JP2017000965A

JP2017000965A - 分離膜ユニット及び分離膜エレメント

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Publication number: JP2017000965A
Application number: JP2015118246A
Authority: JP
Inventors: 康弘宇田; Yasuhiro Uda; 誠小泓; Makoto Kobuke; 友葉岡▲崎▼; Yuha Okazaki
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-06-11
Also published as: WO2016199727A1; JP6633300B2

Abstract

【課題】分離膜積層体が簡易に製造でき、またハンドリング性も良好であり、流路を形成するための構造も簡易化できる分離膜ユニット、その積層体、及びこれを用いた分離膜エレメントを提供する。【解決手段】本発明の分離膜ユニットは、第１流路凹部１２ｄを一方の面に有し第２流路凹部１２ｅを他方の面に有する隔壁部材１２と、第１流路凹部１２ｄ又は第２流路凹部１２ｅを覆って配置されたシート状分離膜１０と、を備えている。本発明の分離膜積層体は、分離膜ユニットが複数積層されたものである。【選択図】図１

Description

本発明は、シート状分離膜により液体等を分離するための分離膜ユニット、これを積層した分離膜積層体、及びこれを用いた分離膜エレメントに関するものであり、種々の膜分離方式に使用可能であるが、特に正浸透膜分離方式に使用する分離膜エレメント等として有用である。

排水処理、海水淡水化、浸透膜発電など、正浸透現象を用いた膜システムの開発、利用が活発化している。廃水処理では高浸透圧の液を用いて廃水中の水を抽出し、廃水を減容化することが検討されている。海水淡水化では前処理に用いることで海水の浸透圧を下げて省エネルギーを図ったり、濃縮水処理に用いることで濃縮水の塩濃度を下げて環境負荷を低減することが行われる。浸透膜発電では高濃度液と低濃度液の浸透圧差により水流を作り出して水力タービンを回し、環境に優しい再生可能エネルギーを創出する試みがなされている。このように正浸透現象を利用した技術開発が活発化しているため、それに用いることができる高効率で経済的、かつ信頼性の高い正浸透膜モジュールが強く求められている。

正浸透膜モジュールに使用する分離膜エレメントにおいては、膜の両面に浸透圧の異なる液を流す必要がある。例えば、廃水の減容化を行う場合には、高浸透圧側にドローソリューション（ＤｒａｗＳｏｌｕｔｉｏｎ、ＤＳ）、低浸透圧側に廃水（被処理液、ＦｅｅｄＳｏｌｕｔｉｏｎ、ＦＳ）を供給し、ＤＳとＦＳの両方を流動させる必要がある。正浸透膜エレメントではＦＳ側からＤＳ側に水が移動することでＦＳの減容化が行われるが、両者のうちの一方でも流動させない場合は膜近傍の濃度分極層が発達して透過水量の著しい低下をもたらす。

スパイラル型正浸透膜エレメントにおいては、一方の流体を中心管の軸方向と平行に膜リーフの外部に流し（スパイラル逆浸透膜における供給水の流れ方向と同じ）、もう一方の流体は中心管の一方の端部から流入させ、膜リーフの内部を通って（スイープさせ）中心管のもう一方の端部から流出させる構造が知られている（例えば、特許文献１）。

しかし、スパイラル型の正浸透膜エレメントでは、膜リーフ内部の隅部に死水域を生じること、および流路を画すために膜面の一部を覆う接着樹脂ラインを設けることが必要であることから、膜面を有効に活用することが難しい。また、膜リーフ内の流路が蛇行して流路長が長くなることから、圧力損失が高くなるという問題もあった。

一方、膜リーフ内の２つの流路が直線的に流動可能な構造になる積層型の膜分離装置が知られている（例えば、特許文献２）。この文献に記載された膜分離装置では、透過側流路材を内挿した筒状のシート状分離膜の複数が間隔を隔てて積層され、筒状のシート状分離膜が開口する二辺に透過液の排出部が設けられ、残りの二辺に原液の給液部と濃縮液の排出部が設けられている。この膜分離装置の構造は、流路が直線的であるため、低圧損化のためには好都合である。

米国特許４０３３８７８号明細書特開平６−２７７４６３号公報

しかしながら、特許文献２に記載された膜分離装置は、流路材を内部に配置した筒状のシート状分離膜を予め作製した上で、これらを複数積層し、流路が開口するように端部を封止材で封止する必要があるため、分離膜積層体の製造工程が非常に煩雑となっていた。

また、筒状のシート状分離膜の両側の端部のみが封止されているため、補強板を上下に設けないと、分離膜積層体のハンドリング性が悪く、また、筒状のシート状分離膜の外側に連通する流路を形成するための構造が複雑になるという問題もあった。

このような分離膜積層体のハンドリング性や製造性などの問題は、正浸透膜分離方式に限らず、種々の膜分離方式に共通して生じ得る課題である。

そこで、本発明の目的は、分離膜積層体が簡易に製造でき、またハンドリング性も良好であり、流路を形成するための構造も簡易化できる分離膜ユニット、その積層体、及びこれを用いた分離膜エレメントを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の分離膜ユニットは、第１流路凹部を一方の面に有し第２流路凹部を他方の面に有する隔壁部材と、前記第１流路凹部又は前記第２流路凹部を覆って配置されたシート状分離膜と、を備えることを特徴とする。

本発明の分離膜ユニットによると、隔壁部材とシート状分離膜とを交互に複数積層するだけで、シート状分離膜の両面に接するように、第１流路凹部により第１流路が形成され、第２流路凹部により第２流路が形成される。その際、第１流路凹部と第２流路凹部により、第１流路と第２流路とを積層体の端面に連通させることができる。また、隔壁部材が積層体の補強機能を有するため、積層体のハンドリング性も良好となると共に、強固な積層体の端面に流路が開口するため、流路を形成するための構造も簡易に形成することができるようになる。その結果、分離膜積層体が簡易に製造でき、またハンドリング性も良好であり、流路を形成するための構造も簡易化できる分離膜ユニットを提供できる。

上記において、前記第１流路凹部の流路方向と前記第２流路凹部の流路方向とが６０〜１２０°の角度で交差していることが好ましい。このような構造によると、積層体の第１流路と第２流路とを異なる部位に配置することができ、流路を形成するための構造もより簡易なものとなる。

また、前記シート状分離膜が４辺を有する形状であり、前記第１流路凹部が前記シート状分離膜の対向する二辺に沿う方向に配され、前記第２流路凹部が対向する残りの二辺に沿う方向に配されていることが好ましい。このような構造によると、積層体の第１流路と第２流路とを、４辺のうち対向する二辺と残りの二辺とに開口して配置することができるため、流路を形成するための構造もより簡易なものとなる。

また、前記第１流路凹部又は前記第２流路凹部には、流路空間を保持するための流路材を更に備えることが好ましい。このような構造にすることで、シート状分離膜の両面に接するように、第１流路と第２流路とをより確実に形成することができる。

一方、本発明の分離膜積層体は、上記いずれかに記載の分離膜ユニットが複数積層されていることを特徴とする。本発明の分離膜積層体によると、上記のごとき作用効果を有する分離膜ユニットにより形成されているため、簡易に製造でき、またハンドリング性も良好であり、流路を形成するための構造も簡易化できる分離膜積層体を提供できる。

他方、本発明の分離膜エレメントは、上記いずれかに記載の分離膜ユニットが複数積層されている分離膜積層体と、前記分離膜積層体の第１流路凹部に両側から連通する第１空間部を形成し、第１液体の給排出口を有する第１カバー部材と、前記分離膜積層体の第２流路凹部に両側から連通する第２空間部を形成し、第２液体の給排出口を有する第２カバー部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の分離膜エレメントによると、分離膜積層体が簡易に製造でき、またハンドリング性も良好であり、第１カバー部材と第２カバー部材を用いた、流路を形成するための構造も簡易なものとなる。

また、本発明の分離膜エレメントは、上記いずれかに記載の分離膜ユニットが複数積層されている分離膜積層体と、前記分離膜積層体を収容し、側壁部と底面部と上面部とを有するハウジングと、を備え、前記ハウジングは、その内面と前記積層体の端面との間に、前記第１流路凹部に両側から連通する２つの第１空間部と、前記第２流路凹部に両側から連通する２つの第２空間部とを有すると共に、前記第１空間部の各々に設けた第１液体の給排出口と、前記第２空間部の各々に設けた第２液体の給排出口と、を有することを特徴とする。この分離膜エレメントによると、前記分離膜積層体を収容して、第１流路に両側から連通する２つの第１空間部と、第２流路に両側から連通する２つの第２空間部とを、ハウジング内に形成しているため、４つの空間部を形成するための部材が個々に必要でなくなる。また、ハウジングが側壁部と底面部と上面部とで形成される構造のため、ハウジング同士を接近して併設、積層することが可能となる。その結果、少ない部品点数で簡易に製造でき、また複数を積層して使用することでスペース効率を高めることができる。

本発明の分離膜ユニットの一例を示す斜視図であり、（ａ）は組立図、（ｂ）は組立後の図。本発明の分離膜ユニットの一例を積層した積層体を示す斜視図。本発明の分離膜エレメントの一例を示す横断面図。本発明の分離膜エレメントの他の例示す図であり、（ａ）は正面視断面図、（ｂ）は側面視断面図。本発明の分離膜エレメントの他の例示す分解斜視図。本発明の分離膜ユニットの他の例を示す組立斜視図。

（分離膜ユニット）
本発明の分離膜ユニットは、図１に示すように、第１流路凹部１２ｄを一方の面に有し第２流路凹部１２ｅを他方の面に有する隔壁部材１２と、第１流路凹部１２ｄ又は第２流路凹部１２ｅを覆って配置されたシート状分離膜１０と、を備えている。本実施形態では、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅに、流路空間を保持するための流路材１３、１４を更に備える例を示す。

隔壁部材１２を構成する材料としては、樹脂、金属、セラミックスなど何れでもよいが、成形のし易さや製造コストなどの観点から樹脂が好ましい。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、耐熱性樹脂などが挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリアミドなどが挙げられる。また、耐熱性樹脂としては、ポリスルホン、ポリエーテルサルホン、芳香族系のポリイミド、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、または熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。なかでも、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。これらの樹脂は、分離膜の種類およびユニットの用途により適宜選択することが可能である。

隔壁部材１２の外形のサイズとしては、直方体形状の場合、例えば長辺が２００〜１０００ｍｍ、短辺が２００〜１０００ｍｍ、高さが２０〜５００ｍｍ程度である。

隔壁部材１２に形成される第１流路凹部１２ｄの流路方向と、第２流路凹部１２ｅの流路方向とは、同じでも異なっていてもよいが、第１流路凹部１２ｄの流路方向と第２流路凹部１２ｅの流路方向とが６０〜１２０°の角度で交差していることが好ましく、８０〜１００°の角度で交差していることがより好ましく、９０°の角度で交差していることが最も好ましい。本実施形態では、両者が９０°の角度で交差している例を示す。

また、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅの流路方向は、隔壁部材１２の各辺に対して、どのような方向を向いていてもよいが、シート状分離膜１０又は隔壁部材１２が４辺を有する形状である場合、第１流路凹部１２ｄがシート状分離膜１０等の対向する二辺に沿う方向に配され、第２流路凹部１２ｅが対向する残りの二辺に沿う方向に配されていることが好ましい。第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅが、隔壁部材１２の対向する二辺にわたって形成されることで、分離膜ユニットの積層体において、その端面に、第１流路又は第２流路の開口を形成することができる。

上記の場合、隔壁部材１２の対向する二辺の付近（端部１２ａ）には、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅが形成されていない部分が存在するが、分離膜ユニットを積層する際の液密性の観点から、その幅は１〜３０ｍｍが好ましく、５〜２０ｍｍがより好ましい。

本実施形態のように、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅに、流路材１３、１４が設けられる場合、一定又は略一定の深さの凹部を形成するのが好ましい。その場合、第１流路凹部１２ｄまたは第２流路凹部１２ｅの深さは、流路材１３、１４の厚みに応じて決定される。第１流路凹部１２ｄまたは第２流路凹部１２ｅの深さは、０．１〜２ｍｍが好ましく、０．２〜１ｍｍがより好ましい。

シート状分離膜１０としては、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜、透析膜、正浸透膜など何れでも良いが、本発明の分離膜ユニットでは、第１流路及び第２流路を共にクロスフローにできるため、シート状分離膜１０が正浸透膜である場合に特に有効である。

シート状分離膜１０としては、上記の膜の種類に応じた材質が選択可能である。例えば、シート状分離膜１０が分離活性層と多孔性支持層とを有する場合、多孔性支持層としては、ポリスルホン、ポリエーテルサルホン、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミド、などで形成された多孔質膜、また、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンなどで形成された不織布などが使用される。

分離活性層としては、ポリアミド、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、フッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル−ポリアクリロニトリル共重合体、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリビニルアルコールなどで形成されたものが挙げられる。これらの材料で形成した単層の分離膜を使用することも可能である。

シート状分離膜１０の厚みとしては、０．０１〜１．０ｍｍが好ましく、０．０２〜０．３ｍｍがより好ましい。

第１流路材１３としては、樹脂等からなるネット、織物、編み物などが好ましく用いられ、ネットの開口形状としては、三角形、四角形（菱形、正方形、長方形、平行四辺形等）、六角形などが挙げられる。

第１流路材１３を３層構造とする場合、内層流路材として緻密構造のダイヤモンド形押し出し成形ネットを使用し、外層流路材として更に緻密な構造の平織りネットを使用することが好ましい。

ネットの厚みは、例えば０．１２〜２ｍｍが挙げられる。ネットを構成するネット糸径は例えば０．０６〜１ｍｍが挙げられる。ネットの開口率は例えば７０〜９５％が挙げられる。

第１流路材１３の材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイドポロフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ナイロンを主原料とするものが挙げられる。

第２流路材１４としては、樹脂等からなるネット、織物、編み物などが好ましく用いられ、ネットの開口形状としては、三角形、四角形（菱形、正方形、長方形、平行四辺形等）、六角形などが挙げられる。

第２流路材１４の材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイドポロフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ナイロンを主原料とするものが挙げられる。

本発明の分離膜ユニットにおいて、隔壁部材１２とシート状分離膜１０とは、何れかの部位で固着されていることが好ましく、液密性を高める観点から、隔壁部材１２の両側の端部１２ａにおいて、シート状分離膜１０が固着されていることがより好ましい。

また、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅに、流路空間を保持するための流路材１３、１４を更に備える場合、隔壁部材１２と流路材１３、１４とが別体であってもよいが、シート状分離膜１０と何れかの部位で固着されていることが、ハンドリング性の観点から好ましい。隔壁部材１２を成形する際に、流路材１３、１４の一部を固着したり、両者を一体的に成形することも可能である。

（分離膜ユニットの他の実施形態）
（１）前述の実施形態では、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅに流路材１３、１４を備える例を示したが、シート状分離膜１０が使用圧力に対して、十分な剛性や強度を有する場合には、流路材１３、１４を省略することも可能である。

（２）前述の実施形態では、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅの底面の形状が平坦な例を示したが、シート状分離膜１０が使用圧力に対して、十分な剛性や強度を有する場合には、図６に示すように、流路材１３、１４を使用する代わりに、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅの底面に複数の凸部を設けることも可能である。当該凸部の高さは、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅの深さ又はその深さによりやや低い程度が好ましい。

図６（ａ）に示す例は、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅの底面に、流路方向に沿って、複数の凸条（リブ）１２ｂを設けた例である。凸条１２ｂの断面形状としては、三角形の他、四角形、半円などいずれでもよい。

また、図６（ｂ）に示す例は、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅの底面に、流路方向に沿って、複数の凸部１２ｃを設けた例である。凸部１２ｃの平面視形状としては、菱形等の四角形の他、円形、楕円形、三角形、六角形などいずれでもよい。

（３）前述の実施形態では、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅを、隔壁部材１２の表裏に各々１つ有している例を示したが、第１流路凹部１２ｄ又は第２流路凹部１２ｅを、隔壁部材１２の表裏に各々複数有していてもよい。このような構造の場合にも、流路材を省略することが可能となる。また、複数の第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅの各々に、流路材を設けることも可能である。
（４）前述の実施形態では、隔壁部材１２の平面視の形状が、長方形である場合を示したが、隔壁部材１２の平面視の形状は何れでもよく、長方形以外の四角形、五角形、六角形や、円形、楕円形などでもよい。つまり、本発明において、隔壁部材１２の端面に形成される流路の開口は、直線状でなくてもよい。

（分離膜積層体）
本発明の分離膜積層体は、図２に示すように、以上のような分離膜ユニットＵが複数積層されたものである。このように、本発明の分離膜ユニットＵを複数積層することで、積層体１１の対向する二辺に開口し、両側の端面からシート状分離膜１０の一方の面に連通する第１流路Ｐ１と、シート状分離膜１０の残りの二辺に開口し、両側の端面からシート状分離膜１０の他方の面に連通する第２流路Ｐ２と、を形成ことができる。分離膜積層体１１における分離膜ユニットＵの数は、例えば２〜２００枚であり、２０〜１００枚であることが好ましい。

本実施形態では、積層体１１が、四辺を有する複数のシート状分離膜１０と、シート状分離膜１０の第１流路側に配置した複数の第１流路材１３と、第２流路側に配置した複数の第２流路材１４と、第１流路と第２流路とが混合するのを防止する隔壁部材１２と、を備えている例を示す。

積層の際、分離膜ユニットＵの両側の面に連通する第１流路Ｐ１と第２流路Ｐ２とが、相互に流通しないように、分離膜ユニットＵ同士を固着する必要がある。そのため、隔壁部材１２の対向する二辺の付近の一方の面に設けられた両側の端部１２ａと、シート状分離膜１０の端部とが、液密になるように固着される。また、残りの対向する二辺の付近の他方の面に設けられた両側の端部１２ａと、シート状分離膜１０の端部とが、液密になるように固着される。その際、隔壁部材１２の４箇所に設けられた端部１２ａが、その全長にわたってシート状分離膜１０と固着されていることが好ましく、４箇所に設けられた端部１２ａが、その略全面でシート状分離膜１０と固着されていることがより好ましい。

積層体１１は、シート状分離膜１０と隔壁部材１２とが一体化した分離膜ユニットＵ同士を接着等によって固着してもよいが、シート状分離膜１０を介在させつつ、隣接する隔壁部材１２同士を接着等によって液密状態で固着してもよい。また、本発明の分離膜積層体は、分離膜ユニットＵ同士が固着されずに、別体として複数積層されたものであってもよい。

このような積層体１１の最上部と最下部の両側に配置した隔壁部材１２は、外壁板１８としての機能を備えており、最上面と最下面には、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅが設けられていない。また、このような隔壁部材１２を設ける代わりに、別途、第１流路凹部１２ｄおよび第２流路凹部１２ｅを有していない外壁板１８を両側に設けてもよい。

（分離膜エレメント）
本発明の分離膜エレメントは、上記のような分離膜ユニットＵが複数積層されている分離膜積層体１１を備えている。分離膜積層体１１は、分離膜ユニットＵ同士が固着されていることが好ましいが、分離膜ユニットＵ同士が固着されずに、別体として複数積層されたものであってもよい。この場合でも、ハウジング等によって分離膜積層体１１同士を密着させることで、流路間の液密性を保つことが可能である。
本実施形態の分離膜エレメントは、図３に示すように、当該分離膜積層体１１と、前記分離膜積層体１１の第１流路凹部１２ｄに両側から連通する第１空間部２１ａ、２１ｂを形成し、第１液体の給排出口２３ａ〜２３ｂを有する第１カバー部材３１ａ、３１ｂと、分離膜積層体１１の第２流路凹部１２ｅに両側から連通する第２空間部２２ａ、２２ｂを形成し、第２液体の給排出口２４ａ〜２４ｂを有する第２カバー部材３２ａ、３２ｂと、を備える。

第１カバー部材３１ａ、３１ｂと第２カバー部材３２ａ、３２ｂとの材質としては、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂、各種樹脂をガラス等の繊維で補強した繊維強化樹脂、アルミ、銅等の金属、セラミックスなどが使用可能であるが、繊維強化樹脂が最も好ましい。

第１カバー部材３１ａ、３１ｂと第２カバー部材３２ａ、３２ｂとは、分離膜積層体１１の端面に、接着等によって固着することができる。なお、第１カバー部材３１ａ、３１ｂと第２カバー部材３２ａ、３２ｂの一部又は全部を一体化したものを使用することも可能である。

給排出口２３ａ〜２４ｂには、第１液体又は第２液体の給排出を行なうための配管が、必要に応じて接続部材を介して接続される。例えば、配管を経由して給排出口２３ａから第１液体として低濃度液（例えば淡水ＦＷ、被処理液ＦＳなど）を供給し、膜分離後の低濃度液を給排出口２３ｂから排出しながら、給排出口２４ａから第２液体として高濃度液（例えば海水ＳＷ、ドローソリューションＤＳなど）を供給し、膜分離後の高濃度液を給排出口２４ｂから排出することで、本発明の分離膜エレメントを正浸透膜分離に利用することができる。

また、その他の膜分離方式においても、例えば給排出口２４ａから原液を供給して、濃縮液を給排出口２４ｂから排出しながら、分離膜で分離された透過液を給排出口２３ｂなどから排出することが可能となる。その際、スイープ流を給排出口２３ａから供給しながら、膜分離を行なうことも可能である。

（分離膜エレメントの他の実施形態）
（１）前述の実施形態では、分離膜積層体１１の４つの端面に、第１カバー部材３１ａ、３１ｂと第２カバー部材３２ａ、３２ｂとが設けられる例を示したが、図４に示すように、筒状の第２カバー部材３２ｃを設けたり、あるいは筒状の第１カバー部材を設けてもよい。

図示した例の場合、筒状の第２カバー部材３２ｃによって、分離膜積層体１１の第２流路凹部１２ｅに両側から連通する第２空間部２２ａ、２２ｂを形成することができる。

また、この筒状の第２カバー部材３２ｃの両端に設けた、平板状の第１カバー部材３１ａ、３１ｂによって、分離膜積層体１１の第１流路凹部１２ｄに両側から連通する第１空間部２１ａ、２１ｂを形成させることができる。

（２）また、本発明の分離膜エレメントは、図５に示すように、分離膜ユニットＵが複数積層された積層体１１と、前記積層体１１を収容し、側壁部３５と底面部３６と上面部３７とを有するハウジング３０と、を備えているものでもよい。図示した例では、ハウジング３０の側壁部３５が円筒形である場合の例を示す。

ハウジング３０の材質としては、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂、各種樹脂をガラス等の繊維で補強した繊維強化樹脂、アルミ、銅等の金属、セラミックスなどが使用可能であるが、繊維強化樹脂が最も好ましい。

ハウジング３０は、例えば、側壁部３５と底面部３６とを一体成形した成形体に、積層体１１を収容した後、上面部３７を接着、溶着等で接合することで、給排出口２３ａ〜２４ｂ以外の部分を液密な構造とすることができる。

本発明では、ハウジング３０の内面と積層体１１の端面との間に、第１流路Ｐ１に両側から連通する２つの第１空間部２１ａ、２１ｂと、第２流路Ｐ２に両側から連通する２つの第２空間部２２ａ、２２ｂとを有している。分離膜エレメントの使用時には、必要に応じて、これらの第１空間部２１ａ、２１ｂ、第２空間部２２ａ、２２ｂに、第１液体と第２液体とがそれぞれ満たされる。

ハウジング３０は、前記積層体１１を収容可能なサイズであればよいが、その側壁部３５の内面に前記積層体１１の角部を接近させて収容可能なサイズとすることが、有効膜面積を増加させつつ、角部のシールを簡易に行なう観点から好ましい。その場合、側壁部３５の内面と積層体１１の角部とを、封止樹脂で封止することも可能であるが、両者の間には弾性体（図示省略）を介在させて、隣接する空間部同士をシールしてもよい。

また、積層体１１と底面部３６又は上面部３７とのシールも行なうことが好ましい。その場合、積層体１１の底面と底面部３６とを接着により封止する方法や、弾性体からなるシール材を用いて封止する方法が挙げられる。積層体１１の上面と上面部３７とのシールについても同様に行なうことができる。

弾性体としては、ゴム、熱可塑性エラストマーなどが使用可能であり、断面形状としては、積層体１１の角部に外接させ易いように、Ｌ字型、コの字型などが好ましい。また、積層体１１の全ての辺（１２辺）に外接するような形状の弾性体を使用することも可能である。これにより、角部と上面と底面とのシールを好適に行なうことができる。

ハウジング３０は、第１空間部２１ａ、２１ｂの各々に設けた第１液体の給排出口２３ａ、２３ｂと、第２空間部２２ａ、２２ｂの各々に設けた第２液体の給排出口２４ａ、２４ｂと、を有する。本実施形態では、ハウジング３０の第１液体の給排出口２３ａ、２３ｂが底面部３６と上面部３７とに設けられ、第２液体の給排出口２４ａ、２４ｂが底面部３６と上面部３７に設けられている例を示す。これらの給排出口２３ａ〜２４ｂは、接続された配管を利用して、液体の給排出を行なうことができる。

図５に示した例では、第１空間部２１ａ、２１ｂおよび第２空間部２２ａ、２２ｂの各々に、上下２つずつの給排出口２３ａ〜２４ｂが設けられているが、分離膜エレメントを単数で用いる場合、例えば、上下２つずつ設けられている給排出口２３ａ〜２４ｂのうち、上下何れかを閉塞させて使用することも可能である。

（３）前述の実施形態では、平面視で円筒形のハウジング３０を用いる例を示したが、本発明では、ハウジング３０の平面視における形状は何れでもよい。例えば、楕円形、八角形、正方形、菱型、六角形などの多角形でもよい。

（４）前述の実施形態では、液体の給排出口給排出口２３ａ〜２４ｂがハウジング３０の底面部３６と上面部３７とに設けられている例を示したが、本発明では、ハウジング３０の側壁部３５に、液体の給排出口給排出口２３ａ〜２４ｂを設けてもよい。

１０シート状分離膜
１１積層体（分離膜積層体）
１２隔壁部材
１２ｄ第１流路凹部
１２ｅ第２流路凹部
１３第１流路材
１４第２流路材
２１ａ、２１ｂ第１空間部
２２ａ、２２ｂ第２空間部
２３ａ、２３ｂ第１液体の給排出口
２４ａ、２４ｂ第２液体の給排出口
３０ハウジング
３５側壁部
３６底面部
３７上面部
Ｐ１第１流路
Ｐ２第２流路
Ｕ分離膜ユニット

Claims

第１流路凹部を一方の面に有し第２流路凹部を他方の面に有する隔壁部材と、前記第１流路凹部又は前記第２流路凹部を覆って配置されたシート状分離膜と、を備える分離膜ユニット。
前記第１流路凹部の流路方向と前記第２流路凹部の流路方向とが６０〜１２０°の角度で交差している請求項１に記載の分離膜ユニット。
前記シート状分離膜が４辺を有する形状であり、前記第１流路凹部が前記シート状分離膜の対向する二辺に沿う方向に配され、前記第２流路凹部が対向する残りの二辺に沿う方向に配されている請求項１又は２に記載の分離膜ユニット。
前記第１流路凹部又は前記第２流路凹部には、流路空間を保持するための流路材を更に備える請求項１〜３いずれかに記載の分離膜ユニット。
請求項１〜４いずれかに記載の分離膜ユニットが複数積層されている分離膜積層体。
請求項１〜４いずれかに記載の分離膜ユニットが複数積層されている分離膜積層体と、
前記分離膜積層体の第１流路凹部に両側から連通する第１空間部を形成し、第１液体の給排出口を有する第１カバー部材と、
前記分離膜積層体の第２流路凹部に両側から連通する第２空間部を形成し、第２液体の給排出口を有する第２カバー部材と、
を備える分離膜エレメント。
請求項１〜４いずれかに記載の分離膜ユニットが複数積層されている分離膜積層体と、
前記分離膜積層体を収容し、側壁部と底面部と上面部とを有するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは、その内面と前記積層体の端面との間に、前記第１流路凹部に両側から連通する２つの第１空間部と、前記第２流路凹部に両側から連通する２つの第２空間部とを有すると共に、前記第１空間部の各々に設けた第１液体の給排出口と、前記第２空間部の各々に設けた第２液体の給排出口と、を有する分離膜エレメント。