TW201343243A - 分離膜及分離膜元件 - Google Patents
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Abstract
提供一種在施加壓力使分離膜元件運轉時可提升分離除去性能、每單位時間的透過水量增加等之分離膜元件性能提升且有助於穩定性能之分離膜及分離膜元件。此分離膜3之特徵包含:具備具有供給側的面31和透過側的面32之分離膜本體30;及配置在分離膜本體30的供給側的面31之供給側流路材4;將與流經供給側的面31之供給水的流動方向垂直的方向之供給側流路材4的厚度設為供給側流路材的寬度d時,供給側流路材的高度/寬度之比(h/d)是0.7以上3.0以下。
Description
本發明係有關一種用以將液體、氣體等之流體所含成分分離的分離膜元件。
關於將液體、氣體等之流體所含成分分離的方法有各式各樣。例如以用在將海水、鹼水等所含的離子性物質除去的技術為例,近年來,為了省能源及省資源,在處理方面正擴大利用依據分離膜元件的分離法。利用分離膜元件的分離法所使用的分離膜,從其孔徑、分離機能的觀點來看,有精密過濾膜、超過濾膜、奈米過濾膜、逆浸透膜、正浸透膜等,該些膜係用在例如從海水、鹼水、含有害物的水等獲得飲料水的情況或工業用超純水的製造、排水處理、有價物的回收等,且依目的之分離成分及分離性能而區分使用。
分離膜元件在有關向分離膜的一面供給原流體而從另一面獲得透過水這點上是共通的。分離膜元件係將由各種形狀構成的分離膜元件捆成多束以加大膜面積使得每單位元件能獲得多的透過水之構成,而配合用途、目的以製造出螺旋型、中空絲型、板框型、旋轉平膜型、平膜集積型等之各種元件。
例如,以逆浸透過濾所使用的流體分離膜元件為例,分離膜元件構件捲繞在集水管的周圍而成的螺旋型分離膜元件係因為對原流體賦予壓力而取出多的透過水這點而被廣泛使用,其中該分離膜元件構件係由將原流體朝分離膜表面供給的供給側流路材、將原流體所含的成分作分離的分離膜、及用以將透過分離膜並從供給側流體分離的透過側流體朝集水管引導的透過側流路材所構成之構件。
例如,關於螺旋型逆浸透分離膜元件的構件,為形成供給側流體的流路,供給側流路材主要使用高分子製的網,分離膜方面,是使用由聚醯胺等之架橋高分子所構成的分離機能層、由聚碸等之高分子所構成的多孔性樹脂層、及由聚對苯二甲酸乙二酯等之高分子所構成的不織布分別從供給側積層到透過側的分離膜,就透過側流路材而言,為防止膜掉落且形成透過側的流路之目的,使用間隔比供給側流路材的間隔還細的俗稱經編織物的編織物構件。
近年來,因為對減低分離膜元件造水成本的要求高漲,所以有膜元件高性能化之需求。在增加分離膜元件的分離性能、每單位時間的透過水量方面,提案了提升各流路構件、分離膜元件構件的性能。例如,專利文獻1揭示一種螺旋型分離膜模組,該螺旋型分離膜模組係為在平膜的表面或兩面積層了在一定方向設置有複數個點狀物的平膜且在集水管的外周具有捲繞成螺旋狀的螺旋型膜元件。
[專利文獻1]日本國特開2012-40487號公報
然而,上述的分離膜元件在分離除去性能的穩定性還說不上夠高。
於是,本發明之目的在於提供一種特別是施以高的壓力使分離膜元件運轉時可使分離除去性能穩定化之分離膜及分離膜元件。
為達成上述目的,本發明的分離膜係具備具有供給側的面和透過側的面之分離膜本體及配置在前述分離膜本體的前述供給側的面之供給側流路材的分離膜,其特徵點在於:將與流經前述供給側的面之供給水的流動方向垂直的方向之前述供給側流路材的厚度設為供給側流路材的寛度時,前述供給側流路材的高度/寬度之比是0.7以上3.0以下。
本發明的分離膜及使用此分離膜的分離膜元件可形成穩定的供給側流路,能提升分離膜元件的分離性能,每單位時間的透過水量,並可使分離除去性能穩定化。
1‧‧‧分離膜元件
2‧‧‧集水管
21‧‧‧分離膜元件上游側的端部
22‧‧‧分離膜元件下游側的端部
3‧‧‧分離膜
30‧‧‧分離膜本體
31‧‧‧分離膜的供給側的面
32‧‧‧分離膜的透過側的面
33、34‧‧‧帶狀區域
4、4a-4g‧‧‧第1供給側流路材
42‧‧‧第2供給側流路材
5‧‧‧透過側流路材
6‧‧‧信封狀膜
7‧‧‧上游側的端板
8‧‧‧下游側的端板
101‧‧‧供給水
102‧‧‧透過水
103‧‧‧濃縮水
W0‧‧‧在集水管長邊方向的分離膜的寛度
W1、W2‧‧‧在同一方向的帶狀區域的寛度
圖1(a)(b)係示意地例示本發明的分離膜之一部分的說明圖,圖1(a)係俯視圖,圖1(b)係側面圖。
圖2係示意地例示構成本發明的分離膜之供給側流路材的配置圖案之俯視圖。
圖3係示意地例示構成本發明的分離膜之供給側流路材的其他配置圖案之俯視圖。
圖4係放大顯示圖2所記載之配置圖案的說明圖。
圖5係放大顯示圖3所記載之配置圖案的說明圖。
圖6係本發明的分離膜元件的一實施形態例的一部分展開的立體圖。
圖7係示意地例示構成本發明的分離膜元件的分離膜之實施形態的展開立體圖。
以下,就本發明的一實施形態作詳細說明。
[1.分離膜]
(1-1)概要
分離膜係指將被供給至分離膜表面的流體(供給水)中的成分分離而可獲得透過分離膜的透過流體之膜。分離膜具備分離膜本體與配置在分離膜本體上的供給側流路材。
關於此種分離膜的例子,將其實施形態例示於圖1(a)(b)作說明。此外圖1(a)(b),為使本實施形態的一例容易理解,係將分離膜30及供給側流路材4的形狀、尺寸及位置關係予以簡略及部分地放大記載,本發明的
分離膜未局限於本實施形態。
如圖1(a)(b)所示,分離膜3具備分離膜本體30和供給側流路材4。分離膜本體30具備供給側的面31和透過側的面32。供給側流路材4配置在分離膜本體30的供給側的面31。
本說明書中,分離膜本體的「供給側的面」係意味著分離膜本體的兩個面當中,供給原流體(供給水)之側的表面。「透過側的面」則意味著其相反側的面。分離膜本體30是具備基材38及分離機能層37的情況,一般而言,分離機能層37側的面是供給側的面31、基材38側的面是透過側的面32。
圖中顯示相對於分離膜之x軸、y軸、z軸的方向軸。有時將x軸稱為分離膜的寛度方向(CD),將y軸稱為分離膜的縱向(MD)。且z軸係分離膜的厚度方向。分離膜本體30係長方形,寛度方向(CD)及縱向(MD)係平行於分離膜本體30的外緣。又就圖1(b)的例而言,導入於分離膜的供給側的表面31之供給水係流向箭頭f所示的方向。
(1-2)分離膜本體
<概要>
關於分離膜本體30,係採用具有因應於使用方法、目的等之分離性能的膜。分離膜本體30可由單一層來形成,亦可為具備分離機能層37和基材38的複合膜。又,於複合膜中,亦可在分離機能層和基材之間形成多孔性支持層。
<分離機能層>
分離機能層的厚度未限定具體的數值,但從分離性能和透過性能的觀點考量,以5~3000nm較佳。特別就逆浸透膜、正浸透膜、奈米過濾膜而言是以5~300nm較佳。
分離機能層的厚度能以通常的分離膜之膜厚測定法為標準。例如,利用樹脂包埋分離膜並將其切斷而製作超薄切片,對所獲得之切片進行染色等之處理。之後,利用透過型電子顯微鏡進行觀察可測定厚度。又,在分離機能層是具有折痕構造的情況,於位在比多孔性支持層還上方位置的折痕構造之斷面縱向(MD)以50nm的間隔作測定,測定20個折痕,可由其平均求得厚度。
分離機能層可以是具有分離機能及支持機能兩者的層,也可以是僅具備分離機能。此外,「分離機能層」是指至少具備分離機能的層。
在分離機能層是具有分離機能及支持機能兩者的情況,關於分離機能層,使用含有主成分為纖維素、聚偏氟乙烯、聚醚碸、或聚碸的層較佳。
此外,本說明書中,「X含有主成分Y」是意味著Y在X中的含有率是50質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、或95質量%以上。又,存在有符合Y的複數個成分之情況,其等複數個成分的合計量滿足上述的範圍即可。
一方面,作為多孔性支持層分離機能層,就
孔徑控制容易且耐久性優異這點而言,適合使用架橋高分子。特別是就原流體中的成分之分離性能優異這點而言,適合使用使多官能胺和多官能酸鹵化物縮合聚合而成的聚醯胺分離機能層、有機無機複合機能層等。該些分離機能層可透過在多孔性支持層上將單體縮合聚合而形成。
例如,分離機能層可含有主成分聚醯胺。此種膜係藉由周知的方法將多官能胺和多官能酸鹵化物進行界面縮合聚合所形成。例如,透過在多孔性支持層塗布多官能胺水溶液,將多餘的胺水溶液以氣刀等除去,之後,塗布含有多官能酸鹵化物的有機溶劑溶液,可獲得聚醯胺分離機能層。
又,分離機能層亦可具備具有Si元素等之有機-無機複合構造。具有有機無機複合構造的分離機能層可含有:例如,以下的化合物(A)、(B):(A)具有乙烯性不飽和基的反應性基及水解性基直接鍵結於矽原子而成的矽化合物,以及(B)前述化合物(A)以外的化合物且為具有乙烯性不飽和基的化合物。具體而言,分離機能層亦可含有化合物(A)的水解性基的縮合物以及化合物(A)及/或(B)的乙烯性不飽和基的聚合物。亦即,分離機能層可含有:僅化合物(A)縮合及/或聚合所形成的聚合物、僅化合物(B)聚合所形成的聚合物、及化合物(A)與化合物(B)的共聚合物當中至少1種的聚合物。此外,聚合物含有縮合物。又,在化合物(A)和化合物(B)的共聚合體中,化合物(A)
亦可藉由水解性基縮合。
複合構造可藉由周知的方法形成。複合構造形成方法的一例如下。將含有化合物(A)及化合物(B)的反應液塗布於多孔性支持層。在除去多餘的反應液後,為使水解性基縮合,只要加熱處理即可。關於化合物(A)及化合物(B)的乙烯性不飽和基的聚合方法,只要進行熱處理、電磁波照射、電子線照射、電漿照射即可。為了加快聚合速度,可在分離機能層形成之際添加聚合開始劑、聚合促進劑等。
此外,無論哪一分離機能層,在使用前,例如可藉由含乙醇水溶液、鹼水溶液使膜的表面親水化。
<多孔性支持層>
多孔性支持層係支持分離機能層的層,換言之可稱為多孔性樹脂層。使用在多孔性支持層的材料、其形狀並未特別限定,例如,可藉多孔性樹脂而形成於基板上。關於多孔性支持層,使用聚碸、酢酸纖維素、聚氯乙烯、環氧樹脂或將其等混合、積層者,以使用在化學、機械、及熱方面穩定性高且容易控制孔徑的聚碸較佳。
多孔性支持層係賦予分離膜機械強度,且對於離子等之分子尺寸小的成分不具有像分離膜那種分離性能。具有多孔性支持層的孔之尺寸及孔的分布並未特別限定,例如,多孔性支持層可具有均一且微細的孔,或亦可具有從形成分離機能層之側的表面到另一面直徑慢慢變大那樣的孔徑之分布。又,無論哪個情況,在形成分離機能層之側的表面使用原子力顯微鏡或電子顯微
鏡等所測定之細孔的投影面積當量孔徑是1nm以上100nm以下較佳。特別是考量界面聚合反應性及分離機能層的保持性觀點,多孔性支持層中之形成有分離機能層之側的表面上的孔,以具有3~50nm的投影面積當量孔徑者較佳。
多孔性支持層的厚度並未特別限定,基於為了賦予分離膜強度等之理由,宜在20μm以上500μm以下的範圍,較佳為30μm以上300μm以下。
多孔性支持層的形態可利用掃描型電子顯微鏡、透過型電子顯微鏡、原子力顯微鏡來觀察。例如若是以掃描型電子顯微鏡進行觀察,則在將多孔性支持層從基材剝離後,以凍結割斷法將其切斷而作成斷面觀察的樣本。於此樣本上薄薄地塗布白金或白金-鈀或四氯化釕,以四氯化釕較佳並施以3~6kV的加速電壓,利用高分解能電場放射型掃描電子顯微鏡(UHR-FE-SEM)觀察。高分解能電場放射型掃描電子顯微鏡可使用日立製S-900型電子顯微鏡等。依據所獲得之電子顯微鏡照片,可測定多孔性支持層的膜厚、及和表面的投影面積當量孔徑。
多孔性支持層的厚度、孔徑係平均值,多孔性支持層的厚度係於斷面觀察中在與厚度方向正交的方向以20μm間隔測定所進行之20點測定的平均值。又,孔徑係針對200個孔測定之各投影面積當量孔徑的平均值。
其次,就多孔性支持層的形成方法作說明。
多孔性支持層,例如可透過將上述聚碸的N,N-二甲基甲醯胺(以下記載為DMF)溶液,於後述的基材,例如在緻密編織的聚酯布或不織布上注型成一定的厚度,使之於水中進行濕式凝固而製造。多孔性支持層係按照“Office of saline Water Research and Development Progress Report”No.359(1968)所記載的方法形成。此外,為獲得所期望的形態,可調整聚合物濃度、溶劑的溫度、不良溶劑。
例如,將既定量的聚碸溶解於DMF,調製既定濃度的聚碸樹脂溶液。接著,將此聚碸樹脂溶液於包含聚酯布或不織布的基材上塗布大致一定的厚度後,在一定時間於空氣中將表面的溶劑除去後,透過在凝固液中使聚碸凝固可獲得。
<基材>
從分離膜本體30的強度、尺寸穩定性等之觀點,分離膜本體30可以具有基材。基材方面,從強度、能形成凹凸及流體透過性的觀點考量,以使用纖維狀基材較佳。
作為基材,長纖維不織布及短纖維不織布都可適用。特別是,由於長纖維不織布具有優越的製膜性,故可在高分子聚合體的溶液擴散延伸時,抑制其溶液因過度浸透而滲透至背面、多孔性支持層剝離、和因基材之起毛等而使膜不均一化、以及產生針孔等之缺點。又,藉由基材是熱可塑性連續纖維所構成的長纖維不織布所成,與短纖維不織布相較下,可抑制在高分子溶液
擴散延伸時因纖維起毛所引起的不均一化及產生膜缺陷。而且,分離膜被連續製膜時,因為製膜方向會被施加張力,故以使用尺寸穩定性優異的長纖維不織布作為基材者較佳。
長纖維不織布,從成形性、強度的觀點考量,多孔性支持層相反側之表層中的纖維相較於多孔性支持層側之表層的纖維以縱配向者較佳。依據那樣的構造,因保持強度而不僅實現防止膜破裂等之高效果,在將凹凸賦予分離膜之際亦會使含有多孔性支持層和基材的積層體之成形性提升,分離膜表面8的凹凸形狀穩定,故較佳。
更具體而言,長纖維不織布之與多孔性支持層相反側之表層中的纖維配向度宜為0°~25°,又,以多孔性支持層側表層中的纖維配向度之配向度差是10°~90°較佳。
分離膜的製造步驟或元件的製造步驟中包含加熱的步驟,但會引起因加熱而使多孔性支持層或分離機能層收縮的現象。特別在連續製膜中不被賦予張力的寛度方向(CD)之收縮顯著。由於收縮會在尺寸穩定性等上發生問題,故作為基材以熱尺寸變化率小者較理想。若不織布中之與多孔性支持層相反側之表層中的纖維配向度與多孔性支持層側表層中的纖維配向度之差為10°~90°,亦可抑制因熱所引起的寛度方向(CD)變化,故較佳。
此處,所謂纖維配向度,係指表示構成多孔
性支持層的不織布基材的纖維之面向的指標。具體而言,所謂纖維配向度,係指進行連續製膜時的製膜方向即不織布基材的長邊方向(MD)和構成不織布基材的纖維之間的角度之平均值。亦即,若纖維的長邊方向(MD)和製膜方向平行,則纖維配向度為0°。又,若纖維的長邊方向(MD)是和製膜方向呈直角,亦即若和不織布基材的寛度方向(CD)平行,則其纖維的配向度為90°。因此,表示纖維配向度越接近0°越呈現縱配向,越接近90°越呈現橫配向。
纖維配向度係按以下那樣測定。首先,從不織布隨機地採取10個小片樣本。其次,以掃描型電子顯微鏡對其樣本的表面進行100~1000倍的攝影。攝影像當中,平均各樣本選10根,測定在將不織布的長邊方向(縱向、製膜方向)設為0°時的角度。亦即針對每1個不織布的合計100根纖維進行角度的測定。由針對如此測定的100根纖維的角度算出平均值。而將所獲得之平均值的小數點以下第一位四捨五入後得到的值即為纖維配向度。
基材的厚度以設定在30~300μm的範圍內、或50~250μm的範圍內之程度者較佳。
(1-3)供給側流路材
(高度/寬度之比)
關於供給側流路材的例子,如圖1(a)(b)所示,供給側流路材4配置在分離膜本體30的供給側的面31上。較佳為,供給側流路材4被固著於分離膜本體30的供給側的面31上。
本發明中,供給側流路材4的高度h和寛度d之比h/d是0.7以上3.0以下。透過配置此種供給側流路材4,比以往將網或點狀物設為流路材時還能縮小每1單元的流路材的投影面積。因此,即便增加供給側流路材4的數量亦可一邊減低供給側流路的阻力,一邊擾亂供給水的流動而加大抑制鹽濃度分極的效果。
供給側流路材4的高度h和寛度d之比,亦即高度/寬度之比(h/d)越大,因供給側流路材4的寛度d狹窄而有流阻減低的傾向,但上述的比(h/d)過大時,則因加壓過濾時的供給水之剪力而易使供給側流路材4自分離膜本體30剝離。當流路材自分離膜本體剝離則會喪失分離機能層,故無法獲得良好的分離性能。
相反地,上述的比(h/d)越小,流路會依供給側流路材4的高度d小或供給側流路材4的寛度d大而變狹窄使得流阻變大。又,在捲繞於集水管的周圍而分離膜其長度方向(MD)被彎曲之際,會有供給側流路材4難以追隨分離膜之供給側的面31的伸縮而變得容易引起破壞的傾向。而且,因長期運轉時或反覆進行加壓過濾及停止,供給側流路材4易被破壞使供給側流路閉塞而降低藉加壓過濾所獲得之水量。
因此,本發明中,將供給側流路材4的高度h和寛度d之比(h/d)設在0.7以上3.0以下。較佳為將比(h/d)設在1.5以上2.0以下即可。
此外,所謂「高度h」,換言之可稱為供給側流路材4之z軸方向的「厚度」,且以分離膜本體30的供
給側的面31的表面與供給側流路材4的頂部之高低差測定。
又,所謂「寛度」係指在與流經供給側的面31之供給水的流動方向垂直的方向之供給側流路材4的厚度。此外,流經供給側的面31之供給水的流動方向之供給側流路材4的長度稱為「長度e」。例如,如圖1(b)所示,供給側流路材4是底面呈橢圓形的圓柱,若是其長徑和箭頭f所示的供給水流動方向(x軸方向)平行地配置的例子,則供給側流路材4的寛度係y軸方向的短徑即寛度d。又,若供給側流路材4是在x軸方向延長之線狀的直方體(底面是直線形狀),則其y軸方向的厚度相當於寛度d。
又,藉由複數個供給側流路材4設置成彼此不連續,與屬一般的供給側流路材的網、流路材相較下數量變少。其結果,供給水中的污物(foulant)所會附著的部分變少。再者,與專利文獻1所記載之以往的點狀物相較下,供給水的亂流效果亦變大,故而污物變得難以附著於流路材。基於此種理由,供給側流路材4比起以往的流路材更能抑制供給側的積垢(fouling)。
(投影面積比)
在將供給側流路材4配置於分離膜本體30之供給側的面31時,就減少供給側的面側之流阻以穩定地形成流路這點而言,供給側流路材(包含後述的第2供給側流路材42)的投影面積比宜為0.05以上0.6以下,更佳為0.1以上0.5以下。
此處,供給側流路材的投影面積比係設為,將配置有供給側流路材的分離膜本體以5cm×5cm切出,使用市售的顯微鏡影像解析裝置,將供給側流路材從分離膜表面上方朝供給側的面投影時所得之投影面積除以切出面積(25cm2)後的值。
透過將供給側流路材以特定的投影面積比配置在分離膜本體之供給側的面,在作為元件賦予壓力之際不僅穩定地形成供給側的流路,比起習知的網還可形成流阻少,高效率的流路。又較佳為,供給側流路材和分離膜本體接著,於該情況,在發生急速的壓力變動,流動變動等之際,與使用像以往的網之連續體且未和膜接著的情況相比,機能膜表面不易損傷,耐久性優異。因此,與以往的網那樣的流路材比較,在供給側流路材的膜面之移動少,可防止膜損傷且能穩定地運轉。
(高低差)
供給側流路材的高度h(高低差)係考慮流阻和充填於分離膜元件的膜葉片數來決定。高低差太低時流路的流阻變大,致使分離特性、水透過性能降低。又,高度h太高時雖流阻變小,但在元件化的情況膜葉片數變少。如此一來,元件的造水能力降低,用以增加造水量的運轉成本變高。因此,考慮上述各性能的平衡、運轉成本時,高度h(高低差)係0.1mm以上2mm以下,較佳為0.3mm以上1mm以下。
此外,所謂葉片係指裁斷成適合於裝入元件之長度的2片一組的分離膜,或是在分離膜的縱向(MD)
反折使得透過側的面在內側且供給側的面在外側的分離膜。就後述的分離膜元件的實施例而言,在葉片方面,鄰接的2片葉片係配置在分離膜之供給側的面彼此對向。
供給側流路材4的高度h可使用市售的形狀測定系統等進行計測。例如,可從雷射顯微鏡所採的斷面作厚度測定,利用Keyence製高精度形狀測定系統KS-1100等作測定。測定係針對供給側流路材所存在的任意部位實施,用測定總部位的數量去除將各高度的值總和後的值而可求得。
(寛度d,高寬比及間距)
從和高度h(高低差)同樣的理由考量,供給側流路材的寛度d宜為0.1mm以上30mm以下,較佳為0.2mm以上10mm以下。從分離膜表面的上方觀察時的高寬比為1以上20以下。此外,高寬比(d/e)係用長度e去除供給側流路材4的寛度d之值。
供給側流路材4間之間距在寛度d或長度e的10分之1至50倍之間適宜設計即可。間距是指某個流路材中的最高點和鄰接該流路材之別的流路材的最高點間之水平距離。
(形狀)
分離膜整體中之供給側流路材4的形狀係像點狀物那樣的不連續狀、像線狀、網型那樣的連續狀等,並未特別限定,為縮小流阻,以不連續狀較佳。
在不連續狀的情況,各個的流路材的形狀並未特別限定,可進行變更俾減少流路的流阻且使在將原
流體向分離膜供給、透過之際的流路穩定化。例如,供給側流路材4的平面形狀(從分離膜表面的上方觀察的形狀)亦可為橢圓、圓、長圓、梯形、三角形、長方形、正方形、平行四邊形、菱形、不定形。又,在立體方面,適用例如在和分離膜的膜面方向垂直的斷面中,流路材的寛度是一定的形狀、越接近分離膜本體的表面則寛度越寬的形狀、或反之寛度越狹窄的形狀等。
(圖案)
在供給側的面31之上配置供給側流路材4的圖案只要可確保流路者即可,倒無特別限定,可依目的而圖案化成所謂的格子狀、Z字狀等,或其組合亦可。若為Z字狀,則可向分離膜均一地供給原流體故而較佳。當可向分離膜均一地供給原流體時,則在膜面的亂流效果(攪拌效果)變大。依此,可抑制因濃度分極等而降低分離性能。
此外,在將本發明的分離膜捲繞於集水管的周圍而形成分離膜元件之際,以藉由摺疊或接著分離膜而成為分離膜之供給側的面是被配置在外側的對之方式製作葉片。此時,亦可僅在形成葉片之單側的分離膜的面配置供給側流路材,或在形成葉片的兩側之分離膜配置供給側流路材。又以固著於2片分離膜上的供給側流路材4進行所期望的配置亦可。
所謂格子狀係意味,如圖2例示的分離膜3以接近的4個的供給側流路材4a、4b、4c、4d形成大致正方形的方式於至少大致正交的二個方向(x軸方向及y軸方
向)以一定的間距所形成的態樣,而Z字狀係意味,如圖3例示的分離膜3以接近的3個的供給側流路材4e、4f、4g形成大致正三角形的頂點的方式於至少三個方向以一定的間距所形成的態樣。
具體而言,供給側流路材4和相鄰的供給側流路材4之間的角度宜為20~160°,較佳為35~80°。總之在供給側流路材4之間距是相等的情況,若是格子狀則如圖4為45°,若是Z字狀則如圖5成為90°。此外,在此所說的“相鄰的”係指作為基準的1個供給側流路材4與存在於供給水的流動方向(圖中,箭頭f所示的方向,從供給水的入口側朝出口側的方向)的其他供給側流路材4之間距是最小及第二小。但是,如圖5的Z字狀之情況是存在兩個最小間距時,是指各個間距。又,亦有與“相鄰的”兩個供給側流路材4之距離是相等的情況。
(步驟)
配置供給側流路材的步驟並未特別限定,但較佳為,採用在製作分離膜之前的階段加工支持膜的步驟、加工多孔性支持層的步驟、加工基材的步驟、加工積層有多孔性支持層、基材的積層體之步驟、加工已形成分離機能層的分離膜的步驟。
(配置方法)
將供給側流路材配置於分離膜之供給側的面之方法並未特別限定,採用噴嘴型的熱熔膠塗敷器、噴霧型的熱熔膠塗敷器、扁噴嘴型的熱熔膠塗敷器、輥型塗布器、凹版法、擠型塗布器、印刷、噴霧等之方法。
例如利用熱熔加工配置供給側流路材的情況,可藉由變更處理溫度或要選擇之熱熔膠用樹脂的種類自由地調整供給側流路材的形狀,俾滿足所要求的分離特性及透過性能之條件。然後,以供給側流路材的高度h和寛度d之比(h/d)成為0.7以上3.0以下的方式再度塗布供給側流路材即可。
例如,將供給側流路材的材料塗布於分離膜本體30,在其硬化後,於其上重疊地塗布流路材的材料,其等係藉由熔融而強固地接著。如此,可容易地獲得滿足上述的數值範圍的高度/寬度之比。塗布的次數可配合目的之流路材的形狀作變更。
重疊地塗布的樹脂材料可相同,亦可不同。
(材料)
供給側流路材4亦能以和分離膜本體30不同的材料形成。所謂不同的材料,係意味著具有和在分離膜本體30使用的材料不同組成之材料。
關於構成供給側流路材4的成分並未特別限定,但從耐藥品性的觀點考量,宜為乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂、聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴或共聚合聚烯烴等,亦可選擇聚胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、聚苯乙烯等之聚合物。又,若為該些樹脂則從成形性的觀點,因為適合於將空隙賦予後述的流路材,故容易將空隙賦予供給側流路材4。
供給側流路材4的平面形狀可以是在供給水的流動方向f為直線狀,或若是相對於分離膜本體30的表
面是凸的且無損作為分離膜元件所期望的效果之範圍,則可變更成其他形狀。亦即,流路材在平面方向(xy平面)的形狀可以是曲線狀及波線狀等。又,1個分離膜所含的複數個流路材可形成寛度d及長度e的至少一方彼此不同。
(賦予空隙)
本發明的分離膜中,供給側流路材可具有空隙部分。將具有空隙部分的供給側流路材配置在分離膜供給側的面之方法並未特別限定,可列舉例如化學反應氣體活用法、低沸點溶劑活用法、機械的混入法、溶劑除去法、注型發泡成形法、熔融發泡成形法、固相發泡成形法或熱熔膠機發泡法。就熱熔膠機發泡法而言,係使熱熔樹脂和惰性氣體混合存在地並塗布於分離膜供給側的面。如此一來,在熱熔樹脂和惰性氣體共存的狀態下熱熔樹脂會固化,故惰性氣體所存在的部分成為空隙部分。
樹脂在具有空隙的狀態下固化的情況,雖樹脂內部未形成流路而無助於減低流阻,但容易加大所塗布的樹脂之高低差,且即便流路材的寛度d狹窄仍可將高度h加高。且亦具有所謂可減低塗布之樹脂的使用量之特徵。
又,因為構成供給側流路材的樹脂具有空隙,故有供給側流路材的柔軟性變高的傾向。因此,在上述那樣捲繞時或長期運轉時,於反覆進行加壓過濾之運轉及停止時即便分離膜伸縮,供給側流路材仍可追隨其伸縮而變得不易引起破壞。
本發明的分離膜宜為供給側流路材的空隙率是5%以上95%以下者,較佳為40%以上85%以下。
(帶狀區域)
上述供給側流路材4設為第1供給側流路材時,本發明的分離膜係可在供給側的面配置第2供給側流路材。
亦即,於分離膜本體30的供給側的面31,在端部設置帶狀區域33及34作為第2供給側流路材42。因為如圖6及圖7所示的帶狀區域33及34所構成的第2供給側流路材42存在於分離膜3的端部,供給水變得容易朝分離膜元件流入,即便長時間持續加壓過濾仍可穩定地運轉。
帶狀區域33及34的緣部和分離膜3的緣部没必要一致,帶狀區域可偏離分離膜的緣部。但是,帶狀區域33與分離膜的上游側的緣部之距離,及帶狀區域34與分離膜的下游側的緣部之距離為,例如,在x軸方向的分離膜3的寛度W0的5%以下,或1%以下。如此,因第2供給側流路材42在x軸方向的分離膜的緣部之近旁,特別是被設在上游側的緣部之近旁,使得供給水101被有效率地供給至供給側的面31。
又,設置帶狀區域的「端部」,具體而言,是指從x軸方向的分離膜3的緣部到x軸方向的分離膜3的寛度W0的20%以內之區域。亦即,第2供給側流路材42係配置在從分離膜3的x軸方向的緣部到x軸方向的分離膜3的寛度W0的20%的範圍內。
又,因為帶狀區域33的寛度W1及帶狀區域34
的寛度W2各自是寛度W0之1%以上,原流體被穩定地供給至供給側的面31。
再者,帶狀區域的寛度W1~W2之合計可設定在寛度W0之10%~60%程度。因寛度W1~W2相對於寛度W0的比率是60%以下,使得流阻及壓力損失減低。又,因此比率是10%以上,可藉亂流效果抑制發生濃度分極。再者,寛度W1及W2分別可為W0的10%以上。
有關此種形態的例子,本實施形態中,帶狀區域33及34的形狀及大小相同。亦即,圖7中帶狀區域的寛度W1和W2相同,第2供給側流路材42的形狀亦相同。又,寛度W1及W2各自在分離膜的縱向(MD)為一定。
如此,透過在供給側的面31的端部配置第2供給側流路材42,而在相面對的兩個供給側的面31之間確保供給水101的流路。此外,就本實施形態而言,在1個供給側的面31設置兩個帶狀區域33及34,但本發明未侷限於本形態,帶狀區域亦可僅設置在x軸方向的一端部,亦即上游側或下游側之一端部。
有關第2供給側流路材42的材料、形狀等之構成,可適用和上述的供給側流路材4(為作區別,稱為第1供給側流路材)同樣的構成。但是在1片的分離膜中,第2供給側流路材42和第1供給側流路材4所適用的形狀、材料亦可彼此不同。又,第2供給側流路材42亦可不滿足有關第1供給側流路材4上述的高度/寬度之比,但可滿足者較佳。
在圖7所示的形態中,於1片的分離膜3設有複
數個第2供給側流路材42。各個的供給側流路材42係呈直線狀且其延長方向係對集水管2的長邊方向(x軸方向)傾斜配置。特別是,圖7中複數支的供給側流路材42係彼此平行地配置。亦即,圖7中,第2供給側流路材42呈線條形狀。
「對x軸方向傾斜」係意味平行(x軸方向)及正交(y軸方向)除外。亦即,供給側流路材42的延長方向和x軸方向之間的角度θ係超過0°且小於90°。此外,角度θ係指絕對值。亦即,相對於x軸彼此線對稱的兩個樹脂體係呈相同的角度θ。
因角度θ小於90°,擾亂原流體101的流動,故不易引起濃度分極,而實現良好的分離性能。因角度θ大於0°,抑制濃度分極的效果更高。又,因角度θ是60°以下,原流體的流阻較低且對於濃度分極可獲得高的抑制效果。再者,為了一邊減低流阻一邊產生亂流效果,以大於15°且為45°以下者更較佳。
此外,關於第2供給側流路材中之線條狀的配置,上游側的流路材與下游側的流路材可為平行,非平行亦可。例如,在線條狀的配置中,上游側的流路材與下游側的流路材可相對於y軸呈線對稱,亦可為非對稱。
上述的第1供給側流路材4係配置在以上所述的上游側的帶狀端部33及下游側的帶狀端部34之間。
[2.分離膜元件]
(2-1)整體構成
其次,就螺旋型分離膜元件形態的一例,參照圖6
作說明。
如圖6所示,分離膜元件1具備:集水管2、分離膜3、供給側流路材4、上游側的帶狀端部33、透過側流路材5、供給側端板7及透過側端板8。分離膜元件1可將供給水101分離成透過水102和濃縮水103。
集水管2是在一方向(圖中的x軸方向)呈長狀之圓筒狀的構件。在集水管2的側面設有複數個孔。
分離膜3只要是具有如上述那樣所期望的分離性能的膜即可。分離膜3具有與供給水101相接之供給側的面31和與透過水102相接之透過側的面32。
供給側流路材4設在分離膜3的供給側的面31。
關於透過側流路材5,可適用以往的流路材,例如使用經編織物等之編織物。透過側流路材5係在信封狀膜6中配置於相面對的兩個透過側的面32之間。但是,透過側流路材5可變更成能於分離膜3之間形成透過側流路的其他構件。又,作為分離膜3,藉由使用在相面對的兩個透過側的面32形成凹凸而成的分離膜,亦可省略透過側流路材5。有關透過側流路材的詳細及其他例茲如後面所述。
信封狀膜6亦被稱為上述所說明的「葉片」。信封狀膜6係由以透過側的面32成為內側的方式疊合的2片分離膜3或被折疊的1片分離膜3所形成。信封狀膜6的平面形狀為長方形,分離膜3係為3邊閉合,1邊開口。信封狀膜6係以其開口部面向集水管2般地配置,並捲繞於
集水管2的周圍。在分離膜元件1,複數個信封狀膜6呈重疊般地捲繞。各個信封狀膜6的外側之面為供給側的面31,相鄰的信封狀膜6配置成供給側的面31相面對。亦即,在相鄰的信封狀膜6之間形成供給側流路,而信封狀膜6的內側形成透過側流路。
由集水管及捲繞於其周圍的複數個信封狀膜所構成的捲繞體,係於其兩端部具備讓供給水101通過的供給側端板7以及讓透過水102和濃縮水103通過的透過側端板8。供給側端板7及透過側端板8分別安裝在捲繞體的上游側端部21及下游側端部22。
此外,分離膜元件1可具備除了上述以外的構件。例如,分離膜的捲繞體的周圍亦能以薄膜等之其他構件覆蓋。
供給水101係隔著供給側端板7被供給至分離膜3之供給側的面31。透過分離膜3的透過水102係通過藉透過側流路材5形成於信封狀膜6內的流路並朝集水管2流入。流經集水管2的透過水102係通過端板8而被排出分離膜元件1的外部。又,濃縮水103係通過供給側的面31間而從端板8排出外部。如此,供給水101被分離成透過水102和濃縮水103。
(2-2)分離膜
分離膜3方面,如圖6及圖7所示,適用上述構成。分離膜3係捲繞在集水管2的周圍,且以分離膜3的寛度方向(CD)順著集水管2的長邊方向的方式配置。其結果,分離膜3以其縱向(MD)順著捲繞方向的方式配置。
所謂「捲繞方向的內側」及「捲繞方向的外側」,換言之亦可各自稱為在分離膜中的接近及遠離於集水管之側。
如上述般,因流路材亦可未達到分離膜的緣部,所以例如捲繞方向的信封狀膜的外側端部,及集水管長邊方向的信封狀膜的端部中,亦可不設置流路材。
(2-3)供給側流路
如圖6所示,因重疊捲繞由分離膜3構成的信封狀膜6,而藉上述的供給側流路材在分離膜3間形成流路。此外,沒必要在相面對的供給側的面雙方設置第1供給側流路材4,至少設於單方即可。
又,透過第2供給側流路材42在相面對的供給側的面雙方彼此交叉地配置,可確保更大的流路高度。
(2-4)透過側流路
透過側流路材5只要被建構成透過水可到達設於集水管的有孔即可,形狀、大小、素材等未被限定成具體的構成。
透過側流路材5因為具有不同於分離膜的組成而對壓力可呈現比分離膜還高的耐性。具體而言,透過側流路材5係利用特別對垂直於分離膜面方向的方向之壓力具有比分離膜還高的形狀保持力的材料形成者較佳。藉此,即便透過側流路材5經過反覆的灌水或高壓下的灌水,亦可確保透過側流路。
例如,作為透過側流路材5,可使用經編織物、粗糙的網狀物、棒狀、圓柱狀、點狀物、發泡物、粉
末狀物、及其等之組合等。又亦可在分離膜本體30之透過側的面32固著透過側流路材5。組成方面並未特別限定,但從耐藥品性的觀點考量,宜為乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂、聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴或共聚合聚烯烴、聚酯、胺基甲酸酯、環氧等之樹脂等,不單單是熱可塑性樹脂,亦可使用會依熱、光而變化的硬化性樹脂。該些可單獨或作為由2種類以上構成的混合物使用。其中,若為熱可塑性樹脂則容易成形,可使流路材的形狀均一。
形成透過側流路材5的材料,母材方面含有該些樹脂,更含有填充材的複合材亦可適用。流路材的壓縮彈性率係藉由在母材添加多孔質無機物等之填充材而被提高。具體而言,矽酸鈉、矽酸鈣、矽酸鎂等之鹼土類金屬的矽酸鹽、二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦等之金屬氧化物、碳酸鈣、碳酸鎂等之鹼土類金屬的碳酸鹽等可作為填充材使用。此外,填充材的添加量只要在不損及本發明的效果之範圍即可,並未特別限定。
將透過側流路材5固著於透過側的面32時,於分離膜本體30中,更具體言之,在基材38中亦可含浸透過側流路材5的成分。在分離膜本體之基材38側,亦即於透過側的面32配置流路材5並以熱熔法等從基材側加熱時,進行透過側流路材5從分離膜的裏側朝向表側的含浸。隨著含浸進行,流路材和基材的接著變強固,即便加壓過濾,流路材仍然不易從基材剝離。
但是,當透過側流路材5的成分一含浸達分離
機能層(供給側的面31)的近旁時,會導致在加壓過濾之際含浸的流路材破壞分離機能層。為此,在透過側流路材5的成分含浸於基材的情況,透過側流路材5對基材的厚度之含浸厚度的比例(亦即含浸率)宜在5%以上95%以下的範圍,以10%以上80%以下的範圍較佳,20%以上60%以下的範圍更佳。此外,含浸厚度是指流路材最大含浸厚度,流路材最大含浸厚度是意味,在1個斷面中,與其流路材對應的含浸部的厚度之最大值。
透過側流路材5的含浸厚度,可透過變更例如,構成透過側流路材5的材料之種類(更具體言之是樹脂的種類)及/或材料之量作調整。又,在利用熱熔法設置透過側流路材5的情況,藉由變更處理溫度等亦可調整含浸厚度。
此外,藉由將含有透過側流路材5的含浸部的基材供作所謂示差掃描熱量測定的熱分析,若可獲得有別於基材的起因於透過側流路材5的成分之峰值,則可確認流路材5含浸於基材。
透過側流路材5朝基材的含浸率為,利用掃描型電子顯微鏡、透過型電子顯微鏡、原子力顯微鏡,觀察透過側流路材5所存在的分離膜之斷面可算出流路材含浸厚度和基材厚度。例如若以掃描型電子顯微鏡作觀察的話則將分離膜連同透過側流路材5一起在深度方向切斷,以掃描型電子顯微鏡觀察斷面,測定流路材含浸厚度和基材厚度。然後可從基材中的透過側流路材5是最大含浸之流路材最大含浸厚度和基材厚度之比算出。此
外,所謂算出含浸深度的情況之「基材厚度」,係測定最大含浸厚度的部分和在相同部位之基材的厚度。
透過側流路材5可為連續形狀,亦可為不連續形狀。
有關透過側流路材5,在具有連續形狀之構件的例子方面,已針對經編織物舉出。針對連續的定義已述及。有關具有連續形狀的構件,還可列舉織物、編織物(網等)、不織布、多孔性材料(多孔性薄膜等)等。
又,不連續的定義亦如同既述及者。關於不連續的流路材的形狀,具體而言,可列舉點狀、粒狀、線狀、半球狀、柱狀(包含圓柱狀、角柱狀等),或壁狀等。設在1片的分離膜上的線狀或壁狀的複數個流路材以彼此不交叉的方式配置即可,具體而言,彼此平行配置亦可。
構成不連續形狀的透過側流路材的各個樹脂體之形狀並未特別限定,以可減少透過水流路的流阻且使原流體供予分離膜元件、透過時的流路穩定化者較佳。關於從垂直於分離膜的透過側的面之方向所觀察的不連續形狀的透過側流路材的一單位的俯視形狀,例如,可列舉橢圓、圓、長圓、梯形、三角形、長方形、正方形、平行四邊形、菱形、不定形。又,在與分離膜的面方向垂直的斷面中,透過側流路材可以是從上部越朝向下部(亦即,從厚度方向的透過側流路材之頂點朝向設在透過側流路材的分離膜)寛度越寬的形狀、越狹窄的形狀、及呈一定的寛度之形狀任一種。
分離膜元件中的透過側流路材的厚度宜為30μm以上1000μm以下,較佳為50μm以上700μm以下,更佳為50μm以上500μm以下,若為該些範圍則可確保穩定的透過水之流路。
透過側流路材的厚度,例如就利用熱熔加工法配置不連續形狀的透過側流路材的情況而言,可藉由變更處理溫度或要選擇之熱熔膠用樹脂的種類自由地調整,俾滿足所要求的分離特性及透過性能之條件。
(2-5)集水管
集水管2建構成供透過水在其中流通即可,材質、形狀、大小等未特別限定。關於集水管2,例如使用具有設置複數個孔的側面之圓筒狀的構件。
[3.分離膜元件的製造方法]
(3-1)分離膜本體的製造
針對分離膜本體的製造方法係如上述,茲簡單地彙整如以下。
將樹脂溶解於良溶劑,將所獲得之樹脂溶液鑄造於基材並浸漬在純水中使多孔性支持層和基材複合。之後,如上述,於多孔性支持層上形成分離機能層。然後,視需要施作用以提高分離性能、透過性能之氯、酸、鹼、亞硝酸等的化學處理,然後將單體等洗淨以製作分離膜本體的連續薄片。
(3-2)供給側流路材之配置
供給側流路材4係於分離膜本體30之供給側的面固著不連續的流路材而形成。
此步驟在分離膜製造的哪個時點進行皆可。例如,流路材可於基材上形成多孔性支持層前設置,亦可於設置多孔性支持層後且在形成分離機能層前設置,亦可於形成分離機能層後,在被施予上述的化學處理前或後進行。配置流路材的方法如上述。
(3-3)透過側流路的形成
在透過側流路材5是由固著於透過側的面之不同於分離膜本體30的素材所形成的不連續的構件之情況,有關透過側流路材的形成,可適用和供給側流路材的形成相同的方法及時序。
另一方面,在透過側流路材5是經編織物等之連續形成的構件之情況,只要在製造了於分離膜本體30配置供給側流路材而成的分離膜後,將此分離膜和透過側流路材5疊合即可。
(3-4)分離膜的積層及捲繞
分離膜元件的製造,可使用以往的元件製作裝置。又,關於元件製作方法,可使用參考文獻(日本國特公昭44-14216號公報,日本國特公平4-11928號公報,日本國特開平11-226366號公報)所記載之方法。詳細如下。
將1片的分離膜以透過側面朝向內側般地折疊並貼合其周緣,或將2片的分離膜以透過側面朝向內側般地重疊並貼合其周緣而形成信封狀膜。如上述,信封狀膜係三邊被密封。密封可藉由利用接著劑或熱熔膠等之接著、利用熱或雷射之熔著等來進行。
形成信封狀膜所用之接著劑的黏度宜在40PS
以上150PS以下的範圍內,50PS以上120PS以下更佳。當分離膜一發生皺折時,會有分離膜元件性能降低的情形,但因接著劑黏度是150PS以下,故在將分離膜捲繞於集水管時,變得難以產生皺折。又,在接著劑黏度是40PS以上的情況,抑制接著劑從分離膜間流出,接著劑附著於不要的部分之危險性降低。
接著劑的塗布量,係以在分離膜捲繞於集水管之後,供接著劑塗布的部分的寛度是成為10mm以上100mm以下那樣的量較佳。依此,因分離膜被確實地接著,故抑制原流體朝透過側流入。又,亦可確保較大的有效膜面積。
關於接著劑以胺基甲酸酯系接著劑較佳,要將黏度設為40PS以上150PS以下的範圍時,主劑的異氰酸酯和硬化劑的多元醇是以異氰酸酯:多元醇=1:1~1:5的重量比例混合者較佳。接著劑的黏度係預先以B型黏度計(JIS K 6833)測定規定了主劑、硬化劑單體及配合比例之混合物的黏度。
如此塗布有接著劑之形成信封狀的分離膜(信封狀膜),係配置成信封狀膜的閉口部分位在捲繞方向內側而與設在集水管的孔連通,且分離膜被捲繞在集水管的周圍。如此,分離膜被捲繞成螺旋狀。
(3-5)其他的步驟
分離膜元件的製造方法亦可更含有在上述那樣形成的分離膜之捲繞體的外側再捲繞薄膜及纖維等,亦可再包含將集水管的長邊方向的分離膜的端部切齊的切齊構
件、端板的安裝等更進一步的步驟。
[4.分離膜元件的利用]
透過分離膜元件再串列或並列連接地收納於壓力容器,亦可用作為分離膜模組。
又,上述的分離膜元件、分離膜模組和向其等供給流體的泵或對其流體進行前處理的裝置等組合可構成流體分離裝置。藉由使用此流體分離裝置,例如將供給水分離成飲料水等之透過水與沒透過膜之濃縮水,可獲得符合目的的水。
流體分離裝置的操作壓力高者雖可提升除去率,但運轉所需能源亦會增加,又,當考慮分離膜元件的供給流路、透過流路的保持性時,使被處理水(供給水)透過分離膜模組之際的操作壓力以0.2~5MPa較佳。由於供給水溫度一變高,會降低鹽除去率,膜透過流束亦會隨著鹽除去率變低而減少,故以5~45℃較佳。又,供給水的pH是中性區域的情況,即便供給水是海水等之高鹽濃度的液體,仍可抑制鎂等之氧化膜(scale)的發生,且亦會抑制膜的劣化。
利用分離膜元件處理的流體並未特別限定,在使用於水處理的情況,作為供給水,可列舉含有海水、鹼水、排水等之500mg/L~100g/L的TDS(Total Dissolved Solids:總溶解固體部分)的液狀混合物。通常,TDS是指總溶解固體量,以「質量÷體積」或「重量比」表示。依據定義,可使藉0.45μm的濾器過濾後的溶液於39.5~40.5℃的溫度下蒸發而從殘留物的重量算出,但
從實用鹽度(S)換算更為簡便。
以下利用實施例就本發明作更詳細地說明,但本發明未受該些實施例所限。
(分離膜之供給側流路材的高度)
使用Keyence公司製高精度形狀測定系統KS-1100,由5cm×5cm之供給側的面之測定結果解析供給側流路材的平均高度h。測定具有10μm以上高低差的30個部位,用測定總部位的數量去除各高度值總和後的值而求得。此外於分離膜的透過側的面固著透過側流路材時,透過側流路材的高度係和上述同樣地求得。
(供給側流路材的寛度,間距及間隔)
使用掃描型電子顯微鏡(S-800)(日立製作所公司製)以500倍對30個任意的供給側流路材斷面進行照片攝影。供給側流路材的寛度為,針對相對於所設計之供給水的流動方向垂直的方向之最大寛度測定200個部位,將其平均值設為寛度d。
另一方面,供給側流路材之間距為,針對從分離膜之供給側的高部位的最高處到近接的高部位的最高部位的水平距離測定200個部位,將其平均值作為間距。又,接近的供給側流路材間之間隔,係針對200個部位測定最短距離,算出其平均值而求得。
此外在分離膜的透過側的面固著透過側流路材時,透過側流路材的寛度、間距及間隔係與上述同樣地求得。
(供給側流路材的投影面積比)
連同供給側流路材將分離膜以5cm×5cm切出,使用雷射顯微鏡(從倍率10~500倍當中選擇)且使平台移動以測定該流路材的全投影面積。將用切出面積去除該流路材從分離膜供給側投影時所得之投影面積的值設為投影面積比。此外在分離膜的透過側的面固著透過側流路材時,透過側流路材的投影面積比係與上述同樣地求得。
(造水量)
使用分離膜或分離膜元件,供給水方面是使用濃度500mg/L且pH6.5的食鹽水,以運轉壓力0.7MPa、運轉溫度25℃運轉100小時後進行10分鐘的取樣,將膜的每單位面積且每1日的透水量(立方公尺)以造水量(m3/day)表示。
(脫鹽率(TDS除去率))
利用傳導率測定求取藉由造水量測定所取樣的透過水和供給水之TDS濃度,再由下式算出TDS除去率。
TDS除去率(%)=100×{1-(透過水中的TDS濃度/供給水中的TDS濃度)}
此外,在1小時後的測定值和2小時後的測定值發生0.1%以上的變化之情況,附記其結果。
(供給側流路材的空隙率)
使用Keyence公司製高精度形狀測定系統KS-1100,觀察將供給側流路材的中央切斷所得的斷面,將空隙部分的總面積對供給側流路材的斷面積之比設為空隙率。
(安定性A)
關於所製作的分離膜元件,將作為原水之濃度500mg/L且pH6.5、25℃的食鹽水以運轉壓力0.7MPa使元件運轉1分鐘後,結束運轉。將1分鐘的造水運轉後的停止時間設為1分鐘,將其設為1個循環。此循環(發停)反覆1500次後測定脫鹽率,利用下式求得脫鹽率的安定性A。
安定性A(%)=(發停1500次後的脫鹽率)/初期造水量×100
(安定性B)
在安定性A的評價結束後,將作為原水之濃度500mg/L且pH6.5、25℃的食鹽水以運轉壓力1.0MPa使元件運轉1分鐘後,結束運轉。將1分鐘的造水運轉後的停止時間設為1分鐘,將其設為1個循環。此循環(發停)反覆1000次後測定脫鹽率,利用下式求得脫鹽率的安定性B。此外,在此所說的初期造水量係使用評價安定性A時的結果。又,在安定性A低於70%的情況不實施本試驗。
安定性B(%)=(發停1000次後的脫鹽率)/初期造水量×100(積垢進行度)
注入供給水使非離子型界面活性劑(和光純藥工業公司製聚氧乙烯(10)苯基辛基醚)成為100ppm,將灌水1小時後有關供給水(含非離子型界面活性劑的鹼水.25℃)的分離膜元件透過水量平均每分離膜元件、每1日的透水量(立方公尺)設為非離子型界面活性劑注入後的造水量(m3/day)。
積垢進行度為在非離子型界面活性劑注入前後之造水量的變化率,以「(非離子型界面活性劑注入前的造水量-非離子型界面活性劑注入後的造水量)/(非離子型界面活性劑注入後的造水量)×100(%)」來表現。膜呈現的積垢進行度越接近0%,在該膜越不容易引起積垢。
(實施例1)
將聚碸之15.0重量%的DMF溶液以180μm的厚度於室溫(25℃)下配予由聚對苯二甲酸乙二酯纖維所構成的不織布(絲徑:1分特,厚度:約90μm,通氣度:1cc/cm2/sec)上,直接浸漬於純水中並放置5分鐘以製作由纖維補強聚碸支持膜構成的多孔性支持層(厚度130μm)卷。
之後,捲出多孔性支持層卷,於聚碸表面塗布m-苯二胺(m-PDA)1.8重量%、ε-己內醯胺4.5重量%水溶液,從氣嘴噴吹出氮氣以自支持膜表面去除多餘的水溶液後,以表面可完全濡濕般地塗布含有苯均三酸氯0.06重量%的25℃的n-癸烷溶液。之後,進行吹氣而將多餘的溶液從膜中除去,以80℃的熱水洗淨,再利用吹氣去除液體而獲得分離膜卷。
接著,在分離膜之供給側的面使用熱熔膠機發泡系統,一邊使氮氣混入樹脂溫度110℃的乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂(商品名:701A)一邊以行走速度2.5m/min作點狀地塗布而配置供給側流路材(高度h=0.83mm,寛度d=0.5mm,空隙率80%,高寬比1,分離膜的長度方向(y軸方向)之間距1.8mm,在供給水的流動
方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度90°(表中記載為形成角))。
該分離膜之配置有點狀的供給側流路材的部分切下43cm2,放入壓力容器並以上述的條件運轉後,造水量及脫鹽率為1.02m3/m2/day及98.7%。
以下,實施例及比較例的結果顯示於表1~表6。
(實施例2)
對實施例1所獲得之分離膜卷以可形成分離膜元件的有效面積為37.0m2般地進行折疊裁斷加工,將經編織物(厚度:0.3mm,溝寛:0.2mm,壟寛:0.3mm,溝深:0.105mm)作為透過側流路材以寛度1,000mm製作26片的葉片。
之後,一邊捲繞於ABS製集水管(寛:1,020mm、徑:30mm、孔數40個×直線狀1列)一邊製作將26片的葉片呈螺旋狀捲繞的分離膜元件,於外周捲繞薄膜且以膠帶固定後,安裝切齊構件、端板,進行纖維捲繞以製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.2m3/day及98.8%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99%以上,積垢進行度為39.0%。
(實施例3)
除了變更樹脂和氮氣的供給量比,供給側流路材的空隙率變更成50%以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.0m3/day及98.8%,安定性A為99.5%以上,安定性B為98.2%,積垢進行度為39.0%。
(實施例4)
除了變更樹脂和氮氣的供給量比,供給側流路材的空隙率變更成5%以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.0m3/day及98.8%,安定性A為99.5%以上,安定性B為96.2%,積垢進行度為38.9%。
(實施例5)
除了變更樹脂和氮氣的供給量比,供給側流路材的空隙率變更成88%以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.1m3/day及98.8%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.6%,積垢進行度為39.1%。
(實施例6)
除了供給側流路材的寛度d變更成0.3mm,分離膜的長度方向的間距變更成1.0mm以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.6m3/day及99.0%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.6%,積垢進行度為36.0%。
(實施例7)
除了供給側流路材的寛度d變更成1.2mm,分離膜的長度方向的間距變更成2.7mm以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.1m3/day及98.5%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.2%,積垢進行度為42.2%。
(實施例8)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成30°,分離膜的長度方向之間距變更成5.6mm以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.5m3/day及98.5%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.5%,積垢進行度為42.5%。
(實施例9)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成45°,分離膜的長度方向之間距變更成1.6mm以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.0m3/day及98.6%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.5%,積垢進行度為41.0%。
(實施例10)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成150°,分離膜的長度方向之間距變更成1.4mm以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.3m3/day及98.5%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.5%,積垢進行度為42.4%。
(實施例11)
除了在分離膜本體的供給側之兩側端部設置由線條狀的第2供給側流路材42(對x軸方向傾斜45°之直線狀的直方體形狀,高度0.415mm,寛1mm)所構成的寛度40mm的帶狀區域以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。此外,點狀的供給側流路材4係在裝入於元件時僅設在相面對的供給側的面其中一方,由第2供給側流路材42構成的帶狀區域係設置在相面對的供給側的面雙方。
之後,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.5m3/day及99.0%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.5%,積垢進行度為41.5%。
(實施例12)
除了取代經編織物改為固著透過側流路材來作為透過側流路材以外,其餘和實施例1同樣地製作分離膜卷。透過側流路材為,於分離膜的透過側的面使用裝填有狹縫寛0.5mm且在分離膜的長度方向之間距是1.0mm的梳形填隙片的塗敷器,在作成分離膜元件的情況以相對於集水管的長邊方向垂直,且在作成信封狀膜的情況從捲繞方向的內側端部到外側端部是相對於集水管的長邊方向垂直的方式,將補強卷的溫度一邊調整成20℃一邊將乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂(商品名:701A)以樹脂溫度130℃、行走速度5.5m/min進行直線狀塗布,使得透過側流路材的高度0.3、流路材的寛度0.9mm、在集水管的長邊方向之流路材間隔0.5mm、間距1.0mm、且投影面積
比0.50的透過側流路材固著於分離膜的整體。
使用如此獲得的分離膜卷和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為35.7m3/day及98.5%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.5%,積垢進行度為40.0%。
(實施例13)
除了在分離膜本體的供給側之兩側端部設置寛度40mm的帶狀區域以外,其餘全和實施例12同樣地製作分離膜卷。此外,點狀物係在裝入於元件時僅設在相面對的供給側的面其中一方,帶狀區域係設置在相面對的供給側的面雙方。
之後,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為35.0m3/day及98.7%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.5%,積垢進行度為42.2%。
(實施例14)
除了使用發泡胺基甲酸酯溶液塗布加工機在二軸延伸聚酯薄膜(Toray製lumiler S Type50μm)上形成和實施例1同樣的供給側流路材之後,使該供給側流路材朝分離膜供給側以80℃轉印以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.2m3/day及98.8%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.7%,積垢進行度為39.0%。
(實施例15)
變更供給側流路材朝分離膜的配置,使用凹版輥,將補強卷的溫度一邊調整成20℃一邊將乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂(商品名:701A)以樹脂溫度110℃、行走速度3.0m/min反覆進行點狀地塗布,而配置供給側流路材(高度h=0.83mm,寛度d=0.52mm,空隙率0%,高寬比1,分離膜的長度方向之間距1.8mm,在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度90°(表中記載為形成角))。此外,適合於第1供給側流路材4的樹脂係在裝入於元件時僅配置於相面對的供給側的面其中一方。
將該分離膜之配置有點狀物的部分切下43cm2,放入壓力容器並以上述的條件運轉後,造水量及脫鹽率為1.02m3/m2/day及98.6%。
(實施例16)
將實施例15所獲得之分離膜卷以和實施例2同樣的方法製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.3m3/day及98.7%,安定性A為99%以上,安定性B為95.8%,積垢進行度為38.8%。
(實施例17)
除了用作分離膜流路材的樹脂設為變性聚烯烴(商品名:PHC-9275),且以樹脂溫度160℃、行走速度7.5m/min反覆進行點狀且Z字狀塗布,使高度h=0.83mm,寛度d=0.3mm且分離膜的長度方向之間距為1.0mm的流路材固著於分離膜之供給側的面以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。
將該分離膜之配置有點狀物的部分切下43cm2,放入壓力容器並以上述的條件運轉後,造水量及脫鹽率為1.03m3/m2/day及98.6%。
(實施例18)
使用實施例17所獲得之分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為32.0m3/day及98.3%,安定性A為99%以上,安定性B為95.0%,積垢進行度為35.9%。
(實施例19)
除了用作流路材的樹脂設為變性聚烯烴(商品名:RH-105),且以樹脂溫度130℃、行走速度2m/min反覆進行點狀且Z字狀,使高度h=0.83mm、寛度d=0.7mm且於分離膜的長度方向之間距2.3mm、投影面積比0.08的流路材固著於分離膜供給側以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。
將該分離膜之配置有點狀物的部分切下43cm2,放入壓力容器並以上述的條件運轉後,造水量及脫鹽率為1.03m3/m2/day及98.2%。
(實施例20)
使用實施例19所獲得之分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.5m3/day及98.8%,安定性A為99%以上,安定性B為95.6%,積垢進行度為41.0%。
(實施例21)
除了用作流路材的樹脂設為變性聚烯烴(商品名:RH-105),且以樹脂溫度125℃、行走速度2m/min反覆進行點狀且Z字狀塗布,使高度h=0.83mm、寛度d=0.83mm且分離膜的長度方向之間距2.8mm、投影面積比0.08的流路材固著於分離膜供給側以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。
將該分離膜之配置有點狀物的部分切下43cm2,放入壓力容器並以上述的條件運轉後,造水量及脫鹽率為1.02m3/m2/day及98.6%。
(實施例22)
使用實施例21所獲得之分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為29.8m3/day及99.0%,安定性A為99%以上,安定性B為94.5%,積垢進行度為41.7%。
(實施例23)
除了供給側流路材方面是將在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度設為45°並配置成
格子狀,且使高度h=0.83mm,寛度d=0.83mm,長度方向之間距1.6mm的流路材固著於分離膜之供給側的面以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。
將該分離膜之配置有點狀物的部分切下43cm2,放入壓力容器且以上述的條件運轉後,造水量及脫鹽率為1.03m3/m2/day及98.6%。
(實施例24)
使用實施例23所獲得之分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.7m3/day及98.3%,安定性A為99%以上,安定性B為95.7%,積垢進行度為38.9%。
(實施例25)
除了在分離膜本體的供給側之兩側端部設置由線條狀的第2供給側流路材42(對x軸方向傾斜45°的直線狀的直方體形狀,高度0.415mm,寛度1mm)所構成的寛度40mm的帶狀區域以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。此外,點狀物係在裝入於元件時僅設在相面對的供給側的面其中一方,帶狀區域係設置在相面對的供給側的面雙方。之後,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.6m3/day及99.0%,安定性A為99%以上,安定性B為95.7%,積垢進行度為42.3%。
(實施例26)
除了取代經編織物改為固著透過側流路材來作為透過側流路材以外,其餘和實施例15同樣地製作分離膜卷。
透過側流路材為,於分離膜的透過側的面使用裝填有狹縫寛0.5mm且在分離膜的長度方向之間距是1.0mm的梳形填隙片的塗敷器,在作成分離膜元件的情況以相對於集水管的長邊方向垂直,且在作成信封狀膜的情況從捲繞方向的內側端部到外側端部是相對於集水管的長邊方向垂直的方式,將補強卷的溫度一邊調整成20℃一邊將乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂(商品名:701A)以樹脂溫度130℃、行走速度5.5m/min進行直線狀塗布,使得透過側流路材的高度0.3、流路材的寛度0.9mm、在集水管的長邊方向之流路材間隔0.5mm、且間距1.0mm的流路材固著於分離膜的整體。
使用如此獲得的分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為36.0m3/day及98.5%,安定性A為99%以上,安定性B為95.7%,積垢進行度為39.0%。
(實施例27)
除了在分離膜本體的供給側之兩側端部設置寛度40mm的帶狀區域以外,其餘全和實施例26同樣地製作分離膜卷。此外,點狀物係在裝入於元件時僅設在相面對的供給側的面其中一方,帶狀區域係設置在相面對的供給側的面雙方。
之後,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為34.9m3/day及98.8%,安定性A為99%以上,安定性B為95.7%,積垢進行度為38.8%。
(實施例28)
除了基材變更為長纖維不織布以外,其餘全和實施例1同樣的方法製作分離膜卷。基材的纖維配向度為在多孔性支持層側表層是20°,在多孔性支持層相反側的表層是40°。此外,點狀的供給側流路材係在裝入於元件時僅設在相面對的供給側的面其中一方。
使用如此獲得的分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為31.5m3/day及98.7%,安定性A為99%以上,安定性B為95.8%,積垢進行度為38.8%。
(實施例29)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成45°,間距變更為1.6mm以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.6m3/day及98.0%,安定性A為99%以上,安定性B為95.7%,積垢進行度為39.0%。
(實施例30)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成10°,間距變更為2.6mm以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.3m3/day及97.6%,安定性A為99%以上,安定性B為95.7%,積垢進行度為42.8%。
(實施例31)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成170°,間距變更為1.5mm以外,其餘全和實施例15同樣地製作分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.6m3/day及97.7%,安定性A為99%以上,安定性B為95.8%,積垢進行度為43.0%。
(實施例32)
預先朝軸延伸聚酯薄膜(Toray製lumiler S Type 50μm)上射出成形了纖維的寛度為0.5mm且交點高度成為0.83mm的網,使該供給側流路材於120℃下朝分離膜供給側轉印而製作分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行
運轉後,造水量及脫鹽率為28.9/day及99.0%,安定性A為99%以上,安定性B為94.0%,積垢進行度為53.0%。
(比較例1)
除了在供給側未配置不連續的基於本發明的流路材而是使用網(厚度:0.83mm,間距:4mm×4mm,纖維徑:415μm,投影面積比:0.20)以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為28.8m3/day及99.0%,安定性A為99.5%以上,安定性B為99.4%,積垢進行度為53.1%。
(比較例2)
除了用作供給側流路材的樹脂設為乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂(商品名:701A),且以樹脂溫度110℃、行走速度3.0m/min進行點狀地塗布,使高度h=0.20mm、寛度d=0.35mm且分離膜的長度方向之間距為1.8mm的流路材固著於分離膜供給側以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用如此獲得的分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.4m3/day及98.0,%。安定性A為87%,安定性A為87%,安定性B為69%,積垢進行度為46.5%。
(比較例3)
除了用作流路材的樹脂設為乙烯醋酸乙烯酯共聚合體樹脂(商品名:701A),且以樹脂溫度110℃、行走速度3.0m/min進行點狀地塗布,使高度h=0.83mm、寛度d=2mm且分離膜的長度方向之間距為6.7mm的流路材固著於分離膜供給側以外,其餘全和實施例1同樣地製作了分離膜卷。
使用如此獲得的分離膜卷,和實施例2同樣地製作8英吋元件。
將該元件放入壓力容器且以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為30.0m3/day及97.9%,安定性A為65%,積垢進行度為45.0%。
(比較例4)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成10°,間距變更為2.6mm以外,其餘全和比較例3同樣地製作分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為29.0m3/day及96.8%,安定性A為65%,積垢進行度為45.6%。
(比較例5)
除了在供給水的流動方向近接的兩個供給側流路材4所形成的角度變更成170°,間距變更為1.5mm以外,其餘全和比較例3同樣地製作分離膜卷。
使用該分離膜卷和實施例2同樣地製造8英吋
元件。
將該元件放入壓力容器並以上述的條件進行運轉後,造水量及脫鹽率為29.6m3/day及97.0%,安定性A為67%,積垢進行度為47.6%。
由結果可明嘹,實施例的分離膜及分離膜元件具有高造水性能、安定運轉性能、優異的除去性能。
本發明的膜元件特別可適用於鹼水、海水的脫鹽。
3‧‧‧分離膜
30‧‧‧分離膜本體
31‧‧‧分離膜的供給側的面
32‧‧‧分離膜的透過側的面
37‧‧‧分離機能層
38‧‧‧基材
4‧‧‧第1供給側流路材
Claims (7)
- 一種分離膜,具備:具有供給側的面和透過側的面之分離膜本體;及配置在前述分離膜本體的前述供給側的面之供給側流路材,該分離膜係為,在與流經前述供給側的面之供給水的流動方向垂直的方向之前述供給側流路材的厚度設為供給側流路材的寛度時,前述供給側流路材的高度/寬度之比是0.7以上3.0以下。
- 如請求項1之分離膜,其中在1片的分離膜本體的供給側的面上固著有複數個前述供給側流路材,前述複數個供給側流路材係在前述分離膜本體的縱向(MD)及寛度方向(CD)的至少一方取間隔作配置。
- 如請求項1或2之分離膜,其中前述供給側流路材的空隙率是5%以上95%以下。
- 如請求項1至3項中任一項之分離膜,其中相鄰的前述供給側流路材之間的角度是20~160°。
- 如請求項1至4中任一項之分離膜,其中在前述透過側的面上固著有透過側流路材。
- 如請求項1至5項中任一項之分離膜,其中在前述供給側的面的寛度方向之端部的至少一方具備配置有第2供給側流路材的帶狀區域。
- 一種分離膜元件,其特徵為具備:集水管;及捲繞在前述集水管的周圍的如請求項1至6項中任一項之分離膜。
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