JPH02258034A - 膜分離体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、精密ろ過、半透膜等による限外ろ過、ダイナ
ミック膜等による逆浸透、バイオリアクター等の膜処理
に使用される膜分離体に関するものである。

従来の技術 従来、膜分離用の無機材質のモジュールとしては、外圧
チューブラ−１内圧チューブラ−１平板状のもの等が知
られている。これらのモジュールはいずれも大量の被処
理液を処理する場合にはそれぞれ直列又は並列に接続さ
れている。この場合、被処理液は接続継手部分でいった
ん絞られて次のモジュールへ流れていくことから、この
接続部分で圧力損失が発生するのを免れなかった。また
、常に流路の断面形状が同じであるため膜面流速をかな
り大きくしても膜表面での濃度分極やゲル分極現象が発
生するのを免れなかった。

発明が解決しようとする課題 本発明は、このような従来の膜分離体のもつ欠点を克服
し、圧力損失が小さく、しかも膜分離効率に優れた膜分
離体を提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段 本発明者は、このような好ましい性質を有する膜分離体
を開発するために種々研究を重ねた結果、複数の膜分離
素子を集成した膜分離体において、一方向にろ液取出通
孔をもつ膜分離素子を交互に交差させることにより、そ
の目的を達成しうろことを見出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、一方向にろ液取出通孔を有する膜
分離素子を交互に交差するように集成したことを特徴と
する膜分離体を提供するものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の膜分離体に用いられる膜分離素子は一方向にろ
液取出通孔が設けられている。この通孔により、被処理
液である原液と膜分離素子を接触させることによって透
過された液を一方向に流通させることができる。

本発明において、膜分離素子の材質は常用の多孔質のも
のであればいかなるものでもよいが、好ましくはセラミ
ックス、セラミックスに多孔質ガラス層を設けたもの、
セラミックスに半透性有機高分子化合物層を設けたもの
、セラミックスにジルコニウム、鉄、アルミニウムなど
の金属から成る含水酸化物、ＺｒＣｆｆイＺｒ０ＣＱ、
、ＴｈＣＱ４．　ＦｅＣＱ３、Ｐｂ０ＨＣｆｆ！、ＵＯ
２０ＨＣＩ２．　Ａ１２Ｇ＜２３のような無機化合物、
あるいはアミン酸、ポリビニルピリジン、ポリグルタミ
ン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレ
ンスルホン酸のような有機高分子化合物層を設けたもの
、金属等の材質のものが用いられる。

この膜分離素子の形状は特に制限されることはないが、
１例を示せば板状体、好ましくは上下面の稜線断面がほ
ぼ対称形となるごとく波形に形成され、該断面の山に相
当する各部分にほぼ平行に多数の貫通孔が設けられて成
る板状体、より好ましくは該断面の谷に相当する部分に
多数の透孔が穿設されて成る板状体である。この板状体
における透孔は特に強度補強の点から、丸穴としたもの
を多数個設けることが望ましい。また、別の例として中
空の管状体が挙げられる。

本発明の膜分離体においては、このような多孔質材質の
膜分離素子を複数用い、これらを交互に交差するように
集成することが必要である。このような膜分離体は、例
えば、板状体では一方向に並列的に、また管状体では方
向をそろえて一列あるいは多列に、所定間隔で配設して
成るものの各膜分離素子と、同様に配設されて成る各膜
分離素子とが互いに交差するように集成したり、あるい
は膜分離素子を横又は水平に重合又は集成するように配
置して成るブロック状モジュールと、膜分離素子を縦又
は垂直に重合又は集成するように配置して成るブロック
状モジュールとを一体化することによって作製される。

以下、図面により本発明の膜分離体の具体例を詳細に説
明する。

第１図は、本発明の膜分離体の１例の部分斜視図を示す
。ｌは膜分離素子２を重合あるいは集成して形成された
矩形ブロック状モジュールを複数組み合わせた膜分離体
であって、これは膜分離素子を横又は水平に重合又は集
成するように配置して成るブロック状モジュールＡと膜
分離素子を縦又は垂直に集成するように配置して成るブ
ロック状モジュールＢとを一体化したものである。各ブ
ロック状モジュールＡとＢの各膜分離素子を相互に縦横
に交差させることで、各モジュール間の接続部において
従来の交差のないものにみられる絞り現象等やそれらに
帰因する不都合などを生じず、被処理液の流れは極めて
スムーズで良好な分離効率が得られる。さらに、各モジ
ュールの各膜分離素子が交互に交差しているため流体の
かくはん作用が増大し、濃度分極やゲル分極が防止され
、ろ過動率が向上する。

第２図は、本発明の膜分離体のモジュールに用いられる
膜分離素子の１例の斜視図を示す。２′は膜分離素子で
あって、全体として板状であり、その上下面は稜線断面
がほぼ対称形となるごとく波形に形成されるとともに、
該波形断面の山に相当する各部分にほぼ平行に多数の貫
通孔３が設けられ、かつ該波形断面の谷に相当する部分
に多数の透孔４が穿設されている。

次に、第３図及び第４図は、第２図の膜分離素子を集成
して成る膜モジュールの説明断面図であって、第３図は
同一構造の膜分離素子を所定の被処理液の流入間隙を介
して重合又は集成させて成る膜モジュールであって、被
処理液の流路は膜分離素子の波形断面の山部同士で対向
形成される狭隘部と谷部同士で対向形成される広大部と
で交互に広狭を繰り返す構造のものとなる。

また、第４図は異なる構造の膜分離素子を組み合わせた
一対のものを所定の被処理液の流入間隙を介して重合又
は集成させた膜モジュールであって、被処理液の流路は
膜分離素子の波形断面の山部と谷部が対向して形成され
る蛇行形状のものとなる。

これらの広狭を繰り返す、あるいは蛇行する流路におい
ては、さらに乱流促進効果が高められ、分離効率が向上
されるので一層好ましい。

また、第５図及び第６図に本発明の膜分離体の他の例の
部分斜視図を示す。これらは中空のパイプ状膜分離素子
を集成一体化したものである。

すなわち、第５図は、該素子を方向をそろえて多数列を
なして所定間隔で配設固定し、全体はぼ矩形ブロック状
に集成して作成されたブロック状モジュールＣ，Ｄを互
いに交差するように配設し、場合により適宜同様の配設
を繰り返して集成一体化したものである。

第６図は、該素子を並列に一列に所定間隔で配設すると
ともに、これらの各素子に交差するように、前記素子列
と同様の配列の各素子を配設し、場合により適宜同様の
配設を繰り返して集成一体化したものである。

このようにすることにより、被処理液は縦横に交互に交
差する各膜分離素子の間を通過するために乱流促進効果
が増大され、濃度分極現象やゲル分極現象を低減するこ
とができる。

発明の作用、効果 本発明の膜分離体は、被処理液の流れを円滑に導通させ
、例えば各膜分離素子が交互に交差するように各モジュ
ールを複数組み合わせた場合などモジュール相互間で流
れが絞られることがなく、圧力損失を小さくすることが
でき、かつかくはん効果が増大することにより、濃度分
極やゲル分極現象の発生を防止することができる。また
、例えばモジュールを構成する膜分離素子に、第２図に
示されるような特定構造の板状膜を用いたものは、モジ
ュールにおける被処理液の流路１が広狭の繰り返しであ
ったり、あるいは蛇行したりするために乱流促進効果に
優れ、また透孔によって交差方向に分岐流を生じ、流路
が一部変更されて乱流がさらに促進されるため、分離効
率が一層高められ、しかも貫通孔によって内部空間が形
成されるため、透過液の透過がスムーズに行われるとい
う顕著な効果を奏する。

したがって、本発明の膜分離体は、精密ろ過、限外ろ過
、逆浸透、バイオリアクター等の膜処理用材料として好
適に利用しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の膜分離体の１例の部分斜視図である
。第２図は、本発明の膜分離素子の１例の斜視図、第３
図及び第４図は第２図の膜分離素子を集成して成るモジ
ュールの説明断面図、第５図及び第６図は本発明の膜分
離体の他の例の部分斜視図である。 ｌ・・・膜分離体、２・・・膜分離素子、３・・・貫通
孔、４・・・透孔、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・モジュール箒
１　図 第２ ■ 第３ 図 第４ 図 怖５ 図 り 第６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　一方向にろ液取出通孔を有する膜分離素子を交互に
   交差するように集成したことを特徴とする膜分離体。