JPH06339616A

JPH06339616A - 膜分離装置

Info

Publication number: JPH06339616A
Application number: JP13046993A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Miwa; 聡志三輪
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 1994-12-13

Abstract

(57)【要約】【構成】分離膜１４は、四周が封じられた袋状のもの
であって、その内部には、ネットあるいは多孔質材等の
適宜の通液性を有する流路材１６が装入されている。こ
の流路材１６は、分離膜１４を巻装する方向に延在する
複数条の蛇行状の突条１６ａを有しており、分離膜を巻
き込むことによりこの突条１６ａの高さ分だけ各分離膜
１４間に原液通液用の空隙部１８が形成される。【効果】液処理時の流路差圧が小さく、低動力コスト
にて膜分離処理を行うことができる。また、繊維状懸濁
物質等各種懸濁粒子を含む液についても、流路閉塞をも
たらすことなく長期間に亙って安定した処理を行うこと
ができる。また、膜面に沿う流路が蛇行しているため、
この流路内の流れの乱流化が促進され、透過水量が増大
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜分離装置に関するもの
であり、詳しくはスパイラル型膜モジュールを備えた膜
分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】逆浸透膜や限外濾過膜、精密濾過膜等を
高密度に充填する膜モジュールとしてスパイラル型モジ
ュールがある。

【０００３】現在実用に供されているスパイラル型モジ
ュールは、主に、原液の流路を形成するために分離膜間
にスペーサ（例えばネット状のスペーサ）を設けてい
る。この場合、原液は分離膜を螺旋状に巻回した巻回体
の一側端面から他側端面へ通水されるものと、モジュー
ル側周面から各分離膜間に流入されるものとの二通りの
ものが知られている。また、分離膜間にスペーサを設
けることなく、例えば原液の供給圧力によって分離膜同
士の間を押し広げて原液流路を形成するものや、多数条
の浅溝を形成した可撓性流路材を包袋状分離膜内に装入
し、この溝に原液を流すものなどが知られている。

【０００４】上記従来の膜分離装置のうち、分離膜間に
ネット状のスペーサを設けたものにおいては、懸濁粒子
とりわけ繊維状の懸濁物質を含有する原液を処理対象と
する場合に、繊維状懸濁物質等の懸濁粒子がスペーサに
引っかかる等して流路閉塞を生じさせ易く、長期間安定
した運転を行うことはできなかった。このような流路閉
塞という問題は、多数の溝を形成した流路材を分離膜内
に装入し、この溝に原液を流すようにした膜分離装置に
おいても共通するものである。

【０００５】また、原液の圧力を利用して分離膜同士の
間隔を押し広げ、この押し広げられて形成された部分に
原液を通過させるものにあっては、懸濁粒子の閉塞は幾
分減少されるものの、分離膜同士を押し広げるための圧
力が必要であるから、流路差圧が大きくなり、エネルギ
ー損失が大であった。

【０００６】このような問題点を解決するものとして、
内部に透過液の流路材を有する包袋状分離膜を中空の中
心管の回りに螺旋状に巻装したモジュールを有し、該分
離膜内の流路材は、突条を有しており、該突条によって
隣接する分離膜間に原液通液用の空隙部が形成されてお
り、前記流路材に設けられた突条は、分離膜巻き方向を
含む方向に延在している膜分離装置が特開昭６２−１８
６９０６号にて提案されている。

【０００７】この特開昭６２−１８６９０６号の膜分離
装置においては、流路材の突条によって原液流通用の通
路がネット状のスペーサを用いることなく分離膜間に形
成されているから、原液の流通抵抗（流路差圧）が小さ
く、膜分離処理時の消費動力が小さい。また、この空隙
部には懸濁物質の付着し易いスペーサや細幅溝等がない
から、繊維状の懸濁物質等の各種懸濁粒子を含有する液
についても効率よく膜分離処理することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この特開昭
６２−１８６９０６号の膜分離装置において、原液流路
の構成を改良して一層効率の良い膜分離を可能とするこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の膜分離装置は、
特開昭６２−１８６９０６号の膜分離装置において、流
路材に設けられた突条を蛇行させたものである。

【００１０】

【実施例】以下図面を参照して実施例について説明す
る。第１図は本発明の実施例に係る膜分離装置に用いら
れるモジュールの組立説明図である。また第２図は第１
図の部分断面図、第３図は同モジュールの正面図、第４
図は左側面図、第５図は右側断面図（第３図Ｖ−Ｖ線断
面図）、第６図は実施例に係る膜分離装置の断面図、第
７〜９図は流路材の構成図である。

【００１１】符号１０は中空の中心管であって、その長
手方向に延在するスリット状の開口１２が複数条開設さ
れている。そして、各開口１２同士の間の中心管側周面
に、分離膜１４の一端辺が接着剤等により固着されてい
る。

【００１２】分離膜１４は、四周が封じられた袋状のも
のであって、その内部には、第２図に示す如く、ネット
あるいは多孔質材等の適宜の通液性を有する流路材１６
が装入されている。この流路材１６は、分離膜１４を巻
装する方向に延在する複数条の蛇行状の突条１６ａを有
しており、分離膜を巻き込むことによりこの突条１６ａ
の高さ分だけ各分離膜１４間に原液通液用の空隙部１８
が形成される。

【００１３】また、分離膜１４内には、中心管１０への
接続辺と反対側の端辺に沿って、集水管２０が装入され
ている。この集水管２０は、その側周面にスリット状あ
るいは散点状等適宜形状の開口（図示せず）が設けられ
ており、該集水管２０内部と分離膜１４内部とを連通し
ている。集水管２０の端部は、分離膜１４の封端を突き
破るようにして外部に延出しており、分離膜１４の巻回
体２２の側端面に配設された中空の側板２４に接続さ
れ、該集水管２０内部が該側板２４内に連通されてい
る。

【００１４】なお、分離膜１４は流路材１６に密着され
るように設けておいてもよく、空隙１８内に原液を導入
したときの原液圧によって分離膜１４が流路材１６に密
着されるよう多少の余裕をもたせていわゆる弛んだ状態
に設けられていてもよい。

【００１５】かかる構成の分離膜モジュールにおいて、
原液は各分離膜１４の間にそれらの外周側の先端部（集
水管２０を設けてある端部）の間から導入され、突条１
６ａによって形成された空隙部１８内に流入する。そし
て、螺旋方向に回りながら中心管１０に向って流れ、や
がて開口１２に至り、中心管１０内に導入される。

【００１６】なお、この逆に中心管から原液を導入しモ
ジュール外周に流れるようにしても良い。

【００１７】この空隙部１８内を流れる間に濾過処理が
施され、透過液が分離膜１４内に流入する。この透過液
は流路材１６に導かれて分離膜１４内をその先端側に向
って流れ、やがて集水管２０に至り、その側周面に開設
された開口から該集水管２０内に入る。そして、透過液
は、該集水管２０内を側板２４に向って流れ、側板２４
内に導入され、次いで、側板２４に設けられた取出管２
６からモジュール外に抜き出される。

【００１８】一方、中心管１０内に入った液は濃縮液と
して該中心管１０内を側板２４と反対方向に流れ、やが
て中心管１０の端部１０ａから濃縮液としてモジュール
外に抜き出される。

【００１９】なお、このモジュールは耐圧容器２８内に
装入設置されるものである。耐圧容器２８内に設置する
場合には、モジュールの側板２４と反対側の部分に仕切
板３０を配設して、原液の短絡的な流過を防止する。こ
の場合、中心管１０は該仕切板３０を貫通してその先端
１０ａが突出している。また、中心管１０の先端１０ａ
と反対側の端部はエンドプレート（図示せず）によって
封じられている。

【００２０】モジュールを耐圧容器内に複数個設ける場
合、仕切板３０は、第６図に示す如く中空板状とされ、
隣接するモジュールＡ₁ からの透過水を隣接するモジュ
ールＡ₂ 、Ａ₃ …に順次流入させる構成を取り得るよう
になっている。即ち、この仕切板３０は、側板２４の取
出管２６を受け入れるための管座３２を備えており、シ
ールリング３４によって取出管２６と緊密に結合され
る。また、仕切板３０の外周と耐圧容器２８内周面との
間にはシール材３６が配材され、耐圧容器２８内を原液
が短絡的に流通することを防止している。

【００２１】集水管２０は側板２４内及び仕切板３０内
に連通しており、隣接するモジュール（例えばＡ₁ ）か
ら送られてきた透過液がこの集水管２０を通って隣接す
るモジュール（同Ａ₂ ）の側板２４内に導入されるよう
構成されている。

【００２２】また、第６図の装置では、中心管１０の先
端（濃縮液排出端）１０ａでは、第５図に示す如く、管
壁の一部が欠落されて大きな排液部１０ｂが設けられて
いる。

【００２３】第６図の構成の複数のモジュールを備えた
膜分離装置において、図の左側の圧力容器端部に設けら
れている原液導入口４０から耐圧容器２８内に導入され
た原液は、まず図の最も左側に配置されているモジュー
ルＡ₃ の分離膜１４間を通過して中心管１０に至り、次
いでモジュールＡ₃ の仕切板３０と隣接配置されている
モジュールＡ₂ の側板２４との間に入る。そして、モジ
ュールＡ₂ の側板２４の周囲を回り込んでモジュールＡ
₂ の分離膜巻回体２２と耐圧容器２８との間の空間に入
り、次いで分離膜１４間に入り空隙１８を通過して中心
管１０に至る。そして、中心管先端１０ａから、モジュ
ールＡ₂ の仕切板３０とモジュールＡ₁の側板２４との
間に入り、その後、同様にして該モジュールＡ₁ にて分
離処理を受ける。モジュールＡ₁ からの濃縮液は、耐圧
容器２８に設けられた濃縮液取出管４２から膜分離装置
外に抜き出され、必要に応じ再度導入口４０に循環供給
される。

【００２４】各モジュールＡ₁ 〜Ａ₃ で取り出された透
過液は、モジュールＡ₁ →Ａ₂ →Ａ₃ の順に該当する集
水管２０、仕切板３０あるいは側板２４等を通過して透
過水の集合取出管４４から装置外に抜き出される。

【００２５】しかして、本装置において、分離膜１４同
士の間の空隙１８は、蛇行状の突条１６ａによって形成
されたものであり、スペーサ等を用いることなく形成さ
れたものであるから、懸濁粒子を含有する原液であって
も通路の閉塞をもたらすことなく長期間に亙って安定し
た膜分離処理を行うことができる。また、この空隙１８
は、予め蛇行状の突条１６ａによって形成されているも
のであって、原液の圧力によって分離膜同士を離反させ
て形成されるものではなく、原液供給時の無駄な圧力損
失もないので、装置運転に要する動力コストの低減も図
れる。

【００２６】なお、上記実施例においては、蛇行状の突
条１６ａが３条設けられているが、その設置条数や突条
の高さ等は特に限定されるものではなく、処理される原
液の性状や処理容量等を勘案して適宜決定すればよい。
また、蛇行状の突条１６ａの延在方向は、中心管１０に
対して傾斜する方向となってもよい。

【００２７】第７〜９図は突条１６ａの蛇行パターンの
具体例を示すものであり、第７〜９図の（ａ）図は分離
膜の斜視断面図、（ｂ）図は流路材の平面図である。

【００２８】第７図の蛇行パターンでは、突条１６ａは
く字形に繰り返し折曲したものとなっている。

【００２９】第８図の蛇行パターンでは、サインカーブ
状に突条１６ａが蛇行している。

【００３０】第９図の蛇行パターンでは、突条１６ａの
延在方向と平行方向の部分１６Ａと、該延在方向と交叉
方向の部分１６Ｂ、１６Ｃとが繰り返されるパターンと
なっている。

【００３１】このように突条１６ａを蛇行させることに
より、原液流路における乱流化が促進され、膜面への濁
質の付着防止、膜面に沿う濃縮層の解消などにより、透
過水量が増大する。

【００３２】

【発明の効果】以上の通り、本発明の膜分離装置は、液
処理時の流路差圧が小さく、低動力コストにて膜分離処
理を行うことができる。また、繊維状懸濁物質等各種懸
濁粒子を含む液についても、流路閉塞をもたらすことな
く長期間に亙って安定した処理を行うことができる。ま
た、膜面に沿う流路が蛇行しているため、この流路内の
流れの乱流化が促進され、透過水量が増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いられる分離膜モジュール
の構成を示す組立斜視図である。

【図２】図１の要部断面図である。

【図３】モジュールの正面図である。

【図４】モジュールの左側面図である。

【図５】モジュールの右側断面図である。

【図６】本発明の実施例装置の断面図である。

【図７】流路材の蛇行形状を示す構成図である。

【図８】流路材の蛇行形状を示す構成図である。

【図９】流路材の蛇行形状を示す構成図である。

【符号の説明】

１０中心管１２開口１４分離膜１６流路材１６ａ突条１８空隙２０集水管２２巻回体２４側板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に透過液の流路材を有する包袋状分
離膜を中空の中心管の回りに螺旋状に巻装したモジュー
ルを有し、該分離膜内の流路材は、突条を有しており、該突条によ
って隣接する分離膜間に原液通液用の空隙部が形成され
ており、前記流路材に設けられた突条は、分離膜巻き方向を含む
方向に延在している膜分離装置において、該突条は、その延在方向において蛇行していることを特
徴とする膜分離装置。