螺旋型膜组件制造技术

本发明专利技术提供一种能够提高具有受限的外径的膜组件中的有效膜面积并且降低运行能耗的螺旋型膜组件。一种螺旋型膜组件，其具备：在对置的分离膜(1)之间设有透过侧流路件(3)的多个膜片(L)，介于膜片(L)之间的供给侧流路件(2)；用于卷绕膜片(L)和供给侧流路件(2)的有孔中心管(5)，以及用于防止供给侧流路与透过侧流路之间混合的密封部。其中，所述密封部包含利用粘结剂将所述膜片(L)的轴心方向(A1)两侧进行密封而成的两边端部的两端密封部(11)，所述两端密封部(11)的厚度(T1)为390μm～540μm。

Helical membrane assembly

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】螺旋型膜组件
本专利技术涉及一种对浮游或溶解于液体中的成分进行分离的螺旋型膜组件(下面，有时简称为“膜组件”)，作为用于提高被标准化且具有受限制的外径的膜组件中的有效膜面积的技术是有用的。
技术介绍
近年来，在难以稳定地确保水资源的干旱、半干旱地域的沿海城市中，尝试对海水进行脱盐而淡水化。进一步地，在水资源匮乏的地域，尝试对工业排水、家庭排水进行净化而再利用。而且，最近，还在尝试通过对从油田工厂等排出的含油的浑浊度高的排水去除油分、盐分，从而对这种水进行再利用方面的努力。作为用于这种水处理的膜组件，已知的螺旋型膜组件，如图1(a)～(b)所示，其具备：在对置的分离膜1之间设有透过侧流路件3的多个膜片L，存在于膜片L之间的供给侧流路件2，对膜片L和供给侧流路件2进行卷绕的有孔中心管5，以及用于防止供给侧流路与透过侧流路之间混合的密封部11、12。在这种膜组件中，从运行成本、能量效率等方面出发，提高透水性是重要的，因此，提高分离膜的有效膜面积是有效的。然而，螺旋型膜组件的外径被标准化，因此存在与该标准相应的外径的限制，于是，需要一边保持螺旋型膜组件的外径，一边提高有效膜面积。作为提高膜组件的有效膜面积的技术，例如，在专利文献1中公开了如下方法：通过减薄透过侧流路件，从而提高分离膜的充填密度，提高有效膜面积。然而，在该方法中，由于存在于对置的分离膜之间的透过水流路变窄，因此压力损失变得更大，因此，无法期望透水性的提高与膜面积成比例。另外，在专利文献2中公开了如下方法：仅对中心管和膜片进行粘接的密封部来增大粘结剂的涂布宽度，且相对地减小其它密封部的涂布宽度，由此提高膜组件整体的有效膜面积。现有技术文件专利文献专利文献1：日本特开平2-218421号公报专利文献2：日本特开2015-150545号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，一直以来，人们在努力尽量减少膜片的密封部的宽度，在如专利文献2那样地在膜组件的制造工序中局部地改变密封部的涂布宽度的方法中，无法期待有效膜面积的飞跃性增加。另一方面，作为提高膜组件的有效膜面积的方法，减小分离膜自身厚度的方法也有效。然而，例如在减薄复合半透膜的厚度的情况下，为了保持强度，需要提高作为支撑体的无纺布的密度；另外，在制造膜组件时，为了不引起复合半透膜的塌陷，需要使用密度高的透过侧流路件。基于本专利技术者们的研究，明确了在使用这种高密度的材料的情况下，粘结剂难以浸渗至分离膜的支撑体、透过侧流路件，膜片的密封部的厚度容易变大，因此，即使减薄复合半透膜的厚度，由于密封部的厚度的影响，也无法充分增加有效膜面积。另一方面，通过减薄供给侧流路件，也可能增大所充填的分离膜的有效膜面积。然而，若减薄供给侧流路件，则增加膜组件的入口-出口的压力损失，由于运行能耗的增加，存在运行成本增大的问题。如上所述，对于外径受限制的膜组件而言，在现有技术中，若通过减小流路件的厚度来增大有效膜面积，则由于压力损失的增加而存在运行能耗增加的问题，因此，需要同时解决这种自相矛盾的课题。因此，本专利技术的目的在于提供一种螺旋型膜组件，其能够提高具有受限制的外径的膜组件中的有效膜面积，并且降低运行能耗。用于解决课题的方案上述目的通过如下所述的本专利技术来实现。即，本专利技术的螺旋型膜组件具备：在对置的分离膜之间设有透过侧流路件的多个膜片，存在于上述膜片之间的供给侧流路件，对上述膜片和上述供给侧流路件进行卷绕的有孔中心管，以及用于防止供给侧流路与透过侧流路之间混合的密封部；并且，上述密封部包含利用粘结剂将上述膜片的轴心方向两侧的两边端部进行密封而成的两端密封部，上述两端密封部的厚度为390μm～540μm。基于本专利技术的螺旋型膜组件，通过将填充分离膜时对充填密度最具有影响的部分即两端密封部的厚度设为比现有的值小的390μm～540μm，从而能够提高具有受限的外径的膜组件中的有效膜面积。另外，通过使两端密封部的厚度比现有的值小，在相同的有效膜面积的情况下，可以使用更厚的供给侧流路件，使膜组件的入口-出口的压力损失进一步缩小，从而能够降低运行能耗。上述中，上述分离膜优选是在多孔性支撑体的表面具有分离功能层、且厚度为80μm～100μm的复合半透膜。在这种薄的复合半透膜中，为了保持强度，需要提高作为支撑体的无纺布的密度；另外，制造膜组件时，需要以不引起复合半透膜的塌陷的方式使用密度高的透过侧流路件。在使用这种高密度的材料的情况下，粘结剂难以浸渗至分离膜的支撑体、透过侧流路件，膜片的密封部的厚度容易变大，因此，如本专利技术的螺旋型膜组件这样将两端密封部的厚度设为390μm～540μm，在提高有效膜面积方面特别有效。因此，本专利技术中，优选的是，上述复合半透膜在上述膜片的外侧面配置有上述分离功能层，上述多孔性支撑体在密度为0.85g/cm3～1.0g/cm3的无纺布层的单面具有聚合物多孔层。另外，上述透过侧流路件优选密度为0.4g/cm3～0.8g/cm3的经编织物(即：特里科经编织物)，其中，更优选的是，上述透过侧流路件通过经编织物来形成，所述经编织物具有通过在纵向上呈直线状进行重复的环来形成的多个凸条、以及存在于这些凸条彼此之间的多个沟槽，根据每25mm的沟槽数(wale)×{凸条宽(mm)/沟槽宽(mm)}而计算出的膜支撑指数为60以上。通过使用这种透过侧流路件，即使在如上述那样使用更薄的分离膜的情况下，也能够将膜组件的阻止率保持得更高，而且，能够抑制因分离膜的变形而引起的透过侧流路的堵塞所导致的透水量的降低，因此，能够进一步降低膜组件的运行能耗。另外，上述供给侧流路件的厚度优选为0.4mm～1.2mm。由此，能够使有效膜面积与膜组件的压力损失之间的平衡达到良好，能够进一步降低膜组件的运行能耗。附图说明图1是表示本专利技术的螺旋型膜组件的一示例的图，(a)是将一部分进行了分解的立体图，(b)是表示膜片的端部的立体图。图2是表示本专利技术的螺旋型膜组件的制造工序的一示例的图，(a)是分离膜单元的俯视图，(b)是分离膜单元的主视图，(c)是表示层叠卷绕分离膜单元前的状态的主视图。图3是表示膜片和供给侧流路件卷绕于中心管而成的卷绕体的一示例，是将一部分进行了切除的立体图。图4是表示本专利技术的螺旋型膜组件的透过侧流路件的一示例的图,(a)是仰视图，(b)是示意性表示环与斜纱(斜线)的关系的主视图。图5是表示本专利技术的螺旋型膜组件的透过侧流路件的其它示例的仰视图，(a)表示经平编织物(闭合网眼)的例，(b)表示经平编织物(开放网眼)的示例。具体实施方式(螺旋型膜组件)如图1(a)～(b)所示，本专利技术的螺旋型膜组件具备：在对置的分离膜1之间设有透过侧流路件3的多个膜片L，存在于膜片L之间的供给侧流路件2，对膜片L和供给侧流路件2进行卷绕的有孔中心管5，以及用于防止供给侧流路与透过侧流路之间混合的密封部。本实施方式中，示出了密封部包含两端密封部11和外周侧密封部12的示例。密封部中的两端密封部11通过粘接剂将膜片L的轴心方向A1的两侧的两边端部进行密封。外周侧密封部12通过粘接剂将膜片L的外周侧前端的端部进行密封。另外，在本专利技术中，如图3所示，优选具有通过粘接剂将有孔中心管5和膜片L的基端部进行密封的中央侧密封部13。本实施方式的膜组件具有膜片L和供给侧流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋型膜组件，其具备：在对置的分离膜之间设有透过侧流路件的多个膜片，存在于所述膜片之间的供给侧流路件，用于卷绕所述膜片和所述供给侧流路件的有孔中心管，以及用于防止供给侧流路与透过侧流路之间混合的密封部；其中，所述密封部包含利用粘结剂将所述膜片的轴心方向两侧的两边端部进行密封而成的两端密封部，所述两端密封部的厚度为390μm～540μm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.16 JP 2016-1814781.一种螺旋型膜组件，其具备：在对置的分离膜之间设有透过侧流路件的多个膜片，存在于所述膜片之间的供给侧流路件，用于卷绕所述膜片和所述供给侧流路件的有孔中心管，以及用于防止供给侧流路与透过侧流路之间混合的密封部；其中，所述密封部包含利用粘结剂将所述膜片的轴心方向两侧的两边端部进行密封而成的两端密封部，所述两端密封部的厚度为390μm～540μm。2.如权利要求1所述的螺旋型膜组件，其中，所述分离膜是在多孔性支撑体的表面具有分离功能层、且厚度为80μm～100μm的复合半透膜。3.如权利要求2所述的螺旋型膜组件，其中，所述复合半透膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：西美詠子，宇田康弘，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP