JP2002095935A - Spiral separation membrane element - Google Patents

Spiral separation membrane element

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JP2002095935A
JP2002095935A JP2000290450A JP2000290450A JP2002095935A JP 2002095935 A JP2002095935 A JP 2002095935A JP 2000290450 A JP2000290450 A JP 2000290450A JP 2000290450 A JP2000290450 A JP 2000290450A JP 2002095935 A JP2002095935 A JP 2002095935A
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JP
Japan
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separation membrane
spiral
plain weave
membrane element
flow path
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Application number
JP2000290450A
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Japanese (ja)
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Masahiko Hirose
雅彦 廣瀬
Takuji Shintani
卓司 新谷
Masaaki Ando
雅明 安藤
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/101Spiral winding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10Spiral-wound membrane modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/14Specific spacers
    • B01D2313/146Specific spacers on the permeate side

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spiral separation membrane element which prevents a separation membrane from sinking into the groove part of a permeate passage material and suppresses the deformation of the separation membrane, thereby reducing its passage resistance and keeping an initial separation membrane performance. SOLUTION: A plain weave fabric 13 is superposed on one surface of a permeate passage material 10, and a separation membrane 2 is superposed on one surface of the permeate passage material 10 and on one surface of the plain weave fabric 13. These three sides are bonded to form a bag-shaped filter 4. The opening part of the bag-shaped membrane 4 is mounted to a liquid collecting pipe 5 consisting of a perforated hollow pipe, and the bag-shaped membrane 4 together with a raw liquid passage material 6 is wound around the outer peripheral surface of the liquid collecting pipe 5 to form a spiral separation membrane element 1. The plain weave fabric 13 comprises a plurality of weft threads 13a and a plurality of warp threads, and the tread diameter of the weft thread is larger than that of the warp thread. The plain weave fabric 13 is superposed on the permeate passage material 10 so that the weft threads 13a cross a groove part 12 vertically.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流体中の成分を膜
分離する逆浸透膜分離装置、限外濾過装置、精密濾過装
置などに用いられるスパイラル型分離膜エレメントに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spiral type separation membrane element used for a reverse osmosis membrane separation device, an ultrafiltration device, a microfiltration device and the like for separating a component in a fluid by a membrane.

【0002】[0002]

【従来の技術】流体に含有する特定成分を分離する濾過
操作に膜モジュールが用いられている。例えば、逆浸透
膜技術として水中の塩分の分離、限外濾過膜技術として
液中に分散している菌体類の分離、精密濾過膜技術とし
て混濁液中の固体濁質成分の分離等が挙げられる。
2. Description of the Related Art A membrane module is used in a filtration operation for separating a specific component contained in a fluid. For example, separation of salt in water as reverse osmosis membrane technology, separation of bacteria dispersed in liquid as ultrafiltration membrane technology, separation of solid turbid components in turbid liquid as microfiltration membrane technology, etc. Can be

【0003】このような濾過用に用いられる膜モジュー
ルとしては、用途や目的に合わせて、スパイラル型、中
空糸型、プレート・アンド・フレーム型、回転平膜型、
平膜積層型など各種形式の膜モジュールが存在する。中
でも、スパイラル型分離膜モジュールは、活性薄膜化が
比較的容易なシート状分離膜を用いており、耐圧性に優
れ、しかも比較的安価に製造できるという利点を有す
る。
[0003] Such a membrane module used for filtration includes a spiral type, a hollow fiber type, a plate-and-frame type, a rotary flat type, and the like according to the application and purpose.
There are various types of membrane modules such as a flat membrane laminate type. Among them, the spiral-type separation membrane module uses a sheet-like separation membrane whose active thinning is relatively easy, and has an advantage that it is excellent in pressure resistance and can be manufactured relatively inexpensively.

【0004】スパイラル型分離膜モジュールは、スパイ
ラル型分離膜エレメントを圧力容器内に収容してなる。
このスパイラル型分離膜エレメントは、透過液流路材の
両面に分離膜を重ね合わせて3辺を接着することにより
袋状膜を形成し、その袋状膜の開口部を有孔中空管から
なる集液管に取り付け、ネット状の原液流路材とともに
集液管の外周面にスパイラル状に巻回することにより構
成される。
[0004] The spiral-type separation membrane module has a spiral-type separation membrane element housed in a pressure vessel.
This spiral-type separation membrane element forms a bag-like membrane by laminating a separation membrane on both sides of a permeate flow channel material and bonding three sides thereof, and opens the opening of the bag-like membrane from a perforated hollow tube. And a spiral wound around the outer peripheral surface of the liquid collecting tube together with the net-shaped raw liquid flow path material.

【0005】スパイラル型分離膜エレメントの一方の端
面から流入した原液は、袋状の分離膜の外部を原液流路
材に沿って流れ、その一部が分離膜を透過して透過液と
なり、透過液流路材に沿って流れた後、集液管内に流れ
込んで集液管の端部から排出される。また、分離膜を透
過しなかった原液は濃縮液としてスパイラル型分離膜エ
レメントの他方の端面から排出される。
The stock solution flowing from one end face of the spiral type separation membrane element flows outside the bag-shaped separation membrane along the stock solution flow path material, and a part of the stock solution permeates through the separation membrane to become a permeate. After flowing along the liquid flow path material, it flows into the liquid collecting pipe and is discharged from the end of the liquid collecting pipe. Also, the stock solution that has not passed through the separation membrane is discharged from the other end face of the spiral type separation membrane element as a concentrated solution.

【0006】透過液流路材としては、主にトリコット編
物が用いられている。トリコット編物の溝部を通して透
過液を集液管の側辺まで導き、溝部間の凸部で分離膜を
支える構造となっているため、トリコット編物に強度が
必要である。トリコット編物を強化する方法としてトリ
コット編物にエポキシ樹脂を含浸させて強化する方法
や、特開昭60−19001号に開示されるように高融
点成分および低融点成分からなるフィラメントを用いて
トリコット編物を形成し、そのトリコット編物を熱処理
することにより高融点成分と低融点成分とを溶融固着さ
せて強化する方法などがある。片面に溝部を有するシン
グルトリコット編物はエポキシ樹脂あるいは溶融固着に
より強化させたものが多く、両面に溝部を有するダブル
トリコット編物はエポキシ樹脂で強化させたものが多
い。
[0006] Tricot knitted fabrics are mainly used as the permeate flow path material. Since the permeated liquid is led to the side of the liquid collecting tube through the groove of the tricot knit and the separation membrane is supported by the convex portion between the grooves, the tricot knit requires strength. As a method of reinforcing the tricot knit, a method of impregnating the tricot knit with an epoxy resin to strengthen the tricot knit or a method of using a filament composed of a high melting point component and a low melting point component as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-19001. There is a method in which the high melting point component and the low melting point component are melt-fixed by forming and heat-treating the tricot knit to strengthen the tricot knit. Single tricot knits having grooves on one side are often reinforced by epoxy resin or melt-fixing, and double tricot knits having grooves on both sides are often reinforced with epoxy resin.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】通常、分離膜として逆
浸透膜を用いたスパイラル型分離膜エレメントにより溶
液を膜分離するには、対象とする溶液の浸透圧以上の圧
力を付加することが必要となる。使用条件によって異な
るが、通常、原液側には透過液側との差圧が0.5〜1
0MPa程度になるように圧力が付加される。
Normally, in order to perform membrane separation of a solution using a spiral separation membrane element using a reverse osmosis membrane as a separation membrane, it is necessary to apply a pressure higher than the osmotic pressure of the target solution. Becomes Normally, the pressure difference between the undiluted solution side and the permeate solution side is 0.5 to 1 depending on the use conditions.
Pressure is applied so as to be about 0 MPa.

【0008】図7は従来のシングルトリコット編地から
なる透過液流路材の拡大断面図、図8は従来のダブルト
リコット編地からなる透過液流路材の拡大断面図であ
る。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a conventional permeate flow path material made of a single tricot knitted fabric, and FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a conventional permeate flow path material made of a double tricot knitted fabric.

【0009】図7に示すように、シングルトリコット編
地からなる透過液流路材10では、透過液流路として互
いに平行な溝部12が片面に複数形成されている。ま
た、図8に示すように、ダブルトリコット編地からなる
透過液流路材11では、透過液流路として互いに平行な
溝部12が両面に複数形成されている。
As shown in FIG. 7, in a permeate flow path material 10 made of a single tricot knitted fabric, a plurality of mutually parallel grooves 12 are formed on one side as permeate flow paths. As shown in FIG. 8, in the permeated liquid flow path material 11 made of a double tricot knitted fabric, a plurality of mutually parallel grooves 12 are formed on both surfaces as permeated liquid flow paths.

【0010】しかし、図7に示す透過液流路材10を用
いた場合、図9に示すように、運転中は2枚の分離膜2
で挟まれた透過液側流路の圧力が、原液側流路の圧力よ
り低いため、分離膜2が溝部12に陥没する。また、図
8に示す透過液流路材11を用いた場合も同様に、図1
0に示すように、運転中は分離膜2が溝部12に陥没す
る。このように、図7の透過液流路材10または図8の
透過液流路材11を用いた場合、分離膜2により溝部1
2が閉塞され、流路抵抗が増加するという問題がある。
However, when the permeated liquid channel material 10 shown in FIG. 7 is used, as shown in FIG.
Since the pressure of the permeate-side flow path sandwiched by the above is lower than the pressure of the stock solution-side flow path, the separation membrane 2 sinks into the groove 12. Also, in the case where the permeated liquid channel material 11 shown in FIG.
As shown in FIG. 0, the separation membrane 2 sinks into the groove 12 during operation. As described above, when the permeated liquid channel material 10 of FIG. 7 or the permeated liquid channel material 11 of FIG.
2 is closed and the flow path resistance increases.

【0011】また、原液側流路と透過液側流路の差圧が
大きい状態が長時間続くと、分離膜2の変形を招き、分
離膜2が損傷を受け、分離膜性能が低下するという問題
が発生する。
Further, if the state in which the pressure difference between the stock solution side flow path and the permeate side flow path is large continues for a long time, the separation membrane 2 is deformed, the separation membrane 2 is damaged, and the performance of the separation membrane is reduced. Problems arise.

【0012】本発明の目的は、透過液流路材の溝部への
分離膜の陥没の防止および分離膜の変形の抑制により、
流路抵抗が低く初期分離膜性能の維持が可能なスパイラ
ル型分離膜エレメントを提供することである。
An object of the present invention is to prevent the separation membrane from sinking into the groove of the permeated liquid flow path material and to suppress the deformation of the separation membrane.
An object of the present invention is to provide a spiral-type separation membrane element having low flow path resistance and capable of maintaining initial separation membrane performance.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係るスパイラル型分離膜エレメントは、表面に複数の
溝部が形成された透過液流路材を内部に備えた袋状の分
離膜が有孔中空管の外周面に巻回され、透過液流路材に
沿って透過液が流動するスパイラル型分離膜エレメント
において、透過液流路材の複数の溝部側の表面と分離膜
との間に平織り物が配設されたものである。
The spiral type separation membrane element according to the present invention has a bag-shaped separation membrane having therein a permeate flow path material having a plurality of grooves formed on its surface. In a spiral separation membrane element in which the permeate flows along the permeate flow path material, the spiral type separation membrane element is wound around the outer peripheral surface of the perforated hollow tube, between the surface of the plurality of grooves of the permeate flow path material and the separation membrane. Plain weaves are arranged in this area.

【0014】本発明に係るスパイラル型分離膜エレメン
トにおいては、透過液流路材の表面に形成された複数の
溝部が平織り物により覆われるため、運転中に原液側流
路の圧力が透過液側流路の圧力より高くなっても分離膜
が透過液流路材の溝部に陥没しない。したがって、溝部
が分離膜によって閉塞されることがなく、流路抵抗が増
加しない。また、分離膜が変形しないため、分離膜が損
傷を受けない。したがって、初期分離膜性能の維持が可
能となる。
In the spiral type separation membrane element according to the present invention, since the plurality of grooves formed on the surface of the permeate flow path material are covered with a plain woven material, the pressure of the raw liquid side flow path is reduced during operation. Even if the pressure becomes higher than the pressure of the flow channel, the separation membrane does not sink into the groove of the permeate flow channel material. Therefore, the groove is not closed by the separation membrane, and the flow path resistance does not increase. Further, since the separation membrane is not deformed, the separation membrane is not damaged. Therefore, the performance of the initial separation membrane can be maintained.

【0015】複数の溝部は、有孔中空管に対してほぼ垂
直に延びることが好ましい。これにより、透過液の流動
方向に沿って複数の溝部が形成されることになり、溝部
内を透過液が速やかに流動できる。そのため、流動抵抗
が低くなる。
Preferably, the plurality of grooves extend substantially perpendicular to the perforated hollow tube. Accordingly, a plurality of grooves are formed along the flow direction of the permeated liquid, and the permeated liquid can flow quickly in the grooves. Therefore, the flow resistance decreases.

【0016】平織り物は、平織り物の横糸と有孔中空管
とが平行になるように配設されることが好ましい。これ
により、分離膜は主として横糸により溝部に陥没するこ
とを抑制される。したがって、流路抵抗が増加せず、初
期分離膜性能の維持が可能となる。
The plain weave is preferably arranged such that the weft of the plain weave is parallel to the perforated hollow tube. Thereby, the separation membrane is suppressed from sinking into the groove mainly due to the weft. Accordingly, the initial separation membrane performance can be maintained without increasing the flow path resistance.

【0017】平織り物は、横糸の糸径と縦糸の糸径とが
異なることが好ましい。これにより、溝部への分離膜の
陥没を抑制するための強度が必要な横糸の糸径と、平織
り物としての形態を維持するための強度が必要な縦糸の
糸径とをそれぞれ個別に選択することができる。これに
より、平織り物の厚みの増加が抑制される。したがっ
て、スパイラル型分離膜エレメントに仕上げた際の外径
の増加が抑制される。
[0017] The plain woven material preferably has a different yarn diameter between the weft and the warp. Thereby, the yarn diameter of the weft yarn that needs strength to suppress the depression of the separation membrane in the groove and the yarn diameter of the warp yarn that needs strength to maintain the form as a plain weave are individually selected. be able to. Thereby, an increase in the thickness of the plain weave is suppressed. Therefore, an increase in the outer diameter when the spiral-type separation membrane element is finished is suppressed.

【0018】平織り物の横糸の糸径は、縦糸の糸径より
も大きいことが好ましい。これにより、強度が必要な横
糸の糸径が大きくなり、溝部への分離膜の陥没を効率良
く抑制できる。
It is preferable that the yarn diameter of the weft yarn of the plain weave is larger than the yarn diameter of the warp yarn. Thereby, the yarn diameter of the weft yarn requiring strength is increased, and the depression of the separation membrane in the groove can be efficiently suppressed.

【0019】平織り物の横糸の糸径は、縦糸の糸径の2
倍以上であることが好ましい。これにより、平織り物と
しての形態を維持するための強度が必要な縦糸の糸径に
対し、横糸の糸径は2倍以上となり、横糸は溝部への分
離膜の陥没を抑制できる強度を有することができる。
The weft diameter of plain weave is 2 times the warp diameter.
It is preferably at least two times. As a result, the yarn diameter of the weft yarn is at least twice as large as the yarn diameter of the warp yarn that needs strength to maintain the form as a plain weave, and the weft yarn has a strength that can suppress the sinking of the separation membrane into the groove. Can be.

【0020】平織り物の横糸の間隔は、0.0001m
m以上1mm以下であることが好ましい。平織り物の横
糸の間隔が1mmよりも大きいと溝部への分離膜の陥没
を抑制する効果がない。一方、0.0001mm未満で
あると透過液の流路抵抗が増大したり、接着剤で接着す
る際の抵抗となり、接着不良の原因となる。したがっ
て、横糸の間隔を0.0001mm以上1mm以下とす
ることにより、溝部への分離膜の陥没を防止するととも
に透過液の流路抵抗の増大を防止し、さらに接着不良の
発生を防止することが可能となる。
[0020] The spacing between the weft threads of the plain weave is 0.0001 m.
It is preferably at least m and at most 1 mm. If the weft spacing of the plain weave is greater than 1 mm, there is no effect of suppressing the separation membrane from sinking into the groove. On the other hand, when it is less than 0.0001 mm, the flow path resistance of the permeated liquid increases, or the resistance at the time of bonding with an adhesive becomes a cause of poor bonding. Therefore, by setting the interval between the weft threads to be 0.0001 mm or more and 1 mm or less, it is possible to prevent the separation membrane from sinking into the groove, prevent the flow path resistance of the permeated liquid from increasing, and prevent the occurrence of poor adhesion. It becomes possible.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係るスパイラル型
分離膜エレメントの一例を示す一部切欠き斜視図であ
る。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of a spiral separation membrane element according to the present invention.

【0022】図1に示すスパイラル型分離膜エレメント
1は、透過液流路材10の一方面に平織り物13を重
ね、透過液流路材10および平織り物13のそれぞれの
一方面に分離膜2を重ね合わせて3辺を接着することに
より袋状膜4を形成し、その袋状膜4の開口部を有孔中
空管からなる集液管5に取り付け、原液流路材6ととも
に集液管5の外周面にスパイラル状に巻回することによ
り構成される。
The spiral-type separation membrane element 1 shown in FIG. 1 has a plain weave 13 overlaid on one side of a permeate flow path material 10 and a separation membrane 2 on one side of each of the permeate flow path material 10 and the plain weave 13. To form a bag-like film 4 by gluing the three sides together, and attaching the opening of the bag-like film 4 to a liquid collecting tube 5 formed of a perforated hollow tube, and collecting the liquid together with the raw liquid flow path material 6. It is formed by spirally winding the outer peripheral surface of the tube 5.

【0023】図2は図1のスパイラル型分離膜エレメン
ト1の集液管5と透過液流路材10との関係を示す図、
図3は図1のスパイラル型分離膜エレメント1の平織り
物13の平面図、図4は図2の透過液流路材10上に図
3の平織り物13を重ね合わせた平面図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the liquid collecting tube 5 and the permeated liquid channel material 10 of the spiral separation membrane element 1 of FIG.
FIG. 3 is a plan view of the plain weave 13 of the spiral type separation membrane element 1 of FIG. 1, and FIG. 4 is a plan view of the plain weave 13 of FIG.

【0024】図2に示すように、透過液流路材10には
直線的な溝部12が設けられており、その溝部12が集
液管5の軸方向に対し垂直方向に延びるように透過液流
路材10が配置される。また、溝部12は、集液管5側
の側辺から外周部側の側辺まで延びている。
As shown in FIG. 2, the permeated liquid flow path member 10 is provided with a linear groove 12, and the permeated liquid is formed so that the groove 12 extends in a direction perpendicular to the axial direction of the liquid collecting tube 5. The channel material 10 is arranged. The groove 12 extends from the side on the liquid collection tube 5 side to the side on the outer peripheral side.

【0025】図3および図4に示すように、平織り物1
3は複数の横糸13aおよび複数の縦糸13bより形成
されており、横糸13aの糸径は縦糸13bの糸径より
大きい。平織り物13は、横糸13aが透過液流路材1
0の溝部12に対して垂直になるように透過液流路材1
0上に重ねられる。
As shown in FIG. 3 and FIG.
3 is formed of a plurality of wefts 13a and a plurality of warps 13b, and the diameter of the wefts 13a is larger than the diameter of the warp 13b. The plain woven fabric 13 has a weft thread 13a formed of a permeated liquid channel material 1.
0 so as to be perpendicular to the groove 12
Overlaid on zero.

【0026】また、本例の平織り物13は、横糸13a
の糸径が75デニール、縦糸13bの糸径が25デニー
ルで、横糸13aの間隔が0.04mmである。
Further, the plain woven fabric 13 of the present embodiment has a weft 13a.
Is 75 denier, the warp yarn 13b has a yarn diameter of 25 denier, and the weft yarn 13a has an interval of 0.04 mm.

【0027】図5は図1のスパイラル型分離膜エレメン
ト1の袋状膜4の拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of the bag-like membrane 4 of the spiral separation membrane element 1 of FIG.

【0028】図5に示すように、透過液流路材10の溝
部12は平織り物13により覆われており、運転中は分
離膜2が平織り物13に沿う構造になっている。
As shown in FIG. 5, the groove portion 12 of the permeated liquid flow path member 10 is covered with a plain weave 13 so that the separation membrane 2 is along the plain weave 13 during operation.

【0029】本例の平織り物13としては、低融点ポリ
エステルを鞘に、高融点ポリエステルを芯に持つ糸を平
織りし、熱処理により剛直化したものを用いる。平織り
物13の材質としては、平織り物13に付加される圧力
に対して、平織り物13として使用可能な形状を保持
し、成分の溶出が少ないものならば、特に限定されるも
のではない。同様に、平織り物13の製法および構造に
ついても特に限定されるものではない。
As the plain woven fabric 13 of this embodiment, a plain woven yarn having a low-melting polyester as a sheath and a high-melting polyester as a core and stiffened by heat treatment is used. The material of the plain weave 13 is not particularly limited as long as it retains a shape usable as the plain weave 13 with respect to the pressure applied to the plain weave 13 and has little elution of components. Similarly, the manufacturing method and structure of the plain weave 13 are not particularly limited.

【0030】スパイラル型分離膜モジュール(図示せ
ず)を運転時には、図1に示すように、スパイラル型分
離膜エレメント1の一方の端面からスパイラル型分離膜
エレメント1の内部に供給された原液7は原液流路材6
に沿って軸方向に流れ、他方の端面から濃縮液9として
排出される。また、原液7がスパイラル型分離膜エレメ
ント1の内部を流動する過程で、分離膜2を透過した透
過液8は、図5に示す溝部12を通り、図1の集液管5
の内部に流れ込み、集液管5の端部より排出される。
When the spiral type separation membrane module (not shown) is operated, as shown in FIG. 1, the stock solution 7 supplied from one end face of the spiral type separation membrane element 1 to the inside of the spiral type separation membrane element 1 Stock solution channel material 6
Flows in the axial direction, and is discharged as the concentrated liquid 9 from the other end face. In the course of the flow of the undiluted solution 7 inside the spiral separation membrane element 1, the permeate 8 permeating the separation membrane 2 passes through the groove 12 shown in FIG.
Of the liquid collecting tube 5 and discharged from the end of the liquid collecting tube 5.

【0031】図6はスパイラル型膜分離膜エレメントの
袋状膜の他の例を示す拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing another example of the bag-shaped membrane of the spiral type membrane separation membrane element.

【0032】図6に示すように、透過液流路材11は平
織り物13により挟まれており、透過液流路材11の両
面に設けられた溝部12は、平織り物13によりそれぞ
れ覆われる。それにより、運転中は分離膜2が平織り物
13に沿う構造になっている。
As shown in FIG. 6, the permeated liquid flow path material 11 is sandwiched by plain weaves 13, and the grooves 12 provided on both surfaces of the permeate liquid flow path material 11 are respectively covered by the plain weaves 13. Thus, the separation membrane 2 has a structure along the plain weave 13 during operation.

【0033】透過液流路材10,11の溝部12は、平
織り物13により覆われるため、原液側流路の圧力が透
過液側流路の圧力より高くなる逆浸透膜分離操作でも、
分離膜2が透過液流路材10,11の溝部12に陥没す
ることがない。したがって、溝部12が分離膜2によっ
て閉塞されることがなく、流路抵抗が増加しない。ま
た、分離膜2が変形しないため、分離膜2が損傷を受け
ることがなく、差圧が大きい状態が長時間続いた後でも
初期分離膜性能を維持できる。
Since the grooves 12 of the permeate flow path members 10 and 11 are covered with the plain weave 13, even in the reverse osmosis membrane separation operation in which the pressure of the raw liquid flow path is higher than the pressure of the permeate flow path.
The separation membrane 2 does not sink into the groove 12 of the permeate flow path members 10 and 11. Therefore, the groove 12 is not closed by the separation membrane 2, and the flow path resistance does not increase. Further, since the separation membrane 2 is not deformed, the separation membrane 2 is not damaged, and the initial separation membrane performance can be maintained even after a state where the pressure difference is large for a long time.

【0034】本例では、溝部12が集液管5の軸方向と
垂直方向に延びるように透過液流路材10,11が配置
されるため、透過液の流動抵抗が低くなる。また、平織
り物13の横糸13aが透過液流路材10の溝部12に
対して垂直に、すなわち集液管5と平行に横糸13aが
位置するように平織り物13が透過液流路材10に重ね
られる。これにより、分離膜2は主として横糸13aに
より溝部12に陥没することを抑制される。これによ
り、流路抵抗が増加せず、初期分離膜性能の維持が可能
となる。
In this embodiment, since the permeated liquid flow path members 10 and 11 are arranged so that the groove 12 extends in the direction perpendicular to the axial direction of the liquid collecting tube 5, the flow resistance of the permeated liquid is reduced. Also, the plain weave 13 is placed on the permeate flow path material 10 such that the weft 13a of the plain weave 13 is positioned perpendicular to the groove 12 of the permeate flow path material 10, that is, in parallel with the liquid collection tube 5. Can be stacked. Thereby, the separation membrane 2 is suppressed from sinking into the groove 12 mainly by the weft 13a. Thus, the initial separation membrane performance can be maintained without increasing the flow path resistance.

【0035】また、本例では、平織り物13の横糸13
aの糸径と縦糸13bの糸径とが異なる。これにより、
溝部12への分離膜2の陥没を抑制するための強度が必
要な横糸13aの糸径と、平織り物13としての形態を
維持するための強度が必要な縦糸13bの糸径とをそれ
ぞれ個別に選択できる。これにより、平織り物13aの
厚みの増加が抑制される。したがって、横糸13aおよ
び縦糸13bの糸径を同一にした場合に比べ、スパイラ
ル型分離膜モジュールに仕上げた際のモジュール径の増
加が抑制される。
In this example, the weft 13 of the plain weave 13 is used.
The yarn diameter of a and the yarn diameter of the warp 13b are different. This allows
The yarn diameter of the weft 13a, which needs strength to suppress the depression of the separation membrane 2 in the groove 12, and the yarn diameter of the warp yarn 13b, which needs strength to maintain the form of the plain weave 13, are individually set. You can choose. This suppresses an increase in the thickness of the plain weave 13a. Therefore, compared to the case where the yarn diameters of the weft 13a and the warp 13b are the same, an increase in the module diameter when the spiral type separation membrane module is finished is suppressed.

【0036】さらに、本例では、平織り物13の横糸1
3aの糸径が縦糸13bの糸径より大きいので、溝部1
2への分離膜2の陥没を効率良く抑制できる。
Further, in this example, the weft 1 of the plain weave 13 is used.
Since the yarn diameter of 3a is larger than the yarn diameter of warp 13b, the groove 1
2 can be efficiently suppressed.

【0037】横糸13aの糸径は、縦糸13bの糸径の
2倍以上、好ましくは2.5倍以上にすることが好まし
い。その際、各糸径は1デニール以上、1000デニー
ル以下が好ましい。より好ましくは5デニール以上、5
00デニール以下である。これにより、平織り物13と
しての形態を維持するための強度が必要な縦糸13bの
糸径に対し、横糸13aの糸径は2倍以上となり、横糸
13aは分離膜2の溝部12への陥没を抑制できる強度
を有することができる。
The yarn diameter of the weft 13a is preferably at least twice, preferably at least 2.5 times the yarn diameter of the warp 13b. At that time, the diameter of each yarn is preferably 1 denier or more and 1000 denier or less. More preferably 5 denier or more, 5
It is not more than 00 denier. As a result, the yarn diameter of the weft yarn 13a is twice or more the yarn diameter of the warp yarn 13b which requires strength to maintain the form of the plain weave material 13, and the weft yarn 13a causes the separation membrane 2 to sink into the groove 12 of the separation membrane 2. It can have a strength that can be suppressed.

【0038】また、平織り物13の横糸13aの間隔が
1mmよりも大きいと溝部12への分離膜2の陥没を抑
制する効果がない。一方、0.0001mm未満である
と透過液の流路抵抗が増大したり、接着剤で接着する際
の抵抗となり、接着不良の原因となる。このため、平織
り物13の横糸13aの間隔は、0.0001mm以上
1mm以下であることが好ましい。また、溝部12への
分離膜2の陥没を十分に抑制するとともに透過液の流路
抵抗の増大を十分に抑制し、さらに接着抵抗を十分低下
させるために、横糸13aの間隔を0.001mm以上
0.5mm以下にすることがより好ましい。
If the spacing between the weft threads 13a of the plain weave 13 is larger than 1 mm, there is no effect of suppressing the separation membrane 2 from sinking into the groove 12. On the other hand, when it is less than 0.0001 mm, the flow path resistance of the permeated liquid increases, or the resistance at the time of bonding with an adhesive becomes a cause of poor bonding. For this reason, the interval between the weft threads 13a of the plain weave 13 is preferably 0.0001 mm or more and 1 mm or less. Further, in order to sufficiently suppress the depression of the separation membrane 2 into the groove portion 12 and sufficiently suppress the increase in the flow path resistance of the permeate, and further to sufficiently reduce the adhesion resistance, the interval between the weft yarns 13a is 0.001 mm or more. More preferably, it is 0.5 mm or less.

【0039】[0039]

【実施例】[実施例]芯の部分が高融点ポリエステルか
らなり、鞘の部分が低融点ポリエステルからなる75デ
ニールの糸径の横糸13aおよび25デニールの糸径の
縦糸13bを平織りし、熱処理により剛直化し、図3に
示す平織り物13を作製した。横糸13aの間隔は、
0.04mmにした。透過液流路材10は、糸径が70
デニール、ウェールが38本/インチ、コースが45本
/インチのシングルトリコット編物にエポキシ樹脂を含
浸させて作製した。図4に示すように、横糸13aが溝
部12に対して垂直になるように透過液流路材10上に
平織り物13を重ね合わせ、平織り物13上に逆浸透膜
を設置した。そして、5.8%の食塩水を9MPaの圧
力で逆浸透膜に付荷し、濃縮液出口水量が5L/mi
n、温度が25℃、水素イオン濃度がpH7の条件で逆
浸透膜透過実験を行った。運転後60分後の逆浸透膜性
能は、阻止率が99.7%、透過水量が0.7m3 /m
2 /日であった。実験後の逆浸透膜の表面は、透過液流
路材10の溝部12への陥没の後は見られず、損傷も見
られなかった。
[Example] A weft 13a having a yarn diameter of 75 denier and a warp yarn 13b having a yarn diameter of 25 denier, in which a core portion is made of high-melting polyester and a sheath portion is made of low-melting polyester, are plain-woven and heat-treated. Rigid, the plain weave 13 shown in FIG. 3 was produced. The interval between the wefts 13a is
0.04 mm. The permeated liquid channel material 10 has a yarn diameter of 70
It was prepared by impregnating a single tricot knit with denier and wale of 38 pieces / inch and course of 45 pieces / inch with an epoxy resin. As shown in FIG. 4, the plain weave 13 was overlapped on the permeated liquid flow path material 10 so that the weft 13 a was perpendicular to the groove 12, and the reverse osmosis membrane was installed on the plain weave 13. Then, a 5.8% saline solution is loaded on the reverse osmosis membrane at a pressure of 9 MPa, and the concentrated liquid outlet water volume is 5 L / mi.
A reverse osmosis membrane permeation experiment was performed under the conditions of n, a temperature of 25 ° C., and a hydrogen ion concentration of pH 7. The reverse osmosis membrane performance 60 minutes after the operation was as follows: the rejection was 99.7%, and the permeated water amount was 0.7 m 3 / m.
2 / day. The surface of the reverse osmosis membrane after the experiment was not seen after the depression of the permeated liquid channel material 10 into the groove 12, and no damage was seen.

【0040】[比較例]比較例として、実施例と同一の
透過液流路材10上に実施例と同一の逆浸透膜を設置
し、実施例と同一の条件で逆浸透膜透過実験を行った。
運転後60分後の逆浸透膜性能は、阻止率が99.5
%、透過水量が0.5m3 /m2 /日であった。実験後
の逆浸透膜の表面は、透過液流路材10の溝部12への
陥没の後が見られ、これによる逆浸透膜の損傷が観察さ
れた。
[Comparative Example] As a comparative example, the same reverse osmosis membrane as in the example was installed on the same permeate flow path material 10 as in the example, and a reverse osmosis membrane permeation experiment was performed under the same conditions as in the example. Was.
The reverse osmosis membrane performance 60 minutes after the operation showed a rejection of 99.5.
%, And the amount of permeated water was 0.5 m 3 / m 2 / day. After the experiment, the surface of the reverse osmosis membrane was seen to have collapsed into the groove 12 of the permeated liquid channel material 10, and damage to the reverse osmosis membrane due to this was observed.

【0041】実施例と比較例とは同じ逆浸透膜を用いて
おり、異なるのは平織り物13の使用の有無のみであ
る。比較例の運転後の阻止率が低いのは、逆浸透膜が透
過水流路材10の溝部12へ陥没した際に損傷を受けた
ことに起因するものである。また、透過水量が低いの
は、逆浸透膜が溝部12へ陥没することにより流路を閉
鎖したため、流路抵抗が増加したためである。
The same reverse osmosis membrane is used in the example and the comparative example, and the only difference is whether or not the plain weave 13 is used. The low rejection rate after the operation in the comparative example is due to the fact that the reverse osmosis membrane was damaged when it was depressed into the groove 12 of the permeated water flow path member 10. Further, the low permeated water amount is because the flow passage resistance was increased because the reverse osmosis membrane was depressed into the groove 12 to close the flow passage.

【0042】以上のように、本発明により透過液流路材
の溝部への分離膜の陥没の防止および分離膜の変形の抑
制ができる。したがって、流路抵抗が低く初期分離膜性
能の維持が可能なスパイラル型分離膜エレメントを提供
することが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the separation membrane from sinking into the groove of the permeated liquid channel material and to suppress the deformation of the separation membrane. Therefore, it is possible to provide a spiral-type separation membrane element having low flow path resistance and capable of maintaining initial separation membrane performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るスパイラル型分離膜エレメントの
一例を示す一部切欠き斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of a spiral separation membrane element according to the present invention.

【図2】図1のスパイラル型分離膜エレメントの集液管
と透過液流路材との関係を示す図である。
FIG. 2 is a view showing a relationship between a liquid collection tube and a permeate flow path material of the spiral separation membrane element of FIG.

【図3】図1のスパイラル型分離膜エレメントの平織り
物の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a plain weave of the spiral separation membrane element of FIG. 1;

【図4】図2の透過液流路材上に図3の平織り物を重ね
合わせた平面図である。
FIG. 4 is a plan view in which the plain weave of FIG. 3 is superimposed on the permeate flow path material of FIG. 2;

【図5】図1のスパイラル型分離膜エレメントの袋状膜
の拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a bag-like membrane of the spiral separation membrane element of FIG.

【図6】スパイラル型分離膜エレメントの袋状膜の他の
例を示す拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing another example of the bag-shaped membrane of the spiral separation membrane element.

【図7】従来のシングルトリコット編地からなる透過液
流路材の拡大断面図である。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a permeated liquid flow path material made of a conventional single tricot knitted fabric.

【図8】従来のダブルトリコット編地からなる透過液流
路材の拡大断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a permeated liquid flow path material made of a conventional double tricot knitted fabric.

【図9】図7の透過液流路材をスパイラル型分離膜エレ
メントに用いた場合の問題点を説明するための図であ
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining a problem when the permeated liquid flow path material of FIG. 7 is used for a spiral type separation membrane element.

【図10】図8の透過液流路材をスパイラル型分離膜エ
レメントに用いた場合の問題点を説明するための図であ
る。
FIG. 10 is a diagram for explaining a problem when the permeated liquid channel material of FIG. 8 is used for a spiral separation membrane element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スパイラル型分離膜エレメント 2 分離膜 4 袋状膜 5 集液管 10,11 透過液流路材 12 溝部 13 平織り物 13a 横糸 13b 縦糸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spiral-type separation membrane element 2 Separation membrane 4 Bag-shaped membrane 5 Liquid collecting tube 10, 11 Permeate flow path material 12 Groove 13 Plain weave 13a Weft 13b Warp

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 雅明 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 4D006 GA03 GA06 GA07 HA61 JA04A JA04B JA06A JA06B JA19A JB09 KE03Q KE03R KE04Q KE04R KE15Q KE15R KE16Q KE16R  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaaki Ando 1-1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation F-term (reference) 4D006 GA03 GA06 GA07 HA61 JA04A JA04B JA06A JA06B JA19A JB09 KE03Q KE03R KE04Q KE04R KE15Q KE15R KE16Q KE16R

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に複数の溝部が形成された透過液流
路材を内部に備えた袋状の分離膜が有孔中空管の外周面
に巻回され、前記透過液流路材に沿って透過液が流動す
るスパイラル型分離膜エレメントにおいて、前記透過液
流路材の前記複数の溝部側の表面と前記分離膜との間に
平織り物が配設されたことを特徴とするスパイラル型分
離膜エレメント。
1. A bag-shaped separation membrane internally provided with a permeate flow path material having a plurality of grooves formed on its surface is wound around the outer peripheral surface of a perforated hollow tube. A spiral-type separation membrane element in which a permeate flows along, wherein a plain woven material is disposed between a surface of the permeate flow path material on the side of the plurality of grooves and the separation membrane. Separation membrane element.
【請求項2】 前記複数の溝部は、前記有孔中空管に対
してほぼ垂直に延びることを特徴とする請求項1記載の
スパイラル型分離膜エレメント。
2. The spiral separation membrane element according to claim 1, wherein the plurality of grooves extend substantially perpendicular to the perforated hollow tube.
【請求項3】 前記平織り物は、前記平織り物の横糸と
前記有孔中空管とが平行になるように配設されたことを
特徴とする請求項2記載のスパイラル型分離膜エレメン
ト。
3. The spiral-type separation membrane element according to claim 2, wherein the plain woven material is disposed so that the weft of the plain woven material and the perforated hollow tube are parallel to each other.
【請求項4】 前記平織り物は、前記横糸の糸径と縦糸
の糸径とが異な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分離膜エレメント。
4. The spiral separation membrane element according to claim 1, wherein the plain woven material has a yarn diameter of the weft and a yarn diameter of the warp different from each other.
【請求項5】 前記平織り物の前記横糸の糸径は、前記
縦糸の糸径よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4
のいずれかに記載のスパイラル型分離膜エレメント。
5. The yarn diameter of the weft yarn of the plain weave is greater than the yarn diameter of the warp yarn.
The spiral separation membrane element according to any one of the above.
【請求項6】 前記平織り物の前記横糸の糸径は、前記
縦糸の糸径の2倍以上であることを特徴とする請求項1
〜5のいずれかに記載のスパイラル型分離膜エレメン
ト。
6. The yarn diameter of the weft yarn of the plain weave is at least twice the yarn diameter of the warp yarn.
6. The spiral separation membrane element according to any one of items 1 to 5,
【請求項7】 前記平織り物の前記横糸の間隔は、0.
0001mm以上1mm以下であることを特徴とする請
求項1〜6のいずれかに記載のスパイラル型分離膜エレ
メント。
7. The interval between the weft threads of the plain weave is 0.
The spiral separation membrane element according to any one of claims 1 to 6, wherein the length is from 0001 mm to 1 mm.
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