(57)【要約】【課題】  阻止率と透水性とをバランス良く満足しつつ、しかも多孔質有機重合体の削れ抑制することができる分離膜を提供する。【解決手段】  ポリフッ化ビニリデン系樹脂などの有機重合体と、平均粒子径が５〜５０００ｎｍの範囲で、かつ、かさ密度が０．０５〜０．５ｍｌ／ｇであるカーボンブラックなどの無機微粒子とを含む分離膜とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機重合体と、平均粒子径が５〜５０００ｎｍの範囲で、かつ、かさ密度が０．０５〜０．５ｍｌ／ｇである無機微粒子とを含む分離膜。
【請求項２】
無機微粒子が、炭素系微粒子、または、ケイ素、アルミニウム、マグネシウムおよびカルシウムからなる群から選ばれた少なくとも一種類の酸化物微粒子である、請求項１に記載の分離膜。
【請求項３】
有機重合体が、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂およびポリエーテルスルホン系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種類である、請求項１または２記載の分離膜。
【請求項４】
ポリオキシアルキレン構造又は脂肪酸エステル構造又は水酸基を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜。
【請求項５】
落砂式摩耗試験前後の平均粒径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率に関し、試験前の阻止率をＡ、試験後の阻止率をＢしたとき、不等式Ａ−Ｂ≦５０の関係を満足する、請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜。
【請求項６】
平膜である、請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の平膜状の分離膜と流路材と透過液の集液部材とを有しているエレメント。
【請求項８】
複数個の請求項７記載のエレメントをハウジングに収容したモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、水産加工工場、食品加工場などから生ずる廃水の浄化に特に適した分離膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、界面活性剤を含む有機重合体溶液を、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後、有機重合体を凝固させ、多孔質基材の表面に多孔質有機重合体層を形成してなる、いわゆる精密ろ過膜と称される平膜が注目されている。多孔質有機重合体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体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、ろ過対象に応じた細孔径を保ちつつ透水量を多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を小さくすると、今度は透水性が低下してしまう。すなわち、阻止率の向上と透水性の向上とは相反する関係にあり、両者のバランスよく整えることはなかなか難しい。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、従来の分離膜では、著しい衝撃が加わるような環境下で使用すると、ろ過操作中に多孔質有機重合体の表面が削られてしまうこともある。
【０００３】
特許文献１には、バインダーポリマーとしてのポリビニルアルコールＯＫＳ７１５８Ｇ（日本合成化学工業（株）製）水溶液に、無機粒子であるゼオライトＡ−４粒子（和光純薬工業製、２００メッシュ）と架橋剤を添加した溶液を、フェルト不織布に塗布して乾燥架橋し、ゼオライト粒子を不織布の繊維の表面及び／又は繊維間に固定化した分離膜が提案されている。しかしながら、無機微粒子であるゼオライトの粒子径が１０〜５０μｍと大きいため、得られた分離膜では細孔径が大きい上、溶液中での分散性が悪く、その結果、均一に分離膜の表面および内部まで無機微粒子が分散できず斑になったり、膜性能にバラツキが見られるという問題があった。
【０００４】
また、特許文献２には、光照射により有機物の分解を促進する粒径３０〜４０ｎｍ程度の微細なアナターゼ型酸化チタン粒子の表面を、多孔質の燐酸カルシウムによって被覆した安定化アナターゼ型酸化チタン粒子の光触媒物質を保持してなる中空糸分離膜が開示されている。しかしながら、この分離膜は、無機微粒子である嵩密度０．５５ｍｌ／ｇのアナターゼ型酸化チタン粒子を、水又は適宜の溶媒に懸濁させ、この懸濁液を中空糸膜の外側から内側に向かって流通させることにより、中空糸膜の外表面と中空内表面に保持させただけであるので、使用中にアナターゼ型酸化チタン粒子が欠落しまうおそれがあり、多孔質層の削れを抑制できる分離膜とは言い難い。
【特許文献１】特開２０００−２４４７１号公報
【特許文献２】特開２０００−４２３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の技術の上述した問題点を解決し、阻止率と透水性とをバランス良く満足しつつ、しかも多孔質有機重合体の削れ抑制することができる分離膜を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、次の（１）〜（８）に述べる構成からなる。
（１）有機重合体と、平均粒子径が５〜５０００ｎｍの範囲で、かつ、かさ密度が０．０５〜０．５ｍｌ／ｇである無機微粒子とを含む分離膜。
（２）無機微粒子が、炭素系微粒子、または、ケイ素、アルミニウム、マグネシウムおよびカルシウムからなる群から選ばれた少なくとも一種類の酸化物微粒子である、上記（１）に記載の分離膜。
（３）有機重合体が、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂およびポリエーテルスルホン系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一種類である、上記（１）または（２）に記載の分離膜。
（４）ポリオキシアルキレン構造又は脂肪酸エステル構造又は水酸基を有する、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜。
（５）落砂式摩耗試験前後の平均粒径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率に関し、試験前の阻止率をＡ、試験後の阻止率をＢしたとき、不等式Ａ−Ｂ≦５０の関係を満足する、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の分離膜。
（６）平膜である、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の分離膜。
（７）上記（１）〜（５）のいずれかに記載の平膜状の分離膜と流路材と透過液の集液部材とを有しているエレメント。
（８）複数個の上記（７）記載のエレメントをハウジングに収容したモジュール。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の分離膜は、有機重合体とともに、平均粒子径が５〜５０００ｎｍの範囲で、かつ、かさ密度が０．０５〜０．５ｍｌ／ｇである無機微粒子を含むので、阻止率と透水性とをバランス良く満足するうえに、膜面に、被処理水に含まれる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激しく衝突しても、十分に耐え膜表面の削れが少ない。したがって、分離膜の耐久性が向上され、長期運転が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る分離膜は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂などの有機重合体と、平均粒子径が５〜５０００ｎｍの範囲で、かつ、かさ密度が０．０５〜０．５ｍｌ／ｇである無機微粒子とを含むものであり、たとえば基材と多孔質層を備えた分離膜の場合、多孔質層の表面や内部に無機微粒子が含まれている。このような特定の無機微粒子を含むことで分離膜の表面の削れを抑制することができる。
【０００９】
多孔質層は分離機能を有するもので、なかでも、多孔質層を構成する有機重合体は、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系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、またはこれらを主成分とすることが好ましく、ポリフッ化ビニリデン、またはそれを主成分とすることが最も好ましい。なお、主成分とは、５０重量％以上含有することをいう。
【００１０】
ここで、ポリフッ化ビニリデン系樹脂とはフッ化ビニリデンホモポリマーまたはフッ化ビニリデン共重合体を含有する有機重合体のことである。複数種類のフッ化ビニリデン共重合体を含有していてもかまわない。フッ化ビニリデン共重合体として、フッ化ビニリデンと四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンおよび三フッ化塩化エチレンからなる群から選ばれた１種類以上との共重合体が上げられる。
【００１１】
また、ポリフッ化ビニリデン系樹脂の重量平均分子量は、分離膜への加工性を考慮すると、５万から１００万、さらに１０万から７５万の範囲内であることが好ましい。重量平均分子量がこの範囲より大きくなると、有機重合体溶液の粘度が高くなりすぎ、またこの範囲より小さくなると、有機重合体の粘度が低くなりすぎ、いずれも分離膜を形成することが困難になる。分離膜に含まれる無機微粒子は、平均粒子径が大きすぎると膜表面の細孔を減らしてしまうことや、製膜原液の調製過程で無機微粒子が均一に分散できなくなってしまう。したがって分離膜表面や内部に無機微粒子を均一に分散するために、平均粒子径が５ｎｍから５０００ｎｍの範囲のものが好ましい。
【００１２】
また、本発明において分離膜に含まれる無機微粒子は、かさ密度が高すぎると原液中で分散しにくく沈降し固まりとなってしまい、得られた膜において細孔を不均一にしたり、欠落し易くなることから、０．０５〜０．５ｍｌ／ｇとする必要がある。
【００１３】
かかる無機微粒子としては、例えば、炭素系微粒子として、球状炭素微粒子のカーボンビーズ、種々のカーボンブラック、ケッチェンブラック（高導電性カーボンブラック）、黒鉛などが挙げられる。ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ジルコニウム、マンガン、ハフニウムなどの単独または複数の金属元素の酸化物などを例示することができる。なかでも、有機重合体と馴染みが良く、有機重合体と混ぜることにより耐久性や耐摩耗の向上が見込まれる観点から、炭素系微粒子や、ケイ素、アルミニウム、マグネシウムおよびカルシウムから選ばれた少なくとも一種類の酸化物が好ましい。その中でも、製膜原液中での分散性や分離膜の重量を抑える点からみて炭素微粒子、ケイ素酸化物（シリカ）が特に好ましい。
【００１４】
なお、本発明において、無機微粒子の平均粒子径は、インターセプト法でサンプル抽出を行い、そのサンプルの無機微粒子を走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所、走査型電子顕微鏡S-800など）で観察し、数平均を算出することで求める。
【００１５】
また、かさ密度は、あらかじめ漏斗に入れてある無機微粒子試料を、径２８±２ｍｍ、高さ１８０±５ｍｍの１００ｍｌの注ぎ口なしのシリンダーに５ｃｍの高さより注ぎ入れ、充填された無機微粒子の質量を秤量し、１ｍｌあたりのｇ重量に換算表示したものである。
【００１６】
そして、多孔質層を基材の上に形成する場合、基材は、多孔質層を支持して分離膜に強度を与えるものである。材質としては有機基材、無機基材等、特に限定されないが、軽量化しやすい点から、有機基材が好ましい。有機基材としては、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があげられる。なかでも、密度の制御が比較的容易な不織布が特に好ましい。
【００１７】
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、極端に厚いと透水性が低下するので、０．０１ｍｍから１ｍｍの範囲が好ましい。最も好ましくは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍで範囲である。
【００１８】
また、基材の密度は、  ０．７ｇ／ｃｍ3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、製膜原液を受け入れ、基材と多孔質層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するので、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、基材の面積、厚さと重量から密度＝重量／（基材の面積×厚さ）の式で求める事ができる。
【００１９】
一方、多孔質層の厚みは、薄すぎるとひび割れなどの欠陥が生じ、ろ過性能が落ちる場合があり、厚すぎると透水量が低下することがあるので、通常０．００１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍの範囲で選定することが好ましい。
【００２０】
さらに、多孔質層を基材の上に形成する場合、多孔質層を構成する有機重合体の一部が基材に入り込み複合層が形成されていることが好ましい。基材に有機重合体が入り込むことで、いわゆるアンカー効果によって多孔質層が基材に堅固に定着され、多孔質層が基材から剥がれるのを防止できるようになる。多孔質層は、基材に対して、片面に偏って存在しても構わないし、また、両面に存在しても構わない。多孔質層は、基材に対して、対称構造であっても、非対称構造であっても構わない。また、多孔質層が基材に対して両面に存在している場合には、両側の多孔質層が、基材を介して連続的であっても構わないし、不連続であっても構わない。
【００２１】
次に、本発明の分離膜の製造方法について説明する。本発明の分離膜は、たとえば、有機重合体、無機微粒子および開孔剤などを含む製膜原液を、非溶媒を含む凝固液中で凝固させ多孔質層を形成することで得られ、この多孔質層に無機微粒子を含ませることで得られる。
【００２２】
このとき、基材の表面に製膜原液を塗布して多孔質層を形成してもよく、基材を製膜原液に浸漬して多孔質層を形成してもよい。基材に製膜原液を塗布する場合には、基材の片面に塗布しても構わないし、両面に塗布しても構わない。もちろん基材を用いずに多孔質層を形成してもよい。
【００２３】
そして、製膜原液を凝固させるにあたっては、基材上に形成された多孔質層のみを凝固液に接触させたり、多孔質層を基材ごと凝固液に浸漬すればよい。多孔質層のみを凝固液に接触するためには、例えば基材上に形成された多孔質層が下側に来るようにして凝固浴表面と接触させる方法やガラス板、金属板などの平滑な板の上に基材を接触させて、凝固浴が基材側に回り込まないように貼り付け、多孔質層を有する基材を板ごと凝固浴に浸漬する方法などがある。後者の方法では、基材を板に貼り付けてから製膜原液の被膜を形成しても構わないし、基材に原液の被膜を形成してから板に貼り付けても構わない。
【００２４】
そして、製膜原液には、有機重合体や開孔剤などを溶解する溶媒を添加してもよい。
【００２５】
製膜原液に多孔質形成を促進する作用を持つ開孔剤を加える場合、その開孔剤は、凝固液によって抽出されるものであればよく、凝固液への溶解性の高いものが好ましい。たとえば、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、ポリビニールアルコール、ポリビニールブチラール、ポルアクリル酸などの水溶液高分子やグリセリンを用いることもできる。
【００２６】
また、本発明において、開孔剤としては、ポリオキシアルキレン構造又は、脂肪酸エステル構造又は水酸基を含有している界面活性剤を用いることができ、中でも、ポリオキシアルキレン構造、脂肪酸エステル構造、水酸基のうち２つ以上の構造を含むものが好ましい。界面活性剤の使用により、製膜原液中における無機微粒子の分散剤がよくなり、目的とする細孔構造を得ることが容易になる。
【００２７】
ポリオキシアルキレン構造としては、−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−、−（ＣＨ２ＣＨ２（ＣＨ３）Ｏ）ｎ−、−（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−、−（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−  などを挙げることができるが、特に親水性の観点から  −（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−、いわゆるポリオキシエチレンが好ましい。
【００２８】
脂肪酸エステル構造としては、長鎖脂肪族基を有する脂肪酸が挙げられる。長鎖脂肪族基としては、直鎖状、分岐状いずれでも良いが、脂肪酸としては、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸などが挙げられる。また、油脂由来の脂肪酸エステル、例えば牛脂、パーム油、ヤシ油等も挙げられる。
【００２９】
水酸基を有するものとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、グリセリン、ソルビトール、ブドウ糖、ショ糖などを挙げることができる。
【００３０】
そして、ポリオキシアルキレン構造、脂肪酸エステル構造及び水酸基の全てを含有している界面活性剤が特に好ましく用いられ、たとえば、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルとして、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸ソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルとして、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコール、モノラウリン酸ポリエチレングリコールを挙げることができる。これらの界面活性剤は特に無機微粒子の分散性をよくするだけでなく、多孔質層に残存し乾燥させても透水性、阻止性が低下しないという特徴を併せ持つので好ましい。
【００３１】
また、製膜原液に有機重合体や開孔剤などの多孔質層形成剤を溶解する溶媒を用いる場合、
その溶媒としては、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、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事ができる。中でも有機重合体の溶解性の高いＮＭＰ、ＤＭＡｃ、ＤＭＦ、ＤＭＳＯを好ましく用いることができる。
【００３２】
製膜原液には、その他、非溶媒を添加することもできる。非溶媒は、有機重合体を溶解しないものであり、有機重合体などの多孔質層形成剤の凝固の速度を制御して細孔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メタノールが好ましい。これらの混合であってもよい。
【００３３】
製膜原液において、有機重合体は５重量％〜３０重量％、無機微粒子は０．１重量％〜３０重量％、開孔剤は０．１重量％〜１５重量％、溶媒は４０重量％〜９５重量％、非溶媒は０．１重量％〜１０重量％範囲内が好ましい。中でも、有機重合体は、極端に少ないと多孔質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ので８重量％〜２０重量％の範囲がより好ましい。また、無機微粒子は極端に少なすぎると分離膜の表面の削れを抑制する効果が低くなり、多すぎると多孔質層の強度が低下することがある。したがって、より好ましくは０．５重量％〜１５重量％の範囲がよい。開孔剤は、少なすぎると透水性が低下し、多すぎると多孔質層の強度が低下することがある。また、極端に多いと多孔質有機重合体中に過剰に残存して使用中に溶出し、透過水の水質が悪化したり、透水性変動をしたりすることがある。したがって、より好ましい範囲は、０．５重量％〜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、多すぎると多孔質層の強度が低下することので、より好ましくは６０重量％〜９０重量％の範囲である。また、非溶媒は、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。したがって、より好ましくは０．５重量％〜１５重量％である。
【００３４】
一方、凝固浴としては、非溶媒、または非溶媒と溶媒とを含む混合溶液を用いることができる。製膜原液にも非溶媒を用いる場合、凝固浴における非溶媒は、凝固浴の少なくとも８０重量％とするのが好ましい。少なすぎると有機重合体の凝固速度が遅くなり細孔径が大きくなったりする。より好ましくは、８５重量％〜１００重量％の範囲である。一方、製膜原液に非溶媒を用いない場合、製膜原液にも非溶媒を用いる場合よりも、凝固浴における非溶媒の含有量を少なくすることが好ましいが、少なくとも６０重量％とするのが好ましい。非溶媒が多いと、有機重合体の凝固速度が速くなって多孔質層の表面は緻密となり透水性が低下することがある。より好ましくは６０重量％〜９９重量％の範囲がよい。凝固浴中の非溶媒の含有量を調整することにより、多孔質層表面の孔径やマクロボイドの大きさを制御することができる。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℃の範囲で選定するのが好ましい。より好ましくは２０℃〜６０℃の範囲である。
【００３５】
上述のような本発明によれば次のような分離膜とすることが可能になる。すなわち、平均粒径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率に関し、落砂式摩耗試験の前の阻止率をＡ、試験の後の阻止率をＢとしたとき、Ａ−Ｂ≦５０、より好ましくはＡ−Ｂ≦１０を満足する分離膜とすることが可能になる。試験前後での阻止率の変化が小さいということは、強い衝撃にも十分に耐えることができ膜表面の削れを抑制することができることを意味する。したがって、被処理水に砂のような無機物や汚泥、その他の固形物が含まれ、それら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する下廃水処理においても、菌体や汚泥などのリークが少なく、菌体や汚泥などによる膜の目づまり、ろ過差圧の上昇を防ぐことができ、膜の長寿命化が可能になり好適である。そして、下廃水処理で得られた透過水は再利用水として使用することもできる。
【００３６】
また、本発明の分離膜は、ナノろ過膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜とのいずれであってもよく、分離対象物質の大きさに応じて適当な一種以上の膜を選択、組み合わせればよいが、下廃水処理用としては特に限外ろ過膜、精密ろ過膜が好ましい。そして、平均粒径０．０８８μｍの微粒子の阻止率が９０％以上であることがさらに好ましい。この阻止率を満足しないときは、下廃水処理にあたって、菌体や汚泥などがリークしたり菌体や汚泥による目詰まりが起こったり、ろ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。
【００３７】
ここで、阻止率は、逆浸透膜透過水にセラダイン社製ポリスチレンラテックス微粒子（公称粒径０．０８８μｍ、標準偏差０．００６２μｍ）を１０ｐｐｍの濃度になるように分散させた原水を、温度２５℃、圧力１０ｋＰａの条件下で分離膜を透過させ、原水と透過水についてそれぞれ求めた波長２０２ｎｍの紫外線の吸光度から、次式によって求める。
【００３８】
阻止率（％）＝［（原液の吸光度−透過水の吸光度）／原水の吸光度］×１００
そして、本発明の分離膜の使用に際しては、分離膜が平膜状の場合、分離膜（または分離膜および流路材）と、透過液の集液部材とを有しているエレメントとすることや、このエレメントを複数個ハウジングに収容してモジュールとすることが好ましい。また、分離膜が中空糸状の場合は、その複数本の中空糸膜を一方向に引き揃えて、原液流入口および透過液流出口を有するハウジングに収容するとともに、少なくとも一方の端部を端面が開口状態となるようにケースに固定し、モジュールとすることが好ましい。エレメントやモジュールには、原液を分離膜に供給する手段と、分離膜を透過した透過液を集液する集液手段とを設けることで、液体処理装置として下廃水の処理等に好ましく用いることができる。
【００３９】
エレメントの形態は特に限定されないが、下廃水処理用途に好適に用いることができるエレメントの形態の一つを図１、２を用いて説明する。
【００４０】
図１、２に示すエレメントは、剛性を有する支持板１の両面に、流路材２と本発明の分離膜３とをこの順序で配してなる。この形態のエレメントは、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１の両面に分離膜３を配している。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でろ過された透過水を効率よく支持板１に流すためものである。支持板１に流れた透過水は、支持板１の凹部を通って外部に取り出される。
【００４１】
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、透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、透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透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、透過水流路を十分に確保し透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透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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
また、本発明のエレメントにおいては、図２に示すように支持板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。
【００４５】
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透過水が、流路材２、支持板１の凹部５へと流動し、最終的に透過水取出口７からエレメント外部へと排出
される。
【００４６】
続いて、上記エレメントを複数枚ハウジングに収容したモジュールおよびその使用方法を図１〜３に基づいて説明する。図３は、複数枚のエレメント９が、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された分離膜モジュール１０を示している。この分離膜モジュール１０は、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１０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よりも下流側には透過水を吸引するポンプ１４を設けている。
【００４７】
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を通過した透過水は、流路材２によって形成されている透過水流路を経て、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、透過水取出口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。
【００４８】
もちろん、被処理液としては、下廃水に限られるのではなく、水処理分野であれば浄水処理、上水処理、排水処理、工業用水製造などで利用でき、河川水、湖沼水、地下水、海水、下水、排水などを被処理水とすることができる。
【実施例】
【００４９】
実施例、比較例における分離膜の透水量と阻止率は、次のように測定した。
【００５０】
分離膜の透水量の測定は、分離膜を直径５０ｍｍの円形に切り出し、円筒型のろ過ホルダーにセットし、逆浸透膜透過水を２５℃で、水頭高さ１ｍで５分間予備透過させた後、続けて透過させて透過水を５分間採取して求めた。
【００５１】
阻止率は、ラテックス粒子（セラダイン社製ポリスチレンラテックス微粒子、公称粒径０．０８８μｍ、標準偏差０．００６２μｍ）を用いて濃度の検量線を求めた。すなわち、微粒子阻止率測定用のホルダー（ＵＨＰ−４３Ｋ、アドバンテック東洋（株）製）に分離膜（直径４３ｍｍ）をセットし、ラテックス粒子濃度約１０ｐｐｍに調製した原水を入れ、評価圧力１０ｋＰａの窒素圧で、原水を攪拌しながら、２５ｃｃ予備透過をした後、２５ｃｃの透過水を採取して、原水と透過水のラテックス粒子濃度を分光光度計（日立製作所製、Ｕ−３２００）で波長２０２ｎｍの紫外線の吸光度で測定して、その濃度比から次の式により阻止率を求めた。
【００５２】
阻止率（％）＝［（原液の吸光度−透過水の吸光度）／原水の吸光度］×１００
また、分離膜の落砂式摩耗試験は、落砂式摩耗試験装置（ＡＳＴＭＤ６７３＃８０、東洋精機製作所製）を用いて、直径４４ｍｍの円に切り出した分離膜サンプルを、水平面と４５°の角度に保持した受台に分離膜サンプルの表面が表に出るように膜の両端を押さえ板で動かないように固定して、直径２ｍｍの穴が中心に１箇所、周りに６箇所あいている補給タンクに４００ｇのＳｉＣ（４５＃）を入れ、補給タンクを回転しながら、高さ６５０ｍｍから直径（内径）２３ｍｍの筒を介して４００ｇのＳｉＣ（４５＃）がセットした分離膜の中心に落ちるようにして、落下させてを行った。その後、水平面と４５°の角度に保持した分離膜の膜表面に付着したＳｉＣを除き、上述の阻止率の測定を行った。
＜実施例１＞
有機重合体としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、無機微粒子として平均粒子径１８ｎｍ、かさ密度０．１３ｍｌ／ｇのカーボンブラック（三菱化成工業（株）製、カーボンブラック＃６５０）、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、非溶媒としてＨ２Ｏをそれぞれ用い、これらを９５℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
【００５３】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
カーボンブラック                              ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ3、厚み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９０℃の熱水に２分間浸漬して溶媒であるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよび開孔剤であるモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。
【００５４】
次に、上記分離膜について、平均粒径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９８．５％であった。また、初期透水量は７０×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均粒径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ９８．０％で、透水量は７５×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験による分離膜の性能低下は認められず、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）について、Ａ−Ｂ＝０．５でありＡ−Ｂ≦１０を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
【００５５】
さらに、落砂式摩耗試験後の分離膜の表面には、図４に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても擦過傷が観察されなかった。
＜実施例２＞
有機重合体としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、無機微粒子として平均粒子径１３００ｎｍ、かさ密度０．０８ｍｌ／ｇの微粉シリカ（東ソ・シリカ（株）製、微粉末シリカＡＺ−２０４）、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、非溶媒としてＨ２Ｏをそれぞれ用い、これらを９５℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
【００５６】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
シリカ                                        ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ3、厚み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９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。
【００５７】
次に、上記分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９８．４％であった。また、初期透水量は６８×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ９７．８％で、透水量は７４×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験による分離膜の性能低下は認められず、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）について、Ａ−Ｂ＝０．６でありＡ−Ｂ≦１０を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
【００５８】
さらに、落砂式摩耗試験後の分離膜の表面には、図５に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても擦過傷が観察されなかった。
＜実施例３＞
有機重合体としてポリスルホン（ＰＳ）樹脂、無機微粒子として平均粒子径１８ｎｍのカーボンブラック（三菱化成工業（株）製、カーボンブラック＃６５０）、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、非溶媒としてＨ２Ｏをそれぞれ用い、これらを９５℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
【００５９】
ポリスルホン（ＰＳ）                            ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
カーボンブラック                              ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ3、厚み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９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。
【００６０】
次に、上記分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９８．９％であった。また、初期透水量は４８×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ９７．６％で、透水量は５６×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験による分離膜の性能低下は認められず、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）について、Ａ−Ｂ＝１．３でありＡ−Ｂ≦１０を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
【００６１】
さらに、落砂式摩耗試験後の分離膜の表面には、図６に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても擦過傷が観察されなかった。
＜実施例４＞
有機重合体としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、無機微粒子として平均粒子径１８ｎｍのカーボンブラック（三菱化成工業（株）製、カーボンブラック＃６５０）、開孔剤としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ２０，０００）、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、非溶媒としてＨ２Ｏをそれぞれ用い、これらを９５℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
【００６２】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）        ：１３．０重量％
ＰＥＧ２０，０００                    ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）  ：７２．５重量％
カーボンブラック                      ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                 ：  ３．０重量％
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み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９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコール（ＰＥＧ２０，０００）を洗い流し、分離膜を得た。
【００６３】
次に、上記分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９５．０％であった。また、初期透水量は４０×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ９５．０％で、透水量は４２×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験による分離膜の性能低下は認められず、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝０でありＡ−Ｂ≦１０を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
＜実施例５＞
有機重合体としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、無機微粒子として平均粒子径１８ｎｍのカーボンブラック（三菱化成工業（株）製、カーボンブラック＃６５０）、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）をそれぞれ用い、これらを９５℃の温度下に十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
【００６４】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）        ：１３．０重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）  ：８２．０重量％
カーボンブラック                      ：  ５．０重量％
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ3、厚み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９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを洗い流し、分離膜を得た。
【００６５】
次に、上記分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９９．０％であった。また、初期透水量は５．０×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ９９．０％で、透水量は４．８×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験による分離膜の性能低下は認められず、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝０でありＡ−Ｂ≦１０を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
＜実施例６＞
有機重合体としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、無機微粒子として平均粒子径４０００ｎｍ、かさ密度０．３５ｍｌ／ｇの人造黒鉛（（株）エスイーシー製、人造黒鉛ＳＧＢ）、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、非溶媒としてＨ２Ｏをそれぞれ用い、これらを９５℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
【００６６】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
人造黒鉛                                      ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み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９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。
【００６７】
次に、上記分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９２．８％であった。また、初期透水量は６９×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ９０．６％で、透水量は７６×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験による分離膜の性能低下は認められず、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝２．２でありＡ−Ｂ≦１０を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
＜実施例７＞
有機重合体としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、無機微粒子として平均粒子径１６ｎｍ、かさ密度０．０５ｍｌ／ｇのカーボンブラック（三菱化成工業（株）製、カーボンブラック＃３９５０）、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、非溶媒としてＨ２Ｏをそれぞれ用い、これらを９５℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
【００６８】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
カーボンブラック                              ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ3、厚み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９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。
【００６９】
次に、上記分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９３．１％であった。また、初期透水量は６３×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ９０．１％で、透水量は６５×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験による分離膜の性能低下は認められず、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝２でありＡ−Ｂ≦１０を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
＜比較例１＞
無機微粒子であるカーボンブラックもしくはシリカを用いず、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例１と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００７０】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７７．５重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９８．０％であった。また、初期透水量は８５×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ４７．２％で、透水量は１０３×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験により分離膜の性能は低下し、阻止率が９０％以下になった。また、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝５０．８でありＡ−Ｂ≦５０を満足できないものであった。なお、結果を表１に示す。
【００７１】
さらに、落砂式摩耗試験後の分離膜の表面には、図７に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によって擦過傷が観察された。
＜比較例２＞
無機微粒子であるカーボンブラックを用いず、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例３と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００７２】
ポリスルホン（ＰＳ）                            ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７７．５重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９７．８％であった。また、初期透水量は５６×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ４６．５％で、透水量は１２０×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験により分離膜の性能は低下した。また、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝５１．３でありＡ−Ｂ≦５０を満足できないものであった。なお、結果を表１に示す。
【００７３】
さらに、落砂式摩耗試験後の分離膜の表面には、図８に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によって擦過傷が観察された。
＜比較例３＞
無機微粒子として粒子径２００００ｎｍ、かさ密度０．１ｍｌ／ｇの黒鉛（（株）エスイシー社製、人造黒鉛ＳＧＬ）を用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例１と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００７４】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
黒鉛                                          ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９６．８％であった。また、初期透水量は４６×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ２６．５％で、透水量は６８×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験により分離膜の性能は低下した。また、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝７０．３でありＡ−Ｂ≦５０を満足できないものであった。なお、結果を表１に示す。
【００７５】
さらに、落砂式摩耗試験後の分離膜の表面には、図９に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によって擦過傷が観察された。
＜比較例４＞
無機微粒子であるカーボンブラックを用いず、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例４と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００７６】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）              ：１３．０重量％
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ２０，０００）  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）        ：７７．５重量％
Ｈ２Ｏ                                       ：  ３．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９８．３％であった。また、初期透水量は４４×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ３０．４％で、透水量は７３×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験により分離膜の性能は低下した。また、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝６７．９でありＡ−Ｂ≦５０を満足できないものであった。なお、結果を表１に示す。
＜比較例５＞
無機微粒子であるカーボンブラックを用いず、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例５と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００７７】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）        ：１３．０重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）  ：８７．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９９．２％であった。また、初期透水量は３×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ４６．３％で、透水量は２０×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験により分離膜の性能は低下した。また、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝５２．９でありＡ−Ｂ≦５０を満足できないものであった。なお、結果を表１に示す。
＜比較例６＞
無機微粒子であるカーボンブラックのかわりに、粒子径５０μｍ、かさ密度０．５５ｍｌ／ｇのゼオライト粒子（和光純薬工業製、ゼオライトＡ−４、２００メッシュ）を用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例１と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００７８】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
ゼオライト                                    ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９３．０％であった。また、初期透水量は５２×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ４０．０％で、透水量は７０×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験により分離膜の性能は低下した。また、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝５３でありＡ−Ｂ≦５０を満足できないものであった。なお、結果を表１に示す。
＜比較例７＞
無機微粒子として粒子径６０００ｎｍ、かさ密度０．６ｍｌ／ｇのメソカーボンマイクロビーズ（大阪ガス（株）製、メソカーボンマイクロビーズ６−２８）を用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例１と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００７９】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
メソカーボンマイクロビーズ                    ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ： ３．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、２８．０％であった。また、初期透水量は７７×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ２６．０％で、透水量は７９×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。落砂式摩耗試験による分離膜の性能変化はＡ−Ｂ＝２と大きくなかったが、試験前の分離膜のラテックス阻止率自体が低い性能であった。なお、結果を表１に示す。
＜比較例８＞
無機微粒子として、粒子径が１５００ｎｍ、かさ密度０．０４ｍｌ／ｇの天然黒鉛（（株）エスイーシー、天然黒鉛ＳＮＯ）を用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例１と同様にして得られた分離膜を評価した。
【００８０】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）                ：１３．０重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン  ：  ６．５重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）          ：７２．５重量％
天然黒鉛                                      ：  ５．０重量％
Ｈ２Ｏ                                         ：  ３．０重量％
得られた分離膜について、平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の初期阻止率を測定したところ、９８．７％であった。また、初期透水量は６１×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａであった。次に、上記分離膜に対して落砂式摩耗試験を行い、平均平均粒子径０．０８８μｍのラテックス微粒子の阻止率を測定したところ４８．５％で、透水量は７３×１０-9ｍ3／ｍ2・ｓ・Ｐａとなった。すなわち、落砂式摩耗試験により分離膜の性能は低下した。また、落砂式摩耗試験前後の平均平均粒子径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率Ａ（試験前）、Ｂ（試験後）についても、Ａ−Ｂ＝５０．２でありＡ−Ｂ≦５０を満足できないものであった。なお、結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】
2005270707.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る分離膜を用いたエレメントの概略横断図面である（図２のエレメントのＡ−Ａ断面）。
【図２】本発明に係る分離膜を用いたエレメントの概略展開斜視図である。
【図３】本発明に係る分離膜モジュールを用いた液体処理方法の概略フロー図である。
【図４】実施例１に係る本発明の分離膜の摩耗試験後の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】実施例２に係る本発明の分離膜の摩耗試験後の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図６】実施例３に係る本発明の分離膜の摩耗試験後の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図７】比較例１に係る本発明の分離膜の摩耗試験後の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】比較例２に係る本発明の分離膜の摩耗試験後の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図９】比較例３に係る本発明の分離膜の摩耗試験後の表面の走査型電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００８３】
１：支持板
２：流路材
３：分離膜
４：凸部
５：凹部（溝）
６：枠体
７：ろ過液取出口
８：集液部
９：エレメント
１０：分離膜モジュール
１１：非処理水槽
１２：散気装置
１３：ブロア
１４：ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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