JPH1057776A - 外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュール - Google Patents

外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュール

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JPH1057776A
JPH1057776A JP22243096A JP22243096A JPH1057776A JP H1057776 A JPH1057776 A JP H1057776A JP 22243096 A JP22243096 A JP 22243096A JP 22243096 A JP22243096 A JP 22243096A JP H1057776 A JPH1057776 A JP H1057776A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
bundle
separation module
reverse osmosis
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JP22243096A
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English (en)
Inventor
Eiji Kuzumoto
英司 葛本
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Publication date
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • B01D69/084Undulated fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モジュール内の偏流をなくし、高回収率で、
かつ除去率、透水率ともに低下させることなく高純度の
水を得ることができる中空糸膜をU字に配置した外圧式
中空糸逆浸透膜モジュールを提供する。 【解決手段】 U字に折り曲げられた中空糸膜束が外筒
内に収納され、外筒の一端部が樹脂隔壁により固定さ
れ、且つU字に折り曲げられた中空糸膜の両端部が隔壁
の外面に開口されてなり、中空糸膜束に1つ以上のしぼ
り部を設けた外圧式中空糸逆浸透膜モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、逆浸透型の外圧式
中空糸膜分離モジュ−ルに関する。さらに詳しくは、U
字に折り曲げられた中空糸膜束が外筒内に収納され、外
筒の一端部が樹脂隔壁により固定されており、且つU字
に折り曲げられた中空糸の両端部が隔壁の外面に開口さ
れてなり、該中空糸膜束の少なくとも1か所にしぼり部
を設けたことを特徴とする外圧式中空糸膜分離モジュ−
ルに関する。そして、本発明における外圧式中空糸逆浸
透膜分離モジュ−ルを用いることにより、海水、カン
水、市水などから高効率にて純水を得ることを可能とす
るものである。
【0002】
【従来の技術】膜分離法は膜の様々な機能によって高度
な分離が可能となりうることから、医療、食品 環境、
工業等非常に広い分野で利用されている。特に純水や用
水のプロセス、製薬、食品の製造プロセス、排水処理プ
ロセスにおいて、原水から溶解物質を分離除去するのに
膜が多く用いられている。膜モジュ−ルの中で中空糸膜
を用いたモジュ−ルは、単位容積当たりの膜面積を大き
く取ることが出来る為、装置をコンパクトにすることが
でき、設置面積当たりの処理量を大きく出来る等の利点
を有する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の中空糸型の逆浸
透膜モジュ−ルは、多孔芯管に中空糸膜を巻付け両端を
エポキシ樹脂等で固定、原水は多孔芯管を経由して中空
糸に垂直に供給されているものであった。そのため、被
処理水の膜表面における流速が小さく、膜表面の溶質濃
度が高く、分離効率及び透過効率が悪くなり、分離効率
を上げる為に、回収率(透過水量/供給水量)を低くす
る必要があった。一方、U字に中空糸膜を配置したモジ
ュ−ルは, 全量濾過を対象としたUF、MFが主であ
り、中空糸膜をU字に配置した逆浸透モジュ−ルでは偏
流に依り分離効率が悪く、実用に適さないと考えられて
いた。
【0004】
【課題を解決するための手段】中空糸膜をU字に配置し
た逆浸透モジュ−ルにおいて、優れた分離性能が発現し
難いのは、供給水がモジュ−ル内を均一に流れにくいの
が原因であると推定されることから、モジュール内の偏
流を無くするべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達
した。すなわち本発明は、U字に折り曲げられた中空糸
膜束が外筒内に収納され、外筒の一端部が樹脂隔壁によ
り固定されており、且つU字に折り曲げられた中空糸の
両端部が隔壁の外面に開口されてなり、該中空糸膜束の
少なくとも1か所にしぼり部を設けたことを特徴とする
外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ−ルであり、好ましく
は中空糸膜の充填率が35〜75%、中空糸膜束の長さ
/直径の比が4〜20であり、中空糸膜束のル−プ部の
充填密度が平行部の充填密度よりも大きく、振幅が中空
糸膜の外径に対して0.5〜10倍であるクリンプを1
0cm長さあたり5〜20個付与した中空糸膜束を使用す
ることを特徴とする。
【0005】本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルにおける中空糸膜の素材は特に限定されるものでは
ないが、たとえば酢酸セルロース類またはその誘導体、
ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン類などが挙げら
れる。また、本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルにおける外筒は耐圧性に優れたものが好ましく、そ
の素材としては、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリアクリレート、ポリカーボ
ネート、FRPなどが挙げられるが、特にこれらに限定
されるものではない。
【0006】本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルにおける樹脂隔壁は熱硬化性樹脂が好ましく、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等が特に好
ましい。また本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルは、中空糸膜束の少なくとも1か所に上記樹脂隔壁
で固定されたしぼり部を設けたことが特徴の一つであ
る。該しぼり部を設けることにより供給水の濃縮液出口
への流路が塞がれることなく確保されるため、流路が均
一となり分離効率が優れるという効果を奏するものであ
る。該しぼり部は1か所乃至複数か所設けることが好ま
しく、特に濃縮液出口の近傍に設けることが好ましい。
【0007】本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルにおける中空糸膜の充填率は35〜75%であり、
好ましくは40〜60%である。充填率が35%未満で
あると供給水の編流が生じやすく分離効率の低下がみら
れ、また75%より大きいと固形分による膜の詰まりが
早くなることから分離効率が低下しやすくなる。
【0008】本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルにおける中空糸膜束の長さ/直径の比は4〜20で
あり、好ましくは4〜15である。中空糸膜束の長さは
1m以内、直径は10cm以内が好ましい。長さ/直径
の比が4未満であると供給水の編流による分離効率の低
下が生じやすく、また20より大きいと圧損が生じやす
くなる点から好ましくない。
【0009】本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルにおいては、中空糸膜束のループ部の充填密度が平
行部の充填密度よりも大きいことが好ましい。ル−プ部
の方が密になっていないと、供給水の編流による分離効
率の低下が生じやすく好ましくない。
【0010】本発明の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ
−ルにおける中空糸膜は、振幅が中空糸膜の外径に対し
て0.5〜10倍であるクリンプを10cm長さあたり5
〜20個付与することが、供給水の均一な流れを維持さ
せる点から好ましい。付与するクリンプが10cm長さあ
たり5個未満であると、供給水の編流による分離効率の
低下が生じやすく好ましくない。またクリンプが10cm
長さあたり20個よりも多い場合には、供給水が流れに
くくなり好ましくない。
【0011】
【実施例】以下、実施例にて本発明を詳細に説明する
が、特にこれらに限定されるものではない。
【0012】<実施例1>中空糸膜モジュ−ルの構造の
略図は図1に示した通りである。外径0.16mm、内
径0.08mmの三酢酸セルロースを素材とした中空糸
膜にクリンプ(15個/10cm,振幅500μm)を
付与した、透過水量(FR)200l/D、徐去性能
(RJ)98%(操作圧5kg/cm2 、NaCl濃度
500ppm、温度25℃) の性能を有する逆浸透中空
糸膜を耐圧外筒(内径60mm、長さ500mm)に中
空糸膜束の長さ/径比が6、中空糸膜の耐圧外筒への充
填率が50%、中空糸膜のル−プ部と平行部の充填密度
差が5%、樹脂隔壁より10mmの所を絞り、樹脂で固
定したモジュ−ルを操作圧5kg/cm2 、NaCl濃
度500ppm、温度25℃、回収率50%および75
%の条件で分離性能を測定した。結果を表1に示した。
分離性能及び透過性能共に良好な結果を示した。
【0013】<実施例2>中空糸膜束の長さ/径の比を
4とした以外は、実施例1と同一の条件で作製したモジ
ュ−ルの透過性能を測定した結果を表1に示した。実施
例1と同様に良好な分離性能を示した。
【0014】<実施例3>耐圧外筒の長さ800mm、
内径40mm、中空糸膜束の長さ/径の比を20とした
以外は、実施例1と同一の条件で作製したモジュ−ルの
透過性能の測定結果を表1に示した。実施例1と同様良
好な分離性能を示した。
【0015】<実施例4>中空糸膜束の充填率を40%
とした以外は、実施例1と同一の条件で作製したモジュ
−ルの透過性能の測定結果を表1に示した。実施例1と
同様に良好な分離性能を示した。
【0016】<実施例5>中空糸膜束の充填率を65%
とした以外は、実施例1と同一の条件で作製したモジュ
−ルの透過性能の測定結果を表1に示した。実施例1と
同様に良好な分離性能を示した。
【0017】<実施例6>中空糸膜のクリンプを10c
m長さあたり5個とした以外は実施例1と同一条件で作
製したモジュ−ルの透過性能の測定結果を表1に示し
た。実施例1と同様に良好な分離性能を示した。
【0018】<比較例1>中空糸膜束径と中空糸膜束長
の比を2とした以外は、実施例1と同一の条件でモジュ
−ルを製作した。本モジュ−ルの性能は回収率依存性が
高く、回収率の上昇と伴に透水性、除去性が低下した。
これはモジュ−ル内で偏流が発生していることを示唆す
るものである。
【0019】<比較例2>耐圧外筒への中空糸膜の充填
率を30%とした以外は、実施例1と同一の条件でモジ
ュ−ルを製作した。モジュ−ルの性能は回収率の上昇と
共に低下し中空糸膜束の長さ/径比を小さくした時と同
様の傾向を示した。
【0020】<比較例3>中空糸膜のクリンプを全く無
くした以外は、実施例1と同一の条件でモジュ−ルを製
作した。モジュ−ルの性能は実施例1と同様に回収率依
存性が高く、透水性及び除去性は回収率と共に低下し
た。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】本発明の外圧中空糸逆浸透膜分離モジュ
ールにおいて、耐圧外筒に圧入、供給された被処理水の
圧損は中空糸ル−プ部の方が中空糸平行部よりも大きい
為、中空糸ル−プ部が分散板となって耐圧外筒内の中空
糸膜に均一に供給される。また中空糸束径/長さの比が
4〜20に確保されている為、耐圧外筒内での偏流の発
生が抑制される。また濃縮液出口部が絞り込みに依り円
周状に十分な流路が確保されている為、濃縮液の偏流等
の発生がない。中空糸膜のクリンプの付与は中空糸間の
密着を防止し、デッドスペ−スの発生を抑制し局部的な
分極を防止する。以上のような作用により、本発明にお
ける外圧式中空糸膜分離モジュ−ルは、高回収率おいて
も除去率、透水率ともに低下することがなく、高純度の
透過水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の外圧式中空糸膜モジュ−ルの
一例を示す断面図である。図中の1は中空糸膜束であ
り、各中空糸膜を中間で折曲し、その両端を外筒2の一
端側に配し濃縮液出口5位置で絞り込まれ樹脂等にて固
定され中空糸膜の両端が該隔壁の外面に開孔している
(耐圧外筒の一端に樹脂を注入し硬化後樹脂部を切断す
れば樹脂の切断面に中空糸膜切断端が開孔する) 。3は
樹脂隔壁であり、硬化性樹脂(エポキシ樹脂、ウレタン
樹脂、ポリエステル樹脂等)の注型に依り設けられる。
【符号の説明】
1.中空糸膜束 2.外筒 3.樹脂隔壁 4.原水入口 5.濃縮液出口 6.生産水出口 7.中空糸平行部 8.中空糸ル−プ部 9.しぼり部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 U字に折り曲げられた中空糸膜束が外筒
    内に収納され、外筒の一端部が樹脂隔壁により固定され
    ており、且つU字に折り曲げられた中空糸膜の両端部が
    樹脂隔壁の外面に開口されてなり、該中空糸膜束の少な
    くとも1か所にしぼり部を設けたことを特徴とする外圧
    式中空糸逆浸透膜分離モジュ−ル。
  2. 【請求項2】 中空糸膜の充填率が35〜75%である
    請求項1記載の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ−ル。
  3. 【請求項3】 中空糸膜束の長さ/直径の比が4〜20
    である請求項1または2に記載の外圧式中空糸逆浸透膜
    モジュ−ル。
  4. 【請求項4】 中空糸膜束のループ部の充填密度が中空
    糸膜束の平行部の充填密度よりも大きいことを特徴とす
    る請求項1〜3のいずれかに記載の外圧式中空糸逆浸透
    膜分離モジュ−ル。
  5. 【請求項5】 振幅が中空糸膜の外径に対して0.5〜
    10倍であるクリンプを10cm長さあたり5〜20個付
    与した中空糸膜を用いることを特徴とする請求項1〜4
    のいずれかに記載の外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュ−
    ル。
JP22243096A 1996-08-23 1996-08-23 外圧式中空糸逆浸透膜分離モジュール Pending JPH1057776A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008093654A1 (ja) * 2007-01-30 2008-08-07 Toray Industries, Inc. 中空糸膜およびこれが内蔵された中空糸膜モジュール
JP2013223866A (ja) * 2013-06-12 2013-10-31 Mitsubishi Rayon Co Ltd 浄水器及びその洗浄方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2008093654A1 (ja) * 2007-01-30 2010-05-20 東レ株式会社 中空糸膜およびこれが内蔵された中空糸膜モジュール
JP2013223866A (ja) * 2013-06-12 2013-10-31 Mitsubishi Rayon Co Ltd 浄水器及びその洗浄方法

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Effective date: 20050630

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