DE69731430T2

DE69731430T2 - Spiralförmig gewickeltes Membranmodul

Info

Publication number: DE69731430T2
Application number: DE69731430T
Authority: DE
Inventors: Keiji Shinjuku-Ku Uemura; Hirotake Shinjuku-Ku Shigemi
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2017-07-19
Also published as: EP0819466A3; US5858229A; EP0819466A2; EP0819466B1; DE69731430D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul (in dieser Beschreibung bedeutet dies Membranelemente), das bei einer Membrantrennungsvorrichtung, wie beispielsweise einer Mikrofiltrationsvorrichtung, einer Ultrafiltrationsvorrichtung oder einer umgekehrten Osmosemembrantrennungsvorrichtung verwendet wird.
Ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul weist Membranen auf, die um ein Wassersammlungsrohr gewickelt sind.
Die 7 zeigt ein konventionelles spiralförmig gewickeltes Membranmodul, wobei eine Vielzahl von hüllenartigen Membranen 2 um ein Wassersammlungsrohr 1 mit Maschenzwischenräumen 3 dort dazwischen gewickelt sind, um eine Rolle 5 auszubilden. Das Rohr 1 wird mit Schlitzen oder Öffnungen bereitgestellt, die zur Außenseite mit der Innenseite des Rohrs 1 in Verbindung stehen.
Jede Membran 2 in einer Hüllenform weist ein Inneres auf, das mit dem Inneren des Rohrs 1 in Verbindung steht. Die hüllenartige Membran 2 enthält einen inneren Zwischenraum 4 darin, wie beispielsweise einen maschenartigen Zwischenraum, so dass die Innenseite der Membran 2 einen durchdrungenen Wasserkanal bildet.
Die Rolle 5 der Membranen 2 ist mit abschließenden Deckeln (unit-telescopers) 6, 7 an ihren beiden Enden bereitgestellt und Salzdichtungen 8 sind um die abschließenden Deckel 6, 7 eingepasst.
Zuführungswasser fließt vom vorderen Ende der Membranenrolle 5 in einen Zuführungswasserkanal zwischen den Membranen 2 und fließt weiter in die longitudinale Richtung der Rolle 5. Konzentriertes bzw. angereichertes Wasser fließt aus dem rückwärtigen Ende der Rolle 5. Während das Wasser in die Zuführungswasserkanäle fließt, durchdringt das Wasser die Membranen 2 und fließt in das Rohr 1 und wird vom Ende des Rohres 1 als durchdrungenes Wasser entnommen.
Das oben beschriebene konventionelle Spiralelement erfordert das Wassersammlungsrohr 1 mit einem großen Durchmesser für eine große Wassermenge, die darin fließt, wodurch der Durchmesser des spiralförmig gewickelten Membranelements groß wird.
Die EP-A-0448973 offenbart ein spiralförmig-gewickeltes, gasdurchlässiges Membranmodul und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung des gleichen. Das Modul weist einen hohlen Dorn mit einer Vielzahl von Löchern auf, durch die Gas in eine hüllenartige gasdurchlässige Membran fließt. Die offene Seite der Hülle ist mit der Seitenoberfläche des Dorns verbunden.
Die WO 93/10889 und die EP-A-0208883 offenbart Membranmodule, die einen hohlen Dorn einsetzen, der eine Vielzahl von Löchern aufweist, durch welche ein Fluid hindurchgeht.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul bereitzustellen, das einen großen Membranbereich und doch noch eine große Strömung ohne ein Wassersammlungsrohr aufweist.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul bereitzustellen, das fähig ist, die vollständige Menge des rohen bzw. unaufbereiteten Wassers zu filtern, wenn unaufbereitetes Wasser kleine Mengen von schwebend gehaltenen Festkörpern aufweist.
Es ist noch ein anderes Ziel der Erfindung, ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul bereitzustellen, in das Zuführungswasser (nicht-durchdrungenes Wasser) mit einer hohen Geschwindigkeit sogar beim Abwärtsstrom eines Zuführungswasserkanals fließt.
Ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul einer ersten Anordnung nicht gemäß der Erfindung weist eine Vielzahl von hüllenartigen Membranen auf, die um eine Achse des Moduls gewickelt sind. Ein innerer Zwischenraum zum Ausbilden eines inneren Kanals ist im Inneren jeder Membran angeordnet, und ein äußerer Zwischenraum zum Ausbilden eines äußeren Kanals ist zwischen den Membranen angeordnet. Jede Membran ist in einem soliden bzw. substantiellen Rechteck ausgebildet, die erste, zweite, dritte und vierte Seiten aufweisen. Die ersten, zweiten und dritten Seiten sind geschlossen und die vierte Seite ist offen, um eine Öffnung aufzuweisen. Die Membranen sind so gewickelt, um eine Rolle der Membranen in solch einer Weise auszubilden, dass jede zweite Seite parallel zur vierten der Membran entlang des Kerns der Rolle positioniert ist, und jede vierte Seite auf dem äußeren Umfang der Membranenrolle freigelegt ist.
Das unaufbereitete Wasser wird zum Beispiel bei einem Ende der Rolle der Membranen in den Kanälen zwischen den Membranen geladen. Das unaufbereitete Wasser fließt in einer Richtung beinahe parallel zur Achse der Rolle in den Kanälen, und das nicht-durchdrungene Wasser wird vom anderen Ende der Rolle geladen.
Wasser, das durch die Membranen durchdrungen ist, fließt in die Membranen spiralförmig in der Wickelrichtung und fließt aus den Öffnungen, die auf dem Umfang der Rolle ausgebildet sind.
Da das durchdrungene Wasser aus den Öffnungen auf dem Umfang der Rolle entnommen wird, ist ein beim konventionellen Spiralmodul verwendetes Wassersammlungsrohr nicht länger notwendig, und die Länge der Membran in der Wickelrichtung ist erhöht, sowie, um den Membranbereich zu vergrößern.
Wenn das unaufbereitete Wasser kleine Mengen von schwebend gehaltenen Festkörpern aufweist, kann die vollständige Menge des unaufbereiteten Wassers durch Zuführung des unaufbereiteten Wassers aus den Öffnungen auf dem Umfang der Rolle in die Membranen gefiltert werden. Durchdrungenes Wasser fließt durch die Membranen in den Kanälen zwischen den Membranen und wird vom Ende der Rolle entnommen.
Ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul einer zweiten Ausführungsform nicht gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Vielzahl von hüllenartigen Membranen auf, die um eine Achse des Moduls gewickelt sind. Ein innerer Zwischenraum ist im Inneren jeder Membran angeordnet, und ein äußerer Zwischenraum ist zwischen den Membranen angeordnet, um einen äußeren Kanal auszubilden. Jede Membran ist in einem substantiellen Rechteck ausgebildet, das erste, zweite, dritte und vierte Seiten aufweist. Die ersten, zweiten und dritten Seiten sind geschlossen und die vierte Seite ist geöffnet, um eine Öffnung aufzuweisen. Die Membranen sind gewickelt, um eine Rolle von Mem branen in solch einer Weise auszubilden, dass jede zweite Seite parallel zur vierten Seite entlang des Kerns der Rolle positioniert ist und die vierte Seite auf dem äußeren Umfang der Rolle von diesen Membranen freigelegt ist. Jeder äußere Kanal zwischen den Membranen ist entlang der zweiten und vierten Seite geschlossen, entlang eines Teils der dritten Seite geöffnet und entlang des Rests der dritten Seite geschlossen und entlang der gesamten ersten Seite geöffnet.
Das unaufbereitete Wasser wird von einem Ende der Rolle in die äußeren Kanäle zwischen den Membranen des Moduls des zweiten Aspekts geladen. Das unaufbereitete Wasser fließt in eine Richtung beinahe parallel zur Achse der Rolle, und nicht durchdrungenes Wasser wird aus dem anderen Ende der Rolle entladen.
Wasser, das durch die Membranen durchdrungen ist, fließt in die Membranen spiralförmig in der Wickelrichtung und fließt aus den Öffnungen der Membranen auf dem Umfang der Rolle.
Da das durchdrungene Wasser aus den Öffnungen auf dem Umfang der Rolle entnommen wird, ist ein beim konventionellen Spiralmodul verwendetes Wassersammlungsrohr nicht länger notwendig, und die Länge der Membran ist in der Wickelrichtung erhöht, um den Membranbereich zu vergrößern.
Ein Auslass des äußeren Kanals ist nur auf einem Teil der dritten Seite der Membran angeordnet, mit anderen Worten, der Auslass ist kleiner als der der ersten Ausführungsform (Aspekts), bei der der Auslass entlang der dritten Seite vollständig geöffnet ist. Dies erhöht den hydraulischen Druck des unaufbereiteten Wassers innerhalb der äußeren Kanäle und dadurch erhöht sich auch der Fluss (eine Rate des durchdrungenen Wassers).
Ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul einer dritten Anordnung nicht gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen durchdrungenen Wasserzwischenraum auf, der im Inneren jeder hüllenartigen Membran angeordnet ist und einen Zuführungswasserzwischenraum, der zwischen den Membranen angeordnet ist. Jede Membran ist im Wesentlichen in einem Rechteck ausgebildet, das erste, zweite, dritte und vierte Seiten aufweist. Die ersten, zweiten und dritten Seiten sind geschlossen und die vierte Seite ist geöffnet, um eine Öffnung auszubilden. Die Membranen sind um einen Schaft des Moduls gewickelt, um eine Rolle von den Membranen in solch einer Weise auszubilden, dass die erste Seite rechtwinklig zur vierten Seite in Kontakt mit dem Schaft ist und die vierte Seite auf dem rückwärtigen Ende der Rolle der Membranen freigelegt ist, und die zweite Seite gegenüberliegend zur vierten Seite auf dem vorderen Ende der Rolle freigelegt ist. Die Zuführungswasserkanäle zwischen den Membranen sind entlang der ersten, dritten und vierten Seiten geschlossen. Jeder Zuführungswasserkanal ist in eine Zuführungsroute und eine Anreicherungsroute durch eine Aufteilung geteilt, die sich in einer Richtung fast parallel zur Achse der Rolle vom vorderen Ende der Rolle zu einem halben Weg gegen die Rolle erstreckt, sowie um einen konstanten Zuführungsfluss und einen konstanten Anreicherungsfluss in einem Kanal zu halten. Die Zuführungs-Annäherungs- bzw. die Anreicherungssroute und die konzentrierte Rückkehrroute stehen miteinander in Verbindung in der Nähe des rückwärtigen Endes der Rolle. Die Zugangsroute ist auf einer der äußeren und inneren Bereiche des vorderen Endes der Rolle der Membranen freigelegt. Die Rückkehrroute ist auf dem anderen Bereich des vorderen Endes der Rolle freigelegt.
Das unaufbereitete Wasser wird von einem der äußeren und inneren Bereiche des vorderen Endes der Rolle in die Zugangsroute zugeführt. Das unaufbereitete Wasser fließt in der Zugangsroute, um beinahe konstante Flussgeschwindigkeit im Durchgang zu halten, wechselt seine Fließrichtung, um in der Rückkehrroute zu fließen, und nicht-durchdrungenes Wasser fließt aus dem anderen Bereich des vorderen Endes der Rolle.
Durchdrungenes Wasser fließt in die Membranen in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Achse der Rolle und fließt aus der Öffnung entlang der vierten Seite der Membran, so dass das rückwärtige Ende freiliegt.
Das beim konventionellen spiralförmig gewickelten Membranmodul verwendete Wassersammlungsrohr ist, auch im Modul der dritten Ausführungform nicht länger notwendig. Das durchdrungene Wasser ist frei von einem Widerstand, wenn es aus den Membranen in das Wassersammlungsrohr fließt, wodurch das durchdrungene Wasser in die Membranen glatt fließt.
Da das Wassersammlungsrohr nicht eingesetzt wird, ist die Länge der Membranen in der gewickelten Richtung erhöht, um den Membranbereich zu vergrößern. Sogar bei der Membran, die eine erhöhte Länge in der Wickelrichtung aufweist, fließt das durchdrungene Wasser mit einer schwachen Flusswiderstandsfähigkeit glatt darin, um den Fluss zu erhöhen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul bereitgestellt, das einen durchdrungenen Wasserzwischenraum zum Ausbilden durchdrungener Wasserkanäle umfasst, die im Inneren jeder hüllenartigen Membran angeordnet sind, und ein Zuführungswasserzwischenraum zum Ausbilden von Zuführungswasserkanälen ist zwischen den Membranen ausgebildet. Jede Membran ist im Wesentlichen in einem Rechteck ausgebildet, das erste, zweite, dritte und vierte Seiten aufweist. Die ersten, zweiten und dritten Seiten sind geschlossen und die vierte Seite ist teilweise geöffnet, um eine Öffnung aufzuweisen und beim Rest davon geschlossen, um einen sperrenden Abschnitt auszubilden. Die Membranen sind um einen Schaft gewickelt, um eine Rolle der Membranen in solch einer Weise auszubilden, dass die erste Seite rechtwinklig zur vierten Seite in Kontakt mit dem Schaft ist, die vierte Seite auf dem rückwärtigen Ende der Rolle der Membranen freigelegt ist und die zweite Seite gegenüberliegend zur vierten Seite auf dem vorderen Ende der Rolle freigelegt ist. Jeder Zuführungswasserkanal zwischen den Membranen ist entlang der gesamten ersten und dritten Seiten geschlossen.
Unaufbereitetes Wasser wird vom vorderen Ende der Rolle in die Zuführungswasserkanäle geladen. Das unaufbereitete Wasser fließt in die Zuführungswasserkanäle in einer Richtung fast parallel zur Achse der Rolle der Membranen und nicht-durchdrungenes Wasser wird von den Auslässen der Zuführungswasserkanäle entladen, die das rückwärtige Ende der Rolle freilegen.
Durchdrungenes Wasser fließt durch die Membranen in die Membranen in einer Richtung fast parallel zur Achse der Rolle und fließt aus der Öffnung, die auf dem rückwärtigen Ende der Rolle ausgebildet ist.
Da das durchdrungene Wasser in den Membranen in die Richtung fast parallel zur Achse der Rollen, wie oben erwähnt, fließt, wird das beim konventionellen spiralförmig ge wickelten Membranmodul verwendete Wassersammlungsrohr nicht länger eingesetzt, wodurch das durchdrungene Wasser ohne Fließwiderstand ziemlich glatt fließt, wenn es aus den Membranen in das Wassersammlungsrohr fließt.
Da das Wassersammlungsrohr eliminiert ist, ist die Länge der Membranen in der gewickelten Richtung erhöht, um den Membranbereich ohne erhöhenden Druckverlust zu vergrößern. Das durchdrungene Wasser fließt mit einem schwachen Durchflußwiderstand sogar in der Membran glatt, die eine erhöhte Länge in der gewickelten Richtung aufweist, und der vergrößerte Bereich erhöht den Durchfluss des durchdrungenen Wassers.
Ein Auslass von jedem Zuführungswasserkanal ist nur teilweise beim rückwärtigen Ende der Rolle geöffnet, so dass die Flussgeschwindigkeit des Zuführungswassers (nicht-durchdrungenen Wassers) beim Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals höher als der konventionelle Strom wird, dadurch wird beim Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals eine Verschmutzung vermieden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Öffnungen entlang der vierten Seiten der Membranen in einem der äußeren und inneren Bereiche des rückwärtigen Endes der Rolle positioniert und die Auslässe der Zuführungswasserkanäle sind beim äußeren Bereich des rückwärtigen Endes der Rolle positioniert.
Ein Ringglied ist am rückwärtigen Ende der Rolle verbunden, um durchdrungenes Wasser zu trennen, das aus den Öffnungen der Membranen von nicht-durchdrungenem Wasser fließt, das wiederum aus den Ausgängen der Zuführungswasserkanäle fließt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beispielhaft mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen
die 1a eine perspektivische Ansicht ist, die eine hüllenartige Membran für ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul gemäß einer ersten nicht-erfindungsgemäßen Anordnung zeigt;
Die 1b ist eine Schnittansicht der hüllenartigen Membran und eines Schafts;
Die 1c ist eine Schnittansicht, die eine Wickelart der Membranen darstellt;
Die 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Wickelart der Membranen darstellt;
Die 3a ist eine perspektivische Ansicht eines Mundstückes;
Die 3b ist eine perspektivische Ansicht eines Mundstöpsels;
Die 4 ist eine perspektivische Ansicht des spiralförmig gewickelten Membranmoduls gemäß der ersten Anordnung;
Die 5 ist eine Seitenansicht, die einen Wasserfluss darstellt;
Die 6 ist eine Seitenansicht, die einen Wasserfluss darstellt;
Die 7 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur eines konventionellen spiralförmig gewickelten Membranmoduls zeigt,
Die 8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wickelart der Membranen gemäß einer zweiten nicht-erfindungsgemäßen Anordnung zeigt;
Die 9 ist eine schematische Ansicht, die einen äußeren Kanal in einem Modul gemäß der zweiten Anordnung zeigt;
Die 10 ist eine Schnittansicht, die eine Membrantrennvorrichtung unter Verwendung des Moduls der zweiten Anordnung zeigt;
Die 11a ist eine perspektivische Ansicht, die eine hüllenartige Membran nach einer dritten nicht-erfindungsgemäßen Anordnung zeigt;
Die 11b ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie 11B-11B von der 11a entnommen ist;
Die 11c ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie 11C-11C der 11A entnommen ist;
Die 11d ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur in der Nachbarschaft vom in 11a gezeigten D zeigt;
Die 12 ist eine Schnittansicht, die eine Wickelart der hüllenartigen Membranen des spiralförmig gewickelten Membranmoduls gemäß der Anordnung darstellt;
Die 13 ist eine perspektivische Ansicht, die den Eingriff zwischen der Membranrolle und einer Buchse zeigt;
Die 14 ist eine Seitenansicht des spiralförmig gewickelten Membranmoduls gemäß der dritten Anordnung;
Die 15a ist eine perspektivische Ansicht, die eine Membran der hülsenartigen Membranen gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Die 15b ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie 15B-15B der 15a entnommen ist;
Die 15c ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie 15C-15C der 15a entnommen ist;
Die 16 ist eine Frontansicht, die eine Wickelart der Membranen eines spiralförmig gewickelten Membranmoduls gemäß der Erfindung darstellt;
Die 17 ist eine perspektivische Ansicht, die den Eingriff zwischen der Membranrolle und einer Buchse zeigt; und
Die 18 ist eine Seitenansicht des spiralförmig gewickelten Membranmoduls gemäß der Erfindung.
Die 1a bis 6 zeigen ein spiralförmig gewickeltes Membranmodul gemäß der ersten Anordnung.
Die hüllenartige Membran 10 ist in einem Quadrat oder einem Rechteck ausgebildet, das eine erste Seite 11, eine zweite Seite 12, eine dritte Seite 13 und eine vierte Seite 14 aufweist. Die hüllenartige Membran 10 besteht aus einem langen Blatt eines Membranfilms 9, der bei der zweiten Seite 12 in zwei Hälften gefaltet ist, die zueinander entlang der ersten Seite 11 und der dritten Seite 13 mit einem Klebemittel zusammengeklebt sind, und sie sind, um eine Öffnung entlang der vierten Seite 14 aufzuweisen, nicht miteinander zusammengeklebt. Anstatt eines Blattes eines Membranfilms, der bei der zweiten Seite 12 in zwei Hälften gefaltet ist, können zwei Membranfilme verwendet werden, die entlang der ersten Seite 11, der zweiten Seite 12 und der dritten Seite 13 miteinander zusammengeklebt sind.
Im Inneren der Membran 10 angeordnet, besteht ein innerer Zwischenraum, wie beispielsweise ein Maschenzwischenraum 15, zum Ausbilden eines Kanals im Inneren der Membran 10.
Ein Mundstück 16 ist in die Öffnung der vierten Seite 14 eingeführt.
Der Membranfilm und das Mundstück 16 sind miteinander bei der Öffnung zusammengeklebt. Die Membranen 10 sind um einen Schaft 20 gewickelt, der aus einem hohlen Zylinder besteht, der mit Schlitzen 17 bereitgestellt ist, die sich in der longitudinalen Richtung des Schafts 20 erstrecken.
Nach dem Einführen der zweiten Seite 12 von jeder Membran 10 in jeden Schlitz 17, wird ein verfestigendes flüssiges Harz, wie beispielsweise Epoxydharz, in den Schaft 20 injiziert, so dass die zweite Seite 12 der Membran 10 am Schaft 20 fixiert wird. Der Schaft 20 wird von einem Stützfuß 18 während der Injektion des verfestigenden flüssigen Harzes getragen.
Träger 19 sind auch am Schaft 20 durch Einführen an einem Ende davon im Schlitz 17 befestigt. Die Träger 19 sind an jedem Schlitz 17 in solch einer Weise befestigt, dass die Träger 19 voneinander getrennt beabstandet sind.
Die aus einem synthetischen Harz bestehenden Träger 19 sind um den Schaft 20 zusammen mit den Membranen 10 gewickelt. Die Träger 19 verhindern eine Rolle der Membranen 10 vor einer Deformierung, wenn die Membranenrolle in solch eine Richtung gepresst wird, die den Durchmesser reduziert.
Nachdem die Seiten der Membranen 10 und die Seiten der Träger 19 am Schaft 20 durch die Verfestigung des flüssigen Harzes befestigt sind, werden äußere Zwischenräume 21, wie beispielsweise Maschenzwischenräume zum Ausbilden eines Kanals zwischen den Membranen 10 zwischen die Membranen 10 gelegt. Die Membranen 10, die Träger 19 und die äußeren Zwischenräume 21 werden dann um den Schaft 20 gewickelt. Mundstöpsel 22 werden in die Mundstücke 16 eingeführt, um das Zusammenfallen der Mundstücke 16 zu verhindern.
Vor dem Wickeln wird dann Klebemittel 23 zu den Membranen 10 entlang der vierten Seiten 14 aufgetragen. Ist einmal das Klebemittel 23 nach dem Wickeln der Membranen gesetzt, werden die Kanäle zwischen den Membranen 10 von der Außenseite des Umfangs der Rolle isoliert.
Ein aus einem synthetischen Harz hergestellter Anfangsring 24 und ein Endring 25 sind bei beiden Enden des äußeren Umfangs der Rolle ausgebildet und (nicht gezeigte) Salzdichtungen sind um die Ringe 24, 25 befestigt. Die Mundstöpsel 22 werden entfernt, nachdem die Ringe 24, 25 ausgebildet werden.
Das unaufbereitete Wasser (Zuführungswasser) wird zum spiralförmig gewickelten Membranmodul 26, wie in der 5 oder 6 gezeigt, zugeführt.
In der 5 fließt das Zuführungswasser zwischen den Membranen 10 von einem Ende des Moduls 26, so dass nicht-durchdrungenes Wasser aus dem anderen Ende des Moduls 26 fließt, während durchdrungenes Wasser durch die Membranen 10 von den Mundstücken 16 entnommen wird.
Reextraktionswasser (mit Luft, wenn notwendig) wird von den Mundstücken 16 auf dem Umfang des Moduls 26 in die Membranen 10 zugeführt, so dass das Reextraktions-Schmutzwasser aus beiden Enden des Moduls 26 fließt.
In der 6 wird Zuführungswasser aus den Mundstücken 16 in die Membranen 10 geladen und der vollständige Fluss des unaufbereiteten Wassers wird durchdrungen. Das durchdrungene Wasser tritt zwischen die Membranen 10 ein und fließt aus den beiden Enden vom Modul 26 aus.
Das Reextraktionswasser (mit Luft, wenn notwendig) wird aus den beiden Enden vom Modul 26 in die Zwischenräume zwischen den Membranen 10 zugeführt, so dass das Reextraktions-Schmutzwasser aus den Mundstücken 16 entladen wird.
Das spiralförmig gewickelte Membranmodul 26 setzt nicht ein Wassersammlungsrohr ein und ermöglicht dadurch dem Membranbereich, ohne Erhöhung des Durchmessers des Moduls, erhöht zu werden. Da das durchdrungene Wasser aus dem Umfang oder den Enden des Moduls entnommen wird, fließt das durchdrungene Wasser mit einem sehr geringen Durchflußwiderstand, dadurch wird ein signifikanter Anstieg des Flusses von durchdrungenen Wasser erlaubt. Der Durchmesser des Schafts 20 ist ziemlich kleiner als der eines Wassersammlungsrohres. Es sollte bemerkt werden, dass, während der Durchmesser eines Wassersammlungsrohres eines konventionellen spiralförmig gewickelten Membranmoduls im Allgemeinen 50–70 mm beträgt, der Durchmesser des Schafts 20 von dieser Ausführungsform 30 mm oder weniger, insbesondere 5–30 mm (ex. 25 mm) beträgt.
Wie oben erwähnt, weist das spiralförmig gewickelte Membranmodul 26 der ersten Anordnung einen großen Membranbereich auf und weist doch noch einen niedrigen Durchflußwiderstand vom durchdrungenen Wasser auf, so dass ein bemerkenswert großer Fluss von durchdrungenem Wasser erhalten werden kann.
Die 8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wicklungsart der Membranen eines spiralartig gewickelten Membranmoduls gemäß einer zweiten Anordnung darstellt. Die 9 ist eine schematische Ansicht, die einen äußeren Kanal im Modul zeigt. Die 10 ist eine Schnittansicht, die eine Membrantrennungsvorrichtung zeigt.
Die in der zweiten Anordnung gezeigten Membranen 10 sind die gleichen, wie die in der ersten Anordnung verwendeten, die jeweils in einem Quadrat oder einem Rechteck ausgebildet sind, das die erste Seite 11, die zweite Seite 12, die dritte Seite 13 und die vierte Seite 14 aufweist.
Die zweiten Seiten 12 der Membranen 10 werden in Schlitze 14 des hohlen Schafts 20 eingeführt und härtendes flüssiges Harz, wie beispielsweise Epoxydharz, wird in den Schaft 20 zugeführt, so dass die zweiten Seiten 12 der Membranen 10 am Schaft 20 befestigt werden. Der Schaft 20 wird von einem Stützfuß 18 während des Härtens des flüssigen Harzes getragen.
Nachdem die Seiten der Membranen 10 am Schaft 20 befestigt sind, werden die äußeren Zwischenräume 21, z. B. Maschenzwischenräume, zum Ausbilden von Kanälen zwischen die Membranen 10 gelegt. Die Membranen 10 und die äußeren Zwischenräume 21 werden um den Schaft 20 gewickelt. Es sollte bemerkt werden, dass eine Membran am Schaft befestigt ist und die anderen Membranen an die Membran geklebt werden.
Ein Klebemittel 23 wird auf den Membranen 10 entlang der vierten Seiten 14 zum Ausbilden von Salz-blockierenden Wänden vor dem Wickeln der Membranen aufgetragen. Das Setzen des Klebemittels 23 isoliert die äußeren Kanäle zwischen den Membranen 10 von der Außenseite der Rolle.
Ein Klebemittel 37 wird auf den Membranen 10 entlang der dritten Seiten 13 zum Ausbilden von Verengungswänden aufgetragen. Die Verengungswand des Klebemittels 37 erstreckt sich entlang der dritten Seite, vom Schaft 20 zu einem halben Weg der dritten Seite gegen die vierten Seiten. Legt sich das Klebemittel 37 nach dem Wickeln der Membranen 10 einmal, so sind die Verengungswände beispielsweise zu engen Ausgängen (Salzausgängen) 34 für nicht-durchdrungenes Wasser ausgebildet, das in den äußeren Kanälen zwischen den Membranen 10 fließt.
Die engen Salzauslasse 34 halten das Zuführungswasser in den äußeren Kanälen bei einem hohen hydraulischen Druck.
Jede Verengungswand wird in ihrer Breite weiter, da sie dem Schaft 20 näherkommt, die parallel am Schaft 20 ist. Die größere Breite verhindert das unbehandelte Wasser vom Stehen im äußeren Kanal im Zwischenraum der Ecke der Verengungswand und dem Schaft 20.
Ein Klebemittel 35 wird auf jede Membran 10 bei etwa dem Mittelpunkt davon aufgetragen, um eine Ablenkwand auszubilden. Das Klebemittel 35 ist entlang der konkaven bogenförmigen Kurve der Begrenzungswand gekrümmt. Hat sich das Klebemittel 35 nach dem Wickeln der Membranen 10 einmal gelegt, sind die Ablenkwände ausgebildet. Die Ablenkwände sind getrennt von der Salz-blockierenden Wand und dem Schaft 20 beabstandet.
Die Ablenkwände fördern den turbulenten Fluss von unbehandelten Wasser, das in den äußeren Kanälen fließt.
Nachdem die Membranen 10 gewickelt sind und die Klebemittel 37, 23, 35 gesetzt sind, werden der Anfangsring 30 und der Endring 31 bei beiden Enden des Umfangs der Rolle mittels synthetischen Harzformen oder Ähnlichem ausgebildet und Dichtringe 28, 29 werden an den Umfängen der Ringe 30 bzw. 31 eingebaut.
Ein somit aufgebautes spiralförmig gewickeltes Membranmodul 26A ist in einem Druckgefäß 27 mit den Dichtringen 28, 29, wie in der 10 gezeigt ist, untergebracht. Das Gefäß 27 ist mit einem Anschluss 32 für durchdrungenes Wasser bereitgestellt.
Das Zuführungswasser wird von einem Ende, wo die erste Seite der Membranen 10 gegenübersteht, des Moduls 26A in die äußeren Kanäle zwischen den Membranen 10 zugeführt, so dass nicht-durchdrungenes Wasser (Salz) aus den Salzauslassen 34 am anderen Ende des Moduls 26A entnommen wird, während durchdrungenes Wasser, das durch die Membranen 10 durchdrungen ist, vom Anschluss 32 entnommen wird.
Zur Reextraktion des Moduls 26A wird Reextraktionswasser (mit Luft, wenn notwendig) vom Mundstück 16 auf dem Umfang des Moduls 26A in die Membranen 10 zugeführt, so dass Reextraktions-Schmutzwasser aus beiden Enden der Module 26A entnommen werden.
Ähnlich zu dem vorher erwähnten Modul 26 verwendet das Modul 26A auch nicht ein Wassersammlungsrohr, so dass der Membranbereich niemals infolge des Wassersammlungsrohrs begrenzt ist. Da das durchdrungene Wasser vom Umfang des Moduls entnommen wird, ist der fließende Widerstand des durchdrungenen Wassers reduziert, dadurch wird ein signifikanter erhöhter Fluss von durchdrungenem Wasser erlaubt.
Da die Salzauslasse 34 durch die Verengungswände verengt sind, kann der hydraulische Druck des unaufbereiteten Wassers in den Außenkanälen erhöht werden. Außerdem fördern die Ablenkwände den turbulenten Fluss des unaufbereiteten Wassers, das in den äußeren Kanälen fließt, dadurch wird ein signifikant erhöhter Fluss von durchdrungenem Wasser ermöglicht. Das unaufbereitete Wasser wird am Aufenthalt im äußeren Kanal in dem Zwischenraum der Kreuzung zwischen der Begrenzungswand und dem Schaft 20 gehindert, dadurch wird auch die Verstopfung der Membranen 10 in dem Zwischenraum der Begrenzungswand-Schaftüberquerung gehindert.
Der Salzauslass 34 kann in der Nähe des Schafts 20 positioniert sein und kann in dem Zwischenraum des Mittelpunkts des dritten Randes positioniert sein.
Außerdem kann zur Wirkung des Moduls der ersten Anordnung das spiralförmig gewickelte Membranmodul gemäß der zweiten Ordnung ferner den Fluss des durchdrungenen Wassers durch Förderung des turbulenten Flusses des unbehandelten Wassers, das in den äußeren Kanälen fließt, erhöhen.
Die 11a ist eine perspektivische Ansicht, die ein Blatt einer hüllenartigen Membran und einen Schaft zeigt, auf welchen die Membran gewickelt ist. Die 11b und 11c sind Schnittansichten, die entlang der Linie 11B-11B und der Linie 11C-11C der 11a jeweils entlang entnommen sind. Die 11d ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur in der Nachbarschaft vom in der 11a gezeigten D zeigt. Die 12 ist eine Schnittansicht, die eine Wickelart der Membranen auf den Schaft darstellt. Die 13 ist eine perspektivische Ansicht, die den Eingriff zwischen der Membranrolle und einem Fuß zeigt und die 14 ist eine Seitenansicht des spiralförmig gewickelten Membranmoduls.
Die hüllenartige Membran 40 ist in einem Quadrat oder rechtem Winkel ausgebildet, das eine erste Seite 41, eine zweite Seite 42, eine dritte Seite 43 und eine vierte Seite 44 aufweist. Die Membran 40 besteht aus einem langen Blatt eines Membranfilms, der bei der zweiten Seite 42 in zwei Hälften gefaltet ist, die zueinander entlang der ersten Seite 41 und der dritten Seite 43 mit einem Klebemittel zusammengeklebt sind und um eine Öffnung entlang der vierten Seite 44 aufzuweisen, miteinander nicht zusammengeklebt sind, in solch einer Weise, um eine Hüllenform auszubilden. Im Inneren der Membran 40 angeordnet ist ein innerer Zwischenraum (z. B. ein Maschenzwischenraum) 45 zum Ausbilden von Kanälen im Inneren der Membran 40. Anstatt eines Blattes eines Membranfilms, der bei der zweiten Seite 42 in zwei Hälften gefaltet ist, können zwei Membranfilme auch verwendet werden. In diesem Fall sind die Membranfilme entlang der ersten Seite 41, der zweiten Seite 42 und der dritten Seite 43 zueinander geklebt.
Klebemittel 46, 47, 48 werden auf eine Fläche der Membran 40 aufgetragen. Die Membranen 40 sind um einen Schaft 50 gewickelt. Ein vorderes Ende des Klebemittels 46 befindet sich am halben Weg der Seite 42. Das Klebemittel 46 ist in einer langen, streifenartigen Form in solch einer Diagonalrichtung aufgetragen, dass ein rückwärtiges Ende des Klebestreifens 46 einen längeren Abstand von der ersten Seite 41 aufweist als das vordere Ende davon.
Das Klebemittel 47 ist entlang der dritten Seite 43 aufgetragen und das Klebemittel 48 ist entlang der vierten Seite 44 aufgetragen.
Auf das Wickeln einer Vielzahl von Membranen 40 um den Schaft oder einer Drehspindel 50 sind die aufeinandergelegten Membranen 40 wasserfest miteinander bei den Abschnitten zusammengeklebt, wo die Klebemittel 46, 47, 48 aufgetragen sind. Deshalb wird ein Zuführungswasserkanal, in dem das Zuführungswasser (nicht-durchdrungenes Wasser) in der durch die Pfeile gezeigten Reihenfolge fließt, zwischen den Membranen 40, 40 ausgebildet. Das Klebemittel 46 setzt sich, um eine Teilung auszubilden, die den Zuführungswasserkanal in eine Zugangsroute 51 und eine Rückkehrroute 52 trennt.
Eine Rippe 49 ist angeordnet, um sich vorwärts von einem Abschnitt von jeder zweiten Seite 42 zu erstrecken, wo das Ende des Klebemittels 46 freigelegt ist. Die Rippe 49 kann aus einem synthetischen Harzfilm oder einem Blatt hergestellt sein, und ist vorzugsweise an die Membran 40 mit Klebemitteln geklebt.
Die Membranen 40 sind um den Schaft 50 gewickelt, um eine Membranenrolle 54, wie in der 13 gezeigt, auszubilden. Die Rippen 49 stehen vom vorderen Ende der Rolle 54 hervor. Die Rippen 49 sind an den gleichen Abschnitten auf den zweiten Seiten 42 der jeweiligen Membranen 40 in solch einer Weise angeordnet, dass die Rippe 49 getrennt von der Achse der Rolle 44 beim gleichen Abstand in der radialen Richtung positioniert sind und die Rippen 49 teilweise übereinander gelagert sind, um einen ringartigen Vorsprung auszubilden. Eine zylindrische Hülse 55, wie beispielsweise ein kleiner Zylinder, ist in den ringartigen Vorsprung an seinem rückwärtigen Ende eingeführt. Die Hülse 55 und die Rippen 49 sind aneinander mittels eines Klebemittels zusammengeklebt. Die Hülse 55 kann an die Außenseite der Rippen 49 angepasst sein.
Die Hülse 55 und die Rippen 49 sind so zueinander geklebt, dass am vorderen Ende der Rolle 54 ein Einlass für Zuführungswasser außerhalb der Hülse 55 ausgebildet ist und ein Ausgang für nicht-durchdrungenes Wasser innerhalb der Hülse 55 ausgebildet ist.
Wie in der 14 gezeigt, sind ein Anfangsring 56 und ein Endring 57 an beiden Enden der Rolle 54 mittels synthetischen Harzformen oder Ähnlichem ausgebildet und eine Salzdichtung 58 ist am Umfang des Anfangsring 56 angepasst.
Vor dem Wickeln der Membranen 40 auf den Schaft 50 werden Maschenzwischenräume 59, 60 zwischen den Membranen 40 sowohl innerhalb als auch außerhalb des Klebemittels 46, wie in der 12 gezeigt, angeordnet. Ein Zuführungswasserkanal wird mittels Anordnung der Maschenzwischenräume 59, 60 zwischen den Membranen 40 ausgebildet. Das Zuführungswasser wird in die Zuführungsroute 51 zwischen den Membranen 40 von einem Bereich außerhalb der Hülse 55 auf der Endfläche der Rolle zugeführt. Das Zuführungswasser fließt in die Zuführungsroute 51 in die Richtung beinahe parallel zur Achse der Rolle 54, und dreht sich am Ende des Klebemittels 46 (der Teilung), wie durch den Pfeil in der 11a gezeigt, fließt in der Rückkehrroute 52 in der Richtung beinahe parallel zur Achse der Rolle 54 und wird von der Endfläche innerhalb der Hülse 55 entladen. Während das Zuführungswasser in die Zuführungskanäle in die ser Weise fließt, dringt das Wasser durch die Membranen 40, so dass das durchdrungene Wasser aus dem rückwärtigen Ende der Rolle 54 fließt.
Bei diesem Membranmodul, da das durchdrungene Wasser in den Membranen 40 in der Richtung parallel zur Achse der Rolle fließt und aus dem rückwärtigen Ende entnommen wird, ist ein bei einem konventionellen spiralförmig gewickelten Membranmodul verwendetes Wassersammlungsrohr nicht länger notwendig. Deshalb kann dies den Durchflußwiderstand des Wassers vermeiden, wenn es von den Membranen in das Wassersammlungsrohr fließt, dadurch reduziert sich signifikant der Durchflußwiderstand des durchdrungenen Wassers.
Da das Wassersammlungsrohr eliminiert werden kann, kann die Länge der Membran 40 in der Wickelrichtung so erhöht werden, um den Membranbereich zu erhöhen. Sogar bei der Membran, die eine erhöhte Länge in der Wickelrichtung aufweist, ist der Durchflußwiderstand des durchdrungenen Wassers nicht gestiegen. Dies erlaubt, einen größeren Fluss zu erhalten.
Die Zugangsroute 51 und die Rückkehrroute 52 weisen eine engere Breite, als sie beim Abwärtsstrom haben, auf. Bei dieser Verbindung wird eine hohe Flussgeschwindigkeit des Zuführungswassers (nicht-durchdrungenes Wasser) sogar im Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals erhalten, dadurch wird die Verklebung von schwebenden Festkörpern (Verschmutzung) im Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals verhindert.
Da die Hülse 55 zur Rolle 54 unter Verwendung der Rippen 49 verbunden ist, ist die Haftkraft zwischen der Hülse 55 und der Rolle 54 hoch. Der Einlass für das Zuführungswasser und der Ausgang für das nicht-durchdrungene Wasser sind wasserfest voneinander mittels der Hülse 55 getrennt.
Obwohl der Einlass für Zuführungswasser außerhalb der Hülse 55 angeordnet ist und der Ausgang für nicht-durchdrungenes Wasser innerhalb der Hülse 55 im Modul der 11 bis 14 angeordnet ist, kann umgekehrt der Einlass für das Zuführungswasser innerhalb der Hülse 55 angeordnet sein und der Ausgang für das nicht-durchdrungene Wasser kann außerhalb der Hülse 55 angeordnet sein. In diesem Fall ist das Klebemittel 46 in einer Richtung entgegengesetzt zur in der 11 gezeigten Richtung in solch einer Weise geneigt, dass das rückwärtige Ende des Klebemittels einen längeren Abstand von der ersten Seite 41 als dem vorderen Ende davon aufweist.
Wie oben erwähnt, kann das spiralförmig gewickelte Membranmodul der dritten Anordnung das Wassersammlungsrohr eliminieren und den Durchflußwiderstand des durchdrungenen Wassers kleiner machen. Außerdem kann es den Membranbereich ohne Erhöhung des Durchflußwiderstands des durchdrungenen Wassers erhöhen.
Die dritte Anordnung stellt eine Erhöhung bei der Flussrate des Zuführungswassers (nicht-durchdrungenen Wassers) beim Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals bereit und verhindert noch die Verklebung von schwebenden Festkörpern (Verschmutzung) am Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals.
Die 15a ist eine perspektivische Ansicht, die eine hüllenartige Membran und einen Schaft zeigt, auf welchem die Membranen gewickelt sind, die bei einem spiralförmig gewickelten Membranmodul der erfindungsgemäßen Ausführungsform verwendet werden. Die 15b und 15c sind Schnittansichten, die entlang der Linie 15B-15B und der Linie 15C-15C der 15a jeweils entnommen sind. Die 16 ist eine Schnittansicht, die eine Wickelart der Membranen um den Umfang des Schafts darstellt, die 17 ist eine perspektivische Ansicht, die den Eingriff zwischen der Membranrolle und einer Hülse zeigt, und die 18 ist eine Seitenansicht des spiralförmig gewickelten Membranmoduls.
Jede erfindungsgemäße hüllenartige Membran 70 ist in einem Quadrat oder Rechteck ausgebildet, das eine erste Seite 71, eine zweite Seite 72, eine dritte Seite 73 und eine vierte Seite 74 aufweist. Die Membran 70 besteht aus einem langen Blatt eines Membranfilms, der bei der zweiten Seite 72 in zwei Hälften gefaltet ist, die aneinander entlang der ersten Seite 71 und der dritten Seite 73 mit Klebemitteln geklebt sind und die aneinander nicht geklebt sind, um eine Öffnung entlang eines Teils der vierten Seite 74 aufzuweisen, um eine Hüllenform auszubilden.
Die Hälften des Membranfilms sind nicht miteinander entlang eines Teils der vierten Seite 74 von einem halben Weg der Seite 74 zur dritten Seite 73 geklebt, um einen Ausgang 90 für durchdrungenes Wasser auszubilden. Die Hälften des Membranfilms sind entlang des Rests der vierten Seite 74 vom halben Weg der vierten Seite 74 zur ersten Seite 71 aneinander geklebt, um einen sperrenden Teil 91 zur Sperrung des durchdrungenen Wassers auszubilden.
Innerhalb der Membran 70 ist ein Zwischenraum (z. B. ein Maschenzwischenraum) 75 zum Ausbilden eines Kanals innerhalb der Membran 70 angeordnet. Anstatt eines Blattes eines Membranfilms 70, der an der zweiten Seite 72 in zwei Hälften gefaltet ist, können zwei Membranfilme verwendet werden. In diesem Fall sind die Membranfilme entlang der ersten Seite 71, der zweiten Seite 72, der dritten Seite 73 und ein Teil der vierten Seite 74 zueinander geklebt.
Das Klebemittel 76 ist zu einer rückwärtigen Fläche der Membranhülle 70 aufgetragen und Klebemittel 77, 78 sind an einer vorderen Fläche der Membranen 70 aufgetragen. Die Membranen 70 sind um einen Schaft 80 gewickelt, um eine Membranrolle auszubilden. Das Klebemittel 76 ist entlang der ersten Seite 71 aufgetragen und das Klebemittel 77 ist entlang der dritten Seite 73 aufgetragen. Das Klebemittel 78 ist vom halben Weg der vierten Seite 74 bis zur dritten Seite 73 entlang des Ausgangs 90 für durchdrungenes Wasser aufgetragen.
Auf das Wickeln der Membranen 70 auf den Schaft 80 werden die übereinanderliegenden Membranen 70 wassertest miteinander bei Abschnitten zusammengeklebt, bei denen die Klebemittel 76, 77, 78 aufgetragen werden. Deshalb wird ein Zuführungswasserkanal zwischen den Membranen 70 ausgebildet. Die Klebemittel 78 bilden auf dem rückwärtigen Ende der Membranrolle einen Ausgang 90 für unbehandeltes Wasser (nicht-durchdrungenes Wasser) und einen sperrenden Teil zur Sperrung des Flusses von unbehandeltem Wasser aus.
Die Rippen 79 sind angeordnet, um sich von einer Abgrenzung bzw. Rand zwischen dem Ausgang 90 für durchdrungenes Wasser und dem sperrenden Teil 91 zur Sperrung des Flusses von durchdrungenem Wasser zu erstrecken. Die Rippen 79 können aus einem synthetischen Harzfilm oder einem Blatt hergestellt sein und sind vorzugsweise an die Membran 70 mit Klebemitteln geklebt. Die Rolle kann industriell so gefertigt sein, um mittels einer Hülse eingeführt zu werden.
Die Membranen 70 sind um den Schaft 80 mit den Maschenzwischenräumen 89, wie in der 16 gezeigt, so gewickelt, um die Membranenrolle 84, wie in der 17 gezeigt, auszubilden. Die Rippen 79 stehen vom rückwärtigen Ende der Membranenrolle 84 hervor. Die Rippen 79 sind auf den vierten Seiten 74 der jeweiligen Membranen 70 angeordnet, um eine ringartige Hervorhebung zu bilden. Ein rückwärtiges Ende einer zylindrischen Hülse 85 ist in die ringartige Hervorhebung eingeführt. Die Hülse 55 und die Rippen 79 sind zueinander durch ein Klebemittel zusammengeklebt. Die Hülse 55 kann zur Außenseite der Hervorhebung angepasst werden, die durch die Rippen 79 hergestellt ist. Anstatt der Rippen 79 kann die Rolle 84 mit einem Schlitz bereitgestellt werden, der bei einem Abschnitt, entsprechend zu den Rippen 79, ausgebildet ist, und die Hülse kann in den Schlitz 85 eingebettet werden.
Die Hülse 85 und die Rippen 79 sind so zueinander geklebt, dass das rückwärtige Ende der Rolle 84 in einen Auslassbereich für durchdrungenes Wasser außerhalb der Hülse und einen Auslassbereich für nicht-durchdrungenes Wasser innerhalb der Hülse 85 geteilt wird.
Vor dem Wickeln der Membranen 70 auf den Schaft 80 werden Maschenzwischenräume 89 zwischen den Membranen 70, wie in der 16 gezeigt, angeordnet, um den Wasserzuführungswasserkanal auszubilden.
Wie in der 18 gezeigt, sind ein Anfangsring 86 und ein Endring 87 an beiden Enden der Rolle 84 mittels synthetischen Harzformen oder Ähnlichem ausgebildet und eine Salzdichtung 88 ist an den Umfang des Anfangsrings 86 angepasst.
Das Zuführungswasser wird vom vorderen Ende der Rolle 84 in den Zuführungswasserkanal zwischen den Membranen 70, 70, wie in der 18 gezeigt, zugeführt. Das Zuführungswasser fließt in den Kanal 81 in der Richtung fast parallel zur Achse der Rolle 84 und wird dann aus dem Bereich innerhalb der Hülse 85 beim rückwärtigen Ende der Rolle 84 entnommen. Während das Zuführungswasser in den Zuführungswasserkanälen in dieser Weise fließt, dringt das Wasser durch die Membranen 70 so, dass das durchdrungene Wasser aus dem Bereich außerhalb der Hülse 85 beim rückwärtigen Ende der Rolle 84 entnommen wird.
Bei diesem Modul, da das durchdrungene Wasser durch die Membranen 70 in der Richtung parallel zur Achse der Rolle 84 fließt und aus dem rückwärtigen Ende entnommen wird, ist ein bei einem konventionellen spiralförmig gewickelten Membranmodul verwendetes Wassersammlungsrohr nicht länger notwendig. Deshalb kann dies den Durchflußwiderstand des Wassers vermeiden, wenn es von den Membranen in das Wassersammlungsrohr fließt, und dadurch den Durchflußwiderstand des durchdrungenen Wassers signifikant reduziert.
Da das Wassersammlungsrohr eliminiert werden kann, kann die Länge der Membranen 70 in der Wickelrichtung so erhöht werden, um den Membranbereich zu erhöhen. Sogar mit der Membran, die eine erhöhte Länge in der Wickelrichtung aufweist, ist der Durchflußwiderstand des durchdrungenen Wassers nicht gestiegen. Dies erlaubt einen größeren Fluss zu erhalten.
Da der Auslassbereich für unbehandeltes Wasser nur innerhalb der Hülse 85 positioniert ist, weist das Modul solch eine Struktur auf, dass der Ausgang des Zuführungswasserkanals (d. h. der Abwärtsstrom) verengt ist. Deshalb wird eine hohe Fließgeschwindigkeit des Zuführungswassers (nicht-durchdrungenen Wassers) sogar im Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals erhalten, dadurch wird die Verschmutzung beim Abwärtsstrom des Zuführungskanals verhindert. Die Bereiche innerhalb und außerhalb der Hülse 85 und die Länge des Klebemittels 78 entlang der vierten Seite 74 werden vorzugsweise entsprechend zur Sammlungsrate des durchdrungenen Wassers in diesem spiralförmig gewickelten Membranmodul entschieden.
Da die Hülse 85 zur Rolle 84 durch Verwendung der Rippen 79 verbunden ist, ist die Haftfestigkeit zwischen der Hülse 85 und der Rolle 84 hoch. Der Auslassbereich für durchdrungenes Wasser und der Auslassbereich für nicht-durchdrungenes Wasser sind wasserfest voneinander durch die Hülse 85 getrennt.
Obwohl der Auslassbereich für durchdrungenes Wasser außerhalb der Hülse 85 angeordnet ist und der Auslassbereich für nicht-durchdrungenes Wasser innerhalb der Hülse 85 im Modul der 15 bis 18 angeordnet ist, kann der Auslassbereich für durchdrungenes Wasser innerhalb der Hülse 85 angeordnet sein und der Auslassbereich für nicht-durchdrungenes Wasser kann außerhalb der Hülse 85 angeordnet sein.
Wie oben erwähnt, ist beim spiralförmig gewickelten Membranmodul der erfindungsgemäßen Ausführungsform das Wassersammlungsrohr nicht länger notwendig und der Durchflußwiderstand des durchdrungenen Wassers ist klein. Außerdem kann es den Membranbereich ohne Erhöhung des Durchflußwiderstands des durchdrungenen Wassers erhöhen.
Die Ausführungsform schafft eine Erhöhung in der Flussrate des Zuführungswassers im Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals und verhindert noch die Verschmutzung beim Abwärtsstrom des Zuführungswasserkanals

Claims

Spiralförmig gewickeltes Membranmodul umfassend: hüllenartige Membranen (70) um einen Schaft (80) gebunden, durchdrungene Wasserabstandshalter (75) zum Ausbilden von durchdrungenen Wasserkanälen, die im Inneren der Membranen angeordnet sind, Zuführungswasserabstandshalter (89) zum Ausbilden von Zuführungswasserkanälen, die zwischen den Membranen (70) angeordnet sind, die hüllenartigen Membranen (70), die in einem substantiellen Rechteck ausgebildet sind, das erste, zweite, dritte und vierte Seiten (71, 72, 73, 74) aufweist, die ersten, zweiten und dritten Seiten (71, 72, 73), die geschlossen sind und die vierte Seite (74), die teilweise geöffnet ist, um eine Öffnung (90) für durchdrungenes Wasser zu aufzuweisen und beim Rest davon geschlossen ist, um einen sperrenden Abschnitt (91) aufzuweisen, die Membranen (70), die gewickelt sind, um eine Membranrolle auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Seiten (71), rechtwinklig zu den vierten Seiten (74), in Kontakt mit dem Schaft (80) sind und die vierten Seiten (74) auf dem rückwärtigen Ende der Membranrolle freigelegt sind und die zweiten Seiten (72), zu den vierten Seiten (74) entgegengesetzt, auf einem vorderen Ende der Membranrolle freigelegt sind, die Zuführungswasserkanäle zwischen den Membranen (70), die entlang der gesamten dritten Seite (73) geschlossen sind, geschlossen sind, um einen sperrenden Abschnitt entlang eines Abschnitts der vierten Seite (74), entsprechend zur Öffnung (90) der Membrane (70), aufzuweisen und entlang eines Abschnitts der vierten Seite (74), entsprechend zum sperrenden Abschnitt (91) der Membrane (70), geöffnet sind.
Spiralförmig gewickeltes Membranmodul wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei die Öffnungen (90) der hüllenartigen Membranen (70) bei einer der äußeren und inneren Bereiche des rückwärtigen Endes der Membranrolle positioniert sind und die Öffnungen (91) der Zuführungswasserkanäle im anderen Bereich des rückwärtigen Endes der Membranrolle positioniert sind, und ein Ringglied (85) mit dem rückwärtigen Ende der Rolle zum Trennen des durchdrungenen Wasserausflußes der Öffnungen (90) von den Membranen (70) und des nicht durchdrungenen Wasserausflußes der Öffnungen (91) der Zuführungswasserkanäle verbunden ist.