JPH1015363A - 膜エレメント用圧力容器およびそれを用いた膜分離装置 - Google Patents

膜エレメント用圧力容器およびそれを用いた膜分離装置

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JPH1015363A
JPH1015363A JP17884996A JP17884996A JPH1015363A JP H1015363 A JPH1015363 A JP H1015363A JP 17884996 A JP17884996 A JP 17884996A JP 17884996 A JP17884996 A JP 17884996A JP H1015363 A JPH1015363 A JP H1015363A
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JP
Japan
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pressure vessel
fluid
membrane element
port
flow path
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JP17884996A
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English (en)
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Tomio Sakka
富夫 属
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Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜エレメントの交換作業を容易にかつ迅速に
行うことを可能とする圧力容器および膜分離装置を提供
する。 【解決手段】 中空の筒形ケース2の一方の開放端面に
端板3をボルト3aにより固定し、他方の開放端面にボ
ルト4aにより端板4を固定する。筒形ケース2の端板
3側の外周面に、原液ポート5を形成し、端板4側の外
周面に、濃縮液ポート9および透過液ポート11を形成
する。透過液ポート11は、端板4の内部に形成された
透過液導出路10を介して膜エレメント31の集水管7
に接続される。圧力容器1の使用時には、筒形ケース2
に形成された原液ポート5に原液配管が接続され、濃縮
液ポート9に濃縮液配管が接続され、透過液ポート11
に透過液配管が接続される。圧力容器1内に収納される
膜エレメント31の交換作業は、配管を解体することな
く端板3,4を取り外すことにより行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の成分を分離
する膜エレメントを内部に収納する圧力容器およびそれ
を備えた膜分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】流体を濃縮あるいは精製等する場合、精
密濾過膜、限外濾過膜または逆浸透濾過膜を用いた膜分
離装置が使用される。膜分離装置は、圧力容器の内部に
膜エレメントを収納してなる。
【0003】図6は、従来の圧力容器の一例を示す断面
図である。図6の圧力容器30は、筒形ケース32およ
び一対の端板33,34により構成される。圧力容器3
0の内部には、例えばスパイラル型の膜エレメント31
が収納されている。
【0004】膜エレメント31は、内側に透過液流路を
有する袋状の分離膜(以下、封筒状膜と称する)の開口
部分を集水管39の内部に連通するように固定し、さら
に集水管39の周囲に封筒状膜をスパイラル状に巻回し
て形成されている。この封筒状膜の巻回層間には原液流
路材が巻き込まれており、これにより巻回層間に原液流
路が確保されている。
【0005】膜エレメント31の外周面と筒形ケース3
2の内周面との間にはOリング等のシール部材35が装
着されている。これにより、圧力容器30の内部には、
第1の液室37と第2の液室38とが形成されている。
【0006】一方の端板33には、第1の液室37に連
通する原液ポート(原流体入口)36が形成されてお
り、他方の端板34には、第2の液室38に連通する濃
縮液ポート(濃縮流体出口)41、および集水管39の
開口端に連通する透過液ポート(透過流体出口)40が
形成されている。
【0007】膜エレメント31を収納した圧力容器30
を用いて原液を分離処理する場合には、原液を圧力容器
30の原液ポート36から第1の液室37内に導入す
る。原液は、第1の液室37から膜エレメント31を通
過し、その透過液が集水管39から透過液ポート40を
通り外部へ取り出され、また濃縮された原液が濃縮液ポ
ート41から外部へ取り出される。
【0008】また、図7は、従来の圧力容器の他の例を
示す断面図である。この例による圧力容器60は、図6
に示す圧力容器30の構成に比べ、原液ポート(原流体
入口)42および濃縮液ポート(濃縮流体出口)43の
形成位置が異なっている。すなわち、原液ポート42は
筒形ケース32に形成されており、かつ筒形ケース32
の第1の液室37に連通している。また、濃縮液ポート
43は第2の液室38に連通するように筒形ケース32
に形成されている。
【0009】上記のような構造を有する圧力容器30,
60を用いた膜分離装置によって分離処理を行う際に、
処理液の流量や透過液の水質等の条件に応じて複数本の
膜分離装置を配管により接続して用いる場合がある。
【0010】図8は、複数本の膜分離装置により構成さ
れる流体分離装置の構成図である。この流体分離装置
は、図6に示す圧力容器30を用いたスパイラル型膜分
離装置50を3本平行に配列し、配管51〜53を用い
て並列に接続したものである。
【0011】各スパイラル型膜分離装置50の原液ポー
ト36には原液配管51の分岐管路がそれぞれ接続され
ている。原液は、この原液配管51を通り、各圧力容器
30の内部に供給される。また、各スパイラル型膜分離
装置50の透過液ポート40には透過液配管52が接続
されている。透過液配管52は、各透過液ポート40に
接続される分岐管路と、分岐管路を合流した合流管路と
を通して透過液を外部に導く。さらに、各スパイラル型
膜分離装置50の濃縮液ポート41には濃縮液配管53
が接続されている。濃縮液配管53は、各濃縮液ポート
43に接続された分岐管路と、分岐管路を合流した合流
管路とを通して濃縮液を外部へ導いている。
【0012】このような流体分離装置は、長期間使用す
ると膜エレメント31(図6参照)の目詰まりや劣化を
生じ、分離能力が低下する。このために、膜エレメント
31を定期的に交換する必要がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧力容器30,60では、少なくとも透過液ポート40
が端板33,34のいずれかに形成されている。したが
って、透過液配管52は端板33,34の一方に接続さ
れている。
【0014】図8の例では、原液配管51が端板33に
接続され、透過液配管52および濃縮液配管53が端板
34に接続されている。このために、膜エレメント31
を交換する場合には、各配管51〜53を一旦端板3
3,34から取り外した後、端板33,34を筒形ケー
ス32から取外し、内部に挿入された膜エレメント31
を交換する。そして再び端板33,34を筒形ケース3
2に固定し、配管51〜53を元の接続状態に復旧させ
る必要がある。
【0015】このように、従来の圧力容器では、内部に
収納した膜エレメント31の交換作業を行うために、配
管51〜53を解体する必要が生じ、交換作業が煩雑に
なる。特に、膜エレメント31が数百本使用されるよう
な大型プラントの場合には、膜エレメント31の交換に
膨大な時間や人手を要するという問題があった。
【0016】本発明の目的は、膜エレメントの交換作業
を容易にかつ迅速に行うことを可能とする圧力容器およ
び膜分離装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明に係る膜エレメント用圧力容器は、筒状体および筒
状体の両端開口部を閉塞する一対の端面閉塞部材からな
り、膜エレメントを内部に収納する圧力容器において、
原流体入口、透過流体出口および濃縮流体出口が筒状体
の周面に設けられたものである。
【0018】本発明に係る膜分離装置においては、原流
体入口、濃縮流体出口および透過流体出口のすべてが筒
状体の周面に形成されているため、原液を供給する配
管、濃縮液および透過流体を排出する配管のいずれもが
筒状体に接続され、端面閉塞部材にはこれらの配管が接
続されない。したがって、膜エレメントの交換時には、
配管が接続されていない端面閉塞部材を筒状体から取り
外すことにより、圧力容器の内部に収納された膜エレメ
ントを交換することができる。このため、配管の解体、
復旧等の作業を行うことなく膜エレメントの交換が可能
となり、交換作業を迅速にかつ容易に行うことができ
る。
【0019】膜エレメントが原流体の流路と透過流体の
流路とを仕切る分離膜および透過流体が導かれる有孔中
空管を備え、原流体入口が原流体の流路の一端に連通
し、濃縮流体出口が原流体の通路の他端に連通し、透過
流体出口が少なくとも一方の端面閉塞部材に設けられた
接続路を介して有孔中空管の内部に連通してもよい。
【0020】この場合、圧力容器内の有孔中空管に導か
れる透過流体が端面閉塞部材に設けられた接続路を通っ
て筒状体の周面に設けられた透過液出口から排出され
る。特に、接続路が端面閉塞部材の内部に形成された内
部流路からなってもよい。あるいは、接続路が有孔中空
管の開口端と透過流体出口との間に接続された管路から
なってもよい。
【0021】第2の発明に係る膜分離装置は、筒状体お
よび筒状体の両端開口部を閉塞する一対の端面閉塞部材
からなる圧力容器内に、原流体の流路と透過流体の流路
とを仕切る分離膜を備えた膜エレメントが収納されてな
る膜分離装置において、原流体の流路の一端に連通する
原流体入口、原流体の流路の他端に連通する濃縮流体出
口および透過流体の流路に連通する透過流体出口が筒状
体の周面に設けられたものである。
【0022】本発明に係る膜分離装置においては、原流
体入口、濃縮流体出口および透過流体出口のすべてが筒
状体の周面に形成されているため、原液を供給する配
管、濃縮液および透過流体を排出する配管のいずれもが
筒状体に接続され、端面閉塞部材にはこれらの配管が接
続されない。したがって、膜エレメントの交換時には、
配管が接続されていない端面閉塞部材を筒状体から取り
外すことにより、圧力容器の内部に収納された膜エレメ
ントを交換することができる。このため、配管の解体、
復旧等の作業を行うことなく膜エレメントの交換が可能
となり、交換作業を迅速にかつ容易に行うことができ
る。
【0023】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施例に
よる圧力容器の断面図である。図1の圧力容器1は両端
が開放された筒形ケース(筒状体)2および筒形ケース
2の両端を閉塞する端板(端面閉塞部材)3,4から構
成されている。端板3は複数本のボルト3aおよびOリ
ング等のシール部材3bにより筒形ケース2の一方端面
に液密に接合され、端板4には複数本のボルト4aおよ
びOリング等のシール部材4bにより筒形ケース2の他
方端面に液密に接合されている。
【0024】圧力容器1の内部には、例えばスパイラル
型の膜エレメント31が収納されている。スパイラル型
の膜エレメント31は、2枚の分離膜を重ね合わせ、そ
の3辺を接着することにより封筒状膜を形成し、その封
筒状膜の開口部を集水管7に取り付けて封筒状膜の内側
に形成された透過液流路と集水管7の内部とを連通さ
せ、集水管7の外周面に封筒状膜を原液流路材とともに
スパイラル状に巻回することにより構成されている。そ
して、この原液流路材によって、封筒状膜の巻回層間に
原液流路が構成されている。
【0025】膜エレメント31の集水管7の一端は、O
リング7aを介して端板4の中央部に液密に嵌入されて
いる。膜エレメント31の外周面と筒形ケース2の内周
面との間にはシール部材12が装着されており、これに
よって圧力容器1の内部に第1の液室6と第2の液室8
とが形成されている。そして、筒形ケース2の端板3側
の周面には第1の液室に連通する原液ポート(原流体入
口)5が形成されている。また、筒形ケース2の端板4
側の周面には第2の液室8に連通する濃縮液ポート(濃
縮流体出口)9が形成されている。さらに、筒形ケース
2の端板4側の周面には透過液ポート(透過流体出口)
11が形成されている。端板4には、集水管7と筒形ケ
ース2に形成された透過液ポート11との間を連通させ
る透過液導出路(内部流路)10が形成されている。
【0026】上記のような構成を有する圧力容器1の内
部にスパイラル型膜エレメント31を収納した膜分離装
置においては、原液ポート5から第1の液室6内に原液
が供給される。供給された原液は膜エレメント31の内
部に形成された原液流路を通過する。この際、原液中の
溶媒が分離膜を透過し、この透過液が封筒状膜の内側に
形成された透過液流路を経て集水管7の内部に流入し、
さらに集水管7の端部から透過液導出路10を経て透過
液ポート11から外部へ取り出される。一方、膜エレメ
ント31によって溶媒が分離され溶質分が濃縮された原
液は、濃縮液として第2の液室8から濃縮液ポート9を
通り外部へ取り出される。
【0027】この第1の実施例による圧力容器1は、原
液ポート5、濃縮液ポート9および透過液ポート11の
いずれもが筒形ケース2に形成されている。このため、
圧力容器1に接続される配管は、すべて筒形ケース2に
接続されることになる。したがって、原液を供給する配
管、透過液および濃縮液を排出する配管が接続された状
態で、端板3,4をそれぞれボルト3a,4aを取り外
すことにより筒形ケース2から容易に分離することがで
きる。そして、筒形ケース2の内部に挿入された膜エレ
メント31を容易に交換することができる。
【0028】図2は、本発明の第2の実施例による圧力
容器の断面図である。第2の実施例による圧力容器20
は、第1の実施例による圧力容器1の構成に比べ、透過
液の排出経路の構成が相違している。すなわち、図2に
示すように、端板4には集水管7の端部に連通する接続
口13と、筒形ケース2に形成された透過液ポート11
に連通する接続口15とが形成されており、この接続口
13,15間が透過液導管14により接続されている。
したがって、膜エレメント31の分離膜を透過して集水
管7に導かれた透過液は、接続口13から透過液導管1
4を通り、さらに接続口15から透過液ポート11に導
かれて外部に取り出される。
【0029】この第2の実施例による圧力容器20にお
いても、原液ポート5、濃縮液ポート9および透過液ポ
ート11はいずれも筒形ケース2に形成されている。し
たがって、原液を供給するための配管、濃縮液または透
過液を排出するための配管のいずれもが端板3,4には
接続されない。このため、膜エレメント31を交換する
場合には、ボルト3a,4aを取り外して端板3,4を
筒形ケース2から分離することによって容易に膜エレメ
ント31の交換作業を行うことができる。
【0030】図3〜図5は、スパイラル型膜エレメント
を収納した複数の圧力容器を用いた流体分離装置の構成
を示しており、図3は流体分離装置の正面図、図4は流
体分離装置の側面図、図5は図3中のX−X線断面図で
ある。この流体分離装置では、図1に示す第1の実施例
による圧力容器1を複数(図示の例は3個)並列に接続
したものである。
【0031】図3〜図5において、原液配管22は、そ
の先端が分岐してそれぞれ圧力容器1の原液ポート5に
接続されている。また、透過液配管21は、各圧力容器
1の透過液ポート11に接続された分岐管路を合流して
透過液を外部へ導いている。さらに、濃縮液配管23
は、各圧力容器1の濃縮液ポート9に接続された分岐管
路を合流して濃縮液を外部へ導いている。
【0032】この流体分離装置では、原液配管22、透
過液配管21および濃縮液配管23のいずれもが圧力容
器1の筒形ケース2に接続されている。したがって、膜
エレメント31の交換時には、これらの配管21〜23
を解体することなく、端板3,4を筒形ケース2から取
り外すことによって筒形ケース2の内部に挿入された膜
エレメント31を容易に交換することができる。
【0033】なお、上記の流体分離装置は、図1に示す
圧力容器1の代わりに図2に示す圧力容器20を用いて
構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による圧力容器の断面図
である。
【図2】第2の実施例による圧力容器の断面図である。
【図3】第1の実施例による圧力容器を用いた流体分離
装置の正面図である。
【図4】図3に示す流体分離装置の側面図である。
【図5】図3中のX−X線断面図である。
【図6】従来の圧力容器の一例を示す断面図である。
【図7】従来の圧力容器の他の例を示す断面図である。
【図8】図6に示す従来の圧力容器を用いた流体分離装
置の構成図である。
【符号の説明】
1,20 圧力容器 2 筒形ケース 3,4 端板 5 原液ポート 6 第1の液室 7 集水管 8 第2の液室 9 濃縮液ポート 10 透過液導出路 11 透過液ポート 12 シール部材 13,15 接続口 14 透過液導管 21 透過液配管 22 原液配管 23 濃縮液配管

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状体および前記筒状体の両端開口部を
    閉塞する一対の端面閉塞部材からなり、膜エレメントを
    内部に収納する圧力容器において、 原流体入口、透過流体出口および濃縮流体出口が前記筒
    状体の周面に設けられたことを特徴とする膜エレメント
    用圧力容器。
  2. 【請求項2】 前記膜エレメントは、原流体の流路と透
    過流体の流路とを仕切る分離膜および前記透過流体が導
    かれる有孔中空管を備え、 前記原流体入口は前記原流体の流路の一端に連通し、前
    記濃縮流体出口は前記原流体の流路の他端に連通し、前
    記透過流体出口は少なくとも一方の端面閉塞部材に設け
    られた接続路を介して前記有孔中空管の内部に連通する
    ことを特徴とする請求項1記載の膜エレメント用圧力容
    器。
  3. 【請求項3】 前記接続路は前記端面閉塞部材の内部に
    形成された内部流路からなることを特徴とする請求項2
    記載の膜エレメント用圧力容器。
  4. 【請求項4】 前記接続路は前記有孔中空管の開口端と
    前記透過流体出口との間に接続された管路からなること
    を特徴とする請求項2記載の膜エレメント用圧力容器。
  5. 【請求項5】 筒状体および前記筒状体の両端開口部を
    閉塞する一対の端面閉塞部材からなる圧力容器内に、原
    流体の流路と透過流体の流路とを仕切る分離膜を備えた
    膜エレメントが収納されてなる膜分離装置において、 前記原流体の流路の一端に連通する原流体入口、前記原
    流体の流路の他端に連通する濃縮流体出口および前記透
    過流体の流路に連通する透過流体出口が前記筒状体の周
    面に設けられたことを特徴とする膜分離装置。
JP17884996A 1996-07-09 1996-07-09 膜エレメント用圧力容器およびそれを用いた膜分離装置 Pending JPH1015363A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4599633B2 (ja) * 1999-04-15 2010-12-15 栗田工業株式会社 膜分離装置
JP2019217437A (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 三浦工業株式会社 水処理装置

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