[发明专利]分离膜元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离液体、气体等流体中含有的成分的分离膜元件及其制造方法。

背景技术

作为分离液体、气体等流体中所含的成分的方法，有多种方法。例如以用于除去海水、咸水等中所含的离子性物质的技术为例，近年来，作为用于节省能源及节省资源的工艺，通过分离膜元件进行分离的方法的利用正在扩大。从其孔径和分离功能的方面考虑，在利用分离膜元件的分离法中使用的分离膜包括：精密过滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、正渗透膜等，这些膜已经用于例如由海水、咸水、含有有害物质的水等得到饮用水的情况、和工业用超纯水的制造、废水处理、有价值物的回收等，根据目标分离成分及分离性能分开使用。

分离膜元件具有下述共同特征：在向分离膜的一侧的面供给原流体(raw fluid)、从另一侧的面得到透过流体。分离膜元件如下构成，即，将多个由各种形状形成的分离膜元件捆在一起，可以增大膜面积，每个单元元件中能够得到大量的透过流体，根据用途和目的，可以制造螺旋型、中空丝型、板框型(plate-and-frame type)、旋转平膜型、平膜集成型等各种元件。

例如螺旋型分离膜元件具有有孔集水管，同时具有卷绕在其周围的供给侧流路部件、分离膜及透过侧流路部件。供给侧流路部件将原流体供给至分离膜的供给流体侧表面。分离膜用于将原流体中所含的成分分离。透过侧流路部件透过分离膜、且将从原流体分离的透过流体导入到有孔集水管。螺旋型分离膜元件通过对原流体赋予压力，从而可以得到大量透过流体。图1给出螺旋型分离膜元件的一例。

如图1所示，为制造螺旋型分离膜元件1a，作为供给侧流路部件2设置高分子制网，作为透过侧流路部件4设置被称作特里科经编织物的针织物构件。分离膜3a在透过侧流路部件4的两面重叠、粘结成封套状，由此形成封套状膜5a。在封套状膜5a的内侧形成透过侧流体流路。封套状膜5a与网2交替地层合，封套状膜的开口部侧的规定部分与有孔集水管6的外周面粘结，以螺旋状卷绕。

近年来，对降低淡水制造成本的要求、特别是对降低膜元件制造所耗费的成本的要求提高，已经公开了利用分离膜、各流路构件、元件构件的改良进行低成本化。例如专利文献1中，公开了一种螺旋型分离膜元件，所述螺旋型分离膜元件将设置有槽的平膜层合·粘结并卷绕在有孔集水管的周围。专利文献1中，如上所述，公开了以下方法：通过将形成有槽的2张平膜层合，在平膜之间形成流路，从而不使用供给侧流路部件或透过侧流路部件。另外，专利文献2及3中，公开了以下方法：使用包含具有凹凸的多孔性支承体和分离活性层的片状分离膜，不使用网等供给侧流路部件或特里科经编织物等透过侧流路部件。

专利文献1：日本特开昭63-69503号公报

专利文献2：日本特开2010-99590号公报

专利文献3：日本特开2010-125418号公报

发明内容

然而，上述分离膜元件存在原流体的一部分流入透过侧的问题，不能认为分离性能充分稳定。

因此，本发明的目的在于提高具有凹凸的分离膜的分离除去性能。

为了实现上述目的，本发明的分离膜元件具有有孔集水管、和由分离膜形成的、卷绕在上述有孔集水管的周围的封套状膜，上述分离膜在至少一面上具有100μm以上、2000μm以下的高低差，同时在上述孔集水管的长度方向的两侧端部均具有带状区域，所述带状区域的表面平均高低差为50μm以下。

根据本发明，可以得到一种分离膜元件，该分离膜元件不仅利用分离膜表面的高低差形成高效率且稳定的供给侧流路，同时在封套状膜的带状端部中分离膜之间的粘结性也得到提高，结果可以得到在高压条件下的运转时具有分离成分的除去性能和高透过性能的高性能、高效率分离膜元件。

附图说明

【图1】为模式化地表示螺旋型分离膜元件的构件构成的部分展开立体图。

【图2】为表示本发明的分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图3】为表示本发明的其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图4】为表示本发明的其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图5】为表示本发明的其他分离膜元件的例子的部分展开立体图。

【图6】为第2图的I-I线剖面图。

【图7】为表示本发明的分离膜的一例的剖面图。

【图8】为表示本发明的分离膜构成的一例的剖面图。

【图9】为表示本发明的分离膜构成的其他例子的剖面图。