[发明专利]分离膜元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分离包含在流体（诸如液体和气体）中的成分的分离膜元件。

背景技术

在用于移除海水、半咸水等中所含离子物质的现有技术中，利用分离膜元件的分 离方法已经发现作为用于节能和资源保护的工序的日益增长的使用。在利用分离膜元件的 分离方法中所采用的分离膜根据它们的孔径大小和分离性能被分为五组，即微滤膜、超滤 膜、纳滤膜、反渗透膜和正向渗透膜。这些膜被用于例如从海水、半咸水或含有有害物质的 水等中生产可饮用水，用于工业用超纯水的生产、废水处理以及有价值的物质的回收等，并 且在此使用的膜被改变来适应作为目标的分离成分和分离性能的要求。

分离膜元件可具有许多种形状，但它们在下述意义上具有共性：将待处理的水（原 水）进给到分离膜的一个表面并且从分离膜的另一个表面获得渗透的流体。通过具有多个 捆绑成束的分离膜，每个分离膜元件被配置成每个分离膜元件延伸膜面积，或者等价地增 大每个分离膜元件获取的渗透流体的量。针对使分离膜元件保持它们的预期用途和目的， 已经提出了各种形状类型，诸如螺旋型、中空纤维型、板框型、旋转平膜型和平膜集成型。

例如，螺旋型分离膜元件已被广泛用于反渗透过滤。每个螺旋型分离膜元件设有 中心管和卷绕在中心管上的叠堆。叠堆通过下述方式形成：将用于将原水（即，待处理的水） 进给至分离膜的表面的进料侧通道构件、用于分离包含在原水中的成分的分离膜、用于将 已通过穿过分离膜从进料侧流体中分离出的渗透侧流体引导至中心管中的渗透侧通道构 件堆叠。在螺旋型分离膜元件中，可以对原水施加压力，由此，可以取得更多的渗透流体。就 这方面而言，使用螺旋型分离膜元件是有利的。

在螺旋型分离膜元件中，主要由高分子化合物制成的网已经普遍用作进料侧通道 构件，以便形成用于进料侧流体的流动通道。另外，多层型分离膜已经用作所述分离膜。多 层型分离膜是包括由交联高分子化合物诸如聚酰胺形成的分离功能层（多孔支撑层）、由高 分子化合物诸如聚砜形成的多孔树脂层以及由高分子化合物诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯 形成的非织造织物衬底的分离膜，其中这些层以上面提到的顺序从进料侧朝向渗透侧堆 叠。并且作为渗透侧通道构件，网眼比进料侧通道构件更精细的被称作经编织物（tricot） 的编织构件已被用于阻止分离膜下沉和形成渗透侧流动通道的目的。

近年来，随着针对降低淡水生产成本的需求的增长，已经需要具有更高性能的膜 元件。例如，由于意图提高分离膜元件的分离性能并增大单位时间渗透流体的量，已经建议 提高分离膜元件构件（诸如通道构件）的性能。

具体来讲，已经提出将具有压花有不均匀图案的片材的分离膜元件作为渗透侧通 道构件（参见专利文献1）。还已通过在分离膜中布置由被称作叶片的弹性体形成的通道构 件，提出一种既不需要进料侧通道构件（诸如网）也不需要渗透侧通道构件（诸如经编织物） 的分离膜元件（参见专利文献2）。此外，提出了一种具有在非织造织物上布置纺线的通道构 件的分离膜元件（参见专利文献3）。

专利文献1：JP-A-2006-247453。

专利文献2：JP-T-2012-518538。

专利文献3：US2012/0261333。

然而，不管上面提到的各种提议如何，都不能说现有的分离膜元件具有足够的分 离性能，尤其是在高度加压条件下的长期操作期间的性能稳定性，并且仍然有提升空间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种实现在高度加压条件下在分离膜元件的长期操作 期间的分离和移除性能的稳定的分离膜元件。

本发明旨在于实现上述目的，并且本发明的分离膜元件具有以下配置。

（1）一种分离膜元件，包括集水管以及多个分离膜叶，前述多个分离膜叶互相堆叠 并且卷绕在前述集水管周围，前述分离膜叶中的每一个包括各自具有进料侧面和渗透侧面 的一个或多个分离膜，并且被配置成使得前述进料侧面彼此面对，具有固定于其上的多个 突起的片材设置在互相堆叠的前述分离膜叶的前述渗透侧面之间，关于前述突起的高度， 最大高度与最小高度的比率为1.10至1.50，并且前述高度的变动系数为0.02至0.15，以及 前述突起向前述片材中的浸入比率为10%至100%。

（2）如（1）所述的分离膜元件，其中具有固定于其上的前述突起的前述片材具有在 其长度方向上的50N/5cm至800N/5cm的拉伸强度。