JPH1157428A - 膜分離装置 - Google Patents

膜分離装置

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JPH1157428A
JPH1157428A JP9221471A JP22147197A JPH1157428A JP H1157428 A JPH1157428 A JP H1157428A JP 9221471 A JP9221471 A JP 9221471A JP 22147197 A JP22147197 A JP 22147197A JP H1157428 A JPH1157428 A JP H1157428A
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啓二 上村
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    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/10Spiral-wound membrane modules
    • B01D63/103Details relating to membrane envelopes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/08Flow guidance means within the module or the apparatus
    • B01D2313/086Meandering flow path over the membrane
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜分離装置のスパイラル型膜モジュールにお
いて集水管を無くし、透過水流通抵抗を小さくする。膜
分離装置の逆洗効率を高める。 【解決手段】 辺部11,12,13が閉じ、辺部14
が開放した袋状膜10内に流路材15が挿入され、袋状
膜10に接着剤16,17,18が付着される。この袋
状膜10がシャフト20の周りに巻回される。この巻回
された袋状膜10の端面にソケット25を装着し、その
外周側を原水流路口とし、内側を濃縮水流出口とする。
接着剤16が硬化すると、原水がU字状に流れる原水往
路21、復路22が形成される。膜モジュールS1 の外
周に2葉のリップ28b,28cを有するシールリング
28を装着し、耐圧容器100に挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、精密濾過装置、限
外濾過装置、逆浸透膜分離装置などの膜分離装置に係
り、特にスパイラル型膜モジュールを備えた膜分離装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】膜分離装置に用いられる膜モジュールと
して、集水管の外周に分離膜を巻回したスパイラル型膜
モジュールがある。
【0003】図5は従来のスパイラル型膜モジュールの
構造を示す一部分解斜視図である。
【0004】集水管1の外周に複数の袋状の分離膜2が
メッシュスペーサ3を介して巻回されている。
【0005】集水管1には管内外を連通するスリット状
開口が穿設されている。分離膜2は袋状のものであり、
その中央部が集水管1をくるんでいる。この袋状分離膜
2の内部にはメッシュスペーサ等よりなる流路材4が挿
入されており、この袋状分離膜(袋状膜)2の内部が透
過水流路となっている。
【0006】袋状膜2の巻回体5の両端にトップリング
6とエンドリング7とが設けられ、その外周にブライン
シール8が周設されている。
【0007】原水は、巻回体5の前端面から袋状膜2同
士の間の原水流路に流入し、そのまま巻回体5の長手方
向に流れ、巻回体5の後端面から濃縮水として流出す
る。この原水流路を流れる間に水が袋状膜2を透過して
その内部に入り、集水管1内に流入し、該集水管1の後
端側からモジュール外に取り出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のスパイラル
型膜モジュールには、次のような解決すべき課題があっ
た。
【0009】 集水管1内の透過水流量を多くするた
めには該集水管1を大径化する必要があるが、そのよう
にするとスパイラル型膜モジュールの径も大きくなって
しまう。 袋状膜2内に透過してきた透過水は、該袋状膜2内
をスパイラル状に回りながら集水管1まで流れるため、
袋状膜2内の流通抵抗が大きい。しかも、袋状膜2内か
ら集水管1に流れ込む集水管スリット部付近での流通抵
抗も大きい。 原水流路を流れる原水流量は、下流側になるほど減
少する。(原水が濃縮される分だけ原水流量が減る。)
このため、原水流路下流域では原水流速が小さくなり、
汚れが付着し易くなる。
【0010】本発明は、上記従来の問題点を解決し、集
水管が不要であり、透過水流通抵抗が小さいスパイラル
型膜モジュールを備えた膜分離装置を提供することを目
的とする。
【0011】また、本発明は、逆洗が容易なスパイラル
型膜モジュールを備えた膜分離装置を提供することを目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1発明の膜分離装置
は、内部に透過水流路材が配置された袋状膜が該袋状膜
同士の間に原水流路材を介在させてスパイラル状に巻回
されてなるスパイラル型膜モジュールを備えてなり、筒
状の耐圧容器内に該スパイラル型膜モジュールが挿入さ
れ、該スパイラル型膜モジュールの外周面と耐圧容器の
内周面との間にシールリングが周設され、耐圧容器内の
筒軸心方向一端側に設けられた第1室と他端側に設けら
れた第2室とが該シールリングによって隔絶されている
膜分離装置において、該シールリングは前記第1室側か
らの流体圧によって前記内周面及び前記外周面に押し付
けられる第1の受圧面と、前記第2室側からの流体圧に
よって前記内周面及び前記外周面に押し付けられる第2
の受圧面とを備えており、該第1室内が耐圧容器の軸心
側の中央室と外周側の周辺室とに分画されており、前記
袋状膜同士の間の原水流路は、スパイラル型膜モジュー
ルの中心側の第1流路及び外周側の第2流路からなり、
該第1及び第2流路は前記第2室近傍において連通して
おり、該原水流路は前記第2室とは隔絶されており、前
記袋状膜の内部の透過水流路が該第2室に連通してお
り、原水が前記第1室の中央室及び周辺室の一方に導入
され、他方から濃縮水が取り出され、該第2室から透過
水が取り出されることを特徴とするものである。
【0013】この膜分離装置においては、耐圧容器の第
2室に逆洗用の水又は空気を供給すると、この水又は空
気が袋状膜内の透過水流路から袋状膜を透過して袋状膜
同士の間の原水流路に流入し、第1室の中央室及び周辺
室を経て耐圧容器外へ流出する。
【0014】この場合、シールリングは逆洗用の水又は
空気の圧を受けて耐圧容器内周面及び膜モジュール外周
面の双方に密着するため、逆洗用の水又は空気が確実に
透過水流路へ供給され、効率良く逆洗が行われる。
【0015】この第1発明のスパイラル型膜モジュール
は、該袋状膜が第1、第2、第3及び第4の辺部を有し
た略方形であり、該第1、第2及び第3の辺部は封じら
れ、該第4の辺部が開放部となっており、前記第4の辺
部と直交する第1の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻
回して巻回体とし、前記第4の辺部を該巻回体の後端面
に臨ませ、該第4の辺部に対向する第2の辺部を該巻回
体の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の原水流路は、
該第3及び第4の辺部において封じられており、該原水
流路は、該巻回体の軸心線と略平行方向に該巻回体の前
端面から巻回体の該軸心線方向の途中まで延在する仕切
材によって原水往路と原水復路とに区画され、該原水往
路と原水復路とは該巻回体の後部側で連通しており、該
原水往路は、該巻回体の前端面の外周側及び内周側の一
方に臨んでおり、該原水復路は、該巻回体の前端面の外
周側及び内周側の他方に臨んでいることが好ましい。
【0016】かかるスパイラル型膜モジュールにおいて
は、巻回体の前端面の外周側(又は内周側)から原水が
原水往路に流入する。この原水は、原水往路を巻回体軸
心線と略平行方向に流れ、次いで流れ方向を反転させ、
原水復路を流れ、巻回体前端面の内周側(又は外周側)
から濃縮水として流出する。
【0017】袋状膜を透過した水は、袋状膜内を巻回体
軸心線と略平行方向に流れ、巻回体の後端面の開放口か
ら流出する。
【0018】このように、透過水が袋状膜内を巻回体の
軸心線と平行方向に流れるため、従来のスパイラル型膜
モジュールに用いられていた集水管が不要となる。そし
て、袋状膜内から該集水管内に流れ込む際の流通抵抗が
無くなり、透過水流通抵抗が小さくなる。
【0019】なお、集水管を無くしているため、その分
だけ袋状膜の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を拡張できる。そして、このように袋状膜の巻回
方向長さを大きくしても透過水の流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0020】第1発明では、原水往路及び原水復路の流
路幅を下流側ほど小さくするのが好ましい。このように
することにより、原水流路の下流側での原水(濃縮水)
流速を従来よりも高めることができ、原水流路下流域に
おける汚れの付着を防止できる。
【0021】第1発明では、複数枚の袋状膜が一つのシ
ャフトの周りに巻回されており、前記仕切材は、一つの
袋状膜とそれに重なる別の袋状膜との間に介在され、該
仕切材は該袋状膜の数と同数個設けられており、該仕切
材の前端部は、それぞれ該巻回体の前端面に臨み、且つ
巻回体の軸心から等半径位に位置しており、前記仕切材
の前端部に連なる円筒状のソケットが巻回体と同軸的に
巻回体の前端面に連設されていることが好ましい。この
ソケットによって原水の流入側と濃縮水の流出側とが区
画される。
【0022】第1発明では、袋状膜の第2の辺部のうち
前記仕切材の前端部の位置からフィンが突設されてお
り、該フィンが前記ソケットに接合されていることが好
ましい。このようにすることにより、ソケットと仕切材
とがフィンを介してつながるようになり、原水の流入側
と濃縮水の流出側とが水密的に区分けされる。
【0023】第2発明の膜分離装置は、内部に透過水流
路材が配置された袋状膜が該袋状膜同士の間に原水流路
材を介在させてスパイラル状に巻回されてなるスパイラ
ル型膜モジュールを備えてなり、筒状の耐圧容器内に該
スパイラル型膜モジュールが挿入され、該スパイラル型
膜モジュールの外周面と耐圧容器の内周面との間にシー
ルリングが周設され、耐圧容器内の筒軸心方向一端側に
設けられた第1室と他端側に設けられた第2室とが該シ
ールリングによって隔絶されている膜分離装置におい
て、該シールリングは前記第1室側からの流体圧によっ
て前記内周面及び前記外周面に押し付けられる第1の受
圧面と、前記第2室側からの流体圧によって前記内周面
及び前記外周面に押し付けられる第2の受圧面とを備え
ており、該第2室内が耐圧容器の軸心側の中央室と外周
側の周辺室とに分画されており、袋状膜同士の間の原水
流路は、該第1室と、該中央室及び周辺室の一方とにの
み連通しており、袋状膜内部の透過水流路が該中央室及
び周辺室の他方にのみ連通しており、原水が該第1室に
導入され濃縮水が該中央室及び周辺室の一方から取り出
され、他方から透過水が取り出されることを特徴とする
ものである。
【0024】この膜分離装置においては、耐圧容器の第
2室のうち透過水取出用の室に逆洗用の水又は空気を供
給すると、この水又は空気は袋状膜内の透過水流路、袋
状膜同士の間の原水流路、第1室の順に流れる。逆洗用
の水又は空気を第2室のうち濃縮水取出用の室に供給す
ると、この水又は空気は袋状膜同士の間の原水流路を経
て第1室へ流入する。
【0025】この第2発明においても、逆洗時にシール
リングが耐圧容器内周面及び膜モジュール外周面の双方
に密着し、逆洗用の水又は空気が確実に袋状膜内又は原
水流路へ送り込まれ、効率良く逆洗が行われる。
【0026】第2発明のスパイラル型膜モジュールは、
該袋状膜が第1、第2、第3及び第4の辺部を有した略
方形であり、該第1、第2及び第3の辺部は封じられ、
該第4の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっ
ており、前記第4の辺部と直交する第1の辺部をシャフ
トに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第4の辺
部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第4の辺部に対向す
る第2の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、該袋状膜同
士の間の原水流路は、該第3の辺部の全体が封じられる
と共に、第4の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重
なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋状膜の閉鎖
部と重なる箇所が開放部となっていることが好ましい。
【0027】かかるスパイラル型膜モジュールにおいて
は、巻回体の前端面から原水が原水流路に流入する。こ
の原水は、原水流路を巻回体軸心線と略平行方向に流
れ、次いで巻回体後端面の原水流路開放部から濃縮水と
して流出する。
【0028】袋状膜を透過した水は、袋状膜内を巻回体
軸心線と略平行方向に流れ、巻回体の後端面の袋状膜開
放部から流出する。
【0029】このように、透過水が袋状膜内を巻回体の
軸心線と平行方向に流れるため、従来のスパイラル型膜
モジュールに用いられていた集水管が不要となる。そし
て、袋状膜内から該集水管内に流れ込む際の流通抵抗が
無くなり、透過水流通抵抗が小さくなる。
【0030】なお、集水管を無くしているため、その分
だけ袋状膜の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を拡張できる。そして、このように袋状膜の巻回
方向長さを大きくしても透過水の流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0031】また、巻回体の後端面の一部においてのみ
原水流路を開放させるようにしているため、原水流路の
下流側での原水(濃縮水)流速を従来よりも高めること
ができ、原水流路下流域における汚れの付着を防止でき
る。
【0032】第2発明では、袋状膜の開放部は巻回体の
後端面の外周側又は内周側に配置され、原水流路は巻回
体の後端面の内周側又は外周側に配置されており、袋状
膜の開放部から流出する透過水と原水流路の開放部から
流出する濃縮水とを離隔させるための環状部材が該巻回
体の後端面に接続されていることが好ましい。この環状
部材によって原水の流出側と濃縮水の流出側とが区画さ
れる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して発明の実施の
形態について説明する。図1(a)は本発明の実施の形
態に係る膜分離装置のスパイラル型膜モジュールS1
用いられる一枚の袋状膜及び該袋状膜が巻き付けられる
シャフトの斜視図である。図1(b),(c)はそれぞ
れ図1(a)のB−B線、C−C線に沿う断面図であ
る。図1(d)は図1(a)のD付近の構成を示す斜視
図である。図2はシャフトの周りに袋状膜を巻き付ける
方法を示す断面図、図3は巻回体とソケットとの係合関
係を示す斜視図、図4(a)は膜分離装置の断面図、同
(b)は同(a)のB部分の拡大図である。
【0034】この実施の形態に用いられている袋状膜1
0は、正方形又は長方形状のものであり、第1の辺部1
1、第2の辺部12、第3の辺部13及び第4の辺部1
4を有している。この袋状膜10は、長い一枚の分離膜
フィルムを第2の辺部12の部分で二つに折り返し、第
1の辺部11及び第3の辺部13において折り重なった
分離膜フィルム同士を接着剤等によって接着し、第4の
辺部14については接着を行うことなく開放口とした袋
状のものである。この袋状の膜10内に流路材(例えば
メッシュスペーサ等よりなる。)15が挿入配置されて
いる。なお、第2の辺部12部分で二つに折り返さず二
枚の分離膜フィルムを第1の辺部11、第2の辺部1
2、第3の辺部13を接着するようにしても良い。
【0035】この袋状膜10の一方の面には、接着剤1
6,17,18が付着され、この袋状膜10がシャフト
20の周りに巻き付けられる。接着剤16は、第2の辺
部12の途中部分からシャフト20の長手方向と略平行
方向に延在している。この実施の形態にあっては、接着
剤16は長帯状に付着されており、第2の辺部12から
離れるほど第1の辺部11から離反する方向に斜めに設
けられている。
【0036】接着剤17は第3の辺部13に沿って付着
され、接着剤18は第4の辺部14に沿って付着されて
いる。
【0037】複数枚の袋状膜10をシャフト20の周囲
に巻き付けることにより、重なり合った袋状膜10同士
は接着剤16,17,18の部分において水密的に接合
される。これにより、袋状膜10,10同士の間には、
矢印,,,の順で原水(及び濃縮水)が流れる
原水流路が構成される。接着剤16は、硬化することに
より原水流路を原水往路21と原水復路22とに区画す
る仕切材となる。
【0038】この実施の形態にあっては、第2の辺部1
2のうち接着剤16の端部が臨む部分から、前方に向っ
てフィン19が延設されている。このフィン19は、例
えば合成樹脂フィルム又はシートよりなり、袋状膜10
に対し接着等により接合されるのが好ましい。
【0039】袋状膜10,10…をシャフト20の周り
に巻き付けることにより、図3に示すように巻回体24
が形成される。この巻回体24の前端面からは、フィン
19が延出する。各袋状膜10の第2の辺部12におい
て同一箇所にフィン19を設けておくことにより、フィ
ン19は巻回体24の軸心から等半径位上に位置し、フ
ィン19が重なり合うことによりフィン19がリング状
の突出部を形成することになる。このリング状の突出部
内に円筒状のソケット25の後端を挿入し、該ソケット
25とフィン19を接着剤等により接合する。なお、ソ
ケット25をフィン19に外嵌めしても良い。また、フ
ィン19の部分を旋盤で切込み溝を付け、該溝にソケッ
ト25を埋め込むようにしても良い。
【0040】このようにソケット25とフィン19とを
接合することにより、巻回体24の前端面の外周側に原
水の流入口が形成され、ソケット25の内周側に濃縮水
の流出口が形成される。
【0041】なお、図4(a)、(b)に示すように、
巻回体24の前縁及び後縁にそれぞれトップリング26
及びエンドリング27を合成樹脂モールド等により形成
し、トップリング26の外周の溝26aにシールリング
28を装着し、耐圧容器100内に挿入する。
【0042】このシールリング28は、ベースリング2
8aと、該ベースリング28aから突設された第1リッ
プ28b及び第2リップ28bを有する。第1リップ2
8bは外周ほどトップ側に近づくように湾曲し、トップ
側からの圧によって耐圧容器100の内周面に密着す
る。第2リップ28cは、外周ほどエンド側に近づくよ
うに湾曲し、エンド側からの圧によって耐圧容器100
の内周面に密着する。
【0043】なお、袋状膜10をシャフト20の周りに
巻き付けるに際しては、図2に示すように、接着剤16
よりも内周側と外周側とにそれぞれメッシュスペーサ2
9を介在させておく。これらのメッシュスペーサ29を
介在させることにより、原水流路が構成される。
【0044】このように構成されたスパイラル型膜モジ
ュールS1 を有する膜分離装置においては、図4(a)
に示すように、原水ポート101からソケット25の外
周側の周辺室102に原水が導入され、このソケット2
5の外周側の膜モジュール端面から原水が袋状膜10,
10同士の間の原水往路21に流入する(図1の矢印
、)。この原水は、巻回体24の軸心線と略平行方
向に原水往路21を流れ、次いで図1ののように接着
剤16(仕切材)の先端側を回り込んで原水復路22に
流入し、矢印のように再び巻回体24の軸心線と平行
方向に流れ、ソケット25の内側(中央室103)から
取り出される。そして、このように原水が原水流路を流
れる間に、水が袋状膜10内に透過し、透過水は巻回体
24の後端面から流出し、第2室105及び透過水ポー
ト106を経て取り出される。
【0045】このスパイラル型膜モジュールS1 にあっ
ては、透過水が袋状膜10内を巻回体24の軸心線と平
行方向に流れて後端面から取り出されるため、従来のス
パイラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要
である。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の
流通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくな
る。
【0046】なお、集水管を省略しており、その分だけ
袋状膜10の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方
向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0047】この実施の形態にあっては、原水往路21
及び原水復路22はそれぞれ下流側ほど流路幅が小さく
なるように構成されている。従って、原水流路の下流側
においても原水(濃縮水)の流速が十分に大きなものと
なり、原水流路下流域における汚れの付着を防止するこ
とができる。
【0048】また、この実施の形態にあっては、ソケッ
ト25をフィン19を用いて巻回体24に接続してお
り、ソケット25と巻回体24との接続強度が高い。そ
して、このソケット25によって膜モジュール1のトッ
プ側の第1室104内が周辺室102と中央室103と
に水密的に区画分離される。
【0049】なお、上記実施の形態においては、ソケッ
ト25の外周側に原水流入部を配置し、ソケット25の
内側に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソケット2
5の内側を原水流入部とし、ソケット25の外周側を濃
縮水流出部としても良い。ただし、この場合には、接着
剤16を図1とは逆向きに、即ち接着剤16が第2の辺
部12から離れるほど第1の辺部11に接近するように
傾ける。
【0050】この膜モジュールS1 の逆洗を行う場合、
ポート106から第2室105内に逆洗用の水又は空気
を供給する。この水又は空気は、袋状膜10内の透過流
路に流入し、袋状膜10を透過して袋状膜10同士の間
の原水流路に流入し、中央室103及び周辺室102を
経て排出される。この場合、逆洗用の水又は空気の圧が
シールリング28に加えられたときに、リングベース2
8aがトップリング26に密着し、第2リップ28cが
耐圧容器100の内周面に密着するため、逆洗用の水又
は空気はトップ側に漏れることが全くない。これによ
り、効率良く逆洗を行うことができる。
【0051】次に、第2発明の実施の形態について説明
する。図6(a)は第2発明の実施の形態に係るスパイ
ラル型膜モジュールS2 に用いられる一枚の袋状膜及び
該袋状膜が巻き付けられるシャフトの斜視図である。図
6(b),(c)はそれぞれ図6(a)のB−B線、C
−C線に沿う断面図である。図7は巻回体とソケットと
の係合関係を示す斜視図、図8は膜分離装置の断面図で
ある。
【0052】この実施の形態においても、袋状膜10
は、正方形又は長方形状のものであり、第1の辺部1
1、第2の辺部12、第3の辺部13及び第4の辺部1
4を有している。この袋状膜10は、長い一枚の分離膜
フィルムを第2の辺部12の部分で二つに折り返し、第
1の辺部11及び第3の辺部13において折り重なった
分離膜フィルム同士を接着剤等によって接着し、第4の
辺部14の一部については接着を行うことなく開放部3
0とした袋状のものである。具体的には、第4の辺部1
4の途中から第3の辺部13にかけて袋状膜10の分離
膜フィルム同士が接着されておらず、透過水流出用の開
放部30となっている。また、この第4の辺部14の該
途中から第1の辺部11にかけては、袋状膜10の分離
膜フィルム同士が接着されており、透過水の流出を阻止
する閉鎖部31となっている。
【0053】なお、袋状膜10としては、長い一枚のフ
ィルムを第2の辺部12部分で二つに折り返したものに
限らず、二枚の分離膜フィルムを重ね合わせ、第1の辺
部11、第2の辺部12、第3の辺部13及び第4の辺
部14の一部を接着するようにしたものであっても良
い。
【0054】この袋状の膜10内に流路材(例えばメッ
シュスペーサ等よりなる。)15が挿入配置されてい
る。
【0055】この袋状膜10の一方の面には、接着剤1
6’が付着されると共に他方の面には接着剤17,18
が付着され、この袋状膜10がシャフト20の周りに巻
き付けられる。接着剤16’は第1の辺部11に沿って
付着され、接着剤17は第3の辺部13に沿って付着さ
れている。接着剤18は第4の辺部14の長手方向の前
記途中箇所から第3の辺部13にかけて、透過水流出用
の開放部30に沿って付着されている。
【0056】前記図2と同様にして複数枚の袋状膜10
をシャフト20の周囲に巻き付けることにより、重なり
合った袋状膜10同士は接着剤16’,17,18の部
分において水密的に接合される。これにより、袋状膜1
0,10……同士の間には原水(及び濃縮水)が流れる
原水流路が構成される。接着剤18が硬化することによ
り、巻回体の後端面には、内周側に原水(濃縮水)の流
出用の開放部が形成され、外周側に原水流出阻止用の閉
鎖部が形成される。
【0057】第4の辺部14のうち透過水流出用の開放
部30と透過水流出阻止用の閉鎖部31との境界部分か
ら、巻回体の後方に向ってフィン19が延設されてい
る。このフィン19は、例えば合成樹脂フィルム又はシ
ートよりなり、袋状膜10に対し接着等により接合され
るのが好ましい。
【0058】袋状膜10,10……をシャフト20の周
りに前記図2と同様にメッシュスペーサ29を介して巻
き付けることにより、巻回体24が形成される。図7の
通り、この巻回体24の後端面からフィン19が延出す
る。各袋状膜10の第4の辺部14において同一箇所に
フィン19を設けておくことにより、フィン19は巻回
体24の軸心から等半径位上に位置し、フィン19が重
なり合うことによりフィン19がリング状の突出部を形
成することになる。このリング状の突出部内に円筒状の
ソケット25の後端を挿入し、該ソケット25とフィン
19を接着剤等により接合する。なお、ソケット25を
フィン19に外嵌めしても良い。また、フィン19に沿
って巻回体24の後端面に旋盤で切込み溝を付け、該溝
にソケット25の端部を埋め込むようにしても良い。
【0059】このようにソケット25とフィン19とを
接合することにより、巻回体24の後端面の外周側の透
過水流出領域とソケット25の内周側の濃縮水流出領域
とが区画される。
【0060】図8に示すように、巻回体24の前縁及び
後縁にそれぞれトップリング26及びエンドリング27
を合成樹脂モールド等により形成し、トップリング26
の外周にシールリング28を装着する。このシーリング
28の構成は前記図4(b)と同一である。
【0061】このように構成されたスパイラル型膜モジ
ュールS2 を有する膜分離装置においては、図8に示す
ように、原水ポート110から耐圧容器100のトップ
側の第1室111に原水が供給される。そして、巻回体
24の前端面から原水が袋状膜10,10……同士の間
の原水流路に流入する。この原水は、巻回体24の軸心
線と略平行方向に原水流路を流れ、巻回体24の後端の
ソケット25の内側の中央室113から取り出される。
そして、このように原水が原水流路を流れる間に、水が
袋状膜10内に透過し、透過水は巻回体24の後端面の
うちソケット25の外周側から流出し、周辺室112及
び取出ポート115を経て取り出される。
【0062】このスパイラル型膜モジュールS2 にあっ
ても、透過水が袋状膜10内を巻回体24の軸心線と平
行方向に流れて後端面から取り出されるため、従来のス
パイラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要
である。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の
流通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくな
る。
【0063】なお、集水管を省略しており、その分だけ
袋状膜10の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方
向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
【0064】この実施の形態にあっては、原水流路の出
口部分をソケット25の内側だけに設けており、原水流
路の出口(最下流部)を絞った構成としているため、原
水流路の下流側においても原水(濃縮水)の流速が十分
に大きなものとなり、原水流路下流域における汚れの付
着を防止することができる。なお、ソケット25の内側
の面積と外側の面積(接着材18の辺部14方向の長
さ)は、このスパイラル型膜モジュールの水回収率に応
じて決めるのが好ましい。
【0065】この実施の形態にあっても、ソケット25
をフィン19を用いて巻回体24に接続しており、この
ソケット25によって第2室114内が周辺室112と
中央室113とに水密的に区画分離される。
【0066】なお、図6〜8の実施の形態においては、
ソケット25の外周側に透過水流出部を配置し、ソケッ
ト25の内側に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソ
ケット25の内側を透過水流出部とし、ソケット25の
外周側を濃縮水流出部とするように構成しても良い。
【0067】この膜モジュールS2 を逆洗するときに
は、中央室113及び周辺室112の一方又は双方に逆
洗用の水又は空気を供給し、逆洗排水を第1室111か
ら排出する。この場合も、シールリング28により逆洗
用の水又は空気の漏れが確実に防止され、効率良く逆洗
することができる。
【0068】
【発明の効果】以上の通り、本発明のスパイラル型膜モ
ジュールを有する膜分離装置においては、集水管が不要
であり、透過水の流通抵抗が小さい。また、膜面積を大
きくとることができ、しかも膜面積を大きくしても透過
水流通抵抗が増大しない。
【0069】本発明では、膜モジュールを効率良く逆洗
することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)図は実施の形態に係る膜分離装置の袋状
膜の斜視図、(b)図は(a)図のB−B線に沿う断面
図、(c)図は(a)図のC−C線に沿う断面図、
(d)図は(a)図のD付近の構成を示す斜視図であ
る。
【図2】実施の形態に係る膜分離装置におけるスパイラ
ル型膜モジュールの袋状膜の巻き付け方法を示す断面図
である。
【図3】巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図で
ある。
【図4】(a)図は実施の形態に係る膜分離装置の断面
図、(b)図は(a)図のB付近の構成を示す断面図で
ある。
【図5】従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す
一部分解斜視図である。
【図6】(a)図は実施の形態に係る膜分離装置の袋状
膜の斜視図、(b)図は(a)図のB−B線に沿う断面
図、(c)図は(a)図のC−C線に沿う断面図であ
る。
【図7】巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図で
ある。
【図8】実施の形態に係る膜分離装置の断面図である。
【符号の説明】
1 ,S2 スパイラル型膜モジュール 10 袋状膜 11 第1の辺部 12 第2の辺部 13 第3の辺部 14 第4の辺部 15 流路材 16,17,18 接着剤 19 フィン 20 シャフト 21 原水往路 22 原水復路 24 巻回体 25 ソケット 28 シールリング 28b,28c リップ 29 メッシュスペーサ 30 透過水取出用の開放部 31 透過水流出阻止用の閉鎖部 100 耐圧容器 102,112 周辺室 103,113 中央室 104,111 第1室 105,114 第2室

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に透過水流路材が配置された袋状膜
    が該袋状膜同士の間に原水流路材を介在させてスパイラ
    ル状に巻回されてなるスパイラル型膜モジュールを備え
    てなり、 筒状の耐圧容器内に該スパイラル型膜モジュールが挿入
    され、該スパイラル型膜モジュールの外周面と耐圧容器
    の内周面との間にシールリングが周設され、 耐圧容器内の筒軸心方向一端側に設けられた第1室と他
    端側に設けられた第2室とが該シールリングによって隔
    絶されている膜分離装置において、 該シールリングは前記第1室側からの流体圧によって前
    記内周面及び前記外周面に押し付けられる第1の受圧面
    と、前記第2室側からの流体圧によって前記内周面及び
    前記外周面に押し付けられる第2の受圧面とを備えてお
    り、 該第1室内が耐圧容器の軸心側の中央室と外周側の周辺
    室とに分画されており、 前記袋状膜同士の間の原水流路は、スパイラル型膜モジ
    ュールの中心側の第1流路及び外周側の第2流路からな
    り、該第1及び第2流路は前記第2室近傍において連通
    しており、 該原水流路は前記第2室とは隔絶されており、 前記袋状膜の内部の透過水流路が該第2室に連通してお
    り、 原水が前記第1室の中央室及び周辺室の一方に導入さ
    れ、他方から濃縮水が取り出され、該第2室から透過水
    が取り出されることを特徴とする膜分離装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記スパイラル型膜
    モジュールの該袋状膜は第1、第2、第3及び第4の辺
    部を有した略方形であり、該第1、第2及び第3の辺部
    は封じられ、該第4の辺部が開放部となっており、 前記第4の辺部と直交する第1の辺部をシャフトに当て
    て袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第4の辺部を該巻
    回体の後端面に臨ませ、該第4の辺部に対向する第2の
    辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、 該袋状膜同士の間の原水流路は、該第3及び第4の辺部
    において封じられており、 該原水流路は、該巻回体の軸心線と略平行方向に該巻回
    体の前端面から巻回体の該軸心線方向の途中まで延在す
    る仕切材によって原水往路と原水復路とに区画され、 該原水往路と原水復路とは該巻回体の後部側で連通して
    おり、 該原水往路は、該巻回体の前端面の外周側及び内周側の
    一方に臨んでおり、 該原水復路は、該巻回体の前端面の外周側及び内周側の
    他方に臨んでいることを特徴とする膜分離装置。
  3. 【請求項3】 内部に透過水流路材が配置された袋状膜
    が該袋状膜同士の間に原水流路材を介在させてスパイラ
    ル状に巻回されてなるスパイラル型膜モジュールを備え
    てなり、 筒状の耐圧容器内に該スパイラル型膜モジュールが挿入
    され、該スパイラル型膜モジュールの外周面と耐圧容器
    の内周面との間にシールリングが周設され、 耐圧容器内の筒軸心方向一端側に設けられた第1室と他
    端側に設けられた第2室とが該シールリングによって隔
    絶されている膜分離装置において、 該シールリングは前記第1室側からの流体圧によって前
    記内周面及び前記外周面に押し付けられる第1の受圧面
    と、前記第2室側からの流体圧によって前記内周面及び
    前記外周面に押し付けられる第2の受圧面とを備えてお
    り、 該第2室内が耐圧容器の軸心側の中央室と外周側の周辺
    室とに分画されており、 袋状膜同士の間の原水流路は、該第1室と、該中央室及
    び周辺室の一方とにのみ連通しており、 袋状膜内部の透過水流路が該中央室及び周辺室の他方に
    のみ連通しており、 原水が該第1室に導入され濃縮水が該中央室及び周辺室
    の一方から取り出され、他方から透過水が取り出される
    ことを特徴とする膜分離装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記スパイラル型膜
    モジュールの該袋状膜は第1、第2、第3及び第4の辺
    部を有した略方形であり、該第1、第2及び第3の辺部
    は封じられ、該第4の辺部は一部が開放部となり残部が
    閉鎖部となっており、 前記第4の辺部と直交する第1の辺部をシャフトに当て
    て袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第4の辺部を該巻
    回体の後端面に臨ませ、該第4の辺部に対向する第2の
    辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、 該袋状膜同士の間の原水流路は、該第3の辺部の全体が
    封じられると共に、第4の辺部にあっては前記袋状膜の
    開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋
    状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっており、前記
    袋状膜の開放部は前記巻回体の後端面の外周側又は内周
    側に配置され、前記原水流路は前記巻回体の後端面の内
    周側又は外周側に配置されており、 該袋状膜の開放部から流出する透過水と該原水流路の開
    放部から流出する濃縮水とを離隔させるための環状部材
    が該巻回体の後端面に接続されていることを特徴とする
    膜分離装置。
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