JPH0651100B2

JPH0651100B2 - 膜分離装置

Info

Publication number: JPH0651100B2
Application number: JP61029680A
Authority: JP
Inventors: 繁樹沢田; 武佐藤; 克己岡田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1994-07-06
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPS62186906A

Description

【発明の詳細な説明】［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。

［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。

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
路在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。

［発明が解決しようとする問題点］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
状の夾雑物を含有する原液を処理対象とする場合に、繊
維状夾雑物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。

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。

［問題点を解決するための手段］本発明の膜分離装置は、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、原液の供給圧力により膜分離処理を
行う膜分離装置において、該分離膜内の流路材は、同一
高さの突条を有しており、該突条によって隣接する分離
膜間に、該突条の延在方向に延在する原液通液用の空隙
部が形成されていることを特徴とするものである。

［作用］本発明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、繊維状の夾雑物等の各種懸濁粒子
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。

［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）である。

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１
４の一端辺が接着剤等により固着されている。

分離膜１４は、回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
延在する同一高さの複数条の突条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。

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２
０内部が該側板２４内に連通されている。

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。

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、同一高さの突条１６
ａ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。

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。

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２
０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２６からモジュー
ル外に抜き出される。

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。

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。

仕切板３０は、モジュールを耐圧容器内に複数個設ける
場合、本実施例では、第６図に示す如く中空板状とさ
れ、隣接するモジュールＡ_１からの透過水を隣接するモ
ジュールＡ_２、Ａ_３…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。

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Ａ_１）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Ａ_２）の側板２４内に導入されるよう構成されてい
る。

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。

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Ａ_３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Ａ_３の仕切板３０と隣接配置されているモジュールＡ
_２の側板２４との間に入る。そして、モジュールＡ_２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Ａ_２の仕
切板３０とモジュールＡ_１の側板２４との間に入り、そ
の後、同様にして該モジュールＡ_１にて分離処理を受け
る。モジュールＡ_１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。

各モジュールＡ_１〜Ａ_３で取り出された透過液は、モジ
ュールＡ_１→Ａ_２→Ａ_３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。

しかして、本装置において、分離膜１４同士の間の空隙
１８は、同一高さの突条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、予め同一
高さの突条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。

なお、上記実施例においては、同一高さの突条１６ａが
３条設けられているが、その設置条数等は特に限定され
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、突条１６ａの方向
は、中心管１０に対して傾斜する方向となってもよい。

なお、流路材に設けた突条を分離膜巻き方向を含む方向
に延在するもので説明したが、これに限定されることな
く、分離膜側面から原液を流すものにおいては、突条を
分離膜長手方向に延在するものとしても良い。

また、耐圧容器内に設置するモジュール数は１又は２以
上の任意の数である。

［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、繊維状夾雑物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。

【図面の簡単な説明】

第１図は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、第２図は第１図の要部断面
図、第３図はモジュールの正面図、第４図は同左側面
図、第５図は同右側断面図、第６図は本発明の実施例装
置の断面図である。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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭51−24587（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−42187（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−53681（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−180964（ＪＰ，Ａ)

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、原液の供給圧力により膜分離処理を行う膜分離
装置において、該分離膜内の流路材は、同一高さの突条を有しており、
該突条によって隣接する分離膜間に、該突条の延在方向
に延在する原液通液用の空隙部が形成されていることを
特徴とする膜分離装置。
【請求項２】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すると共に、原液が前記原液通
液用の空隙部に供給され、分離膜の中心管内からモジュ
ール外に抜き出されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載の膜分離装置。
【請求項３】前記中空の中心管は、該分離膜の中心管側
の端部が固着されると共に、該原液通液用空隙部と中心
管内部とを連通する開口を有しており、該分離膜の内部は、透過液抜出部材を介して膜分離装置
外部に連通されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の膜分離装置。
【請求項４】前記透過液抜出部材は、分離膜の螺旋状巻
回体の端面に沿って配設された中空側板と、該分離膜内の中心管と反対側の端辺に沿って配設されて
おり、その周面には管内外を連通する開口が設けられて
いる集水管と、を有しており、該集水管の一端は、分離膜を貫通して前記中空側板に達
し、該集水管の内部が中空側板の内部に連通されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
いずれか１項に記載の膜分離装置。
【請求項５】複数個のモジュールが耐圧容器内に装入さ
れてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
第４項のいずれか１項に記載の膜分離装置。