JPS6241764B2 - - Google Patents

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JPS6241764B2
JPS6241764B2 JP9642977A JP9642977A JPS6241764B2 JP S6241764 B2 JPS6241764 B2 JP S6241764B2 JP 9642977 A JP9642977 A JP 9642977A JP 9642977 A JP9642977 A JP 9642977A JP S6241764 B2 JPS6241764 B2 JP S6241764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reverse osmosis
osmosis membrane
stock solution
channel material
liquid
Prior art date
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Expired
Application number
JP9642977A
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English (en)
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JPS5431087A (en
Inventor
Kyotaka Nakagawa
Tatsuo Kawabata
Tatsuto Tanaka
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半透膜を用いた液体分離装置の改良に
関し、さらに詳しくは逆浸透膜を用いた液体分離
装置の耐久性を向上せしめた液体分離装置に関す
る。
[従来の技術] 従来から半透膜を用いた液体分離装置には、透
析、限外濾過、逆浸透圧などの原理を利用したも
のが多く知られている。特に逆浸透圧の原理に係
るものは他のものにくらべ、原液(被処理液)に
加える圧力が大きいことに起因して装置の耐久性
が低いという欠点がある。
第4図は従来の装置における原液を分離する機
構の断面図を示している。第4図に示すように、
平織物又は不織布で補強され一体化された逆浸透
膜を透過液流路材14で支持し、該逆浸透膜13
の上面から矢印で示すように原液を加圧下に逆浸
透膜と接触させると、原液の一部は逆浸透膜13
を透過し、残された原液は濃縮されていく。
そして透過した透過液は、平織物などの繊維間
の空隙を横方向に流れ、多孔性シート状物の小孔
に導かれ、透過液流路材14の溝21に沿つて流
れ、収集される。この場合における透過液流路材
14としては、通常メラミン樹脂を含浸させたト
リコツト編物が使用され、その表面に形成される
突起25および溝21が利用される。
しかしこのような態様の装置においては、流路
材14に逆浸透膜13が高圧力で押付けられる結
果、第4図のように前記流路材14の溝21に沿
つた形状に逆浸透膜13が変形させられて膜が歪
んだ状態となり、逆浸透膜を透過した液の流れを
阻止して透過液の量を減少させる。更に、変形が
進んだり、破壊伸度の小さな膜の場合には、この
変形により部分的にひびが入つたり、破れたりし
て透過液の品質を低下させるという欠点がしばし
ば生じることがあり、また長時間の運転において
経時的に上記の現像が進行していくという欠陥を
さけることはできないものである。
他の公知例としては人工透析膜を用いた透析装
置に関する技術があるが(特公昭49−5437号公
報)、これは人間の血圧程度の低い圧力で運転す
るものであり、また流路材は樹脂補強されたもの
を使用するものではなく、多孔性シートは低圧運
転のため剛性を必要とするものではないため、こ
の技術を応用しても前記のとおり長期間安定して
運転すること困難である。
さらに他の公知例として、中空管と分離液体流
路及び原液流路とを備えてなる液体分離装置を本
出願人が既に提案しているが(特開昭50−2681号
公報)、この技術は、本願発明の如く平織物など
で補強された逆浸透膜を有することも、40Kg/cm2
以上の高圧下で分離を行なうことも、更に逆浸透
膜と流路材の間に剛性を有する多孔性のシート状
物を介在させることについても工夫が無かつたの
で、やはり長期間安定して運転すること困難であ
つた。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は上記のごとき従来技術の欠陥を改善
し、逆浸透膜を損傷せず、長期にわたつてすぐれ
た性能を発揮することのできる液体分離装置を提
供せんとするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は上記の目的を達成するため次の構成か
らなる。
「原液流路と透過液流路との間に平織物又は不
織布で補強され一体化された複合構造を有する逆
浸透膜が介在させ、原液を40Kg/cm2以上の高圧下
に該逆浸透膜と接触させることにより、濃縮液と
該逆浸透膜を通過する透過液とに分離するように
構成した液体分離装置において、前記透過液流路
中に前記逆浸透膜を支持するための表面に凹凸を
有する流路材を配し、さらに前記逆浸透膜と該流
路材の間に、該流路材の表面の凹凸によつても変
形されない程度の剛性を有する多孔性のシート状
物を介在させたことを特徴とする液体分離装
置。」 以下、図に示す本発明の実施例により詳しく説
明する。
第1図は、本発明に係る装置の軸方向断面図で
あり、第2図は、第1図におけるX−X断面図で
ある。
第1〜2図において、円筒容器1は液体分離素
子4を内蔵しており、側面蓋2,3によつて密閉
されている。また前記円筒容器1には被分離液体
である原液を供給するための原液供給管5と原液
液を排出するための原液排出管6が設けられてお
り、さらに液体分離素子4には透過液排出管7が
接続されている。また、液体分離素子4と円筒容
器との間には、原液を後述するように液体分離素
子4の渦巻状に構成された原液通路20に円滑に
導くためシール部17が設けられている。
第2図に示したごとく、液体分離素子4は中心
部の壁面に列状に多数の小孔9をその管軸方向に
配列した中空管8を配置し、前記小孔9を通つて
きた透過液を外部に導くための透過液排出管7が
中空管8に連接されている。中空管8には前記小
孔9を覆うごとく2枚の逆浸透膜13,13′が
その一端を接着して取付けられ、該逆浸透膜1
3,13′の間は透過液流路24が形成され、該
流路24には表面に溝21を有する多孔質の透過
液の流路材14と、上記流路材14の溝21を有
する面と対向する逆浸透膜13′の間に多孔性シ
ート状物11が挿入され、その端部は閉塞部10
として液密に接着されている。
そして上記のように一端を中空管8に接着し、
他端を閉塞部10で接着した逆浸透膜13,1
3′のいずれかの面に原液通路材15として多孔
性のシート状物を添え、中空管のまわりに渦巻線
状に巻きつけ、この巻きつけたものの端部を端部
シール16,16′によつて固定し、原液通路2
0と透過液流路24をそれぞれ液密にシールした
ものである。
ここで逆浸透膜は平織物又は不織布などで補強
され一体化された複合構造のものを用いる。
上記した構造の液体分離装置に対し、原液は原
液供給管5より原液の溶媒、溶質の種類、濃度、
逆浸透膜の種類、厚さなどによつて定まる浸透圧
よりも高い圧力で送り込まれ、円筒容器1の空間
部18を充満したのち、液体分離素子4の外周母
線12上に開口している渦巻線状に構成されてい
る原液通路20に導かれる。原液通路20に沿つ
て液体分離素子4の内部に侵入した原液は、中空
管8の近辺において該中空管に沿つた方向に流れ
の方向を変換し、端部シール16′に設けた透孔
23を通り抜け、円筒容器1の側面蓋3と液体分
離素子4の端部シール16′に囲まれた空間部1
9を経て原液排出口6から系外に排出される。
この過程において、逆浸透膜13,13′を通
過した透過液は、平織物又は不織布などの繊維間
の空隙を横方向に流れ、第3図に示す多孔性シー
ト状物の小孔22に導かれる。さらに透過液は流
路材14の溝21に集められ渦巻状の透過液流路
24を通つて中空管8の管壁に至り、該管壁に設
けた小孔9を介して透過液排出管7より系外に取
り出される。
第3図は透過液流路24の構造を示す断面図で
ある。
第3図から明らかな如く、平織物又は不織布で
補強され一体化された逆浸透膜13を通過した透
過液は、該逆浸透膜の繊維間の空隙26を横方向
に流れ、多孔性シート状物11の小孔22に導か
れた後、さらに流路材14の表面に設けた溝21
を通り、中空管8に導かれる。原液から溶媒が逆
浸透膜を通つて分離されるためには前記したよう
にその系における浸透圧を越える高い圧力が原液
に加えられる結果、逆浸透膜13および13′は
それぞれ流路材14の表面(第3図では溝21の
ない側)およびシート状物11の表面に強く押し
つけられる。この圧力は、たとえば海水から水を
分離する場合には膜の種類にもよるが、40Kg/cm2
(G)、高い場合には70Kg/cm2(G)もの圧力が加えられ
る。
本発明に係る装置は、第3図に示すごとく、逆
浸透膜13′は先ず表面が平坦でかつ剛性をもつ
物質からなる多孔性シート状物11の表面に押し
つけられる。
シート状物の表面には、小孔22が散在してい
るのみであるから、ここで逆浸透膜13′は全体
として加圧のため圧縮変形させられるが、局部的
に強く変形させられるという現象はない。
また逆浸透膜13は、流路材14の面に同様に
押付けられるが、該流路材14のこの面は比較的
平坦であり、ここで逆浸透膜が加圧により局部的
に強く変形させられることはない。
さらに多孔性シート状物11が透過液流路24
内の流路材14に設けた溝21を形成させている
突起部25を強く押圧して変形させようとする
が、該流路材はトリコツト編地の如き繊維材料か
ら成るものであるが、メラミン樹脂などで補強、
剛直化されているのでこの外力に十分耐えられる
ように設計されている。
本発明に用いる上記多孔性シート状物は、上記
の強い外力を受けても流路材14の溝21を形成
している突起物(凸凹部)によつても変形をされ
ない程度の剛性をもち、かつシート状物にあけた
小孔22の中に逆浸透膜が押し込まれエンボス化
されないように配慮したものであることおよび透
過液中に溶解する物質や透過液と反応する物質を
含まず、かつ可撓性をもつものが好ましい。
この特性を備えたものとしてポリエステル、ポ
リアミド、ポリアクリル、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、塩
化ビニールなどの合成高分子重合体からなるシー
ト状物、アセテート、セルローズからなる天然高
分子のシート状物、さらには金属薄板、箔などの
無機質からなるシート状物が有効に使用できる。
このシート状物に穿ける小孔22の直径および
密度は逆浸透膜の種類、原液の種類、濃度および
流路材の溝の形状、大きさにもよるが、その直径
は50〜1000μ、ピツチは0.1〜20mmの範囲で適宜
選択できるが、透過液の流動抵抗も考慮すると孔
径100〜700μ、ピツチ1〜10mmが好ましい。また
シート状物の厚さも材料その他の要素によつて異
なるが、透過液流路材14の形状、シート状物の
剛性、可撓性、などを考慮すれば、70〜400μ程
度のものである。
また、本発明に係る装置は実施例に示したスパ
イラル型以外、チユーブラ型、その他透過液流路
材を用いる構造を有するすべての液体分離装置に
適用可能であり、その利用分野は極めて広い。
[発明の効果] 本発明の液体分離装置は、表面に突起を有する
透過液の流路材の表面と、平織物又は不織布で補
強され一体化された逆浸透膜の間に、さらに可撓
性に富み、かつ表面が平坦で剛性の大きい多孔性
シート状物を介在させ、高圧による逆浸透膜のエ
ンボシングによる変形により生ずる逆浸透膜の破
損および流路材の凹部の溝の閉塞による透過液量
の減少を防止し、液体分離装置の寿命を著しく増
大させることができた。
すなわち海水淡水化などの高圧タイプに好適な
耐圧エレメントを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る装置の軸方向の断面図で
あり、第2図は第1図におけるX−X断面図を示
す。第3図は本発明に係る装置の透過液流路の構
造を示す断面図であり、第4図は従来装置におけ
る透過液流路の構造を示す断面図である。 4:液体分離素子、11:多孔性シート状物、
13,13′:逆浸透膜、14:透過液流路材、
15:原液通路材、20:原液通路、21:溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 原液流路と透過液流路との間に平織物又は不
    織布で補強され一体化された複合構造を有する逆
    浸透膜を介在させ、原液を40Kg/cm2以上の高圧下
    に該逆浸透膜と接触させることにより、濃縮液と
    該逆浸透膜を通過する透過液とに分離するように
    構成した液体分離装置において、前記透過液流路
    中に前記逆浸透膜を支持するための表面に凹凸を
    有する流路材を配し、さらに前記逆浸透膜と該流
    路材の間に、該流路材の表面の凹凸によつても変
    形されない程度の剛性を有する多孔性のシート状
    物を介在させたことを特徴とする液体分離装置。
JP9642977A 1977-08-11 1977-08-11 Separating apparatus for liquid Granted JPS5431087A (en)

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