[發(fā)明專利]分離膜元件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480059812.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN105658312A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田林俊介;廣澤洋帆;高木健太朗;丸谷由惠;岡本宜記;山田博之;古野修治;佐佐木崇夫;木村將弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東麗株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B01D63/10
• 分類號(hào): B01D63/10;B01D63/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張雨;李婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于分離包含在流體（諸如液體和氣體）中的成分的分離膜元件。

背景技術(shù)

在用于移除海水、半咸水等中所含離子物質(zhì)的現(xiàn)有技術(shù)中，利用分離膜元件的分 離方法已經(jīng)發(fā)現(xiàn)作為用于節(jié)能和資源保護(hù)的工序的日益增長(zhǎng)的使用。在利用分離膜元件的 分離方法中所采用的分離膜根據(jù)它們的孔徑大小和分離性能被分為五組，即微濾膜、超濾 膜、納濾膜、反滲透膜和正向滲透膜。這些膜被用于例如從海水、半咸水或含有有害物質(zhì)的 水等中生產(chǎn)可飲用水，用于工業(yè)用超純水的生產(chǎn)、廢水處理以及有價(jià)值的物質(zhì)的回收等，并 且在此使用的膜被改變來(lái)適應(yīng)作為目標(biāo)的分離成分和分離性能的要求。

分離膜元件可具有許多種形狀，但它們?cè)谙率鲆饬x上具有共性：將待處理的水（原 水）進(jìn)給到分離膜的一個(gè)表面并且從分離膜的另一個(gè)表面獲得滲透的流體。通過(guò)具有多個(gè) 捆綁成束的分離膜，每個(gè)分離膜元件被配置成每個(gè)分離膜元件延伸膜面積，或者等價(jià)地增 大每個(gè)分離膜元件獲取的滲透流體的量。針對(duì)使分離膜元件保持它們的預(yù)期用途和目的， 已經(jīng)提出了各種形狀類型，諸如螺旋型、中空纖維型、板框型、旋轉(zhuǎn)平膜型和平膜集成型。

例如，螺旋型分離膜元件已被廣泛用于反滲透過(guò)濾。每個(gè)螺旋型分離膜元件設(shè)有 中心管和卷繞在中心管上的疊堆。疊堆通過(guò)下述方式形成：將用于將原水（即，待處理的水） 進(jìn)給至分離膜的表面的進(jìn)料側(cè)通道構(gòu)件、用于分離包含在原水中的成分的分離膜、用于將 已通過(guò)穿過(guò)分離膜從進(jìn)料側(cè)流體中分離出的滲透?jìng)?cè)流體引導(dǎo)至中心管中的滲透?jìng)?cè)通道構(gòu) 件堆疊。在螺旋型分離膜元件中，可以對(duì)原水施加壓力，由此，可以取得更多的滲透流體。就 這方面而言，使用螺旋型分離膜元件是有利的。

在螺旋型分離膜元件中，主要由高分子化合物制成的網(wǎng)已經(jīng)普遍用作進(jìn)料側(cè)通道 構(gòu)件，以便形成用于進(jìn)料側(cè)流體的流動(dòng)通道。另外，多層型分離膜已經(jīng)用作所述分離膜。多 層型分離膜是包括由交聯(lián)高分子化合物諸如聚酰胺形成的分離功能層（多孔支撐層）、由高 分子化合物諸如聚砜形成的多孔樹脂層以及由高分子化合物諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 形成的非織造織物襯底的分離膜，其中這些層以上面提到的順序從進(jìn)料側(cè)朝向滲透?jìng)?cè)堆 疊。并且作為滲透?jìng)?cè)通道構(gòu)件，網(wǎng)眼比進(jìn)料側(cè)通道構(gòu)件更精細(xì)的被稱作經(jīng)編織物（tricot） 的編織構(gòu)件已被用于阻止分離膜下沉和形成滲透?jìng)?cè)流動(dòng)通道的目的。

近年來(lái)，隨著針對(duì)降低淡水生產(chǎn)成本的需求的增長(zhǎng)，已經(jīng)需要具有更高性能的膜 元件。例如，由于意圖提高分離膜元件的分離性能并增大單位時(shí)間滲透流體的量，已經(jīng)建議 提高分離膜元件構(gòu)件（諸如通道構(gòu)件）的性能。

具體來(lái)講，已經(jīng)提出將具有壓花有不均勻圖案的片材的分離膜元件作為滲透?jìng)?cè)通 道構(gòu)件（參見專利文獻(xiàn)1）。還已通過(guò)在分離膜中布置由被稱作葉片的彈性體形成的通道構(gòu) 件，提出一種既不需要進(jìn)料側(cè)通道構(gòu)件（諸如網(wǎng)）也不需要滲透?jìng)?cè)通道構(gòu)件（諸如經(jīng)編織物） 的分離膜元件（參見專利文獻(xiàn)2）。此外，提出了一種具有在非織造織物上布置紡線的通道構(gòu) 件的分離膜元件（參見專利文獻(xiàn)3）。

專利文獻(xiàn)1：JP-A-2006-247453。

專利文獻(xiàn)2：JP-T-2012-518538。

專利文獻(xiàn)3：US2012/0261333。

然而，不管上面提到的各種提議如何，都不能說(shuō)現(xiàn)有的分離膜元件具有足夠的分 離性能，尤其是在高度加壓條件下的長(zhǎng)期操作期間的性能穩(wěn)定性，并且仍然有提升空間。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)在高度加壓條件下在分離膜元件的長(zhǎng)期操作 期間的分離和移除性能的穩(wěn)定的分離膜元件。

本發(fā)明旨在于實(shí)現(xiàn)上述目的，并且本發(fā)明的分離膜元件具有以下配置。

（1）一種分離膜元件，包括集水管以及多個(gè)分離膜葉，前述多個(gè)分離膜葉互相堆疊 并且卷繞在前述集水管周圍，前述分離膜葉中的每一個(gè)包括各自具有進(jìn)料側(cè)面和滲透?jìng)?cè)面 的一個(gè)或多個(gè)分離膜，并且被配置成使得前述進(jìn)料側(cè)面彼此面對(duì)，具有固定于其上的多個(gè) 突起的片材設(shè)置在互相堆疊的前述分離膜葉的前述滲透?jìng)?cè)面之間，關(guān)于前述突起的高度， 最大高度與最小高度的比率為1.10至1.50，并且前述高度的變動(dòng)系數(shù)為0.02至0.15，以及 前述突起向前述片材中的浸入比率為10%至100%。

（2）如（1）所述的分離膜元件，其中具有固定于其上的前述突起的前述片材具有在 其長(zhǎng)度方向上的50N/5cm至800N/5cm的拉伸強(qiáng)度。