JP5081217B2 - Separation membrane unit and separation membrane element provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、濾過対象物を濾過することにより透過物を生成するための分離膜ユニット及びこれを備えた分離膜エレメントに関するものである。 The present invention relates to a separation membrane unit for producing a permeate by filtering an object to be filtered, and a separation membrane element including the separation membrane unit.
排水や海水などの原水(濾過対象物)を逆浸透法などを用いて濾過する方法としては、全濾過方式及びクロスフロー濾過方式が一般的に知られている。全濾過方式は、供給される原水の全量を濾過する方式であり、例えば分離膜に対して直交方向に原水が供給されるようになっている。一方、クロスフロー濾過方式は、分離膜に対して平行方向に原水を供給し、その原水の一部を分離膜で濾過しつつ、必要に応じて原水を循環させることにより、分離膜の目詰まりを抑制しながら濾過を行うことができる方式である。 As a method for filtering raw water (filter target) such as waste water or seawater using a reverse osmosis method, a total filtration method and a cross flow filtration method are generally known. The total filtration method is a method of filtering the whole amount of raw water to be supplied. For example, the raw water is supplied in a direction orthogonal to the separation membrane. On the other hand, the cross-flow filtration method clogs the separation membrane by supplying raw water in a direction parallel to the separation membrane and circulating the raw water as necessary while filtering a part of the raw water through the separation membrane. It is a system that can be filtered while suppressing the above.
クロスフロー濾過方式で原水を濾過する場合に使用可能な分離膜ユニットの一例として、下記特許文献1に開示されているように、一側方及び他側方に交互に折り返し部が形成されるようにプリーツ状に複数回折り返された分離膜を備えるプリーツ型の分離膜ユニットが知られている。この特許文献1に開示された構成では、プリーツ状に折り返された分離膜の中央部を貫通するように集水管4が設けられており、原水を分離膜で濾過することにより生成された透過水が、当該集水管4を介して分離膜ユニットの外部に導かれるようになっている。
As an example of a separation membrane unit that can be used when raw water is filtered by the crossflow filtration method, as disclosed in
また、クロスフロー濾過方式で原水を濾過する場合に使用可能な分離膜ユニットの他の例として、下記特許文献2に開示されているように、一定の積層方向に複数枚の分離膜が積層された構成を有する積層型の分離膜ユニットが知られている。この特許文献2に開示された構成では、積層された複数枚の分離膜を積層方向に貫通するように2つのパイプ12が設けられており、当該パイプ12を介して透過水が分離膜の積層方向の両側に導かれるようになっている。
In addition, as another example of a separation membrane unit that can be used when raw water is filtered by a cross flow filtration method, a plurality of separation membranes are laminated in a certain lamination direction as disclosed in
上記特許文献1のように、分離膜の中央部を集水管4が貫通する構成では、集水管4が配置される部分に分離膜を設けることができないため、分離膜の設置スペースを最大限確保することができず、その分だけ濾過効率が低下するといった問題がある。
In the configuration in which the
また、上記特許文献2のように、複数枚の分離膜を積層方向に貫通するパイプを設けた構成では、構造が複雑になり、製造コストが高くなるといった問題がある。
In addition, as in
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でクロスフロー濾過方式による濾過を良好に行うことができる分離膜ユニット及びこれを備えた分離膜エレメントを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a separation membrane unit and a separation membrane element including the separation membrane unit that can perform good filtration by a cross-flow filtration method with a simple configuration. To do.
本発明に係る分離膜ユニットは、濾過対象物を濾過することにより透過物を生成するための分離膜ユニットであって、複数枚の分離膜が、それぞれシート状の多孔質基材における一方の表面に分離活性層が形成され、隣接する前記分離膜の前記分離活性層が互いに対向するように積層されることにより、隣接する分離膜間に、供給される濾過対象物の流路としての供給側流路が形成され、前記分離膜の端部側から前記供給側流路内に、前記分離膜の積層方向に対して直交方向に濾過対象物が供給されるようになっており、生成された透過物の流路としての透過側流路が、それぞれ濾過対象物の供給方向に対して平行に延びるように、前記積層方向に対して直交方向かつ及び前記供給方向に対して直交方向に前記複数枚の分離膜を挟んで両側に形成されていることを特徴とする。 The separation membrane unit according to the present invention is a separation membrane unit for producing a permeate by filtering an object to be filtered , and each of the plurality of separation membranes is one surface of a sheet-like porous substrate. A separation active layer is formed on the supply side, and the separation active layers of the adjacent separation membranes are stacked so as to face each other, whereby a supply side as a flow path of a filtration target object to be supplied between the adjacent separation membranes A flow path is formed, and an object to be filtered is supplied from the end side of the separation membrane into the supply-side flow path in a direction orthogonal to the stacking direction of the separation membrane, and generated. The plurality of permeate-side flow paths as permeate flow paths extend in a direction orthogonal to the laminating direction and in a direction orthogonal to the supply direction so as to extend in parallel to the supply direction of the filtration object. On both sides of the separation membrane Made is characterized in that is.
このような構成によれば、透過側流路が、分離膜の積層方向に対して直交方向かつ濾過対象物の供給方向に対して直交方向に複数枚の分離膜を挟んで両側に配置されることにより、各分離膜の前記直交方向の両側において各分離膜に近接して透過側流路を形成することができる。これにより、各分離膜において生成された透過物を簡単な構成で透過側流路に導くことができるので、クロスフロー濾過方式による濾過を良好に行うことができる。 According to such a configuration, the permeation side flow path is disposed on both sides of the plurality of separation membranes in a direction orthogonal to the stacking direction of the separation membranes and in a direction orthogonal to the supply direction of the filtration object. Thereby, the permeation | transmission side flow path can be formed adjacent to each separation membrane in the both sides of the said orthogonal direction of each separation membrane. As a result, the permeate generated in each separation membrane can be guided to the permeate-side flow path with a simple configuration, so that the filtration by the crossflow filtration method can be performed satisfactorily.
また、例えば円筒状の断面からなる外装材の内部に当該分離膜ユニットを収容する場合などには、各分離膜の前記直交方向の両側にそれぞれ形成された外装材の内周面との間の空きスペースに、透過側流路を設けることができる。したがって、分離膜の設置スペースを最大限確保することができ、より効率よく濾過を行うことができる。 Further, for example, when the separation membrane unit is accommodated in the exterior material having a cylindrical cross section, between the inner peripheral surfaces of the exterior materials respectively formed on both sides in the orthogonal direction of each separation membrane A permeate-side channel can be provided in the empty space. Therefore, the installation space for the separation membrane can be secured to the maximum, and filtration can be performed more efficiently.
また、分離膜を挟んで両側に透過側流路を対称配置した場合には、偏流が起こりにくく、クロスフロー濾過方式による濾過をさらに良好に行うことができる。 Further, when the permeation side flow paths are symmetrically arranged on both sides of the separation membrane, uneven flow hardly occurs, and filtration by a cross flow filtration method can be performed more satisfactorily.
本発明に係る分離膜ユニットは、前記分離膜は、一定の積層方向に3枚以上積層されており、前記分離膜における前記積層方向に対して直交方向かつ前記供給方向に対して直交方向の両端部側に、それぞれ前記透過側流路が形成されていることを特徴とする。 In the separation membrane unit according to the present invention, three or more separation membranes are laminated in a certain lamination direction, and both ends of the separation membrane in a direction perpendicular to the lamination direction and perpendicular to the supply direction Each of the permeate-side flow paths is formed on the part side.
このような構成によれば、各分離膜における前記積層方向に対して直交方向かつ前記供給方向に対して直交方向の両端部側に、それぞれ前記透過側流路が形成されることにより、各分離膜の前記直交方向の両端部に近接して透過側流路を形成することができる。したがって、それらの両端部から各分離膜において生成された透過物を透過側流路に容易に導くことができる。 According to such a configuration, the permeation-side flow paths are formed on both end sides of each separation membrane in the direction orthogonal to the stacking direction and the direction orthogonal to the supply direction, whereby each separation membrane is separated. A permeate flow path can be formed in the vicinity of both ends of the membrane in the orthogonal direction. Therefore, the permeate generated in each separation membrane from both ends can be easily guided to the permeate side flow path.
本発明に係る分離膜ユニットは、前記分離膜は、2枚積層された状態でプリーツ状に複数回折り返されることにより、当該2枚の分離膜の一側方及び他側方に交互に折り返し部が形成されており、前記分離膜を挟んで前記一方側及び他方側に、それぞれ前記透過側流路が形成されていることを特徴とする。 In the separation membrane unit according to the present invention, a plurality of the separation membranes are folded back in a pleated form in a stacked state, thereby alternately turning back to one side and the other side of the two separation membranes. The permeation side flow path is formed on each of the one side and the other side across the separation membrane.
このような構成によれば、分離膜を挟んで一方側及び他方側に、それぞれ透過側流路が形成されることにより、分離膜の各折り返し部に近接して透過側流路を形成することができる。したがって、それらの折り返し部から各分離膜において生成された透過物を透過側流路に容易に導くことができる。 According to such a configuration, the permeation-side flow path is formed in the vicinity of each folded portion of the separation membrane by forming the permeation-side flow path on one side and the other side with the separation membrane interposed therebetween. Can do. Therefore, the permeate generated in each separation membrane from these folded portions can be easily guided to the permeate-side flow path.
本発明に係る分離膜ユニットは、前記複数枚の分離膜は、それぞれシート状の多孔質基材における一方の表面に分離活性層が形成され、隣接する前記分離膜の前記分離活性層が互いに対向するように積層されていることを特徴とする。 In the separation membrane unit according to the present invention, each of the plurality of separation membranes has a separation active layer formed on one surface of the sheet-like porous substrate, and the separation active layers of the adjacent separation membranes face each other. It is characterized by being laminated so as to.
このような構成によれば、それぞれシート状の多孔質基材における一方の表面に分離活性層が形成された隣接する分離膜が、分離活性層が互いに対向するように重ね合せられているので、分離活性層が外側に露出することがなく、分離活性層の損傷を防止することができる。 According to such a configuration, the adjacent separation membranes in which the separation active layer is formed on one surface of each sheet-like porous substrate are overlapped so that the separation active layers face each other. The isolation active layer is not exposed to the outside, and damage to the isolation active layer can be prevented.
本発明に係る分離膜ユニットは、隣接する前記分離膜間には、前記供給側流路を形成するための供給側流路材が設けられていることを特徴とする。 The separation membrane unit according to the present invention is characterized in that a supply-side channel material for forming the supply-side channel is provided between the adjacent separation membranes.
このような構成によれば、隣接する分離膜間に設けられた供給側流路材によって供給側流路を確実に形成することができるので、より良好に濾過対象物を濾過することができる。 According to such a configuration, the supply-side channel can be reliably formed by the supply-side channel material provided between the adjacent separation membranes, so that the filtration object can be filtered better.
本発明に係る分離膜エレメントは、前記分離膜ユニットと、前記分離膜ユニットの外側を覆う外装材とを備えたことを特徴とする。 The separation membrane element according to the present invention includes the separation membrane unit and an exterior material that covers the outside of the separation membrane unit.
図1は、本発明の一実施形態に係る分離膜ユニットを構成する分離膜1の積層態様の一例を示した分解断面図である。この例では、隣接する分離膜1の間にスペーサとしての流路材2が挟み込まれている。分離膜1は、限外濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜、透析膜などいずれでもよいが、原水の圧力と透過水の流量などの関係から、逆浸透膜又は限外濾過膜である場合に有効である。
FIG. 1 is an exploded cross-sectional view showing an example of a stacking mode of
各分離膜1は、互いに同一の構成からなり、それぞれシート状の多孔質基材3と、当該多孔質基材3の一方の表面に形成された分離活性層(スキン層)4とを有する。分離膜1は、多孔質基材3及び分離活性層4だけでなく、他の層をさらに含んでいてもよい。分離膜1の厚さは、一般に、20〜2000μm程度である。隣接する分離膜1は、分離活性層4が互いに対向するように、流路材2を挟んで両側に重ね合せられる。これにより、各分離膜1の分離活性層4が対向する流路材2の表面に当接した状態で、2枚の分離膜1と流路材2とが積層されることが好ましい。
Each
多孔質基材3は、例えばポリスルホン、ポリエーテルスルホン、PVDF、ポリエチレン、ポリイミド、エポキシなどを用いて形成することができる。当該多孔質基材3は、上記材料に加え、例えば不織布、織布、編み物、ネットなどの補強材を用いて補強された構成であってもよい。分離活性層4は、緻密で非多孔質の薄膜からなり、その形成材料は特に制限されず、例えば、酢酸セルロール、エチルセルロース、ポリエーテル、ポリエステル、ポリアミド及びシリコンなどが挙げられる。多孔質基材3上に形成した分離活性層4の厚みは特に制限されないが、通常0.05〜2μm程度であり、好ましくは、0.1〜1μmである。流路材2は、例えば編み物、ネットなどを用いて形成することができる。
The porous substrate 3 can be formed using, for example, polysulfone, polyethersulfone, PVDF, polyethylene, polyimide, epoxy, or the like. In addition to the above materials, the porous substrate 3 may be reinforced with a reinforcing material such as a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, or a net. The separation
図1に示すように、それぞれシート状の多孔質基材3における一方の表面に分離活性層4が形成された隣接する分離膜1が、分離活性層4が互いに対向するように重ね合せられているので、分離活性層4が外側に露出することがなく、分離活性層4の損傷を防止することができる。
As shown in FIG. 1,
図2A及び図2Bは、分離膜ユニット10の構成例を示した概略斜視図である。この分離膜ユニット10は、原水(濾過対象物)を濾過することにより透過水(透過物)を生成するためのものであり、図2Aの例では、分離膜1が一定の積層方向に3枚以上積層されており、図2Bの例では、分離膜1が2枚積層された状態でプリーツ状に複数回折り返されている。
2A and 2B are schematic perspective views showing a configuration example of the
図2Aの例では、図1に示した態様で互いに重ね合わせられた2枚の分離膜1及び流路材2の組が、積層方向A1に複数組積層されている。この分離膜ユニット10には、積層方向A1に対して直交方向、すなわち分離膜1に対して平行な方向B1に沿って、排水や海水などの原水が供給されるクロスフロー濾過方式が採用されており、積層された複数枚の分離膜1及び流路材2における供給方向B1の上流側の一端から原水が供給される。供給された原水は、流路材2により隣接する分離膜1間に形成される原水の流路(供給側流路)を通って、隣接する分離膜1間に進入し、分離膜1に対して平行方向(供給方向B1)に流れる過程で当該分離膜1によって濾過される。このとき流路材2は、供給側流路を形成するための供給側流路材として機能し、この供給側流路材によって供給側流路を確実に形成することができる。
In the example of FIG. 2A, a plurality of sets of two
分離膜1における積層方向A1及び供給方向B1に対して直交方向C1の両端部側(図2Aにおける上側及び下側)には、原水の流通方向である供給方向B1に対して平行に延びる集水管6が設けられている。これらの集水管6は、その内部に透過水の流路としての透過側流路7が形成されている。
On both ends (upper and lower sides in FIG. 2A) in the direction C1 perpendicular to the stacking direction A1 and the supply direction B1 in the
供給側流路内を供給方向B1に流れる原水が分離膜1で濾過されることによって生成された透過水は、各組の分離膜1の外部、より具体的には隣接する組の分離膜1間に形成された透過側流路(図示せず)へと流れ出て、当該透過側流路を通って図2Aにおける上側及び下側へと導かれ、図示しない集水構造を介して集水管6内に集水される。このようにして集水された透過水は、集水管6内を通って分離膜ユニット10の外部へと導かれる。隣接する組の分離膜1間には、透過側流路を形成するための透過側流路材が設けられていてもよい。
The permeated water generated by filtering the raw water flowing in the supply-side channel in the supply direction B1 by the
この例では、積層された複数枚の分離膜1及び流路材2と、その直交方向C1の両端部側に設けられた集水管6との間に、それぞれ封止部8が形成されている。この封止部8は、隣接する分離膜1の間を通る原水と、当該隣接する分離膜1の外部に生成される透過水とを分離するためのものであり、透過水のみが封止部8を通って集水管6へと導かれる。上記集水機構は、当該封止部8に形成されていてもよいし、当該封止部8とは別に形成されていてもよい。
In this example, sealing
以上のような図2Aの例では、各分離膜1における積層方向A1及び供給方向B1に対して直交方向C1の両端部側(図2Aにおける上側及び下側)に、それぞれ透過側流路7が形成されることにより、各分離膜1の直交方向C1の両端部に近接して透過側流路7を形成することができる。したがって、それらの両端部から各分離膜1において生成された透過水を透過側流路7に容易に導くことができる。
In the example of FIG. 2A as described above, the permeation-
図2Bの例では、図1に示した態様で互いに重ね合わせられた2枚の分離膜1及び流路材2が、プリーツ状(蛇腹状)に複数回折り返されることにより、2枚の分離膜1の一側方及び他側方(図2Bにおける上方及び下方)に交互に折り返し部5が形成されている。そのため、2枚の分離膜1及び流路材2は、いずれも可撓性を有していることが好ましい。プリーツ状に複数回折り返された2枚の分離膜1及び流路材2は、折り返された部分が互いに隣接して一定の方向A2に積層された状態となる。各折り返し部5は、上記のような分離膜1及び流路材2の積層方向A2に対して直交する方向B2に延びており、隣接する折り返し部5同士が上記積層方向A2に並んでいる。
In the example of FIG. 2B, two
この分離膜ユニット10には、積層方向A2に対して直交方向、すなわち分離膜1に対して平行な方向B2に沿って、排水や海水などの原水が供給されるクロスフロー濾過方式が採用されており、プリーツ状に複数回折り返された2枚の分離膜1及び流路材2における供給方向B2の上流側の一端から原水が供給される。供給された原水は、流路材2により2枚の分離膜1間に形成される原水の流路(供給側流路)を通って、2枚の分離膜1間に進入し、分離膜1に対して平行方向(供給方向B2)に流れる過程で当該分離膜1によって濾過される。このとき流路材2は、供給側流路を形成するための供給側流路材として機能し、この供給側流路材によって供給側流路を確実に形成することができるので、折り返し部5などにおいても良好に原水を濾過することができる。
The
プリーツ状に複数回折り返された2枚の分離膜1及び流路材2における積層方向A2及び供給方向B2に対して直交方向C2の両側(図2Bにおける上側及び下側)には、原水の流通方向である供給方向B2に対して平行に延びる集水管6が設けられている。これらの集水管6は、プリーツ状に複数回折り返された2枚の分離膜1及び流路材2に対して、折り返し部5が形成されている一側方及び他側方に設けられており、その内部に透過水の流路としての透過側流路7が形成されている。
On the two sides (upper side and lower side in FIG. 2B) in the direction C2 perpendicular to the laminating direction A2 and the supply direction B2 of the two
供給側流路内を供給方向B2に流れる原水が分離膜1で濾過されることによって生成された透過水は、2枚の分離膜1の外部、より具体的には折り返されることにより隣接する分離膜1間に形成された透過側流路(図示せず)へと流れ出て、当該透過側流路を通って図2Bにおける上側及び下側へと導かれ、図示しない集水構造を介して集水管6内に集水される。このようにして集水された透過水は、集水管6内を通って分離膜ユニット10の外部へと導かれる。折り返されることにより隣接する分離膜1間には、透過側流路を形成するための透過側流路材が設けられていてもよい。
The permeated water generated by filtering the raw water flowing in the supply-side flow path in the supply direction B2 by the
この例では、プリーツ状に複数回折り返された2枚の分離膜1及び流路材2と、その一側方及び他側方に設けられた集水管6との間に、それぞれ封止部8が形成されている。この封止部8は、2枚の分離膜1の間を通る原水と、当該2枚の分離膜1の外部に生成される透過水とを分離するためのものであり、透過水のみが封止部8を通って集水管6へと導かれる。上記集水機構は、当該封止部8に形成されていてもよいし、当該封止部8とは別に形成されていてもよい。
In this example, a sealing
以上のような図2Bの例では、分離膜1を挟んで一方側及び他方側(図2Bにおける上側及び下側)に、それぞれ透過側流路7が形成されることにより、分離膜1の各折り返し部5に近接して透過側流路7を形成することができる。したがって、それらの折り返し部5から各分離膜1において生成された透過水を透過側流路7に容易に導くことができる。
In the example of FIG. 2B as described above, the permeation-
本実施形態では、透過側流路7が、分離膜1の積層方向A1,A2及び原水の供給方向B1,B2に対して直交方向C1,C2に複数枚の分離膜1を挟んで両側(図2A及び図2Bにおける上側及び下側)に配置されることにより、各分離膜1の前記直交方向C1,C2の両側において各分離膜1に近接して透過側流路7を形成することができる。これにより、各分離膜1において生成された透過水を簡単な構成で透過側流路7に導くことができるので、クロスフロー濾過方式による濾過を良好に行うことができる。
In the present embodiment, the permeate
また、図2A及び図2Bの例のように、分離膜1を挟んで両側に透過側流路7を対称配置した場合には、偏流が起こりにくく、クロスフロー濾過方式による濾過をさらに良好に行うことができる。
Further, as in the example of FIGS. 2A and 2B, when the permeation-
図3A〜図3Cは、図2Bのように分離膜1を折り返す際の態様を示した概略断面図である。図3Aは、互いに重ね合わせられた2枚の分離膜1及び流路材2がプリーツ状に複数回折り返される途中の状態を示した例であり、折り返し部5が鋭角となるようにV字状に屈曲されている。図3Bは、図3Aと同様、互いに重ね合わせられた2枚の分離膜1及び流路材2がプリーツ状に複数回折り返される途中の状態を示した例であるが、折り返し部5がU字状に湾曲した形状となっている。
3A to 3C are schematic cross-sectional views showing a mode when the
図2Bの例では、2枚の分離膜1間に流路材2が挟み込まれた構成について説明したが、2枚の分離膜1間に原水の流路を確保することができれば、流路材2を省略することも可能である。例えば、図3Cに示す例のように、2枚の分離膜1における各分離活性層4を、平坦面ではなく凹凸を有する面とすれば、それらの分離活性層4が当接するように2枚の分離膜1を重ね合せた場合に、各分離活性層4の凸部同士が当接し、凹部間に原水の流路を形成することができる。上記凸部の形状としては、原水の流路を確保することができるような形状であれば、菱形、平行四辺形、楕円形、長円形、円形、正方形、三角形などの各種形状を採用することができる。この図3Cの例では、分離膜1の折り返し部5がV字状に屈曲されているが、このような形状に限らず、例えば折り返し部5がU字状に湾曲した形状などであってもよい。
In the example of FIG. 2B, the configuration in which the
図3A〜図3Cは、図2Bのように分離膜1を折り返す際の態様の単なる一例を示したものであり、2枚の分離膜1が複数回折り返された形状であれば、他の各種形状を採用することができる。2枚の分離膜1を折り返す方法としては、例えば2枚の分離膜1を重ね合せた状態で折り返す方法と、各分離膜1を折り返した後に重ね合せる方法とがある。これらのいずれの方法においても、例えばギロチン刃などの部材を分離膜1に押し当てて、その押し当てた部分で分離膜1を折り返すことにより、上記部材に対応する形状の折り返し部5を形成することができる。その他にも、ピンチロール又はピンチバーを用いて分離膜1を折り返す方法なども考えられる。
3A to 3C show a mere example of a mode when the
また、図2Aのように複数枚の分離膜1を積層する場合にも、隣接する分離膜1間に原水の流路を確保することができれば、図2Aに示したような隣接する分離膜1間に流路材2が挟み込まれた構成に限らず、流路材2を省略することも可能である。この場合、図3Cに示す例と同様に、隣接する分離膜1における各分離活性層4を、平坦面ではなく凹凸を有する面とすれば、それらの分離活性層4が当接するように隣接する分離膜1を重ね合せた場合に、各分離活性層4の凸部同士が当接し、凹部間に原水の流路を形成することができる。
In addition, even when a plurality of
図4A〜図4Cは、分離膜エレメント100の構成例を示した概略斜視図である。図4A〜図4Cでは、図2Bの分離膜1を用いた例を示すが、図2Aの分離膜1に例示されるような他の分離膜1にも同様の構成を採用することができる。
4A to 4C are schematic perspective views showing a configuration example of the
分離膜ユニット10は、その外側を必要に応じて外装材9などで覆った状態で使用することができる。この例では、円筒状の外装材9内に分離膜ユニット10が設けられることにより、分離膜エレメント100が構成されている。必要に応じて、軸方向端部に原水や透過水の流路を設定するための端部材を設けてもよい。
The
図4Aは、図2Bの分離膜ユニット10が外装材9内に設けられた分離膜エレメント100の一例を示している。プリーツ状に複数回折り返された2枚の分離膜1及び流路材2は、断面が矩形状となるため、その対角線の長さよりも若干大きい内径を有する外装材9を用いることが好ましい。
FIG. 4A shows an example of the
この例では、プリーツ状に複数回折り返された2枚の分離膜1及び流路材2の一側方及び他側方(図4Aにおける上方及び下方)に、それぞれ封止部8が設けられることにより、これらの封止部8間に原水を流通させるための空間101が形成されるとともに、各封止部8と対向する外装材9の内周面との間に透過水を流通させるための空間102が形成されている。上記空間101及び空間102を水密に分離するためには、各封止部8の縁と外装材9の内周面とが密着していることが好ましく、そのために各封止部8の縁にシール部材が設けられていてもよい。
In this example, the sealing
図4B及び図4Cの例では、上記空間102が、透過側流路7を除いて封止部8により埋められており、そのために、封止部8の外周面は外装材9の内周面に対応する形状となっている。このような構成によれば、図4B及び図4Cに示すように、封止部8の内部に形成する孔の形状に応じて、任意の断面積からなる透過側流路7を形成することができる。
In the example of FIGS. 4B and 4C, the
図4A〜図4Cに例示されるように、円筒状の断面からなる外装材9の内部に分離膜ユニット10を収容する場合などには、2枚の分離膜1の一側方及び他側方(図4A〜図4Cにおける上方及び下方)にそれぞれ形成された外装材9の内周面との間の空きスペース(空間102)に、透過側流路7を設けることができる。したがって、2枚の分離膜1の設置スペースを最大限確保することができ、より効率よく濾過を行うことができる。
As illustrated in FIGS. 4A to 4C, when the
ただし、外装材9は、その断面が円形状のものに限らず、例えば矩形状などの他の形状のものであってもよいし、外装材9を省略することも可能である。外装材9を省略した場合であっても、本実施形態では、分離活性層4が互いに対向するように隣接する分離膜1が重ね合せられており、分離活性層4が露出することがないので、分離活性層4が損傷するおそれはない。
However, the exterior material 9 is not limited to a circular cross section, and may be other shapes such as a rectangular shape, or the exterior material 9 may be omitted. Even in the case where the packaging material 9 is omitted, in this embodiment, the
以上の実施形態では、濾過対象物が原水である場合について説明したが、水ではなく油などの他の原液であってもよいし、気体などであってもよい。 In the above embodiment, although the case where the filtration target object is raw water was demonstrated, other raw | natural solutions, such as oil instead of water, may be sufficient as gas.
1 分離膜
2 流路材
3 多孔質基材
4 分離活性層
5 折り返し部
6 集水管
7 透過側流路
8 封止部
9 外装材
10 分離膜ユニット
100 分離膜エレメント
101 空間
102 空間
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数枚の分離膜が、それぞれシート状の多孔質基材における一方の表面に分離活性層が形成され、隣接する前記分離膜の前記分離活性層が互いに対向するように積層されることにより、隣接する分離膜間に、供給される濾過対象物の流路としての供給側流路が形成され、前記分離膜の端部側から前記供給側流路内に、前記分離膜の積層方向に対して直交方向に濾過対象物が供給されるようになっており、
生成された透過物の流路としての透過側流路が、それぞれ濾過対象物の供給方向に対して平行に延びるように、前記積層方向に対して直交方向かつ及び前記供給方向に対して直交方向に前記複数枚の分離膜を挟んで両側に形成されていることを特徴とする分離膜ユニット。 A separation membrane unit for producing a permeate by filtering an object to be filtered,
A plurality of separation membranes are adjacent to each other by forming a separation active layer on one surface of each sheet-like porous substrate and laminating the separation active layers of adjacent separation membranes so as to face each other. A supply-side flow path as a flow path for the filtration target to be supplied is formed between the separation membranes, and from the end side of the separation membrane to the supply-side flow path with respect to the stacking direction of the separation membranes The filtration object is supplied in the orthogonal direction,
The permeate-side flow path as a flow path of the generated permeate extends in a direction orthogonal to the stacking direction and a direction orthogonal to the supply direction so that each of the permeate-side flow paths extends in parallel to the supply direction of the filtration object. The separation membrane unit is formed on both sides of the plurality of separation membranes.
前記分離膜における前記積層方向に対して直交方向かつ及び前記供給方向に対して直交方向の両端部側に、それぞれ前記透過側流路が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の分離膜ユニット。 Three or more separation membranes are laminated in a certain lamination direction,
The permeation-side flow path is formed on each end of the separation membrane in a direction orthogonal to the stacking direction and in a direction orthogonal to the supply direction, respectively. Separation membrane unit.
前記分離膜を挟んで前記一方側及び他方側に、それぞれ前記透過側流路が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の分離膜ユニット。 The separation membrane is folded two or more times in a pleated form in a stacked state, whereby folded portions are alternately formed on one side and the other side of the two separation membranes,
2. The separation membrane unit according to claim 1, wherein the permeation side flow path is formed on each of the one side and the other side across the separation membrane.
前記分離膜ユニットの外側を覆う外装材とを備えたことを特徴とする分離膜エレメント。 The separation membrane unit according to any one of claims 1 to 4 ,
A separation membrane element comprising: an exterior material that covers the outside of the separation membrane unit.
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