JPH05317659A - スパイラル型膜モジュ−ル - Google Patents
スパイラル型膜モジュ−ルInfo
- Publication number
- JPH05317659A JPH05317659A JP15437592A JP15437592A JPH05317659A JP H05317659 A JPH05317659 A JP H05317659A JP 15437592 A JP15437592 A JP 15437592A JP 15437592 A JP15437592 A JP 15437592A JP H05317659 A JPH05317659 A JP H05317659A
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- Japan
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- membrane
- case
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- membrane element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】スパイラル型RO膜モジュ−ルの微粒子除去性
能を飛躍的に向上させる。 【構成】開口端を集水管に連通した封筒状膜を集水管に
巻回し、該巻回層間に原液流路を設け、同巻回体の両端
並びに外周においてその原液流路を開放した膜エレメン
トを、原液出口を有する耐圧ケ−ス内に収容し、上記集
水管の一端を樹脂注型により封止し、ケ−ス一端と膜エ
レメント一端との間に隔壁を設け、膜エレメント他端部
の原液流路並びに膜エレメント他端部外周とケ−ス他端
部内周との間を一体に樹脂注型により封止し、ケ−ス一
端側を原液入口とし、集水管の他端側を透過液出口とし
た。
能を飛躍的に向上させる。 【構成】開口端を集水管に連通した封筒状膜を集水管に
巻回し、該巻回層間に原液流路を設け、同巻回体の両端
並びに外周においてその原液流路を開放した膜エレメン
トを、原液出口を有する耐圧ケ−ス内に収容し、上記集
水管の一端を樹脂注型により封止し、ケ−ス一端と膜エ
レメント一端との間に隔壁を設け、膜エレメント他端部
の原液流路並びに膜エレメント他端部外周とケ−ス他端
部内周との間を一体に樹脂注型により封止し、ケ−ス一
端側を原液入口とし、集水管の他端側を透過液出口とし
た。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスパイラル型膜モジュ−
ルに関するものである。
ルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近来、集積回路の高密度化、微細パタ−
ン化が急速に進み、シリコ−ンウエハの洗浄水には、微
粒子数(<0.1μm),5箇/mL以下、Toc,1p
pb以下の超高水質が要求されている。
ン化が急速に進み、シリコ−ンウエハの洗浄水には、微
粒子数(<0.1μm),5箇/mL以下、Toc,1p
pb以下の超高水質が要求されている。
【0003】電子工業用水の製造には、膜モジュ−ルが
使用されているが、膜モジュ−ル単独でかかる高品質の
超純水を得ることは至難であり、通常、前処理,逆浸透
膜(RO)モジュ−ル,イオン交換から成る前段システ
ムで原水を一次処理し、この一次純水をUV殺菌,イオ
ン交換,限外濾過膜(UF)モジュ−ルから成る後段シ
ステムで最終処理している。
使用されているが、膜モジュ−ル単独でかかる高品質の
超純水を得ることは至難であり、通常、前処理,逆浸透
膜(RO)モジュ−ル,イオン交換から成る前段システ
ムで原水を一次処理し、この一次純水をUV殺菌,イオ
ン交換,限外濾過膜(UF)モジュ−ルから成る後段シ
ステムで最終処理している。
【0004】上記において、UF膜モジュ−ルには、通
常、中空糸膜膜モジュ−ルが使用され、RO膜モジュ−
ルには、通常、スパイラル型膜モジュ−ルが使用されて
いる。
常、中空糸膜膜モジュ−ルが使用され、RO膜モジュ−
ルには、通常、スパイラル型膜モジュ−ルが使用されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スパイラル型RO膜モジュ−ルにおいては、膜自体がU
F膜よりも優れた微粒子除去性能を有するにもかかわら
ず、微粒子含有量に対する透過水の水質が中空糸膜UF
膜モジュ−ルに較べ劣っている。例えば、分画分子量
6,000のUF膜を用いた中空糸膜膜モジュ−ルで
は、パイロジェンを完全に除去できるが、食塩の塩除去
率が90%のRO膜を用いたスパイラル型膜モジュ-ル
では、透過水中へのパイロジェンのリ−クが避けられな
い。
スパイラル型RO膜モジュ−ルにおいては、膜自体がU
F膜よりも優れた微粒子除去性能を有するにもかかわら
ず、微粒子含有量に対する透過水の水質が中空糸膜UF
膜モジュ−ルに較べ劣っている。例えば、分画分子量
6,000のUF膜を用いた中空糸膜膜モジュ−ルで
は、パイロジェンを完全に除去できるが、食塩の塩除去
率が90%のRO膜を用いたスパイラル型膜モジュ-ル
では、透過水中へのパイロジェンのリ−クが避けられな
い。
【0006】かかる現況下、本発明者等においては、ス
パイラル型膜モジュ−ルの微粒子除去性能を向上させる
ために種々実験を行ったところ、旧来のスパイラル型膜
モジュ−ルのシ−ル方式をゴムパッキング方式から樹脂
注型方式に改変することによって、微粒子除去性能を飛
躍的に向上できることを知った。
パイラル型膜モジュ−ルの微粒子除去性能を向上させる
ために種々実験を行ったところ、旧来のスパイラル型膜
モジュ−ルのシ−ル方式をゴムパッキング方式から樹脂
注型方式に改変することによって、微粒子除去性能を飛
躍的に向上できることを知った。
【0007】本発明は、かかる実験上の知見に基づきス
パイラル型RO膜モジュ−ルの微粒子除去性能を飛躍的
に向上させることにある。
パイラル型RO膜モジュ−ルの微粒子除去性能を飛躍的
に向上させることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のスパイラル型膜
モジュ-ルは、開口端を集水管に連通した封筒状膜を集
水管に巻回し、該巻回層間に原液流路を設け、同巻回体
の両端並びに外周においてその原液流路を開放した膜エ
レメントを、原液出口を有する耐圧ケ−ス内に収容し、
上記集水管の一端を樹脂注型により封止し、ケ−ス一端
と膜エレメント一端との間に隔壁を設け、膜エレメント
他端部の原液流路並びに膜エレメント他端部外周とケ−
ス他端部内周との間を一体に樹脂注型により封止し、ケ
−ス一端側を原液入口とし、集水管の他端側を透過液出
口としたことを特徴とする構成であり、ケ−ス一端と膜
エレメント一端との間の隔壁も樹脂注型により設けるこ
とができる。
モジュ-ルは、開口端を集水管に連通した封筒状膜を集
水管に巻回し、該巻回層間に原液流路を設け、同巻回体
の両端並びに外周においてその原液流路を開放した膜エ
レメントを、原液出口を有する耐圧ケ−ス内に収容し、
上記集水管の一端を樹脂注型により封止し、ケ−ス一端
と膜エレメント一端との間に隔壁を設け、膜エレメント
他端部の原液流路並びに膜エレメント他端部外周とケ−
ス他端部内周との間を一体に樹脂注型により封止し、ケ
−ス一端側を原液入口とし、集水管の他端側を透過液出
口としたことを特徴とする構成であり、ケ−ス一端と膜
エレメント一端との間の隔壁も樹脂注型により設けるこ
とができる。
【0009】
【作用】透過液側と液供給側との間並びに透過液側と濃
縮原液側との間が樹脂注型により遮液されており、注型
樹脂によるシ−ル界面が高分子鎖の絡み合い、樹脂分子
の相互拡散により一体化されているから、そのシ−ル界
面での微粒子のリ−クをほぼ完全に防止できる。
縮原液側との間が樹脂注型により遮液されており、注型
樹脂によるシ−ル界面が高分子鎖の絡み合い、樹脂分子
の相互拡散により一体化されているから、そのシ−ル界
面での微粒子のリ−クをほぼ完全に防止できる。
【0010】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図1の(イ)は本発明において使用する膜エレメン
トAを示し、内部に濾過液流路材(例えば、プラスチッ
クネット)11を納めた封筒状膜1(二枚の膜12で濾
過液流路材11を挾み、その三方の膜間を融着または接
着樹脂で封止したもの)の開口端を図1の(ロ)に示す
ように集水管13に連通すると共に膜端を接着樹脂14
で接着し、また、集水管13の両端部と膜との間を図1
の(ハ)に示すように接着樹脂15で封止し、更に、封
筒状膜1を原液流路材(たとえば、プラスチックネッ
ト)16と共に集水管13の周りに巻回してある。
る。図1の(イ)は本発明において使用する膜エレメン
トAを示し、内部に濾過液流路材(例えば、プラスチッ
クネット)11を納めた封筒状膜1(二枚の膜12で濾
過液流路材11を挾み、その三方の膜間を融着または接
着樹脂で封止したもの)の開口端を図1の(ロ)に示す
ように集水管13に連通すると共に膜端を接着樹脂14
で接着し、また、集水管13の両端部と膜との間を図1
の(ハ)に示すように接着樹脂15で封止し、更に、封
筒状膜1を原液流路材(たとえば、プラスチックネッ
ト)16と共に集水管13の周りに巻回してある。
【0011】上記において、通常は、一本の集水管に対
し複数枚の封筒状膜を放射状に連通し、これらの封筒状
膜を封筒状膜間に原液流路材を介在させたうえで集水管
の周りに巻回する多葉式を使用するが、説明の便宜上、
一葉式のものを示している。
し複数枚の封筒状膜を放射状に連通し、これらの封筒状
膜を封筒状膜間に原液流路材を介在させたうえで集水管
の周りに巻回する多葉式を使用するが、説明の便宜上、
一葉式のものを示している。
【0012】図2の(イ)は本発明の実施例を示す断面
説明図である。図2の(イ)において、2は耐圧ケ−ス
であり、濃縮原液出口21を備えている。Aは上記した
膜エレメントであり、耐圧ケ−ス2内に収納してある。
31は集水管13の一端を封止した注型樹脂である。3
2は膜エレメントAの一端外周とケ−ス2の一端内周と
の間に設けた隔壁であり、樹脂注型により形成してあ
る。この樹脂注型と集水管一端の樹脂注型とは、膜エレ
メントAの膜巻回体aの一端端面をマスキングして一挙
に形成することができる。この膜エレメント巻回体aの
一端端面の原液流路(原液流路材16によって確保され
た通路)は、図2の(ロ)に示すように開放されてい
る。
説明図である。図2の(イ)において、2は耐圧ケ−ス
であり、濃縮原液出口21を備えている。Aは上記した
膜エレメントであり、耐圧ケ−ス2内に収納してある。
31は集水管13の一端を封止した注型樹脂である。3
2は膜エレメントAの一端外周とケ−ス2の一端内周と
の間に設けた隔壁であり、樹脂注型により形成してあ
る。この樹脂注型と集水管一端の樹脂注型とは、膜エレ
メントAの膜巻回体aの一端端面をマスキングして一挙
に形成することができる。この膜エレメント巻回体aの
一端端面の原液流路(原液流路材16によって確保され
た通路)は、図2の(ロ)に示すように開放されてい
る。
【0013】図2の(イ)において、33は膜エレメン
トAの他端側に設けた注型樹脂であり、膜エレメントA
の膜巻回体aの他端端面の原液流路並びに膜エレメント
Aの他端部外周と耐圧ケ−ス2の他端部内周との間を封
止している。この樹脂注型は、集水管13の他端をマス
クして設け、集水管13の他端は開口であって透過液出
口としてある。
トAの他端側に設けた注型樹脂であり、膜エレメントA
の膜巻回体aの他端端面の原液流路並びに膜エレメント
Aの他端部外周と耐圧ケ−ス2の他端部内周との間を封
止している。この樹脂注型は、集水管13の他端をマス
クして設け、集水管13の他端は開口であって透過液出
口としてある。
【0014】上記において、膜エレメントAの原液流路
は膜エレメントAの外周においても開口してあり、膜エ
レメントの製作上、封筒状膜の巻き終わり端を接着樹脂
で固定する必要がある場合は、膜エレメントの製作後に
その接着箇所を切開すればよい。
は膜エレメントAの外周においても開口してあり、膜エ
レメントの製作上、封筒状膜の巻き終わり端を接着樹脂
で固定する必要がある場合は、膜エレメントの製作後に
その接着箇所を切開すればよい。
【0015】図2の(イ)において、41はケ−ス2の
一端に取着した原液供給用キャップを、42はケ−ス2
の他端に取着した透過液取出用キャップをそれぞれ示し
ている。
一端に取着した原液供給用キャップを、42はケ−ス2
の他端に取着した透過液取出用キャップをそれぞれ示し
ている。
【0016】上記スパイラル型膜モジュ−ルにより原水
を処理するには、原液供給用キャップ41からの原水を
膜エレメントAの膜巻回体aの一端端面の開口原液流路
より膜エレメントA内の原液流路に流入させ、原水が膜
面に接触して流動する間、微粒子を除去しつつ溶媒を膜
に透過させ、この透過液を封筒状膜1内の透過液流路を
経て集水管13内に集液させ、この集水管内透過液を集
水管13の他端から外部に取り出していく。
を処理するには、原液供給用キャップ41からの原水を
膜エレメントAの膜巻回体aの一端端面の開口原液流路
より膜エレメントA内の原液流路に流入させ、原水が膜
面に接触して流動する間、微粒子を除去しつつ溶媒を膜
に透過させ、この透過液を封筒状膜1内の透過液流路を
経て集水管13内に集液させ、この集水管内透過液を集
水管13の他端から外部に取り出していく。
【0017】一方、原液においては、溶媒の透過により
溶質分が濃縮され、この濃縮原液が膜エレメント外周の
開口原液流路を経て膜エレメント外周とケ−ス内周との
空間に達し、ケ−ス2の濃縮原液出口21から流出して
いく。
溶質分が濃縮され、この濃縮原液が膜エレメント外周の
開口原液流路を経て膜エレメント外周とケ−ス内周との
空間に達し、ケ−ス2の濃縮原液出口21から流出して
いく。
【0018】上記において、濃縮原液量に対する当得液
流量の割合を大きくするには、膜エレメント外周の原液
流路開口巾を狭くすることが有効であるが、狭くし過ぎ
ると原液流動抵抗が増大し原液圧損が過大となるので、
その開口巾は膜エレメント長さ1/2〜1/6とするる
ことが好ましい。
流量の割合を大きくするには、膜エレメント外周の原液
流路開口巾を狭くすることが有効であるが、狭くし過ぎ
ると原液流動抵抗が増大し原液圧損が過大となるので、
その開口巾は膜エレメント長さ1/2〜1/6とするる
ことが好ましい。
【0019】上記において、注型樹脂には、常温で比較
的流動性が高く、かつToc溶出分の少ない樹脂、例え
ば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を使用することが好
ましい。
的流動性が高く、かつToc溶出分の少ない樹脂、例え
ば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等を使用することが好
ましい。
【0020】上記耐圧ケ−スの材質,形状等は使用圧力
に応じて選定するが、例えば、使用圧力7Kg/cm2以下で
はプラスチックを使用し、それ以上の圧力ではステンレ
スを使用することが好ましい。
に応じて選定するが、例えば、使用圧力7Kg/cm2以下で
はプラスチックを使用し、それ以上の圧力ではステンレ
スを使用することが好ましい。
【0021】上記において、ケ−ス一端と膜エレメント
一端との間の隔壁は透過液水質に影響を及ぼさないし、
また、ケ−ス他端と膜エレメント他端との封止箇所から
離れたケ−ス部分はその封止に何らの影響も来さないの
で、図3に示すように、そのケ−ス部分20に低廉な材
質を使用し、ケ−ス一端2’と膜エレメント一端A’と
の間の隔壁32をゴムパッキングの装着により構成する
こともできる。
一端との間の隔壁は透過液水質に影響を及ぼさないし、
また、ケ−ス他端と膜エレメント他端との封止箇所から
離れたケ−ス部分はその封止に何らの影響も来さないの
で、図3に示すように、そのケ−ス部分20に低廉な材
質を使用し、ケ−ス一端2’と膜エレメント一端A’と
の間の隔壁32をゴムパッキングの装着により構成する
こともできる。
【0022】本発明のスパイラル型膜モジュ−ルにおい
ては、透過液側と原液供給側との遮液並びに透過液側と
濃縮原液側との遮液を樹脂注型により行っており、これ
らの遮液をゴムパッキングで行っている従来のスパイラ
ル型中空糸膜に較べて、微粒子除去性能を飛躍的に向上
でき、中空糸膜膜モジュ−ルに匹敵する性能を付与でき
る。
ては、透過液側と原液供給側との遮液並びに透過液側と
濃縮原液側との遮液を樹脂注型により行っており、これ
らの遮液をゴムパッキングで行っている従来のスパイラ
ル型中空糸膜に較べて、微粒子除去性能を飛躍的に向上
でき、中空糸膜膜モジュ−ルに匹敵する性能を付与でき
る。
【0023】このことは次ぎの実施例品と比較例品につ
いての原水濾過試験並びにエンドトキシン負荷試験の比
較から明らかである。
いての原水濾過試験並びにエンドトキシン負荷試験の比
較から明らかである。
【0024】実施例品 図2の(イ)に示す構成を用い、封筒状膜には、食塩の
塩除去率95%,透過水量m3/m2・Day at10kg/cm2・25
℃,有効膜面積1m2のRO膜を6葉使用した。注型樹
脂にはエポキシ樹脂を、耐圧ケ−スにはポリサルホンを
それぞれ使用した。
塩除去率95%,透過水量m3/m2・Day at10kg/cm2・25
℃,有効膜面積1m2のRO膜を6葉使用した。注型樹
脂にはエポキシ樹脂を、耐圧ケ−スにはポリサルホンを
それぞれ使用した。
【0025】比較例品1(ROモジュ−ル) 膜エレメント並びにケ−ス材料には実施例品と同一のも
のを使用した。しかし、集水管の一端をOリングを介し
てのエンドキャップの装着によりシ−ルし、ケ−ス一端
と膜エレメントの一端との間をOリングの装着によりシ
−ルし、集水管の他端にOリングを介して透過液導出管
をOリングを介して接続し、ケ−ス他端に濃縮原液取出
用キャップを接着剤によって取着し、該キャップから上
記透過液導出管をパッキングを介して水密に引き出し
た。
のを使用した。しかし、集水管の一端をOリングを介し
てのエンドキャップの装着によりシ−ルし、ケ−ス一端
と膜エレメントの一端との間をOリングの装着によりシ
−ルし、集水管の他端にOリングを介して透過液導出管
をOリングを介して接続し、ケ−ス他端に濃縮原液取出
用キャップを接着剤によって取着し、該キャップから上
記透過液導出管をパッキングを介して水密に引き出し
た。
【0026】比較例品2(UFモジュ−ル) 分画分子量6,000の中空糸膜UF膜モジュ−ルを使
用した。これらの膜モジュ−ルを超純水製造ラインに並
列配置で設置し、運転開始後、1週間目の水質を測定し
たところ、表1の通りであった。ただし、実施例品並び
に比較例品1は圧力8Kg/cm2で運転し、比較例品2は調
整弁により圧力2Kg/cm2で運転し、回収率は全て60%
に設定した。
用した。これらの膜モジュ−ルを超純水製造ラインに並
列配置で設置し、運転開始後、1週間目の水質を測定し
たところ、表1の通りであった。ただし、実施例品並び
に比較例品1は圧力8Kg/cm2で運転し、比較例品2は調
整弁により圧力2Kg/cm2で運転し、回収率は全て60%
に設定した。
【0027】
【表1】
【0028】この測定結果から明らかな通り、本発明の
膜モジュ−ルはスパイラル型であっても、微粒子数並び
に生菌数を中空糸膜膜モジュ−ルにかなり近い性能にま
で向上でき、Tocについては、抜群の性能である。ま
た、エンドトキシン負荷試験(検出限界:0.0001
EU/mL)の試験結果は第2表の通りであり、この試験結
果からも、本発明によれば、スパイラル型膜モジュ−ル
に中空糸膜膜モジュ−ルに匹敵する微粒子除去性能を付
与できることが明らかである。
膜モジュ−ルはスパイラル型であっても、微粒子数並び
に生菌数を中空糸膜膜モジュ−ルにかなり近い性能にま
で向上でき、Tocについては、抜群の性能である。ま
た、エンドトキシン負荷試験(検出限界:0.0001
EU/mL)の試験結果は第2表の通りであり、この試験結
果からも、本発明によれば、スパイラル型膜モジュ−ル
に中空糸膜膜モジュ−ルに匹敵する微粒子除去性能を付
与できることが明らかである。
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】上述した通り、本発明によればスパイラ
ル型膜モジュ−ルの微粒子除去性能を飛躍的に向上で
き、中空糸膜膜モジュ−ルに匹敵する微粒子除去性能を
付与でき、集積回路の高密度化の対処に頗る有用であ
る。
ル型膜モジュ−ルの微粒子除去性能を飛躍的に向上で
き、中空糸膜膜モジュ−ルに匹敵する微粒子除去性能を
付与でき、集積回路の高密度化の対処に頗る有用であ
る。
【図1】図1の(イ)は本発明において使用する膜エレ
メントの一例を示す説明図、図1の(ロ)は同膜エレメ
ントと封筒状膜との連通構造を示す説明図、図1の
(ハ)は同膜エレメントの集水管端部での膜のシ−ル構
造を示す説明図である。
メントの一例を示す説明図、図1の(ロ)は同膜エレメ
ントと封筒状膜との連通構造を示す説明図、図1の
(ハ)は同膜エレメントの集水管端部での膜のシ−ル構
造を示す説明図である。
【図2】図2の(イ)は本発明の一実施例を示す説明
図、図2の(ロ)は図1の(イ)における点線枠内を示
す説明図である。
図、図2の(ロ)は図1の(イ)における点線枠内を示
す説明図である。
【図3】本発明の別実施例を示す説明図である。
A 膜エレメント 1 封筒状膜 13 集水管 2 ケ−ス 21 原液出口 31 注型樹脂 32 隔壁 33 注型樹脂
Claims (2)
- 【請求項1】開口端を集水管に連通した封筒状膜を集水
管に巻回し、該巻回層間に原液流路を設け、同巻回体の
両端並びに外周においてその原液流路を開放した膜エレ
メントを、原液出口を有する耐圧ケ−ス内に収容し、上
記集水管の一端を樹脂注型により封止し、ケ−ス一端と
膜エレメント一端との間に隔壁を設け、膜エレメント他
端部の原液流路並びに膜エレメント他端部外周とケ−ス
他端部内周との間を一体に樹脂注型により封止し、ケ−
ス一端側を原液入口とし、集水管の他端側を透過液出口
としたことを特徴とするスパイラル型膜モジュ−ル。 - 【請求項2】ケ−ス一端と膜エレメント一端との間の隔
壁を樹脂注型により設けた請求項1記載のスパイラル型
膜モジュ−ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15437592A JPH05317659A (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | スパイラル型膜モジュ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15437592A JPH05317659A (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | スパイラル型膜モジュ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05317659A true JPH05317659A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=15582784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15437592A Pending JPH05317659A (ja) | 1992-05-21 | 1992-05-21 | スパイラル型膜モジュ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05317659A (ja) |
-
1992
- 1992-05-21 JP JP15437592A patent/JPH05317659A/ja active Pending
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