JPS62204802A - 膜分離装置 - Google Patents
膜分離装置Info
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- JPS62204802A JPS62204802A JP4530886A JP4530886A JPS62204802A JP S62204802 A JPS62204802 A JP S62204802A JP 4530886 A JP4530886 A JP 4530886A JP 4530886 A JP4530886 A JP 4530886A JP S62204802 A JPS62204802 A JP S62204802A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、液体の濾過・分画に膜を使用した膜分離装置
に関するものである。
に関するものである。
［従来の技術］
自動車の塗装のための電着塗装工程、エレクトロニクス
産業で用いる超純水製造工程、活性汚泥処理工程など多
目的に適用されている限外濾過法の装置では、七ジュー
ルと呼ばれるユニットを直列、並列に接続して用いる。
産業で用いる超純水製造工程、活性汚泥処理工程など多
目的に適用されている限外濾過法の装置では、七ジュー
ルと呼ばれるユニットを直列、並列に接続して用いる。
このモジュールには平板型、スパイラル巻き型、中空糸
型などがある。
型などがある。
従来用いられてきた平板型モジュールは、第６図に示す
ように、膜５２と膜５２を支持する平滑な支持体５４と
それらの間に設置された透過液通過体５３とにより構成
されている。
ように、膜５２と膜５２を支持する平滑な支持体５４と
それらの間に設置された透過液通過体５３とにより構成
されている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、このような平板型モジュールを使用した分離装
置は、被透過液側では阻止成分が膜面近傍で濃度の高い
状態いわゆる濃度分極を形成しやすがった。この濃度分
極は、膜透過流束を支配する１つの因子どなり、膜面近
傍での阻止成分濃度が高くなる程、膜透過流束が小さく
なり分離効率が劣化するという問題点があった。そこで
、濃度分極を減少さｌ、透過流束を増す手段として、一
般的には被透過液の膜面流速を増加させることにより乱
流を促進し、かつせん断速度を増す方法が採られてきた
が、平滑な膜支持体に支持された平板膜を使用している
ために、被透過液の膜面流速を大きくしても膜面近傍で
の濃度分極はあまり小さくならず、透過流束を増す有効
な手段がなかつｌこ 。
置は、被透過液側では阻止成分が膜面近傍で濃度の高い
状態いわゆる濃度分極を形成しやすがった。この濃度分
極は、膜透過流束を支配する１つの因子どなり、膜面近
傍での阻止成分濃度が高くなる程、膜透過流束が小さく
なり分離効率が劣化するという問題点があった。そこで
、濃度分極を減少さｌ、透過流束を増す手段として、一
般的には被透過液の膜面流速を増加させることにより乱
流を促進し、かつせん断速度を増す方法が採られてきた
が、平滑な膜支持体に支持された平板膜を使用している
ために、被透過液の膜面流速を大きくしても膜面近傍で
の濃度分極はあまり小さくならず、透過流束を増す有効
な手段がなかつｌこ 。
そこで本発明は、以上の問題点を解決し、膜面近傍の濃
度分極を小さくすることのできる膜分離装置を提供する
ことを目的としている。
度分極を小さくすることのできる膜分離装置を提供する
ことを目的としている。
［問題点を解決づるための手段］
上記目的を達成するために本発明は、膜と、透過液排出
手段を備えた膜支持体とを主たる構成要素とする膜分離
装置に１１３いて、膜支持体の少なくとも一面に被透過
液の流れの方向に対して一定の角度で並列する細溝を設
（プて、装置運転時に膜が波形となる凹凸状の膜支持面
を形成させたことを特徴とするものである。また、前記
細溝は、被透過液の流れの方向に対して直角あるいは斜
めとすることができる。
手段を備えた膜支持体とを主たる構成要素とする膜分離
装置に１１３いて、膜支持体の少なくとも一面に被透過
液の流れの方向に対して一定の角度で並列する細溝を設
（プて、装置運転時に膜が波形となる凹凸状の膜支持面
を形成させたことを特徴とするものである。また、前記
細溝は、被透過液の流れの方向に対して直角あるいは斜
めとすることができる。
［作 用］
本発明の膜分離装置は、膜支持体の少なくとも一面に、
被透過液の流れの方向に対して一定の角度で並列する細
溝を設けて、装置運転時に膜の被透過液側と透過液側の
差圧により膜が波形となる凹凸状の膜支持面を形成させ
たことにより、被透過液流に膜面近傍で渦流が発生する
。この渦流により・、膜面近傍のｍ度分極が低く抑えら
れ、高い透過流束を１Ｊることができる。
被透過液の流れの方向に対して一定の角度で並列する細
溝を設けて、装置運転時に膜の被透過液側と透過液側の
差圧により膜が波形となる凹凸状の膜支持面を形成させ
たことにより、被透過液流に膜面近傍で渦流が発生する
。この渦流により・、膜面近傍のｍ度分極が低く抑えら
れ、高い透過流束を１Ｊることができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照し説明する。
第１図は本発明の膜分離装置の第１の実施例を示したも
ので、この装置は分子ｆｉ１０００〜３００，０００程
度の高分子量物質の分離を行なう限外濾過装置の一種で
、平板型のモジュールを用いたものである。この装置の
平板型の膜分離モジュール１は、コンマ数μｍ程度の本
体スキン層と数百μｍのスキン支持層の一体構造の膜２
を、透過液の排出手段を有する膜支持体４に保持させ、
かつ周縁をシールした平板膜モジュールを構成要素とし
ている。
ので、この装置は分子ｆｉ１０００〜３００，０００程
度の高分子量物質の分離を行なう限外濾過装置の一種で
、平板型のモジュールを用いたものである。この装置の
平板型の膜分離モジュール１は、コンマ数μｍ程度の本
体スキン層と数百μｍのスキン支持層の一体構造の膜２
を、透過液の排出手段を有する膜支持体４に保持させ、
かつ周縁をシールした平板膜モジュールを構成要素とし
ている。
前記膜支持体４は、被透過液の流れの方向に対して直角
に一定間隔で細溝５を設け、膜支持体４の支持面を凹凸
構造としている。この細溝５は透過液排出手段を兼ね、
細８１１５により膜支持体４表面に形成された凹凸は、
凹の幅が０．５〜２ｓ程度で、凸の幅が０．２〜１ｓ＋
で、凹部の深さは０，２〜０．５ｒｒｒｍ程度あるいは
それ以上としている。また、凸の縁は膜の保護のために
丸味を持たせている。
に一定間隔で細溝５を設け、膜支持体４の支持面を凹凸
構造としている。この細溝５は透過液排出手段を兼ね、
細８１１５により膜支持体４表面に形成された凹凸は、
凹の幅が０．５〜２ｓ程度で、凸の幅が０．２〜１ｓ＋
で、凹部の深さは０，２〜０．５ｒｒｒｍ程度あるいは
それ以上としている。また、凸の縁は膜の保護のために
丸味を持たせている。
第２図の拡大断面図に示されるように、膜支持体４表面
に形成された細１５により膜支持体表面が凹凸構造とな
り、この膜支持体４上に設置された膜２は装置運転時に
被透過液側と透過液側の差圧によって膜２が波形となる
。
に形成された細１５により膜支持体表面が凹凸構造とな
り、この膜支持体４上に設置された膜２は装置運転時に
被透過液側と透過液側の差圧によって膜２が波形となる
。
この膜分離モジュール１を使用した分離装置を運転する
と、被透過液が矢印Ａの方向から膜２の上を流れる。被
透過液側と透過液側との差圧により波形となった膜２の
被透過液側の膜面近傍に渦が生じる。この渦流により、
膜面近傍での濃度分権を低く抑え、ざらに膜２の汚染を
防止する°ため、高い透過流束が得られる。透過流束の
増加により分離効率を向上させることができる。
と、被透過液が矢印Ａの方向から膜２の上を流れる。被
透過液側と透過液側との差圧により波形となった膜２の
被透過液側の膜面近傍に渦が生じる。この渦流により、
膜面近傍での濃度分権を低く抑え、ざらに膜２の汚染を
防止する°ため、高い透過流束が得られる。透過流束の
増加により分離効率を向上させることができる。
膜２を透過した液は、第１図に示すように、透過液排出
手段を兼ねた細溝５を流れ、膜支持体４に形成された透
過液出口６より流出し、回収される。また、細溝５が透
過液排出手段を兼ねることにより、膜支持体４と膜２と
の間に透過液通過体を設ける必要がなくなる。
手段を兼ねた細溝５を流れ、膜支持体４に形成された透
過液出口６より流出し、回収される。また、細溝５が透
過液排出手段を兼ねることにより、膜支持体４と膜２と
の間に透過液通過体を設ける必要がなくなる。
平板型膜分離モジュールを用いた分離装置において、従
来の平滑板の膜支持体５４を使用したものと、本発明の
溝付きの膜支持体４を使用したものとの比較のために、
排水を処理する活性汚泥混合液を被透過液として実験を
行った。実験は活性汚泥混合液濃度２，５００〜１０，
０００■／ＩＩ、混合液の膜面流速１〜３ＩｒＬ／５ｅ
Ｃ１透過圧力０．５〜３に９ ／ ｃｉの条件の下で行
われた。その結果、本発明の溝付ぎの膜支持体４を用い
た装置は従来のものに比べて、約３〜６割程度透過流束
が大きくなることが分った。また消費動力は、被透過液
の流量および流速を同じにした場合、乱流状態において
、従来のものと、本発明のものとの差はほとんど認めら
れなかった。従って、従来と同じ透過流束を得るための
ｄ′４費動力は約３〜６割安なく、しかも所要面Ｉ？ｉ
Ｊ５よび装置を縮小することができる。
来の平滑板の膜支持体５４を使用したものと、本発明の
溝付きの膜支持体４を使用したものとの比較のために、
排水を処理する活性汚泥混合液を被透過液として実験を
行った。実験は活性汚泥混合液濃度２，５００〜１０，
０００■／ＩＩ、混合液の膜面流速１〜３ＩｒＬ／５ｅ
Ｃ１透過圧力０．５〜３に９ ／ ｃｉの条件の下で行
われた。その結果、本発明の溝付ぎの膜支持体４を用い
た装置は従来のものに比べて、約３〜６割程度透過流束
が大きくなることが分った。また消費動力は、被透過液
の流量および流速を同じにした場合、乱流状態において
、従来のものと、本発明のものとの差はほとんど認めら
れなかった。従って、従来と同じ透過流束を得るための
ｄ′４費動力は約３〜６割安なく、しかも所要面Ｉ？ｉ
Ｊ５よび装置を縮小することができる。
次に、第３図に示された第２の実施例を説明する。この
実施例の装置も、第１の実施例と同様に平板型膜分離モ
ジュールを使用した限外濾過装置で、１Ｍ１２を、透過
液排出手段を有する膜支持体１４に保持させ、周縁をシ
ールした膜分離モジュール１１を構成要素とするもので
ある。
実施例の装置も、第１の実施例と同様に平板型膜分離モ
ジュールを使用した限外濾過装置で、１Ｍ１２を、透過
液排出手段を有する膜支持体１４に保持させ、周縁をシ
ールした膜分離モジュール１１を構成要素とするもので
ある。
膜支持体１４は、第３図に示されるように、被透過液の
流れの方向（矢印Ａ）に対し、斜めで対称的角度で向い
合うｍ溝１５が並列に一定の間隔で形成されている。こ
の細溝１５は、透過液排出手段を兼ね、その角度は被透
過液の流れの方向に対して３０°〜８０’が、適当で、
流れ方向に対して、逆く字形となる二方向の溝列により
構成されている。この細溝１５により支持体表面に形成
された凹凸は、凹の幅が０．５〜２ ｍ程度、凸の幅が
０．２〜１ｍ程度、凹部の深さが０．２〜０．５ａｍ態
度あるいはそれ以上とした。また膜１２の保護のために
凸部の縁は丸味を持たせている。この膜支持体１４に設
置された膜１２は、装置運転時に、被透過液側と透過液
側との差圧により′ｆｆＡｌ２の面が波形となる。また
、膜支持体１４の中央に通路を形成してもよい。
流れの方向（矢印Ａ）に対し、斜めで対称的角度で向い
合うｍ溝１５が並列に一定の間隔で形成されている。こ
の細溝１５は、透過液排出手段を兼ね、その角度は被透
過液の流れの方向に対して３０°〜８０’が、適当で、
流れ方向に対して、逆く字形となる二方向の溝列により
構成されている。この細溝１５により支持体表面に形成
された凹凸は、凹の幅が０．５〜２ ｍ程度、凸の幅が
０．２〜１ｍ程度、凹部の深さが０．２〜０．５ａｍ態
度あるいはそれ以上とした。また膜１２の保護のために
凸部の縁は丸味を持たせている。この膜支持体１４に設
置された膜１２は、装置運転時に、被透過液側と透過液
側との差圧により′ｆｆＡｌ２の面が波形となる。また
、膜支持体１４の中央に通路を形成してもよい。
この膜分離モジュール１１を使用した分離装置を運転す
ると、被透過液は矢印への方向から膜１２面上を流れる
。このとき被透過液側と透過液側の差圧により波形とな
った膜１２の被透過液側の膜面近傍に渦が発生する。膜
面の波形が被透過液の流れの方向に対して一定角度に傾
斜しているため、膜面上の渦流は斜方向の力を受け、渦
流が溝列の下流側に流されるのと同時に膜面近傍に滞留
しがちな濃縮物質を溝列の下流側に移動させる。従って
、膜面近傍での濃度分極をさらに低く抑え、膜１２の汚
染を減少させ、高い透過流束を得る。これにより、分離
効率を高めることができる。
ると、被透過液は矢印への方向から膜１２面上を流れる
。このとき被透過液側と透過液側の差圧により波形とな
った膜１２の被透過液側の膜面近傍に渦が発生する。膜
面の波形が被透過液の流れの方向に対して一定角度に傾
斜しているため、膜面上の渦流は斜方向の力を受け、渦
流が溝列の下流側に流されるのと同時に膜面近傍に滞留
しがちな濃縮物質を溝列の下流側に移動させる。従って
、膜面近傍での濃度分極をさらに低く抑え、膜１２の汚
染を減少させ、高い透過流束を得る。これにより、分離
効率を高めることができる。
膜１２を透過した液は、第３図の鎖線に示されるように
、透過液排出手段を兼ねた細＠１５を流れ、透過液出口
１６から排出され、回収される。
、透過液排出手段を兼ねた細＠１５を流れ、透過液出口
１６から排出され、回収される。
また従来の平滑な膜支持体５４を使用したものと、本実
施例の有角溝付きの膜支、特休１４を使用したものとの
透過流束の比較実験を行った。実験は活性ｆｊ 泥混合
Ｆ／ｉ Ｑａ ２，５００〜１０．０００１９／ （１
、ｕ合液の膜面流速１〜３′ｒｒＬ／５ｅＣ１透過圧力
０．５〜３に’Ｊ／ｃｉの条件のドで行った。その結果
、有角溝付き膜支持体１４を用いた分離装置は、平滑な
ものに比べて約４〜８割程度透過流束が大きくなること
が分った。また、消費動力は被透過液の流山、平均膜面
流速を同じにした場合、乱流状態において、平滑な膜支
持体と有角溝付きの膜支持体との間にほとんど差がなか
った。
施例の有角溝付きの膜支、特休１４を使用したものとの
透過流束の比較実験を行った。実験は活性ｆｊ 泥混合
Ｆ／ｉ Ｑａ ２，５００〜１０．０００１９／ （１
、ｕ合液の膜面流速１〜３′ｒｒＬ／５ｅＣ１透過圧力
０．５〜３に’Ｊ／ｃｉの条件のドで行った。その結果
、有角溝付き膜支持体１４を用いた分離装置は、平滑な
ものに比べて約４〜８割程度透過流束が大きくなること
が分った。また、消費動力は被透過液の流山、平均膜面
流速を同じにした場合、乱流状態において、平滑な膜支
持体と有角溝付きの膜支持体との間にほとんど差がなか
った。
また、有角溝付きの膜支持体として第４図および第５図
に他の実施例を示している。第４図は、膜支持体２４に
被透過液の流れの方向（矢印Ｂ）に対して一方向の細溝
２５を形成させたものであり、第５１ｉ４は膜支持体３
４に被透過液の流れの方向（矢印Ｂ）に対して、二方向
の細溝３５を組合わせた逆く字形の溝列を２つ形成した
ものである。これらの膜支持体２４．３４を用いた分離
装置も、第２の実施例と同様に、膜が装置運転時に波形
となり、被透過液側の膜面近傍に渦が発生し、その渦は
斜方向の力を受け、濃縮物質と共に下流側に流されるた
め、濃度分極が低く抑えられる。
に他の実施例を示している。第４図は、膜支持体２４に
被透過液の流れの方向（矢印Ｂ）に対して一方向の細溝
２５を形成させたものであり、第５１ｉ４は膜支持体３
４に被透過液の流れの方向（矢印Ｂ）に対して、二方向
の細溝３５を組合わせた逆く字形の溝列を２つ形成した
ものである。これらの膜支持体２４．３４を用いた分離
装置も、第２の実施例と同様に、膜が装置運転時に波形
となり、被透過液側の膜面近傍に渦が発生し、その渦は
斜方向の力を受け、濃縮物質と共に下流側に流されるた
め、濃度分極が低く抑えられる。
このように直角または有角の細溝を支持体表面に形成す
ることにより、被透過液側の膜面近１カに渦流を発生さ
せ、ａ度分穫を低く抑えるため、透過流束が増加し、分
離効率を向上させることができる。
ることにより、被透過液側の膜面近１カに渦流を発生さ
せ、ａ度分穫を低く抑えるため、透過流束が増加し、分
離効率を向上させることができる。
以上、本発明の膜分離装置を図面により説明してきたが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例では、限外濾過の装置ついて説明してき
たが、本考案の膜分離装置は、精密濾過など他の濾過方
法にも使用することができる。
たが、本考案の膜分離装置は、精密濾過など他の濾過方
法にも使用することができる。
［発明の効果］
本発明の膜分離装置は、膜支持体に、被透過液の流れの
方向に対して一定の角度を有する細溝を平行にある間隔
で設け、膜支持面を凹凸状とすることにより、装置運転
時に股の被透過液側と透過液側の差圧により膜面は波形
となり、被透過液流に膜面近傍で渦流が発生する。この
渦流により、膜面近傍の濃度分極を低く抑え、高い透過
流束が得られる。従って、分離効率を向上させることが
できる。
方向に対して一定の角度を有する細溝を平行にある間隔
で設け、膜支持面を凹凸状とすることにより、装置運転
時に股の被透過液側と透過液側の差圧により膜面は波形
となり、被透過液流に膜面近傍で渦流が発生する。この
渦流により、膜面近傍の濃度分極を低く抑え、高い透過
流束が得られる。従って、分離効率を向上させることが
できる。
また、膜支持体に設けられた細溝が透過液排出手段を兼
ねるため、透過液通過手段を設置する必要がない。
ねるため、透過液通過手段を設置する必要がない。
第１図は本発明の分離装置の第１実施例を示す斜視図、
第２図は同じく拡大縦断面図、第３図は第２の実施例の
斜視図、第４図は第３の実施例を示す支持体の平面図、
第５図は他の実施例を示す支持体の平面図、第６図は従
来例を示す断面図である。 １．１１・・・膜分離モジュール、２，１２・・・膜、
４，１４，２４．３４・・・膜支持体、５．１５，２５
．３５・・・細溝、６，１６・・・透過液排出口。
第２図は同じく拡大縦断面図、第３図は第２の実施例の
斜視図、第４図は第３の実施例を示す支持体の平面図、
第５図は他の実施例を示す支持体の平面図、第６図は従
来例を示す断面図である。 １．１１・・・膜分離モジュール、２，１２・・・膜、
４，１４，２４．３４・・・膜支持体、５．１５，２５
．３５・・・細溝、６，１６・・・透過液排出口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 膜と、透過液排出手段を備えた膜支持体とを主たる
構成要素とする膜分離装置において、膜支持体の少なく
とも一面に被透過液の流れの方向に対して一定の角度で
並列する細溝を設けて、装置運転時に膜が波形となる凹
凸状の膜支持面を形成させたことを特徴とする膜分離装
置。 ２ 細溝は被透過液の流れの方向に対して直角である特
許請求の範囲第１項記載の膜分離装置。 ３ 細溝は被透過液の流れに対して斜めで、一方向に並
列されている特許請求の範囲第１項記載の膜分離装置。 ４ 細溝は被透過液の流れに対し対称的な斜めの角度で
向い合う２列に形成されている特許請求の範囲第１項記
載の膜分離装置。 ５ 細溝が被透過液の流れの方向に対して斜めで、逆く
字形となる二方向の列の組合わせである特許請求の範囲
第１項記載の膜分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4530886A JPS62204802A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 膜分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4530886A JPS62204802A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 膜分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62204802A true JPS62204802A (ja) | 1987-09-09 |
Family
ID=12715684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4530886A Pending JPS62204802A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | 膜分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62204802A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001024915A1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-04-12 | University Of Newcastle | Novel porous element and use thereof |
| KR100346018B1 (ko) * | 2000-08-05 | 2002-08-01 | 한국과학기술연구원 | 내마모성 구 삽입식 와류를 이용한 판틀형 분리막 모듈시스템 |
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