JPH10337448A - 中空糸型分離膜素子 - Google Patents
中空糸型分離膜素子Info
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- JPH10337448A JPH10337448A JP14774297A JP14774297A JPH10337448A JP H10337448 A JPH10337448 A JP H10337448A JP 14774297 A JP14774297 A JP 14774297A JP 14774297 A JP14774297 A JP 14774297A JP H10337448 A JPH10337448 A JP H10337448A
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- separation membrane
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 交差部を持つ中空繊維層からなる中空糸型分
離膜素子に、外径が細く逆浸透膜性能に優れる中空糸型
逆浸透膜を採用することにより、優れた耐濁質成分性を
維持したまま、単位容積あたりの造水量と耐圧性を向上
させた中空糸型分離膜素子を提供する。 【解決手段】 多数の中空糸膜からなる偏平な中空糸束
を中心部芯管の軸方向に対して５〜60度の螺旋角で巻装
し、同じ螺旋方向の中空糸束はその直前に巻かれた中空
糸束と平行に隣接するように配置され、一方反対の螺旋
方向の中空糸束とは交互に重なり合って交差部が形成さ
れ、積層されてなる中空糸型分離膜素子において、該中
空糸膜に外径90〜140 μｍ、内径30〜80μｍの逆浸透膜
を使用する。
離膜素子に、外径が細く逆浸透膜性能に優れる中空糸型
逆浸透膜を採用することにより、優れた耐濁質成分性を
維持したまま、単位容積あたりの造水量と耐圧性を向上
させた中空糸型分離膜素子を提供する。 【解決手段】 多数の中空糸膜からなる偏平な中空糸束
を中心部芯管の軸方向に対して５〜60度の螺旋角で巻装
し、同じ螺旋方向の中空糸束はその直前に巻かれた中空
糸束と平行に隣接するように配置され、一方反対の螺旋
方向の中空糸束とは交互に重なり合って交差部が形成さ
れ、積層されてなる中空糸型分離膜素子において、該中
空糸膜に外径90〜140 μｍ、内径30〜80μｍの逆浸透膜
を使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体混合物からの
固体分離あるいは溶質分離に利用される中空糸型逆浸透
膜モジュールに関し、特にモジュール当たりの透過水量
を向上させしかも耐圧性を向上させた中空糸型逆浸透膜
モジュールに関するものである。
固体分離あるいは溶質分離に利用される中空糸型逆浸透
膜モジュールに関し、特にモジュール当たりの透過水量
を向上させしかも耐圧性を向上させた中空糸型逆浸透膜
モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】逆浸透膜法による液状混合物の分離・濃
縮は、蒸留などの分離技術に較べ省エネルギー法であり
かつ物質の状態変化を伴わないことから果汁の濃縮、ビ
ール酵素の分離などの食品分野、海水及びかん水の淡水
化による飲料水、工業用水などの製造、電子工業に於け
る超純水の製造や医薬品工業や医療分野に於ける無菌水
の製造などの水精製分野あるいは工業廃水からの有価物
の回収といった多分野に於いて幅広く利用されており、
逆浸透膜による水処理は最先端技術を支える不可欠のプ
ロセスとして定着している。
縮は、蒸留などの分離技術に較べ省エネルギー法であり
かつ物質の状態変化を伴わないことから果汁の濃縮、ビ
ール酵素の分離などの食品分野、海水及びかん水の淡水
化による飲料水、工業用水などの製造、電子工業に於け
る超純水の製造や医薬品工業や医療分野に於ける無菌水
の製造などの水精製分野あるいは工業廃水からの有価物
の回収といった多分野に於いて幅広く利用されており、
逆浸透膜による水処理は最先端技術を支える不可欠のプ
ロセスとして定着している。
【０００３】例えば、逆浸透膜を用いた海水やかん水の
淡水化は、クリーンなプロセスであり、蒸発法・電気透
析法と比較して省エネルギー・低コスト・操作の簡便性
の点で有利であり、これまでに大きな実績をあげてい
る。特に中空糸型逆浸透膜は、スパイラル型逆浸透膜に
比べ単位膜面積当たりの透過水量は小さいが、モジュー
ル当たりの膜面積を大きくとることができるため全体と
して透過水量を大きくとることができ、容積効率が非常
に高いという利点から多く採用されている。
淡水化は、クリーンなプロセスであり、蒸発法・電気透
析法と比較して省エネルギー・低コスト・操作の簡便性
の点で有利であり、これまでに大きな実績をあげてい
る。特に中空糸型逆浸透膜は、スパイラル型逆浸透膜に
比べ単位膜面積当たりの透過水量は小さいが、モジュー
ル当たりの膜面積を大きくとることができるため全体と
して透過水量を大きくとることができ、容積効率が非常
に高いという利点から多く採用されている。
【０００４】このような逆浸透膜を長期間安定して運転
するためには、被処理水の殺菌や濁質成分除去を始めと
する適切な前処理設備が不可欠である。逆浸透膜表面に
ファウリング成分が沈着したり、微生物の増殖によるス
ライムが付着すると著しい性能低下を引き起こすためで
ある。したがって、逆浸透膜の進歩と同時にこれら前処
理設備についても最適化が図られてきた。
するためには、被処理水の殺菌や濁質成分除去を始めと
する適切な前処理設備が不可欠である。逆浸透膜表面に
ファウリング成分が沈着したり、微生物の増殖によるス
ライムが付着すると著しい性能低下を引き起こすためで
ある。したがって、逆浸透膜の進歩と同時にこれら前処
理設備についても最適化が図られてきた。
【０００５】しかしながら、スパイラル型逆浸透膜の場
合には、単位膜面積当たりの処理水量が多いため処理水
中の濁質成分の影響を受けやすく、中空糸型逆浸透膜に
おいても圧力容器内に中空糸膜本数をできるだけ多く配
置して膜面積を増大させているため、中空糸膜間隙に濁
質成分が詰まり易く、どちらの場合も濁質成分の影響に
より重大な性能低下を引き起こすという問題があった。
合には、単位膜面積当たりの処理水量が多いため処理水
中の濁質成分の影響を受けやすく、中空糸型逆浸透膜に
おいても圧力容器内に中空糸膜本数をできるだけ多く配
置して膜面積を増大させているため、中空糸膜間隙に濁
質成分が詰まり易く、どちらの場合も濁質成分の影響に
より重大な性能低下を引き起こすという問題があった。
【０００６】また、濁質成分や逆浸透膜に悪影響を与え
る溶解成分などを含む処理水から、逆浸透膜に影響がな
い程度までにこれらの成分を取り除くためには、上記前
処理設備が必要不可欠であり、処理水の水質によっては
前処理設備が肥大化し、設置面積の増大や造水コストが
増大するといった問題があった。
る溶解成分などを含む処理水から、逆浸透膜に影響がな
い程度までにこれらの成分を取り除くためには、上記前
処理設備が必要不可欠であり、処理水の水質によっては
前処理設備が肥大化し、設置面積の増大や造水コストが
増大するといった問題があった。
【０００７】中空糸型逆浸透膜間隙に濁質成分が目詰ま
りし難い、換言すれば濁質成分が逆浸透膜間隙を素抜け
しやすい構造を有する中空糸型分離膜素子の例として、
特公平３−１４４９２では、中空糸型逆浸透膜を多数本
集めた中空糸束を中心部芯管の軸方向に対して５〜６０
度の螺旋角で巻装し、この中心部芯管の一定位置でかつ
同一円周上を順次移動して形成された交差部を持つ中空
繊維層からなる中空糸型分離膜モジュールが開示されて
いる。さらに、特公昭６０−３７０２９には上記構造を
有する中空糸型分離膜素子の製造方法が開示されてい
る。
りし難い、換言すれば濁質成分が逆浸透膜間隙を素抜け
しやすい構造を有する中空糸型分離膜素子の例として、
特公平３−１４４９２では、中空糸型逆浸透膜を多数本
集めた中空糸束を中心部芯管の軸方向に対して５〜６０
度の螺旋角で巻装し、この中心部芯管の一定位置でかつ
同一円周上を順次移動して形成された交差部を持つ中空
繊維層からなる中空糸型分離膜モジュールが開示されて
いる。さらに、特公昭６０−３７０２９には上記構造を
有する中空糸型分離膜素子の製造方法が開示されてい
る。
【０００８】上記構造を採用することにより、耐濁質成
分性が向上したばかりでなく中空糸膜層を通過する流体
は偏流を作ることなく均一に流れるため濃度分極を起こ
すことなく高い透過水量と分離性を達成できる。
分性が向上したばかりでなく中空糸膜層を通過する流体
は偏流を作ることなく均一に流れるため濃度分極を起こ
すことなく高い透過水量と分離性を達成できる。
【０００９】しかしながら、上記交差部を持つ中空繊維
層からなる中空糸型分離膜素子では、単位容積内に収め
る中空糸膜の本数を高く取れず、充填率が低いものしか
得られないため、耐濁質成分性には優れるものの透過水
量を向上できないといった問題点があった。
層からなる中空糸型分離膜素子では、単位容積内に収め
る中空糸膜の本数を高く取れず、充填率が低いものしか
得られないため、耐濁質成分性には優れるものの透過水
量を向上できないといった問題点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解消しようとするものであり、上記交差部を持つ中
空繊維層からなる中空糸型分離膜素子に、外径が細く逆
浸透膜性能に優れる中空糸型逆浸透膜を採用することに
より、優れた耐濁質成分性を維持したまま、単位容積あ
たりの造水量と耐圧性を向上させた中空糸型分離膜素子
を提供することを目的とする。
点を解消しようとするものであり、上記交差部を持つ中
空繊維層からなる中空糸型分離膜素子に、外径が細く逆
浸透膜性能に優れる中空糸型逆浸透膜を採用することに
より、優れた耐濁質成分性を維持したまま、単位容積あ
たりの造水量と耐圧性を向上させた中空糸型分離膜素子
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、中空糸膜
を多数本集めて偏平な中空糸束とし、中心部芯管の軸方
向に対して５〜６０度の螺旋角で巻装し、同じ螺旋方向
の中空糸束はその直前に巻かれた中空糸束と平行に隣接
するように配置され、一方反対の螺旋方向の中空糸束と
は交互に重なり合って交差部が形成され、該交差部は中
空糸束を巻き付けた中心部芯管の一定位置でかつ同一円
周上を順次移動して形成され、交差部以外の位置では平
行な多数本の中空糸束が層を形成し、反対の螺旋方向の
中空糸束が形成する層と交互に積層されてなる中空糸型
分離膜素子において、該中空糸膜が外径９０〜１４０μ
ｍ、内径３０〜８０μｍの逆浸透膜であることを特徴と
する中空糸型分離膜素子を提供する。
を多数本集めて偏平な中空糸束とし、中心部芯管の軸方
向に対して５〜６０度の螺旋角で巻装し、同じ螺旋方向
の中空糸束はその直前に巻かれた中空糸束と平行に隣接
するように配置され、一方反対の螺旋方向の中空糸束と
は交互に重なり合って交差部が形成され、該交差部は中
空糸束を巻き付けた中心部芯管の一定位置でかつ同一円
周上を順次移動して形成され、交差部以外の位置では平
行な多数本の中空糸束が層を形成し、反対の螺旋方向の
中空糸束が形成する層と交互に積層されてなる中空糸型
分離膜素子において、該中空糸膜が外径９０〜１４０μ
ｍ、内径３０〜８０μｍの逆浸透膜であることを特徴と
する中空糸型分離膜素子を提供する。
【００１２】本発明で言う中空糸型分離膜素子とは、軸
方向に複数の孔を有する連通芯管の外周には、該流通芯
管の軸方向に対して５〜６０度の螺旋角で断面偏平状の
中空糸束が巻装されており、該中空糸束は多数本の中空
繊維からなる断面円形の中空繊維収束体が複数並べられ
たものであり、その巻き付け状態は、直前に巻かれた同
じ螺旋方向の中空糸束と平行に隣接するように巻き付
け、反対の螺旋方向の中空糸束とは交互に重なり合って
交差部が形成されており、該交差部は中空糸束を巻き付
けた該流通芯管の一定位置でかつ同一円周上を順次移動
して形成され、交差部以外の位置では平行な多数本の中
空糸束が層を形成し、反対の螺旋方向の中空糸束が形成
する層と交互に積層されてなる中空糸型分離膜素子であ
り、その製造法方法に限定されるものでない。
方向に複数の孔を有する連通芯管の外周には、該流通芯
管の軸方向に対して５〜６０度の螺旋角で断面偏平状の
中空糸束が巻装されており、該中空糸束は多数本の中空
繊維からなる断面円形の中空繊維収束体が複数並べられ
たものであり、その巻き付け状態は、直前に巻かれた同
じ螺旋方向の中空糸束と平行に隣接するように巻き付
け、反対の螺旋方向の中空糸束とは交互に重なり合って
交差部が形成されており、該交差部は中空糸束を巻き付
けた該流通芯管の一定位置でかつ同一円周上を順次移動
して形成され、交差部以外の位置では平行な多数本の中
空糸束が層を形成し、反対の螺旋方向の中空糸束が形成
する層と交互に積層されてなる中空糸型分離膜素子であ
り、その製造法方法に限定されるものでない。
【００１３】また、中空糸膜層を通過する流体は、流通
芯管から中空糸膜層外周部に導入されても、中空糸膜層
外周部から流通芯管に導入されてもよく、上記構造を採
用することによりどちらから流体を導入しても、流体は
偏流を作ることなく均一に流れるため濃度分極を起こす
ことがなく、高い透過水量と分離性を達成できる。
芯管から中空糸膜層外周部に導入されても、中空糸膜層
外周部から流通芯管に導入されてもよく、上記構造を採
用することによりどちらから流体を導入しても、流体は
偏流を作ることなく均一に流れるため濃度分極を起こす
ことがなく、高い透過水量と分離性を達成できる。
【００１４】本発明でいう中空糸型逆浸透膜とは、外径
が９０〜１４０μｍで内径が３０〜８０μｍの中空糸よ
りなる逆浸透膜であり、外径が１００〜１３０μｍで内
径が４０〜７０μｍの中空糸よりなる逆浸透膜がより好
ましい。外径が小さくなると中空繊維間の隙間が過密に
なるため、分離膜素子の中空糸層に濁質成分が詰まりや
すくなり、一方外径が大きくなると単位容積当たりの膜
面積を増大できず高い透過水量が得られない。また内径
が小さくなると中空糸膜中空部での圧力損失が大きくな
るため高い透過水量が得られず、一方内径が大きくなる
と中空糸膜の耐圧性が低下するため実用に供することの
できない中空糸膜となる可能性がある。
が９０〜１４０μｍで内径が３０〜８０μｍの中空糸よ
りなる逆浸透膜であり、外径が１００〜１３０μｍで内
径が４０〜７０μｍの中空糸よりなる逆浸透膜がより好
ましい。外径が小さくなると中空繊維間の隙間が過密に
なるため、分離膜素子の中空糸層に濁質成分が詰まりや
すくなり、一方外径が大きくなると単位容積当たりの膜
面積を増大できず高い透過水量が得られない。また内径
が小さくなると中空糸膜中空部での圧力損失が大きくな
るため高い透過水量が得られず、一方内径が大きくなる
と中空糸膜の耐圧性が低下するため実用に供することの
できない中空糸膜となる可能性がある。
【００１５】また、本発明に使用する中空糸型逆浸透膜
は、透過水量パラメータが次式 ０．２５≦ＦＲ／ＯＤ≦３ （式中ＦＲはｌ／ｍ2 ・ｈｒ・ａｔｍで示される２５℃
での純水の透過水量を表し、ＯＤはμｍで示される中空
糸膜の外径を表す）の範囲内であることことが好まし
い。透過水量パラメータが小さいと分離膜素子の透過水
量を増大できず、一方透過水量パラメータが大きくなる
と、単位膜面積当たりのの処理量が増加し処理水中に含
まれる濁質成分や溶解成分の影響を受けやすくなるた
め、使用中に著しい性能低下を引き起こす可能性があ
る。
は、透過水量パラメータが次式 ０．２５≦ＦＲ／ＯＤ≦３ （式中ＦＲはｌ／ｍ2 ・ｈｒ・ａｔｍで示される２５℃
での純水の透過水量を表し、ＯＤはμｍで示される中空
糸膜の外径を表す）の範囲内であることことが好まし
い。透過水量パラメータが小さいと分離膜素子の透過水
量を増大できず、一方透過水量パラメータが大きくなる
と、単位膜面積当たりのの処理量が増加し処理水中に含
まれる濁質成分や溶解成分の影響を受けやすくなるた
め、使用中に著しい性能低下を引き起こす可能性があ
る。
【００１６】さらに本発明に使用する中空糸型逆浸透膜
を形成する高分子重合体としては、酢酸セルロース類、
ポリアミド類、ポリアミドヒドラジド類、ポリ尿素類、
ポリビニルアルコール類、ポリスルホン類等が単独ある
いは混合して用いられるが、特にこれらに限定されるも
のではない。水処理プロセスでは塩素殺菌が頻繁に利用
されることを考慮すると酢酸セルロース類、ポリアミド
類、ポリスルホン類からできた逆浸透膜が好ましい。さ
らに、ポリアミド類の中では、例えば特開昭６２−２４
４４０４公報に開示されているような耐酸化性の高いポ
リアミドが好ましい。
を形成する高分子重合体としては、酢酸セルロース類、
ポリアミド類、ポリアミドヒドラジド類、ポリ尿素類、
ポリビニルアルコール類、ポリスルホン類等が単独ある
いは混合して用いられるが、特にこれらに限定されるも
のではない。水処理プロセスでは塩素殺菌が頻繁に利用
されることを考慮すると酢酸セルロース類、ポリアミド
類、ポリスルホン類からできた逆浸透膜が好ましい。さ
らに、ポリアミド類の中では、例えば特開昭６２−２４
４４０４公報に開示されているような耐酸化性の高いポ
リアミドが好ましい。
【００１７】一般に、逆浸透膜の構造は活性層と支持層
よりなり、活性層と支持層が同一素材でできているもの
は非対称膜と呼ばれ、これらが異なった素材でできてい
るものは複合膜と呼ばれている。非対称膜は相転換法で
得ることができ、一方複合膜は非対称膜と同様の操作で
支持層となる支持膜を製膜した後、このものの表面にコ
ート法や界面重合法、プラズマ重合法等により薄い活性
層を形成させることで得ることができる。本発明に使用
される中空糸型逆浸透膜は、これらの構造、製造法には
限定されない。
よりなり、活性層と支持層が同一素材でできているもの
は非対称膜と呼ばれ、これらが異なった素材でできてい
るものは複合膜と呼ばれている。非対称膜は相転換法で
得ることができ、一方複合膜は非対称膜と同様の操作で
支持層となる支持膜を製膜した後、このものの表面にコ
ート法や界面重合法、プラズマ重合法等により薄い活性
層を形成させることで得ることができる。本発明に使用
される中空糸型逆浸透膜は、これらの構造、製造法には
限定されない。
【００１８】かかる本発明による中空糸型分離膜素子
は、圧力容器に挿入され実用に供されるが、該圧力容器
の材質、構造には限定されない。
は、圧力容器に挿入され実用に供されるが、該圧力容器
の材質、構造には限定されない。
【００１９】
【実施例】以下実施例及び比較例を示して本発明を説明
するが、ここで揚げる実施例は本発明を規制するもので
ない。
するが、ここで揚げる実施例は本発明を規制するもので
ない。
【００２０】参考例１ 三酢酸セルロース（酢化度６１．４）４０重量部をエチ
レングリコール１８重量部及びＮ−メチル−２−ピロリ
ドン４２重量部よりなる溶液と混合後昇温し製膜原液と
した。この溶液を減圧下で脱泡した後、三分割ノズルよ
り空中走行部を経て１２〜２０℃に冷却した水６０重量
部、エチレングリコール１２重量部及びＮ−メチル−２
−ピロリドン２８重量部よりなる凝固液中に吐出させ中
空糸膜を得た。ついで中空糸膜を十分水洗した後９５〜
９８℃で２０分間熱処理し、表１に示す形状及び性能の
中空糸型逆浸透膜を得た。逆浸透膜性能は、それぞれの
中空糸膜よりミニモジュールを作成し、供給液中の塩化
ナトリウム濃度：３５０００ｍｇ／ｌ、供給液温度：２
５℃、操作圧力：５５Ｋｇ／ｃｍ2 の条件で確認した。
レングリコール１８重量部及びＮ−メチル−２−ピロリ
ドン４２重量部よりなる溶液と混合後昇温し製膜原液と
した。この溶液を減圧下で脱泡した後、三分割ノズルよ
り空中走行部を経て１２〜２０℃に冷却した水６０重量
部、エチレングリコール１２重量部及びＮ−メチル−２
−ピロリドン２８重量部よりなる凝固液中に吐出させ中
空糸膜を得た。ついで中空糸膜を十分水洗した後９５〜
９８℃で２０分間熱処理し、表１に示す形状及び性能の
中空糸型逆浸透膜を得た。逆浸透膜性能は、それぞれの
中空糸膜よりミニモジュールを作成し、供給液中の塩化
ナトリウム濃度：３５０００ｍｇ／ｌ、供給液温度：２
５℃、操作圧力：５５Ｋｇ／ｃｍ2 の条件で確認した。
【００２１】参考例２ テレフタル酸ジクロリド及び７０モル％の４，４’−ジ
アミノジフェニルスルホン、３０モル％のピペラジンよ
り低温溶液重合法で得た共重合ポリアミドを十分に精製
した後、このもの３６重量部をＣａＣｌ2 ４重量部（ポ
リマーに対して）及びジグリセリン３．６重量部（ポリ
マーに対して）を含むジメチルアセトアミド溶液に８０
℃で溶解し、製膜溶液とした。この溶液を減圧下で脱泡
した後、３分割ノズルより空中走行部を経て４〜６℃に
冷却した凝固液中に吐出させ中空糸型逆浸透膜を得た。
ついで得られた中空糸型逆浸透膜を十分水洗した後７５
〜８５℃で３０分間熱処理し、表２に示す形状及び性能
の中空糸型逆浸透膜を得た。逆浸透膜性能は、それぞれ
の中空糸膜よりミニモジュールを作成し、供給液中の塩
化ナトリウム濃度：１５００ｍｇ／ｌ、供給液温度：２
５℃、操作圧力：３０Ｋｇ／ｃｍ2 の条件で確認した。
アミノジフェニルスルホン、３０モル％のピペラジンよ
り低温溶液重合法で得た共重合ポリアミドを十分に精製
した後、このもの３６重量部をＣａＣｌ2 ４重量部（ポ
リマーに対して）及びジグリセリン３．６重量部（ポリ
マーに対して）を含むジメチルアセトアミド溶液に８０
℃で溶解し、製膜溶液とした。この溶液を減圧下で脱泡
した後、３分割ノズルより空中走行部を経て４〜６℃に
冷却した凝固液中に吐出させ中空糸型逆浸透膜を得た。
ついで得られた中空糸型逆浸透膜を十分水洗した後７５
〜８５℃で３０分間熱処理し、表２に示す形状及び性能
の中空糸型逆浸透膜を得た。逆浸透膜性能は、それぞれ
の中空糸膜よりミニモジュールを作成し、供給液中の塩
化ナトリウム濃度：１５００ｍｇ／ｌ、供給液温度：２
５℃、操作圧力：３０Ｋｇ／ｃｍ2 の条件で確認した。
【００２２】参考例３ 本発明に供する中空糸型分離膜素子の巻き上げ体の例を
図１、図２に示す。これらの図において、１は中心部に
配置した多数の孔を有する芯管、２は中空糸型逆浸透膜
を多数本集めた偏平な中空糸束、３は積層された中空糸
層、４は交差部を示す。
図１、図２に示す。これらの図において、１は中心部に
配置した多数の孔を有する芯管、２は中空糸型逆浸透膜
を多数本集めた偏平な中空糸束、３は積層された中空糸
層、４は交差部を示す。
【００２３】実施例１〜２、比較例１〜３ 参考例１に示した中空糸型逆浸透膜を使用し、以下の手
順に従い図２に示した交差部を軸方向に３ケ所持つ中空
糸型分離膜素子を作成した。中空糸型逆浸透膜の単繊維
を４５〜９０本集めて１つの中空糸集合体とし、さらに
この中空糸集合体を複数横に並べて偏平な中空糸束とし
て外径が３７ｍｍの多数の孔を有する芯管にトラバース
させながら巻き付けた。この時の巻き付け角度は３０℃
度とし、巻き上げ体の特定位置の周面上に交差部が形成
するように巻き上げた。次にこの巻き上げ体の両端部を
接着した後、片側のみ切削して中空糸開口部を形成させ
所望の中空糸型分離膜素子を作成した。なお、巻き上げ
体の外径は１１７ｍｍとし、中空糸型分離膜素子の長さ
は１０８５ｍｍとした。
順に従い図２に示した交差部を軸方向に３ケ所持つ中空
糸型分離膜素子を作成した。中空糸型逆浸透膜の単繊維
を４５〜９０本集めて１つの中空糸集合体とし、さらに
この中空糸集合体を複数横に並べて偏平な中空糸束とし
て外径が３７ｍｍの多数の孔を有する芯管にトラバース
させながら巻き付けた。この時の巻き付け角度は３０℃
度とし、巻き上げ体の特定位置の周面上に交差部が形成
するように巻き上げた。次にこの巻き上げ体の両端部を
接着した後、片側のみ切削して中空糸開口部を形成させ
所望の中空糸型分離膜素子を作成した。なお、巻き上げ
体の外径は１１７ｍｍとし、中空糸型分離膜素子の長さ
は１０８５ｍｍとした。
【００２４】得られた中空糸型分離膜素子を圧力容器に
挿入し、供給液中の塩化ナトリウム濃度：３５０００ｍ
ｇ／ｌ、供給液温度：２５℃、操作圧力：５５Ｋｇ／ｃ
ｍ2、回収率：３０％の条件で逆浸透性能を確認した。
また濁質成分に対する耐久性を評価するために、実海水
（ＦＩ：５〜５．５）での連続運転テストを実施し、評
価メジャーとしてモジュール差圧を測定した。これらの
結果を表３に示す。
挿入し、供給液中の塩化ナトリウム濃度：３５０００ｍ
ｇ／ｌ、供給液温度：２５℃、操作圧力：５５Ｋｇ／ｃ
ｍ2、回収率：３０％の条件で逆浸透性能を確認した。
また濁質成分に対する耐久性を評価するために、実海水
（ＦＩ：５〜５．５）での連続運転テストを実施し、評
価メジャーとしてモジュール差圧を測定した。これらの
結果を表３に示す。
【００２５】実施例１、２は本発明による中空糸型分離
素子の例であり、逆浸透膜性能並びに耐濁質性とも満足
のいくものであった。比較例１、２は用いた中空糸膜の
外径が大きいために膜面積が小さく、透過水量が向上で
きなかった。また比較例２は中空糸膜内径が大きいため
に耐圧性が悪く実用に耐えなかった。比較例３は用いた
中空糸膜の外径が小さく膜面積は向上できたものの耐濁
質性は満足のいくものでなかった。さらに内径が小さい
ために耐圧性には優れるものの、透過水量は満足のいく
ものではなかった。
素子の例であり、逆浸透膜性能並びに耐濁質性とも満足
のいくものであった。比較例１、２は用いた中空糸膜の
外径が大きいために膜面積が小さく、透過水量が向上で
きなかった。また比較例２は中空糸膜内径が大きいため
に耐圧性が悪く実用に耐えなかった。比較例３は用いた
中空糸膜の外径が小さく膜面積は向上できたものの耐濁
質性は満足のいくものでなかった。さらに内径が小さい
ために耐圧性には優れるものの、透過水量は満足のいく
ものではなかった。
【００２６】実施例３、比較例４〜７ 参考例２に示した中空糸型逆浸透膜を使用し、実施例１
〜２と同様の手順に従い図２に示した交差部を軸方向に
３ケ所持つ中空糸型分離膜素子を作成した。得られた中
空糸型分離膜素子を圧力容器に挿入し、供給液中の塩化
ナトリウム濃度：１５００ｍｇ／ｌ、供給液温度：２５
℃、操作圧力：３０Ｋｇ／ｃｍ2 、回収率：７５％の条
件で逆浸透性能を確認した。結果を表４に示す。
〜２と同様の手順に従い図２に示した交差部を軸方向に
３ケ所持つ中空糸型分離膜素子を作成した。得られた中
空糸型分離膜素子を圧力容器に挿入し、供給液中の塩化
ナトリウム濃度：１５００ｍｇ／ｌ、供給液温度：２５
℃、操作圧力：３０Ｋｇ／ｃｍ2 、回収率：７５％の条
件で逆浸透性能を確認した。結果を表４に示す。
【００２７】実施例３は本発明による中空糸型分離素子
の例であり、逆浸透膜性能は満足のいくものであった。
比較例４は透過水量は向上したものの、用いた中空糸膜
の内径が大きいために耐圧性が悪く実用に供せるもので
なかった。比較例５は用いた中空糸膜の外径が大きいた
めに膜面積が小さく、透過水量が向上できなかった。ま
た比較例６は中空糸膜内径は満足するものの外径が大き
いために膜面積が小さく、透過水量が向上できなかっ
た。比較例７は用いた中空糸膜の外径は満足できるもの
の内径が小さく、耐圧性には優れるものの透過水量は満
足のいくものではなかった。
の例であり、逆浸透膜性能は満足のいくものであった。
比較例４は透過水量は向上したものの、用いた中空糸膜
の内径が大きいために耐圧性が悪く実用に供せるもので
なかった。比較例５は用いた中空糸膜の外径が大きいた
めに膜面積が小さく、透過水量が向上できなかった。ま
た比較例６は中空糸膜内径は満足するものの外径が大き
いために膜面積が小さく、透過水量が向上できなかっ
た。比較例７は用いた中空糸膜の外径は満足できるもの
の内径が小さく、耐圧性には優れるものの透過水量は満
足のいくものではなかった。
【００２８】
【表１】 なお、表中の略号は以下の通りである 外径：中空糸膜の外径 内径：中空糸膜の内径 Ｒｊ：塩除去率 [ １−（透過液の電気伝導度）／（供
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ１：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数 ＦＲ２：純水の透過水量 ＦＲ２／ＯＤ：透過水量パラメータ
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ１：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数 ＦＲ２：純水の透過水量 ＦＲ２／ＯＤ：透過水量パラメータ
【００２９】
【表２】 なお、表中の略号は以下の通りである 外径：中空糸膜の外径 内径：中空糸膜の内径 Ｒｊ：塩除去率 [ １−（透過液の電気伝導度）／（供
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ１：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数 ＦＲ２：純水の透過水量 ＦＲ２／ＯＤ：透過水量パラメータ
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ１：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数 ＦＲ２：純水の透過水量 ＦＲ２／ＯＤ：透過水量パラメータ
【００３０】
【表３】 なお、表中の略号は以下の通りである Ｒｊ：塩除去率 [ １−（透過液の電気伝導度）／（供
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数 差圧上昇度：運転開始２時間後のモジュール差圧に対す
る運転開始１００時間後のモジュール差圧の比率
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数 差圧上昇度：運転開始２時間後のモジュール差圧に対す
る運転開始１００時間後のモジュール差圧の比率
【００３１】
【表４】 なお、表中の略号は以下の通りである Ｒｊ：塩除去率 [ １−（透過液の電気伝導度）／（供
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数
給液の電気伝導度）] ×１００ ＦＲ：透過水量 −ｍ：運転開始２時間後及び１００時間後の透過水量よ
り求めた透過水量の減少係数
【００３２】
【発明の効果】本発明による中空糸型分離膜素子によれ
ば、高い透過水量や塩除去率、優れた耐圧性といった逆
浸透膜性能を有し、しかも処理水中の濁質成分や溶解成
分の影響を受け難い耐汚染性に優れる中空糸型分離膜素
子を提供することが可能である。かかる本発明による中
空糸型分離膜素子は、例えば飲料水や工業用水等の製造
を目的とした海水やかん水の脱塩による淡水化に利用さ
れる膜分離プロセスに好適に用いることができる。
ば、高い透過水量や塩除去率、優れた耐圧性といった逆
浸透膜性能を有し、しかも処理水中の濁質成分や溶解成
分の影響を受け難い耐汚染性に優れる中空糸型分離膜素
子を提供することが可能である。かかる本発明による中
空糸型分離膜素子は、例えば飲料水や工業用水等の製造
を目的とした海水やかん水の脱塩による淡水化に利用さ
れる膜分離プロセスに好適に用いることができる。
【図１】本発明に供する中空糸型分離膜素子の巻き上げ
体の例を示す図である。
体の例を示す図である。
【図２】本発明に供する中空糸型分離膜素子の巻き上げ
体の例を示す図である。
体の例を示す図である。
１ 芯管 ２ 中空糸束 ３ 中空糸層 ４ 交差部
Claims (5)
- 【請求項１】 中空糸膜を多数本集めて偏平な中空糸束
とし、中心部芯管の軸方向に対して５〜６０度の螺旋角
で巻装し、同じ螺旋方向の中空糸束はその直前に巻かれ
た中空糸束と平行に隣接するように配置され、一方反対
の螺旋方向の中空糸束とは交互に重なり合って交差部が
形成され、該交差部は中空糸束を巻き付けた中心部芯管
の一定位置でかつ同一円周上を順次移動して形成され、
交差部以外の位置では平行な多数本の中空糸束が層を形
成し、反対の螺旋方向の中空糸束が形成する層と交互に
積層されてなる中空糸型分離膜素子において、該中空糸
膜が外径９０〜１４０μｍ、内径３０〜８０μｍの逆浸
透膜であることを特徴とする中空糸型分離膜素子。 - 【請求項２】 中空糸膜の透過水量パラメータが次式 ０．２５≦ＦＲ／ＯＤ≦３ （式中ＦＲはｌ／ｍ2 ・ｈｒ・ａｔｍで示される２５℃
での純水の透過水量を表し、ＯＤはμｍで示される中空
糸膜の外径を表す）で示される範囲内である逆浸透膜で
ある請求項１記載の中空糸型分離膜素子。 - 【請求項３】 中空糸膜がセルロースエステルからなる
逆浸透膜である請求項１又は２記載の中空糸型分離膜素
子。 - 【請求項４】 中空糸膜が酢酸セルロースからなる逆浸
透膜である請求項１又は２記載の中空糸型分離膜素子 - 【請求項５】 中空糸膜がジアミノジフェニルスルホン
とピペラジンおよび／またはジアミノ安息香酸との混合
ジアミンからなるアミン成分と芳香族ポリカルボン酸ま
たはその誘導体である酸成分との反応で得られる芳香族
系コポリアミドからなる逆浸透膜である請求項１又は２
記載の中空糸型分離膜素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14774297A JP3591618B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 中空糸型分離膜素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14774297A JP3591618B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 中空糸型分離膜素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10337448A true JPH10337448A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3591618B2 JP3591618B2 (ja) | 2004-11-24 |
Family
ID=15437126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14774297A Expired - Fee Related JP3591618B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | 中空糸型分離膜素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3591618B2 (ja) |
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
| WO2001066238A1 (en) * | 1998-06-30 | 2001-09-13 | Aquasystems Ltd. | Method of producing purified water |
| WO2012026373A1 (ja) | 2010-08-27 | 2012-03-01 | 東洋紡績株式会社 | 中空糸型逆浸透膜及びその製造方法 |
| JP2013516959A (ja) * | 2010-01-17 | 2013-05-16 | カムボーリス，アムブロシオス | 水の回収 |
| WO2013118859A1 (ja) | 2012-02-09 | 2013-08-15 | 東洋紡株式会社 | 中空糸型半透膜及びその製造方法及びモジュール及び水処理方法 |
| WO2013125681A1 (ja) | 2012-02-24 | 2013-08-29 | 東洋紡株式会社 | 中空糸型半透膜及びその製造方法及びモジュール及び水処理方法 |
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| JP2017144358A (ja) * | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 株式会社ダイセル | 中空糸膜 |
| CN109364760A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-22 | 华电水务膜分离科技（天津）有限公司 | 一种卷绕式超滤膜组件及其制备方法 |
| CN111632501A (zh) * | 2013-02-22 | 2020-09-08 | Bl 科技公司 | 用于支承生物膜的膜片组件 |
| US11850554B2 (en) | 2014-03-20 | 2023-12-26 | Bl Technologies, Inc. | Wastewater treatment with primary treatment and MBR or MABR-IFAS reactor |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2016056547A1 (ja) | 2014-10-07 | 2016-04-14 | 東洋紡株式会社 | 分離膜および分離膜エレメントおよび分離膜モジュール |
-
1997
- 1997-06-05 JP JP14774297A patent/JP3591618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2012026373A1 (ja) | 2010-08-27 | 2012-03-01 | 東洋紡績株式会社 | 中空糸型逆浸透膜及びその製造方法 |
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