JP4704791B2 - スパイラル型膜モジュール - Google Patents

Description

本発明は、水処理用途に使用するスパイラル型膜モジュールに関する。

従来のスパイラル型膜モジュールは、耐圧筒状のケースの両端にエンドプレートを密に装着し、ケース内に膜エレメントを装填し、膜エレメントの中央に集水管を配置している。この集水管は、エレメント端面、もしくはエンドプレートの接続口までしかなく、前者の場合は、集水管にアダプターを接続させ、エンドプレートに設けられた透過水出口と接続させている。

しかし、エンドプレートと集水管、エンドプレートの透過水出口とアダプターのシールが不十分な場合、エンドプレート内の空間部で透過水と濃縮水とが混合し、透過水取出口から清澄な水を取り出すことができなかった。
特開２００４−３２２０１３号公報 特開平１０−２８６５６４号公報

本発明の課題は、従来のスパイラル型膜モジュールが有していた課題を解決したものであって、運転時において、集水管の透過水と濃縮水とが混ざることなく、分離後の各液をそれぞれ確実に取り出すことができる、スパイラル型膜モジュールを提供することである。

本発明は、課題の解決手段として、
両端開口部がエンドプレートで閉塞された筒状ケースと、
前記筒状ケース内に収容され、中心部に集水管が配置された筒状の膜エレメントを有しており、
一方のエンドプレートは原水入口となる少なくとも１つの貫通孔を有しており、他方のエンドプレートは、少なくとも２つの貫通孔を有し、一方の貫通孔が濃縮水出口で、他方の貫通孔が透過水出口となるものであり、
前記集水管の端部又は前記集水管の端部と接続されたアダプターが、前記透過水出口を通され、前記他方のエンドプレートの外側で透過水取出管と接続されている、スパイラル型膜モジュールを提供する。

本発明のスパイラル型膜モジュールは、簡単な構造で組立も簡単であり、濾過運転時においては、従来技術のように、接続部分における漏水により、透過水と濃縮水との混合が生じることがない。

図１、図２により、本発明のスパイラル型膜モジュール１０を説明する。図１は、スパイラル型膜モジュール１０の縦断面図である。図２は、図１のスパイラル型膜モジュール１０の組立説明図であり、一部要素の表示は省略している。

筒状ケース１１は耐圧性を有する金属製の容器であり、両端開口部は、それぞれ第１エンドプレート１２と第２エンドプレート１３で閉塞されている。第１エンドプレート１２と第２エンドプレート１３の周囲には、それぞれＯリング１２ａ、１３ａが嵌め込まれ、筒状ケース１１内の水密性が高められている。

第１エンドプレート１２は１つの貫通孔を有しており、この貫通孔が原水入口２１である。第２エンドプレート１３は２つの貫通孔を有しており、一方の貫通孔が濃縮水出口２２であり、他方の貫通孔が透過水出口２３である。透過水出口２３は、第２エンドプレート１３の中央部に設けられている。

原水入口２１には、原水供給管２５が接続されるが、原水供給管２５は第１エンドプレート１２に固着されていてもよいし、第１エンドプレート１２に着脱自在に接続できるようにされていてもよい。

濃縮水出口２２には、濃縮水排水管２６が接続されるが、濃縮水排水管２６は第２エンドプレート１３に固着されていてもよいし、第２エンドプレート１３に着脱自在に接続できるようにされていてもよい。

筒状ケース１１内には、筒状の膜エレメント（例えば、逆浸透膜エレメント）１５が収容されている。膜エレメント１５自体は公知のものであり、例えば、集水管１６が有するスリット状の集水口（長さ方向に連続する細長いスリット状の集水口）に袋状平膜の開口部を接続し、そのまま袋状平膜を集水管１６の周囲に巻き付けたものである。なお、巻き付けられた袋状平膜同士の接触面には、液の流れを容易にするためのスペーサーが配置されている。

筒状エレメント１５の両端面は、それぞれ第１エンドキャップ１７、第２エンドキャップ１８で押圧支持されており、巻き付けた平膜が崩れ、中央部が軸方向に飛び出すことが防止されている。第１エンドキャップ１７及び第２エンドキャップ１８は、複数の孔（例えば、扇形の孔）を有しており、液の円滑な流通が確保されている。

第１エンドプレート１２と第１エンドキャップ１７との間には原水室４１が設けられ、第２エンドプレート１３と第２エンドキャップ１８との間には濃縮水室４２が設けられている。

第２エンドキャップ１８の周囲には、Ｕカップブラインシール（パッキン）が配置されているので、第２エンドキャップ１８と筒状ケース１１の内周面との間は密着され、液の流通ができないようになっている。このため、膜エレメント１５の外周面と筒状ケース１１の内周面との間に存在する間隙を通った液（原水）は、未処理のまま第２エンドキャップ１８を越えて濃縮水室４２に移動することが防止される。

第２エンドプレート１３の透過水出口２３には、アダプター３０が貫通されている。アダプター３０の一端部３１は、筒状ケース１１の外部に位置しており、図示していない透過水取出管に接続される。アダプター３０の中間付近（透過水出口２３内）には、ゴム製のＯリング３４が嵌め込まれており、Ｏリング３４により水密性が高められている。

アダプター３０の一端部３１は、集水管１６の開口部側に挿入されている。アダプター３０の一端部３１側には鍔３３が設けられており、鍔３３は筒状の第１エンドキャップ１７に当接され、当接部１９はエポキシ樹脂系接着剤等の接着剤により接着されている。このように鍔３３と第２エンドキャップ１８とを固着することにより、集水管１６から透過水が漏れ出て、濃縮水室４２にて透過水と濃縮水が混合することが防止される。

集水管１６の端部１６ａは、嵌め込まれて接着固定されたプラグ４５で閉塞され、他端部はアダプター３０を介して第２エンドプレート１３に支持されているので、集水管１６により膜エレメント１５が支持されている。なお、第１エンドキャップ１７から突き出した部分の集水管１６には、集水口は設けられていない。

図１の膜モジュール１０では、アダプター３０を用いずに、集水管１６の長さを延長して、直接透過水出口２３に通し、更に透過水取出管と接続するようにしてもよい。このとき、透過水出口２３に位置する集水管１６にはＯリング３４を嵌め込み、第２エンドキャップ１８と接する部分には鍔３３を設けることができる。

次に、本発明のスパイラル型膜モジュールの濾過運転方法について説明する。原水は、原水供給管２５から原水室４１内に供給される。

集水管１６から吸引することにより、原水室４１内の原水は第１エンドキャップ１７の孔を通り、膜エレメント１５内のスペーサー部分を流れ、この過程で袋状平膜にて濾過される。

濾過液（透過水）は、スリット状の集水口から集水管１６内を通り、アダプター３０に入り、そのままアダプター３０内を通って、端部３１に接続された透過水取出管から取水される。そして、濃縮水は濃縮水室４２に溜められ、適宜、濃縮水排出管２６から排水され、必要に応じて原水タンクに戻され、再度、濾過処理される。

この濾過過程において、アダプター３０は、一端部３１が集水管１６と接続され、他端３２が透過水出口２３を貫通しているため、従来技術のように、集水管とアダプターの一端部が接続され、アダプターの他端部とエンドプレートの透過水出口が接続されている場合のように、接続部分から透過水が漏れることがない。更に第２エンドキャップ１８とアダプター３０の鍔３３が当接部１９にて接着されているため、当接部１９から透過水が漏れて、濃縮水室４２内に入ることもなく、漏水の防止効果がより高められている。

スパイラル膜モジュールの縦断面図。 図１のスパイラル膜モジュールの組立説明図。

符号の説明

１０ スパイラル膜モジュール
１１ 筒状ケース
１２ 第１エンドプレート
１３ 第２エンドプレート
１５ 膜エレメント
１６ 集水管
３０ アダプター

Claims (2)

1. 両端開口部がエンドプレートで閉塞された筒状ケース（11）と、
   前記筒状ケース（11）内に収容され、中心部に集水管（16）が配置された筒状の膜エレメント（15）を有しており、
   一方のエンドプレート（12）は原水入口（21）となる少なくとも１つの貫通孔を有しており、他方のエンドプレート（13）は、少なくとも２つの貫通孔を有し、一方の貫通孔が濃縮水出口（22）で、他方の貫通孔が透過水出口（23）となるものであり、
   前記集水管（16）の端部の開口部に挿入されて接続されたアダプター（30）が、前記透過水出口（23）を通され、前記他方のエンドプレート（13）の外側で透過水取出管と接続されており、
   前記アダプター（30）が、１つの鍔（33）を有しており、前記鍔（33）が筒状の膜エレメント（15）の端面に当接されており、前記当接面が接着されている、スパイラル型膜モジュール。
2. 筒状の膜エレメント（15）の両端面が、第１エンドキャップ（17）と第２エンドキャップ（18）で押圧支持されており、
   アダプター（30）の鍔（33）が第２エンドキャップ（18）に当接され、前記当接面が接着されている、請求項１記載のスパイラル型膜モジュール。

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