JP2000015064A - 分離膜モジュールおよびその運転方法 - Google Patents
分離膜モジュールおよびその運転方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力容器内で直列に連結された複数の分離膜
エレメントにおいて、各分離膜エレメントの運転条件を
できるだけ均一化することである。 【解決手段】 分離膜モジュールにおいて、圧力容器２
内の３本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃの集水管７内にオリフィス２５ａ、２５ｂおよ
び２５ｃを装着する。オリフィス２５ａ、２５ｂおよび
２５ｃの内径を調整することにより、各スパイラル型分
離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束
が等しくなるように集水管７における圧力損失を設定す
る。
エレメントにおいて、各分離膜エレメントの運転条件を
できるだけ均一化することである。 【解決手段】 分離膜モジュールにおいて、圧力容器２
内の３本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃの集水管７内にオリフィス２５ａ、２５ｂおよ
び２５ｃを装着する。オリフィス２５ａ、２５ｂおよび
２５ｃの内径を調整することにより、各スパイラル型分
離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束
が等しくなるように集水管７における圧力損失を設定す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の成分を分離
する分離膜モジュールおよびその運転方法に関する。
する分離膜モジュールおよびその運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、純水や用水の造水プロセス、食品
や薬品などの製造プロセス、生活排水や産業排水などの
排水処理プロセスにおいて、原水から固形物質や溶解性
物質を分離するために分離膜モジュールが多く利用され
ている。分離膜モジュールは、圧力容器および分離膜エ
レメントからなり、圧力容器内に分離膜エレメントが装
填される。膜分離の処理容量を大きくするためには、圧
力容器内に複数の分離膜エレメントが装填される。
や薬品などの製造プロセス、生活排水や産業排水などの
排水処理プロセスにおいて、原水から固形物質や溶解性
物質を分離するために分離膜モジュールが多く利用され
ている。分離膜モジュールは、圧力容器および分離膜エ
レメントからなり、圧力容器内に分離膜エレメントが装
填される。膜分離の処理容量を大きくするためには、圧
力容器内に複数の分離膜エレメントが装填される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６は、従来の分離膜
モジュールの一例を示す一部切欠き斜視図である。図６
において、圧力容器２内に３本の分離膜エレメント１
ａ、１ｂおよび１ｃが装填され、集水管７の端部同士が
コネクタ１２で直列に連結されている。これらの分離膜
エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃはスパイラル型分離膜
エレメントであり、図６の分離膜モジュールはスパイラ
ル型分離膜モジュールである。
モジュールの一例を示す一部切欠き斜視図である。図６
において、圧力容器２内に３本の分離膜エレメント１
ａ、１ｂおよび１ｃが装填され、集水管７の端部同士が
コネクタ１２で直列に連結されている。これらの分離膜
エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃはスパイラル型分離膜
エレメントであり、図６の分離膜モジュールはスパイラ
ル型分離膜モジュールである。
【０００４】図６に示すように、原水９は、原水入口２
０から圧力容器２内に供給され、分離膜エレメント１ａ
の一方の端面から分離膜エレメント１ａ内に流入し、原
水流路を通って他方の端面から流出する。分離膜エレメ
ント１ａから流出した原水は、同様にして分離膜エレメ
ント１ｂを通過し、さらに分離膜エレメント１ｃを通過
した後、濃縮水１１として濃縮水出口２２から排出され
る。この過程で、分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１
ｃの分離膜を透過した水は集水管７を通り透過水出口２
１から透過水１０として排出される。
０から圧力容器２内に供給され、分離膜エレメント１ａ
の一方の端面から分離膜エレメント１ａ内に流入し、原
水流路を通って他方の端面から流出する。分離膜エレメ
ント１ａから流出した原水は、同様にして分離膜エレメ
ント１ｂを通過し、さらに分離膜エレメント１ｃを通過
した後、濃縮水１１として濃縮水出口２２から排出され
る。この過程で、分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１
ｃの分離膜を透過した水は集水管７を通り透過水出口２
１から透過水１０として排出される。
【０００５】このように原水９が一方向から流入される
ので、各分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃでは運
転条件が異なってくる。特に、図６の分離膜モジュール
を海水淡水化に用いた場合、各分離膜エレメント１ａ、
１ｂおよび１ｃにおける運転条件に顕著な違いが現れ
る。
ので、各分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃでは運
転条件が異なってくる。特に、図６の分離膜モジュール
を海水淡水化に用いた場合、各分離膜エレメント１ａ、
１ｂおよび１ｃにおける運転条件に顕著な違いが現れ
る。
【０００６】分離膜モジュールを海水淡水化に用いた場
合、操作圧力Ｐ0 は次の関係式（１）で表すことができ
る。
合、操作圧力Ｐ0 は次の関係式（１）で表すことができ
る。
【０００７】 Ｐ0 ＝Ｐ1 ＋Ｐ2 ＋Ｐ3 ＋Ｐ4 ・・・（１） ここで、Ｐ1 は原水側流路の圧力損失、Ｐ2 は原水の浸
透圧、Ｐ3 は分離膜の透過に伴う圧力損失、Ｐ4 は透過
水側流路の圧力損失を示す。なお、海水淡水化の場合、
原水に相当するのが海水で、透過水に相当するのが淡水
である。
透圧、Ｐ3 は分離膜の透過に伴う圧力損失、Ｐ4 は透過
水側流路の圧力損失を示す。なお、海水淡水化の場合、
原水に相当するのが海水で、透過水に相当するのが淡水
である。
【０００８】この分離膜モジュールでは、圧力容器２内
の原水入口２０側の分離膜エレメント１ａから濃縮水出
口２２側の分離膜エレメント１ｃに向かって海水の濃縮
および淡水の生成が進む。海水の浸透圧は海水濃度が低
い程小さくなり、分離膜エレメント１ａの方が分離膜エ
レメント１ｃよりも浸透圧が低くなるため、分離膜エレ
メント１ａでの原水の浸透圧Ｐ2 の値は分離膜エレメン
ト１ｃでの原水の浸透圧Ｐ2 の値よりも小さくなる。
の原水入口２０側の分離膜エレメント１ａから濃縮水出
口２２側の分離膜エレメント１ｃに向かって海水の濃縮
および淡水の生成が進む。海水の浸透圧は海水濃度が低
い程小さくなり、分離膜エレメント１ａの方が分離膜エ
レメント１ｃよりも浸透圧が低くなるため、分離膜エレ
メント１ａでの原水の浸透圧Ｐ2 の値は分離膜エレメン
ト１ｃでの原水の浸透圧Ｐ2 の値よりも小さくなる。
【０００９】このように、圧力容器２内の分離膜エレメ
ント１ａ、１ｂおよび１ｃの位置により原水の浸透圧Ｐ
2 の値に大きな差が出る。各分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおいて操作圧力Ｐ0 の値はほぼ等しいた
め、透過水側流路の圧力損失Ｐ4 の値が一定である場
合、原水の浸透圧Ｐ2 が変化すると、分離膜の透過に伴
う圧力損失Ｐ3 が変化することにより圧力バランスが保
たれる。その結果、分離膜エレメント１ａでは分離膜エ
レメント１ｃに比べて数倍も透過水量が多くなる。この
ため、分離膜エレメント１ａではファウリング（膜面汚
れ）が生じやすく、また、分離膜への負担も大きくなる
ので分離膜エレメントの寿命低下を引き起こす。
ント１ａ、１ｂおよび１ｃの位置により原水の浸透圧Ｐ
2 の値に大きな差が出る。各分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおいて操作圧力Ｐ0 の値はほぼ等しいた
め、透過水側流路の圧力損失Ｐ4 の値が一定である場
合、原水の浸透圧Ｐ2 が変化すると、分離膜の透過に伴
う圧力損失Ｐ3 が変化することにより圧力バランスが保
たれる。その結果、分離膜エレメント１ａでは分離膜エ
レメント１ｃに比べて数倍も透過水量が多くなる。この
ため、分離膜エレメント１ａではファウリング（膜面汚
れ）が生じやすく、また、分離膜への負担も大きくなる
ので分離膜エレメントの寿命低下を引き起こす。
【００１０】以上のように、各分離膜エレメントにおい
て運転条件が異なると、分離膜エレメントによって分離
膜の汚染状態や寿命が異なってくるため、膜分離操作が
非常に効率の悪いものになるとともに、長期に渡る分離
膜モジュールの安定運転を行うことが非常に難しくなっ
てくる。
て運転条件が異なると、分離膜エレメントによって分離
膜の汚染状態や寿命が異なってくるため、膜分離操作が
非常に効率の悪いものになるとともに、長期に渡る分離
膜モジュールの安定運転を行うことが非常に難しくなっ
てくる。
【００１１】このため、分離膜モジュールを並列に多段
で並べ、できるだけ分離膜エレメントの運転条件を均一
にする方法や、あるいは、各分離膜エレメントの分離膜
の仕様を変える方法が提案されている。しかしながら、
前者の場合、大がかりな膜分離システムの変更が必要と
なるので非常にコストがかかり、また後者の場合、分離
膜エレメントの生産効率や取り扱いの面で問題があった
ため、これら以外の方法で圧力容器内の各分離膜エレメ
ントの運転条件をできるだけ均一にする方法が求められ
ていた。
で並べ、できるだけ分離膜エレメントの運転条件を均一
にする方法や、あるいは、各分離膜エレメントの分離膜
の仕様を変える方法が提案されている。しかしながら、
前者の場合、大がかりな膜分離システムの変更が必要と
なるので非常にコストがかかり、また後者の場合、分離
膜エレメントの生産効率や取り扱いの面で問題があった
ため、これら以外の方法で圧力容器内の各分離膜エレメ
ントの運転条件をできるだけ均一にする方法が求められ
ていた。
【００１２】本発明の目的は、圧力容器内で直列に連結
された複数の分離膜エレメントにおいて、各分離膜エレ
メントの運転条件をできるだけ均一化することにある。
された複数の分離膜エレメントにおいて、各分離膜エレ
メントの運転条件をできるだけ均一化することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る分離膜モジュールは、圧力容器内に複数の分離膜
エレメントが装填され、この複数の分離膜エレメントの
透過流体側流路が直列に連結され、圧力容器の一端部に
原流体入口が設けられ、圧力容器の他端部に濃縮流体出
口が設けられた分離膜モジュールにおいて、各々の分離
膜エレメントにおける透過流束が所定の大きさになるよ
うに透過流体側流路の圧力損失が設定されたものであ
る。
に係る分離膜モジュールは、圧力容器内に複数の分離膜
エレメントが装填され、この複数の分離膜エレメントの
透過流体側流路が直列に連結され、圧力容器の一端部に
原流体入口が設けられ、圧力容器の他端部に濃縮流体出
口が設けられた分離膜モジュールにおいて、各々の分離
膜エレメントにおける透過流束が所定の大きさになるよ
うに透過流体側流路の圧力損失が設定されたものであ
る。
【００１４】圧力容器内で複数の分離膜エレメントが連
結されている場合、原流体入口側から濃縮流体出口側に
向けて原流体の濃縮が進むため、原流体入口側の分離膜
エレメントの方が濃縮流体出口側の分離膜エレメントに
比べ、分離膜の透過流量が多くなり、分離膜にかかる負
担が大きい。
結されている場合、原流体入口側から濃縮流体出口側に
向けて原流体の濃縮が進むため、原流体入口側の分離膜
エレメントの方が濃縮流体出口側の分離膜エレメントに
比べ、分離膜の透過流量が多くなり、分離膜にかかる負
担が大きい。
【００１５】本発明に係る分離膜モジュールによれば、
各分離膜エレメントにおける透過流束が所定の大きさに
なるように透過流体側流路の圧力損失を設定することに
より、各分離膜エレメントにおける分離膜の透過に伴う
圧力損失、すなわち分離膜にかかる負担を均一にするこ
とが可能となる。その結果、１本の圧力容器内に装填さ
れた複数の分離膜エレメントの位置に関係なく全ての分
離膜エレメントの運転条件の均一化を図ることができ、
各分離膜エレメントの汚染状態や寿命がより均一とな
る。
各分離膜エレメントにおける透過流束が所定の大きさに
なるように透過流体側流路の圧力損失を設定することに
より、各分離膜エレメントにおける分離膜の透過に伴う
圧力損失、すなわち分離膜にかかる負担を均一にするこ
とが可能となる。その結果、１本の圧力容器内に装填さ
れた複数の分離膜エレメントの位置に関係なく全ての分
離膜エレメントの運転条件の均一化を図ることができ、
各分離膜エレメントの汚染状態や寿命がより均一とな
る。
【００１６】特に、各々の分離膜エレメントにおける透
過流束がほぼ等しくなるように、透過流体側流路の圧力
損失が設定されることが好ましい。
過流束がほぼ等しくなるように、透過流体側流路の圧力
損失が設定されることが好ましい。
【００１７】各分離膜エレメントにおける透過流束が等
しくなると、各分離膜エレメントの分離膜に係る負担が
均一となる。
しくなると、各分離膜エレメントの分離膜に係る負担が
均一となる。
【００１８】透過流体側流路は、直列に連結された複数
の有孔中空管からなり、複数の有孔中空管内の一部また
は全部にオリフィスまたは絞り管が装着され、複数の有
孔中空管内のオリフィスまたは絞り管により、透過流体
側流路の圧力損失が設定されてもよい。
の有孔中空管からなり、複数の有孔中空管内の一部また
は全部にオリフィスまたは絞り管が装着され、複数の有
孔中空管内のオリフィスまたは絞り管により、透過流体
側流路の圧力損失が設定されてもよい。
【００１９】オリフィスまたは絞り管の内径を変えるこ
とにより、容易に透過流体側流路の圧力損失を設定する
ことができる。その結果、各分離膜エレメントにおける
透過流束を容易に調整することができる。
とにより、容易に透過流体側流路の圧力損失を設定する
ことができる。その結果、各分離膜エレメントにおける
透過流束を容易に調整することができる。
【００２０】また、透過流体側流路は、直列に連結され
た複数の有孔中空管からなり、複数の有孔中空管の内径
を調整することにより、透過流体側流路の圧力損失が設
定されてもよい。
た複数の有孔中空管からなり、複数の有孔中空管の内径
を調整することにより、透過流体側流路の圧力損失が設
定されてもよい。
【００２１】有孔中空管の内径を変えることにより、容
易に透過流体側流路の圧力損失を設定することができ
る。その結果、各分離膜エレメントにおける透過流束を
容易に調整することができる。
易に透過流体側流路の圧力損失を設定することができ
る。その結果、各分離膜エレメントにおける透過流束を
容易に調整することができる。
【００２２】また、透過流体側流路は、コネクタで連結
された複数の有孔中空管からなり、コネクタにより透過
流体側流路の圧力損失が設定されてもよい。
された複数の有孔中空管からなり、コネクタにより透過
流体側流路の圧力損失が設定されてもよい。
【００２３】コネクタの内径を変えることにより、容易
に透過流体側流路の圧力損失を設定することができる。
その結果、各分離膜エレメントにおける透過流束を容易
に調整することができる。
に透過流体側流路の圧力損失を設定することができる。
その結果、各分離膜エレメントにおける透過流束を容易
に調整することができる。
【００２４】本発明に係る分離膜モジュールの運転方法
は、圧力容器内に複数の分膜エレメントが装填され、複
数の分離膜エレメントの透過流体側流路が直列に連結さ
れ、圧力容器の一端部に原流体入口が設けられ、圧力容
器の他端部に濃縮流体出口が設けられた分離膜モジュー
ルの運転方法において、各々の分離膜エレメントにおけ
る透過流束が所定の大きさになるように、透過流体側流
路の圧力損失を設定するものである。
は、圧力容器内に複数の分膜エレメントが装填され、複
数の分離膜エレメントの透過流体側流路が直列に連結さ
れ、圧力容器の一端部に原流体入口が設けられ、圧力容
器の他端部に濃縮流体出口が設けられた分離膜モジュー
ルの運転方法において、各々の分離膜エレメントにおけ
る透過流束が所定の大きさになるように、透過流体側流
路の圧力損失を設定するものである。
【００２５】圧力容器内で複数の分離膜エレメントが連
結されている場合、原流体入口側から濃縮流体出口側に
向けて原流体の濃縮がすすむため、原流体入口側の分離
膜エレメントの方が濃縮流体出口側の分離膜エレメント
に比べ、分離膜の透過流量が多くなり、分離膜に係る負
担が大きい。
結されている場合、原流体入口側から濃縮流体出口側に
向けて原流体の濃縮がすすむため、原流体入口側の分離
膜エレメントの方が濃縮流体出口側の分離膜エレメント
に比べ、分離膜の透過流量が多くなり、分離膜に係る負
担が大きい。
【００２６】本発明に係る分離膜モジュールの運転方法
によれば、各分離膜エレメントにおける透過流束が所定
の大きさになるように透過流体側流路の圧力損失を設定
することにより、各分離膜エレメントにおける分離膜の
透過に伴う圧力損失、すなわち分離膜に係る負担を均一
にすることが可能となる。その結果、１本の圧力容器内
に装填された複数の分離膜エレメントの位置に関係なく
全ての分離膜エレメントの運転条件の均一化を図ること
ができ、各分離膜エレメントの汚染状態や寿命がより均
一となる。
によれば、各分離膜エレメントにおける透過流束が所定
の大きさになるように透過流体側流路の圧力損失を設定
することにより、各分離膜エレメントにおける分離膜の
透過に伴う圧力損失、すなわち分離膜に係る負担を均一
にすることが可能となる。その結果、１本の圧力容器内
に装填された複数の分離膜エレメントの位置に関係なく
全ての分離膜エレメントの運転条件の均一化を図ること
ができ、各分離膜エレメントの汚染状態や寿命がより均
一となる。
【００２７】特に、各々の分離膜エレメントにおける透
過流束がほぼ等しくなるように、透過流体側流路の圧力
損失が設定することが好ましい。
過流束がほぼ等しくなるように、透過流体側流路の圧力
損失が設定することが好ましい。
【００２８】各分離膜エレメントにおける透過流束が等
しくなると、各分離膜エレメントの分離膜に係る負担が
均一となる。
しくなると、各分離膜エレメントの分離膜に係る負担が
均一となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明に係る分離膜
モジュールの第１の例を示す断面図、図１（ｂ）、
（ｃ）および（ｄ）は、図１（ａ）のそれぞれＢ−Ｂ線
拡大断面図、Ｃ−Ｃ線拡大断面図およびＤ−Ｄ線拡大断
面図である。図１（ａ）の分離膜モジュールは、３本の
スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃが
圧力容器２内に装填されたスパイラル型分離膜モジュー
ルである。
モジュールの第１の例を示す断面図、図１（ｂ）、
（ｃ）および（ｄ）は、図１（ａ）のそれぞれＢ−Ｂ線
拡大断面図、Ｃ−Ｃ線拡大断面図およびＤ−Ｄ線拡大断
面図である。図１（ａ）の分離膜モジュールは、３本の
スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃが
圧力容器２内に装填されたスパイラル型分離膜モジュー
ルである。
【００３０】図１（ａ）の分離膜モジュールにおいて、
圧力容器２は、筒形ケース３およびその筒形ケース３の
両端の開口部を閉塞する１対の端板１７および１８によ
り構成される。一方の端板１７には、原水入口２０が形
成され、他方の端板１８には濃縮水出口２２が形成さ
れ、かつ端板１８の中央部に透過水出口２１が形成され
ている。透過水出口２１には短管１９が取り付けられて
いる。圧力容器２内の隣接するスパイラル型分離膜エレ
メント１ａおよび１ｂの集水管７の一端部同士がコネク
タ１２で連結され、スパイラル型分離膜エレメント１ｂ
および１ｃの集水管７の一端部同士がコネクタ１２で連
結され、スパイラル型分離膜エレメント１ｃの集水管７
の他端部と短管１９とがコネクタ１２で連結されてい
る。なお、コネクタ１２と集水管７、またはコネクタ１
２と短管１９とは、Ｏリング２４により液密にシールさ
れている。
圧力容器２は、筒形ケース３およびその筒形ケース３の
両端の開口部を閉塞する１対の端板１７および１８によ
り構成される。一方の端板１７には、原水入口２０が形
成され、他方の端板１８には濃縮水出口２２が形成さ
れ、かつ端板１８の中央部に透過水出口２１が形成され
ている。透過水出口２１には短管１９が取り付けられて
いる。圧力容器２内の隣接するスパイラル型分離膜エレ
メント１ａおよび１ｂの集水管７の一端部同士がコネク
タ１２で連結され、スパイラル型分離膜エレメント１ｂ
および１ｃの集水管７の一端部同士がコネクタ１２で連
結され、スパイラル型分離膜エレメント１ｃの集水管７
の他端部と短管１９とがコネクタ１２で連結されてい
る。なお、コネクタ１２と集水管７、またはコネクタ１
２と短管１９とは、Ｏリング２４により液密にシールさ
れている。
【００３１】各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃの外周面と圧力容器２の内周面との間はＯ
リング２４により液密にシールされている。
ｂおよび１ｃの外周面と圧力容器２の内周面との間はＯ
リング２４により液密にシールされている。
【００３２】スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂ
および１ｃの集水管７には、それぞれオリフィス２５
ａ、２５ｂおよび２５ｃがねじ込まれている。図１
（ｂ）、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示すように、原
水入口２０側のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、中
央部のスパイラル型分離膜エレメント１ｂおよび透過水
出口２１側のスパイラル型分離膜エレメント１ｃの順に
オリフィス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃの内径が大きく
なっている。
および１ｃの集水管７には、それぞれオリフィス２５
ａ、２５ｂおよび２５ｃがねじ込まれている。図１
（ｂ）、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示すように、原
水入口２０側のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、中
央部のスパイラル型分離膜エレメント１ｂおよび透過水
出口２１側のスパイラル型分離膜エレメント１ｃの順に
オリフィス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃの内径が大きく
なっている。
【００３３】図２は、図１（ａ）に示すスパイラル型分
離膜エレメント１ａの一部切欠き斜視図である。図３
（ａ）は図２に示すスパイラル型分離膜エレメント１ａ
の外観の正面図である。また、図３（ｂ）は、図３
（ａ）のＥ−Ｅ線拡大断面図、図３（ｃ）は、集水管７
端部の軸方向の拡大断面図である。
離膜エレメント１ａの一部切欠き斜視図である。図３
（ａ）は図２に示すスパイラル型分離膜エレメント１ａ
の外観の正面図である。また、図３（ｂ）は、図３
（ａ）のＥ−Ｅ線拡大断面図、図３（ｃ）は、集水管７
端部の軸方向の拡大断面図である。
【００３４】図２に示すように、スパイラル型分離膜エ
レメント１ａは、透過水流路材５の両面に分離膜４を重
ね合わせて３辺を接着することにより封筒状膜６を形成
し、その封筒状膜６の開口部を有孔中空管からなる集水
管７に取り付け、ネット状の原水流路材８とともに集水
管７の外周面にスパイラル状に巻回することにより構成
されている。
レメント１ａは、透過水流路材５の両面に分離膜４を重
ね合わせて３辺を接着することにより封筒状膜６を形成
し、その封筒状膜６の開口部を有孔中空管からなる集水
管７に取り付け、ネット状の原水流路材８とともに集水
管７の外周面にスパイラル状に巻回することにより構成
されている。
【００３５】また、図３（ａ）に示すように、スパイラ
ル型分離膜エレメント１ａの外周面はガラス繊維強化プ
ラスチックからなる外装材１５で被覆され、両端面には
パッキンホルダ１６が取り付けられている。
ル型分離膜エレメント１ａの外周面はガラス繊維強化プ
ラスチックからなる外装材１５で被覆され、両端面には
パッキンホルダ１６が取り付けられている。
【００３６】図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すよう
に、集水管７の一端部にはオリフィス２５ａが装着され
ている。なお、図１（ａ）のスパイラル型分離膜エレメ
ント１ｂおよび１ｃの構成は、オリフィスの内径を除い
て、図２および図３に示したスパイラル型分離膜エレメ
ント１ａの構成と同じである。
に、集水管７の一端部にはオリフィス２５ａが装着され
ている。なお、図１（ａ）のスパイラル型分離膜エレメ
ント１ｂおよび１ｃの構成は、オリフィスの内径を除い
て、図２および図３に示したスパイラル型分離膜エレメ
ント１ａの構成と同じである。
【００３７】図２および図３に示すように、原水９はス
パイラル型分離膜エレメント１ａの一方の端面側から供
給される。供給された原水９は原水流路材８に沿って流
れ、スパイラル型分離膜エレメントの他方の端面側から
濃縮水１１として排出される。原水９が原水流路材８に
沿って流れる過程で分離膜４を透過した透過水１０が透
過水流路材５に沿って集水管７の内部に流れ込み、集水
管７の端部から排出される。
パイラル型分離膜エレメント１ａの一方の端面側から供
給される。供給された原水９は原水流路材８に沿って流
れ、スパイラル型分離膜エレメントの他方の端面側から
濃縮水１１として排出される。原水９が原水流路材８に
沿って流れる過程で分離膜４を透過した透過水１０が透
過水流路材５に沿って集水管７の内部に流れ込み、集水
管７の端部から排出される。
【００３８】図１（ａ）に示す分離膜モジュールを用い
て膜分離操作を行う場合、一方の端板１７の原水入口２
０に原水配管が接続され、他方の端板１８の透過水出口
２１に透過水配管が接続され、また、濃縮水出口２２に
濃縮水配管が接続される。
て膜分離操作を行う場合、一方の端板１７の原水入口２
０に原水配管が接続され、他方の端板１８の透過水出口
２１に透過水配管が接続され、また、濃縮水出口２２に
濃縮水配管が接続される。
【００３９】原水配管から供給された原水９は、原水入
口２０から圧力容器２内に供給され、スパイラル型分離
膜エレメント１ａの一方の端面からスパイラル型分離膜
エレメント１ａ内に流入し、原水流路材８に沿って流
れ、他方の端面から流出する。スパイラル型分離膜エレ
メント１ａから流出した原水は、同様にしてスパイラル
型分離膜エレメント１ｂを通過し、さらにスパイラル型
分離膜エレメント１ｃを通過した後、濃縮水１１として
濃縮水出口２２から排出される。この過程で各スパイラ
ル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４
を透過した水は、オリフィス２５ａ、２５ｂおよび２５
ｃがそれぞれ装着された集水管７を通り、透過水出口２
１から透過水１０として排出される。
口２０から圧力容器２内に供給され、スパイラル型分離
膜エレメント１ａの一方の端面からスパイラル型分離膜
エレメント１ａ内に流入し、原水流路材８に沿って流
れ、他方の端面から流出する。スパイラル型分離膜エレ
メント１ａから流出した原水は、同様にしてスパイラル
型分離膜エレメント１ｂを通過し、さらにスパイラル型
分離膜エレメント１ｃを通過した後、濃縮水１１として
濃縮水出口２２から排出される。この過程で各スパイラ
ル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４
を透過した水は、オリフィス２５ａ、２５ｂおよび２５
ｃがそれぞれ装着された集水管７を通り、透過水出口２
１から透過水１０として排出される。
【００４０】図１（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すよ
うに、スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび
１ｃの集水管７に装着されるオリフィス２５ａ、２５ｂ
および２５ｃの内径は、スパイラル型分離膜エレメント
１ａからスパイラル型分離膜エレメント１ｃに向かって
大きくなっている。
うに、スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび
１ｃの集水管７に装着されるオリフィス２５ａ、２５ｂ
および２５ｃの内径は、スパイラル型分離膜エレメント
１ａからスパイラル型分離膜エレメント１ｃに向かって
大きくなっている。
【００４１】本実施例においては、各オリフィス２５
ａ、２５ｂおよび２５ｃの内径を上記のように調整する
ことにより、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなるように、集
水管７の透過に伴う圧力損失を容易に設定することがで
きる。
ａ、２５ｂおよび２５ｃの内径を上記のように調整する
ことにより、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなるように、集
水管７の透過に伴う圧力損失を容易に設定することがで
きる。
【００４２】ここで、スパイラル型分離膜エレメント１
ａにおいて、操作圧力をＰ0a、原水側流路の圧力損失を
Ｐ1a、原水の浸透圧をＰ2a、分離膜の透過に伴う圧力損
失をＰ3a、透過水側流路の圧力損失をＰ4aとし、同様に
して、スパイラル型分離膜エレメント１ｂにおける操作
圧力をＰ0b、原水側流路の圧力損失をＰ1b、原水の浸透
圧をＰ2b、分離膜の透過に伴う圧力損失をＰ3b、透過水
側流路の圧力損失をＰ 4bとする。さらに、スパイラル型
分離膜エレメント１ｃにおける操作圧力をＰ0C、原水側
流路の圧力損失をＰ1C、原水の浸透圧をＰ2C、分離膜の
透過に伴う圧力損失をＰ3c、透過水側流路の圧力損失を
Ｐ4cとすると、以下の関係式（２）〜（４）が成り立
つ。
ａにおいて、操作圧力をＰ0a、原水側流路の圧力損失を
Ｐ1a、原水の浸透圧をＰ2a、分離膜の透過に伴う圧力損
失をＰ3a、透過水側流路の圧力損失をＰ4aとし、同様に
して、スパイラル型分離膜エレメント１ｂにおける操作
圧力をＰ0b、原水側流路の圧力損失をＰ1b、原水の浸透
圧をＰ2b、分離膜の透過に伴う圧力損失をＰ3b、透過水
側流路の圧力損失をＰ 4bとする。さらに、スパイラル型
分離膜エレメント１ｃにおける操作圧力をＰ0C、原水側
流路の圧力損失をＰ1C、原水の浸透圧をＰ2C、分離膜の
透過に伴う圧力損失をＰ3c、透過水側流路の圧力損失を
Ｐ4cとすると、以下の関係式（２）〜（４）が成り立
つ。
【００４３】 Ｐ0a＝Ｐ1a＋Ｐ2a＋Ｐ3a＋Ｐ4a＋Ｐ4b＋Ｐ4C ・・・（２） Ｐ0b＝Ｐ1b＋Ｐ2b＋Ｐ3b＋Ｐ4b＋Ｐ4C ・・・（３） Ｐ0c＝Ｐ1c＋Ｐ2c＋Ｐ3c＋Ｐ4c ・・・（４） さらにここでは、各スパイラル型分離膜エレメント１
ａ、１ｂおよび１ｃにおける操作圧力について、
ａ、１ｂおよび１ｃにおける操作圧力について、
【００４４】Ｐ0a≒Ｐ0b≒Ｐ0c ・・・（５） が成り立ち、また、各スパイラル型分離膜エレメント１
ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水側流路の圧力損失につ
いて
ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水側流路の圧力損失につ
いて
【００４５】Ｐ1a＝Ｐ1b＝Ｐ1c ・・・（６） が成り立つとする。
【００４６】また、各スパイラル型分離膜エレメント１
ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水の浸透圧Ｐ2a、Ｐ2bお
よびＰ2cは、Ｐ2a＜Ｐ2b＜Ｐ2cの関係が成り立つ。
ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水の浸透圧Ｐ2a、Ｐ2bお
よびＰ2cは、Ｐ2a＜Ｐ2b＜Ｐ2cの関係が成り立つ。
【００４７】各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃに装着したオリフィス２５ａ、２５ｂおよ
び２５ｃの内径をそれぞれ調整することにより、次の関
係式が成り立つように集水管７における圧力損失を設定
する。
ｂおよび１ｃに装着したオリフィス２５ａ、２５ｂおよ
び２５ｃの内径をそれぞれ調整することにより、次の関
係式が成り立つように集水管７における圧力損失を設定
する。
【００４８】 Ｐ2a＋Ｐ4a＋Ｐ4b＋Ｐ4C＝Ｐ2b＋Ｐ4b＋Ｐ4C＝Ｐ2c＋Ｐ4c ・・・（７） この結果、上記関係式（２）〜（７）により、各スパイ
ラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃにおける
分離膜の透過に伴う圧力損失Ｐ3a、Ｐ3bおよびＰ3cに
は、Ｐ3a＝Ｐ3b＝Ｐ3cの関係が成り立ち、各スパイラル
型分離膜エレメント１ａ，１ｂおよび１ｃにおける透過
流束が等しくなる。
ラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃにおける
分離膜の透過に伴う圧力損失Ｐ3a、Ｐ3bおよびＰ3cに
は、Ｐ3a＝Ｐ3b＝Ｐ3cの関係が成り立ち、各スパイラル
型分離膜エレメント１ａ，１ｂおよび１ｃにおける透過
流束が等しくなる。
【００４９】それにより、各スパイラル型分離膜エレメ
ント１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４にかかる負担が均
一に保たれ、３本の分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび
１ｃの運転条件の均一化が図られる。これにより、各ス
パイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの汚
染状態や寿命がより均一化され、分離膜モジュールの安
定運転および膜分離操作の効率向上が図られる。
ント１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４にかかる負担が均
一に保たれ、３本の分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび
１ｃの運転条件の均一化が図られる。これにより、各ス
パイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの汚
染状態や寿命がより均一化され、分離膜モジュールの安
定運転および膜分離操作の効率向上が図られる。
【００５０】なお、図１（ａ）では、スパイラル型分離
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの順にオリフィス２
５ａ、２５ｂおよび２５ｃの内径が大きくなっている
が、これは、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおける透過流束を等しくするための一例
である。
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの順にオリフィス２
５ａ、２５ｂおよび２５ｃの内径が大きくなっている
が、これは、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおける透過流束を等しくするための一例
である。
【００５１】すなわち、各スパイラル型分離膜エレメン
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなる
ように、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃのオリフィス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃの内
径が設定してあれば、オリフィス２５ａ、２５ｂおよび
２５ｃの内径の大小関係は、図１（ａ）の例に限定され
ない。
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなる
ように、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃのオリフィス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃの内
径が設定してあれば、オリフィス２５ａ、２５ｂおよび
２５ｃの内径の大小関係は、図１（ａ）の例に限定され
ない。
【００５２】例えば、オリフィス２５ｂ、２５ａおよび
２５ｃの順に内径が大きくなってもよく、オリフィス２
５ａ、２５ｃおよび２５ｂの順に内径が大きくなっても
よい。あるいは、いずれか２つの集水管７に同じ内径の
オリフィスを装着したり、いずれかの集水管７にオリフ
ィスを装着しなくてもよい。例えば、図１（ａ）におい
て、スパイラル型分離膜エレメント１ａおよび１ｂにそ
れぞれオリフィス２５ａを装着するが、スパイラル型分
離膜エレメント１ｃには、オリフィスを装着しなくても
よい。
２５ｃの順に内径が大きくなってもよく、オリフィス２
５ａ、２５ｃおよび２５ｂの順に内径が大きくなっても
よい。あるいは、いずれか２つの集水管７に同じ内径の
オリフィスを装着したり、いずれかの集水管７にオリフ
ィスを装着しなくてもよい。例えば、図１（ａ）におい
て、スパイラル型分離膜エレメント１ａおよび１ｂにそ
れぞれオリフィス２５ａを装着するが、スパイラル型分
離膜エレメント１ｃには、オリフィスを装着しなくても
よい。
【００５３】オリフィス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃ
は、集水管７にねじこんで装着してあるため、容易に脱
着することができる。
は、集水管７にねじこんで装着してあるため、容易に脱
着することができる。
【００５４】なお、オリフィス２５の代わりに、絞り管
を集水管７内に装着してもよい。各スパイラル型分離膜
エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等
しくなるように絞り管の内径を設定すれば、オリフィス
２５を用いた場合と同様、各スパイラル型分離膜エレメ
ントの運転条件の均一化を図ることができる。
を集水管７内に装着してもよい。各スパイラル型分離膜
エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等
しくなるように絞り管の内径を設定すれば、オリフィス
２５を用いた場合と同様、各スパイラル型分離膜エレメ
ントの運転条件の均一化を図ることができる。
【００５５】図４（ａ）は本発明に係る分離膜モジュー
ルの第２の例を示す断面図、図４（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）は、図４（ａ）のそれぞれＸ−Ｘ線拡大断面図、
Ｙ−Ｙ線拡大断面図およびＺ−Ｚ線拡大断面図である。
ルの第２の例を示す断面図、図４（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）は、図４（ａ）のそれぞれＸ−Ｘ線拡大断面図、
Ｙ−Ｙ線拡大断面図およびＺ−Ｚ線拡大断面図である。
【００５６】図４（ａ）の分離膜モジュールは、以下の
点を除いて図１（ａ）の分離膜モジュールと同様の構造
を有する。図４（ａ）の分離膜モジュールにはオリフィ
ス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃが装着されていないが、
図４（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、各スパ
イラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃのそれ
ぞれの集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内径が、スパイラ
ル型分離膜エレメント１ａからスパイラル型分離膜エレ
メント１ｃに向かって大きくなっている。
点を除いて図１（ａ）の分離膜モジュールと同様の構造
を有する。図４（ａ）の分離膜モジュールにはオリフィ
ス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃが装着されていないが、
図４（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）に示すように、各スパ
イラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃのそれ
ぞれの集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内径が、スパイラ
ル型分離膜エレメント１ａからスパイラル型分離膜エレ
メント１ｃに向かって大きくなっている。
【００５７】本実施例においては、各集水管７ａ、７ｂ
および７ｃの内径を上記のように調整することにより、
各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃ
における透過流束が等しくなるように、集水管７ａ、７
ｂおよび７ｃにおける圧力損失を容易に設定することが
できる。
および７ｃの内径を上記のように調整することにより、
各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃ
における透過流束が等しくなるように、集水管７ａ、７
ｂおよび７ｃにおける圧力損失を容易に設定することが
できる。
【００５８】すなわち、各スパイラル型分離膜エレメン
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水の浸透圧Ｐ2 と透
過水側流路の圧力損失Ｐ4 について、Ｐ2a＋Ｐ4a＋Ｐ4b
＋Ｐ 4c＝Ｐ2b＋Ｐ4b＋Ｐ4c＝Ｐ2c＋Ｐ4cの関係式（７）
が成り立つように、各集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内
径を調整すると、図１（ａ）の分離膜モジュールの場合
と同様に、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂ
および１ｃにおける分離膜の透過に伴う圧力損失Ｐ3a、
Ｐ3bおよびＰ3cには、Ｐ3a＝Ｐ3b＝Ｐ3cの関係が成り立
つ。
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水の浸透圧Ｐ2 と透
過水側流路の圧力損失Ｐ4 について、Ｐ2a＋Ｐ4a＋Ｐ4b
＋Ｐ 4c＝Ｐ2b＋Ｐ4b＋Ｐ4c＝Ｐ2c＋Ｐ4cの関係式（７）
が成り立つように、各集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内
径を調整すると、図１（ａ）の分離膜モジュールの場合
と同様に、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂ
および１ｃにおける分離膜の透過に伴う圧力損失Ｐ3a、
Ｐ3bおよびＰ3cには、Ｐ3a＝Ｐ3b＝Ｐ3cの関係が成り立
つ。
【００５９】その結果、各スパイラル型分離膜エレメン
ト１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４にかかる負担が均一
に保たれ、３本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、
１ｂおよび１ｃの運転条件の均一化が図られる。これに
より、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよ
び１ｃの汚染状態や寿命がより均一化され、分離膜モジ
ュールの安定運転および膜分離操作の効率向上が図られ
る。
ト１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４にかかる負担が均一
に保たれ、３本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、
１ｂおよび１ｃの運転条件の均一化が図られる。これに
より、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよ
び１ｃの汚染状態や寿命がより均一化され、分離膜モジ
ュールの安定運転および膜分離操作の効率向上が図られ
る。
【００６０】なお、図４（ａ）では、スパイラル型分離
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの順に、集水管７
ａ、７ｂおよび７ｃの内径が大きくなっているが、これ
は、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび
１ｃにおける透過流束を等しくするための一例である。
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの順に、集水管７
ａ、７ｂおよび７ｃの内径が大きくなっているが、これ
は、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび
１ｃにおける透過流束を等しくするための一例である。
【００６１】すなわち、各スパイラル型分離膜エレメン
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなる
ように、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃの集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内径が設定し
てあれば、集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内径の大小関
係は、図４（ａ）の例に限定されない。
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなる
ように、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃの集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内径が設定し
てあれば、集水管７ａ、７ｂおよび７ｃの内径の大小関
係は、図４（ａ）の例に限定されない。
【００６２】例えば、集水管７ｂ、７ａおよび７ｃの順
に内径が大きくなってもよく、集水管７ａ、７ｃおよび
７ｂの順に内径が大きくなってもよい。あるいは、いず
れか２つの集水管の内径を同じにしてもよい。例えば、
図４（ａ）において、スパイラル型分離膜エレメント１
ａおよび１ｂに集水管７ａを用い、スパイラル型分離膜
エレメント１ｃに集水管７ｃを用いてもよい。
に内径が大きくなってもよく、集水管７ａ、７ｃおよび
７ｂの順に内径が大きくなってもよい。あるいは、いず
れか２つの集水管の内径を同じにしてもよい。例えば、
図４（ａ）において、スパイラル型分離膜エレメント１
ａおよび１ｂに集水管７ａを用い、スパイラル型分離膜
エレメント１ｃに集水管７ｃを用いてもよい。
【００６３】図５（ａ）は本発明に係る分離膜モジュー
ルの第３の例を示す断面図、図５（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）は、図５（ａ）のそれぞれＬ−Ｌ線拡大断面図、
Ｍ−Ｍ線拡大断面図およびＮ−Ｎ線拡大断面図であり、
図（ｅ）、（ｆ）および（ｇ）はそれぞれコネクタ１２
ａ、１２ｂおよび１２ｃの軸方向の拡大断面図である。
ルの第３の例を示す断面図、図５（ｂ）、（ｃ）および
（ｄ）は、図５（ａ）のそれぞれＬ−Ｌ線拡大断面図、
Ｍ−Ｍ線拡大断面図およびＮ−Ｎ線拡大断面図であり、
図（ｅ）、（ｆ）および（ｇ）はそれぞれコネクタ１２
ａ、１２ｂおよび１２ｃの軸方向の拡大断面図である。
【００６４】図５（ａ）の分離膜モジュールは、以下の
点を除いて図１（ａ）の分離膜モジュールと同様の構造
を有する。図５（ａ）の分離膜モジュールにはオリフィ
ス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃが装着されていないが、
図５（ｂ）〜（ｇ）に示すように、各スパイラル型分離
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃのそれぞれの集水管
７を連結するコネクタ１２ａ、１２ｂおよび１２ｃの内
径が、スパイラル型分離膜エレメント１ａからスパイラ
ル型分離膜エレメント１ｃに向かって大きくなってい
る。
点を除いて図１（ａ）の分離膜モジュールと同様の構造
を有する。図５（ａ）の分離膜モジュールにはオリフィ
ス２５ａ、２５ｂおよび２５ｃが装着されていないが、
図５（ｂ）〜（ｇ）に示すように、各スパイラル型分離
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃのそれぞれの集水管
７を連結するコネクタ１２ａ、１２ｂおよび１２ｃの内
径が、スパイラル型分離膜エレメント１ａからスパイラ
ル型分離膜エレメント１ｃに向かって大きくなってい
る。
【００６５】本実施例においては、各コネクタ１２ａ、
１２ｂおよび１２ｃの内径を上記のように調整すること
により、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃにおける透過流束が等しくなるように、集水管
７における圧力損失を容易に設定することができる。
１２ｂおよび１２ｃの内径を上記のように調整すること
により、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃにおける透過流束が等しくなるように、集水管
７における圧力損失を容易に設定することができる。
【００６６】すなわち、各スパイラル型分離膜エレメン
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水の浸透圧Ｐ2 と透
過水側流路の圧力損失Ｐ4 について、Ｐ2a＋Ｐ4a＋Ｐ4b
＋Ｐ 4c＝Ｐ2b＋Ｐ4b＋Ｐ4c＝Ｐ2c＋Ｐ4cの関係式（７）
が成り立つように、各コネクタ１２ａ，１２ｂおよび１
２ｃの内径を調整すると、図１（ａ）の分離膜モジュー
ルの場合と同様に、各スパイラル型分離膜エレメント１
ａ、１ｂおよび１ｃにおける分離膜の透過に伴う圧力損
失Ｐ3a、Ｐ3bおよびＰ3cには、Ｐ3a＝Ｐ3b＝Ｐ 3cの関係
が成り立つ。
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける原水の浸透圧Ｐ2 と透
過水側流路の圧力損失Ｐ4 について、Ｐ2a＋Ｐ4a＋Ｐ4b
＋Ｐ 4c＝Ｐ2b＋Ｐ4b＋Ｐ4c＝Ｐ2c＋Ｐ4cの関係式（７）
が成り立つように、各コネクタ１２ａ，１２ｂおよび１
２ｃの内径を調整すると、図１（ａ）の分離膜モジュー
ルの場合と同様に、各スパイラル型分離膜エレメント１
ａ、１ｂおよび１ｃにおける分離膜の透過に伴う圧力損
失Ｐ3a、Ｐ3bおよびＰ3cには、Ｐ3a＝Ｐ3b＝Ｐ 3cの関係
が成り立つ。
【００６７】その結果、各スパイラル型分離膜エレメン
ト１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４にかかる負担が均一
に保たれ、３本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、
１ｂおよび１ｃの運転条件の均一化が図られる。これに
より、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよ
び１ｃの汚染状態や寿命がより均一化され、分離膜モジ
ュールの安定運転および膜分離操作の効率向上が図られ
る。
ト１ａ、１ｂおよび１ｃの分離膜４にかかる負担が均一
に保たれ、３本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、
１ｂおよび１ｃの運転条件の均一化が図られる。これに
より、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよ
び１ｃの汚染状態や寿命がより均一化され、分離膜モジ
ュールの安定運転および膜分離操作の効率向上が図られ
る。
【００６８】なお、図５（ａ）では、スパイラル型分離
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの順に、コネクタ１
２ａ、１２ｂおよび１２ｃの内径が大きくなっている
が、これは、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおける透過流束を等しくするための一例
である。
膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃの順に、コネクタ１
２ａ、１２ｂおよび１２ｃの内径が大きくなっている
が、これは、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１
ｂおよび１ｃにおける透過流束を等しくするための一例
である。
【００６９】すなわち、各スパイラル型分離膜エレメン
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなる
ように、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃを連結するコネクタ１２ａ、１２ｂおよび１２
ｃの内径が設定してあれば、コネクタ１２ａ、１２ｂお
よび１２ｃの内径の大小関係は、図５（ａ）の例に限定
されない。
ト１ａ、１ｂおよび１ｃにおける透過流束が等しくなる
ように、各スパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂお
よび１ｃを連結するコネクタ１２ａ、１２ｂおよび１２
ｃの内径が設定してあれば、コネクタ１２ａ、１２ｂお
よび１２ｃの内径の大小関係は、図５（ａ）の例に限定
されない。
【００７０】例えば、コネクタ１２ｂ、１２ａおよび１
２ｃの順に内径が大きくなってもよく、コネクタ１２
ａ、１２ｃおよび１２ｂの順に内径が大きくなってもよ
い。あるいは、いずれか２つのコネクタの内径を同じに
してもよい。例えば、図５（ａ）において、スパイラル
型分離膜エレメント１ａおよび１ｂを連結するのにコネ
クタ１２ａを用い、スパイラル型分離膜エレメント１ｂ
および１ｃを連結するのにコネクタ１２ａを用い、スパ
イラル型分離膜エレメント１ｃおよび短管１９を連結す
るのにコネクタ１２ｃを用いてもよい。
２ｃの順に内径が大きくなってもよく、コネクタ１２
ａ、１２ｃおよび１２ｂの順に内径が大きくなってもよ
い。あるいは、いずれか２つのコネクタの内径を同じに
してもよい。例えば、図５（ａ）において、スパイラル
型分離膜エレメント１ａおよび１ｂを連結するのにコネ
クタ１２ａを用い、スパイラル型分離膜エレメント１ｂ
および１ｃを連結するのにコネクタ１２ａを用い、スパ
イラル型分離膜エレメント１ｃおよび短管１９を連結す
るのにコネクタ１２ｃを用いてもよい。
【００７１】
【実施例】［実施例１］図１（ａ）に示すような分離膜
モジュールで、分離膜エレメント１ａおよび１ｂの集水
管内にオリフィスを装着した分離膜モジュールを用い
て、海水の淡水化処理を行った。分離膜モジュールの諸
条件は下表の通りである。
モジュールで、分離膜エレメント１ａおよび１ｂの集水
管内にオリフィスを装着した分離膜モジュールを用い
て、海水の淡水化処理を行った。分離膜モジュールの諸
条件は下表の通りである。
【００７２】
【表１】
【００７３】また、オリフィスの内径は全て５ｍｍと
し、オリフィスの長さは全て３０ｍｍとした。
し、オリフィスの長さは全て３０ｍｍとした。
【００７４】オリフィスは、図３（ｃ）で示すように、
コネクタの部分の集水管内にねじ込み装着した。
コネクタの部分の集水管内にねじ込み装着した。
【００７５】前処理を行った海水を、８５ＭＰａに昇圧
し、１日７０ｍ3 づつ１００時間連続してスパイラル型
分離膜モジュールに供給した。海水はスパイラル型分離
膜エレメント１ａからスパイラル型分離膜エレメント１
ｂを通過し、さらにスパイラル型分離膜エレメント１ｃ
を通過した後、濃縮水として外部へ排出した。一方、３
本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１
ｃを透過した透過水は、オリフィスを装着した集水管を
通過した後、外部へ排出した。
し、１日７０ｍ3 づつ１００時間連続してスパイラル型
分離膜モジュールに供給した。海水はスパイラル型分離
膜エレメント１ａからスパイラル型分離膜エレメント１
ｂを通過し、さらにスパイラル型分離膜エレメント１ｃ
を通過した後、濃縮水として外部へ排出した。一方、３
本のスパイラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１
ｃを透過した透過水は、オリフィスを装着した集水管を
通過した後、外部へ排出した。
【００７６】この結果、運転開始から１時間経過後にス
パイラル型分離膜モジュールから得られた透過水の食塩
濃度は１６０ｐｐｍで、その透過水の透過水量は０．５
ｍ3日-1、供給海水量に対する透過水の回収率は６０％
であった。また、運転開始から１００時間経過後も、初
期状態と同等の分離性能および透過水量を示した。
パイラル型分離膜モジュールから得られた透過水の食塩
濃度は１６０ｐｐｍで、その透過水の透過水量は０．５
ｍ3日-1、供給海水量に対する透過水の回収率は６０％
であった。また、運転開始から１００時間経過後も、初
期状態と同等の分離性能および透過水量を示した。
【００７７】［実施例２］図５（ａ）に示すような分離
膜モジュールを用いて、海水の淡水化処理を行った。分
離膜モジュールの諸条件は実施例１と同一である。
膜モジュールを用いて、海水の淡水化処理を行った。分
離膜モジュールの諸条件は実施例１と同一である。
【００７８】また、コネクタの内径は、原水入口側か
ら、それぞれ５ｍｍ、５ｍｍおよび３８ｍｍとした。
ら、それぞれ５ｍｍ、５ｍｍおよび３８ｍｍとした。
【００７９】前処理を行った海水を８５ＭＰａに昇圧
し、１日７０ｍ3 づつ１００時間連続してスパイラル型
分離膜モジュールに供給した。海水はスパイラル型分離
膜エレメント１ａからスパイラル型分離膜エレメント１
ｂを通過し、さらにスパイラル型分離膜１ｃを通過した
後、濃縮水として外部へ排出した。一方、３本のスパイ
ラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃを透過し
た透過水は、集水管およびコネクタを通過した後、外部
へ排出した。
し、１日７０ｍ3 づつ１００時間連続してスパイラル型
分離膜モジュールに供給した。海水はスパイラル型分離
膜エレメント１ａからスパイラル型分離膜エレメント１
ｂを通過し、さらにスパイラル型分離膜１ｃを通過した
後、濃縮水として外部へ排出した。一方、３本のスパイ
ラル型分離膜エレメント１ａ、１ｂおよび１ｃを透過し
た透過水は、集水管およびコネクタを通過した後、外部
へ排出した。
【００８０】この結果、運転開始から１時間経過後にス
パイラル型分離膜モジュールから得られた透過水の食塩
濃度は１６０ｐｐｍで、その透過水の透過水量は０．５
ｍ3日-1、供給海水量に対する透過水の回収率は６０％
であった。また、運転開始から１００時間経過後も、初
期状態と同等の分離性能および透過水量を示した。
パイラル型分離膜モジュールから得られた透過水の食塩
濃度は１６０ｐｐｍで、その透過水の透過水量は０．５
ｍ3日-1、供給海水量に対する透過水の回収率は６０％
であった。また、運転開始から１００時間経過後も、初
期状態と同等の分離性能および透過水量を示した。
【００８１】［比較例］比較のために、図６に示すスパ
イラル型分離膜モジュールを用いて海水の淡水化処理を
行った。スパイラル型分離膜モジュールの諸条件は実施
例１と同一である。ただし今回は、集水管にオリフィス
を装着せず、また、コネクタの内径も変えなかった。
イラル型分離膜モジュールを用いて海水の淡水化処理を
行った。スパイラル型分離膜モジュールの諸条件は実施
例１と同一である。ただし今回は、集水管にオリフィス
を装着せず、また、コネクタの内径も変えなかった。
【００８２】前処理を行った海水を８３ＭＰａに昇圧
し、その後、序々に昇圧して一定の透過水量を得た。１
日７０ｍ3 づつ１００時間連続してスパイラル型分離膜
モジュールに供給した。運転開始から１時間経過後に得
られた透過水の食塩濃度は１５０ｐｐｍで、透過水の透
過水量は０．５ｍ3 日-1で、供給海水に対する透過水の
回収率は６０％であった。なお、比較例では、海水濃度
の低いところでの処理量が多いため、少し透過水の水質
が良くなる。また、運転開始から１００時間経過後の透
過水量は、初期状態に比べ１０％低下した。
し、その後、序々に昇圧して一定の透過水量を得た。１
日７０ｍ3 づつ１００時間連続してスパイラル型分離膜
モジュールに供給した。運転開始から１時間経過後に得
られた透過水の食塩濃度は１５０ｐｐｍで、透過水の透
過水量は０．５ｍ3 日-1で、供給海水に対する透過水の
回収率は６０％であった。なお、比較例では、海水濃度
の低いところでの処理量が多いため、少し透過水の水質
が良くなる。また、運転開始から１００時間経過後の透
過水量は、初期状態に比べ１０％低下した。
【００８３】以上のように、実施例１および実施例２で
は、オリフィスの装着やコネクタの内径を変えることに
より、各スパイラル型分離膜エレメントにおける運転条
件が均一となるため、長時間にわたり効率よく膜分離操
作を行うことができる。これに対し、比較例では各スパ
イラル型分離膜エレメントにおける運転条件が均一でな
いため、分離膜の汚染状態や寿命に差が生じる。その結
果、長時間にわたる安定運転が行えなくなり、分離性能
も低下する。
は、オリフィスの装着やコネクタの内径を変えることに
より、各スパイラル型分離膜エレメントにおける運転条
件が均一となるため、長時間にわたり効率よく膜分離操
作を行うことができる。これに対し、比較例では各スパ
イラル型分離膜エレメントにおける運転条件が均一でな
いため、分離膜の汚染状態や寿命に差が生じる。その結
果、長時間にわたる安定運転が行えなくなり、分離性能
も低下する。
【００８４】このように、本発明に係る分離膜モジュー
ルおよびその運転方法を用いると圧力容器内の複数の分
離膜エレメントにおける運転条件が連結位置に関係なく
均一となるため、分離膜モジュールの長期安定運転およ
び膜分離操作の効率向上が可能となる。
ルおよびその運転方法を用いると圧力容器内の複数の分
離膜エレメントにおける運転条件が連結位置に関係なく
均一となるため、分離膜モジュールの長期安定運転およ
び膜分離操作の効率向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分離膜モジュールの第１の例を示
す断面図および部分拡大断面図である。
す断面図および部分拡大断面図である。
【図２】スパイラル型分離膜エレメントの一部切欠き斜
視図である。
視図である。
【図３】図１の分離膜モジュールに用いられるスパイラ
ル型分離膜エレメントの外観の正面図および部分拡大断
面図である。
ル型分離膜エレメントの外観の正面図および部分拡大断
面図である。
【図４】本発明に係る分離膜モジュールの第２の例を示
す断面図および部分拡大断面図である。
す断面図および部分拡大断面図である。
【図５】本発明に係る分離膜モジュールの第３の例を示
す断面図および部分拡大断面図である。
す断面図および部分拡大断面図である。
【図６】従来の分離膜モジュールの一部切欠き斜視図で
ある。
ある。
１ スパイラル型分離膜エレメント ２ 圧力容器 ３ 筒型ケース ７ 集水管 ９ 原水 １０ 透過水 １１ 濃縮水 １２ コネクタ ２０ 原水入口 ２１ 透過水出口 ２２ 濃縮水出口 ２５ オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA62 HA65 JA19A JA23A JA25C JA55A JA62A JA70A JA70B KA53 KA54 KE06Q MA04 MB02 PB03
Claims (7)
- 【請求項１】 圧力容器内に複数の分離膜エレメントが
装填され、前記複数の分離膜エレメントの透過流体側流
路が直列に連結され、前記圧力容器の一端部に原流体入
口が設けられ、前記圧力容器の他端部に濃縮流体出口が
設けられた分離膜モジュールにおいて、各々の前記分離
膜エレメントにおける透過流束が所定の大きさになるよ
うに前記透過流体側流路の圧力損失が設定されたことを
特徴とする分離膜モジュール。 - 【請求項２】 各々の前記分離膜エレメントにおける前
記透過流束がほぼ等しくなるように、前記透過流体側流
路の圧力損失が設定されたことを特徴とする請求項１記
載の分離膜モジュール。 - 【請求項３】 前記透過流体側流路は、直列に連結され
た複数の有孔中空管からなり、前記複数の有孔中空管内
の一部または全部にオリフィスまたは絞り管が装着さ
れ、前記複数の有孔中空管内の前記オリフィスまたは絞
り管により、前記透過流体側流路の圧力損失が設定され
たことを特徴とする請求項１または２記載の分離膜モジ
ュール。 - 【請求項４】 前記透過流体側流路は、直列に連結され
た複数の有孔中空管からなり、前記複数の有孔中空管の
内径を調整することにより、前記透過流体側流路の圧力
損失が設定されたことを特徴とする請求項１または２記
載の分離膜モジュール。 - 【請求項５】 前記透過流体側流路は、コネクタで連結
された複数の有孔中空管からなり、コネクタにより、前
記透過流体側流路の圧力損失が設定されたことを特徴と
する請求項１または２記載の分離膜モジュール。 - 【請求項６】 圧力容器内に複数の分離膜エレメントが
装填され、前記複数の分離膜エレメントの透過流体側流
路が直列に連結され、前記圧力容器の一端部に原流体入
口が設けられ、前記圧力容器の他端部に濃縮流体出口が
設けられた分離膜モジュールの運転方法において、各々
の前記分離膜エレメントにおける透過流束が所定の大き
さになるように、前記透過流体側流路の圧力損失を設定
することを特徴とする分離膜モジュールの運転方法。 - 【請求項７】 各々の前記分離膜エレメントにおける前
記透過流束がほぼ等しくなるように、前記透過流体側流
路の圧力損失を設定することを特徴とする請求項６記載
の分離膜モジュールの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189309A JP2000015064A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 分離膜モジュールおよびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10189309A JP2000015064A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 分離膜モジュールおよびその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000015064A true JP2000015064A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16239198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10189309A Pending JP2000015064A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 分離膜モジュールおよびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000015064A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523744A (ja) * | 2004-02-25 | 2007-08-23 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレーテッド | 高い浸透力の溶液を処理する装置 |
| WO2009148031A1 (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | 日東電工株式会社 | 膜濾過装置管理システム及びこれに用いられる膜濾過装置、並びに、膜濾過装置管理方法 |
| JP2009291743A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Nitto Denko Corp | 膜濾過装置管理システム及びこれに用いられる膜濾過装置、並びに、膜濾過装置管理方法 |
| JP2009291745A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Nitto Denko Corp | 膜濾過装置管理システム及びこれに用いられる膜濾過装置、並びに、膜濾過装置管理方法 |
| JP2011050907A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 平膜エレメント |
| WO2012125505A1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | General Electric Company | Interconnector for filtration apparatus with reduced permeate pressure loss |
| EP3067110A4 (en) * | 2013-12-20 | 2017-01-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Reverse osmosis membrane filter device |
| WO2019113319A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Method and system for internal permeate processing in reverse osmosis membranes |
| US20190291053A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-09-26 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Method And System For Internal Permeate Processing In Reverse Osmosis Membranes |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP10189309A patent/JP2000015064A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007523744A (ja) * | 2004-02-25 | 2007-08-23 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレーテッド | 高い浸透力の溶液を処理する装置 |
| US8568596B2 (en) | 2008-06-06 | 2013-10-29 | Nitto Denko Corporation | Membrane filtering device managing system and membrane filtering device for use therein, and membrane filtering device managing method |
| WO2009148031A1 (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | 日東電工株式会社 | 膜濾過装置管理システム及びこれに用いられる膜濾過装置、並びに、膜濾過装置管理方法 |
| JP2009291743A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Nitto Denko Corp | 膜濾過装置管理システム及びこれに用いられる膜濾過装置、並びに、膜濾過装置管理方法 |
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| AU2009255135B2 (en) * | 2008-06-06 | 2012-02-16 | Nitto Denko Corporation | Membrane Filtering Device Managing System and Membrane Filtering Device for use therein, and Membrane Filtering Device Managing Method |
| JP2011050907A (ja) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 平膜エレメント |
| WO2012125505A1 (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | General Electric Company | Interconnector for filtration apparatus with reduced permeate pressure loss |
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| US10159936B2 (en) | 2013-12-20 | 2018-12-25 | Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. | Reverse osmosis membrane filtering device |
| WO2019113319A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-06-13 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Method and system for internal permeate processing in reverse osmosis membranes |
| US20190291053A1 (en) * | 2017-12-07 | 2019-09-26 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Method And System For Internal Permeate Processing In Reverse Osmosis Membranes |
| US10618006B2 (en) | 2017-12-07 | 2020-04-14 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Method and system for internal permeate processing in reverse osmosis membranes |
| US11174176B2 (en) | 2017-12-07 | 2021-11-16 | Fluid Equipment Development Company, Llc | Method and system for internal permeate processing in reverse osmosis membranes |
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