螺旋型薄膜元件、反渗透膜组件及反渗透膜装置的制作方法

专利名称：螺旋型薄膜元件、反渗透膜组件及反渗透膜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种即使是工业用水等浑浊度高的原水、不进行前处理、也能长时间稳定地进行通水处理的螺旋型薄膜元件、反渗透膜组件及反渗透膜装置。
背景技术：
在现有技术中，作为获得海水的淡化、超纯水、各种制造过程中用水的方法，采用以反渗透膜(RO膜)及纳米过滤膜(NF膜)作为透过膜的螺旋型薄膜元件，从原水中分离离子成分及低分子成分的方法是公知的。如图9的例子所示，现有技术中一般使用的螺旋型薄膜元件，通过下述方式构成，即，通过将反渗透膜91重叠在透过水隔离件92的两个面上而将三个边粘结在一起，从而形成袋状膜93，将透过水集水管94安装在该袋状膜93的开口部，与网状的原水隔离件95一起，呈螺旋状卷绕在透过水集水管94的外周面上。从而原水96从螺旋型薄膜元件90的一侧的端面侧9a供应，沿着原水隔离件95流动，从螺旋型薄膜元件90的另一侧的端面9b作为浓缩水98被排出。原水96在沿着原水隔离件95流动的过程中，透过反渗透膜91而成为透过水97，该透过水97沿着透过水隔离件92流入到透过水集水管94的内部，从透过水集水管94的端部排出。这样，利用配置在卷绕的袋状膜93之间的原水隔离件95，形成原水路径。
在利用这种螺旋型薄膜元件获得海水的淡化或超纯水、各种制造过程中用水的情况下，通常，为了除去原水中浑浊物质而进行前处理。进行这种前处理的理由是，为了在确保原水流路的同时尽可能地加大原水与反渗透膜的接触面积，螺旋型薄膜元件的原水隔离件的厚度通常在1mm以下，比较薄，浑浊物质容易蓄积在位于原水流路中的原水隔离件上，堵塞原水流路。因此，预先除去原水中的浑浊物质，以避免因浑浊物质蓄积引起的通水压差的上升以及透过水量、透过水质的降低，可以长时间稳定地进行运转。用于这种除去浑浊物质的前处理装置，例如，包括凝集沉淀处理，过滤处理及薄膜处理等各种装置，这些装置，存在着使设置成本及运转成本上升的同时，还需要大的设置面积等问题。因此，如果能够开发出具有可以利用现有技术例中薄的原水隔离件确保原水流路，并维持与现有技术中同等的脱盐率的同时、不蓄积浑浊物质的结构的螺旋型薄膜元件，则不用前处理，就可以供应工业用水及水道水，可以简化系统，减少设置面积，降低成本，在工业上的利用价值极高。
另一方面，为了防止由螺旋型薄膜元件的浑浊物质引起的原水流路的闭塞，提出了改进现有技术的栅格的网孔状的原水隔离件的结构的方案。在特开昭64-47404号公报中，公开了一种采用了作为波形板、将波形制成蜿蜒而行的形状的原水隔离件的螺旋型薄膜元件。这种蜿蜒而行的波形形状的原水隔离件，成型困难，同时，在卷绕成螺旋状时，流路遭到破坏的可能性很大，是不实用的。
在特开平9-299770号公报中，公开了一种如下的结构第一线材和第二线材相互交叉地形成栅格状，以第一线材或第二线材与透过水集水管的长度方向平行的方式配置原水隔离件。根据这种结构的原水隔离件，由于原水基本上沿着与透过水集水管的长度方向平行的方向呈直线状流动，所以，压力损失低，并且原水的线速度增大，原水中的浑浊物质难以蓄积，但与此相反，由于存在于和集水管的长度方向成直角的方向的线材遮挡住原水的流路，所以，浑浊物质会蓄积在该线材上，依然会引起原水流路的闭塞。
在特开平10-156152号公报中，如图8所示，公开了一种原水隔离件，由从原水的流入侧X向流出侧Y成之字形延伸的线材构成，线材由沿着相对的分离膜中的一侧的分离膜80的膜面延伸的第一线材81、和沿着另一侧的分离膜的膜面延伸的第二线材82构成，在相邻的第一线材彼此之间，以及相邻的第二线材彼此中间分别形成沿着从原水流入侧到流出侧的分离膜的膜面连续延伸的原水流路，所述第一线材和第二线材，它们的一部分81b、82a重合，同时，在该重合的部位处接合起来。根据这种结构的原水隔离件，尽管与现有技术中的网孔状的原水隔离件相比，能够抑制浑浊物质引起的原水流路的闭塞，但是，在图8中的第一线材81的拐角部C附近的原水的滞留，即使受到例如第二线材82的突出部B处的高流速的水流的影响，也不能消除。因此，在长时间使用时，仍然会引起浑浊物质的蓄积。
象这样，在现有技术中提出的原水隔离件中，由第一线材和第二线材构成的网孔状的结构，在原水流路中，全都存在着成为拐角部或者弯折点的部分，这将引起原水的滞留，在长时间使用时，会引起浑浊物质的蓄积，不能避免通水压力差的上升，不能省略现有技术中进行的原水前处理，这就是目前的现状。从既确保原水流路，又形成没有弯折点的流路的观点出发，最好是仅采用从原水流入侧向流出侧呈直线状或基本上直线状延伸的线材形成的结构，但是，由于不是将线材彼此连接的结构，所以，在工业上制作是很困难的。
从而，本发明的目的是提供一种即使不进行前处理而供应工业用水等浑浊度高的原水、浑浊物质也很难蓄积、能够长时间稳定地进行通水处理的螺旋型薄膜元件、反渗透膜组件以及反渗透膜装置。
发明的公开鉴于这种情况，本发明人等进行深入研究的结果，发现在将袋状的分离膜和原水隔离件一起卷绕到透过水集水管的外周面上而构成的螺旋型薄膜元件中，原水中的浑浊物质蓄积的部分，主要是原水隔离件的线材交叉的交点部分及弯折部分，从而，如果不使线材交叉，不形成弯折点，将原水的流动变成直线的话，可以大幅度抑制浑浊物质在原水隔离件上的蓄积等，从而完成本发明。
即，本发明(1)，提供一种螺旋型薄膜元件，是将袋状的分离膜和原水隔离件一起卷绕到透过水集水管的外周面上而构成，该原水隔离件由从原水的流入侧向流出侧按以平缓的曲线蜿蜒而行的形状延伸的第一线材及第二线材构成，该第一线材沿着该分离膜中相对的一侧的膜面延伸的同时，在相邻的第一线材之间形成一侧的原水流路，该第二线材沿着该分离膜中相对的另一侧的膜面延伸的同时，在邻接的第二线材之间形成另一侧的原水流路，该第一线材和该第二线材局部重叠，在该重叠的部位接合在一起。通过采用这种结构，原水在以平缓的曲线蜿蜒而行的形状的线材彼此之间沿着膜面从流入侧向流出侧平缓地蜿蜒而行，或者基本上呈直线状流动。因此，大幅度抑制了原水流路中的浑浊物质的蓄积。
此外，本发明(2)，提供一种螺旋型薄膜元件，其特征在于，前述以平缓的曲线蜿蜒而行的形状是具有无弯折点的规则性的形状，振幅H和波长L之比(H/L)为0.02～2，并且，一根线材的每1米为1～100个波长。通过采用这种结构，可以选择与用途和使用条件相称的恰当的合适数值进行制作，可以可靠地获得前述发明的效果。此外，本发明(3)提供一种反渗透膜组件，其特征在于，具有前述螺旋型薄膜元件。通过采用这种结构，除实现和前述发明相同的效果之外，还可以很容易搬入到水处理设施内，并且可以保持其原有状态不变地安装到处理线上。本发明(4)，提供一种反渗透膜装置，其特征在于，具有前述反渗透膜组件。利用本发明的反渗透膜装置，在获得海水的淡化、及超纯水、各种制造过程中用水的情况下，可以不进行前处理而供应工业用水及水道水等浑浊度高的原水，可以简化系统，减少设置面积，降低成本，工业上的利用价值极高。
附图的简单说明

图1是表示本实施形式的例子中的原水隔离件的视图，图2A是沿图1的A-A线观察到的视图，图2B是沿图1的B-B线观察到的视图，图3是放大地表示图1的一部分的透视图，图4A是表示构成原水隔离件的第一线材的视图，图4B是表示构成原水隔离件的第二线材的视图，图5是表示另外一种实施形式的例子中的原水隔离件的视图，图6是表示在本实施形式的例子中的反渗透膜组件的结构的一个例子的视图，图7是表示在本发明实施形式的反渗透膜装置的一个例子的视图，图8是说明现有技术的之字形原水隔离件的视图，图9是现有技术的反渗透膜组件的简略图。
实施发明的最佳方式在本发明中，原水隔离件由从原水的流入侧向流出侧按以平缓的曲线蜿蜒而行的形状延伸的多个第一线材及多个第二线材构成。作为第一线材及第二线材的截面形状，没有特定的限制，可以列举出例如圆形、三角形、四边形等。此外，第一线材和第二线材使用相同尺寸、相同截面形状的线材。
作为以平缓的曲线蜿蜒而行的形状，可以列举出例如没有弯折点、除去拐点之外全部由曲线部构成的蜿蜒而行的形状。所谓弯折点，是指由直线和直线构成的、具有角度的拐角部。此外，这种拐角部分也包括具有角度被消除、或者稍有拐角部分的圆形的部分。从而，在以平缓的曲线蜿蜒而行的形状中，不包括图8所示的所谓之字形形状。此外，作为曲线部，可以列举出总是以相同的曲率半径构成的半圆形、像圆的部分的弧及sin(正弦)曲线那样的曲率半径连续变化的形状等。在总是以相同的曲率半径构成的半圆形，或者圆的一部分的弧的情况下，该曲线的曲率半径为10mm～10000mm，优选为20mm～5000mm，在曲率半径不足10mm时，原水的水流容易产生滞留，在长时间使用时，会引起浑浊物质的蓄积，当超过10000mm时，成形性差，难以制作。此外，以平缓的曲线蜿蜒而行的形状，例如，可以是采取具有规定尺寸的波长和振幅的重复的形态的规则形状，也可以是波长或振幅沿着集水管的长度方向或者与之垂直的方向缓慢地变化的不规则形状，但是，由于规则性的形状易于制作，所以是优选的。
下面，参照图1～图4说明以平缓的曲线蜿蜒而行的形状的优选形式。图1是表示本形式的例子中的原水隔离件的视图，图2A是沿着图1的A-A线观察到的视图，图2B是沿图1的B-B线观察到的视图，图3是放大地表示图1的一部分的透视图，图4A是表示构成原水隔离件的第一线材的视图，图4B是表示构成原水隔离件的第二线材的视图。图中，原水隔离件1的形状，是具有无弯折点的规则性、曲线部曲率半径连续地变化的平缓地蜿蜒而行的形状，波长L为10～1000mm，优选为20～500mm，振幅H为2～200mm，优选为10～100mm，并且，振幅H与波长L之比(H/L)为0.02～2，优选在0.05以上、不足0.5的范围内。在这种情况下，一根线材的每1m为1～100个波长。如果振幅H和波长之比(H/L)、振幅H及波长L在上述数值范围内，则原水在原水流路内平缓地蜿蜒而行，或者基本上呈直线状从流入侧向流出侧流动，在防止浑浊物质蓄积在原水流路中的同时，原水隔离件的制作成为可能。
在本形式的例子中的原水隔离件1，由从原水的流入侧X向流出侧Y以前述形状延伸的多个第一线材11及多个第二线材12构成，如图2所示，第一线材11沿着分离膜20中的相对的一侧的膜面延伸，在邻接的第一线材11、11之间，按以平缓的曲线蜿蜒而行的形状，从流入侧X向流出侧Y而形成一侧的原水流路23，原水在该一侧的原水流路23中沿着形成在膜21的膜面上的流路流动。第二线材12沿着分离膜20中相对的另一侧的膜面22延伸，在邻接的第二线材12、12之间，按以平缓的曲线蜿蜒而行的形状，从流入侧X向流出侧Y，形成另一侧的原水流路24，原水也在该另一侧的原水流路24中沿着形成在膜22的膜面上的流路流动。从而，在由所述一侧的原水流路23和另一侧的原水流路24形成的原水流路中的流动，由于在流路方向上不存在妨碍流动的弯折点和拐角部，所以，实际的水流为直线或者接近于直线。在图3和图4中，附图标记231表示一侧的原水流路的流动，附图标记241表示另一侧的原水流路的流动。
此外，如图1及图3所示，第一线材11的平缓的曲线上的一侧的突出部11a、11a...，和第二线材12的平缓的曲线上的另一侧的突出部12a、12a...重叠，在该重叠的部位处相互接合。此外，在第一线材11的平缓的曲线的另一侧的突出部11b、11b...，和第二线材12的平缓的曲线上的一侧的突出部12b、12b...重叠，在该重叠的部位处相互接合。从而，如图4所示，邻接的第一线材11、11之间的距离，以及邻接的第二线材12、12之间的距离，即，流路宽度V，在图1所示的形式中，等于振幅H的2倍。因此，如果确定了振幅宽度H的话，流路宽度V就被确定了。
下面，参照图5说明以平缓的曲线蜿蜒而行的形状的优选的另一种形式。图5是表示另一种形式的例子的原水隔离件的视图。在图5中，主要说明与图1的原水隔离件的不同之处。即，在图5中，与图1不同之处在于，邻接的第一线材51、51之间的距离，及邻接的第二线材52、52之间的距离，即，流路宽度V等于振幅H。在第一线材51、第二线材52上，设置图5中的在平缓的曲线的下侧的突出部51a、52a，上侧的51b、52b。从而第一线材51的平缓的曲线上的突出部51a、51b的中间部分，与第二线材52的平缓的曲线上的突出部52a、52b的中间部分交叉重叠。此外，第一线材51的下侧的突出部51a和第二线材52的上侧突出部52b重合。进而，第一线材的上侧突出部51b和第二线材52的下侧突出部52b重合。从而，这些重合的部分被相互接合，由此构成一个整体的原水隔离件1a。在利用该原水隔离件1a的螺旋型薄膜元件中，尽管流路宽度V与图1所示的情况相比，相当于它的一半的宽度，但同样地，在邻接的第一线材51、51之间，按以平缓的曲线蜿蜒而行的形状从流入侧X向流出侧Y形成一侧的原水流路，在邻接的第二线材52、52之间，按以平缓的曲线蜿蜒的形状从流入侧X向流出侧Y形成另一侧的原水流路。从而，在由所述一侧的原水流路和另一侧的原水流路形成的原水流路中的流动，与图1的原水隔离件相比，虽然更具有蜿蜒而行的倾向，但不会产生浑浊物质的蓄积。
原水隔离件的厚度，等于第一线材的直径和第二线材的直径之和，或者稍薄，在0.4～3.0mm的范围内。当厚度不足0.4mm时，会导致通水压力差的上升，同时容易产生浑浊物质的蓄积。另一方面，当厚度超过3.0mm时，在制成螺旋状时，每一个元件的膜的面积会过分小，不实用。此外，作为原水隔离件的流路宽度V，没有特别的限制，但在采用图1的形式的情况下，其尺寸是振幅H的2倍，在采用图5的形式的情况下，与振幅H的尺寸相同。作为原水隔离件的材质，没有特别的限制，但聚丙烯和聚乙烯，从成形性能和成本方面考虑是优选的。此外，原水隔离件的制造方法，没有特定的限制，可以采用公知的方法，但利用模具的成型制品，从成本方面和精度方面考虑是优选的。
本发明的螺旋型薄膜元件，是将袋状的分离膜和前述原水隔离件一起卷绕到透过水集水管的外周面上而构成。这种卷绕，可以是卷绕一个袋状的分离膜，也可以是卷绕多个袋状的分离膜。本发明的螺旋型薄膜元件，可以用于精密过滤装置，超滤装置及反渗透膜分离装置等的膜分离装置。作为反渗透膜，可以列举出相对于食盐水中的氯化钠具有90％以上的高的清除率的通常的反渗透膜、以及低脱盐率的纳米过滤膜及松散(ル一ズ)反渗透膜。尽管纳米过滤膜及松散反渗透膜具有除盐性能，但比通常的反渗透膜的脱盐性能低，它们特别具有Ca、Mg等硬度成分的分离性能。此外，纳米过滤膜和松散反渗透膜有时被称作NF膜。
本发明的反渗透膜组件，只要配备有前述螺旋型薄膜元件即可，没有特别的限制，例如，可以列举出具有图6所示的结构的反渗透膜组件。如图6所示，将袋状的反渗透膜61和原水隔离件一起呈螺旋状卷绕到透过水集水管60的外周面上，用外包装体62被覆其上部。为了防止卷绕成螺旋状的反渗透膜61向前突出，在其两端上安装具有多个放射状的肋的套筒式紧固件64。用这些透过水集水管60、反渗透膜61、外包装体62、套筒式紧固件64形成一个螺旋型薄膜元件65，用连接器(图中未示出)将各个透过水集水管60连通，在外壳66内填充多个螺旋型薄膜元件65。此外，在螺旋型薄膜元件65的外周和外壳66的内周之间形成间隙67，用盐水密封件(ブライシ一ル)闭塞该间隙67。此外，在外壳66的一端上，附设令原水流入外壳内部用的原水流入管(图中未示出)，在另一端上附设与透过水集水管60连通的处理水管(图中未示出)及非透过水管(图中未示出)，由外壳66、其内部部件及配管(喷嘴)等构成反渗透膜组件69。
在利用这种结构的反渗透膜组件69处理原水时，利用泵将原水从外壳66的一端压入，如图6中的箭头线所示，原水通过套筒式紧固件64的各个放射状的肋63之间，进入到最初的螺旋型薄膜元件65内，一部分原水穿过由螺旋型薄膜元件65的膜之间的原水隔离件划分出的原水流路，到达下一个螺旋型薄膜元件65，其它部分的原水透过反渗透膜61变成透过水，所述透过水被汇聚到透过水集水管60内。这样，原水因此穿过各个螺旋型薄膜元件65，没有透过反渗透膜的原水，作为含有高浓度的浑浊物质及离子性杂质的浓缩水，从外壳66的另一端被取出，将透过反渗透膜的透过水，作为透过水经由透过水集水管60，被提取到外壳66之外。此外，本发明的反渗透膜组件如图6所示，安装有多个螺旋型薄膜元件，除此之外，例如也可以安装一个螺旋型薄膜元件。
作为本发明的反渗透膜装置，虽然没有特别的限制，但至少包括例如一个或一个以上的前述反渗透膜组件、泵等原水供应装置、原水流入配管、浓缩水流出配管以及透过水流出配管。作为直接供应给本发明的反渗透膜装置的原水，可以列举出工业用水，水道水以及回收水。作为原水的浑浊度，没有特别的限制，即使浑浊度为2度左右的高浑浊度的原水，也不会产生浑浊物质的闭塞引起的通水压力差的上升等。此外，在原水中含有砂粒等粗大的粒子的情况下，原水也包括预先通过网眼粗的过滤器处理过的处理水、添加了防止结水垢及生垢等用的分散剂的原水。通过添加分散剂，可以进一步抑制浑浊物质向原水隔离件及膜面上的蓄积。作为分散剂，例如，可以列举出市场上销售的“hypersperse MSI300”、““hypersperse MDC200”(均为ARGOSCIENTIFIC公司制)。根据本发明的反渗透膜装置，可以省略现有技术中以除去原水中的浑浊物质为目的而使用的凝聚沉淀装置，过滤装置及膜处理等前处理装置的设置。因此，在简化系统、减少设置面积、降低成本方面，可以获得划时代的效果。
下面参照图7说明本发明实施形式的反渗透膜装置的一个例子。在图7中，反渗透膜装置70，依次配置有原水供应装置71、前级反渗透膜组件70A以及后级反渗透膜组件70B，原水供应装置71和前级反渗透膜组件70A由原水供应配管72连接，前级反渗透膜组件70A和后级反渗透膜组件70B由将前级反渗透膜组件70A的透过水作为后级的装置的被处理水进行供应的初级透过水流出配管73连接，在后级反渗透膜组件70B上，配备有排出透过水的透过水流出配管74级使浓缩水返回原水供应配管72的返回配管75。此外，在前级反渗透膜组件70A上配备有浓缩水流出配管76。前级反渗透膜组件70A是本发明的不会引起浑浊物质蓄积的反渗透膜装置，后级反渗透膜组件70B是现有技术的反渗透膜装置。
其次，利用本实施形式的例子的反渗透膜装置70说明处理原水的方法。首先，由原水供应装置71将原水供应给前级反渗透膜组件70A。原水由前级反渗透膜组件70A处理，从浓缩水流出配管76获得初级浓缩水，同时，从初级透过水流出配管73获得初级透过水。其次，用后级反渗透膜组件70B处理该初级透过水，从透过水流出配管74获得次级透过水，同时，次级浓缩水从返回配管75返回到原水供应配管72。该次级浓缩水是用后级反渗透膜组件70B将已经在前级反渗透膜组件70A中脱盐的透过水浓缩的水，其电导率比原水低。因此，可以使全部次级浓缩水循环，可以提高水回收率。此外，由于反渗透膜装置70代替现有技术型的装置中使用的以除去浑浊物质为目的的前处理装置，在前级使用本发明中可以大幅度抑制浑浊物质的蓄积的反渗透膜组件，所以，实质上在两级上使用反渗透膜。由于现有技术型的装置中的前处理装置当然没有脱盐功能，所以，反渗透膜装置70与现有技术型的反渗透膜装置相比，透过水的水质也极其优异。
(实施例)实施例1使浑浊度为2度、电导率为20mS/m的工业用水通过下述规格的反渗透膜组件A，在下述运转条件下，进行2000小时的耐久运转。对反渗透膜组件A的性能评价，通过测定在运转初期及2000小时时的通水压力差(MPa)、透过水量(1/分钟)以及透过水的电导率(mS/m)来进行。2000小时之后，将反渗透膜组件解体，观察原水流路内的浑浊物质的附着情况。测定值的结果示于表1，原水流路的目视观察结果示于表2。在表1中，通水压力差和透过水的电导率是25℃时的换算值。
(反渗透膜组件A)制作结构如图1及图2所示、振幅H/波长L为0.66、波长L为15mm、振幅H为10mm、原水流路宽度V为20mm、厚度为1.0mm的原水隔离件A。其次，利用该原水隔离件A，制作螺旋型薄膜元件A，进而，制作如图6所示结构的反渗透膜组件A。但是，该反渗透膜组件A是容纳一个螺旋型薄膜元件的一个组件。
(运转条件)在操作压力为0.75Mpa、浓缩水流量为2.7m3/小时、水温为25℃的情况下，进行每8小时一次、60秒钟的冲洗(进行这样的操作全部打开附设在浓缩水流出管上的阀，将透过处理时原水供应流量的3倍的流量的原水，急速地供应给反渗透膜组件内，使冲洗的排放水从浓缩水流出管流出)。
实施例2代替反渗透膜组件A，利用下面所示规格的反渗透膜组件B，除此之外，在和实施例1同样的运转条件下进行2000小时的耐久运转。反渗透膜组件B的性能的评价结果示于表1及表2。
(反渗透膜组件B)代替原水隔离件A，利用具有图5所示的结构的、振幅H/波长L为0.66、波长L为15mm、振幅H为10mm、原水流路宽度V为10mm、厚度为1.0mm的原水隔离件B，除此之外，用和前述反渗透膜组件A相同的方法制作。
实施例3使浑浊度为2度、电导率为20mS/m的工业用水通过下述规格、并且如图7所示的流路的反渗透膜装置，在下述运转条件下，进行2000小时耐久运转。反渗透膜装置的性能评价结果示于表1及表2。此外，表1的结果，是后级反渗透膜装置的结果。
(反渗透膜装置)作为前级反渗透膜组件，利用实施例2中使用的反渗透膜组件B，作为后级反渗透膜组件，使用一个安装有一个8英寸元件ES-10(日东电工社制)的组件。用于这种ES-10的原水隔离件是栅格的网眼状的部件。
(运转条件)前级反渗透膜组件和后级反渗透膜组件一起，在操作压力为0.7MPa、浓缩水流量为2.7m3/小时、水温为25℃的情况下，只对前级反渗透膜组件进行每8小时一次、60秒钟的冲洗(和实施例1同样的操作)。
实施例4代替反渗透膜组件A，利用如下所示规格的反渗透膜组件C，除此之外，在和实施例1同样的运转条件下进行2000小时的耐久运转。反渗透膜组件C的性能评价结果示于表1及表2。
(反渗透膜组件C)代替原水隔离件A，利用具有图1所示的结构的、振幅H/波长L为0.2、波长L为100mm、振幅H为20mm、原水流路宽度为40mm、厚度为1.0mm的原水隔离件C，除此之外，利用和前述反渗透膜A同样的方法制作。
比较例1在前级配置由膜处理构成的公知的前处理装置，代替螺旋型薄膜元件A，利用8英寸元件ES-10(日东电工社制)，除此之外，用和实施例1相同的方法进行。即，将浑浊度为2度、电导率为20mS/m的工业用水，用前处理装置处理，将该处理水用现有技术的市售的反渗透膜组件进一步进行处理。其结果示于表1及表2。
比较例2代替螺旋型薄膜元件A，利用8英寸元件ES-10(日东电工社制)，除此之外，用和实施例1相同的方法进行。即，将浑浊度为2度、电导率为20mS/m的工业用水，不用前处理装置处理，直接用现有技术的市售的反渗透膜组件进行处理。其结果示于表1及表2。此外，在该比较例2中，在800小时时，通水压力差极度上升，不能获得透过水，所以在该时刻停止运转。
比较例3代替反渗透膜组件A，利用下述规格的反渗透膜组件D，除此之外在和实施例1相同的运转条件下，进行2000小时的耐久运转。其结果示于表1及表2。此外，该反渗透膜组件D是一个容纳一个螺旋型薄膜组件的组件。
(反渗透膜组件D)代替原水隔离件A，利用具有特开平10-156152号公报的图1所示的结构、即前述图8所示的结构，厚度为1.0mm、弯折点部分的角度è为60度，弯折点之间的距离为5mm的原水隔离件E，除此之外，用和前述反渗透膜组件A同样的方法制作。
表1通水压力差[MPa]透过水量[l/分钟]透过水电导率[mS/m]运转初期 2000hr 运转初期 2000hr运转初期 2000hr实施例1 0.015 0.02118150.40 0.55实施例2 0.015 0.02218150.40 0.55实施例3 0.020 0.02020200.03 0.03实施例4 0.013 0.01818150.40 0.55比较例1 0.020 0.02220200.30 0.30比较例2 0.020 -20- 0.30 -比较例3 0.020 0.075198 0.35 1.90表22000hr后的原水流路的目视观察结果实施例1只有很少的浑浊物质附着实施例2只有很少的浑浊物质附着实施例3(前级RO)几乎没有浑浊物质附着实施例3(后级RO)完全没有浑浊物质附着实施例4只有很少的浑浊物质附着(比实施例1、2少)比较例1几乎没有浑浊物质附着比较例2几乎将原水流路完全闭塞程度地附着浑浊物质比较例3主要在弯折点部分蓄积浑浊物质在实施例1～4中，在2000小时之后，通水压力差几乎不上升，透过水量也不下降，透过水的水质好。比较例1在2000小时后的性能评价中，显示出不比实施例逊色的结果，但它需要设置前处理装置，需要另外的设置场所和设置成本。从而，实施例1～4的比较对象是比较例2和3，但比较例2在约800小时时，透过水量变成零，浑浊物质的附着很严重，比较例3在2000小时的阶段，可以看到通水压力差大幅度上升，透过水量大幅度降低，可以预计在3000～4000小时左右将不能使用。
产业上的可利用性根据本发明的螺旋型薄膜元件，原水在以平缓的曲线蜿蜒而行的形状的线材彼此之间，沿着膜面从流入侧向流出侧平缓地蜿蜒而行，或者几乎呈直线状流动。因此，可以大幅度抑制原水流路中的浑浊物质的蓄积。根据本发明的反渗透膜组件以及反渗透膜装置，可以省略现有技术中以除去原水中的浑浊物为目的而使用的前处理装置的设置。因此，在简化系统、减少设置面积、降低成本等方面，可以获得显著的效果。进而，即使不经过前处理而供应工业用水等浑浊度高的原水，也很难蓄积浑浊物质，可以长时间稳定地进行通水处理。
权利要求
1.一种螺旋型薄膜元件，是将袋状的分离膜和原水隔离件一起卷绕到透过水集水管的外周面上而构成，其特征在于，该原水隔离件由从原水的流入侧向流出侧按以平缓的曲线蜿蜒而行的形状延伸的第一线材及第二线材构成，该第一线材沿着该分离膜中相对的一侧的膜面延伸的同时，在相邻的第一线材之间形成一侧的原水流路，该第二线材沿着该分离膜中相对的另一侧的膜面延伸的同时，在邻接的第二线材之间形成另一侧的原水流路，该第一线材和该第二线材局部重叠，在该重叠的部位接合在一起。
2.如权利要求1所述的螺旋型薄膜元件，其特征在于，前述以平缓的曲线蜿蜒而行的形状是具有无弯折点的规则性的形状，振幅H和波长L之比(H/L)为0.02～2，并且，一根线材的每1米为1～100个波长。
3.一种反渗透膜组件，其特征在于，具有如权利要求1或2所述的螺旋型薄膜元件。
4.一种反渗透膜装置，其特征在于，具有权利要求3所述的反渗透膜组件。
全文摘要
一种螺旋型薄膜元件，是将袋状的分离膜和原水隔离件一起卷绕到透过水集水管的外周面上而构成，该原水隔离件由从原水的流入侧向流出侧按以平缓的曲线蜿蜒而行的形状延伸的第一线材及第二线材构成，该第一线材沿着该分离膜的一侧的膜面延伸，在相邻的第一线材之间形成一侧的原水流路，该第二线材沿着该分离膜的另一侧的膜面延伸，在邻接的第二线材之间形成另一侧的原水流路，该第一线材和该第二线材局部重叠，在该重叠的部位接合在一起。
文档编号B01D61/08GK1642625SQ0380682
公开日2005年7月20日 申请日期2003年6月11日 优先权日2002年7月18日
发明者佐藤佑也, 田村真纪夫 申请人:奥加诺株式会社