膜蒸馏组件和膜蒸馏装置的制作方法

本发明涉及由膜蒸馏用膜滤芯和外壳构成的膜蒸馏组件、以及具备该膜蒸馏组件的膜蒸馏装置。

本发明涉及下述膜蒸馏组件以及使用该膜蒸馏组件的膜蒸馏装置，该膜蒸馏组件中，使用将容纳有疏水性多孔质膜的滤芯收纳在外壳中的状态的组件，用于使被处理水通过该组件的液相部，由该气相部取出水蒸汽使其冷却、凝集，以蒸馏水的形式进行回收。

背景技术：

膜蒸馏法是使用仅透过被处理水中的水蒸汽的疏水性多孔质膜，使从经加热的被处理水(高温水)中利用饱和水蒸汽压差通过了多孔质膜的水蒸汽冷凝，得到蒸馏水的方法。与施加压力对被处理水进行过滤来得到纯净水的反渗透法相比，膜蒸馏法不需要高驱动力，因此能够降低动能。另外，膜蒸馏法中，由于盐分等不挥发性溶质的分离性能非常高，因此能够得到高纯度的水。

在现有的膜蒸馏法中，在膜干燥的状态下，液体不会侵入到膜内部，仅蒸汽可通过膜，因此具有可得到高纯度的蒸馏水的优点。但是，在将膜长期使用时，在使用表面张力小的被处理水等的情况下，会发生被处理水透过膜的“液体通过”(润湿(wetting))的状况，可能会产生原水(被处理水)在蒸馏水中的混入、蒸馏效率的降低等问题。膜的孔径、膜的疏水性、被处理液的表面张力等与润湿相关。另一方面，已知膜蒸馏中使用的多孔质膜的孔径或表面开口率有助于膜的蒸汽透过性能、与其相伴的膜蒸馏装置的紧凑性等(专利文献1和2)。

专利文献1中，从蒸汽透过性能保持率和膜表面擦伤耐性的方面出发，提出了使用下述多孔质中空纤维膜作为膜蒸馏用的多孔质膜的提案，该多孔质中空纤维膜具有20％以上且小于50％的外表面开口率，并且由聚烯烃、烯烃-卤代烯烃共聚物、卤代聚烯烃等构成。

专利文献2中，作为具有水处理能力和紧凑性的膜蒸馏装置中使用的膜，提出了一种与被处理水相接的膜表面的表面开口率为20％以上70％以下的疏水性多孔质中空纤维膜，并且从抑制润湿的方面出发研究了10μm以下的平均孔径。

另外还已知为了抑制膜蒸馏中的润湿而对多孔质膜的表面进行改性的技术(专利文献3)。专利文献3中记载了，为了抑制由聚四氟乙烯(ptfe)、聚偏二氟乙烯(pvdf)等构成的多孔质膜的表面被油分覆盖而容易润湿的情况，利用氟化单体或其聚合物对多孔质膜的表面进行处理而使其成为斥液性。

需要说明的是，如上所述，膜蒸馏法中，以藉由疏水性多孔质膜产生的蒸汽压差作为驱动力。为了增大多孔质表里的蒸汽压差，可例示出使膜的蒸汽透过侧成为减压状态、将被处理水加热至更高温等方法。据知，通过使用这些方法增大疏水性多孔质膜表里的蒸汽压差，能够提高每单位膜面积的造水量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2001/053213号

专利文献2：国际公开第2016/006670号

专利文献3：国际公开第2015/080125号

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在减压下进行膜蒸馏时，由于因造水量的提高所致的蒸汽量的增加、减压状态下的蒸汽容积的增加，蒸汽流速大幅增加。因此，在进行减压下的膜蒸馏时，担心会产生多孔质膜表里的压力损失，蒸汽压差会丧失。另外，膜蒸馏组件的外壳的构成部件与用于将多孔质膜固定于膜蒸馏组件的外壳的粘结剂的线膨胀系数大多存在差异。因此，特别是在高温条件下，各部分的尺寸变化量产生差异，可能出现粘结剂(特别是粘接界面)剥离、膜蒸馏组件内的密闭性受损的情况。

此外，若长时间持续实施膜蒸馏，则多孔质膜可能被污染或发生劣化。此时需要对膜进行清洗或更换，现有的膜蒸馏装置中，这些操作是复杂的。

本发明的目的在于消除这些担心，提供一种膜蒸馏组件和膜蒸馏装置，其即使在减压和高温的条件下，也能够通过对基于线膨胀系数差异所带来的各部件的尺寸变化量之差进行吸收而维持组件内的密闭性，保持减压状态，能够长时间持续实施高效率的膜蒸馏，并且在膜被污染或发生了劣化时可容易进行膜的清洗和更换。

用于解决课题的手段

本发明的发明人为解决上述课题进行了深入研究，反复进行了实验，结果发明出了一种由膜蒸馏用膜滤芯和外壳构成的膜蒸馏组件。本发明如下所述。

《方式1》

一种膜蒸馏用膜滤芯，其包含片状或中空纤维状的疏水性多孔质膜。

《方式2》

一种膜蒸馏组件，其具有：

方式1所述的膜蒸馏用膜滤芯、以及

收纳上述膜蒸馏用膜滤芯的膜蒸馏用外壳。

《方式3》

如方式2所述的膜蒸馏组件，其中，

上述膜蒸馏用膜滤芯具有利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜的膜固定部，

上述膜蒸馏组件中，在与上述膜蒸馏用膜滤芯的轴向垂直的截面中，设上述膜固定部的外周的圆当量径为df(mm)、设上述固定用树脂的线膨胀系数为kf(1/℃)、设上述膜蒸馏用外壳的内周的圆当量径为de(mm)、设构成上述膜蒸馏用外壳的材料的线膨胀系数为ke(1/℃)时，由下述数学式：

[数1]

所表示的值c为30℃以上。

《方式4》

一种膜蒸馏组件，其具有：

包含中空纤维状或片状的疏水性多孔质膜的膜蒸馏用膜滤芯、以及

收纳上述膜蒸馏用膜滤芯的膜蒸馏用外壳，

其中，

上述膜蒸馏用膜滤芯具有大致圆柱状或大致多棱柱状的形状，

在上述大致圆柱状或大致多棱柱状的轴向的两端部具有利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜的膜固定部，

上述膜蒸馏用外壳具有用于收纳上述膜蒸馏用膜滤芯的外壳主体、以及安装于上述外壳主体的1个或2个外壳盖部，

将上述膜蒸馏用膜滤芯收纳在上述膜蒸馏用外壳内时，

所述膜蒸馏组件具有支撑部，通过将上述膜固定部的外侧面藉由密封用部件支撑于上述膜蒸馏用外壳的内侧面而将上述膜蒸馏用膜滤芯固定于上述膜蒸馏用外壳内，

所述膜蒸馏组件通过上述疏水性多孔质膜、上述膜固定部以及上述密封用部件而被分割成液相部和气相部，所述液相部中流通被处理液，所述气相部中，由上述被处理液产生的蒸汽透过上述疏水性多孔质膜进行扩散，并且

在上述支撑部的与上述膜蒸馏用膜滤芯的上述轴向垂直的截面中，

设上述膜固定部的外周的圆当量径为df(mm)、设上述固定用树脂的线膨胀系数为kf(1/℃)、设上述膜蒸馏用外壳的内周的圆当量径为de(mm)、设上述膜蒸馏用外壳与上述密封用部件相接的部分处的构成上述外壳主体的材料的线膨胀系数为ke(1/℃)时，由下述数学式：

[数2]

所表示的值c为30℃以上。

《方式5》

如方式4所述的膜蒸馏组件，其中，

上述密封用部件与上述膜蒸馏用膜滤芯的上述膜固定部的外周面接触，

上述密封用部件的与上述膜蒸馏用膜滤芯的轴向垂直的方向的长度为1mm以上。

《方式6》

如方式4或5所述的膜蒸馏组件，其中，上述膜蒸馏用膜滤芯的上述轴向两端部以外的部分中，至少一部分被网和无纺布中的至少一者覆盖。

《方式7》

如方式4～6中任一项所述的膜蒸馏组件，其进一步具有利用上述膜蒸馏用膜滤芯的上述轴向两端部的固定用树脂进行了固定的至少1根棒状体。

《方式8》

如方式7所述的膜蒸馏组件，其中，

上述棒状体为中空的、且在侧面具有孔，

上述棒状体的中空的内部与上述膜蒸馏组件的气相部连通。

《方式9》

如方式8所述的膜蒸馏组件，其中，

上述棒状体为多孔质体，

上述棒状体的细孔与上述膜蒸馏用膜滤芯的气相部连通。

《方式10》

如方式4～9中任一项所述的膜蒸馏组件，其中，上述片状的疏水性多孔质膜为褶皱状疏水性多孔质膜。

《方式11》

如方式4～9中任一项所述的膜蒸馏组件，其中，上述疏水性多孔质膜为螺旋状疏水性多孔质膜。

《方式12》

如方式10所述的膜蒸馏组件，其中，

上述膜蒸馏用膜滤芯中，轴向的两端部以外的部分被滤芯壳体覆盖，

上述滤芯壳体具有滤芯壳体开口部，

上述滤芯壳体开口部的面积为上述疏水性多孔质膜的膜面积的1/250以上，并且

构成上述滤芯壳体的材料的线膨胀系数kc与上述固定用树脂的线膨胀系数kf之比(kc/kf)为0.3以上且小于4.0。

《方式13》

如方式4～10中任一项或12所述的膜蒸馏组件，其中，

上述外壳主体在其侧面部具有蒸汽取出口，该蒸汽取出口与上述膜蒸馏组件的气相部连通，用于将气相部内的蒸汽取出到上述膜蒸馏组件的外部，

上述蒸汽取出口的面积为上述疏水性多孔质膜的膜面积的1/250以上。

《方式14》

如方式4～12中任一项所述的膜蒸馏组件，其中，

上述外壳主体具有：

冷却体，其与上述膜蒸馏组件的气相部接触，用于使上述气相部内的上述蒸汽冷凝；以及

蒸馏水取出部，其用于将利用上述冷却体使上述蒸汽冷凝而成的蒸馏水取出。

《方式15》

如方式14所述的膜蒸馏组件，其中，上述外壳主体具有用于使上述气相部减压的排气口。

《方式16》

如方式13～15中任一项所述的膜蒸馏组件，其中，上述外壳主体具有除雾器。

《方式17》

如方式4～9和12～16中任一项所述的膜蒸馏组件，其中，

上述疏水性多孔质膜由复数个中空纤维状疏水性多孔质膜构成，

上述复数个中空纤维状疏水性多孔质膜被分割成复数个小束，上述复数个小束在与上述膜蒸馏用膜滤芯的轴向垂直的方向的截面上分散配置于上述膜固定部。

《方式18》

如方式11所述的膜蒸馏组件，其中，将上述膜蒸馏用膜滤芯收纳在上述膜蒸馏用外壳内时，与上述膜蒸馏组件的气相部连通、用于将气相部内的蒸汽取出到上述膜蒸馏组件外部的蒸汽取出管从上述膜蒸馏用外壳向外部突出。

《方式19》

如方式4～18中任一项所述的膜蒸馏组件，其中，在上述膜蒸馏用外壳的外侧的至少一部分具有保温层。

《方式20》

一种膜蒸馏装置，其至少具备方式4～13和16～19中任一项所述的膜蒸馏组件、以及用于使由上述膜蒸馏组件产生的蒸汽冷凝的蒸汽冷凝单元。

《方式21》

一种膜蒸馏装置，其至少具备方式14或15所述的膜蒸馏组件。

发明的效果

本发明的膜蒸馏组件被分割成膜蒸馏用膜滤芯和膜蒸馏用外壳，由此能够仅拆下膜蒸馏用膜滤芯进行运输或容易地进行更换。另外，通过在膜蒸馏用膜滤芯与膜蒸馏用外壳的间隙使用适当的密封用部件，能够吸收高温运转下的尺寸变化，能够长时间持续实施高效率的膜蒸馏。

附图说明

图1是示出本发明的膜蒸馏组件的一例的构成的示意图。图1(a)是示意性截面图，图1(b)是图1(a)的a-a线截面图。

图2是用于说明中空纤维状的疏水性多孔质膜的形状和功能的示意图。

图3是用于说明褶皱状的疏水性多孔质膜的形状和功能的示意图。

图4是用于说明螺旋状的疏水性多孔质膜的形状和功能的示意图。

图5是示出将复数个中空纤维状的疏水性多孔质膜分割成小束来进行配置的方式的一例的示意图。图5(a)是示意性截面图，图5(b)是图5(a)的a-a线截面图。

图6是示出本发明中的膜蒸馏用膜滤芯的一例的构成的示意性截面图。

图7是示出本发明中的膜蒸馏用膜滤芯的另一例的构成的示意性截面图。

图8是示出本发明中的膜蒸馏用膜滤芯的又一例的构成的示意性截面图。

图9是示出本发明中的膜蒸馏用膜滤芯的又一例的构成的示意性截面图。

图10是用于说明本发明中的膜蒸馏用膜滤芯任选具有的棒状体的一例的示意性截面图。

图11是用于说明本发明中的膜蒸馏用膜滤芯任选具有的棒状体的另一例的示意性截面图。

图12是用于说明本发明中的膜蒸馏用外壳的一例的构成的示意性截面图。

图13是用于说明本发明中的膜蒸馏用外壳的另一例的构成的示意性截面图。

图14是用于说明本发明中的膜蒸馏用外壳的又一例的构成的示意性截面图。

图15是用于说明本发明中的膜蒸馏用外壳的又一例的构成的示意性截面图。

图16是用于说明本发明中的膜蒸馏用外壳的又一例的构成的示意性截面图。

图17是用于说明本发明中的膜蒸馏用外壳的又一例的构成的示意性局部截面图。

图18是示出将膜蒸馏用膜滤芯藉由密封用部件固定于膜蒸馏用外壳的方式的一例的示意性截面图。

图19是示出将膜蒸馏用膜滤芯藉由密封用部件固定于膜蒸馏用外壳的方式的另一例的示意性截面图。

图20是示出本发明的膜蒸馏装置的一例的构成的示意图。

图21是示出本发明的膜蒸馏装置的另一例的构成的示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式(下文中也称为“本实施方式”)进行详细说明。本发明并不限于以下的实施方式，可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。本发明中，被赋予至附图的相同符号表示相同或相似的要素。

本发明的膜蒸馏组件具备膜蒸馏用膜滤芯、以及收纳该膜蒸馏用膜滤芯的膜蒸馏用外壳。

膜蒸馏用膜滤芯包含片状或中空纤维状的疏水性多孔质膜。该膜蒸馏用膜滤芯优选具有利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜的膜固定部。更优选的方式中，膜蒸馏用膜滤芯具有大致柱状或大致多棱柱状的形状，在大致柱状或大致多棱柱状的轴向的两端部存在上述的膜固定部。

膜蒸馏用外壳优选具有用于收纳膜蒸馏用膜滤芯的外壳主体、以及安装于外壳主体的1个或2个外壳盖部。

本发明的膜蒸馏组件中，在与膜蒸馏用膜滤芯的轴向垂直的截面中，设膜固定部的外周的圆当量径为df(mm)、设固定用树脂的线膨胀系数为kf(1/℃)、设膜蒸馏用外壳的内周的圆当量径为de(mm)、设构成膜蒸馏用外壳的材料的线膨胀系数为ke(1/℃)时，由下述数学式：

[数3]

所表示的值c优选为30℃以上。

本发明的膜蒸馏组件中可以具有支撑部，在将膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳内时，通过将膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部的外侧面藉由密封用部件支撑于膜蒸馏用外壳的内侧面而将膜蒸馏用膜滤芯固定于膜蒸馏用外壳内。

本发明的膜蒸馏组件中，在将膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳内时，能够利用膜蒸馏用膜滤芯的疏水性多孔质膜和膜固定部、以及密封用部件分割成流通被处理液的液相部、以及气相部，在该气相部中，由被处理液产生的蒸汽透过疏水性多孔质膜进行扩散。

膜蒸馏用膜滤芯的“轴向”可以为膜蒸馏用膜滤芯中的大致圆柱状或大致多棱柱状的形状的轴向。此外，在利用上述数学式计算出值c时，作为膜蒸馏用外壳构成材料的线膨胀系数ke，可以采用膜蒸馏用外壳与密封用部件相接的部分处的构成外壳主体的材料的线膨胀系数。

换言之，本发明的优选方式的膜蒸馏组件是具有包含中空纤维状或片状的疏水性多孔质膜的膜蒸馏用膜滤芯、以及收纳上述膜蒸馏用膜滤芯的膜蒸馏用外壳的膜蒸馏组件，其特征在于，

上述膜蒸馏用膜滤芯具有大致圆柱状或大致多棱柱状的形状，

在上述大致圆柱状或大致多棱柱状的轴向的两端部具有利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜的膜固定部，

上述膜蒸馏用外壳具有用于收纳上述膜蒸馏用膜滤芯的外壳主体、以及安装于上述外壳主体的1个或2个外壳盖部，

将上述膜蒸馏用膜滤芯收纳在上述膜蒸馏用外壳内时，

所述膜蒸馏组件具有支撑部，通过将上述膜固定部的外侧面藉由密封用部件支撑于上述膜蒸馏用外壳的内侧面而将上述膜蒸馏用膜滤芯固定于上述膜蒸馏用外壳内，

所述膜蒸馏组件通过上述疏水性多孔质膜、上述膜固定部以及上述密封用部件而被分割成液相部和气相部，所述液相部中流通被处理液，所述气相部中，由上述被处理液产生的蒸汽透过上述疏水性多孔质膜进行扩散，并且

在上述支撑部的与上述膜蒸馏用膜滤芯的上述轴向垂直的截面中，

设上述膜固定部的外周的圆当量径为df(mm)、设上述固定用树脂的线膨胀系数为kf(1/℃)、设上述膜蒸馏用外壳的内周的圆当量径为de(mm)、设上述膜蒸馏用外壳与上述密封用部件相接的部分处的构成上述外壳主体的材料的线膨胀系数为ke(1/℃)时，由下述数学式：

[数4]

所表示的值c为30℃以上。

下面对本发明的优选方式中的膜蒸馏组件所具有的各要素依次进行说明。

《膜蒸馏用膜滤芯》

膜蒸馏用膜滤芯包含片状或中空纤维状的疏水性多孔质膜，

具有大致圆柱状或大致多棱柱状的形状，

在上述大致圆柱状或大致多棱柱状的轴向的两端部具有利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜的膜固定部。

膜蒸馏用膜滤芯的形状中的“大致圆柱状”例如包括圆柱状、椭圆柱状等以及与它们类似的形状。“大致多棱柱状”例如包括以顶点数为3～100的多边形作为底面的多棱柱状以及与它们类似的形状。“与它们类似的形状”是包括圆柱、多棱柱等切割出角的形状、带有圆角的形状、轴屈曲或弯曲而成的形状、以及它们的组合等的概念。作为膜蒸馏用膜滤芯的形状，优选圆柱状、椭圆柱状、以顶点数为4～12的多边形作为底面的多棱柱状、以及与它们类似的形状，更优选圆柱状、椭圆柱状、四棱柱状、以及与它们类似的形状。

膜蒸馏用膜滤芯可以仅由疏水性多孔质膜和固定用树脂构成，除这些以外，还可以任选地具有例如选自棒状体、网、无纺布、滤芯壳体等中的1种以上的部件。

本发明中的膜蒸馏用滤芯与后述的膜蒸馏用外壳组合而以膜蒸馏组件的形式使用，由此除了发挥出有用的效果以外，还可以作为用于组装到具有其他功能的系统中的元件来使用。

〈疏水性多孔质膜〉

本实施方式的疏水性多孔质膜需要具有从膜的一面连通至另一面的细孔(连通孔)。该连通孔可以包含在聚合物等膜材料的网络中，可以为分支孔也可以为直通孔。该细孔需要使蒸汽通过但不允许被处理水(液体)通过。

多孔质膜中，为了防止润湿，需要其为疏水性。表示疏水性的指标中有水接触角。本实施方式中，疏水性多孔质膜的任一部位的水接触角均优选为90°以上，更优选为110°以上、进一步优选为120°以上。水接触角没有特别的上限，实际上优选为150°的程度以下。

水接触角通过液滴法进行测定。液滴法例如为下述方法：将2μl的纯水滴加至测定对象物的表面，根据投影图像对于由测定对象物和液滴形成的角度进行分析，由此进行数值化。

疏水性多孔质膜的孔径和孔径分布与润湿抑制的因果关系也很强。

疏水性多孔质膜的平均孔径优选为0.01μm以上1.0μm以下的范围内、更优选为0.03μm以上0.6μm以下的范围内。平均孔径小于0.01μm时，蒸汽的透过阻力变得过大，蒸馏水的生产速度变慢；平均孔径若大于1.0μm，则即使提高膜的疏水性，也难以抑制润湿，因此不合适。从兼顾蒸馏水的生产速度和润湿抑制的方面出发，优选疏水性多孔质膜的孔径分布狭窄。具体地说，优选具有最大孔径相对于平均孔径之比为1.2～2.5的范围内的孔径分布。

从蒸馏水的生产速度的方面出发，疏水性多孔质膜的空孔率优选为50体积％以上85体积％以下。该值小于50体积％时，蒸馏水的生产速度缓慢，该值大于85体积％时，膜本身的强度降低，在长期使用时可能会发生断裂等问题，因而不合适。

疏水性多孔质膜的形状为中空纤维状或片状。

片状的疏水性多孔质膜可以为褶皱状或螺旋状。

图2示出了中空纤维状疏水性多孔质膜的一例。

图2的疏水性多孔质膜(11)具有中空的线状(筒状)的形状，外壁部分由疏水性多孔质膜构成。被处理水(a)被导入至例如疏水性多孔质膜(11)的中空部分。然后，由被处理水分离出的蒸汽(b)透过中空纤维的外壁而扩散至中空纤维外部，同时蒸馏后的被处理水(a’)穿过疏水性多孔质膜(11)的中空部分而被排出到外部。也可以为下述构成：被处理水(a)从疏水性多孔质膜(11)的外壁导入，由被处理水分离出的蒸汽(b)透过中空纤维的外壁而扩散到中空纤维的中空部分。

疏水性多孔质膜为中空纤维状的情况下，优选膜蒸馏用膜滤芯的轴向与中空纤维状疏水性多孔质膜的轴向一致。

图3示出了褶皱状疏水性多孔质膜的一例。

图3的疏水性多孔质膜(11)中，例如将矩形的片状疏水性多孔质膜利用平行于矩形的一边的折线交替地进行凸折和凹折，之后以平行于折线的方向作为轴弯曲，构成为具有大量皱纹(褶皱)的筒状。被处理水(a)例如被导入至疏水性多孔质膜(11)的中央的空洞部分。之后，由被处理水分离出的蒸汽(b)透过疏水性多孔质膜(11)而扩散到外部，并且蒸馏后的被处理水(a’)穿过疏水性多孔质膜(11)的中央的空洞部分而排出到外部。也可以为下述的构成：被处理水(a)从疏水性多孔质膜(11)的外侧导入，由被处理水分离出的蒸汽(b)透过疏水性多孔质膜(11)而扩散至中央的空洞部分。

疏水性多孔质膜为褶皱状的情况下，膜蒸馏用膜滤芯的轴向优选与具有皱纹弯曲成筒状的疏水性多孔质膜中的筒的轴向一致。

图4示出了螺旋状疏水性多孔质膜的一例。

图4中例如示出了下述的结构：2张疏水性多孔质膜(11)与液相部间隔物(18)和气相部间隔物(19)一起以疏水性多孔质膜(11)、液相部间隔物(18)、疏水性多孔质膜(11)以及气相部间隔物(19)的顺序进行层积而形成4层结构的层积体，使棒状体(17)作为卷绕轴以所形成的4层结构的层积体的状态进行卷绕。被处理水(a)被导入至例如由液相部间隔物(18)形成的液相部。由被处理水(a)分离出的蒸汽(b)透过疏水性多孔质膜(11)，扩散至由气相部间隔物(19)形成的气相部，透过棒状体(17)而排出到外部。图4中的符号“b*”表示由被处理水(a)分离出的蒸汽透过疏水性多孔质膜(11)而向气相部进行扩散的状态。

关于棒状体(17)，在将膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳内时，该棒状体(17)与膜蒸馏组件的气相部连通，发挥出用于将气相部内的蒸汽取出到膜蒸馏组件外部的蒸汽取出管的功能。因此，该棒状体(17)可以为气体能够从棒的侧面向棒内部通过的结构，也可以为例如中空且在侧壁面有孔的结构，还可以为多孔质体。另外，在将膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳内时，该棒状体(17)可以从膜蒸馏用外壳向外部突出。

需要说明的是，关于膜蒸馏用膜滤芯中的棒状体会在下文详细说明。

疏水性多孔质膜为螺旋状的情况下，膜蒸馏用膜滤芯的轴向优选与由2张疏水性多孔质膜、液相部间隔物以及气相部间隔物构成的卷绕体的卷绕轴的方向一致。

本实施方式中，从膜蒸馏中的透水性能以及膜的机械强度的方面出发，疏水性多孔质膜的膜厚优选为10μm～1,000μm、更优选为15μm～1,000μm。膜厚为1,000μm以下时，能够抑制蒸馏水的生产效率降低。另一方面，膜厚为10μm以上时，能够防止在减压下使用时膜发生变形。

如上所述，疏水性多孔质膜为中空纤维状或片状，本实施方式的膜蒸馏组件中，从紧凑化的方面出发，优选使用能够增大每单位体积的膜面积的中空纤维状的疏水性多孔质膜。

在为中空纤维状的疏水性多孔质膜的情况下，其外径例如为0.3mm以上5.0mm以下、优选为0.35mm以上4.0mm以下，内径例如为0.2mm以上4.0μm以下、优选为0.25mm以上3.0mm以下。

本实施方式的膜蒸馏用多孔质膜包含疏水性高分子作为主要构成成分。疏水性高分子是对水的亲和性低的高分子，例如可以包含选自聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯以及乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯等中的至少一种树脂。从疏水性、制膜性、机械耐久性以及热耐久性的方面出发，优选聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯等，更优选通过这些高分子聚合后或由它们形成膜后的精练除去增塑剂等杂质。

作为疏水性多孔质膜的制造方法，可以适当地使用下述方法：通过将熔融状态的树脂膜冷却而引发相分离、形成多孔质层的热诱导相分离法；或者通过使溶液状态的树脂膜与非溶剂接触而引发相分离、形成多孔质层的干湿式法(非溶剂相分离法)。

从使蒸馏水的生产效率提高与盐的透过抑制平衡的方面出发，优选对于通过热诱导相分离法或非溶剂相分离法得到的多孔质膜应用疏水性聚合物的涂布。疏水性聚合物通过在多孔质膜的被处理水侧(液相部侧)表面、蒸汽透过侧(气相部侧)表面、以及膜内部(细孔内的壁面)中的全部或一部分形成疏水性的覆膜而对膜赋予斥水性、或者提高膜的斥水性。例如，在疏水性多孔质膜为中空纤维状的情况下，可以在膜的内侧表面、外侧表面以及膜壁内部的细孔表面内的至少一部分涂布疏水性聚合物，对该部分赋予高斥水性。

作为涂布至多孔质膜的疏水性聚合物，例如可以举出下述物质：(i)通过与硅烷偶联剂反应而形成交联结构的硅酮系聚合物以及聚合物凝胶；(ii)具有硅氧烷键的树脂，例如二甲基硅酮凝胶、甲基苯基硅酮凝胶、导入有氨基等有机官能团的反应性改性硅酮凝胶、进行了氟代烷基改性的硅酮凝胶；(iii)将在侧链具有(全)氟烷基、(全)氟聚醚基、烷基甲硅烷基、氟代甲硅烷基等的聚合物溶解在溶剂中的物质；(iv)在侧链具有氟代烷基、烷基甲硅烷基、氟代甲硅烷基等的疏水性聚合物薄膜；(v)在侧链具有氟代烷基、烷基甲硅烷基、氟代甲硅烷基等的斥水剂；等等。

作为疏水性聚合物，特别优选为选自碳原子数1～12的(全)氟烷基、具有(全)氟聚醚基的(甲基)丙烯酸酯系单体以及乙烯基系单体中的1种以上的聚合物。

〈膜固定部〉

膜蒸馏用膜滤芯中的膜固定部是在滤芯的轴向两端部利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜的部分。

粘接固定疏水性多孔质膜的固定用树脂需要具有机械强度、且在100℃具有耐热性。关于可作为固定用树脂使用的树脂，例如可以举出热固性的环氧树脂、热固性的氨基甲酸酯树脂等。从耐热性的方面出发，优选环氧树脂，从处理性的方面出发，优选氨基甲酸酯树脂。

作为疏水性多孔质膜使用中空纤维状的疏水性多孔质膜的情况下，从膜蒸馏组件的小型化的方面出发，将膜固定部利用与滤芯的轴向垂直的面切割得到的截面积基准的中空纤维状疏水性多孔质膜的填充率优选为15％以上、更优选为20％以上。另外，为了利用固定用树脂均匀地进行中空纤维的固定，该填充率优选为74％以下、更优选为70％以下。中空纤维状疏水性多孔质膜的填充率(％)利用(中空纤维疏水性多孔质膜的截面积的合计)÷(膜固定部的截面积)×100来计算出。中空纤维疏水性多孔质膜的截面积是指由中空纤维的外周围起的部分的面积，是包含中空部分的面积的概念。

作为疏水性多孔质膜使用中空纤维状的疏水性多孔质膜的情况下，将中空纤维状的膜制成小束，以小束单元间隔开地配置于膜固定部，由此能够将从膜的小束的中心部到外周部的距离控制在恒定值以内，同时增加作为滤芯整体的膜面积。

具体地说，小束内的中空纤维膜间的距离优选小于3mm、更优选小于2mm。小束的直径优选小于60mm、更优选小于50mm。小束间的距离优选为3mm以上、更优选为4mm以上。

图5中示出了将中空纤维状疏水性多孔质膜分割成复数个小束并将该复数个小束在与膜蒸馏用膜滤芯的轴向垂直的方向的截面上分散配置于膜固定部的方式的一例。图5(a)为与膜蒸馏用膜滤芯的轴向平行的平面中的截面图，图5(b)为图5(a)的a-a线截面图。

图5的膜蒸馏用膜滤芯(10)在其轴向的两端部具有利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜(11)的膜固定部(12)。参照图5(b)可以理解为下述状态：复数个疏水性多孔质膜(11)分别以各7根的小束(11a)作为1个单元分割成7个单元，它们在膜固定部(12)的截面处分散配置。图5(b)中，小束的直径为由符号“d11a”表示的长度，小束内的中空纤维膜间的距离为由符号“i1”表示的长度，小束间的距离为由符号“i2”表示的长度。

从提高多孔质膜单位全长下的有效长度比例(即更有效地使用膜)的方面出发，被定义为在膜蒸馏用膜滤芯的轴向两端部分别配置的2个膜固定部间的最短距离的疏水性多孔质膜的有效长度优选为60mm以上、更优选为100mm以上、进一步优选为200mm以上，为了抑制被处理水通过膜蒸馏组件的液相部时所产生的压力损失，优选为2,000mm以下、更优选为1,500mm以下、进一步优选为1,200mm以下。

膜固定部可以通过在滤芯的轴向两端部使用固定用树脂作为粘结剂将疏水性多孔质膜进行粘接固定来形成。粘接方法按照膜蒸馏组件制作相关的已知粘接方法进行即可。

作为疏水性多孔质膜使用中空纤维状的疏水性多孔质膜的情况下，作为粘接方法，例如可以采用离心粘接、静置粘接等公知的粘接方法。

离心粘接为下述方法：将中空纤维状的疏水性多孔质膜集束，将其两端部密封，之后一边按照从中空纤维的长度方向的中央部向两端部施加离心力的方式进行旋转，一边流入粘结剂。然后对中空纤维两端部的被封堵的部分进行切割，由此可以得到中空纤维的束的开口端部利用固定用树脂进行了固定的膜固定部。

静置粘接为下述方法：将中空纤维状的疏水性多孔质膜集束，将其端部封堵，之后以封堵的端部朝下的状态流入粘结剂。然后对中空纤维端部的封堵部分进行切割，由此可以得到中空纤维的束的开口端部利用固定用树脂进行了固定的膜固定部。静置粘接可以对中空纤维的每个末端依次进行。

〈关于压缩应力〉

本实施方式中的膜蒸馏中，使疏水性多孔质膜的气相部为减压状态而进行运转，因此对于膜蒸馏用膜滤芯沿其轴向施加下式所表示的压缩应力。

压缩应力[kgf]＝(膜固定部的截面积[cm²])×{(液相部的被处理水压力[kpa])－(气相部的压力[kpa])}×98.0665

膜蒸馏用膜滤芯由于上述压缩应力而发生尺寸变化时，滤芯与外壳之间的密封性受损，不能确保气密性。因此，膜蒸馏用膜滤芯需要具有应对压缩应力的耐压性。具体地说，施加上述压缩应力前后的滤芯在轴向上的尺寸变化优选小于5％、更优选小于3％。

为了对膜蒸馏膜滤芯赋予这样的耐压性，例如可以采用下述方法：使后述的棒状体起到侧芯棒的功能的方法；将膜蒸馏用膜滤芯插入到膜蒸馏用外壳中后，将滤芯的膜固定部与外壳通过螺纹紧固等进行固定的方法；将疏水性多孔性膜和对其进行固定的膜固定部中的两端部以外的侧面的至少一部分利用滤芯壳体覆盖的方法；等等。关于膜蒸馏用膜滤芯与膜蒸馏用外壳的螺纹紧固，可以将两者间直接进行螺纹紧固，也可以藉由配置在两者间的适当的部件间接地进行螺纹紧固。关于滤芯壳体如下文所述。

〈棒状体〉

膜蒸馏用膜滤芯可以进一步具有利用滤芯轴向两端部的固定用树脂进行了固定的至少1根棒状体。该棒状体例如可以增强滤芯的机械强度、特别具有作为可赋予针对压缩应力的耐久性的“侧芯棒”的功能，或者也可以具有作为“蒸汽取出棒”的功能，将由被处理水产生且扩散到滤芯内的气相部的蒸汽引导至膜蒸馏组件的气相部并促进该蒸汽向膜蒸馏组件外部的排出。

(侧芯棒)

起到作为侧芯棒的功能的棒状体例如可以使用金属制或树脂制造的实心棒或中空棒(管)。

侧芯棒可以按照将膜蒸馏用膜滤芯两端部的膜固定部间进行连结的方式来配置，由此能够对膜蒸馏用膜滤芯赋予应对压缩应力的抵抗力。

侧芯棒的长度例如可以比疏水性多孔质膜的有效长度长、比疏水性多孔质膜的全长短。

侧芯棒的数目可以为1根以上，优选为1～12根、更优选为2～6根。

(蒸汽取出棒)

若膜蒸馏用膜滤芯的芯径变粗，则膜束中心部的蒸汽产生量可能会由于从膜束的中心部到外周部的压力损失而减少。因此，在膜束中心部配置起到作为蒸汽取出棒的功能的棒状体时，其形成从膜束中心部向滤芯外部的蒸汽的通道，能够将膜束整体均匀地使用。

作为蒸汽取出棒的棒状体例如可以为中空且在侧面具有孔的形态、多孔质体等。关于为中空且在侧面具有孔的棒状体，在膜蒸馏组件中棒状体的中空的内部可以与膜蒸馏组件的气相部连通，起到作为蒸汽取出棒的功能。关于作为多孔质体的棒状体，在膜蒸馏组件中棒状体的细孔可以与膜蒸馏组件的气相部连通，起到作为蒸汽取出棒的功能。

多孔质体例如可以为海绵、网等。为了在蒸汽通过时不会成为阻力，多孔质体可以为空隙率大的多孔质体，具体地说，空隙率优选为50体积％以上、更优选为70体积％以上。

蒸汽取出棒的数目可以为1根以上，优选为1～6根、更优选为1～3根。

〈网和无纺布〉

膜蒸馏用膜滤芯中，其轴向两端部以外的部分中，至少一部分可以被网和无纺布中的至少一者覆盖。

(网)

出于防止高温运转时疏水性多孔质膜的松弛、防止因运输时的接触所致的疏水性多孔质膜的损伤等的目的，膜蒸馏用膜滤芯内的疏水性多孔质膜的外周部的全部或一部分可以被网覆盖。

作为网的材料没有特别限制，例如可以为树脂、金属等。网可以由单一的材料构成，也可以将不同的材料组合来构成。

作为构成网的树脂，例如可以举出聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯)、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、尼龙、聚酯、聚偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、聚偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、纤维素、乙酸纤维素、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等。也可以为它们的复合材料。考虑到在疏水性多孔质膜上的安装性和耐热性，作为构成网的树脂，优选聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等。

作为构成网的金属，可以使用可加工成网眼状的通常的金属，例如可以举出铁、铜、黄铜、钛、镍、铂、纯银、钼、钨、铝、锌、钽等以及包含它们中的2种以上的合金等。作为构成网的金属，从加工容易性的方面出发，优选包含选自由不锈钢、铝、铁以及钛组成的组中的至少一种。

(无纺布)

出于防止在被处理水通过润湿而漏出到疏水性多孔质膜的蒸汽透过面侧(气相部侧)时所漏出的被处理水直接混入到作为产品的蒸馏水中的目的。膜蒸馏用膜滤芯的外周部的全部或一部分可以被无纺布覆盖。

作为无纺布的材料没有特别限制。无纺布可以由单一的材料构成，也可以将不同的材料组合来构成。

作为无纺布的材料，例如可以举出聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯)、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯乙酸乙烯酯、尼龙、聚酯、聚偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、聚偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、纤维素、乙酸纤维素、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等。也可以为它们的复合材料。考虑到在中空纤维膜束上的安装性和耐热性，作为无纺布的材料，优选聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等。

无纺布优选具有充分的透气度，以使其不会成为所透过的蒸汽的阻力。具体地说，无纺布对空气的透气度优选为0.5ml/cm²·sec以上、更优选为2.0ml/cm²·sec以上。

〈滤芯壳体〉

如上所述，本实施方式的膜蒸馏中，使疏水性多孔质膜的气相部为减压状态而进行运转，因此对于膜蒸馏用膜滤芯沿其轴向施加压缩应力。为了抑制因该压缩应力所致的膜蒸馏用膜滤芯的尺寸变化，膜蒸馏用膜滤芯可以将轴向的两端部以外的部分利用滤芯壳体覆盖。

为了不妨碍由被处理水产生的蒸汽的流动，滤芯壳体可以具有滤芯壳体开口部且该开口部具有充分的面积。滤芯壳体开口部的面积优选为膜蒸馏用膜滤芯所具有的疏水性多孔质膜的膜面积的1/250以上、更优选为1/200以上。

另外，滤芯壳体优选与膜固定部直接粘接来进行固定。这种情况下，为了防止与温度变化相伴的尺寸变化所致的两者的粘接部分的剥离，构成滤芯壳体的材料的线膨胀系数(kc)与固定用树脂的线膨胀系数(kf)之比(kc/kf)优选为0.3以上且小于4.0、更优选为0.3以上且小于2.0。

滤芯壳体的材料例如优选从环氧树脂、聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚苯醚、abs树脂、纤维增强塑料、氯乙烯树脂等树脂中选择。

滤芯壳体可以被分割成2个以上。

〈膜蒸馏用膜滤芯的具体例〉

下面参照附图对膜蒸馏用膜滤芯的具体方式进行说明。

图6～图11中示出了以疏水性多孔质膜为中空纤维状、复数个中空纤维状疏水性多孔质膜汇集成束、膜蒸馏用膜滤芯具有大致圆柱状的形状的情况为例的几个实施方式的示意性截面图。

图6的膜蒸馏用膜滤芯(10)中，在其轴向的两端部具有利用固定用树脂固定有中空纤维状的疏水性多孔质膜(11)的膜固定部(12)。该膜蒸馏用膜滤芯(10)中，中空纤维状的疏水性多孔质膜(11)的全长为由“lall”表示的长度，其有效长度被定义为在膜蒸馏用膜滤芯的轴向两端部分别配置的2个膜固定部间的最短距离，为由符号“leff”表示的长度。

图7的膜蒸馏用膜滤芯(10)中，除了轴向的两端部以外的部分利用滤芯壳体(13)覆盖以外，与图6的膜蒸馏用膜滤芯大致相同。图7中的膜蒸馏用膜滤芯(10)中，轴向的两端部以外的侧面的大致整个面被滤芯壳体(13)覆盖，但具有滤芯壳体开口部(14)。

图7中的膜蒸馏用膜滤芯(10)被具有滤芯壳体开口部(14)的滤芯壳体(13)覆盖，由此对于蒸馏运转时的压缩应力具有高耐性，并且在滤芯内部不会妨碍由被处理水产生的蒸汽的流动。

图8的膜蒸馏用膜滤芯(10)中，其轴向两端部以外的大致整个面被网(15)和无纺布(16)依次覆盖，除此以外与图6的膜蒸馏用膜滤芯大致相同。图8中，为了有助于理解该膜蒸馏用膜滤芯的结构，以将图下方的网(15)和无纺布(16)的一部分除去的状态进行了描绘，但可以理解为该滤芯的侧面整体利用网(15)和无纺布(16)进行了覆盖。

图8的膜蒸馏用膜滤芯(10)利用网(15)和无纺布(16)进行了覆盖，由此可防止高温运转时的疏水性多孔质膜的松弛、以及防止因运输时的接触所致的疏水性多孔质膜的损伤，进而即使在被处理水漏出到疏水性多孔质膜的气相部侧时，也可防止漏出的被处理水混入到蒸馏水中。

图9的膜蒸馏用膜滤芯(10)中具有利用其轴向两端部的固定用树脂进行了固定的棒状体(17)，除此以外与图6的膜蒸馏用膜滤芯大致相同。图9中的棒状体(17)可以起到作为侧芯棒的功能，可以为实心棒或中空棒(管)。起到作为侧芯棒的功能的棒状体(17)的长度(l17)例如可以比疏水性多孔质膜的有效长度(leff)长、比疏水性多孔质膜的全长(lall)短。起到作为侧芯棒的功能的棒状体(17)优选在疏水性多孔质膜的外侧在膜固定部(12)的截面的外周附近大致均等地配置2根以上，更优选配置2～8根、进一步优选配置2～6根。

图9的膜蒸馏用膜滤芯(10)通过具有起到作为侧芯棒的功能的棒状体(17)，对于蒸馏运转时的压缩应力具有高耐性。

图10和图11的膜蒸馏用膜滤芯具有分别利用其轴向两端部的固定用树脂固定的棒状体(17)，除此以外与图6的膜蒸馏用膜滤芯大致相同。

图10的膜蒸馏用膜滤芯(10)中的棒状体(17)是在侧面具有孔的管状，中空的内部可以与膜蒸馏组件的气相部连通，起到作为蒸汽取出棒的功能。图10中的棒状体(17)被配置在中空纤维状的疏水性多孔质膜(11)的束的大致中央处，端部从膜固定部(12)的端部突出。但是，该棒状体(17)的端部也可以不从膜固定部(12)的端部突出。

图11的膜蒸馏用膜滤芯(10)中的棒状体(17)为多孔质体，细孔可以与膜蒸馏组件的气相部连通，起到作为蒸汽取出棒的功能。图11中的棒状体(17)被配置在中空纤维状的疏水性多孔质膜(11)的束的大致中央处，端部与膜固定部(12)的端部处于大致同一平面。但是，该棒状体(17)的端部也可以从膜固定部(12)的端部突出。

图10和图11的膜蒸馏用膜滤芯分别具有起到作为蒸汽取出棒的功能的棒状体(17)，由此，即使在膜蒸馏膜滤芯的芯径粗的情况下，也可缓和因压力损失所致的膜束中心部的蒸汽产生量的减少，能够将膜束整体均匀地使用。

《膜蒸馏用外壳》

本实施方式的膜蒸馏用外壳具有用于收纳膜蒸馏用膜滤芯的外壳主体、以及安装于外壳主体的1个或2个的外壳盖部。

在将膜蒸馏用膜滤芯收纳在本实施方式的膜蒸馏用外壳中来制成膜蒸馏组件时，可以具有被分割成被处理液流通的液相部、以及由被处理液产生的蒸汽进行扩散的气相部的结构。

〈外壳主体〉

本实施方式的膜蒸馏用外壳中的外壳主体具有可以收纳膜蒸馏用膜滤芯的形状。因此，外壳主体可以代表性地具有与膜蒸馏用膜滤芯大致相似的形状(例如大致圆柱状或大致多棱柱状)、且具有与膜蒸馏用膜滤芯的轴相同方向的轴，但并不限于此。

本实施方式中，大致圆柱状或大致多棱柱状的外壳主体可以在其轴向的两端分别安装各1个、合计2个的外壳盖部，成为膜蒸馏用膜滤芯能够从外壳主体的轴向的两端出入的方式，也可以在外壳主体的轴向的一端安装1个外壳盖部，成为膜蒸馏用膜滤芯仅能够从该一个端部出入的方式。

本实施方式的膜蒸馏用外壳的外壳主体可以在其侧面部具有蒸汽取出口。在收纳膜蒸馏用膜滤芯而制成膜蒸馏组件时，蒸汽取出口优选与膜蒸馏组件的气相部连通。这种情况下，可以从该蒸汽取出口将气相部的蒸汽取出到膜蒸馏组件的外部。被取出到膜蒸馏组件的外部的蒸汽利用例如后述的蒸汽冷凝单元冷凝并进行回收。

为了防止与高温且减压下的蒸汽流速增大相伴的压力损失，蒸汽取出口优选具有足以将蒸汽流速保持在一定值以下的面积。从这方面出发，外壳主体的蒸汽取出口的面积优选为容纳在膜蒸馏用膜滤芯中的疏水性多孔质膜的膜面积的1/250以上、更优选为1/200以上。外壳主体具有复数个蒸汽取出口的情况下，蒸汽取出口的面积以全部开口部的合计面积的形式来评价。外壳主体的蒸汽取出口的面积的上限可以在无损于外壳主体的机械强度的范围内由本领域技术人员适宜地决定。

本实施方式的膜蒸馏用外壳的外壳主体在其内部可以具有用于与膜蒸馏组件的气相部接触而使气相部内的上述蒸汽冷凝的冷却体。外壳主体具有冷却体的情况下，可以省略从膜蒸馏组件到膜蒸馏用外壳外部的冷凝部的配管，能够有效地进行蒸汽的冷凝。

作为冷却体，可以采用在现有技术的冷凝器中通常使用的结构。冷却体例如可以为管壳式管热交换器、板式热交换器等。管壳式管热交换器具有复数个配管平行排列的结构，可以通过使制冷剂在配管内通过而使蒸汽在配管的外部表面冷凝。在使用管壳式管热交换器时，从蒸汽冷凝的效率性以及膜蒸馏组件的紧凑化的方面出发，优选按照配管的长度方向与膜蒸馏用膜滤芯的长度方向平行或正交的方式进行配置。板式热交换器中，将复数个板层叠，使制冷剂和蒸汽在它们的间隙中交替地通过，由此可以使蒸汽在蒸汽侧的板的表面冷凝。板可以为平板状、波形板状等形状。

外壳主体具有冷却体时，从膜蒸馏用膜滤芯的预定安装部位到冷却体的蒸汽通过部的最小面积优选为容纳在膜蒸馏用膜滤芯中的疏水性多孔质膜的膜面积的1/250以上。蒸汽通过部的最小面积为疏水性多孔质膜的膜面积的1/250以上时，可抑制从膜蒸馏用膜滤芯到冷却体的上述流速过快，能够有效地进行蒸汽的冷凝。蒸汽通过部的最小面积更优选为容纳在膜蒸馏用膜滤芯中的疏水性多孔质膜的膜面积的1/200以上。

膜蒸馏用外壳的外壳主体具有冷却体时，外壳主体可以具有用于将通过冷却体使蒸汽冷凝而成的蒸馏水取出的蒸馏水取出口。在外壳主体具有蒸馏水取出口的方式中，外壳主体可以具有用于使外壳主体的气相部减压的排气口，或者可以使蒸馏水取出口兼具排气口的功能。

构成外壳主体的材料可以从耐压性、耐热性、耐冲击性、耐候性等方面出发适宜地选择。作为外壳主体的构成材料，例如可以使用树脂、金属等，从上述方面出发，优选从聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚苯醚、abs树脂、纤维增强塑料、氯乙烯树脂等树脂以及不锈钢、黄铜、铜锌合金、钛等金属中选择。

外壳主体可以为由实心材料构成的单层体，也可以为在其间夹有空气或其他适当的保温材料的多层体(例如由金属层、空气层以及金属层形成的3层体等)。外壳主体为多层体的情况下，各层可以由同种材料构成，也可以分别由不同的材料构成。

外壳主体在其内部具有冷却体的情况下，从提高蒸汽与制冷剂的热交换效率的方面出发，该冷却体的材料优选热传导率高的材料，适合使用金属。作为被用作冷却体的材料的金属，例如可以举出不锈钢、黄铜、铜锌合金、钛等。

外壳主体的材料与冷却体的材料可以相同、也可以不同。

在被处理水通过润湿而漏出到疏水性多孔质膜的气相侧时，出于防止漏出的被处理水直接混入到蒸馏水中的目的，外壳主体可以具有除雾器。

外壳主体不具有冷却体而具有蒸汽取出口时，除雾器可以设置在该蒸汽取出口的全部或一部分。另一方面，外壳主体在内部具有冷却体时，除雾器可以设置在从膜蒸馏用膜滤芯的预定安装部位到冷却体的蒸汽通过部的全部或一部分。

由于除雾器与透过了疏水性多孔质膜的蒸汽直接接触，因此其构成材料从耐热性、耐候性等方面出发来进行选择。作为除雾器的构成材料，例如可以使用树脂、金属等，从上述方面出发，优选从聚丙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚苯醚、abs树脂、纤维增强塑料、氯乙烯树脂等树脂以及不锈钢、黄铜、钛等金属中选择。

除雾器优选具有高空隙率以使其不会成为所透过的蒸汽的阻力。具体地说，除雾器的空隙率优选为50体积％以上、更优选为70体积％以上。除雾器的空隙率可以为小于100体积％、98体积％以下、95体积％以下、或者90体积％以下。

为了防止所产生的蒸汽在外壳外壁发生冷凝，外壳主体可以在其外周部具有保温层。保温层例如可以为玻璃棉、海绵等的结构物，或者也可以为夹套结构。

〈外壳盖部〉

本实施方式的膜蒸馏用外壳的外壳盖部安装于收纳膜蒸馏用膜滤芯后的外壳主体，与密封用部件一起构成膜蒸馏组件。

在制成膜蒸馏组件时，可以为下述构成：外壳盖部的内部与疏水性多孔质膜的例如液相部连通，被处理水可藉由外壳盖部的内部在疏水性多孔质膜的液相部内流通。因此，外壳盖部可以具有从该外壳盖部的内部向外部开口的被处理水流通用盖部开口部。

外壳盖部可以由从上述作为构成外壳主体的材料而例示出的材料组中适宜地选择的材料构成。构成外壳盖部的材料与构成外壳主体的材料可以相同、也可以不同。但是，为了防止在膜蒸馏运转的高温时因线性膨胀率的差异而引起的泄漏，外壳盖部优选由与外壳主体相同种类的材料构成。

〈膜蒸馏用外壳的具体例〉

下面参照附图对膜蒸馏用外壳的具体方式进行说明。

图12～图17中示出了以膜蒸馏用外壳具有大致圆柱状的形状的情况为例的几个实施方式的示意性截面图。

图12的膜蒸馏用外壳(20)具有外壳主体(30)、以及配置在外壳主体(30)的轴向的两端部的2个外壳盖部(40)。图12中还一并示出了密封用部件(50)。该密封用部件(50)例如可以为圆环形状，在图12的截面图中以黑色实心圆的形式进行了描绘。

图12的膜蒸馏用外壳(20)的外壳主体(30)具有在其侧面部开口的蒸汽取出口(31)。

图12的膜蒸馏用外壳(20)的2个外壳盖部(40)分别具有从外壳盖部的内部向外部开口的被处理水流通用盖部开口部(41)。该被处理水流通用盖部开口部(41)在制成膜蒸馏组件时与该膜蒸馏组件的液相部(例如中空纤维状的疏水性多孔质膜的中空部分)连通，具有使被处理水在膜蒸馏组件的液相部内流通的功能。

外壳主体(30)和外壳盖部(40)可以通过例如外壳主体(30)所具有的外壳主体凸缘(30a)、以及外壳盖部(40)所具有的外壳盖部凸缘(40a)进行固定。此时，在外壳主体凸缘(30a)与外壳盖部凸缘(40a)之间可以夹设有适当的密封材料。

外壳主体凸缘(30a)和外壳盖部凸缘(40a)可以在接触部的内侧端具有切口而成为容易设置密封用部件(50)的构成。该切口不是必须要素。

图13的膜蒸馏用外壳(20)中，将除雾器(32)配置于在外壳主体(30)的侧面部开口的蒸汽取出口(31)，除此以外与图12的膜蒸馏用外壳相同。

图13的膜蒸馏用外壳(20)具有配置在外壳主体(30)的蒸汽取出口(31)的除雾器(32)，因此即使在被处理水由于疏水性多孔质膜的润湿而漏出到气相侧的情况下，也可防止漏出的被处理水混入到蒸馏水中。

图14的膜蒸馏用外壳(20)中，在外壳主体(30)的侧面部配置有保温层(33)，除此以外与图12的膜蒸馏用外壳相同。

图14的膜蒸馏用外壳(20)由于在外壳主体(30)的侧面部具有保温层(33)，因此可防止由被处理水产生的蒸汽在膜蒸馏用外壳外壁处发生冷凝，能够将所产生的蒸汽高效地取出到膜蒸馏用外壳的外部。

图15的膜蒸馏用外壳(20)具有用于收纳膜蒸馏用膜滤芯的外壳主体、以及安装于外壳主体的1个外壳盖部(40)。图15的膜蒸馏用外壳(20)中，收纳膜蒸馏用膜滤芯的部分、以及安装外壳盖部(40)的一侧的膜蒸馏用外壳(20)的结构与图12的膜蒸馏用外壳相同。

但是，图15的膜蒸馏用外壳(20)中，在未安装外壳盖部的一侧的端部，外壳主体(30)具有用于藉由密封用部件(50)支撑膜蒸馏用膜滤芯的外壳主体颚部(30b)，进一步具有用于将被处理水摄入到膜蒸馏组件的液相部内并使其流通的被处理水流通用外壳主体开口部(34)来代替被处理水流通用盖部开口部。外壳主体颚部(30b)为从外壳主体(30)的内壁朝向内侧突出的凸部，可以按照绕内壁一周的方式突出，也可以在绕内壁一周的轨道上断续地突出。

图16的膜蒸馏用外壳(20)在图12的外壳主体上藉由蒸汽通过部(38)具有冷却体(35)。图16的膜蒸馏用外壳(20)所具有的冷却体(35)为管壳式管热交换器。该作为管壳式管热交换器的冷却体(35)具有复数个配管(35a)平行排列的结构，通过使制冷剂(例如冷却水(cw))在配管(35a)内通过，可使蒸汽在配管(35a)的外部表面冷凝。该冷却体(35)中，配管(35a)的长度方向与膜蒸馏用膜滤芯(未图示)的长度方向平行地配置。

制冷剂可以经由冷却体(35)的上下的开口部(35b)在配管(35a)的内部流通。制冷剂的流通方向可以为从上到下、以及从下到上的任一方向，从容易除去配管(35a)内部的空气的方面出发，优选沿从下到上的方向流通。

图16的膜蒸馏用外壳(20)在冷却体(35)附近的下部具有蒸馏水取出口(36)，可以由该蒸馏水取出口(36)取出回收溶剂(s)、即蒸馏水。

图16的膜蒸馏用外壳(20)在冷却体(35)附近的上部具有用于对外壳主体的气相部进行减压的排气口(37)。膜蒸馏用外壳(20)中，例如可以通过使真空泵(未图示)与排气口(37)连接来运转而对外壳主体的气相部进行减压、进行减压蒸馏。该排气口(37)可以配置在膜蒸馏用外壳(20)的任意位置，或者蒸馏水取出口(36)可以兼具排气口的功能。

需要说明的是，图16中的符号“e”表示从排气口(37)的排气。

图16的膜蒸馏用外壳(20)中，作为冷却体(35)，也可以配置板式热交换器等其他冷却体来代替管壳式管热交换器。

图17中以部分截面图的方式示出了膜蒸馏用外壳所具有的外壳盖部的变换样式。

图17的外壳盖部(40)具有用于藉由密封用部件(50)支撑膜蒸馏用膜滤芯的外壳盖部颚部(40b)。该外壳盖部颚部(40b)为从外壳盖部(40)的内壁朝向内侧突出的凸部，可以按照绕内壁一周的方式突出，也可以在绕内壁一周的轨道上断续地突出。图17的外壳盖部(40)中的外壳盖部颚部(40b)向着与外壳盖部凸缘(40a)大致对称的位置突出，但并不限于该方式。

图17的膜蒸馏用外壳(20)中的外壳主体(30)可以与图12的膜蒸馏用外壳中的外壳主体相同，也可以与图15的膜蒸馏用外壳中的外壳主体相同。在膜蒸馏用外壳安装有2个外壳盖部的情况下，2个外壳盖部可以均为图17所示的外壳盖部(40)，也可以为外壳盖部中的一者为图17所示的外壳盖部(40)、另一者为其他方式(例如图12所示的方式)的外壳盖部。

《密封用部件》

密封用部件具有下述功能：在将膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳内制成膜蒸馏组件时，对膜蒸馏用外壳与膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部之间进行密封，将膜蒸馏组件内分割成流通被处理液的液相部、以及使由被处理液产生的蒸汽通过疏水性多孔质膜而进行扩散的气相部。作为密封用部件通过使用适当的材料和尺寸的密封用部件，在膜蒸馏组件内可阻断透过疏水性多孔质膜以外的处理液和蒸汽的移动，有效地实施膜蒸馏。

作为密封用部件，例如可以使用环状密封件、垫片、密封垫等。作为环状密封件，例如可以举出o(圆)形环等。将外壳盖部藉由圆形环安装于外壳主体时，圆形环具有下述功能：其截面经压缩而被挤扁，由此填埋膜蒸馏外壳与膜蒸馏用膜滤芯的间隙。通过在该圆形环中使用柔软的材料，可吸收因温度变化所致的外壳与滤芯的尺寸变化量之差，维持膜蒸馏组件的气密性。

从上述方面出发，密封用部件优选柔软。另外，为了藉由密封用部件以存在压力差的状态维持减压，密封用部件优选具有适度的硬度。具体地说，通过a型硬度计测定的压入硬度(硬度计硬度)优选为a20以上a90以下、更优选为a40以上a90以下。

密封用部件的构成材料例如优选包含选自由环氧树脂、乙烯基酯树脂、氨基甲酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、烯烃系聚合物、有机硅树脂以及含氟树脂组成的组中的至少一种，从耐热性、耐化学药品性、柔软性等方面出发，更优选包含选自烯烃系聚合物、有机硅树脂、含氟树脂等中的1种或2种以上。

《膜蒸馏组件》

本实施方式的膜蒸馏组件是将膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳内而构成的，膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部的外侧面藉由密封用部件支撑膜蒸馏用外壳的内侧面，两者间进行密封。

膜蒸馏组件的内部通过疏水性多孔质膜、膜固定部以及密封用部件而被分割成液相部和气相部，该液相部中流通被处理液，该气相部中，由被处理液产生的蒸汽透过疏水性多孔质膜而进行扩散。

本实施方式的膜蒸馏组件中，膜固定部的外侧面藉由密封用部件支撑于膜蒸馏用外壳的内侧面，由此将膜蒸馏用膜滤芯固定于膜蒸馏用外壳内。本说明书中，将膜蒸馏用膜滤芯支撑和固定于膜蒸馏用外壳内的、密封用部件附近的部分称为“支撑部”。

本实施方式的膜蒸馏组件中，该支撑部的与膜蒸馏用膜滤芯的轴向垂直的截面中，

设膜固定部的外周的圆当量径为df(mm)、设固定用树脂的线膨胀系数为kf(1/℃)、设膜蒸馏用外壳的内周的圆当量径为de(mm)、设膜蒸馏用外壳与密封用部件相接的部分处的构成膜蒸馏用外壳的材料的线膨胀系数为ke(1/℃)时，由下述数学式：

[数5]

所表示的值c为30℃以上。

此处的“圆当量径”是指在考察某一俯视图形时，与该图形面积相同的圆(当量圆)的直径。因此，例如在膜蒸馏用膜滤芯为圆柱状、支撑部中的膜固定部截面为圆形的情况下，该膜固定部的圆当量径与膜固定部的直径相等。在膜蒸馏用膜滤芯为正四棱柱状、支撑部中的膜固定部截面是1边的长度为a的正方形的情况下，可以如下计算出该圆当量径d。

正方形的面积＝a²

当量圆的面积＝π×(d/2)²

由于它们相等，因此π×(d/2)²＝a²

因此，d＝√{(4×a²)/π}

具体地说，例如1边的长度a＝30mm的情况下，可以计算出d＝33.9mm；a＝50mm的情况下，可以计算出d＝56.4mm；a＝100mm的情况下，可以计算出d＝113mm；a＝300mm的情况下，可以计算出d＝339mm，支撑部中的膜固定部截面为正方形的情况下，该圆当量径d为比正方形的1边的长度a稍大的值(约1.13倍的值)。

上述数学式的右边作为分子的“de-df”表示在某一温度、例如在室温下在外壳的内表面与膜固定部的外周之间的间隙(mm)。右边作为分母的df(kf-ke)表示在外壳的内表面和膜固定部的外周因伴随温度上升的热膨胀所致的尺寸变化率之差(mm/℃)。因此，通过上述数学式计算出的c值表示因伴随温度上升的热膨胀所致的为了填埋外壳的内表面与膜固定部的外周之间的间隙所需要的温度的上升量(℃)。

需要说明的是，在外壳的内表面与膜固定部的外周之间的间隙随着测定部位而不同的情况下，作为de和df的值，使用“de-df”最小的部位的值。

另外，在外壳由复数种材料构成的情况下，作为ke的值，使用构成外壳的内表面中的最接近膜固定部的部分的材料的线膨胀系数。外壳的内表面中的最接近膜固定部的部分由复数种材料构成的情况下，作为ke的值，使用kf-ke值最大的材料的线膨胀系数。作为外壳的内表面中的最接近膜固定部的部分由复数种材料构成的情况，例如可以举出外壳主体的构成材料与外壳盖部的构成材料不同的情况等。

在实施膜蒸馏的高温条件下，若由于膜蒸馏用膜滤芯的固定用树脂与外壳主体中的与密封用部件相接的部分处的线膨胀系数的差异所引起的尺寸变化量之差大，则担心膜蒸馏用外壳的密闭性会受损。因此，膜蒸馏组件的支撑部截面处的膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部与外壳主体中的与密封用部件相接的部分处的间隙优选为一定值以上。具体地说，由上述数学式计算出的值c需要为30℃以上，优选为50℃以上，更优选为100℃以上、120℃以上、或者150℃以上。另一方面，为了确实地利用密封用部件进行膜蒸馏用外壳与膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部之间的密封，该值c优选为10,000℃以下、更优选为5,000℃以下。

由上述数学式计算出的值c更优选的范围根据构成外壳主体的材料的种类而不同。

外壳主体为树脂制的情况下，c的更优选的范围例如可以为200℃以上、500℃以上、1,000℃以上、1,200℃以上、或者1,500℃以上，例如可以为3,000℃以下、2,500℃以下、或者2,000℃以下。

外壳主体为金属制的情况下，c的更优选的范围例如可以为50℃以上、70℃以上、或者80℃以上，例如可以为3,000℃以下、2,500℃以下、2,000℃以下、1,500℃以下、1,200℃以下、或者1,000℃以下。

本实施方式的膜蒸馏组件中，在将膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳内的状态下，

膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部的外侧面可以藉由密封用部件支撑于膜蒸馏用外壳的内侧面，

膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部的端面也可以藉由密封用部件支撑于向膜蒸馏用外壳的内侧突出的颚部。

膜固定部的外侧面藉由密封用部件支撑于膜蒸馏用外壳的内侧面的情况下，从确保充分的密封性的方面出发，密封用部件的与膜蒸馏用膜滤芯的轴向垂直的方向的长度(即密封状态下的密封用部件的厚度)优选为1mm以上、更优选为1.5mm以上。从同样的方面出发，其长度优选为20mm以下、更优选为15mm以下、进一步优选为10mm以下。

另一方面，膜固定部的端面藉由密封用部件支撑于向膜蒸馏用外壳的内侧突出的颚部的情况下，从确保从充分的密封性的方面出发，密封用部件的与膜蒸馏用膜滤芯的轴向平行的方向的长度优选为1mm以上、更优选为1.5mm以上。从同样的方面出发，其长度优选为20mm以下、更优选为15mm以下、进一步优选为10mm以下。

图18中，以疏水性多孔质膜为中空纤维状、复数个中空纤维状疏水性多孔质膜汇集成束、膜蒸馏用膜滤芯和膜蒸馏用外壳分别具有大致圆柱状的形状的情况为例，以示意性截面图的形式示出了膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部的外侧面藉由密封用部件支撑于膜蒸馏用外壳的内侧面的情况的代表例。

图18中，膜蒸馏组件的支撑部中的膜蒸馏用膜滤芯(10)的膜固定部(12)的外周的圆当量径为由符号“df”表示的长度。膜蒸馏用外壳(20)的内周的圆当量径为由符号“de”表示的长度。此处，作为膜蒸馏用外壳(20)的内周的圆当量径，采用支撑部(60)中的外壳主体(30)的内周的圆当量径与外壳盖部(40)的内周的圆当量径中的较小一方。另外，在外壳主体凸缘(30a)的内侧或外壳盖部凸缘(40a)的内侧、或者这双方具有切口时，在计算圆当量径时不考虑该切口。通过像这样来理解，在利用上述数学式计算c值时，可以在计算中包含膜蒸馏用外壳与膜蒸馏用膜滤芯之间的间隙。

图18中，密封用部件(50)的与膜蒸馏用膜滤芯(10)的轴向垂直的方向的长度为由符号“w50”表示的长度。

需要说明的是，在构成外壳主体(30)的材料与构成外壳盖部(40)的材料不同的情况下，作为计算c值的上述数学式中的膜蒸馏用外壳构成材料的线膨胀系数(ke)，采用两者中的线膨胀系数较小一方的值。

图19中，以疏水性多孔质膜为中空纤维状、复数个中空纤维状疏水性多孔质膜汇集成束、膜蒸馏用膜滤芯和膜蒸馏用外壳分别具有大致圆柱状的形状的情况为例，以示意性截面图的形式示出了膜蒸馏用膜滤芯的膜固定部的端面藉由密封用部件支撑于向膜蒸馏用外壳的内侧突出的颚部的情况的代表例。

图19中，膜蒸馏用膜滤芯(10)的膜固定部(12)的端面藉由密封用部件(50)支撑于向膜蒸馏用外壳(20)的内侧突出的外壳盖部颚部(40b)。

图19中，密封用部件(50)的与膜蒸馏用膜滤芯(10)的轴向平行的方向的长度为由符号“h50”表示的长度。

下面参照附图对膜蒸馏组件的具体方式进行说明。

以疏水性多孔质膜为中空纤维状、复数个中空纤维状疏水性多孔质膜汇集成束、膜蒸馏组件具有大致圆柱状的形状的情况为例，以示意性截面图来示出。图1(a)为与膜蒸馏用膜滤芯的轴向平行的方向的截面图，图1(b)为图1(a)的a-a线截面图。

图1所示的膜蒸馏组件(100)具有包含中空纤维状的疏水性多孔质膜(11)的束的圆柱状的膜蒸馏用膜滤芯(10)、以及收纳膜蒸馏用膜滤芯(10)的膜蒸馏用外壳(20)。

膜蒸馏用膜滤芯(10)在圆柱状的轴向的两端部具有利用固定用树脂固定有疏水性多孔质膜(11)的膜固定部(12)。

膜蒸馏用外壳(20)具有外壳主体(30)以及安装在其上的2个外壳盖部(40)。

外壳主体(30)和外壳盖部(40)利用分别具有的外壳主体凸缘(30a)和外壳盖部凸缘(40a)进行固定。在该外壳主体(30)与外壳盖部(40)的固定部分的附近具有支撑部(60)，通过将膜蒸馏用膜滤芯(10)的膜固定部(12)的外侧面藉由圆形环状的密封用部件(50)支撑于膜蒸馏用外壳的内侧面而将膜蒸馏用膜滤芯(10)固定于膜蒸馏用外壳(20)内。

膜蒸馏用外壳(20)的内部通过疏水性多孔质膜(11)、膜固定部(12)以及密封用部件(50)被分割成流通被处理液的液相部(70)、以及使由被处理液产生的蒸汽透过疏水性多孔质膜(11)而进行扩散的气相部(80)。液相部(70)例如可以由外壳盖部(40)的内部空间、以及中空纤维状的疏水性多孔质膜(11)的中空部分构成。气相部(80)例如可以为被外壳主体(30)的内壁、疏水性多孔质膜(11)的外壁以及膜固定部(12)围起的空间。

外壳主体(30)在其侧面部具有与膜蒸馏组件(100)的气相部(80)连通、用于将气相部(80)内的蒸汽取出到膜蒸馏组件(100)的外部的蒸汽取出口(31)。2个外壳盖部(40)分别具有从外壳盖部的内部向外部开口的被处理水流通用盖部开口部(41)。

图1中，将液相部与气相部逆转，将外壳盖部(40)的内部空间以及中空纤维状的疏水性多孔质膜(11)的中空部分作为气相部，将被外壳主体(30)的内壁、疏水性多孔质膜(11)的外壁以及膜固定部(12)围起的空间作为液相部的构成也包含在本发明中。

参照图1(b)可以理解复数个疏水性多孔质膜(11)以相互保持间隔的状态集束并固定于膜固定部(12)的状态，通过将复数个疏水性多孔质膜(11)以相互保持间隔的状态进行固定，疏水性多孔质膜(11)的间隙能够构成蒸汽容易流通的气相部。

图1(b)中示出了膜蒸馏用外壳(20)的内周的圆当量径(de)、以及膜固定部(12)的外周的圆当量径(df)的长度。两者的差值(de-df)与膜蒸馏用外壳(20)与膜固定部(12)之间的间隙的2倍大致相等。膜蒸馏用外壳(20)与膜固定部(12)之间的间隙利用圆形环状的密封用部件(50)进行填充。

在使用本实施方式的膜蒸馏组件进行膜蒸馏时，从得到良好的蒸馏效率的方面出发，导入至该组件中时的被处理水的温度优选为50℃以上、更优选为65℃以上。另一方面，从抑制膜蒸馏所需要的消耗能量的方面出发，导入时的被处理水温度优选为95℃以下、更优选为90℃以下。

被处理水的温度可以通过例如热交换器、加热器等热源进行加热，也可以有效利用太阳热、来自产业工艺等的废热来进行加热。从削减被处理水的加热所需要的热能成本的方面出发，优选利用太阳热或废热。加热前的被处理水的温度为50℃以上时，能够有效地利用废热。

上述的本实施方式的膜蒸馏组件能够显示出非常高的透过水量(通量、蒸馏水的收量)。

可由膜蒸馏实现的透过水量(通量)可以根据被处理水的温度适宜地设定。但是，从使蒸馏水的生产效率的提高与盐的透过抑制平衡的方面出发，例如可例示出以下的设定。

作为被处理水(原水)使用65℃、3.5质量％的盐水，使该被处理水以线速度100c米/秒与有效长度为8cm的中空纤维状疏水性多孔质膜的内侧接触，并且使疏水性多孔质膜的外侧为-90kpa(g)的减压，在该条件下连续运转1小时后的透过水量(通量)优选为10kg/m²/hr以上、更优选为10kg/m²/hr以上1,000kg/m²/hr以下。在该条件下析出到疏水性多孔质膜的外侧的盐(溶质)的量优选为0.4mg/cm²/hr以下。

通量和盐的析出量可以分别通过下述数学式计算出：

通量＝通过规定时间的运转而得到的蒸馏水的质量÷疏水性多孔质膜的面积÷运转时间

盐的析出量＝通过规定时间的运转而析出的盐的质量÷疏水性多孔质膜的面积÷运转时间。

《膜蒸馏装置》

本实施方式的膜蒸馏装置中，

在本实施方式的外壳主体不具有冷却体的情况下，可以具备本实施方式的膜蒸馏组件、以及用于将由膜蒸馏组件产生的蒸汽冷凝的蒸汽冷凝单元；或者

在本实施方式的外壳主体具有冷却体的情况下，不需要蒸汽冷凝单元，可以具备本实施方式的膜蒸馏组件。在外壳主体具有冷却体的情况下，不必须具备蒸汽冷凝单元，但也可以具备该蒸汽冷凝单元。

本实施方式的膜蒸馏装置具有膜蒸馏组件、以及蒸汽冷凝单元(其存在的情况下)，除此以外还可以进一步具备例如冷凝液罐、压力调整器、减压装置等。

蒸汽冷凝单元可以具有：与膜蒸馏组件的蒸汽取出口连通的气相部；以及用于将从膜蒸馏组件的蒸汽取出口扩散出来的蒸汽进行凝集的冷却体。冷却体通过在内部流通冷却介质(例如冷却水)而维持低温。冷却体的结构可以为管集合而成的结构，也可以是板重叠而成的结构。冷却体部与扩散到蒸汽冷凝单元的气相部的蒸汽接触时，该蒸汽经冷却而冷凝成为蒸馏水(透过水)。通过将其贮留在凝集液罐中进行回收，可得到作为产品的蒸馏水。

图20中示出了本实施方式的膜蒸馏装置的一例。

图20的膜蒸馏装置(500)具备膜蒸馏组件(100)和蒸汽冷凝单元(200)，膜蒸馏组件(100)的气相部藉由蒸汽取出口(31)与蒸汽冷凝单元(200)的气相部连通。蒸汽冷凝单元(200)通过配管与冷凝液罐(210)、压力调整器(220)以及减压装置(230)连结。

膜蒸馏组件(100)中的膜蒸馏用膜滤芯的功能如上文所说明。

蒸汽冷凝单元(200)的气相部藉由冷凝液罐(210)通过压力调整器(220)和减压装置(230)被调整为适当的减压状态。蒸汽冷凝单元(200)的冷却体利用冷却水(cw)进行冷却。图20的膜蒸馏装置(500)中，冷却水(cw)从蒸汽冷凝单元(200)的上部导入，在蒸汽冷凝单元(200)的内部朝下方流通，从下部排出。但是，冷却水(cw)也可以从蒸汽冷凝单元(200)的下部导入，在蒸汽冷凝单元(200)的内部朝上方流通，从上部排出。由于容易除去配管内部的空气，优选使冷却水(cw)在蒸汽冷凝单元(200)的内部朝上方流通。

利用膜蒸馏组件(100)的膜蒸馏用膜滤芯而由被处理水(a)产生的蒸汽经由蒸汽取出口(31)在蒸汽冷凝单元(200)的气相部进行扩散。并且，扩散出去的蒸汽与蒸汽冷凝单元(200)的冷却体接触时会发生冷凝而变成冷凝水，贮留在凝集液罐中，作为产品蒸馏水(s)而被供于规定的用途中。

需要说明的是，图20中的符号“e”表示来自减压装置(230)的排气。

图21中示出了本实施方式的膜蒸馏装置的另一例。

图21的膜蒸馏装置(600)具备膜蒸馏组件(110)。该膜蒸馏组件(110)的膜蒸馏用外壳如图16所示的膜蒸馏用外壳那样具有冷却体(35)。膜蒸馏组件(110)按照膜蒸馏用膜滤芯的气相部经由蒸汽通过部(38)与冷却体(35)的气相部连通的方式来构成。膜蒸馏装置(600)在冷却体(35)侧的下方具有蒸馏水取出口(36)，在冷却体(35)侧的上方设置有排气口(37)。蒸馏水取出口(36)和排气口(37)分别通过配管与冷凝液罐(210)、压力调整器(220)以及减压装置(230)连结。

膜蒸馏组件(110)中的膜蒸馏用膜滤芯的功能如上文所说明。

膜蒸馏装置(600)的冷却体(35)的气相部藉由冷凝液罐(210)通过压力调整器(220)和减压装置(230)被调整为适当的减压状态。冷却体(35)利用冷却水(cw)进行冷却。图21的膜蒸馏装置(600)中，冷却水(cw)从冷却体(35)的上部导入，在冷却体(35)的内部朝下方流通，从下部排出，但该方向也可以相反。

利用膜蒸馏组件(110)的膜蒸馏用膜滤芯而由被处理水(a)产生的蒸汽经由蒸汽通过部(38)而在冷却体(35)的气相部进行扩散。并且，经扩散的蒸汽与冷却体(35)时会发生冷凝而变成冷凝水，贮留在凝集液罐中，作为产品的蒸馏水(s)而被供于规定的用途中。

图21中的符号“e”表示来自减压装置(230)的排气。

冷却介质只要能够在冷却体的内部流通并将蒸汽冷却冷凝就没有特别限定。作为冷却介质，冷却水是合适的，例如可以举出自来水、工业用水、河川水、井水、湖沼水、海水、产业废水(来自食品工厂、化学工厂、电子产业工厂、制药工厂、清扫工厂等的废水)；以及在石油、天然气生产时所排出的伴生水等。也可以将供于膜蒸馏的被处理水用作冷却介质。从冷却和冷凝效率的方面出发，冷却介质优选为比导入至膜蒸馏组件中的时刻的被处理水的温度低2℃以上的温度，更优选为低5℃以上的温度。冷却介质可以利用热交换器、加热器等热源进行加热来使用。在优选的方式中，冷却介质沿着与蒸汽的流通方向相向的方向流通。

作为减压装置，例如可以举出隔膜真空泵、干燥泵、油旋转真空泵、喷射器、抽吸装置等。作为包含压力调整器的压力控制方法，可以举出真空调节器、使用泄漏阀等的方法、使用电子式真空控制器和电磁阀的方法等。

从抑制减压装置的减压所需要的耗能的方面出发，膜蒸馏装置的气相部压力优选为1kpa以上、更优选为5kpa以上，从得到有效的造水量的方面出发，优选为被处理水导入地点的被处理水温度下的水的饱和蒸汽压以下。

《疏水性多孔质膜的清洗》

在使用本实施方式的膜蒸馏组件长期持续进行膜蒸馏的运转时，被处理水中包含的无机盐、有机物、微粒、油分、金属等会析出并附着在疏水性多孔质膜的液相部侧(被处理水侧)上，闭塞(堵塞)多孔质膜的贯通孔，可能会降低蒸馏水的生产效率。这种情况下，可以暂且中断运转，对疏水性多孔质膜进行清洗，恢复生产效率。

疏水性多孔质膜的清洗可以通过使能够溶解作为堵塞原因的析出物的清洗液与多孔质膜接触来进行。具体地说，例如可以通过使清洗液以高流速流经疏水性多孔质膜的表面、膜内部等的方法来进行清洗。

清洗液可以根据析出物的种类适宜地选择。在析出物为无机盐、金属等的情况下，可以使用酸性水等作为清洗液。具体地说，例如在析出物是作为结垢常见的碳酸钙的情况下，作为清洗液可以使用盐酸、柠檬酸水溶液等。析出物为有机物微生物(粘液)等的情况下，作为清洗液例如可以使用次氯酸钠水溶液。析出物为微粒的情况下，通过使适当的溶剂以高流速流动，可以从多孔质膜的表面以物理方式排除微粒。

在对附着于疏水性多孔质膜的细孔内的析出物进行清洗的情况下，例如可以通过在将多孔质膜用醇或者醇与水的混合溶液润湿后流通适当的溶剂的方法来进行清洗。此时，可以通过一边对于多孔质膜的厚度方向施加压力一边流通溶剂而进行细孔内的清洗。或者也可以利用下述方法来进行清洗：使用纯净水作为被处理水进行膜蒸馏，使析出物从细孔内移动到膜表面，接着对膜表面进行清洗。

疏水性多孔质膜的清洗可以在膜蒸馏用膜滤芯仍安装于膜蒸馏用外壳中的状态下进行。但是，通过将膜蒸馏用膜滤芯从膜蒸馏用外壳拆下后进行清洗，能够使清洗操作更为简便。

《膜蒸馏的用途》

本实施方式的膜蒸馏组件以及包含该膜蒸馏组件的膜蒸馏装置能够适宜地用于高度除去被处理水中包含的离子、有机物、无机物等而进行纯化的用途、或者从被处理水中除去水而进行浓缩的用途中。作为这些用途的具体例，例如可以举出海水淡化、船舶用水制造、超纯水制造(半导体工厂等)、锅炉水制造(火力发电厂等)、燃料电池系统内水处理、产业废水处理(食品工厂、化学工厂、电子产业工厂、制药工厂、清扫工厂等)、透析用水制造、注射用水制造、伴生水处理(例如重质油、页岩油、页岩气、煤层气、其他天然气等采掘时的伴生水)、来自海水的有价物回收等。

《与其他技术的组合》

本实施方式的膜蒸馏组件以及包含该膜蒸馏组件的膜蒸馏装置可以以与其他水处理技术组合而成的复合系统的形式来使用。例如，通过对利用ro(reverseosmosis、反渗透)法处理时所生成的浓缩水使用本实施方式的膜蒸馏装置进一步进行纯化，可以进一步提高水的回收率。另外，作为fo(forwardosmosis、正渗透)法中使用的ds(drawsolution、驱动溶液)的回收手段，可以使用本实施方式的膜蒸馏组件以及包含该膜蒸馏组件的膜蒸馏装置。

实施例

以下通过实施例的形式对本发明的构成和效果进行具体说明，但本发明并不受以下实施例的任何限定。

《多孔质中空纤维膜的诸物性的测定》

[外径、内径、以及膜厚]

关于多孔质中空纤维膜的外径和内径，将中空纤维膜在垂直于其长度方向的方向上用剃刀薄切，使用显微镜分别测定截面的外径和内径。膜厚通过下述数学式(1)计算出。

[数6]

[平均孔径]

多孔质中空纤维膜的平均孔径通过astm：f316-86中记载的平均孔径的测定方法(又称：半干燥法)进行测定。

测定中，对于长度约10cm的多孔质中空纤维膜，使用乙醇作为液体，在25℃、升压速度0.01at米/秒的标准测定条件下进行测定。

平均孔径由下述数学式(2)求出。

平均孔径[μm]＝2,860×(使用液体的表面张力[dyne/cm])/(半干燥空气压力[pa])(2)

此处，作为乙醇在25℃的表面张力，使用21.97dyne/cm的值。

[最大孔径]

多孔质中空纤维膜的最大孔径使用泡点法进行测定。将长度8cm的多孔质中空纤维膜的一个末端封堵，氮气供给管线藉由压力计与另一末端连接。在该状态下供给氮气，将管线内部用氮置换后，将多孔质中空纤维膜浸渍在乙醇中。此时，使其成为向管线内施加非常小的氮气压力的状态以使得乙醇不会回流到管线内，将多孔质中空纤维膜浸渍在乙醇中。在浸渍多孔质中空纤维膜的状态下缓慢地增加氮气的压力，记录从多孔质中空纤维膜的外壁开始稳定地释放出氮气的气泡的压力p。由该值通过下述数学式(3)：

d＝c1γ/p(3)

{式中，c1为常数，γ为表面张力[dyne/cm]，p为压力[pa]}计算出多孔质中空纤维膜的最大孔径d[μm]。乙醇为浸渍液时的常数c1与表面张力γ之积的值为c1γ＝0.0879[n/m]。

[空隙率]

多孔质中空纤维膜的空隙率通过如下记载的方法求出。

将中空纤维膜切割成一定长度，测定其重量，通过下述数学式(4)求出空隙率。

[数7]

《膜蒸馏的实施》

实施例1～11和比较例1中的膜蒸馏利用图20所示构成的膜蒸馏装置进行。

作为膜蒸馏组件(100)中的膜蒸馏用膜滤芯，使其为各实施例和比较例中记载的构成，蒸汽冷凝单元(200)的出口利用配管与冷凝液罐(210)连结。之后，通过将冷凝液罐(210)的气相部藉由压力调整器(220)与减压装置(230)连结来进行体系内的压力调整。

使作为被处理水(a)的经温度调整为90℃的模拟海水(3.5质量％氯化钠水溶液)以5l/min的流量在膜蒸馏组件(100)内的疏水性多孔质中空纤维膜的中空内腔中循环。使30℃的冷却水(cw)以10l/min的流量在蒸汽冷凝单元(200)中循环。之后，将体系内的压力调整为-70kpag，进行膜蒸馏。

因膜蒸馏所致的被处理水的体积减少量通过随时添加回收溶剂(s)(蒸馏水)而进行填补。

实施例12～14和比较例2中的膜蒸馏利用图21所示的构成的膜蒸馏装置进行。

作为膜蒸馏用膜滤芯，使其为各实施例和比较例中记载的构成，除此以外的实施方式与上述的实施例1等相同。

[通量(flux)的测定]

进行膜蒸馏，使用积分流量计对于流入到冷凝液罐(210)中的蒸馏水的重量进行测定，按照下述数学式(5)计算出通量。

通量＝通过运转时间1小时的膜蒸馏所得到的蒸馏水的重量÷膜面积÷运转时间(1小时)(5)

《实施例1》

[多孔质中空纤维膜的疏水化]

将500根内径0.7mm、外径1.3mm、根据astm-f316-86求出的平均孔径0.21μm、最大孔径0.29μm、空隙率72％、由图像解析求出的表面开口率28％的pvdf(聚偏二氟乙烯)制造的多孔质中空纤维膜切割成长度50cm。将该多孔质中空纤维膜一次性完全浸渍在fluorotechnology公司制造的氟树脂系斥水剂fs-392b(0.5重量％)中，之后提起，进行干燥，由此在多孔质中空纤维膜的内侧和外侧表面涂布疏水性聚合物，进行多孔质中空纤维膜的疏水化，得到中空纤维状的疏水性多孔质膜(以下简称为“中空纤维膜”)。

[滤芯的制作]

制作图9所示构成的膜蒸馏用膜滤芯。此处，作为棒状体(17)，使用2根外径6mmφ、内径5mmφ、长度340mm的不锈钢制管，使其起到作为侧芯棒的功能。

将500根上述的中空纤维膜集束，将其侧面外周部利用纤维径100μm、长350mm×宽200mm的网覆盖，将其两端与侧芯棒一起使用由热固性环氧树脂形成的固定用树脂通过离心粘接的方法进行固定，形成膜固定部。此时，对于网的端部，以每一端分别为25mm埋设在膜固定部内，对于不锈钢制管的端部，以每一端分别为20mm埋设在膜固定部内。之后将膜固定部的两端与中空纤维膜束两端的伸出部分一起各切割5mm，将膜固定部的纵向长度调整为每一端30mm。

将利用网覆盖后的中空纤维的束的侧面外周部利用无纺布(透气度5.0ml/cm²·sec、长290mm×宽100mm的聚丙烯制无纺布)覆盖后，利用风筝线绑缚固定，由此制作膜蒸馏用膜滤芯(10)。

所得到的滤芯的全长为360mm，滤芯两端的膜固定部的外径为60mmφ，膜固定部的厚度为30mm、两端的膜固定部间的距离(中空纤维膜的有效长度)为300mm，中空纤维膜束的填充率为24％，中空纤维膜的有效膜面积为0.33m²。另外，该滤芯的膜固定部的固定用树脂的线膨胀系数为80×10^-6[1/℃]。

[组件的制作]

作为外壳使用粗度不同的2种聚碳酸酯(pc)管，使用由外壳主体(其包含空气层作为保温层、为由聚碳酸酯/空气/聚碳酸酯构成的3层结构)以及上下2个外壳盖部构成的外壳。该外壳的滤芯插入部的内径为61mmφ，该部分的线膨胀系数为70×10^-6[1/℃]。该外壳在外周侧面开有面积0.0030m²(大致为5.5cm见方)的蒸汽取出口。

将上述[滤芯的制作]中得到的膜蒸馏用膜滤芯(10)以在其膜固定部安装有作为密封用部件的p-60规格、硬度计硬度a70的fkm(偏二氟乙烯系橡胶)制圆形环的状态插入到外壳中，安装外壳盖部来进行固定，制作膜蒸馏组件。

[膜蒸馏的实施和评价]

使用上述[组件的制作]中得到的膜蒸馏组件，组装图20所示构成的膜蒸馏装置，按照上述方法进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为33kg/m²/h，所得到的回收溶剂(蒸馏水)的电导率在25℃为3.0μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为28kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为8.0μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例1的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例2》

在[滤芯的制作]中，作为滤芯壳体，使用2根外径60mmφ、内径55mmφ、长度70mm的聚砜制造的管，除此以外利用与实施例1相同的方法制作膜蒸馏用膜滤芯。

滤芯壳体按照2根管分别覆盖中空纤维束的轴向两端部、在中空纤维束的中央部的230mm的长度上未被覆盖的方式进行配置，按照轴向两端侧的各管端部利用膜固定部分别固定的方式进行配置(滤芯壳体的端部30mm被埋设在膜固定部中)。

所得到的滤芯的尺寸与实施例1相同，其中，滤芯壳体的滤芯壳体开口部的面积为0.043m²。另外，该滤芯的膜固定部的线膨胀系数为80×10^-6[1/℃]。

除了使用所得到的膜蒸馏用膜滤芯以外，利用与实施例1相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为31kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为2.5μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为27kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为6.0μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例2的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例3》

作为外壳使用外壳主体的滤芯插入部的内径为61mmφ的钛制外壳，除此以外利用与实施例2相同的方法制作膜蒸馏组件。此处使用的外壳的滤芯插入部的线膨胀系数为8.5×10^-6[1/℃]。

使用所得到的膜蒸馏组件组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

蒸馏开始后1小时的通量为30kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为2.0μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为25kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为5.0μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例3的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例4》

在[组件的制作]中，使用图17所示的具有2个带有外壳盖部颚部的外壳盖部的膜蒸馏用外壳，作为密封用部件使用p-50a规格、硬度计硬度a70的fkm制圆形环，除此以外利用与实施例2相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

蒸馏开始后1小时的通量为33kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为5.0μs/cm。另外，蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为26kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为6.4μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例4的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例5》

在[滤芯的制作]中，作为棒状体，代替起到作为侧芯棒的功能的2根不锈钢制管，使用1根在侧面以20mm间隔设置有计30个直径5mmφ的孔、外径20mm、厚度3mm、长度340mm、中空有孔的不锈钢制管，设置于中空纤维膜束的中央，除此以外利用与实施例2相同的方法制作膜蒸馏用膜滤芯。所得到的滤芯中，将不锈钢制管的端部以每一端分别为20mm埋设在膜固定部内。

除了使用所得到的膜蒸馏用膜滤芯以外，利用与实施例1相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

蒸馏开始后1小时的通量为34kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为4.3μs/cm。另外，蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为29kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为6.2μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例5的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例6》

在[滤芯的制作]中，作为棒状体，代替起到作为侧芯棒的功能的2根不锈钢制管，使用厚度(横宽)5mm、纵宽40mm、长度360mm、空隙率90体积％的聚丙烯制海绵，设置于中空纤维膜束的中央，除此以外利用与实施例2相同的方法制作膜蒸馏用膜滤芯。所得到的滤芯中，将聚丙烯制海绵的端部以每一端分别为30mm埋设在膜固定部内。

除了使用所得到的膜蒸馏用膜滤芯以外，利用与实施例1相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为35kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为5.0μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为28kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为5.5μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例6的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例7》

利用与实施例1相同的方法得到中空纤维状的疏水性多孔质膜(下文中称为“中空纤维膜”)。将该中空纤维膜汇集成100根的束，准备5束用网集束的小束。将这5束小束按照小束内的中空纤维膜间的距离0.2mm、小束的短径10mm、各小束间的距离5mm的方式与侧芯棒和滤芯壳体一起固定于膜固定部，除此以外利用与实施例2相同的方法制作膜蒸馏用膜滤芯。

除了使用所得到的膜蒸馏用膜滤芯以外，利用与实施例1相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为34kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为3.8μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为27kg/m²/h，所得到的膜蒸馏水的电导率在25℃为7.0μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例7的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例8》

在外壳的蒸汽取出口设置有作为除雾器的空隙率90体积％的不锈钢丝绒，除此以外利用与实施例2相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为30kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为2.2μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为22kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为4.3μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例8的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够良好地维持其功能。

《实施例9》

除了使外壳的蒸汽取出口的面积为0.0020mm²以外，利用与实施例1相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为18kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为7.0μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为15kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为9.2μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例9的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够维持其功能。

《实施例10》

在[滤芯的制作]中，作为膜固定用树脂，使用由热固性氨基甲酸酯树脂构成的固定用树脂，除此以外利用与实施例1相同的方法制作膜蒸馏滤芯。

使用所得到的膜蒸馏用膜滤芯，使用p-60规格、硬度计硬度a40的硅酮制圆形环，除此以外利用与实施例3相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为31kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为2.8μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为28kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为6.5μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例10的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够维持其功能。

《比较例1》

在比较例1中，制作利用粘接树脂将中空纤维膜束直接固定于膜蒸馏用外壳的内侧的结构的膜蒸馏组件，进行评价。

作为膜蒸馏用外壳，使用外径60mmφ、内径54mmφ、长度360mm、蒸汽取出口的面积0.0030mm²的不锈钢(sus)制外壳，作为粘接树脂使用热固性的环氧树脂，将中空纤维膜束的两端通过离心粘接固定于外壳，由此制作膜蒸馏组件。该膜蒸馏组件中，粘结剂的线膨胀系数为80×10^-6[1/℃]，外壳的线膨胀系数为17×10^-6[1/℃]。

使用该膜蒸馏组件组装膜蒸馏装置，实施膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为30kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为7.0μs/cm。但是膜蒸馏开始后经过250小时后，在外壳与粘接层的界面处发生剥离，被处理水漏出到透过侧，因此结束运转。

《实施例11》

作为膜蒸馏用膜滤芯，使用与实施例1的膜蒸馏用膜滤芯相同类型的滤芯。

使用g-60规格、硬度计硬度a70的fkm制圆形环，将该膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳中，制作膜蒸馏组件。

本实施例中使用的膜蒸馏外壳由外壳主体以及上下2个外壳盖部构成。外壳主体除了膜蒸馏用膜滤芯收纳部以外还具有冷却体，使用具有膜蒸馏用膜滤芯的气相部和冷却体的气相部藉由蒸汽通过部进行连结而成的结构的部件。

膜蒸馏外壳的膜蒸馏用膜滤芯收纳部由内径140mmφ、厚度5mmφ、长度310mm的聚碳酸酯(pc)管构成。冷却体由360根外径1.2mmφ、厚度0.2mm、有效长度300mm的sus304制管构成，其总传热面积为0.41m²。另外，蒸汽通过部的面积为0.04340m²(大致为14cm×31cm)。

该外壳的膜蒸馏用膜滤芯插入部的内径为61mmφ，该部分的线膨胀系数为70×10^-6[1/℃]。

使用所得到的膜蒸馏组件组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为37kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为5.4μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为30kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为7.6μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例11的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够维持其功能。

《实施例12》

作为密封用部件，使用g-60规格、硬度计硬度a90的nbr制圆形环，除此以外利用与实施例11相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为35kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为4.8μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为29kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为7.3μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例12的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够维持其功能。

《实施例13》

作为密封用部件，使用g-60规格、硬度计硬度a70的epdm制圆形环，在外壳主体的膜蒸馏用膜滤芯收纳部使用内径140mmφ、厚度3mmφ、长度310mm的sus304制管，除此以外利用与实施例11相同的方法制作膜蒸馏组件，组装膜蒸馏装置，进行膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为33kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为3.2μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为26kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为5.5μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例13的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够维持其功能。

《实施例14》

将5,000根与实施例1相同的多孔质中空纤维膜切割成长度80cm，利用与实施例1相同的方法进行疏水化，得到中空纤维状的疏水性多孔质膜(中空纤维膜)。

[滤芯的制作]

制作图9所示构成的膜蒸馏用膜滤芯。此处，作为棒状体(17)，使用6根外径8mmφ、内径6mmφ、长度600mm的不锈钢制管，使其起到作为侧芯棒的功能。

将5,000根上述中空纤维膜集束，将其侧面外周部利用纤维径100μm、长600mm×宽600mm的网覆盖，将其两端与侧芯棒一起使用由热固性环氧树脂构成的固定用树脂通过离心粘接的方法进行固定，形成膜固定部。此时，网的端部和不锈钢制管的端部以每一端分别为50mm分别埋设在膜固定部内。之后将膜固定部的两端与中空纤维膜束两端的伸出部分一起各切割5mm，将膜固定部的纵向的长度调整为每一端100mm。

将利用网覆盖后的中空纤维的束的侧面外周部利用无纺布(透气度5.0ml/cm²·sec、长490mm×宽600mm的聚丙烯制无纺布)覆盖后，利用风筝线绑缚固定，由此制作膜蒸馏用膜滤芯(10)。

所得到的滤芯的全长为700mm，滤芯两端的膜固定部的外径为130mmφ，膜固定部的厚度为100mm，两端的膜固定部间的距离(中空纤维膜的有效长度)为500mm，中空纤维膜束的填充率为50％，中空纤维膜的有效膜面积为5.50m²。另外，该滤芯的膜固定部的固定用树脂的线膨胀系数为80×10^-6[1/℃]。

使用p-130规格、硬度计硬度a70的epdm制圆形环，将该膜蒸馏用膜滤芯收纳在膜蒸馏用外壳中，制作膜蒸馏组件。

本实施例中使用的膜蒸馏外壳由外壳主体以及上下2个外壳盖部构成。外壳主体除了具有膜蒸馏用膜滤芯收纳部以外还具有冷却体，使用具有膜蒸馏用膜滤芯的气相部与冷却体的气相部藉由蒸汽通过部连结而成的结构的部件。

膜蒸馏外壳由外壳主体以及上下2个外壳盖部构成。外壳主体除了具有膜蒸馏用膜滤芯收纳部以外还具有冷却体，使用具有膜蒸馏用膜滤芯的气相部与冷却体的气相部藉由蒸汽通过部连结而成的结构的部件。

膜蒸馏外壳的膜蒸馏用膜滤芯收纳部由sus304管构成。冷却体由139根外径17.3mmφ、厚度1.2mm、长度500mm的sus304制管构成，其总传热面积为3.84m²。另外，蒸汽通过部的面积为0.100m²(大致为20cm×50cm)。

该外壳的膜蒸馏用膜滤芯插入部的内径为136mmφ，该部分的线膨胀系数为14×10^-6[1/℃]。

膜蒸馏开始后1小时的通量为25kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为4.6μs/cm。另外，膜蒸馏开始后经过1,000小时后1小时的通量为21kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为7.2μs/cm。

由以上的结果证实了，实施例14的膜蒸馏组件在1,000小时的运转后仍能够维持其功能。

《比较例2》

在[滤芯的制作]中，作为膜固定用树脂，使用由热固性氨基甲酸酯树脂构成的固定用树脂，使膜固定部的外径为135.4mmφ、中空纤维膜束的填充率为46.1％，除此以外利用与实施例14相同的方法制作膜蒸馏滤芯，使用该滤芯利用与实施例14相同的方法组装膜蒸馏装置，实施膜蒸馏。

膜蒸馏开始后1小时的通量为29kg/m²/h，所得到的蒸馏水的电导率在25℃为4.4μs/cm。但是膜蒸馏开始后经过460小时后，粘接层发生龟裂，被处理水漏出到透过侧，因此结束运转。

将以上的结果汇总示于下述表1～5中。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

10膜蒸馏用膜滤芯

11疏水性多孔质膜

11a中空纤维状疏水性多孔质膜的小束

12膜固定部

13滤芯壳体

14滤芯壳体开口部

15网

16无纺布

17棒状体

18液相部间隔物

19气相部间隔物

20膜蒸馏用外壳

30外壳主体

30a外壳主体凸缘

30b外壳主体颚部

31蒸汽取出口

32除雾器

33保温层

34被处理水流通用外壳主体开口部

35冷却体

35a配管

35b开口部

36蒸馏水取出口

37排气口

38蒸汽通过部

40外壳盖部

40a外壳盖部凸缘

40b外壳盖部颚部

41被处理水流通用盖部开口部

50密封用部件

60支撑部

70液相部

80气相部

100、110、120膜蒸馏组件

200蒸汽冷凝单元

210冷凝液罐

220压力调整器

230减压装置

500、600、700膜蒸馏装置

a被处理水

a’蒸馏后的被处理水

b由被处理水中分离出的蒸汽

b*由被处理水中分离出且透过疏水性多孔质膜向气相部进行扩散的蒸汽

cw冷却水

e排气

leff有效长度

lall全长

l17棒状体的长度

s回收溶剂

de膜蒸馏用外壳的内周的圆当量径

df膜固定部的外周的圆当量径

d11a中空纤维状疏水性多孔质膜的小束直径

h50密封用部件50的纵向的高度

w50密封用部件50的横向的宽度