(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜の９〜１２本を１束とし、これを４束あわせたものを芯材の周りに交差配列になるように巻き付けて得られる捲上体を、供給部、透過液排出部、濃縮水排出部を有する容器に装着して得られる膜モジュールであって、
（ａ）前記中空糸膜が、酢酸セルロース系非対称膜またはポリスルホンからなる多孔質支持体の外表面にポリアミド薄膜を形成した複合膜であり、
（ｂ）前記芯材が前記中空糸膜の束を巻き取る軸芯であって、芯材の内外に貫通の孔を有し、
（ｃ）前記中空糸膜の束を芯材の周りに巻き付ける際の軸芯と中空糸膜束の角度が２０〜６０度であり、
（ｄ）前記中空糸膜の束が交差するクロスポイント群が供給部のマニホールド部に配置されており、
（ｅ）前記中空糸膜の充填率が５０〜７５％
であることを特徴とする浄水処理用の膜モジュール。
【請求項２】
前記クロスポイント群側の端部が膨らみを持つように整形されていることを特徴とする請求項１に記載の浄水処理用の膜モジュール。
【請求項３】
前記複合膜が、ポリスルホン、トリエチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ラウリルベンゼンスルホン酸からなる製膜原液とＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよび水からなる芯液を用いて製造されたポリスルホン多孔質支持膜をアミン水溶液中に浸漬した後、トリメシン酸クロリドを含むヘキサン溶液、フッ素系溶剤、酢酸水溶液に順次接触させることで前記ポリスルホン多孔質支持体の外表面にポリアミド薄膜を形成させた複合中空糸膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の浄水処理用の膜モジュール。
【請求項４】
０．１重量％シュクロース水溶液を用いて２５℃、０．３ＭＰａで測定した前記中空糸膜のシュクロース除去率が９２％以上、かつ透水量が０．１ｍ３／ｍ２／日以上であることを特徴とする請求項３に記載の浄水処理用の膜モジュール。
【請求項５】
前記膜モジュールを用いて、０．１重量％のシュクロース水溶液を使用し供給圧力０．３ＭＰａ、温度２５℃、ｐＨ６の条件で性能評価した際に、回収率２０％でのシュクロースの透過率（ＳＰ２０）が１０％以下であり、かつ、回収率８０％でのシュクロースの透過率（ＳＰ８０）と前記ＳＰ２０との比（ＳＰ８０／ＳＰ２０）が１．０以上、２．０以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の浄水処理用の膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は河川水や地下水などの自然水の浄水処理、あるいは水道水の高度浄水処理に使用される膜モジュールに関する。本発明による膜モジュールは、高回収率運転においても高い除去性能が必要される水処理分野に特に有効に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
水道水の高度浄水処理方法として、また河川水や地下水等の自然水の凝集沈殿に代わる浄水処理方法として膜分離技術を適用する処理方法が注目され、転換が進められてきている。特に中空糸膜を利用した膜モジュールは、容器の形状にこだわらずに容器に装着でき、物理洗浄し易いことから浄水処理用として多く採用されている。
【０００３】
浄水処理に使用される膜モジュールは、浄水処理量を確保のためにある程度の大きさの膜モジュールサイズが必要となる。特に膜モジュール設置スペースに対する浄水処理量をみた設置容積効率を考えると、膜モジュールに付属する容器、接続部品等の容積は少ない方が良く、膜モジュール1 本当りの浄水処理量を上げるためには膜モジュールサイズを大きくする方法が一つの手段となっている。
【０００４】
また、浄水処理に使用される膜モジュールにおいては、供給水を最大限に有効利用するために、高回収率（回収率は透過水と供給水の流量比率）の膜モジュール設計が要求される。高回収率の運転がなされると膜モジュール内の一次側の膜表面で供給水が高濃度に濃縮されるのみならず、膜モジュール内の一次側の流量が少なくなり、膜表面での線速度が小さい状態となる。この状態のとき、膜面の全域に偏流を生じさせずに供給水を均一に分配供給させることは、一般に困難である。また、膜モジュール内で偏流が生じると分離に寄与する有効な膜面積が減少するばかりか、さらに偏流により膜表面の濃度分極が促進され、膜表面濃度が極度に高くなり、結果として分離効率が著しく低下し、好ましくない。また、逆浸透膜やナノ濾過膜の場合は膜モジュール内の膜の一次側に非常に低速で高濃度の液体が流れると、膜表面にスケール成分が濃縮、析出したり、ファウラントが付着し易くなり、分離に寄与する膜表面を減少させ著しく分離能力が低下する場合がある。
【０００５】
従来の膜モジュールでは、偏流を抑制するために、例えば中空糸膜モジュールの場合、極端に高い充填率で中空糸膜を束ねることにより中空糸膜の均一配置をはかり、膜モジュールに均一分配流を生じさせた膜モジュール設計がなされている。また、片端を樹脂で容器に固定し反対の中空糸膜端部をループ状にし抵抗体として均一分配流を生じさせた膜モジュール設計がなされている。
【０００６】
また、偏流を抑制するために中空糸膜を交差配列で捲上げて中空糸膜束とし、中空糸膜束中に筒状物を設け中空糸膜束の断面方向の中央部への流れを生じさせたり、軸方向の流れを持たせた膜モジュール構造を有する中空糸膜モジュールが特開昭５２ー４９９８７号公報、特開昭５２ー６３１７９号公報、特公昭５４ー５７９６号公報、特開昭６３ー１４０４号公報に開示されている。
【０００７】
また、容器内に中空糸膜束を数束配列し中空糸膜束群とし、両端を樹脂で固定した中空糸膜モジュールが、特開昭６１ー１０３５０３号公報、特開平９ー２０６５６３号公報に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一様な分布で極端に高い充填率で中空糸膜を束ねた膜モジュールでは、膜モジュールサイズが大きくなるとそれに伴い膜モジュール径大きくなるため、中空糸膜束の軸方向に垂直な断面の半径方向の流動抵抗が大きくなり、被処理水が径方向に分配されにくくなる。よって、中空糸膜束群からなる捲上体の外周面への局部的な流れが生じ易くなり、その結果、偏流が発生し膜が有効に使用されず分離効率が低下する。また、中空糸膜束群からなる捲上体の外周面への局部的な流れを抑制するために、容器と中空糸膜束群からなる捲上体のクリアランスを極小にし、高充填率で中空糸膜を装着した場合、中空糸膜束群からなる捲上体を容器に挿入する時に中空糸膜を損傷しやすく膜モジュール製造が非常に困難になる。さらに、高回収率を要求される浄水処理では、膜の一次側が高濃度に濃縮されるため、中空糸膜表面のみならず中空糸膜の間隙もファウリングや、透水量の低下が生じ易くなるため長期連続運転が困難となる。また、ファウラントを物理洗浄する場合、中空糸膜が高充填率で配置されていると逆に洗浄の妨げとなり洗浄効率を低下させ好ましくない。
【０００９】
片端を樹脂で容器に固定し反対側の中空糸膜端部をループ状にし抵抗体として均一分配流を生じさせる目的の膜モジュールでは、ループ状部の曲率に制限があるため容器内に中空糸膜を高充填に配置できず、高回収率時に膜表面での線速度が低くなり偏流を促進させ膜モジュール性能が低下する。また、平行になった中空糸膜部分では充填率が低く完全な均一分配流は生じさせることは困難である。
【００１０】
多孔芯材に中空糸膜束を交差配置して巻き上げ、供給部と反対側に濃縮水排出部を有する円筒状の膜モジュールにおいても、膜モジュール円筒断面の中心の芯材部より液を供給した場合、供給部から濃縮水排出部間の液流路すべてにおいて均一分配流を生じさせることは困難である。特に液供給部付近の中空糸膜束群はデッドスペースとなり液流れが生じにくく、液が高濃度となり性能低下やファウリングの発生場所となる可能性が非常に高い。また、芯材の一部のみに孔を設けて中空糸膜束を交差配置で巻き上げ、軸方向の流れを持たせた膜モジュールにおいても、液供給部付近の中空糸膜束群はデッドスペースとなり液流れが生じにくく、液が高濃度となり性能低下やファウリングの発生場所となる。
【００１１】
容器内に中空糸膜束を数束配列し一定の間隔をもたせて中空糸膜束群とし、両端を樹脂で固定した中空糸膜モジュールでは、中空糸膜束内部の中空糸膜まで有効に膜分離に寄与させることは困難で、結果的に膜モジュール性能が低下する。また、低い膜面線速度のため中空糸膜束の中空糸膜間隙にファウラントを蓄積し易くさせることとなり、透水量の低下を招き、長期連続運転が困難となる。さらに、ファウラントを物理洗浄する場合は洗浄液流れが主に中空糸膜束間の空間に流れ、中空糸膜束内のファウラントの洗浄除去性が低下する。
【００１２】
高回収率での使用が要求される浄水処理において、特に膜モジュールサイズが大型化される場合、膜を高充填して膜面線速度上昇させることによる偏流の解決策は、高充填によるラジアル方向の抵抗増大で液流が抑制されるといった二律背反的な要素を有し、双方を同時に解消することは非常に困難である。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑み鋭意研究の結果、提案されたもので高回収率を要求される浄水処理において、特に膜モジュールサイズが大型化される場合においても、ラジアル方向の流れを確保し、液供給部付近のデッドスペースを無くし、偏流を起こさせることなく均一分配流れを生じさせ、性能の低下を抑制することを可能にしたものである。さらに、極端に高い充填率で中空糸膜を充填しないため、中空糸膜を損傷させることなく容器に挿入することができ、また、膜モジュール洗浄性にも優れた中空糸膜モジュールを提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回収率８０％での溶質透過率と回収率２０％での溶質透過率の比が１．０以上、３．０以下となる膜モジュールであり、特に、容器に装着された中空糸膜束群からなる捲上体の片端もしくは両端部を樹脂で固定した膜モジュールであって、該中空糸膜束群からなる捲上体が、多孔質の芯材の上に中空糸膜束が、中空糸膜束群の捲上軸線と角度をもって配置され、中空糸膜束ごとに交互にクロスする交差配列を持つ中空糸膜束群である中空糸膜モジュールにおいて、中空糸膜が交差する充填密度の低いクロスポイント群を濃縮水排出部と反対側の供給部付近に集中配置させ、中空糸膜束群の捲上軸線と垂直な断面の中心から外周部の方向に連続的に整列させた中空糸膜配列となる中空糸膜束群を有することを特徴とする中空糸膜モジュールである。なお、充填密度は下記（１）式で定義される。
充填密度＝（中空糸膜外径2 ×中空糸膜本数×中空糸膜長さ）
／（中空糸膜束群外径2 ×中空糸膜束群長さ）        （１）
【００１５】
具体的には下記のものである。
（１）中空糸膜の９〜１２本を１束とし、これを４束あわせたものを芯材の周りに交差配列になるように巻き付けて得られる捲上体を、供給部、透過液排出部、濃縮水排出部を有する容器に装着して得られる膜モジュールであって、
（ａ）前記中空糸膜が、酢酸セルロース系非対称膜またはポリスルホンからなる多孔質支持体の外表面にポリアミド薄膜を形成した複合膜であり、
（ｂ）前記芯材が前記中空糸膜の束を巻き取る軸芯であって、芯材の内外に貫通の孔を有し、
（ｃ）前記中空糸膜の束を芯材の周りに巻き付ける際の軸芯と中空糸膜束の角度が２０〜６０度であり、
（ｄ）前記中空糸膜の束が交差するクロスポイント群が供給部のマニホールド部に配置されており、
（ｅ）前記中空糸膜の充填率が５０〜７５％
であることを特徴とする浄水処理用の膜モジュール。
（２）前記クロスポイント群側の端部が膨らみを持つように整形されていることを特徴とする（１）に記載の浄水処理用の膜モジュール。
（３）前記複合膜が、ポリスルホン、トリエチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ラウリルベンゼンスルホン酸からなる製膜原液とＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドおよび水からなる芯液を用いて製造されたポリスルホン多孔質支持膜をアミン水溶液中に浸漬した後、トリメシン酸クロリドを含むヘキサン溶液、フッ素系溶剤、酢酸水溶液に順次接触させることで前記ポリスルホン多孔質支持体の外表面にポリアミド薄膜を形成させた複合中空糸膜であることを特徴とする（１）または（２）に記載の浄水処理用の膜モジュール。
（４）０．１重量％シュクロース水溶液を用いて２５℃、０．３ＭＰａで測定した前記中空糸膜のシュクロース除去率が９２％以上、かつ透水量が０．１ｍ３／ｍ２／日以上であることを特徴とする（３）に記載の浄水処理用の膜モジュール。
（５）前記膜モジュールを用いて、０．１重量％のシュクロース水溶液を使用し供給圧力０．３ＭＰａ、温度２５℃、ｐＨ６の条件で性能評価した際に、回収率２０％でのシュクロースの透過率（ＳＰ２０）が１０％以下であり、かつ、回収率８０％でのシュクロースの透過率（ＳＰ８０）と前記ＳＰ２０との比（ＳＰ８０／ＳＰ２０）が１．０以上、２．０以下であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の浄水処理用の膜モジュール。
【００１６】
本発明における溶質透過率とは、膜モジュールの透過水の溶質濃度と膜モジュールの供給水の溶質濃度の比で、下記の（２）式で定義される。この溶質透過率が小さいほど、溶質の除去性能が高いことを意味し、好ましい。例えば、高度浄水処理で用いられる場合などで、回収率が２０％程度では１０％以下が好ましい。この溶質透過率は膜モジュールの回収率に依存し、一般的には回収率が大きくなるほど、大きくなる。高回収率で使用する場合はできるだけ溶質透過率は小さい方が好ましいので、高回収率での値と低回収率での値の比が小さくなる膜モジュールが好ましい。例えば、回収率８０％での溶質透過率ＳＰ８０と回収率２０％での溶質透過率ＳＰ２０との比（ＳＰ８０／ＳＰ２０）でみると、１．０以上３．０以下が好ましく、より好ましくは１．０以上２．０以下であり、最も好ましくは１．０以上１．７以下である。このＳＰ８０／ＳＰ２０が３より大きいと、膜モジュール内で偏流が生じている可能性が高く、膜性能が十分膜モジュール性能に反映されていないばかりか、膜モジュール内のファウリングが生じ易い場合が多く、好ましくない。
溶質透過率（％）＝  （ＣＰ／ＣＦ）  ×  １００        （２）
ここで      ＣＰ：膜モジュールの透過水の溶質濃度
ＣＦ：膜モジュールの供給水の溶質濃度
【００１７】
本発明における膜の形状は平膜、中空糸膜など特に限定されないが、膜モジュール当たりの膜面積を大きくできる中空糸膜が好ましい。中空糸膜とは、中空糸状の分離膜であって、その膜素材、膜構造および膜ディメンジョンは特に限定されない。たとえば酢酸セルロース系、ポリアミド系の非対称膜やポリアミド系、ポリスルホン系などの複合膜が挙げられる。性能の点から複合膜が好ましく、複合中空糸膜が特に好ましい。複合中空糸膜とは、多孔質中空糸支持膜の外表面及び／または内表面に多孔質中空糸支持膜とは異なる素材からなる分離活性層を設けたものである。外表面、内表面いずれの表面に分離活性層を設けたものでもかまわないが、有効膜面積が大きくなる外表面に設けたものが好ましい。
【００１８】
膜の素材は特に限定されない。例えば、複合膜の場合、支持層としてポリスルホン系樹脂が好ましく、分離活性層はポリアミド系重合体が好ましい。ポリアミド系重合体は多官能性アミンと多官能性酸ハロゲン化物の界面重縮合反応により得られた架橋ポリアミド重合体が特に好ましく、架橋ポリピペラジンアミド、全芳香族架橋ポリアミドなどがあげられ、架橋ポリピペラジンアミドが好適である。
【００１９】
膜の分画領域は、特に限定されないが、例えば、高度浄水処理に適用する場合は低分子有機物が除去できることが好ましく、逆浸透膜やナノ濾過膜などが好ましい。特に、透水性能の面で、ナノ濾過膜がより好ましい。例えば、シュクロース０．１重量％水溶液、圧力０．３ＭＰａ、温度２５℃での膜面積当たりの透水量は０．１ｍ3 ／ｍ2 ／日以上が好ましく、０．２ｍ3 ／ｍ2 ／日以上がより好ましい、さらに好ましくは、０．３ｍ3 ／ｍ2 ／日以上である。
回収率が０に近い条件での膜性能としては９２％以上が好ましい。
【００２０】
本発明における中空糸膜束とは、複数の中空糸膜が同方向に束ねられたものであれば良く、好ましくは数十〜数百本の中空糸膜が束ねられたもの、より好ましくは３０〜２００本の中空糸膜が束ねられたものである。
【００２１】
本発明における中空糸膜束群とは、中空糸膜束を複数本集合させた中空糸膜束の捲上集合体であって、中空糸膜束および中空糸膜の配列が中空糸膜束群の捲上軸線と角度をもって配置され、中空糸膜束ごとに交互にクロスする交差配列をもった構造を有する構造体である。
【００２２】
本発明におけるクロスポイント群は、中空糸膜の充填密度が局所的に小さくなるため、膜モジュールへの供給水が流れ易くなる。このクロスポイント群は濃縮水排出部と反対側にあることが好ましい。供給部が、濃縮水排出部と反対の位置にある場合は、供給部付近にクロスポイント群を配置することにより、供給水が中空糸膜束群の捲き上げ体の内部まで分配されつつ、濃縮水排出部へ流れることが可能となる。
【００２３】
本発明における中空糸膜束の充填率は次式で定義される。該充填率は高すぎるとファウラントの沈着堆積、膜モジュール洗浄が困難となり、また低すぎると膜面の線速度が低下し高回収率において性能低下するため、４０〜８０％が適用され、より好ましくは５０〜７５％が適用される。
充填率は下記の（３）式で定義される。
充填率（% ）＝（中空糸膜外径2 ×π／４×中空糸膜本数×中空糸膜長さ）
／（容器空塔の中空糸膜束群部の容積）×１００    （３）
【００２４】
交差配列された中空糸膜束の角度は、膜面積を大きくすべく充填率を高くするためには小さい角度が適するが、ファウラントの沈着堆積、膜モジュール洗浄を考慮すると大きい角度が適する。この双方を満足するため交差配列された中空糸膜束の角度は、中空糸膜束の捲上軸線に対して５〜７５度の傾き、より好ましくは２０〜６０度の傾きを持つ。
【００２５】
本発明における樹脂とは、中空糸膜を液密にシールできれば特に限定されない。例えば、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などの熱硬化性樹脂が使用できるが、必要により熱可塑性樹脂を用いることもできる。
【００２６】
本発明における容器とは、中空糸膜束を収納するものであって、その材質や形状は特に限定されない。たとえば中空糸膜束を効率よく充填可能とするような円筒状容器、小ユニットより組合せを容易にするような箱状容器などが挙げられる。容器の材質はポリカーボネイト、塩化ビニル、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、より好ましくは端部封止樹脂と熱膨張係数の近い材質が良い。
【００２７】
本発明における芯材とは、中空糸膜または中空糸膜束を巻き取る軸芯であって管の内外に貫通の孔を持ち液体分配機能を兼ねるものであれば形状、材質等は特に限定されないが、形状は芯材の軸方向に均一に流れを分散させるために、円筒状の管に円孔が千鳥配列になったものが好ましい。材質は、たとえばポリカーボネイト、塩化ビニル、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、より好ましくは容器と同一材質および／または端部封止樹脂と熱膨張係数の近い材質が良い。
【００２８】
本発明における中空糸膜モジュールは、河川水や地下水など自然水の浄水処理あるいは水道水の高度浄水処理に使用できる中空糸膜からなる膜モジュールであり、全量ろ過ではなく、非透過水である、濃縮水の一部を膜モジュール外へ排出する濃縮水排出部を有する。膜モジュール内の流れの形態は特に限定されないが、カウンターフローやクロスフロー、コカレントフローが好ましい。図1 に本発明の中空糸膜モジュールの一例を示すが、これに限定されるものではない。図１により中空糸膜モジュールの水処理の概要を説明すると、供給部３１より処理水を加圧供給し、芯材３より中空糸膜モジュール軸方向に処理水を分配しラジアル方向に流れを発生させる。中空糸膜に対してクロスフローを生じさせ濃縮水を濃縮部３２より排出させ、中空糸膜を透過し端部封止部５’で開口した中空部より流出した透過液を透過部３３より排出させ回収するものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づき中空糸膜モジュールの場合について詳細について説明するが、特にこれらに限定されるものではない。図１に本発明の中空糸膜モジュールの模式図を示す。
【００３０】
本発明の中空糸膜モジュールは、図１に示すように供給水が入る供給部３１をもつ容器１と容器１内に装着された中空糸膜束群からなる捲上体２および処理された透過水と濃縮水を排出する透過水排出部３３、濃縮水排出部３２を有する。そして、この中空糸膜束群からなる捲上体２は、捲上軸線にポリカーボネイト製の芯材( 外径φ２２ｍｍ、内径φ２０mm、孔φ８×２個／２２．５mmピッチ、千鳥配列) を２本、クロスポイントが芯材端部に位置するようにスペーサーを挟みセットする。9 本〜１２本の中空糸膜を４束に合わせて中空糸膜束とし、巻取り回転４回に対してトラバースガイド１往復となる比率で中空糸膜束を約１２００ｍｍトラバースしながら巻き取る。クロスポントを３ヶ所、トラバースの往路と復路でクロスポイントが数ｍｍズレが発生するように数％巻取り回転とトラバースの位相差を生じさせ、外径φ７４mmまで巻取り、再外層の中空糸膜束の角度が捲上軸線に対して約２２度、中空糸膜の充填率は６９．７% となるように交差配列を持つ中空糸膜束群を作製する。中空糸膜束群からなる捲上体の外周に目開き１．２mmのポリエステル製保護織布を巻き付け、クロスポイント群を供給部付近のマニホールド部に配置させるように中空糸膜束群からなる捲上体をカットし、ポリカーボネイト製容器に挿入する。さらにクロスポイント群側の端部に膨らみを持たせるように整形し、ラジアル方向への液流の抵抗を低下させる（図１）。続いて、容器に装着した中空糸膜束群からなる捲上体を遠心脱液、次いで、加熱した除湿空気で通風し絶乾近くまで乾燥させる。そして、端部の中空糸膜開口端部を閉口するために端部封止剤を遠心力により充填し硬化させる。２段目端部封止剤として中空糸膜束を容器に接着、端部封止するために同じ端部封止剤を遠心力にて充填し硬化させる。その後、中空糸膜の中空部を開口させ、供給部および透過水排出部にＯリングでシールされるキャップを取り付ける。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
実施例
ポリスルホン２０重量部、トリエチレングリコ- ル４重量部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）７５．５重量部、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．５重量部からなる製膜原液を、チュ−ブインオリフィス型紡糸ノズルを用いて外周部から、ＤＭＡｃ３０重量部、水７０重量部からなる芯液を内周部から、それぞれ同時に押し出し、６ｃｍの空気中を走行した後、ＤＭＡｃ５重量部、水９５重量部からなる凝固液中に１５ｍ／ｍｉｎの速度で引き取り、水洗工程を経て、中空糸型多孔質支持体（外径３５０μｍ／内径２００μｍ）を得た。該多孔質支持体を、ピペラジン２重量部、トリエチレンジアミン１重量部、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０７重量部からなるアミン水溶液中に1 分間接触させ、該多孔質支持体を引き上げた後、過剰なアミン水溶液を液切りし、トリメシン酸クロリド1 重量部を含むヘキサン溶液、フッ素系溶媒（フロリナ−ト  ＦＣ−７０、住友３Ｍ社製）、1 重量部酢酸水溶液に順次接触させることで、該多孔質支持体の外表面にポリアミド薄膜を形成させた複合中空糸膜を得た。この複合中空糸膜の性能、すなわち、０．１重量％シュクロース水溶液を２５℃で０．３ＭＰａの加圧下でのシュクロースの除去率および、膜面積当たりの透水量はそれぞれ、９７．２％、０．３ｍ3 ／ｍ2 ／日であった。
【００３３】
この複合中空糸膜を、ポリカーボネイト製の芯材( 外径φ２２ｍｍ、内径φ２０mm、孔φ８×２個／２２．５mmピッチ、千鳥配列) に、巻取り回転２回に対して１トラバースの比率で9 本〜１２本の中空糸膜を４束に合わせて中空糸膜束とし、数％巻取り回転とトラバースの位相差を生じさせ、トラバース幅を１２００ｍｍで外径φ７４mmまで巻取り、交差配列を持つ中空糸膜束群からなる捲上体を作製した。中空糸膜の本数は２４８４０本とした。中空糸膜束群からなる捲上体の外周に目開き１．２mmのポリエステル製保護織布を巻き付け、クロスポイント群を供給部付近のマニホールド部に配置させるように中空糸膜束群からなる捲上体を４００mmの長さにカットし、ポリカーボネイト製容器（最狭内径φ７４mm）に挿入し、さらにクロスポイント群側の端部に膨らみを持たせるように整形した。中空糸膜の充填率は６９．７% であった。そして、容器に装着した中空糸膜束群からなる捲上体を室温にて６００rpm で3 分間、遠心脱液を実施し中空糸膜外表面および中空部内の水分を除去した。次いで、露点５℃に調整した除湿空気を５０℃に加熱し、風量０．１３m 3 ／ｍｉｎで１２時間、容器に装着した中空糸膜束に通風し絶乾近くまで乾燥させた。そして１端部封止として中空糸膜開口端部を閉口するために端部封止剤を遠心力（回転数４００ｒｐｍ）により充填、硬化させ、２段目端部封止剤として中空糸膜束を容器に接着、端部封止するために同じ端部封止剤を遠心力（回転数６００ｒｐｍ）にて充填、硬化させた。この時の端部封止剤として水添ビスフェノールA 型エポキシ樹脂を使用した。そして、中空糸膜の中空部を開口させるために、端部封止部を７５℃のホットプレート上に1 時間接触させ、倍力装置( 倍力率２〜３) を使い人力（約４kg）により、刃幅３００mmの刃物を使いスライスカッターにて中空糸膜束を固定した容器の端部封止部（直径φ１００mm）を切削した。
【００３４】
この中空糸膜モジュールを用いて、０．１重量％のシュクロース水溶液を使用し供給圧力０．３MPa 、温度２５℃、ｐＨ６の条件で性能評価したところ、回収率８０％、線速度０．５m ／ｍｉｎでの透水量は１．７７m 3 ／日、溶質透過率は６．１％、回収率２０％、線速度３．３ｍ／ｍｉｎでの透水量は１．９６m 3 ／日、溶質透過率は３．５％であった。回収率８０％と２０％の溶質透過率の比は１．７４であった。ここで、線速度は下記、（４）式で定義される。
線速度＝
（（供給水流量＋濃縮水流量）／２）／（容器の軸方向に垂直な断面の空隙面積）  （４）
【００３５】
比較例１
実施例の中空糸膜束群からなる捲上体をカットし容器に挿入する際、中空糸膜束群からなる捲上体にクロスポイント群が含まないように４００mmの長さにカットし、特別な整形はせずに容器に挿入した以外は、実施例と同様の方法で中空糸膜モジュールを作製した。この膜モジュールの性能を実施例と同様の方法で測定した結果、回収率８０％、線速度０．４ｍ／ｍｉｎでの透水量は１．５５m 3 ／日、溶質透過率は１８．０％、回収率２０％、線速度３．３ｍ／ｍｉｎでの透水量は１．９５m 3 ／日、溶質透過率は３．３％であった。回収率８０％と２０％の溶質透過率の比は５．４５であった。
【００３６】
比較例２
実施例の中空糸膜束群からなる捲上体をカットし容器に挿入する際、捲上体を４００mmの長さにカットし、特別な整形はせずに容器に挿入し、クロスポイント群を濃縮液排出部付近に配置させるような中空糸膜束群からなる捲上体にした以外は、実施例と同様の方法で中空糸膜モジュールを作製した。この膜モジュールの性能を実施例と同様の方法で測定した結果、回収率８０％、線速度０．４ｍ／ｍｉｎでの透水量は１．４７m 3 ／日、溶質透過率は２１．３％、回収率２０％、線速度３．３ｍ／ｍｉｎでの透水量は１．９２m 3 ／日、溶質透過率は３．３％であった。回収率８０％と２０％の溶質透過率の比は６．４５であった。
【００３７】
実施例および比較例１、２の結果の一覧を表１に示す。
【００３８】
【表１】
0004501039.tif 000002
【００３９】
【発明の効果】
本発明の膜モジュールは、例えば河川水や地下水などの自然水の浄水処理あるいは水道水の高度浄水処理などの、特に高回収率が要求される水処理分野において、高回収率条件においても、供給部付近のデッドスペースを無くし均一分配流れを供給部から濃縮排水出口に渡って実現し、偏流を起こさずに膜を有効利用し膜自体が有する高い除去性能を発現することができ、連続安定運転、洗浄性向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中空糸膜モジュールの一例を示した模式図
【符号の説明】
１  容器
２  中空糸膜束群からなる捲上体
３  芯材
５、５’  端部封止部
６、６’  Ｏリング
７  マニホールド部
８  クロスポイント群
３１  供給部
３２  濃縮水排出部
３３  透過水排出部
【図１】
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