JP2000000437A - スパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用いた分離装置 - Google Patents
スパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用いた分離装置Info
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- Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
- Y02A20/144—Wave energy
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エレメントの圧力損失があまり大きくなく、
濃度分極によるエレメントの性能低下が抑制され、逆浸
透膜が本来有する性能を十分発揮させることが可能なス
パイラル型逆浸透膜エレメントを提供する。 【解決手段】 封筒状の逆浸透膜、原水の流れ方向に交
差するように線状物が配置された透過水側流路材、網目
構造を有し、該網目が四角形である原水側流路材を集水
管に巻き付けてなるスパイラル型逆浸透膜エレメントに
おいて、原水側流路材の集水管の軸線に垂直な方向の線
状物交点同士の間隔Ｘが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
かつ集水管の軸線に平行な方向の線状物交点同士の間隔
ＹがＸの１．０倍以上１．８倍以下であることを特徴と
するスパイラル型逆浸透膜エレメント。
濃度分極によるエレメントの性能低下が抑制され、逆浸
透膜が本来有する性能を十分発揮させることが可能なス
パイラル型逆浸透膜エレメントを提供する。 【解決手段】 封筒状の逆浸透膜、原水の流れ方向に交
差するように線状物が配置された透過水側流路材、網目
構造を有し、該網目が四角形である原水側流路材を集水
管に巻き付けてなるスパイラル型逆浸透膜エレメントに
おいて、原水側流路材の集水管の軸線に垂直な方向の線
状物交点同士の間隔Ｘが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
かつ集水管の軸線に平行な方向の線状物交点同士の間隔
ＹがＸの１．０倍以上１．８倍以下であることを特徴と
するスパイラル型逆浸透膜エレメント。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパイラル型逆浸
透膜エレメントを用いて不純物を含む種々の液体から不
純物を分離するため、特に海水の淡水化、かん水の脱
塩、超純水の製造または排水処理などに用いるための新
規なスパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用い
た分離装置に関するものである。
透膜エレメントを用いて不純物を含む種々の液体から不
純物を分離するため、特に海水の淡水化、かん水の脱
塩、超純水の製造または排水処理などに用いるための新
規なスパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用い
た分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、逆浸透膜を用いた液体の分離は、
省エネルギープロセスとして注目され、利用が進んでい
る。逆浸透分離法では、塩分等の溶質を含んだ溶液を該
溶液の浸透圧以上の圧力で逆浸透膜を透過させること
で、塩分等の溶質の濃度が低減された液体を得ることが
可能であり、例えば海水の淡水化、かん水の脱塩、超純
水の製造や排水処理に用いられている。
省エネルギープロセスとして注目され、利用が進んでい
る。逆浸透分離法では、塩分等の溶質を含んだ溶液を該
溶液の浸透圧以上の圧力で逆浸透膜を透過させること
で、塩分等の溶質の濃度が低減された液体を得ることが
可能であり、例えば海水の淡水化、かん水の脱塩、超純
水の製造や排水処理に用いられている。
【０００３】通常、スパイラル型逆浸透膜エレメントの
原水側の流路には、原水側の流路を確保して原水を逆浸
透膜面に均一に供給すると同時に、原水の流れを乱して
濃度分極によるエレメントの性能低下を抑制する役割を
有する原水側流路材が組み込まれている。濃度分極と
は、原水中の不純物が原水側の逆浸透膜面で濃縮され、
膜面の不純物濃度が原水の不純物濃度より高くなり、膜
面の浸透圧を増加させ造水量を低下させたり、膜面にゲ
ルやスケールなどの不溶物を析出させエレメント性能を
低下させる現象で、逆浸透法では、必ず起こる現象であ
る。
原水側の流路には、原水側の流路を確保して原水を逆浸
透膜面に均一に供給すると同時に、原水の流れを乱して
濃度分極によるエレメントの性能低下を抑制する役割を
有する原水側流路材が組み込まれている。濃度分極と
は、原水中の不純物が原水側の逆浸透膜面で濃縮され、
膜面の不純物濃度が原水の不純物濃度より高くなり、膜
面の浸透圧を増加させ造水量を低下させたり、膜面にゲ
ルやスケールなどの不溶物を析出させエレメント性能を
低下させる現象で、逆浸透法では、必ず起こる現象であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】濃度分極によるエレメ
ント性能低下を抑制するためには、例えば原水側流路材
の厚さを薄くし、原水の膜面線速度を大きくして膜面の
流れを乱し、濃度分極層を薄くすれば良いが、原水側流
路材の厚さを薄くすると原水中の不純物や微生物による
ファウリング物質が原水側の流路を閉塞してエレメント
性能が低下したり、エレメントの圧力損失が大きくな
り、原水を供給するポンプの必要動力が大きくなるため
電力費が高くなったり、エレメントが破損するといった
問題が生じる。このため、従来の原水側流路材はエレメ
ントの圧力損失があまり大きくならないようなものを用
いており、また原水側流路材の線状物交点同士の間隔Ｘ
およびＹは等しく、従来のスパイラル型逆浸透膜エレメ
ントは濃度分極によるエレメントの性能低下を抑制し、
逆浸透膜が本来有する性能を十分発揮させていなかっ
た。
ント性能低下を抑制するためには、例えば原水側流路材
の厚さを薄くし、原水の膜面線速度を大きくして膜面の
流れを乱し、濃度分極層を薄くすれば良いが、原水側流
路材の厚さを薄くすると原水中の不純物や微生物による
ファウリング物質が原水側の流路を閉塞してエレメント
性能が低下したり、エレメントの圧力損失が大きくな
り、原水を供給するポンプの必要動力が大きくなるため
電力費が高くなったり、エレメントが破損するといった
問題が生じる。このため、従来の原水側流路材はエレメ
ントの圧力損失があまり大きくならないようなものを用
いており、また原水側流路材の線状物交点同士の間隔Ｘ
およびＹは等しく、従来のスパイラル型逆浸透膜エレメ
ントは濃度分極によるエレメントの性能低下を抑制し、
逆浸透膜が本来有する性能を十分発揮させていなかっ
た。
【０００５】本発明は、スパイラル型逆浸透膜エレメン
トの圧力損失を大きくせずに、濃度分極によるエレメン
トの性能低下を抑制して、逆浸透膜が本来有する性能を
十分発揮させることを課題とする。
トの圧力損失を大きくせずに、濃度分極によるエレメン
トの性能低下を抑制して、逆浸透膜が本来有する性能を
十分発揮させることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、「外側を原水
側、内側を透過水側とする逆浸透膜、透過水側流路材、
原水側流路材および集水管をもち、逆浸透膜の内側部分
が集水管内部に通じるように、逆浸透膜、透過水側流路
材および原水側流路材を集水管に巻き付けられた構造を
有し、原水側流路材が複数の線状物によって構成され、
集水管の軸線に垂直な方向の線状物交点同士の間隔Ｘが
２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、かつ前記方向に平行な方
向の線状物の交点同士の間隔ＹがＸの１．０倍以上１．
８倍以下である構造を含むことを特徴とするスパイラル
型逆浸透膜エレメント。」「原水側流路材の平均厚さが
０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする前記
のスパイラル型逆浸透膜エレメント。」「原水側流路材
の最大厚さが平均厚さの０．９倍以上１．１倍以下であ
ることを特徴とする前記スパイラル型逆浸透膜エレメン
ト。」「原水側流路材の材質が、ポリエチレンまたはポ
リプロピレンであることを特徴とする前記スパイラル型
逆浸透膜エレメント。」また、分離膜装置として「前記
いずれかに記載のスパイラル型逆浸透膜エレメントの原
水側に加圧手段または透過水側に吸引手段を有すること
を特徴とする水の分離装置。」また「前記分離装置を用
いて海水またはかん水から透過水を得ることを特徴とす
る透過水の製造方法。」からなるものである。
側、内側を透過水側とする逆浸透膜、透過水側流路材、
原水側流路材および集水管をもち、逆浸透膜の内側部分
が集水管内部に通じるように、逆浸透膜、透過水側流路
材および原水側流路材を集水管に巻き付けられた構造を
有し、原水側流路材が複数の線状物によって構成され、
集水管の軸線に垂直な方向の線状物交点同士の間隔Ｘが
２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、かつ前記方向に平行な方
向の線状物の交点同士の間隔ＹがＸの１．０倍以上１．
８倍以下である構造を含むことを特徴とするスパイラル
型逆浸透膜エレメント。」「原水側流路材の平均厚さが
０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする前記
のスパイラル型逆浸透膜エレメント。」「原水側流路材
の最大厚さが平均厚さの０．９倍以上１．１倍以下であ
ることを特徴とする前記スパイラル型逆浸透膜エレメン
ト。」「原水側流路材の材質が、ポリエチレンまたはポ
リプロピレンであることを特徴とする前記スパイラル型
逆浸透膜エレメント。」また、分離膜装置として「前記
いずれかに記載のスパイラル型逆浸透膜エレメントの原
水側に加圧手段または透過水側に吸引手段を有すること
を特徴とする水の分離装置。」また「前記分離装置を用
いて海水またはかん水から透過水を得ることを特徴とす
る透過水の製造方法。」からなるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下発明の実施の形態を図面を用
いて説明する。図１は、スパイラル型逆浸透膜エレメン
トの一例、図２は原水側流路材の線状物による繰り返し
構造を示す図である。
いて説明する。図１は、スパイラル型逆浸透膜エレメン
トの一例、図２は原水側流路材の線状物による繰り返し
構造を示す図である。
【０００８】ここで、本発明者らが構造の異なる多くの
原水側流路材を用いて鋭意検討を行った結果、原水側流
路材の集水管の軸線に平行な線状構造物の間隔Ｙ（図２
において８）とそれに垂直な方向の間隔Ｘ（図２におい
て９）とを適切に設計してやれば、逆浸透膜自身の性能
が等しくても、エレメントの圧力損失をあまり増加させ
ずにエレメント性能すなわち造水性能と阻止性能を向上
できることを見出した。
原水側流路材を用いて鋭意検討を行った結果、原水側流
路材の集水管の軸線に平行な線状構造物の間隔Ｙ（図２
において８）とそれに垂直な方向の間隔Ｘ（図２におい
て９）とを適切に設計してやれば、逆浸透膜自身の性能
が等しくても、エレメントの圧力損失をあまり増加させ
ずにエレメント性能すなわち造水性能と阻止性能を向上
できることを見出した。
【０００９】原水側流路材を構成する線状物の間隔を小
さくしてやれば、原水のミクロに見た流れ方向が変化す
る機会が増えるため、原水の流れが乱れ、膜面に生じた
濃度分極層を薄くするので、エレメント性能が向上す
る。しかし、あまりピッチを小さくすると原水の流動抵
抗が増加するため、エレメントの圧力損失が増加し、好
ましくなく、最適な間隔にする必要がある。
さくしてやれば、原水のミクロに見た流れ方向が変化す
る機会が増えるため、原水の流れが乱れ、膜面に生じた
濃度分極層を薄くするので、エレメント性能が向上す
る。しかし、あまりピッチを小さくすると原水の流動抵
抗が増加するため、エレメントの圧力損失が増加し、好
ましくなく、最適な間隔にする必要がある。
【００１０】また、図３、図４に示したように原水は原
水側流路材の網目線状物に沿って広がりながら流れてい
くわけであるが、図３に示したように流れ方向に対し
て、Ｙに対してＸが大きいと原水の流れが線状物から剥
離を起こし易く、原水の流れは広がりにくい。一方、図
４に示したように流れ方向に対して、Ｘに対してＹが大
きい場合、原水の流れが線状物から剥離しにくく、比較
的長い間線状物に沿って流れてから剥離するので原水の
流れが広がる。原水の流れの広がりが大きいと原水が膜
面に均一に供給され、流れを混合する効果もあるので、
濃度分極の影響が低減できると同時に、流れの剥離が少
ないため原水の流動抵抗も小さくなる。そこで線状物の
網目の角度（α（図２における１０））は、９０°以下
５８°以上、好ましくは８５°以下６１°以上、さらに
好ましくは８０°以下６７°以上が良い。
水側流路材の網目線状物に沿って広がりながら流れてい
くわけであるが、図３に示したように流れ方向に対し
て、Ｙに対してＸが大きいと原水の流れが線状物から剥
離を起こし易く、原水の流れは広がりにくい。一方、図
４に示したように流れ方向に対して、Ｘに対してＹが大
きい場合、原水の流れが線状物から剥離しにくく、比較
的長い間線状物に沿って流れてから剥離するので原水の
流れが広がる。原水の流れの広がりが大きいと原水が膜
面に均一に供給され、流れを混合する効果もあるので、
濃度分極の影響が低減できると同時に、流れの剥離が少
ないため原水の流動抵抗も小さくなる。そこで線状物の
網目の角度（α（図２における１０））は、９０°以下
５８°以上、好ましくは８５°以下６１°以上、さらに
好ましくは８０°以下６７°以上が良い。
【００１１】以上の理由により、本発明は、Ｘを２ｍｍ
以上５ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍ以上４．５ｍｍ
以下、さらに好ましくは３ｍｍ以上４ｍｍ以下とし、か
つＹをＸの１．０倍以上１．８倍以下、好ましくは１．
１倍以上１．７倍以下、さらに好ましくは１．２倍以上
１．５倍以下とした原水側流路材を用いたスパイラル型
逆浸透膜エレメントである。
以上５ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍ以上４．５ｍｍ
以下、さらに好ましくは３ｍｍ以上４ｍｍ以下とし、か
つＹをＸの１．０倍以上１．８倍以下、好ましくは１．
１倍以上１．７倍以下、さらに好ましくは１．２倍以上
１．５倍以下とした原水側流路材を用いたスパイラル型
逆浸透膜エレメントである。
【００１２】ここで、最低１０以上の（ｎ）個の間隔の
合計（Ｌ）を測定し、（Ｌ／ｎ）を本発明の間隔とする
のが好ましい。
合計（Ｌ）を測定し、（Ｌ／ｎ）を本発明の間隔とする
のが好ましい。
【００１３】原水側流路材の厚さについては、既に述べ
たように薄くすれば、原水の膜面線速度が大きくなり膜
面の流れが乱れるので、濃度分極層が薄くなり、エレメ
ントの性能も向上し好ましいが、あまり原水側流路材の
厚さを薄くすると原水中の不純物や微生物によるファウ
リング物質が原水側の流路を閉塞してエレメント性能が
低下したり、エレメントの圧力損失が大きくなり、原水
を供給するポンプの必要動力が大きくなるため電力費が
高くなったり、エレメントが破損するといった問題が生
じるため、好ましくない。そこで、原水側流路材の平均
厚さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、好ましくは
０．５５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下、さらに好ましくは
０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが明らかとな
った。
たように薄くすれば、原水の膜面線速度が大きくなり膜
面の流れが乱れるので、濃度分極層が薄くなり、エレメ
ントの性能も向上し好ましいが、あまり原水側流路材の
厚さを薄くすると原水中の不純物や微生物によるファウ
リング物質が原水側の流路を閉塞してエレメント性能が
低下したり、エレメントの圧力損失が大きくなり、原水
を供給するポンプの必要動力が大きくなるため電力費が
高くなったり、エレメントが破損するといった問題が生
じるため、好ましくない。そこで、原水側流路材の平均
厚さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、好ましくは
０．５５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下、さらに好ましくは
０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることが明らかとな
った。
【００１４】原水側流路材の平均厚さは、最低１０点以
上の（ｍ）個の厚さを精密厚みゲージ等で測定し、その
合計（Ｔ）を（ｍ）で除した（Ｔ／ｍ）を本発明の平均
厚さと定義することが好ましい。
上の（ｍ）個の厚さを精密厚みゲージ等で測定し、その
合計（Ｔ）を（ｍ）で除した（Ｔ／ｍ）を本発明の平均
厚さと定義することが好ましい。
【００１５】また、原水側流路材の厚さのばらつきが大
きいことは、逆浸透膜の性能を均一に発揮させることが
できず好ましくないので、原水側流路材の最大厚さ平均
厚さの０．９倍以上１．１倍以下であることが好まし
い。
きいことは、逆浸透膜の性能を均一に発揮させることが
できず好ましくないので、原水側流路材の最大厚さ平均
厚さの０．９倍以上１．１倍以下であることが好まし
い。
【００１６】さらに、原水側流路材の素材は、本発明の
主旨から言って特に限定されるものではないが、ポリエ
チレンまたはポリプロピレンが逆浸透膜を傷つけない点
やコストの面から好ましい。
主旨から言って特に限定されるものではないが、ポリエ
チレンまたはポリプロピレンが逆浸透膜を傷つけない点
やコストの面から好ましい。
【００１７】また、本発明のスパイラル型逆浸透膜エレ
メントの被処理原水は、本発明の主旨から言って特に限
定されるものではないが、海水やかん水のように溶液中
の不純物濃度が高く、浸透圧が高い溶液の方が濃度分極
によるエレメント性能の低下が大きくなるため、本発明
の効果が十分発揮され好ましい。
メントの被処理原水は、本発明の主旨から言って特に限
定されるものではないが、海水やかん水のように溶液中
の不純物濃度が高く、浸透圧が高い溶液の方が濃度分極
によるエレメント性能の低下が大きくなるため、本発明
の効果が十分発揮され好ましい。
【００１８】
【実施例】以下に具体的実施例を挙げて本発明を説明す
るが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもの
ではない。
るが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるもの
ではない。
【００１９】実施例１ 有効膜面積３２ｃｍ2の平膜評価セルを用いて３．５％
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
膜透水量０．８５ｍ3／ｍ2・ｄ、脱塩率９９．７５％の
性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリアミド系複合膜を
準備した。同複合膜、原水の流れ方向に交差するように
線状物が配置された透過水流路材、Ｘが３ｍｍ、ＹがＸ
の１．３倍、平均厚さ０．６３ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積２．
５ｍ２のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．５％
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
ろ過開始１５時間後の造水量は１．７２ｍ3／ｄ、脱塩
率９９．７０％であった。
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
膜透水量０．８５ｍ3／ｍ2・ｄ、脱塩率９９．７５％の
性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリアミド系複合膜を
準備した。同複合膜、原水の流れ方向に交差するように
線状物が配置された透過水流路材、Ｘが３ｍｍ、ＹがＸ
の１．３倍、平均厚さ０．６３ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積２．
５ｍ２のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．５％
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
ろ過開始１５時間後の造水量は１．７２ｍ3／ｄ、脱塩
率９９．７０％であった。
【００２０】実施例２ 実施例１と同等の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリ
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．２９倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積２．
５ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．５％
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
ろ過開始１５時間後の造水量は１．７８ｍ3／ｄ、脱塩
率９９．７１％であった。
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．２９倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積２．
５ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．５％
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
ろ過開始１５時間後の造水量は１．７８ｍ3／ｄ、脱塩
率９９．７１％であった。
【００２１】実施例３ 有効膜面積３２ｃｍ2の平膜評価セルを用いて５．８％
の食塩水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
膜透水量０．８７ｍ３／ｍ２・ｄ、脱塩率９９．７２％
の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリアミド系複合
膜、原水の流れ方向に交差するように線状物が配置され
た透過水流路材、Ｘが３ｍｍ、ＹがＸの１．３倍、平均
厚さ０．６３ｍｍのポリエチレン製原水側流路材を用い
て、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２８ｍ2のスパイラ
ル型逆浸透膜エレメントを製作した。このスパイラル型
逆浸透膜エレメントを用いて５．８％の海水を８．８Ｍ
Ｐａの操作圧力でろ過したときに、ろ過開始１５時間後
の造水量は２０．２ｍ3／ｄ、脱塩率９９．６８％であ
った。
の食塩水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
膜透水量０．８７ｍ３／ｍ２・ｄ、脱塩率９９．７２％
の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリアミド系複合
膜、原水の流れ方向に交差するように線状物が配置され
た透過水流路材、Ｘが３ｍｍ、ＹがＸの１．３倍、平均
厚さ０．６３ｍｍのポリエチレン製原水側流路材を用い
て、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２８ｍ2のスパイラ
ル型逆浸透膜エレメントを製作した。このスパイラル型
逆浸透膜エレメントを用いて５．８％の海水を８．８Ｍ
Ｐａの操作圧力でろ過したときに、ろ過開始１５時間後
の造水量は２０．２ｍ3／ｄ、脱塩率９９．６８％であ
った。
【００２２】実施例４ 実施例３と同等の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリ
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．２９倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２
８ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて５．８％
の海水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、ろ
過開始１５時間後の造水量は２１．５ｍ３／ｄ、脱塩率
９９．７０％であった。
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．２９倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２
８ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて５．８％
の海水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、ろ
過開始１５時間後の造水量は２１．５ｍ３／ｄ、脱塩率
９９．７０％であった。
【００２３】比較例１ 実施例１と同等の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリ
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．９ｍｍ、ＹがＸ
の０．７６倍、平均厚さ０．６３ｍｍのポリエチレン製
原水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積
２．５ｍ２のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作し
た。このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．
５％の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したとき
に、ろ過開始１５時間後の造水量は１．３４ｍ3／ｄ、
脱塩率９９．５８％であり、実施例１よりエレメント性
能がかなり低かった。
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．９ｍｍ、ＹがＸ
の０．７６倍、平均厚さ０．６３ｍｍのポリエチレン製
原水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積
２．５ｍ２のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作し
た。このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．
５％の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したとき
に、ろ過開始１５時間後の造水量は１．３４ｍ3／ｄ、
脱塩率９９．５８％であり、実施例１よりエレメント性
能がかなり低かった。
【００２４】比較例２ 実施例２と同等の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリ
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．８３倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積２．
５ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．５％
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
ろ過開始１５時間後の造水量は１．２９ｍ3／ｄ、脱塩
率９９．５２％であり、実施例２よりエレメント性能が
かなり低かった。
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが３．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．８３倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原
水側流路材を用いて、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積２．
５ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。
このスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて３．５％
の食塩水を５．５ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、
ろ過開始１５時間後の造水量は１．２９ｍ3／ｄ、脱塩
率９９．５２％であり、実施例２よりエレメント性能が
かなり低かった。
【００２５】比較例３ 実施例３と同等の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリ
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが５．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．２倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原水
側流路材を用いて、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２８
ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。こ
のスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて５．８％の
海水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、ろ過
開始１５時間後の造水量は１６．１ｍ3／ｄ、脱塩率９
９．６１％であり、実施例３よりエレメント性能がかな
り低かった。
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが５．５ｍｍ、ＹがＸ
の１．２倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原水
側流路材を用いて、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２８
ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。こ
のスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて５．８％の
海水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、ろ過
開始１５時間後の造水量は１６．１ｍ3／ｄ、脱塩率９
９．６１％であり、実施例３よりエレメント性能がかな
り低かった。
【００２６】比較例４ 実施例３と同等の性能を有する平膜状の架橋芳香族ポリ
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが１．８ｍｍ、ＹがＸ
の１．５倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原水
側流路材を用いて、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２８
ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。こ
のスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて５．８％の
海水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、ろ過
開始１５時間後の造水量は１６．８ｍ３／ｄ、脱塩率９
９．６３％であり、実施例３よりエレメント性能がかな
り低く、エレメント圧力損失も０．０２８ＭＰａと実施
例３よりも１．６倍大きかった。
アミド系複合膜、原水の流れ方向に交差するように線状
物が配置された透過水流路材、Ｘが１．８ｍｍ、ＹがＸ
の１．５倍、平均厚さ０．７ｍｍのポリエチレン製原水
側流路材を用いて、長さ約１００ｃｍ、有効膜面積２８
ｍ2のスパイラル型逆浸透膜エレメントを製作した。こ
のスパイラル型逆浸透膜エレメントを用いて５．８％の
海水を８．８ＭＰａの操作圧力でろ過したときに、ろ過
開始１５時間後の造水量は１６．８ｍ３／ｄ、脱塩率９
９．６３％であり、実施例３よりエレメント性能がかな
り低く、エレメント圧力損失も０．０２８ＭＰａと実施
例３よりも１．６倍大きかった。
【００２７】
【発明の効果】本発明により、エレメントの圧力損失が
小さく、濃度分極によるエレメントの性能低下が抑制さ
れ、逆浸透膜が本来有する性能を十分発揮させることが
可能なスパイラル型逆浸透膜エレメントが提供される。
小さく、濃度分極によるエレメントの性能低下が抑制さ
れ、逆浸透膜が本来有する性能を十分発揮させることが
可能なスパイラル型逆浸透膜エレメントが提供される。
【図１】 スパイラル型逆浸透膜エレメントの構造を示
す斜視図
す斜視図
【図２】 原水側流路材の構造の概念図
【図３】 網目の角度が大きいときの原水の流れを示す
概念図
概念図
【図４】 網目の角度が小さいときの原水の流れを示す
概念図
概念図
１：逆浸透膜 ２：透過水側流路材 ３：原水側流路材 ４：集水管 ５：原水の流れ ６：透過水の流れ ７：濃縮水の流れ ８：原水側流路材のＹ ９：原水側流路材のＸ １０：原水側流路材の網目の角度（α）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月２３日（１９９９．８．２
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】本発明は、「逆浸透膜と、原水側流路材
と、透過水側流路材とを集水管の周囲に巻回してなるス
パイラル型逆浸透膜エレメントを用い、逆浸透膜上にお
ける原水の流れを前記エレメントの周方向に拡散させて
その逆浸透膜上における濃度分極層の厚みを低減しなが
ら水を分離することを特徴とする造水方法。」、「逆浸
透膜と、原水側流路材と、透過水側流路材とが集水管の
周囲に巻回され、原水側流路材は格子状の線状体からな
り、かつ、集水管の軸線に垂直な方向における交点間の
間隔Ｘが２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にあり、前記軸線
方向における交点間の間隔ＹがＸの１．０倍以上１．８
倍以下の範囲にあることを特徴とするスパイラル型逆浸
透膜エレメント。」、「原水側流路材の平均厚みが、
０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲にある、上記に記載の
スパイラル型逆浸透膜エレメント。」、「原水側流路材
の最大厚みが、平均厚みの０．９倍以上１．１倍以下の
範囲にある、上記に記載のスパイラル型逆浸透膜エレメ
ント。」、「原水側流路材が、ポリエチレンまたはポリ
プロピレンからなる、上記に記載のスパイラル型逆浸透
膜エレメント。」、「上記に記載のスパイラル型逆浸透
膜エレメントと、このスパイラル型逆浸透膜の上流側に
設けた加圧手段とを備えていることを特徴とする水の分
離装置。」、「上記に記載の水の分離装置を用いて海水
またはかん水を処理することを特徴とする造水方法。」
からなるものである。
と、透過水側流路材とを集水管の周囲に巻回してなるス
パイラル型逆浸透膜エレメントを用い、逆浸透膜上にお
ける原水の流れを前記エレメントの周方向に拡散させて
その逆浸透膜上における濃度分極層の厚みを低減しなが
ら水を分離することを特徴とする造水方法。」、「逆浸
透膜と、原水側流路材と、透過水側流路材とが集水管の
周囲に巻回され、原水側流路材は格子状の線状体からな
り、かつ、集水管の軸線に垂直な方向における交点間の
間隔Ｘが２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にあり、前記軸線
方向における交点間の間隔ＹがＸの１．０倍以上１．８
倍以下の範囲にあることを特徴とするスパイラル型逆浸
透膜エレメント。」、「原水側流路材の平均厚みが、
０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲にある、上記に記載の
スパイラル型逆浸透膜エレメント。」、「原水側流路材
の最大厚みが、平均厚みの０．９倍以上１．１倍以下の
範囲にある、上記に記載のスパイラル型逆浸透膜エレメ
ント。」、「原水側流路材が、ポリエチレンまたはポリ
プロピレンからなる、上記に記載のスパイラル型逆浸透
膜エレメント。」、「上記に記載のスパイラル型逆浸透
膜エレメントと、このスパイラル型逆浸透膜の上流側に
設けた加圧手段とを備えていることを特徴とする水の分
離装置。」、「上記に記載の水の分離装置を用いて海水
またはかん水を処理することを特徴とする造水方法。」
からなるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA03 HA62 JA05A JA05B JA05C JA06A JA19Z KA12 MA06 MB06 MC54 NA41 PA01 PA02 PB03 PB07 PB70 PC02
Claims (6)
- 【請求項１】外側を原水側、内側を透過水側とする逆浸
透膜、透過水側流路材、原水側流路材および集水管をも
ち、逆浸透膜の内側部分が集水管内部に通じるように、
逆浸透膜、透過水側流路材および原水側流路材が集水管
に巻き付けられた構造を有し、原水側流路材が複数の線
状物によって構成され、集水管の軸線に垂直な方向の線
状物交点同士の間隔Ｘが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
かつ前記方向に平行な方向の線状物の交点同士の間隔Ｙ
がＸの１．０倍以上１．８倍以下である構造を含むこと
を特徴とするスパイラル型逆浸透膜エレメント。 - 【請求項２】原水側流路材の平均厚さが０．５ｍｍ以上
１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のスパ
イラル型逆浸透膜エレメント。 - 【請求項３】原水側流路材の最大厚さが平均厚さの０．
９倍以上１．１倍以下であることを特徴とする請求項２
記載のスパイラル型逆浸透膜エレメント。 - 【請求項４】原水側流路材の材質が、ポリエチレンまた
はポリプロピレンであることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のスパイラル型逆浸透膜エレメント。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のスパイラ
ル型逆浸透膜エレメントの原水側に加圧手段または透過
水側に吸引手段をを有する水の分離装置。 - 【請求項６】請求項５記載の分離装置を用いて海水また
はかん水から透過水を得ることを特徴とする透過水の製
造方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP17121098A JP3230490B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | スパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用いた分離装置 |
| EP99925385A EP1029583B1 (en) | 1998-06-18 | 1999-06-18 | Spiral reverse osmosis membrane element, reverse osmosis membrane module using it, device and method for reverse osmosis separation incorporating the module |
| CNB998011940A CN1137763C (zh) | 1998-06-18 | 1999-06-18 | 螺旋型逆渗透膜组件、逆渗透膜模型及其分离装置和方法 |
| PCT/JP1999/003274 WO1999065594A1 (fr) | 1998-06-18 | 1999-06-18 | Element en spirale de membrane d'osmose inverse, module de membrane d'osmose inverse utilisant cet element, dispositif et procede destines a la separation par osmose inverse integrant ce module |
| ES99925385T ES2353194T3 (es) | 1998-06-18 | 1999-06-18 | Elemento de membrana en espiral de ã“smosis inversa, mã“dulo de membrana de ã“smosis inversa utilizando dicho elemento y procedimiento destinados a la separaciã“n por ã“smosis inversa integrando este mã“dulo. |
| DE69942763T DE69942763D1 (de) | 1998-06-18 | 1999-06-18 | Spiralförmiges umkehrosmosemembranelement, verwendung in einem umkehrosmosemembranmodul, vorrichtung und verfahren zur umkehrosmosetrennung unter verwendung des moduls |
| US09/485,934 US6656362B1 (en) | 1998-06-18 | 1999-06-18 | Spiral reverse osmosis membrane element, reverse osmosis membrane module using it, device and method for reverse osmosis separation incorporating the module |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17121098A JP3230490B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | スパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用いた分離装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3230490B2 JP3230490B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=15919085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17121098A Expired - Lifetime JP3230490B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | スパイラル型逆浸透膜エレメントおよびそれを用いた分離装置 |
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| ES (1) | ES2353194T3 (ja) |
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| CN100462130C (zh) * | 2003-09-17 | 2009-02-18 | 日东电工株式会社 | 螺旋形缠绕的分隔薄膜元件 |
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| CN114314878A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-04-12 | 中芯恒润环境科技(北京)有限公司 | 反渗透膜法水处理系统 |
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-
1998
- 1998-06-18 JP JP17121098A patent/JP3230490B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-06-18 ES ES99925385T patent/ES2353194T3/es not_active Expired - Lifetime
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