分离膜元件及其运转方法技术

本发明专利技术的课题是提供造水性、除去性长期优异的分离膜元件。本发明专利技术提供一种分离膜元件，其具备：集水管；具备供给侧的面和透过侧的面的分离膜；供给侧流路件；以及透过侧流路件，上述分离膜、供给侧流路件和透过侧流路件以螺旋状卷围在上述集水管的周围，上述供给侧流路件具备互相交叉的多个纤维状物，上述供给侧流路件的厚度为0.15mm以上且0.50mm以下，对于上述分离膜，在将供给水设为浓度200ppm的食盐水、pH6.5的NaCl水溶液，将在运转压力0.41MPa、温度25℃的条件下过滤时的溶液透过系数设为A(m/秒/MPa)、溶质透过系数设为B(m/秒)时，A

Separation Membrane Element and Its Operation Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离膜元件及其运转方法
本专利技术涉及为了将液体、气体等流体所包含的成分分离而使用的分离膜元件。
技术介绍
在用于除去海水和咸水等所包含的离子性物质的技术中，近年来，作为用于节省能量和节省资源的工艺，采用分离膜元件的分离法的利用正在扩大。采用分离膜元件的分离法所使用的分离膜根据其孔径、分离功能而分类成微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、正渗透膜。这些膜例如用于由海水、咸水和包含有害物的水等制造饮用水、制造工业用超纯水、和排水处理和回收有价值物质等，根据作为目标的分离成分和分离性能而区分使用。作为分离膜元件，有各种形态，在分离成分为水的情况下，在向分离膜的一个面供给供给水，从另一个面获得透过水的方面是共同的。分离膜元件通过具有被捆扎的多个分离膜，从而以每一个分离膜元件的膜面积变大的方式，即以每一个分离膜元件获得的透过水的量变大的方式形成。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、平膜集积型等各种形状。例如，在反渗透过滤时广泛使用了螺旋型分离膜元件。螺旋型分离膜元件具备集水管、和卷缠在集水管周围的叠层体。叠层体通过将向分离膜表面供给供给水的供给侧流路件、将供给水所包含的成分分离的分离膜、和用于将透过分离膜而从供给水侧流体分离出的透过侧水导向集水管的透过侧流路件叠层而形成。螺旋型分离膜元件可以对供给水赋予压力，因此从可以更多取出透过水的方面考虑优选使用。为了使螺旋型分离膜元件高性能化，要求螺旋型分离膜元件的高造水、高除去化、并且高寿命化。近年来，作为实现螺旋型分离膜元件的高造水化的手段，提出了降低供给侧流路件、分离膜、透过侧流路件这样的构件的厚度，增加填充于螺旋型分离膜元件的分离膜量而增加造水量的方法。特别是，构件中供给侧流路件厚，在将螺旋型分离膜元件运转时产生的流动阻力小，即使进一步减薄供给侧流路件，流动阻力的增加也轻微，因此采用了使供给侧流路件为薄型，增加分离膜量的方法。具体而言，专利文献1中，提出了填充厚度为0.08mm以上且2mm以下的供给侧流路件，并在透过侧配置了阻力低的流路件的螺旋型分离膜元件。另一方面，为了使螺旋型分离膜元件的除去性提高，提出了能够提高膜面的紊流效果，抑制浓度极化那样的流路件构件和螺旋型分离膜元件结构。具体而言，专利文献2中，提出了通过在分离膜的供给侧表面设置凸部和槽，从而使膜面的紊流效果增加的螺旋型分离膜元件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-230140号公报专利文献2：日本特开2010-125418号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题虽然提出了上述各种方案，但是分离膜元件从造水性、除去性的观点考虑不能说是充分的，此外，在长期维持分离膜元件性能这样的方面也存在改善的余地。因此，本专利技术的目的是提供造水性、除去性长期优异的分离膜元件。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术包含下述(1)～(10)的构成。(1)一种分离膜元件，其具备：集水管；具备供给侧的面和透过侧的面的分离膜；供给侧流路件；以及透过侧流路件，上述分离膜、供给侧流路件和透过侧流路件以螺旋状卷围在上述集水管的周围，上述供给侧流路件具备互相交叉的多个纤维状物，上述供给侧流路件的厚度为0.15mm以上且0.50mm以下，上述分离膜为，在使供给水为浓度200ppm的食盐水、pH6.5的NaCl水溶液，将在运转压力0.41MPa、温度25℃的条件下过滤时的溶液透过系数设为A(m/秒/MPa)、溶质透过系数设为B(m/秒)时，A3/B(m2/秒2/MPa3)的值为8.0×10-8以上的分离膜。(2)根据上述(1)所述的分离膜元件，上述分离膜为，在使供给水为浓度200ppm的食盐水、pH6.5的NaCl水溶液，在运转压力0.41MPa、温度25℃的条件下过滤时，透过水量为1.5m3/m2/天以上的分离膜。(3)根据上述(1)或(2)所述的分离膜元件，上述供给侧流路件的交点密度为3个/100mm2以下。(4)根据上述(1)或(2)所述的分离膜元件，上述供给侧流路件的交点密度为15个/100mm2以上且210个/100mm2以下。(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的分离膜元件，利用上述供给侧流路件形成的供给侧流路沿相对于上述集水管的长度方向垂直的方向形成。(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的分离膜元件，上述透过侧流路件为形成有多个突起物的片或固定有多个突起物的片。(7)根据上述(6)所述的分离膜元件，上述突起物沿相对于上述集水管的长度方向垂直的方向连续。(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的分离膜元件，上述透过侧流路件的横截面形成有多个透过侧流路，并且，上述透过侧流路件的横截面积比为0.4以上且0.75以下。(9)一种分离膜元件的运转方法，使用上述(1)～(8)中任一项所述的分离膜元件，对被供给的水量的60％以上进行造水。(10)一种分离膜元件的运转方法，使用上述(1)～(8)中任一项所述的分离膜元件，对被供给的水量的40％以下进行造水。专利技术的效果通过本专利技术，可以获得成为具有高造水能力并且高除去能力的元件构成，进一步，通过膜面线速度提高从而特别是在高回收率运转中不易在膜面产生难溶盐(污垢)、有机物污着物，造水性、除去性长期优异的分离膜元件。附图说明图1是表示本专利技术的分离膜元件的一例的示意图。图2是表示本专利技术的分离膜元件的一例的其它示意图。图3是表示本专利技术的分离膜元件的一例的其它示意图。图4是应用于本专利技术的供给侧流路件的平面图的一例。图5是应用于本专利技术的透过侧流路件的横截面图的一例。图6是应用于本专利技术的透过侧流路件的横截面图的其它一例。图7是表示应用于本专利技术的透过侧流路件的形态的横截面图的一例。图8是应用于本专利技术的透过侧流路件的一例。图9是应用于本专利技术的透过侧流路件的其它一例。具体实施方式接下来，对本专利技术的分离膜元件的实施方式进行详细说明。＜分离膜元件的概要＞对于分离膜元件，为了使供给侧的水的流路形成，作为供给侧流路件，主要使用高分子制的网状物。此外，作为分离膜，使用例如叠层型的分离膜。叠层型的分离膜具备：从供给侧向透过侧依次叠层的、由聚酰胺等交联高分子形成的分离功能层、由聚砜等高分子形成的多孔性树脂层(多孔性支持层)、由聚对苯二甲酸乙二醇酯等高分子形成的无纺织物等基材。此外，为了使透过侧的水的流路形成，使用透过侧流路件。关于分离膜元件，如图1所示，将供给侧流路件1用分离膜2夹入，叠层透过侧流路件3而作为一组单元，以螺旋状卷围在集水管4的周围而作为分离膜元件5。分离膜元件5具备配置在其第1端和第2端、并且具有孔的带孔端板92。即，从分离膜元件5的第1端供给的供给水101通过分离膜而被分成透过水102和浓缩水103。透过水102穿过集水管4而从分离膜元件5的第2端取出。浓缩水103穿过第2端的带孔端板92的孔而流出到分离膜元件5外。此外，本专利技术中，如图2所示，可以采用供给水的流动不同的分离膜元件5B的构成。对于通常的分离膜元件5，利用供给侧流路件形成的供给侧流路沿与集水管4的长度方向平行的方向设置，与此相对，对于分离膜元件5B，至少沿相对于集水管4的长度方向垂直的方向设置。分离膜元件5B的制作方法如下所述。具体而言，将供给侧流路件1用分离膜2夹入，叠层透过侧流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离膜元件，其具备：集水管；具备供给侧的面和透过侧的面的分离膜；供给侧流路件；以及透过侧流路件，所述分离膜、供给侧流路件和透过侧流路件以螺旋状卷围在所述集水管的周围，所述供给侧流路件具备互相交叉的多个纤维状物，所述供给侧流路件的厚度为0.15mm以上且0.50mm以下，所述分离膜为，在使供给水为浓度200ppm的食盐水、pH6.5的NaCl水溶液，将在运转压力0.41MPa、温度25℃的条件下过滤时的溶液透过系数设为A、溶质透过系数设为B时，A

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.21 JP 2016-183742;2016.10.28 JP 2016-211461.一种分离膜元件，其具备：集水管；具备供给侧的面和透过侧的面的分离膜；供给侧流路件；以及透过侧流路件，所述分离膜、供给侧流路件和透过侧流路件以螺旋状卷围在所述集水管的周围，所述供给侧流路件具备互相交叉的多个纤维状物，所述供给侧流路件的厚度为0.15mm以上且0.50mm以下，所述分离膜为，在使供给水为浓度200ppm的食盐水、pH6.5的NaCl水溶液，将在运转压力0.41MPa、温度25℃的条件下过滤时的溶液透过系数设为A、溶质透过系数设为B时，A3/B的值为8.0×10-8以上的分离膜，所述A的单位是m/秒/MPa，所述B的单位是m/秒，所述A3/B的单位是m2/秒2/MPa3。2.根据权利要求1所述的分离膜元件，所述分离膜为，在使供给水为浓度200ppm的食盐水、pH6.5的NaCl水溶液，在运转压力0.41MPa、温度25℃的条件下过滤时，透...

【专利技术属性】
技术研发人员：誉田刚士，高木健太朗，广泽洋帆，山田博之，峰原宏树，田中宏明，铃木萌菜美，铃木祐太郎，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP