JPH11137974A - スパイラル型膜エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コスト化が可能でかつ洗浄が容易で信頼性
の高いスパイラル型膜エレメントを提供することであ
る。 【解決手段】 集水管２の外周面に独立または連続した
封筒状膜３を巻回するとともに、封筒状膜３の間に原水
スペーサ４を挿入し、スパイラル状膜要素１ａを形成す
る。集水管２の外周面には、軸方向に延びるスリット状
の長孔２ａが設けられている。スパイラル状膜要素１ａ
の外周面を外周部流路材５で被覆する。スパイラル型膜
エレメント１の少なくとも外周部側から原水を供給し、
集水管２の開口端から透過水を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低圧逆浸透膜分離
装置、限外濾過装置、精密濾過装置等の膜分離装置に用
いられるスパイラル型膜エレメントおよびその運転方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、浄水技術へ膜分離技術が適用され
るとともに、海水淡水化等で用いられる逆浸透膜分離シ
ステムの前処理として膜分離技術が適用されつつある。
このような膜分離に使用される膜の種類としては、高透
過水量が得られる精密濾過膜や限外濾過膜が多く使用さ
れているが、最近、１０ｋｇｆ／ｃｍ² 以下の超低圧力
で高透過水量が得られる逆浸透膜も開発されてきた。

【０００３】また、前記膜分離に使用される膜エレメン
トの形態としては、単位体積当たりの膜面積（体積効
率）の点から中空糸膜エレメントが多く使用されてい
る。しかしながら、中空糸膜エレメントは、膜が折れや
すく、膜が折れると、原水が透過水に混ざり、分離性能
が低下するという欠点を有している。

【０００４】一方、膜面積を多くとれる膜エレメントの
形態としてスパイラル型膜エレメントがある。このスパ
イラル型膜エレメントは、中空糸膜エレメントと比較す
ると、分離性能を維持でき、信頼性が高いという利点を
有している。

【０００５】図７は従来のスパイラル型膜エレメントの
一部切欠き斜視図、図８は図７のスパイラル型膜エレメ
ントに用いられる集水管の斜視図である。図９は従来の
スパイラル型膜エレメントの外観斜視図である。

【０００６】図７に示すように、スパイラル型膜エレメ
ント２１は、透過水スペーサ２５の両面に分離膜２６を
重ね合わせて３辺を接着することにより封筒状膜（袋状
膜）２３を形成し、その封筒状膜２３の開口部を有孔中
空管からなる集水管２２に取り付け、ネット状（網状）
の原水スペーサ２４とともに集水管２２の外周面にスパ
イラル状に巻回することにより構成される。

【０００７】図８に示すように、集水管２２の外周面に
は、ある程度の強度を保つために、一定間隔で複数の円
形の孔２２ａが設けられている。

【０００８】原水スペーサ２４は、封筒状膜２３間に原
水が通る流路を形成するために設けられる。原水スペー
サ２４の厚みが小さいと、分離膜２６の充填効率は高く
なるが、懸濁物質による詰まりが生じる。そのため、通
常、原水スペーサ２４の厚みは約０．７ｍｍ〜３．０ｍ
ｍに設定される。

【０００９】なお、河川水のように懸濁物質を多く含む
原水を処理するためにジグザグ状の波板状原水スペーサ
（いわゆるコルゲートスペーサ）を用いたスパイラル型
膜エレメントがすでに公知となっている。

【００１０】図９に示すように、スパイラル型膜エレメ
ント２１の外周面は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）、収縮チューブ等からなる外装材２７で被覆され、
両端部にはアンチテレスコープと呼ばれるパッキンホル
ダ２８がそれぞれ取り付けられている。

【００１１】図１０は従来のスパイラル型膜エレメント
の運転方法の一例を示す断面図である。図１０に示すよ
うに、圧力容器（耐圧容器）３０は、筒形ケース３１お
よび１対の端板３２ａ，３２ｂにより構成される。一方
の端板３２ａには原水入口３３が形成され、他方の端板
３２ｂには濃縮水出口３５が形成されている。また、他
方の端板３２ｂの中央部には透過水出口３４が設けられ
ている。

【００１２】外周面の一端部近傍にパッキン３７が取り
付けられたスパイラル型膜エレメント２１を筒形ケース
３１内に装着し、筒形ケース３１の両方の開口端をそれ
ぞれ端板３２ａ，３２ｂで封止する。集水管２２の一方
の開口端は端板３２ｂの透過水出口３４に嵌合され、他
方の開口端にはエンドキャップ３６が装着される。

【００１３】スパイラル型膜エレメント２１の運転時に
は、原水５１を圧力容器３０の原水入口３３から第１の
液室３８内に導入する。図７に示すように、原水５１
は、スパイラル型膜エレメント２１の一方の端面側から
供給される。この原水５１は原水スペーサ２４に沿って
軸方向に流れ、スパイラル型膜エレメント２１の他方の
端面側から濃縮水５３として排出される。原水５１が原
水スペーサ２４に沿って流れる過程で分離膜２６を透過
した透過水５２が透過水スペーサ２５に沿って集水管２
２の内部に流れ込み、集水管２２の端部から排出され
る。

【００１４】その透過水５２は、図１０の圧力容器３０
の透過水出口３４から外部へ取り出される。また、濃縮
水５３は、圧力容器３０内の第２の液室３９から濃縮水
出口３５を通して外部へ取り出される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】膜エレメントを運転す
ると、原水中の濁質物質により膜の目詰まりが生じ、透
過流束が低下する。そのため、薬品洗浄等を行って目詰
まりを取り除き、透過流束を回復させるが、薬品洗浄に
要する手間およびコストが問題となる。そこで、目詰ま
りが生じないように、例えば中空糸膜エレメントでは、
透過水または空気による逆流洗浄が定期的に行われる。

【００１６】しかし、従来のスパイラル型膜エレメント
２１では、集水管２２に巻回された封筒状膜２３の外周
面が外装材２７で被覆されているので、逆流洗浄を行っ
ても、膜の目詰まりの原因となっている濁質物質等の汚
染物質が、膜エレメント２１の端部から排出されるまで
に原水スペーサ２４に捕捉されやすく、十分に除去され
ないという問題がある。

【００１７】また、図１０の圧力容器３０の筒形ケース
３１の内周面とスパイラル型膜エレメント２１との間に
存在する空隙がデッドスペースＳとなり、流体の滞留
（液溜まり）が生じる。スパイラル型膜エレメント２１
を長期間使用すると、デッドスペースに滞留している流
体が変性を起こす。特に、流体が有機物を含有する液体
である場合には、微生物等の雑菌が繁殖し、この雑菌が
有機物を分解して悪臭を発生したり、分離膜を分解して
しまうことがあり、信頼性の低下につながる。

【００１８】さらに、従来のスパイラル型膜エレメント
２１では、原水がスパイラル型膜エレメント２１の一端
部から供給され、他端部から排出されるので、集水管２
２に巻回された封筒状膜２３が竹の子状に変形すること
を防止するために、パッキンホルダ２８が必要となる。
また、原水スペーサ２４による圧力損失および目詰まり
による圧力損失によって原水流入側と濃縮水出口側との
間に圧力差が生じ、スパイラル型膜エレメント２１に変
形が生じる。この変形を防止するために、集水管２２に
巻回された封筒状膜２３の外周面をＦＲＰ、収縮チュー
ブ等の外装材２７で被覆している。これらにより、部品
コストおよび製造コストが高くなる。

【００１９】また、原水中の汚染物質によるケークの形
成を防ぐために十分な膜面線速を得ることが必要であ
り、そのためには十分な濃縮側流量が必要となる。濃縮
側流量を大きくすると、膜エレメント当たりの回収率が
低くなる上、原水を供給するポンプが大きいものとな
り、システムコストも非常に大きくなる。

【００２０】本発明の目的は、低コスト化が可能でかつ
洗浄が容易で信頼性の高いスパイラル型膜エレメントを
提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係るスパイラル型膜エレメントは、軸方向に延び
るスリット状の長孔を有する有孔中空管の外周面に独立
または連続した複数の封筒状膜が原液流路材を介して巻
回されてスパイラル状膜要素が形成され、スパイラル状
膜要素の外周部側および両端部側から原液が供給され、
有孔中空管の少なくとも一方の開口端から透過液が導出
されるものである。

【００２２】本発明に係るスパイラル型膜エレメントに
おいては、スパイラル状膜要素の外周面および両端面が
外装材で被覆されずに開放状態にされているため、原液
を膜エレメントの外周部側および両端部側から供給し、
全量濾過を行うことができる。これにより、単位膜面積
当たりの透過流束が高くなる。

【００２３】この場合、有孔中空管に軸方向に延びるス
リット状の長孔が設けられているので、封筒状膜を透過
した透過液が有孔中空管の内部に流れ込む際の抵抗が小
さくなる。したがって、膜エレメントの効率が高くな
り、初期の膜間差圧が小さくて済む。

【００２４】このように、原液が膜エレメントの外周部
側および両端部側から供給されるので、汚染物質が膜エ
レメントの外周部および両端部で捕捉される。したがっ
て、例えば透過水等の洗浄液による逆流洗浄で汚染物質
を均一に除去することが可能となる。

【００２５】逆流洗浄時に、有孔中空管の少なくとも一
方の開口端から洗浄液を導入すると、有孔中空管のスリ
ット状の長孔から導出される洗浄液が、封筒状膜を透過
して原液流路材に沿って流れ、スパイラル型膜エレメン
トの外周部および両端部から排出される。それにより、
膜エレメントの外周部および両端部に捕捉された汚染物
質が膜エレメントから剥離し、洗浄液とともに系外に排
出される。したがって、膜エレメントの外周部および両
端部に捕捉された汚染物質を均一に除去することができ
る。

【００２６】この場合、有孔中空管の内部に導入された
洗浄液が軸方向に延びるスリット状の長孔を通して分離
膜の全域に均等に行き渡るため、逆流洗浄が効果的に行
なわれる。したがって、分離膜の目詰まりが防止され、
長期間安定した運転が行なわれる。

【００２７】また、本発明の構造によれば、全量濾過に
より膜エレメントと圧力容器との間の空隙部にデッドス
ペースが形成されないので、膜エレメントと圧力容器と
の間の空隙部において流体の滞留が生じない。したがっ
て、有機物を含有する流体の分離に使用した場合でも、
微生物等の雑菌の繁殖、有機物の分解による悪臭の発
生、分離膜の分解等の問題が起こらず、高い信頼性が得
られる。

【００２８】さらに、膜エレメントの外周部側および両
端部側から原液が供給され、膜エレメントに全方向から
圧力が加わり、軸方向に変位を起こさせるような圧力が
加わらないので、有孔中空管に巻回された封筒状膜が竹
の子状に変形することがない。それにより、パッキンホ
ルダが不要となり、外装材も不要であるので、部品コス
トおよび製造コストが低減される。また、全量濾過が行
われるので、原液を供給するポンプに大きなものを用い
ることなく、高い回収率が得られる。それにより、シス
テムコストが低減される。

【００２９】また、膜エレメントに全方向から圧力が加
わるので、原液の供給圧力を高くしても膜エレメントの
変形が生じない。したがって、高い耐圧性が得られる。

【００３０】第２の発明に係るスパイラル型膜エレメン
トは、軸方向に延びるスリット状の長孔を有する有孔中
空管の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原
液流路材を介して巻回されてスパイラル状膜要素が形成
され、スパイラル状膜要素の一端部が封止され、スパイ
ラル状膜要素の外周部側および他端部側から原液が供給
され、有孔中空管の少なくとも一方の開口端から透過液
が導出されるものである。

【００３１】本発明に係るスパイラル型膜エレメントに
おいては、スパイラル状膜要素の外周面および一端面が
外装材で被覆されずに開放状態にされているため、原液
を膜エレメントの外周部側および一端部側から供給し、
全量濾過を行うことができる。これにより、単位膜面積
当たりの透過流束が高くなる。

【００３２】この場合、有孔中空管に軸方向に延びるス
リット状の長孔が設けられているので、封筒状膜を透過
した透過液が有孔中空管の内部に流れ込む際の抵抗が小
さくなる。したがって、膜エレメントの効率が高くな
り、初期の膜間差圧が小さくて済む。

【００３３】このように、原液が膜エレメントの外周部
側および一端部側から供給されるので、汚染物質が膜エ
レメントの外周部および一端部で捕捉される。したがっ
て、例えば透過水等の洗浄液による逆流洗浄で汚染物質
を均一に除去することが可能となる。

【００３４】逆流洗浄時に、有孔中空管の少なくとも一
方の開口端から洗浄液を導入すると、有孔中空管のスリ
ット状の長孔から導出される洗浄液が、封筒状膜を透過
して原液流路材に沿って流れ、スパイラル型膜エレメン
トの外周部および一端部から排出される。それにより、
膜エレメントの外周部および一端部に捕捉された汚染物
質が膜エレメントから剥離し、洗浄液とともに系外に排
出される。したがって、膜エレメントの外周部および一
端部に捕捉された汚染物質を均一に除去することができ
る。

【００３５】この場合、有孔中空管の内部に導入された
洗浄液が軸方向に延びるスリット状の長孔を通して分離
膜の全域に均等に行き渡るため、逆流洗浄が効果的に行
なわれる。したがって、分離膜の目詰まりが防止され、
長期間安定した運転が行なわれる。

【００３６】特に、膜エレメントの封止された端部側に
原液を供給するスペースが不要となるので、膜エレメン
トを収納する圧力容器を小型化することができる。ま
た、圧力容器の原液入口の側に膜エレメントの封止され
た端部を配置することにより、原液導入時に原液の動圧
によりスパイラル状膜要素の端面に汚れが付着すること
を防止することができる。

【００３７】また、本発明の構造においても、全量濾過
により膜エレメントと圧力容器との間の空隙部にデッド
スペースが形成されないので、微生物等の雑菌の繁殖、
有機物の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等の問題
が起こらず、高い信頼性が得られる。

【００３８】さらに、膜エレメントの全方向から圧力が
加わり、軸方向に変位を起こさせるような圧力が加わら
ないので、有孔中空管に巻回された封筒状膜が竹の子状
に変形することがない。それにより、パッキンホルダが
不要となり、外装材も不要であるので、部品コストおよ
び製造コストが低減される。また、全量濾過が行われる
ので、原液を供給するポンプに大きなものを用いること
なく、高い回収率が得られる。それにより、システムコ
ストが低減される。

【００３９】また、膜エレメントに全方向から圧力が加
わるので、原液の供給圧力を高くしても膜エレメントの
変形が生じない。したがって、高い耐圧性が得られる。

【００４０】第３の発明に係るスパイラル型膜エレメン
トは、軸方向に延びるスリット状の長孔を有する有孔中
空管の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原
液流路材を介して巻回されてスパイラル状膜要素が形成
され、スパイラル状膜要素の両端部が封止され、スパイ
ラル状膜要素の外周部側から原液が供給され、有孔中空
管の少なくとも一方の開口端から透過液が導出されるも
のである。

【００４１】本発明に係るスパイラル型膜エレメントに
おいては、スパイラル状膜要素の外周面が外装材で被覆
されずに開放状態にされているため、原液を膜エレメン
トの外周部側から供給し、全量濾過を行うことができ
る。これにより、単位膜面積当たりの透過流束が高くな
る。

【００４２】この場合、有孔中空管に軸方向に延びるス
リット状の長孔が設けられているので、封筒状膜を透過
した透過液が有孔中空管の内部に流れ込む際の抵抗が小
さくなる。したがって、膜エレメントの効率が高くな
り、初期の膜間差圧が小さくて済む。

【００４３】このように、原液が膜エレメントの外周部
側から供給されるので、汚染物質が膜エレメントの外周
部で捕捉される。したがって、例えば透過水等の洗浄液
による逆流洗浄で汚染物質を均一に除去することが可能
となる。

【００４４】逆流洗浄時に、有孔中空管の少なくとも一
方の開口端から洗浄液を導入すると、有孔中空管のスリ
ット状の長孔から導出される洗浄液が、封筒状膜を透過
して原液流路材に沿って流れ、スパイラル型膜エレメン
トの外周部から排出される。それにより、膜エレメント
の外周部に捕捉された汚染物質が膜エレメントから剥離
し、洗浄液とともに系外に排出される。したがって、膜
エレメントの外周部に捕捉された汚染物質を均一に除去
することができる。

【００４５】この場合、有孔中空管の内部に導入された
洗浄液が軸方向に延びるスリット状の長孔を通して分離
膜の全域に均等に行き渡るため、逆流洗浄が効果的に行
なわれる。したがって、分離膜の目詰まりが防止され、
長期間安定した運転が行なわれる。

【００４６】特に、膜エレメントの封止された両端部側
に原液を供給するスペースが不要となるので、膜エレメ
ントを収納する圧力容器を小型化することができる。ま
た、圧力容器の原液入口の側に膜エレメントの封止され
た両端部の一方を配置することにより、原液導入時に原
液の動圧によりスパイラル状膜要素の端面に汚れが付着
することを防止することができる。

【００４７】また、本発明の構造においても、全量濾過
により膜エレメントと圧力容器との間の空隙部にデッド
スペースが形成されないので、微生物等の雑菌の繁殖、
有機物の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等の問題
が起こらず、高い信頼性が得られる。

【００４８】さらに、膜エレメントの全方向から圧力が
加わり、軸方向に変位を起こさせるような圧力が加わら
ないので、有孔中空管に巻回された封筒状膜が竹の子状
に変形することがない。それにより、パッキンホルダが
不要となり、外装材も不要であるので、部品コストおよ
び製造コストが低減される。また、全量濾過が行われる
ので、原液を供給するポンプに大きなものを用いること
なく、高い回収率が得られる。それにより、システムコ
ストが低減される。

【００４９】また、膜エレメントに全方向から圧力が加
わるので、原液の供給圧力を高くしても膜エレメントの
変形が生じない。したがって、高い耐圧性が得られる。

【００５０】第１、第２または第３の発明に係るスパイ
ラル型膜エレメントにおいて、有孔中空管のスリット状
の長孔の幅は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ま
しい。これにより、十分な強度を保ちつつ透過液が有孔
中空管の内部に流れ込む際の抵抗を小さくすることがで
きる。

【００５１】また、第１、第２のまたは第３の発明に係
るスパイラル型膜エレメントにおいて、有孔中空管は、
金属、繊維強化プラスチック、プラスチックまたはセラ
ミックスからなることが好ましい。これにより、十分な
強度を得ることが可能となる。

【００５２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例における
スパイラル型膜エレメントの一部切欠き斜視図である。
図２は図１のスパイラル型膜エレメントに用いられる集
水管の斜視図である。また、図３は図１のスパイラル型
膜エレメントの封筒状膜の一例を示す横断面図であり、
図４は図１のスパイラル型膜エレメントの封筒状膜の他
の例を示す横断面図である。

【００５３】図１に示すスパイラル型膜エレメント１
は、有孔中空管からなる集水管２の外周面にそれぞれ独
立した複数の封筒状膜３または連続した複数の封筒状膜
３を巻回することにより構成されるスパイラル状膜要素
１ａを含む。封筒状膜３の間には、封筒状膜３どうしが
密着して膜面積が狭くなることを防止するため、および
原水の流路を形成するために原水スペーサ（原液流路
材）４が挿入されている。また、スパイラル状膜要素１
ａの外周面は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリス
チレン等のプラスチック、金属、ゴムまたは繊維等によ
り形成されるネットからなる外周部流路材５で覆われて
いる。

【００５４】図２に示すように、円筒形状の集水管２の
外周面には、軸方向に延びるスリット状の長孔２ａが設
けられている。本実施例では、図３および図４に示すよ
うに、集水管２に４つの長孔２ａが設けられる。この集
水管２は、金属、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、プ
ラスチック、セラミックス等の比較的強度を有する材質
により形成されている。

【００５５】各長孔２ａの幅Ｗが２ｍｍよりも小さい
と、封筒状膜３を透過した透過水が集水管２の内部に流
れ込む際の抵抗が大きくなる。一方、各長孔２ａの幅Ｗ
が６ｍｍよりも大きいと、十分な強度が得られなくな
る。したがって、各長孔２ａの幅Ｗは２ｍｍ以上６ｍｍ
以下であることが好ましい。

【００５６】図３および図４に示すように、封筒状膜３
は、透過水スペーサ（透過液流路材）６の両面に２枚の
分離膜７を重ね合わせて３辺を接着することにより形成
され、その封筒状膜３の開口部が集水管２の外周面に取
り付けられている。分離膜７としては、１０ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 以下で運転される低圧逆浸透膜、限外濾過膜、精密
濾過膜等が用いられる。

【００５７】図３の例では、複数の封筒状膜３がそれぞ
れ独立した分離膜７により形成される。図４の例では、
複数の封筒状膜３が連続した分離膜７を折り畳むことに
より形成される。

【００５８】原水スペーサ４の厚みが０．５ｍｍよりも
大きいと、原水中の汚染物質を膜エレメント１の少なく
とも外周部で捕捉しにくくなる。一方、原水スペーサ４
の厚みが０．１ｍｍよりも小さいと、封筒状膜３どうし
が接触しやすくなり、膜面積が小さくなる。したがっ
て、原水スペーサ４の厚みは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ
以下であることが好ましい。

【００５９】また、外周部流路材５の厚みが３０ｍｍよ
りも大きいと、膜エレメント１を収納する圧力容器に対
する膜エレメント１の容積効率が小さくなる。一方、外
周部流路材５の厚みが０．６ｍｍよりも小さいと、透過
水の逆流洗浄時に膜エレメント１の少なくとも外周部に
付着した汚染物質を系外に排出するための原水の流速が
小さくなる。したがって、外周部流路材５の厚みは０．
６ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。

【００６０】図５は本実施例のスパイラル型膜エレメン
トの運転方法の一例を示す断面図である。図５に示すよ
うに、圧力容器（耐圧容器）１０は、筒形ケース１１お
よび１対の端板１２ａ，１２ｂにより構成される。一方
の端板１２ａには原水入口１３が形成され、他方の端板
１２ｂには原水出口１５が形成されている。また、他方
の端板１２ｂの中央部には透過水出口１４が設けられて
いる。

【００６１】スパイラル型膜エレメント１が筒型ケース
１１内に収納され、筒状ケース１１の両方の開口端がそ
れぞれ端板１２ａ，１２ｂで封止される。集水管２の一
方の端部は端板１２ｂの透過水出口１４に嵌合され、他
方の端部にはエンドキャップ１６が装着される。端板１
２ｂの原水出口１５には、配管１７およびバルブ１８が
接続される。

【００６２】スパイラル型膜エレメント１の運転時に
は、原水５１を圧力容器１０の原水入口１３から圧力容
器１０の内部に導入する。原水５１は、スパイラル型膜
エレメント１の少なくとも外周部側から原水スペーサ４
に沿って封筒状膜３間に浸入する。図４の例では、原水
５１がスパイラル型膜エレメント１の外周部側および両
端部側から封筒状膜３間に浸入する。分離膜７を透過し
た透過水が透過水スペーサ６に沿って集水管２の内部に
流れ込む。それにより、圧力容器１０の透過水出口１４
から透過水５２が取り出される。このようにして、全量
濾過が行われる。

【００６３】この場合、濁質物質等の汚染物質は膜エレ
メント１の少なくとも外周部（図５の例では外周部およ
び両端部）で捕捉されるほど原水スペーサ４の厚さが薄
いため、膜エレメント１の少なくとも外周部に汚染物質
によりケーク層が形成される。膜エレメントの少なくと
も外周部ではケーク層によるケーク濾過が行なわれ、膜
エレメント１の内部では分離膜７により膜濾過が行なわ
れる。

【００６４】なお、バルブ１８を開いて原水出口１５か
ら一部原水を取り出してもよい。この場合、膜エレメン
ト１の外周部で原水の流れを形成することができる。そ
れにより、原水中の汚染物質の沈降を抑制しつつ汚染物
質の一部を圧力容器１０の外部に排出することができ
る。

【００６５】一定時間濾過を行った後、透過側から透過
水による逆流洗浄を行う。逆流洗浄時の透過水は、集水
管２から原水スペーサ４に沿って少なくとも外周部に向
かって流れる。それにより、膜エレメント１の少なくと
も外周部に捕捉された汚染物質が容易に剥離する。この
とき、原水入口１３から原水を供給しつつバルブ１８を
開放すると、剥離した汚染物質が系外に排出される。そ
の結果、膜流束が逆流洗浄前と比較して格段に回復す
る。

【００６６】本実施例のスパイラル型膜エレメント１に
おいては、集水管２に軸方向に延びるスリット状の長孔
２ａが設けられているので、封筒状膜３を透過した透過
水が集水管２の内部に流れ込む際の抵抗が小さくなる。
それにより、膜エレメント１の効率が高くなり、初期の
膜間差圧が小さくて済む。

【００６７】また、逆流洗浄時に、集水管２の内部に導
入された透過水が軸方向に延びるスリット状の長孔２ａ
を通して分離膜７の全域に行き渡るため、逆流洗浄が効
果的に行なわれる。したがって、分離膜７の目詰まりが
防止され、長期間安定した運転が行なわれる。

【００６８】さらに、本実施例のスパイラル型膜エレメ
ント１においては、前述のような濾過形態により膜エレ
メント１と圧力容器１０との間の空隙部にデッドスペー
スが形成されないので、微生物等の雑菌の繁殖、有機物
の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等の問題が発生
せず、高い信頼性が得られる。

【００６９】また、膜エレメント１に全方向から圧力が
加わるので、膜エレメント１の変形の問題が生じず、パ
ッキンホルダおよび外装材が不要となる。それにより、
部品コストおよび製造コストが低減される。

【００７０】また、全量濾過が行われるので、原水を供
給するポンプに大きなものを用いる必要がない。それに
より、システムコストが低減される。

【００７１】図６は本発明の他の実施例におけるスパイ
ラル型膜エレメントの正面図である。図６では、外周部
流路材の図示が省略されている。

【００７２】図６（ａ）のスパイラル型膜エレメント１
においては、スパイラル状膜要素１ａの両端部が樹脂層
１９で封止されている。図６（ｂ）のスパイラル型膜エ
レメント１においては、スパイラル状膜要素１ａの一端
部が樹脂層１９で封止されている。

【００７３】図５（ａ），（ｂ）のスパイラル型膜エレ
メント１では、製造時の作業工程が増加するが、膜エレ
メント１の両端部または一端部に原水を供給するスペー
スが不要となる。したがって、圧力容器を小型化するこ
とができ、圧力容器内に膜エレメント１を収納してなる
スパイラル型膜モジュールを小型化することができる。

【００７４】また、膜エレメント１の樹脂層１９で封止
された端部を圧力容器の原水入口の側に配置することに
より、原水導入時に原水の動圧により膜エレメント１の
端面に汚れが付着することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるスパイラル型膜エレ
メントの一部切欠き斜視図である。

【図２】図１のスパイラル型膜エレメントに用いられる
集水管の斜視図である。

【図３】図１のスパイラル型膜エレメントの封筒状膜の
一例を示す横断面図である。

【図４】図１のスパイラル型膜エレメントの封筒状膜の
他の例を示す横断面図である。

【図５】図１のスパイラル型膜エレメントの運転方法の
一例を示す断面図である。

【図６】本発明の他の実施例におけるスパイラル型膜エ
レメントの正面図である。

【図７】従来のスパイラル型膜エレメントの一部切欠き
斜視図である。

【図８】図７のスパイラル型膜エレメントに用いられる
集水管の斜視図である。

【図９】従来のスパイラル型膜エレメントの外観斜視図
である。

【図１０】従来のスパイラル型膜エレメントの運転方法
の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ スパイラル型膜エレメント １ａ スパイラル状膜要素 ２ 集水管 ２ａ 長孔 ３ 封筒状膜 ４ 原水スペーサ ５ 外周部流路材 ６ 透過水スペーサ ７ 分離膜 １０ 圧力容器 １３ 原水入口 １４ 透過水出口 ５１ 原水 ５２ 透過水

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に延びるスリット状の長孔を有す
   る有孔中空管の外周面に独立または連続した複数の封筒
   状膜が原液流路材を介して巻回されてスパイラル状膜要
   素が形成され、前記スパイラル状膜要素の外周部側およ
   び両端部側から原液が供給され、前記有孔中空管の少な
   くとも一方の開口端から透過液が導出されることを特徴
   とするスパイラル型膜エレメント。
2. 【請求項２】 軸方向に延びるスリット状の長孔を有す
   る有孔中空管の外周面に独立または連続した複数の封筒
   状膜が原液流路材を介して巻回されてスパイラル状膜要
   素が形成され、前記スパイラル状膜要素の一端部が封止
   され、前記スパイラル状膜要素の外周部側および他端部
   側から原液が供給され、前記有孔中空管の少なくとも一
   方の開口端から透過液が導出されることを特徴とするス
   パイラル型膜エレメント。
3. 【請求項３】 軸方向に延びるスリット状の長孔を有す
   る有孔中空管の外周面に独立または連続した複数の封筒
   状膜が原液流路材を介して巻回されてスパイラル状膜要
   素が形成され、前記スパイラル状膜要素の両端部が封止
   され、前記スパイラル状膜要素の外周部側から原液が供
   給され、前記有孔中空管の少なくとも一方の開口端から
   透過液が導出されることを特徴とするスパイラル型膜エ
   レメント。
4. 【請求項４】 前記有孔中空管の前記スリット状の長孔
   の幅は、２ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする
   請求項１、２または３記載のスパイラル型膜エレメン
   ト。
5. 【請求項５】 前記有孔中空管は、金属、繊維強化プラ
   スチック、プラスチックまたはセラミックスからなるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスパイ
   ラル型膜エレメント。