[发明专利]分离膜元件

说明书

本发明的目的是提供即使以高压运行也具有高除去性能和造水性能的分离膜元件。本发明的分离膜元件具备透过侧流路件、原水侧流路件、集水管和多个分离膜，多个分离膜具有原水侧的面和透过侧的面，通过以原水侧的面彼此相对的方式配置形成分离膜叶，透过侧流路件设置在分离膜的透过侧的面彼此之间，形成透过侧流路，原水侧流路件设置在分离膜的原水侧的面彼此之间，形成原水侧流路，集水管将透过水汇集，分离膜叶在与集水管的长度方向正交的方向上的外周部以及集水管的长度方向上的端面分别具有开口部，分离膜叶的宽度W1为150mm以上且400mm以下，透过侧流路件的流路宽度的变动系数为0.00以上且0.10以下，分离膜叶的宽度W1与分离膜叶的长度L之比L/W1为2.5以上。

技术领域

本发明涉及用于将液体、气体等流体中所含的成分分离的分离膜元件。

背景技术

近年来，关于除去海水和盐水等中所含的离子性物质的技术，作为用于节能和节省资源的工艺，通过分离膜元件进行的分离方法的利用正在扩展。通过分离膜元件进行的分离方法中所使用的分离膜，从其孔径、分离功能的角度出发，可分类为精滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、正渗透膜。这些膜用于由例如海水、盐水和包含有害物质的水等制造可饮用水，制造工业用超纯水，以及排水处理和有价物质的回收等，根据目标的分离成分和分离性能而区分使用。

作为分离膜元件存在各种形态，但在向分离膜的一侧的表面供给原水，从另一侧的表面得到透过水这一点上是共通的。分离膜元件被形成为通过具备成束的多个分离膜，使每一个分离膜元件的膜面积增大，也就是使每一个分离膜元件所得到的透过水的量增大。作为分离膜元件，根据用途、目的，提出了螺旋型、中空纤维型、板框型、旋转平膜型、平膜集成型等各种形状。

例如，反渗透过滤广泛使用螺旋型分离膜元件。螺旋型分离膜元件具备中心管和卷绕在中心管的周围的层叠体。层叠体是通过原水侧流路件、分离膜和透过侧流路件层叠而形成的，所述原水侧流路件向分离膜表面供给原水(也就是被处理水)，所述分离膜将原水中所含的成分分离，所述透过侧流路件用于将透过分离膜并从原水侧流体中分离出的透过侧流体向中心管引导。螺旋型分离膜元件能够向原水赋予压力，因此在能够取出较多透过水这一点上优选使用。

螺旋型分离膜元件中，通常为了形成原水侧流体的流路，作为原水侧流路件主要使用聚合物制的网。另外，作为分离膜，使用层叠型的分离膜。层叠型的分离膜具备从原水侧向透过侧层叠的、由聚酰胺等交联聚合物制成的分离功能层、由聚砜等聚合物制成的多孔性树脂层(多孔性支持层)、由聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚合物制成的无纺布的基材。另外，作为透过侧流路件，出于防止分离膜的凹陷，并且形成透过侧的流路的目的，使用与原水侧流路件相比间隔细的被称为特里克经编(tricot)的编织物构件(也称为纬编物)。

近年来，对减少造水成本的需求不断提高，因此需求分离膜元件的高性能化。例如，为了分离膜元件的分离性能的提高以及单位时间的透过水量的增大，提出各流路构件等的分离膜元件构件的性能提高。

具体而言，专利文献1中提出具备在无纺布上配置有纱线而成的流路件的分离膜元件。专利文献2中提出将一般的薄膜进行压印成型，改善了薄膜表面方向上的液体通过性的分离膜元件。这样的分离膜元件，如图1所示，用分离膜2夹着原水侧流路件1，与透过侧流路件3层叠，作为一组单位，在集水管4的周围以螺旋状卷绕，形成分离膜元件5。

另外，专利文献3中提出从分离膜元件的宽度方向两端部流入原水，从外周部作为浓缩水排出的实施方式，专利文献4、5中提出从分离膜元件的外周部供给原水，从一端作为浓缩水排出的实施方式。这些分离膜元件，与分离膜元件5同样地可以通过由分离膜2夹着原水侧流路件1，与透过侧流路件3层叠，作为一组单位，在集水管4的周围以螺旋状卷绕而得到，但分离膜元件5在原水的流入部、浓缩水排出部位于分离膜元件的外周部这一点上不同。

在先技术文献

专利文献1：美国专利申请公开第2012-0261333号说明书