KR100826363B1 - Spiral wound separation membrane element - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낮은 조작 압력으로 조작되는 경우에조차 공급측 통로의 압력 손실을 감소시키면서 효율적으로 분리 조작할 수 있고, 실질적으로 충분한 막 면적을 가질 수 있는 나선형 분리막 소자에 관한 것이다. 상기 나선형 분리막 소자는 천공된 중심관, 및 이 주위에 나선형으로 감겨 있는, 분리막, 공급측 통로재 및 투과측 통로재를 포함하는 하나 이상의 막 리프(leaf)를 포함하며, 상기 소자는 그 내부에 공급측 통로와 투과측 통로가 형성되어 있고, 나선형으로 감겨 있는 막 리프의 폭은 900 내지 2,000mm이고 길이는 500 내지 1,500mm이며, 공급측 통로재의 두께는 1.0 내지 2.0mm이다. The present invention relates to a spiral separator device which can be efficiently separated and operated while reducing pressure loss of the supply-side passage even when operated at a low operating pressure, and can have a substantially sufficient membrane area. The spiral separator element comprises at least one membrane leaf comprising a perforated center tube and a separator, a feed side passageway and a permeate side passageway wound spirally around the supply side, the element having a supply side therein. The passage and the permeate side passage are formed, the width of the membrane leaf wound spirally is 900 to 2,000 mm, the length is 500 to 1,500 mm, and the thickness of the supply side passageway material is 1.0 to 2.0 mm.
Description
도 1a는 본 발명의 나선형 분리 막 소자중의 공급측 통로재의 한 예로서 전면도이다. 1A is a front view as an example of a supply-side passage member in the spiral separation membrane element of the present invention.
도 1b는 본 발명의 나선형 분리 막 소자중의 공급측 통로재의 한 예로서 측면도이다. 1B is a side view as an example of the supply-side passage member in the spiral separation membrane element of the present invention.
도 2는 공급측 통로재의 두께가 변화하는 경우 실시예에서 유속과 압력 손실사이의 관계를 보여주는 그래프이다. 2 is a graph showing the relationship between the flow rate and the pressure loss in the embodiment when the thickness of the supply side passageway material is changed.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]
1: 날실1: warp
2: 씨실2: weft
t: 공급측 통로재의 두께t: thickness of supply side passageway
L1: 날실 피치L1: Warp Pitch
L2: 씨실 피치L2: Weft Pitch
D1: 날실 직경D1: warp diameter
D2: 씨실 직경D2: weft diameter
본 발명은 천공된 중심관, 및 이 주위에 나선형으로 감겨 있는, 분리막, 공급측 통로재 및 투과측 통로재를 포함하며, 내부에 공급측 통로와 투과측 통로가 형성되어 있는 나선형 분리막 소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 통상적인 것보다 공급측 통로에 대해 더 낮은 압력 손실을 달성하고, 실용적인 막 면적을 확보하기에 효과적인 두께를 갖는 공급측 통로재를 함유하는 나선형 분리막 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a spiral separator element comprising a perforated center tube and a separator, a supply side passage member and a permeate side passage member spirally wound around the perforated tube, wherein a supply side passage and a permeate side passage are formed therein. More specifically, the present invention relates to a spiral separator element containing a supply side passageway material having a thickness effective to achieve a lower pressure loss for the supply side passage than usual and to ensure a practical membrane area.
나선형 분리막 모듈은 이제까지 염수 또는 해수의 탈염, 초순수의 제조, 및 폐수 처리와 같은 광범위한 용도에 사용되어 왔다. 나선형 분리막 모듈은 압력 용기 및 이 내부에 수용된 하나 이상의 나선형 분리막 소자를 포함하는 구조를 갖고 있다. Spiral separator modules have been used for a wide range of applications such as desalination of brine or seawater, production of ultrapure water, and wastewater treatment. The spiral membrane module has a structure including a pressure vessel and one or more spiral membrane elements housed therein.
나선형 분리막 소자는, 2개의 분리막 사이에 투과측 통로재를 개재시켜 봉투 형태의 막 리프를 만들어내고, 이런 막 리프의 개구부를 집수관 주위에 부착시키고, 막 리프 사이에 개재된 망형 공급측 통로재와 함께 막 리프로 집수관을 나선형으로 감아서 만들어진다. 원액이 소자의 말단 중 하나로 공급되고, 상기 원액이 공급측 통로재가 개재되어 있는 각각 한 쌍의 분리막 사이에 형성된 공급측 통로를 통해 흐른 후, 다른 말단에서 농축물로서 배출된다. 또한, 공급측 통로재를 따라 흐르는 원액은 부분적으로는 분리막을 통과하여 결과적으로 투과된 액체가 투과측 통로재를 따라 집수관으로 흘러서 이로부터 배출된다. The spiral membrane element is formed between the two separation membranes with a permeate side passage member to form an envelope-shaped membrane leaf, attaches the opening of the membrane leaf around the collecting pipe, and the mesh feed side passage member interposed between the membrane leaves and It is made by spirally winding the collecting pipe together with the membrane leaf. The stock solution is fed to one of the ends of the device, and the stock solution flows through a feed side passage formed between each pair of separators interposed with a feed side passage member and then discharged as a concentrate at the other end. In addition, the raw liquid flowing along the supply-side passage member partially passes through the separation membrane, and as a result, the permeated liquid flows through the permeate-side passage member into the collecting pipe and is discharged therefrom.
공급측 통로재는 원액이 막 사이를 통과해서 흐르는 통로를 형성할 뿐만 아니라, 공급측 통로에서 난류를 일으키는 작용을 하여 통로중에 존재하는 원액을 교반하여 농도 편극화를 감소시킨다. 이 때문에, 소자는 이의 양쪽 말단, 즉, 원액 공급면과 농축수 배출면 사이에 압력 차(압력 손실)를 갖는다. The supply-side passage member not only forms a passage in which the raw liquid flows between the membranes, but also acts to cause turbulence in the supply-side passage to agitate the raw liquid present in the passage to reduce concentration polarization. For this reason, the device has a pressure difference (pressure loss) between both ends thereof, that is, between the feed liquid supply surface and the concentrated water discharge surface.
망각(net thread)이 경사지도록 공급측 통로재를 배치하거나, 0.5 내지 0.9mm의 두께를 갖는 공급측 통로재를 이용하는 것을 포함하는 소자의 공급측 통로내 상기 압력 손실을 감소시키기 위한 기술이 제안되어 왔다(예를 들면, 일본 특허공개 제 1999-235520 호). Techniques have been proposed for reducing the pressure loss in the supply side passages of the device, including disposing the supply side passage members so that the net thread is inclined or using supply side passage members having a thickness of 0.5 to 0.9 mm (eg For example, Japanese Patent Laid-Open No. 1999-235520).
그러나, 저압에서 조작되는 소자에서, 소자가 직렬로 배열되거나, 폐수와 같은 현탁액의 분리 또는 점성 액체의 분리를 위해 이용되는 경우, 압력 손실이 충분히 감소되지 않았다. However, in devices operated at low pressure, the pressure loss was not sufficiently reduced when the devices were arranged in series or used for separation of suspensions such as waste water or separation of viscous liquids.
최근, 저압에서 조작되는 저압 소자가 주로 사용되어 왔고, 효과적인 압력에 대한 압력 손실의 비율이 더 커지고 있다. 또한, 함께 연결된 2개 이상의 소자가 사용되는 경우, 소자 전체로서의 압력 손실이 추가로 증가된다. 따라서, 각 소자에 대한 압력 손실을 감소시킬 필요가 있다. 또한, 폐수와 같은 현탁액 또는 점성 용액에 사용하기 위해서는, 개별적인 소자의 압력 손실이 감소되어야만 한다. In recent years, low pressure devices operated at low pressure have been mainly used, and the ratio of pressure loss to effective pressure has become larger. In addition, when two or more elements connected together are used, the pressure loss as a whole of the elements is further increased. Therefore, there is a need to reduce the pressure loss for each element. In addition, for use in suspensions or viscous solutions such as waste water, the pressure loss of the individual devices must be reduced.
예를 들면, 2개 이상의 소자가 함께 연결된 경우, 효율성 및 에너지 손실 감소 측면에서 압력 손실은 조작 압력의 5%까지인 것이 바람직하다. 6개의 소자가 연결되었다고 가정하면, 소자당 압력 손실은 0.8% 이하이어야만 한다. 실험은 통상적인 소자가 목표값보다 훨신 더 높은 손실을 가짐을 입증하였다. For example, when two or more devices are connected together, the pressure loss in terms of efficiency and energy loss reduction is preferably up to 5% of the operating pressure. Assuming six devices are connected, the pressure loss per device should be less than 0.8%. Experiments have shown that conventional devices have much higher losses than target values.
한편, 증가된 두께를 갖는 공급측 통로재를 사용하면, 소자에 팩킹된 막 리프의 부피가 감소하고, 따라서 막 면적이 제한된다. On the other hand, using a feed side passageway with increased thickness reduces the volume of the membrane leaf packed into the device, thus limiting the membrane area.
따라서, 본 발명의 목적은 소자가 낮은 압력에서 조작되는 경우에조차 공급측 통로에 대한 압력 손실을 감소시키면서 효과적으로 분리 조작할 수 있고, 실질적으로 충분한 막 면적을 가질 수 있는 나선형 막 소자를 제공하는 것이다.
It is therefore an object of the present invention to provide a helical membrane element which can be effectively separated and operated while reducing the pressure loss to the supply side passage even when the element is operated at low pressure and can have a substantially sufficient membrane area.
이러한 목적은 다음과 같은 본 발명에 의해 달성될 수 있다. This object can be achieved by the present invention as follows.
본 발명은, 천공된 중심관, 및 이 주위에 나선형으로 감겨 있는, 분리막, 공급측 통로재 및 투과측 통로재를 포함하는 하나 이상의 막 리프를 포함하며, 내부에 공급측 통로와 투과측 통로가 형성되어 있는 나선형 분리막 소자로서, 나선형으로 감겨 있는 막 리프의 폭이 900 내지 2,000mm이고 길이가 500 내지 1,500mm이며, 공급측 통로재의 두께가 1.0 내지 2.0mm인 나선형 분리 막 소자를 제공한다. The invention comprises a perforated center tube and at least one membrane leaf comprising a separator, a feed side passageway and a permeate side passageway wound spirally around the feed side passage and a permeate side passage formed therein. There is provided a spiral separation membrane element, wherein the spirally wound membrane leaf has a width of 900 to 2,000 mm, a length of 500 to 1,500 mm, and a supply side passage member having a thickness of 1.0 to 2.0 mm.
이후 개시된 실시예에서 수득된 결과는, 폭이 900 내지 2,000mm이고 길이가 500 내지 1,500mm인 막 리프를 갖고 공급측 통로재의 두께가 1.0 내지 2.0mm이도록 조절된 저압 소자 6개가 직렬로 배열되어 일반적인 분리 조건하에서 조작되는 경우에조차, 압력 손실이 조작 압력의 5%를 초과하지 않는 것으로 밝혀졌음을 보여준다. 또한, 공급측 통로재가 이 범위 이내의 두께는 갖는 경우, 팩킹된 막의 면적이 실용적으로 충분한 범위임을 추가로 확인할 수 있었다. The results obtained in the examples disclosed later show that six low-pressure elements with membrane leaf widths of 900 to 2,000 mm and lengths of 500 to 1500 mm and which are adjusted to have a feed side passageway thickness of 1.0 to 2.0 mm are arranged in series to provide general separation. Even when operating under conditions, it is shown that the pressure loss does not exceed 5% of the operating pressure. In addition, when the supply side passageway had a thickness within this range, it was further confirmed that the area of the packed membrane was in a practically sufficient range.
본 발명의 양태는 첨부된 도면을 참고하여 하기 개시되어 있다. 도 1a 및 1b는 본 발명의 나선형 막 소자중의 공급측 통로재의 한 예를 보여주며, 도 1a는 전면도이고 도 1b는 측면도이다. Aspects of the invention are disclosed below with reference to the accompanying drawings. 1A and 1B show an example of the supply-side passage material in the spiral membrane element of the present invention, in which FIG. 1A is a front view and FIG. 1B is a side view.
본 발명의 나선형 분리 막 소자는 천공된 중심관, 및 이 주위에 나선형으로 감겨 있는, 하나 이상의 분리막, 하나 이상의 공급측 통로재 및 하나 이상의 투과측 통로재를 포함하고, 하나 이상의 공급측 통로 및 하나 이상의 투과측 통로를 갖는 구조를 갖는다. 이런 종류의 막 소자는 상기 개시된 일본 특허공개 제 1999-235520 호 및 또한 일본 특허공개 제 2000-000437 호, 일본 특허공개 제 2000-042378 호, 일본 특허공개 제 2005-168869 호 등에 개시되어 있다. 공급측 통로재가 아닌 성분에 대해서는, 임의의 통상적인 분리 막, 투과측 통로재, 중심관 등을 사용할 수 있다. The spiral separation membrane element of the present invention comprises a perforated center tube and one or more separators, one or more feed side passages and one or more permeate side passages, spirally wound around the one or more feed side passages and one or more permeate It has a structure having a side passage. Membrane elements of this kind are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1999-235520 and also Japanese Patent Laid-Open No. 2000-000437, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-042378, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-168869, and the like. For components other than the supply side passage member, any conventional separation membrane, permeate side passage member, center tube, or the like can be used.
예를 들면, 소자는 2개의 분리막 사이에 투과측 통로재를 개재하여 봉투 형태의 막 리프를 생성하고, 이런 막 리프 개구부를 집수관에 부착하고, 중심관 부근에 막 리프를 나선형으로 감아서 수득되는 구조를 가질 수 있다. For example, the device is obtained by producing an envelope-shaped membrane leaf through a permeate side passageway between two separation membranes, attaching such membrane leaf openings to the collecting pipe, and spirally winding the membrane leaf near the center tube. It may have a structure.
본 발명의 나선형 분리막 소자는, 900 내지 2,000mm의 폭 및 500 내지 1,500mm의 길이를 갖는 나선형으로 감겨 있는 막 리프를 갖는다. 막 리프의 폭은 중심관의 축방향으로 측정된 막 리프 길이를 의미하고, 막 리프의 길이는 감겨 있는 막 리프의 감긴 길이에 상응한다. 적절한 범위의 길이를 갖는 공급측 통로를 형성하고 압력 손실에 미치는 통로 길이의 영향을 감소시켜 원액을 효과적으로 가압시킨다는 측면에서, 저압에서 조작될 수 있는 나선형 분리막 소자에서 이 범위 이내의 폭을 갖는 막 리프를 이용하는 것이 바람직하다. The spiral separator device of the present invention has a spirally wound membrane leaf having a width of 900 to 2,000 mm and a length of 500 to 1500 mm. The width of the membrane leaf means the membrane leaf length measured in the axial direction of the center tube, and the length of the membrane leaf corresponds to the wound length of the membrane leaf being wound. In view of forming a feed side passage having an appropriate range of lengths and reducing the influence of the passage length on the pressure loss to effectively pressurize the stock solution, a membrane leaf having a width within this range in a spiral separator element that can be operated at low pressure may be used. It is preferable to use.
본 발명의 공급측 통로재의 두께(t)는 1.0 내지 2.0mm이고, 바람직하게는 1.2 내지 1.6mm이다. 두께(t)가 1.0mm보다 작은 경우, 분리막 소자가 저압에서 조작되는 경우 효율적인 분리 조작이 어렵다. 두께(t)가 2.0mm를 초과하는 경우, 실질적으로 충분한 막 면적을 확보하는 것이 어렵다. The thickness t of the supply-side passage member of the present invention is 1.0 to 2.0 mm, preferably 1.2 to 1.6 mm. If the thickness t is smaller than 1.0 mm, efficient separation operation is difficult when the separator element is operated at low pressure. When the thickness t exceeds 2.0 mm, it is difficult to secure a substantially sufficient film area.
공급측 통로재의 두께(t)는, 예를 들면 도 1에 도시된 공급측 통로재의 날실 직경(D1) 및 씨실 직경(D2)에 의해 결정되거나, 또는 날실을 씨실에 결합시키기 위한 구조 등에 의해 결정된다. 도 1에 도시된 예는 공급 액체의 유동 방향과 거의 평행하게 연장되는 날실(1)과 날실(1)보다 더 가는 씨실(2)을 갖는 공급측 통로재가고, 여기서, 씨실(2)은 경사각(θ)으로 날실(1)을 향해 기울어져 있다. 본 발명의 공급측 통로재는 도 1에 도시된 구조를 갖는 것으로는 한정되어 있지 않고, 임의의 통상적인 망 구조, 예를 들면 마름모형, 사다리형 또는 격자형 구조를 사용할 수 있다. The thickness t of the supply-side passage member is determined by, for example, the warp diameter D1 and the weft diameter D2 of the supply-side passage member shown in FIG. 1, or a structure for coupling the warp yarns to the weft yarn. The example shown in FIG. 1 is a supply side passageway having a
날실 직경/씨실 직경(D1:D2)의 비는 바람직하게는 (1 이상):1, 특히 2:1 내지 3:1이다. 이렇게 씨실의 직경(D2)을 이런 작은 값으로 규제함으로써, 공급측 통로의 단면적은 증가하고, 압력 손실을 감소시키는 효과 또한 이런 식으로 개선될 수 있다. 즉, 통상적인 막 소자에서, 씨실(2)은 날실(1)과 동일한 직경을 갖고, 통로재에 대한 통로 단면적은 통로재의 큰 두께(t)에 비해 작다. 동일한 통로재 두께(t)를 유지하면서 더 얇은 씨실(2)과 더 두꺼운 날실(1)을 사용함으로써, 통로재는 더 큰 통로 단면적을 가질 수 있다. The ratio of warp diameter / weft diameter (D1: D2) is preferably (1 or more): 1, in particular 2: 1 to 3: 1. By thus regulating the diameter D2 of the weft to this small value, the cross-sectional area of the supply side passage increases, and the effect of reducing the pressure loss can also be improved in this way. That is, in the conventional membrane element, the
공급측 통로재를 위한 재료의 예는 수지, 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 또는 폴리아미드, 천연 중합체 및 고무를 포함한다. 이들 중에서, 수지가 바람직하게 사용된다. Examples of materials for the feed side passageway include resins such as polypropylene, polyethylene, poly (ethylene terephthalate) (PET) or polyamides, natural polymers and rubber. Among these, resins are preferably used.
날실(1) 및 씨실(2)은 다중필라멘트 얀(yarn) 또는 단일 필라멘트 얀일 수 있다. 그러나, 단일 필라멘트 얀이 통로에 대한 방해물이 되기 어렵기 때문에 이것이 바람직하다. 날실(1)은 융합 결합, 접착 등에 의해 씨실에 결합될 수 있거나, 또는 공급측 통로재가 직물일 수 있다. 그러나, 통로를 안정하게 유지한다는 측면에서, 날실(1)이 씨실(2)에 결합되어 있는 통로재가 바람직하다.
또한, 씨실(2)이 날실(1)에 대해 기울어져 있는 각도(θ)는 씨실(2)에 의한 유동 저항을 감소시킨다는 점에서 바람직하게는 30 내지 70°, 보다 바람직하게는 45 내지 60°이다. 날실(1)과 씨실(2)은 바람직하게는 도 1b에 도시된 바와 같이 모든 씨실(2)이 배열된 날실(1)의 한 면에 배치되도록 배열된다. 이 구조는 공급측 통로재의 저항을 감소시키는 효과를 갖고 있다. Further, the angle θ at which the
본 발명의 나선형 분리 막 소자는 역삼투압 여과, 한외여과 및 미세여과와 같은 임의의 여과 기법으로 이용될 수 있다. 그러나, 상기 개시된 공급측 통로재는 특히 요소가 동일한 종류의 다른 요소와 직렬로 배열되고 저압(1MPa 이하의 조작 압력)에서 조작되었거나 또는 폐수와 같은 현탁액의 분리 또는 점성 액체의 분리에 사용되는 경우, 이런 효과를 나타낸다. The spiral separation membrane device of the present invention can be used with any filtration technique, such as reverse osmosis filtration, ultrafiltration and microfiltration. However, this disclosed feed side passageway is particularly effective when the elements are arranged in series with other elements of the same kind and operated at low pressures (operating pressures of 1 MPa or less) or when used for separation of suspensions such as waste water or separation of viscous liquids. Indicates.
본 발명의 구성 및 효과는 하기 실시예를 참고하여 설명될 것이다.
The construction and effects of the present invention will be described with reference to the following examples.
실시예Example
0.7mm의 날실 직경, 1.5:1의 날실 직경/씨실 직경, 1.16mm의 두께, 5.5mm의 날실 피치, 1:1의 날실 피치/씨실 피치 비, 및 47°의 날실/씨실 교차각을 갖는 폴리프로필렌 망으로 구성된 공급측 통로재를 이용하여 8인치의 역삼투압 막 소자를 생성하였다. 이 소자에 물을 유동시켜 유속과 압력 손실을 측정하였다. 수득된 결과는 도 2에 나타낸다. Poly with warp diameter of 0.7 mm, warp diameter / weft diameter of 1.5: 1, thickness of 1.16 mm, warp pitch of 5.5 mm, warp pitch / weft pitch ratio of 1: 1, and warp / weft cross angle of 47 ° A feed side passageway composed of propylene nets was used to produce an 8 inch reverse osmosis membrane device. Water was flowed through the device to measure flow rate and pressure loss. The obtained result is shown in FIG.
비교예 1 및 2Comparative Examples 1 and 2
8인치의 역삼투압 막 소자를 실시예와 동일한 방식으로 제조하되, 단, 실시예에 사용된 공급측 통로재의 날실 직경과 씨실 직경을 변화시킴으로써 수득된 것으로, 각각 0.71mm(비교예 1) 및 0.85mm(비교예 2)의 두께를 갖는 공급측 통로재로 제조된 점만 상이하다. 물을 이들 요소에 각각 유동시켜 유속과 압력 손실을 측정하였다. 수득된 결과를 실시예에서 수득된 결과와 함께 도 2에 나타낸다. An 8-inch reverse osmosis membrane device was manufactured in the same manner as in the Examples, except that the warp diameter and the weft diameter of the supply-side passage member used in the Examples were obtained, respectively, 0.71 mm (Comparative Example 1) and 0.85 mm, respectively. Only the point manufactured from the supply side passageway material having the thickness of (Comparative Example 2) is different. Water was flowed through these elements, respectively, to measure flow rate and pressure loss. The obtained result is shown in FIG. 2 with the result obtained in the Example.
도 2에 도시된 바와 같이, 실시예의 소자는 비교예 1 및 2의 소자에 비해 압력 손실이 낮았다. 실시예의 소자의 압력 손실은 비교예 2의 압력 손실의 약 1/3이었다. 원액 유속이 100ℓ/분의 경우, 실시예의 소자의 압력 손실은 약 0.004MPa였다. 실시예의 소자와 동일한 6개의 소자가 직렬로 배열된 경우에조차, 이의 압력 손실값은 압력 손실값의 6배, 즉 0.024MPa였다. 이들 소자가 1MPa에서 조작되는 경우, 이 압력 손실은 2.3%이다. As shown in FIG. 2, the device of the example had a lower pressure loss than the devices of Comparative Examples 1 and 2. The pressure loss of the device of Example was about one third of the pressure loss of Comparative Example 2. When the stock solution flow rate was 100 L / min, the pressure loss of the device of the example was about 0.004 MPa. Even in the case where six elements identical to those of the example were arranged in series, its pressure loss value was six times the pressure loss value, that is, 0.024 MPa. When these elements are operated at 1 MPa, this pressure loss is 2.3%.
또한, 실시예의 소자의 염 저지율은 비교예 1 및 2의 값에 기초할 때 99.9%이었다. 따라서 난류에 의한 농도 편극화의 감소 효과가 확인되었다. 2.0mm 두께를 갖는 공급측 통로재가 8인치 저압 역삼투압 막 소자에서 사용되는 경우, 막 면적은 18m2이었고, 이는 실용적인 범위 이내임이 확인되었다. In addition, the salt blocking rate of the element of the Example was 99.9% based on the value of the comparative examples 1 and 2. As shown in FIG. Therefore, the effect of reducing the concentration polarization by turbulence was confirmed. When a feed side passageway with a thickness of 2.0 mm was used in an 8 inch low pressure reverse osmosis membrane element, the membrane area was 18 m 2 , which was found to be within the practical range.
본 발명에 따르면 낮은 압력에서 조작되는 경우에조차 공급측 통로에 대한 압력 손실을 감소시키면서 효과적으로 분리 조작할 수 있고, 실질적으로 충분한 막 면적을 가질 수 있는 나선형 막 소자가 제공된다. According to the present invention there is provided a spiral membrane element which can be effectively separated and operated with a substantially sufficient membrane area while reducing pressure loss on the supply side passage even when operated at low pressure.
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
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US11065580B2 (en) | 2016-10-31 | 2021-07-20 | Toray Industries, Inc. | Separation membrane element |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021351A (en) | 1975-10-30 | 1977-05-03 | Desalination Systems, Inc. | Membrane cartridge with improved central collection tube |
US4033878A (en) | 1975-05-12 | 1977-07-05 | Universal Oil Products Company | Spiral wound membrane module for direct osmosis separations |
JPS56136606A (en) | 1980-03-28 | 1981-10-26 | Nitto Electric Ind Co Ltd | Winding method for spiral type membrane element |
US4789480A (en) | 1982-06-01 | 1988-12-06 | Brueschke Hartmut | Membrane module and the use thereof for the separation of liquids according to the pervaporation process |
US4802982A (en) | 1987-10-01 | 1989-02-07 | Desalination Systems, Inc. | Spiral-wound membrane with improved permeate carrier |
US4834881A (en) | 1987-08-19 | 1989-05-30 | Kurita Water Industries Ltd. | Spiral wound type membrane module |
JPH0771623A (en) * | 1993-08-17 | 1995-03-17 | Nissan Motor Co Ltd | Boots fixing structure for console finisher |
JPH11104469A (en) | 1997-09-30 | 1999-04-20 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Spiral-type membrane element, membrane module and water treatment apparatus using the element |
WO2000044481A1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Koch Membrane Systems, Inc. | Method for sealing axial seam of spiral wound filtration modules |
WO2002051528A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Osmonics, Inc. | Cross flow filtration materials and cartridges |
WO2004000445A1 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-31 | Ge Osmonics, Inc. | Blister protection for spiral wound elements |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3098600B2 (en) * | 1991-12-18 | 2000-10-16 | 日東電工株式会社 | Spiral type separation membrane module |
JPH11235520A (en) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Toray Ind Inc | Fluid separation element |
JP3230490B2 (en) * | 1998-06-18 | 2001-11-19 | 東レ株式会社 | Spiral reverse osmosis membrane element and separation device using the same |
CN1137763C (en) * | 1998-06-18 | 2004-02-11 | 东丽株式会社 | Spiral reverse osmosis membrane element, reverse osmosis membrane module using it, device and method for reverse osmosis separation incorporating module |
JP2004202371A (en) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Nitto Denko Corp | Method for manufacturing spiral type membrane element |
-
2003
- 2003-09-17 JP JP2003324292A patent/JP2005087862A/en active Pending
-
2004
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4033878A (en) | 1975-05-12 | 1977-07-05 | Universal Oil Products Company | Spiral wound membrane module for direct osmosis separations |
US4021351A (en) | 1975-10-30 | 1977-05-03 | Desalination Systems, Inc. | Membrane cartridge with improved central collection tube |
JPS56136606A (en) | 1980-03-28 | 1981-10-26 | Nitto Electric Ind Co Ltd | Winding method for spiral type membrane element |
US4789480A (en) | 1982-06-01 | 1988-12-06 | Brueschke Hartmut | Membrane module and the use thereof for the separation of liquids according to the pervaporation process |
US4834881A (en) | 1987-08-19 | 1989-05-30 | Kurita Water Industries Ltd. | Spiral wound type membrane module |
US4802982A (en) | 1987-10-01 | 1989-02-07 | Desalination Systems, Inc. | Spiral-wound membrane with improved permeate carrier |
JPH0771623A (en) * | 1993-08-17 | 1995-03-17 | Nissan Motor Co Ltd | Boots fixing structure for console finisher |
JPH11104469A (en) | 1997-09-30 | 1999-04-20 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Spiral-type membrane element, membrane module and water treatment apparatus using the element |
WO2000044481A1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-08-03 | Koch Membrane Systems, Inc. | Method for sealing axial seam of spiral wound filtration modules |
WO2002051528A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Osmonics, Inc. | Cross flow filtration materials and cartridges |
WO2004000445A1 (en) * | 2002-06-21 | 2003-12-31 | Ge Osmonics, Inc. | Blister protection for spiral wound elements |
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