(57)【要約】【課題】優れた耐圧性を有する分離膜エレメントを提供する。【解決手段】本開示の分離膜エレメント（２）は、集水管（２１）と、集水管（２１）に巻きつけられた分離膜（１２）と、分離膜（１２）の端面を覆うように配置された端面部材（３）と、を備えている。集水管（２１）の長手方向に平行な方向において、端面部材（３）の端面（３ｐ）からの集水管（２１）の突出長さ（Ｇ）が０ｍｍよりも大きく、かつ２ｍｍ以下である。【選択図】図４
2020025926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集水管と、
前記集水管に巻きつけられた分離膜と、
前記分離膜の端面を覆うように配置された端面部材と、
を備え、
前記集水管の長手方向に平行な方向において、前記端面部材の端面からの前記集水管の突出長さが０ｍｍよりも大きく、かつ２ｍｍ以下である、分離膜エレメント。
【請求項２】
前記集水管の前記突出長さが０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である、請求項１に記載の分離膜エレメント。
【請求項３】
前記端面部材は、前記集水管を通すための貫通孔が設けられた内側筒部と、前記内側筒部を周方向に囲んでいる外側筒部とを有し、
前記端面部材の前記端面は、前記内側筒部の端面である、請求項１又は２に記載の分離膜エレメント。
【請求項４】
前記集水管の構成材料が樹脂を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の分離膜エレメント。
【請求項５】
前記集水管がＦＲＰ製である、請求項１から４のいずれか１項に記載の分離膜エレメント。
【請求項６】
圧力容器と、
前記圧力容器の内部に配置され、互いに接続された複数の分離膜エレメントと、
を備え、
前記複数の分離膜エレメントのそれぞれは、請求項１から５のいずれか１項に記載の分離膜エレメントである、分離膜モジュール。
【請求項７】
前記集水管の長手方向に平行な方向において隣り合う前記分離膜エレメントの前記端面部材の前記端面同士が接している、請求項６に記載の分離膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、分離膜エレメント及び分離膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
分離膜エレメントは、海水の淡水化、純水の製造、廃水処理、原油の採掘などの様々な分野で使用されている。分離膜エレメントは、例えば、集水管と、集水管に巻きつけられた分離膜とを備えている。
【０００３】
処理されるべき原水は、分離膜と分離膜との間に定められた原水流路を流れる。透過水は、透過水流路を通じて集水管に集められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０４１２６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
原水が原水流路を流れたとき、圧力損失に応じて、処理されるべき原水と濃縮された原水との間には圧力差が生じる。そのため、分離膜エレメントには、集水管の長手方向に平行な方向の荷重が加わる。
【０００６】
例えば、複数の分離膜エレメントが圧力容器に収められている場合、圧力損失に起因して分離膜エレメントの構成部材が破損することがある。そのため、より優れた耐圧性を有する分離膜エレメントが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、
集水管と、
前記集水管に巻きつけられた分離膜と、
前記分離膜の端面を覆うように配置された端面部材と、
を備え、
前記集水管の長手方向に平行な方向において、前記端面部材の端面からの前記集水管の突出長さが０ｍｍよりも大きく、かつ２ｍｍ以下である、分離膜エレメント。
【０００８】
別の側面において、本開示は、
圧力容器と、
前記圧力容器の内部に配置され、互いに接続された複数の分離膜エレメントと、
を備え、
前記複数の分離膜エレメントのそれぞれは、上記の分離膜エレメントである、分離膜モジュール。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、優れた耐圧性を有する分離膜エレメント及びそれを用いた分離膜モジュールを提供できる。詳細には、本開示によれば、圧力損失に起因した分離膜エレメントの構成部材の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の一実施形態に係る分離膜モジュールの断面図である。
【図２】図２は、端面部材の平面図である。
【図３】図３は、図１に示す分離膜モジュールに使用された分離膜エレメントの断面図である。
【図４】図４は、図３の部分拡大図である。
【図５】図５は、変形例に係る分離膜エレメントの断面図である。
【図６】図６は、分離膜エレメントの展開斜視図である。
【図７】図７は、集水管の構成材料の圧縮強さを測定するための試験片の斜視図である。
【図８】図８は、集水管の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書では、集水管の長手方向に平行な方向を「スラスト方向」とも称する。スラスト方向の荷重を「スラスト荷重」とも称する。
【００１２】
本発明者らの知見によれば、圧力損失に起因して破損する可能性がある構成部材としては、集水管、シェル及び端面部材が挙げられる。シェルは、分離膜の外周面を覆っている筒状の部材である。端面部材は、分離膜の端面を覆っている部材である。当初、破損の原因は、構成部材の強度不足にあると考えられていた。しかし、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、破損の原因が単なる強度不足ではないことを突き止めた。
【００１３】
特許文献１に記載された分離膜モジュールにおいて、隣り合う分離膜エレメントの端面部材（特許文献１では、テレスコープ防止板）は、互いに接している。この構造は、しばしば、フラッシュカット構造と呼ばれる。フラッシュカット構造によれば、圧力容器の内部の無駄な空間を減らし、分離膜の面積を増やすことができる。フラッシュカット構造を構築するために、スラスト方向において、集水管の端面の位置は、端面部材の端面の位置に揃えられている。
【００１４】
集水管は、シェルと同様、スラスト荷重を受ける重要な部材である。しかし、構成部材の寸法精度、組立精度などの問題によって集水管が端面部材の貫通孔の中に僅かに引き下がっていたり、集水管が僅かに収縮したりすると、集水管がスラスト荷重を十分に受けことができない。この場合、シェル及び端面部材が負担すべきスラスト荷重が増え、結果として、シェル及び／又は端面部材が破損することがある。本発明者らは、このような破損のメカニズムに関する知見を得て、本開示の分離膜エレメント及び分離膜モジュールを完成させるに至った。
【００１５】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。
【００１６】
図１は、本開示の一実施形態に係る分離膜モジュールの断面を示している。分離膜モジュール１００は、圧力容器１及び少なくとも１つ分離膜エレメント２を備えている。１又は複数の分離膜エレメント２が円筒状の圧力容器１の内部に同軸に配置されている。分離膜エレメント２の数は特に限定されず、例えば、１〜７である。分離膜エレメント２は、スパイラル型膜エレメントでありうる。
【００１７】
圧力容器１の両端には、円盤状の端板８及び９が取り付けられている。端板８には、原水を圧力容器１の内部に供給するための供給管８１が中心からずれた位置に設けられている。端板９には、透過水を取り出すための第１排出管９１が中心に設けられており、濃縮水を取り出すための第２排出管９２が中心からずれた位置に設けられている。圧力容器１の内部には、端板８から端板９に向かって原水の流れが形成される。供給管８１及び第２排出管９２は、圧力容器１に設けられていてもよい。
【００１８】
分離膜エレメント２は、集水管２１、積層体２２及び一対の端面部材３を備えている。積層体２２は、集水管２１に巻きつけられている。各端面部材３は、積層体２２の各端面を覆うように配置されている。端面部材３は、集水管２１の端部に固定されていてもよい。端面部材３は、積層体２２がテレスコピック状に伸張することを防止する役割も果たす。積層体２２の端面は、集水管２１の長手方向に平行な方向における積層体２２の端面を意味する。積層体２２の端面は、後述する分離膜の端面である。
【００１９】
分離膜エレメント２は、逆浸透膜エレメントでありうる。ただし、分離膜エレメント２は、ナノ濾過膜エレメントであってもよく、限外濾過膜エレメントであってもよく、精密濾過膜エレメントであってもよい。
【００２０】
分離膜エレメント２は、さらに、積層体２２を取り囲むシェル２８を備えている。端面部材３は、シェル２８の端部に取り付けられていてもよい。
【００２１】
シェル２８の外径は、例えば、２００ｍｍ（８インチ）である。つまり、分離膜エレメント２の直径は、２００ｍｍでありうる。
【００２２】
シェル２８の材料としては、金属、樹脂、セラミックなどが挙げられる。集水管２１の材料として後述する材料をシェル２８にも使用可能である。シェル２８は、ＦＲＰ製であってもよい。
【００２３】
端面部材３には、環状のシール部材５が装着されている。シール部材５は、分離膜エレメント２と圧力容器１の内周面１ａとの隙間を原水の圧力を利用してシールする。シール部材５の具体例は、Ｕ字状の断面を有するパッキンである。
【００２４】
集水管２１の長手方向に平行な方向において、隣り合う分離膜エレメント２は、コネクタ６１によって互いに接続されている。コネクタ６１は、集水管２１の内部に位置するインターコネクタでありうる。集水管２１の長手方向に平行な方向において、隣り合う分離膜エレメント２の端面部材３は互いに接している。詳細には、端面部材３の端面同士が互いに接している。このような構造によれば、圧力容器１の内部の無駄な空間を減らし、積層体２２の長さを最大限に確保できるので、分離膜の面積を十分に確保することができる。
【００２５】
原水の流れ方向において、最上流側に位置する分離膜エレメント２の集水管２１には、キャップ６２が取り付けられている。端面部材３と端板８との間にプラグなどの他の部材が配置されていてもよい。端面部材３と端板９との間に、プラグ、スラストリングなどの他の部材が配置されていてもよい。最下流側に位置する分離膜エレメント２の集水管２１は、アダプタ６３によって第１排出管９１に接続されている。端面部材３と端板９との間にスラストリングなどの他の部材が配置されていてもよい。
【００２６】
本実施形態において、集水管２１の長手方向は、原水の流れ方向に平行である。
【００２７】
図２は、端面部材の平面図である。端面部材３は、内側筒部３１、外側筒部３２及び複数のリブ３３を有する。端面部材３は、テレスコープ防止部材又はシールキャリアとも呼ばれる。内側筒部３１が外側筒部３２によって周方向に囲まれている。外側筒部３２の中心は、内側筒部３１の中心に一致している。複数のリブ３３は、内側筒部３１の周りに等角度間隔で設けられており、内側筒部３１から外側筒部３２に向かって延びている。リブ３３は、弓状に湾曲した部分であってもよく、半径方向に真っ直ぐ延びた部分であってもよい。内側筒部３１には、集水管２１を通すための貫通孔３ｈが設けられている。隣り合うリブ３３とリブ３３との間に広がる部分には、原水を通過させるための複数の貫通孔３ｂが設けられている。リブ３３とリブ３３との間に広がる部分の全部が貫通孔であってもよい。
【００２８】
端面部材３の材料は特に限定されない。集水管２１の材料として後述する材料を端面部材３にも使用可能である。
【００２９】
図３は、図１に示す分離膜モジュールに使用された分離膜エレメントの断面を拡大して示している。図４は、図３の一部を拡大して示している。集水管２１の長手方向に平行な方向において、端面部材３から集水管２１が僅かに突出している。集水管２１の長手方向に平行な方向において、端面部材３の端面３ｐからの集水管２１の突出長さＧは、例えば、０ｍｍよりも大きく、かつ２ｍｍ以下である。
【００３０】
本実施形態によれば、複数の分離膜エレメント２をモジュール化させるとき、隣り合う分離膜エレメント２の集水管２１と集水管２１とが確実に接触する。運転が始まると集水管２１がスラスト方向に押されて僅かに収縮及び／又は撓み、集水管２１の端面２１ｐの位置が端面部材３の端面３ｐの位置に揃い、隣り合う端面部材３と端面部材３とが互いに接触する。その結果、圧力損失に基づくスラスト荷重を集水管２１及びシェル２８のそれぞれで受けることができ、ひいては、端面部材３及び／又はシェル２８の破損を防止することができる。つまり、本実施形態の分離膜エレメント２は、圧力損失に対する優れた耐圧性を有する。隣り合う端面部材３と端面部材３とは、互いに面接触していてもよい。
【００３１】
集水管２１の突出長さＧが大きすぎると、隣り合う端面部材３と端面部材３との接触が不十分になるおそれがある。この場合、圧力損失に基づくスラスト荷重が集水管２１に集中し、集水管２１の破損を招くおそれがある。そのため、集水管２１の突出長さＧが２ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３２】
端面部材３の端面３ｐは、集水管２１を通すための貫通孔３ｈが設けられた部分の端面であって、分離膜エレメント２の外部に向かって露出している端面である。本実施形態において、貫通孔３ｈが設けられた部分は、内側筒部３１である。このような構成によれば、集水管２１の長手方向に平行な方向の荷重を集水管２１で確実に受けることができる。本実施形態では、内側筒部３１の端面及び外側筒部３２の端面が同一平面上に存在する。さらに、内側筒部３１の端面、外側筒部３２の端面、及び、リブ３３の端面は、同一平面上に存在していてもよい。
【００３３】
集水管２１の突出長さＧは、０．５ｍｍ以上であってもよい。集水管２１の突出長さＧは、１．５ｍｍ以下であってもよく、１．０ｍｍ以下であってもよい。突出長さＧを適切に調整することによって、構成部材の破損をより確実に防止できる。
【００３４】
図３に示すように、一対の端面部材３は、第１端面部材３ａ及び第２端面部材３ｂを含む。第１端面部材３ａは、積層体２２の一対の端面の一方を覆っている。第２端面部材３ｂは、積層体２２の一対の端面の他方を覆っている。例えば、原水の流れ方向において、上流側に第１端面部材３ａが配置され、下流側に第２端面部材３ｂが配置されている。
【００３５】
本実施形態において、集水管２１は、第１端面部材３ａ及び第２端面部材３ｂのそれぞれから突出している。分離膜エレメント２の全長Ｌが第１端面部材３ａの端面３ｐから第２端面部材３ｂの端面３ｐまでの長さで表されるとき、集水管２１の全長は、（Ｌ＋２Ｇ）で表される。
【００３６】
第１端面部材３ａの端面３ｐからの集水管２１の突出長さは、第２端面部材３ｂの端面３ｐからの集水管２１の突出長さと等しくてもよく、異なっていてもよい。
【００３７】
図５は、変形例に係る分離膜エレメントを示している。分離膜エレメント２０によれば、集水管２１の長手方向に平行な方向において、集水管２１の端面２１ｐの位置が第１端面部材３ａの端面２１ｐの位置に揃っている。他方、集水管２１は、第２端面部材３ｂから突出している。あるいは、集水管２１が第１端面部材３ａから突出し、集水管２１の端面２１ｐの位置が第２端面部材３ｂの端面２１ｐの位置に揃っていてもよい。このような構成によっても、先に説明した効果と同じ効果が得られる。図５に示す例において、集水管２１の全長は、（Ｌ＋Ｇ）で表される。
【００３８】
集水管２１の突出長さＧは、集水管２１の材料、集水管２１の外径などの条件に応じて最適化されてもよい。例えば、集水管２１が収縮しやすい材料で作製されているとき、突出長さＧが大きく、集水管２１が収縮しにくい材料で作製されているとき、突出長さＧは小さい。
【００３９】
図６は、分離膜エレメントを部分的に展開して示している。図６において、端面部材３及びシェル２８は省略されている。分離膜エレメント２において、積層体２２は、分離膜１２、第１流路スペーサ１３及び第２流路スペーサ１４によって構成されている。分離膜１２の端面が積層体２２の端面を構成する。積層体２２は、詳細には、複数の分離膜１２、複数の第１流路スペーサ１３及び複数の第２流路スペーサ１４によって構成されている。
【００４０】
複数の分離膜１２は、互いに重ね合わされ、袋状の構造を有するように３辺において封止され、集水管２１に巻きつけられている。袋状の構造の外部に位置するように、分離膜１２と分離膜１２との間に第１流路スペーサ１３が配置されている。第１流路スペーサ１３は、分離膜１２と分離膜１２との間に原水の流路としての空間を確保している。袋状の構造の内部に位置するように、分離膜１２と分離膜１２との間に第２流路スペーサ１４が配置されている。第２流路スペーサ１４は、分離膜１２と分離膜１２との間に透過水の流路としての空間を確保している。透過水の流路が集水管２１に連通するように、袋状の構造の開口端が集水管２１に接続されている。
【００４１】
分離膜１２は、例えば、逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜又は精密濾過膜である。
【００４２】
集水管２１は、各分離膜１２を透過した透過水を集めて分離膜エレメント２の外部に導く役割を担っている。集水管２１には、その長手方向に沿って複数の貫通孔２１ｈが所定間隔で設けられている。透過水は、これらの貫通孔２１ｈを通じて集水管２１の中に流入する。
【００４３】
集水管２１は十分な強度を有する。具体的に、集水管２１の構成材料の圧縮強さは、１０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上でありうる。このような構成によれば、分離膜エレメント２の強度を効果的に向上させることができる。集水管２１が高い圧縮強さを有している場合、分離膜エレメント２は、高い運転圧力に対する優れた耐圧性のみならず、圧力損失に対する優れた耐圧性をも獲得する。
【００４４】
集水管２１は、分離膜エレメント２の背骨に相当する部材である。図３及び図４を参照して説明した構造と高い圧縮強さを有する集水管２１との相乗効果により、各部材の破損を防止しつつ、分離膜エレメント２に加わるスラスト荷重を確実に受けることができる。
【００４５】
集水管２１の構成材料の圧縮強さの上限は特に限定されず、例えば、２５００ｋｇｆ／ｃｍ2である。
【００４６】
集水管２１の構成材料の圧縮強さは、次の方法によって測定されうる。
【００４７】
図７に示すように、集水管２１を切断して適切な長さの円筒状の試験片２１ｋを作製する。試験片は、貫通孔が設けられていない部分から採取する。試験片２１ｋの長さは、集水管２１の外径の９０〜１１０％である。試験片２１ｋの上面と下面とが互いに平行になるように、上面及び下面に研磨などの機械加工を施す。次に、市販の材料試験機を用いて圧縮破壊試験を行う。圧縮破壊試験において、荷重速度は、０．８〜１．２ｍｍ／ｍｉｎである。圧縮破壊試験でのピーク荷重と集水管２１の断面積とから、集水管２１の構成材料の圧縮強さを算出する。集水管２１の断面積は、外径を直径とする円の面積から内径を直径とする円の面積を引いた面積に等しい。言い換えれば、集水管２１の断面積は、試験片２１ｋの上面又は下面の面積に等しい。圧縮強さは、ピーク荷重を断面積で除することによって算出されうる。
【００４８】
集水管２１の構成材料は特に限定されない。集水管２１は、例えば、金属、セラミック又は樹脂で作られている。
【００４９】
金属としては、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、黄銅（真鍮）、青銅、ジュラルミン、その他の合金などが挙げられる。
【００５０】
セラミックとしては、アルミナセラミック、ジルコニアセラミック、窒化ケイ素セラミック、窒化アルミニウムセラミック、炭化ケイ素セラミックなどが挙げられる。
【００５１】
樹脂としては、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂（ユリア樹脂）、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などが挙げられる。集水管２１を構成する樹脂は、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、又はシリコーン樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエステル樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂）、ポリフェニレンオキシド樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂（例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂）、ポリフェニレンサルファイド樹脂、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、アクリルニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、これらの樹脂の混合物、これらの樹脂を含むポリマーアロイなどが挙げられる。
【００５２】
集水管２１の構成材料は樹脂を含んでいてもよい。この場合、集水管２１に優れた耐食性を付与しやすい。集水管２１の構成材料の主成分が樹脂であってもよい。「主成分」とは、体積比で最も多く含まれた成分を意味する。
【００５３】
集水管２１の構成材料は、樹脂と強化材料とを含む樹脂組成物であってもよい。強化材料としては、繊維材料、結晶材料などが挙げられる。繊維材料としては、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。結晶材料としては、ウィスカー、液晶ポリマーなどが挙げられる。ガラス繊維としては、ガラスウール、チョップド・ガラスファイバー、ミルド・ガラスファイバーが挙げられる。炭素繊維としては、ミルド炭素繊維が挙げられる。ウィスカーとしては、ホウ酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、珪酸カルシウムウィスカー、硫酸カルシウムウィスカーなどが挙げられる。
【００５４】
樹脂と強化材料とを含む樹脂組成物は、ＦＲＰ（fiber reinforced plastic）と呼ばれる。集水管２１は、ＦＲＰ製であってもよい。構成材料としてＦＲＰを使用することによって、集水管２１に高い圧縮強さを付与することができる。例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とを含むＦＲＰは、安価であり、入手しやすく、成形性も良好である。
【００５５】
樹脂と強化材料とを含む樹脂組成物の主成分は、樹脂であってもよく、強化材料であってもよい。樹脂組成物の全体に対する強化材料の比率は、例えば、５０〜８０体積％である。強化材料の比率が適切に調整されていると、樹脂組成物の成形性を大きく損なうことなく、集水管２１に高い圧縮強さを付与することができる。
【００５６】
樹脂組成物の各種特性を向上させること目的として、樹脂組成物は、各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、難燃剤、安定剤、顔料、染料、離型材、滑材、耐候性改良剤などが挙げられる。これらの添加剤から選ばれる１種又は２種以上の混合物を用いることができる。
【００５７】
図８は、集水管の横断面を示している。集水管２１の内径Ｄ１は、例えば、２０〜２８ｍｍの範囲にある。集水管２１の外径Ｄ２は、例えば、３７〜４１ｍｍの範囲にある。集水管２１の内径Ｄ１及び外径Ｄ２が適切な範囲に調整されていると、有効膜面積の減少を抑制することができる。
【００５８】
なお、集水管２１の内径Ｄ１は、コネクタ６１が存在しない位置における内径でありうる。集水管２１の端部の内径は、拡張されていることがある。この場合、集水管２１にコネクタ６１を挿入しやすかったり、長手方向へのコネクタ６１の移動を阻止できたりする。
【００５９】
本実施形態の分離膜エレメント２及び分離膜モジュール１００は、非常に高い耐圧性が要求される用途に適している。具体的には、分離膜エレメント２を用いた分離膜モジュール１００の最大運転圧力は、例えば、１２ＭＰａである。「最大運転圧力」とは、分離膜モジュール１００の入口近傍において、原水に加えられた圧力を意味する。分離膜モジュール１００の入口近傍は、例えば、最も上流側に位置している分離膜エレメント２と供給管８１との間の空間である。
【００６０】
例えば、直径２００ｍｍ、長さ１０１６ｍｍの分離膜エレメント２において、分離膜１２の有効膜面積は、２７ｍ2以上でありうる。有効膜面積の上限は特に限定されず、例えば、３７ｍ2である。「直径」は、シェル２８（又は端面部材３）の直径である。「長さ」は、第１端面部材３ａの端面３ｐから第２端面部材３ｂの端面３ｐまでの長さである。「有効膜面積」とは、接着剤によって封止された部分等を除く、原水をろ過処理できる部分の面積を意味する。
【００６１】
圧力容器１の内部に処理されるべき原水が供給されると、原水は、分離膜エレメント２の一端部から原水の流路に流入する。原水は、分離膜１２によってろ過されて濃縮される。これにより、濃縮された原水と透過水とが生成される。濃縮された原水は、分離膜エレメント２の他端部から分離膜エレメント２の外部へと排出される。透過水は、透過水の流路及び集水管２１を通じて、分離膜エレメント２の外部へと排出される。分離膜エレメント２は、原水に含まれたイオン、塩類などの溶質が取り除かれた透過水を生成する。
【００６２】
本開示の分離膜エレメント２及び分離膜モジュール１００は、各種廃水の処理に適している。原水としての廃水における溶質の濃度は、海水における塩分濃度（約３．５％）を上回ることがある。この場合、高い運転圧力が必要とされる。
【００６３】
本開示の分離膜エレメント２及び分離膜モジュール１００は、原油随伴水の処理及び油田注入水の生成に適している。原油を採掘すると、大量の随伴水が副産物として得られる。随伴水には様々な物質が高濃度で含まれているので、随伴水を処理するには高い運転圧力が必要とされる。随伴水を処理することによって得られた浄化水を注入水として再利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本開示の分離膜エレメント及び分離膜モジュールは、海水の淡水化、純水の製造、廃水処理、原油採掘に伴う水処理などの様々な用途に使用されうる。
【符号の説明】
【００６５】
１  圧力容器
２，２０  分離膜エレメント
３  端面部材
３ａ  第１端面部材
３ｂ  第２端面部材
３ｐ  端面
３ｈ  貫通孔
１２  分離膜
２１  集水管
２１ｐ  端面
３１  内側筒部
３２  外側筒部
６１  コネクタ
１００  分離膜モジュール
【図１】
2020025926.tif 000003
【図２】
2020025926.tif 000004
【図３】
2020025926.tif 000005
【図４】
2020025926.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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