became large and the rejection rate decreased. The water permeability is about 8 × 10 ^-9 m
^When the pressure was ³ / m ² · s · Pa and the pressure of the pressurization treatment was high, the passage of water was blocked due to consolidation, and the amount of water permeation decreased.

【００６９】次に、実施例と同様に透過試験をしたとこ
ろ、２５℃に換算した初期の濾過差圧は１ｋＰａであっ
たが、５００時間経過後においては２０ｋＰａに上昇し
た。多孔質樹脂層の剥離は認められなかった。Next, when a permeation test was conducted in the same manner as in the example, the initial filtration differential pressure converted to 25 ° C. was 1 kPa, but it increased to 20 kPa after 500 hours. No peeling of the porous resin layer was observed.

【００７０】[0070]

【発明の効果】本発明の分離膜は、実施例と比較例の対
比からも明らかなように、高い透水性を有するうえに目
詰りしにくく、しかも、多孔質基材から多孔質樹脂層が
剥離したりするのを防止することができる。EFFECTS OF THE INVENTION The separation membrane of the present invention has high water permeability and is less likely to be clogged, and the porous resin layer is formed from the porous base material, as is clear from the comparison between the examples and the comparative examples. It is possible to prevent peeling.

【００７１】また、本発明の分離膜の製造方法によれ
ば、本発明の分離膜を極めて簡単に製造することができ
る。Further, according to the method for producing a separation membrane of the present invention, the separation membrane of the present invention can be produced extremely easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】実施例１に係る本発明の分離膜の表面の走査型
電子顕微鏡写真である。FIG. 1 is a scanning electron micrograph of the surface of a separation membrane of the present invention according to Example 1.

【図２】実施例１に係る本発明の分離膜の横断面の走査
型電子顕微鏡写真である。FIG. 2 is a scanning electron micrograph of a cross section of the separation membrane of the present invention according to Example 1.

【図３】比較例１に係る分離膜の表面の走査型電子顕微
鏡写真である。FIG. 3 is a scanning electron micrograph of the surface of the separation film according to Comparative Example 1.

【図４】比較例１に係る分離膜の横断面の走査型電子顕
微鏡写真である。4 is a scanning electron micrograph of a cross section of a separation membrane according to Comparative Example 1. FIG.

【図５】比較例２に係る分離膜の表面の走査型電子顕微
鏡写真である。5 is a scanning electron micrograph of the surface of the separation membrane according to Comparative Example 2. FIG.

【図６】比較例２に係る分離膜の横断面の走査型電子顕
微鏡写真である。6 is a scanning electron micrograph of a cross section of a separation membrane according to Comparative Example 2. FIG.

【図７】比較例３に係る分離膜の表面の走査型電子顕微
鏡写真である。7 is a scanning electron micrograph of the surface of the separation membrane according to Comparative Example 3. FIG.

【図８】比較例３に係る分離膜の横断面の走査型電子顕
微鏡写真である。8 is a scanning electron micrograph of a cross section of a separation film according to Comparative Example 3. FIG.

【図９】本発明に係る分離膜を用いたエレメントの分解
斜視図である。FIG. 9 is an exploded perspective view of an element using a separation membrane according to the present invention.

【図１０】図９に示すエレメントの部分横断面図であ
る。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the element shown in FIG.

【図１１】図９に示すエレメントのＢ−Ｂ断面図であ
る。11 is a cross-sectional view taken along the line BB of the element shown in FIG.

【図１２】本発明の造水方法の概略フロー図である。FIG. 12 is a schematic flow chart of the water production method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：支持板 ２：流路材 ３：分離膜 ４：凸部 ５：凹部 ６：枠体 ７：ろ過水取出口 ８：集水部 ９：エレメント １０：分離膜モジュール １１：被処理水槽 １２：散気装置 １３：ブロア １４：ポンプ 1: Support plate 2: Flow path material 3: Separation membrane 4: convex part 5: recess 6: frame 7: Filtration water outlet 8: Water catchment section 9: Element 10: Separation membrane module 11: Water tank to be treated 12: Air diffuser 13: Blower 14: Pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA02 MA03 MA06 MA09 MA22 MA31 MC29X NA45 NA54 PA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4D006 GA02 MA03 MA06 MA09 MA22                       MA31 MC29X NA45 NA54                       PA02

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】多孔質基材の表面に多孔質樹脂層を有して
なり、多孔質樹脂層を形成している樹脂の一部は多孔質
基材の少なくとも表層部との複合層を形成しており、多
孔質基材の厚みをＡ、多孔質樹脂層の厚みをＢ、複合層
の厚みをＣとしたとき、不等式、 Ｂ≧０．１×Ａ Ｃ／Ｂ≧０．１ を満足しているとともに、多孔質樹脂表面の表面粗さが
２０μｍ以下であることを特徴とする分離膜。1. A porous base material having a porous resin layer on the surface thereof, wherein a part of the resin forming the porous resin layer forms a composite layer with at least the surface layer portion of the porous base material. And the thickness of the porous substrate is A, the thickness of the porous resin layer is B, and the thickness of the composite layer is C, the inequality, B ≧ 0.1 × A C / B ≧ 0.1 is satisfied. In addition, the surface roughness of the porous resin surface is 20 μm or less. 【請求項２】多孔質樹脂層表面において、動摩擦係数が
１．２以下である請求項１に記載の分離膜。2. The separation membrane according to claim 1, wherein the surface of the porous resin layer has a dynamic friction coefficient of 1.2 or less. 【請求項３】平均粒径が０．９μｍの微粒子の排除率が
少なくとも９０％である請求項１または２に記載の分離
膜。3. The separation membrane according to claim 1, wherein the exclusion rate of fine particles having an average particle diameter of 0.9 μm is at least 90%. 【請求項４】多孔質樹脂層には短径が０．０５×Ａ以上
のマクロボイドが存在しない請求項１〜３のいずれかに
記載の分離膜。4. The separation membrane according to claim 1, wherein macrovoids having a minor axis of 0.05 × A or more do not exist in the porous resin layer. 【請求項５】多孔質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ³以下
である請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜。5. The separation membrane according to claim 1, wherein the porous substrate has a density of 0.7 g / cm ³ or less. 【請求項６】多孔質基材が不織布または織編物である請
求項１〜５のいずれかに記載の分離膜。6. The separation membrane according to claim 1, wherein the porous substrate is a non-woven fabric or a woven / knitted fabric. 【請求項７】樹脂がポリフッ化ビニリデンを主成分とす
る樹脂である請求項１〜６のいずれかに記載の分離膜。7. The separation membrane according to claim 1, wherein the resin is a resin containing polyvinylidene fluoride as a main component. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載の分離膜を
有する分離膜エレメント。8. A separation membrane element having the separation membrane according to claim 1. 【請求項９】支持板の少なくとも片面に分離膜を配した
請求項８に記載の分離膜エレメント。9. The separation membrane element according to claim 8, wherein a separation membrane is provided on at least one surface of the support plate. 【請求項１０】下廃水分離膜エレメントである請求項８
または９に記載の分離膜エレメント。10. The lower wastewater separation membrane element according to claim 8.
Or the separation membrane element according to 9 above. 【請求項１１】請求項１〜７のいずれかに記載の分離膜
を用いて下廃水をろ過する下廃水の処理方法。11. A method for treating lower wastewater, which comprises filtering the lower wastewater using the separation membrane according to any one of claims 1 to 7. 【請求項１２】請求項１〜７のいずれかに記載の分離膜
を有する下廃水処理装置。12. A sewage treatment system comprising the separation membrane according to claim 1. 【請求項１３】密度が０．７ｇ／ｃｍ³以下である多孔
質基材の表面に、樹脂と、開孔剤と、溶媒とを含む原液
の被膜を形成するとともにその原液を多孔質基材の少な
くとも表層部に含浸させ、しかる後、該多孔質基材を非
溶媒を含む凝固浴に浸漬して樹脂を凝固させるとともに
多孔質基材の表面に多孔質樹脂層を形成し、さらに、該
多孔質樹脂層を加圧処理することを特徴とする分離膜の
製造方法。13. A porous base material having a density of 0.7 g / cm ³ or less is formed on the surface of the porous base material with a resin, a pore opening agent and a solvent, and the stock solution is used as a porous base material. Of at least the surface layer of the porous base material, and then the porous base material is immersed in a coagulation bath containing a non-solvent to coagulate the resin and form a porous resin layer on the surface of the porous base material. A method for producing a separation membrane, which comprises subjecting a porous resin layer to pressure treatment. 【請求項１４】樹脂を５〜３０重量％、開孔剤を０．１
〜１５重量％および溶媒を４０〜９４．９重量％の範囲
内で含む原液を用い、溶媒を１〜４０重量％および非溶
媒を少なくとも６０重量％含む凝固浴を用いる請求項１
３に記載の分離膜の製造方法。14. A resin in an amount of 5 to 30% by weight, and an opening agent in 0.1.
A coagulation bath containing 1 to 40% by weight of solvent and at least 60% by weight of non-solvent is used, and a stock solution containing ˜15% by weight and solvent in the range of 40 to 94.9% by weight.
The method for producing a separation membrane according to item 3. 【請求項１５】原液が、さらに非溶媒を含む請求項１３
に記載の分離膜の製造方法。15. The undiluted solution further contains a non-solvent.
The method for producing a separation membrane according to 1. 【請求項１６】樹脂を５〜３０重量％、開孔剤を０．１
〜１５重量％、溶媒を４０〜９４．８重量％および非溶
媒を０．１〜２０重量％の範囲内で含む原液を用い、非
溶媒を少なくとも８０重量％含む凝固浴を用いる請求項
１５に記載の分離膜の製造方法。16. A resin containing 5 to 30% by weight and an opening agent of 0.1.
16. A coagulation bath containing ~ 15 wt%, 40-94.8 wt% solvent and 0.1-20 wt% non-solvent, and a coagulation bath containing at least 80 wt% non-solvent. A method for producing the described separation membrane. 【請求項１７】温度が１５〜１２０℃の範囲内にある原
液を用い、温度が１５〜８０℃の範囲内にある凝固浴を
用いる、請求項１３〜１６のいずれかに記載の分離膜の
製造方法。17. The separation membrane according to claim 13, wherein a stock solution having a temperature of 15 to 120 ° C. is used and a coagulation bath having a temperature of 15 to 80 ° C. is used. Production method. 【請求項１８】加圧処理が、線圧または面圧が０．１〜
０．５ＭＰａの範囲であるプレス処理である請求項１３
〜１７のいずれかに記載の分離膜の製造方法。18. The pressure treatment has a linear pressure or a surface pressure of 0.1 to 10.
14. A press treatment in the range of 0.5 MPa.
18. The method for producing a separation membrane according to any one of 17 to 17. 【請求項１９】多孔質基材として不織布を用いる、請求
項１３〜１８のいずれかに記載の分離膜の製造方法。19. The method for producing a separation membrane according to claim 13, wherein a nonwoven fabric is used as the porous substrate. 【請求項２０】樹脂としてポリフッ化ビニリデンを主成
分とする樹脂を用いる、請求項１３〜１９のいずれかに
記載の分離膜の製造方法。20. The method for producing a separation membrane according to claim 13, wherein a resin containing polyvinylidene fluoride as a main component is used as the resin.